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연구개요
인공위성 자율 랑데부, 도킹을 위한 광학 센서 기반 상대 항법/제어 알고리즘 개발 및 하드웨어 시뮬레이터를 이용한 검증
- 위성 랑데부/도킹을 위한 제어 알고리즘 연구
- 광학 센서를 이용한 위성 간 상대 위치 및 자세 추정 알고리즘 연구
- 위성 랑데부/도킹을 위한 상대 항법 및 제어 통합시스템 구축
- 하드웨어 기반 시뮬레이션 환경에서의 항법 및 제어 통합시스템 검증

연구 목표대비 연구결과
[목표 1] 위성 랑데부/도킹을 위한 제어 알고리즘 연구
- 제어 알고리즘 개발을

연구개요
인공위성 자율 랑데부, 도킹을 위한 광학 센서 기반 상대 항법/제어 알고리즘 개발 및 하드웨어 시뮬레이터를 이용한 검증
- 위성 랑데부/도킹을 위한 제어 알고리즘 연구
- 광학 센서를 이용한 위성 간 상대 위치 및 자세 추정 알고리즘 연구
- 위성 랑데부/도킹을 위한 상대 항법 및 제어 통합시스템 구축
- 하드웨어 기반 시뮬레이션 환경에서의 항법 및 제어 통합시스템 검증

연구 목표대비 연구결과
[목표 1] 위성 랑데부/도킹을 위한 제어 알고리즘 연구
- 제어 알고리즘 개발을 위한 시뮬레이션 S/W 확보
- MPC 기반 추력기 활용 궤도 제어 알고리즘 확보
- MPC 기반 추력기 활용 궤도/자세 제어 알고리즘 확보
- 외란 및 모델 불확실성을 극복하는 외란 관측기 기반 적응 제어기와 MPC 통합 알고리즘 확보
- 안전성을 고려한 도킹 시나리오 수립
[목표 2] 광학 센서를 이용한 위성 간 상대 위치 및 자세 추정 알고리즘 연구
- 항법 알고리즘 개발을 위한 시뮬레이션 S/W 확보
- LED 마커를 활용한 궤도/자세 항법 알고리즘 확보
- 딥러닝 기반 형상 랜드마크를 활용한 궤도/자세 항법 알고리즘 확보
[목표 3] 위성 랑데부/도킹을 위한 상대 항법 및 제어 통합시스템 구축
- 궤도/자세 항법 및 제어 통합시스템 구현
- S/W 시뮬레이션 기반 통합시스템 검증 완료
[목표 4] 하드웨어 기반 시뮬레이션 환경에서의 항법 및 제어 통합시스템 검증
- 도킹 포트, 도킹 스피어 제작
- 도킹 포트 자동 메커니즘 구현
- 비전 센서 제어 및 데이터 핸들링 S/W 제작
- 비전 센서 데이터 처리 모듈 구축
- H/W 시뮬레이터 기반 서브 시스템 검증 완료
- H/W 시뮬레이터 기반 통합시스템 검증 미완료

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
자율 랑데부/도킹 시스템 개발환경의 독자적 확보
- 5 자유도 하드웨어 시뮬레이터를 사용한 랑데부/도킹 시스템 검증환경 구축
- 하드웨어 구성 변경을 통하여 비전 센서를 활용한 다양한 근접운용 임무 시험 가능; 고장 수리, 연료주입, 근접조사, 정찰, 임무 협력 등
자율 랑데부/도킹 시스템 기선(Baseline) 확보 및 우주기술 분야 발전에 지속적인 활용
- 항법, 제어를 위한 알고리즘부터 하드웨어 개발 및 운용을 위한 시나리오 정의까지 자율 랑데부/도킹 시스템의 개발 시퀀스 전체를 수행
- 향후 복수의 위성을 활용한 우주 임무에 요구되는 원천기술 개발의 기반 제공
- 딥러닝 등의 첨단 기술을 우주 영역에 활용한 기초연구로써 활용 가능

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• I. 제어 알고리즘 개발을 위한 소프트웨어 개발환경 구성 ... 6
• II. 제어 알고리즘 연구 ... 7
• III. 항법 알고리즘 개발을 위한 소프트웨어 개발환경 구성 ... 9
• IV. 광학 센서 기반 상대 항법 알고리즘 연구 ... 10
• V. 위성 상대 항법 및 제어 알고리즘 통합 ... 12
• VI. H/W 검증환경 구성 ... 13
• VII. H/W 시뮬레이터를 활용한 상대 제어 알고리즘 검증 ... 14
• VIII. H/W 시뮬레이터를 활용한 상대 항법 알고리즘 검증 ... 16
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 17
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 17
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 3) 목표 달성 수준 ... 19
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 19
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 20
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 21
• 6. 참고문헌 ... 21
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 23
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 24