초록 ▼

본 연구에서는 소형 무인 비행체의 군집 이동 제어에 대한 연구를 당초 목표에 부합하게 성실히 수행하였다. 자세한 연구 성과는 다음과 같다.
(1) 멀티 홉 연결성을 지원하면서 목표물을 탐색하는 군집 이동성 제어 방안 연구 개발
무선 멀티 홉 통신을 유지하면서 UAV가 군집 이동하다가 목표물을 발견하는 경우에는 목표물과 기지와의 멀티 홉 경로를 위해 UAV가 자율적으로 비행하는 알고리즘 및 프로토콜을 연구 개발하였다. 이 연구를 보다 심화하여 목표물이 이동하는 경우 기지국과의 연결성을 확보하면서 이를 따라가는 방안과 기지국

본 연구에서는 소형 무인 비행체의 군집 이동 제어에 대한 연구를 당초 목표에 부합하게 성실히 수행하였다. 자세한 연구 성과는 다음과 같다.
(1) 멀티 홉 연결성을 지원하면서 목표물을 탐색하는 군집 이동성 제어 방안 연구 개발
무선 멀티 홉 통신을 유지하면서 UAV가 군집 이동하다가 목표물을 발견하는 경우에는 목표물과 기지와의 멀티 홉 경로를 위해 UAV가 자율적으로 비행하는 알고리즘 및 프로토콜을 연구 개발하였다. 이 연구를 보다 심화하여 목표물이 이동하는 경우 기지국과의 연결성을 확보하면서 이를 따라가는 방안과 기지국과 목표물이 너무 먼 경우에는 store-and-forward 방식의 정보 전달을하는 방안에 대해서 연구를 수행하였다. 예를 (그림 1)에 보였다. 연구 결과는 학회발표 및 등재지와 SCI 논문지에 게재하였다.
(2) 연결성 손실 방안 대처 방안 연구 (UAV 군집의 장애물 회피 및 충전을 위한 비행 제어 기법 연구)
UAV들이 이동하면서 장애물을 회피하면서도 연결성을 손실되지 않는 방안에 대해서 연구를 수행하였다. UAV 군집이 분리되는 SPLIT 기법과 UAV들 중 일부가 고도를 높여 비행하고 다른 UAV들은 연결성 확보를 위해 속도를 조절하는 JUMP 기법으로 나누어 연구를 진행하였다 (그림 2). 연구 결과들은 국내학회에 발표하였고 SCIE 논문지 등에 게재하였다. UAV들은 연료나 배터리 문제로 인하여 주기적으로 충전을 하여야 한다. Spare 그룹을 지정하여 주기적으로 기지국에서 충전하고 위치를 대체하는 방안에대한 연구를 수행하였다. 현재 특허를 출원하였고 SCI(E) 논문지에 제출 예정이다.
(3) 목표물 탐색 알고리즘 연구
본 연구를 진행하는데 있어서 재난 상황이나, 전시 상황에 목표물을 탐색하는 것을 주요 목적으로 하였다. 또한, 위성 사진 등의 사전 정보가 차단된 상태에서 고궤도에서 빠른 정보를 습득한 한 후, 의심 지역에 한해서 저궤도로 탐색을 수행하는 2 단계 방법도 제안하였다. 이는 현재 SCIE 논문지에 제출하여 review 중에 있다. 예를 (그림 3)에 보였다.
(4) 군집 이동성 제어 시뮬레이터 개발
대부분 연구의 검증은 ns-2 (그림 4)를 활용하여 시뮬레이션을 통해 수행하였다. 2차원적인 ns-2를 3차원으로 확장하였으며 이의 궤적 등은 결과 파일을 따로 생성하여 3차원으로 그리는 과정을 거쳤다.
(5) 이외의 다양한 연구의 시도
다양한 연구도 시도하였다. (그림 5)와 같이 소형 UAV에 Wi-Fi 모듈을 따로 장착하여 근거리 통신을 통한 제어 연구, 이동하는 UAV들간의 전파 특성에 대한 연구 등 근거리 통신에 근거하여 UAV들에 대한 연구를 수행하였으며, 이에 대한 결과는 게재되었거나, 제출되었다.
이상과 같이 아래 표와 같이 당초 목표대로의 연구를 성실히 수행하고 연구 성과물을 꾸준히 도출하였으며, 관련되어 다양한 연구도 시도하였다. 본 연구는 소형 UAV 군집을 활용하여 다양한 시나리오에 대처할 수 있는 방법의 연구라는 독창성이 있으며, 현재 UAV들의 실용화가 진행되는 만큼 연구 결과의 활용 가능성도 크다고 판단된다. 현재 13건의 실적 중 한 건만 제출 준비 중에있으며 모두 게재/게재 예정/제출(리뷰중)의 상황에 있다. 물론, 다른 성과물 제출도 계획 중이다. 모든 연구 실적의 사사는 본 과제 하나로 국한하였다. 앞으로 연구를 심화하여 연구 성과를 양적/질적으로 더욱 높일 예정이다.