초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 소형 무인 비행체 (UAV, Unmanned Aerial Vehicle)들이 밀집하여 비행하는 환경에서의 충돌 예방을 위한 저고도 항공 교통 제어 방안 연구를 수행하였다. 많은 소형 무인 비행체가 한정된 공간에서 밀집해서 비행을 할 때 충돌에 의한 UAV와 인간에게 모두 피해가 발생하지 않도록 하는 것이 목적이다. 가장 크게 고려하는 점은 소형 무인 비행체의 특성이 기존의 대형 무인기에서 다룬 것과는 다르다는 점이다. 소형 UAV는 수직/정지/후진 비행이 가능하며 성능이 대형 무인기와 비교하여 낮다 는

□ 연구개요
본 연구는 소형 무인 비행체 (UAV, Unmanned Aerial Vehicle)들이 밀집하여 비행하는 환경에서의 충돌 예방을 위한 저고도 항공 교통 제어 방안 연구를 수행하였다. 많은 소형 무인 비행체가 한정된 공간에서 밀집해서 비행을 할 때 충돌에 의한 UAV와 인간에게 모두 피해가 발생하지 않도록 하는 것이 목적이다. 가장 크게 고려하는 점은 소형 무인 비행체의 특성이 기존의 대형 무인기에서 다룬 것과는 다르다는 점이다. 소형 UAV는 수직/정지/후진 비행이 가능하며 성능이 대형 무인기와 비교하여 낮다 는 점을 고려하였다. 또한 소형 UAV 들은 서로 밀집해서 비행할 확률이 높으며 이는 충돌 회피를 위한 비행이 다른 충돌 비행을 연쇄적으로 야기할 수 있다. 이러한 충돌의 가능성을 현저히 낮추기 위해 i) 소형 UAV 교통망 인프라 설계 방안 연구, ii) 충돌 예방을 위한 항공 트래픽 제어 방안 연구와 iii) 충돌 예방 경로 설정 방안 연구를 수행하였다. 본 연구는 전체 시스템을 설계하고 관련 알고리즘과 프로토콜을 설 계 및 검증하는 것을 목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구는 계획서 상에 기술하였듯이, 위의 3가지 연차 목표를 각 2개씩의 세부 연구 주제로 구분하여 연구를 수행하였으며 결과는 다음과 같다.
i) 소형 UAV 교통망 인프라 설계 방안 연구
- 소형 UAV 교통망 클래스에 따른 비행 고도 지정 방안 연구 : 성능에 따른 소형 UAV 클래스 지정 방안을 설계하였고 이를 근간으로 연구를 수행함
- 비행 규칙 제정을 통한 충돌 예방 방안 연구 : 소형 UAV들이 비행 규칙 및 2D/3D 가상 교차로 개념에 따라 충돌 예방 방안을 연구하였음
ii) 소형 UAV간 충돌 예방을 위한 항공 트래픽 제어 방안 연구
- 비행 정보 공유를 통한 충돌 예방 방안 연구 : LTE 기반의 비행 정보 공유 아키텍처를 설계하고 충돌 예방 방안들을 연구하였음.
- 혼잡 방지를 위한 클래스간 UAV 이동 방안 연구 : 혼잡 방지를 위한 class간 이동 방안과 UAV간 밀도 측정 방안 등에 대한 연구를 수행하였음
iii) 충돌 예방 경로 설정 방안 연구
- 충돌 예방을 위한 비행경로를 설정하는 방안 연구 : 가상 3D 교차로를 스케줄링하는 것에 기반하여 비행경로를 설정하는 방법에 대해 연구하였음
- 임무 수행 불가능 상태 대응 방안 연구 : 불가능 상태를 구분하고, 임시 하강 수직 경로 설정 및 밀도 조정 등에 관한 연구를 수행함
이러한 연구결과를 바탕으로 SCI(E) 저널 게재 2건, 특허 출원 1건, 국제학회 발표 5건, 국내학회 발표 3건과 관련 논문 우수상 1건의 실적을 이루었고 SCI(E) 저널에 논문 2건 투고를 준비중이다.

□ 연구개발결과의 중요성
전 세계적으로 소형 UAV를 이용한 비즈니스를 준비하고 있다. 택배, 보안 관제, 정보 수집 등에서 아주 많은 소형 UAV (Unmanned Aerial Vehicle, 드론)들이 사용될 것으로 예상된다. 많은 소형 UAV들은 성능과 법 규제 등으로 인해 일정 고도 이하로 비행해야하기에 본 연구에서 가정한 소형 UAV들의 밀집한 저고도 비행 상황은 필연적으로 발생할 것이다. 따라서, 본 과제의 연구 내용 및 결과들은 시기적으로 도 중요하다. 또한, 비행 규칙 제정을 통한 3D 가상 교차로 제어 방안과 밀집도에 따른 고도간 이동 방안 연구 등은 다른 연구들에서 아직 제대로 다루지 않은 차별성이 있다. 이러한 연구 개발 결과들은 표준화와 사업화가 이루어지면서 국가적인 연구 우위를 가질 수 있을 수 있다는 점에서 중요하다고 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2-1. 소형 UAV 교통망 클래스에 따른 비행 고도 지정 방안 연구 ... 4
• 2-2. 비행 규칙 제정을 통한 충돌 예방 방안 연구 ... 4
• 2-3. 비행 정보 공유를 통한 충돌 예방 방안 연구 ... 5
• 2-4. 혼잡 방지를 위한 클래스간 UAV 이동 방안 연구 ... 6
• 2-5. 충돌 예방을 위한 비행 경로를 설정하는 방안 연구 ... 7
• 2-6. 임무 수행 불가능 상태 대응 방안 연구 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 12