초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
◦ 본 연구에서는 자율주행 및 수직이착륙 자율비행이 가능하며, 스마트 오류감지제어(FDI) 기술이 적용한 비행자동차(Flying Car) 프로토타입 모델을 개발 목표로 한다.
◦ 도로 주행과 비행능력의 고도기술이 적용된 첨단 비행형 차량은 교통정체해소, 응급 구조, 감시‧보안활동 등 현재 헬리콥터로 수행되는 대부분의 서비스를 대체하여 막대한 규모의 비용절감 효과를 제공할 것이다.
◦ 본 연구에서는 ▶3D 프린팅과 3차원 설계 기술을 접목하여 주행모드 및 비행모드 변형이 가능한 차량플랫폼 개발

□ 연구의 목적 및 내용
◦ 본 연구에서는 자율주행 및 수직이착륙 자율비행이 가능하며, 스마트 오류감지제어(FDI) 기술이 적용한 비행자동차(Flying Car) 프로토타입 모델을 개발 목표로 한다.
◦ 도로 주행과 비행능력의 고도기술이 적용된 첨단 비행형 차량은 교통정체해소, 응급 구조, 감시‧보안활동 등 현재 헬리콥터로 수행되는 대부분의 서비스를 대체하여 막대한 규모의 비용절감 효과를 제공할 것이다.
◦ 본 연구에서는 ▶3D 프린팅과 3차원 설계 기술을 접목하여 주행모드 및 비행모드 변형이 가능한 차량플랫폼 개발이 이루어지며, ▶차선유지 및 충돌회피 기능이 포함된 자율 주행 기술, ▶수직이착륙 기능이 포함된 자율비행기술, ▶스스로 시스템의 오류를 감지, 고장 분리 및 고장제어 적용을 통한 비행형차량 안정성 향상 기술 개발을 목표로 한다.
◦ 제안기술의 검증을 위해 모델링 및 시뮬레이션 환경을 구축하고, 자율주행 및 비행시험을 통해서 안정성을 검증하고 최적화 하고자 한다.

□ 연구결과
◦ 본 연구에서는 다중 센서융합 기반의 자율주행기술과 자율비행기술을 통합하는 통합주 행제어모듈이 개발하였으며, 운전자의 안전성을 증대시키기 위해서 고장을 스스로진단 및 제어하는 기술을 접목하였으며, 세부 연구 내용은 다음과 같다:
▶ 3D 프린팅 및 3차원 CAD 설계 기술을 접목한 다목적 비행형차량 형상 개발,
▶ 장애물 충돌 방지를 위한 Top-View 기반 자율 주행 알고리듬 개발,
▶수직이착륙 기능을 포함하는 자율비행을 위한 통합제어 알고리듬 (FT-SLC)개발
▶고장 진단, 복구와 제어 (FDI) 기능이 포함된 고장관리 모듈 개발
▶제안 기술의 성능 검증을 위한 비행시험 환경 구성 및 비행시험
◦ 세부적인 연구에서는 개발 기간 및 비용을 줄이기 위해서 3D 프린팅 기술을 접목하여 효율적인 소형 비행형 차량 플랫폼을 개발 하였으며, 다중 센서융합을 알고리듬을 적용하여 자율주행 및 자율비행에 필요한 위치추정 정밀도를 향상시켰으며, 또한 센서융합 알고리듬 기반 고장 진단 알고리듬을 설계하였으며, 강건제어를 위해서 최신의 Fast-Terminal 슬라이딩 제어기법을 적용하여 불확실한 외부환경에서의 자율 주행 및 자율 비행 안정성을 향상시키는 기술을 제안하였으며, 최종적으로 비행실험을 통하여 성능을 검증함.

□ 연구결과의 활용계획
◦ 비행형 차량의 개발은 다음과 같은 연구활용 및 효과 창출 기대 할 수 있음.
• 다목적 플랫폼 기능을 활용한 개인용 교통수단 및 응급 재난 지원 안전 분야 활용
• FDI 기술 활용을 통한 타 계통의 시스템의 고장 진단 및 고장제어 활용
• 플랫폼 변형을 통한 개인용 레이시, 레저 및 야외 활동, 관광분에 활용 가능 예상
• IT, 로봇, 항공 다 학제 간 융합을 통한 미래 전문인력 양성 및 일자리 창출 기여
• 교통체증에 의한 응급구조차량 및 민간 재난 지원용으로 활용 가능 예상
• 군사, 우주, 항공등 다목적 무인 비행로봇으로 활용 가능 예상
• 인공지능 기술의 접목을 통한 지능형 주행 및 비행이 가능한 드론 및 개인 이동수단
(출처:요약문 5p)

Abstract ▼

□ Purpose&
contents
-The goal of research is to develop a prototype of flyin car which has autonomous driving and flight technology with fault detection & isolation algorithm.
-The flying car which is applied with autonomous driving and flight function provides the effect on cost reduction

□ Purpose&
contents
-The goal of research is to develop a prototype of flyin car which has autonomous driving and flight technology with fault detection & isolation algorithm.
-The flying car which is applied with autonomous driving and flight function provides the effect on cost reduction and wide service area by solving traffic congestion, emergency rescues, security and surveilance.
▶ The vehicle platform design which switches from driving mode to flight mode through 3D printing technology. ▶ Self-driving technology with Llane-keeping, collision avoidance, ▶Vertical take-off and landing, ▶Fault detction and isolation.
- The proposed technologies are validated first through model-based design and simulation, then optimized by implementing a real-time experiment.

□ Result
- The integrated control system is developed including sensor fusion based self driving technology and autonomous flight. The fault detection and isolation function is applied to maximize the stability of vehicle.
▶a cutting-edge 3D printing and 3D design technique is used to design a transformable flying car, ▶a self-driving and assisting technique, ▶an autopilot skill with vertical take-off and landing capabilities, and ▶smart fault detection, isolation and fault reconfigurable control technique.
The flying vehicle platfrom is designed

□ Expected Contribution
The flying vehicle can geneate the below effect on research and application.
▶Application on radioactive detection and emergency rescue through multi-purpose platform.
▶Application on fault detection and control on the other system using fault detection and isolation(FDI) techonlogy.
▶Use on the leisure, outdoor activities and tourism field.
▶Provision of job position and expert on multi-discplinary on IT, robotics and aerospace.
(출처:SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 16
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 28
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 28
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 32
• 7. 참고문헌 ... 34
• 8. 연구성과 ... 36
• 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 36
• 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 36
• 11. 기타사항 ... 37
• 끝페이지 ... 37