초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 해양 부유 쓰레기의 원격 감시를 위한 해상 수직이착륙 무인항공기의 강인 제어 알고리즘과 인공지능 기반의 해양 쓰레기 감지 기술을 개발하는 것을 목표로 하며, 각 연차별 목표는 다음과 같음
1차년도: T-S 퍼지 외란 관측기를 이용한 외란에 강인한 디지털 고장허용 비행 제어 알고리즘 개발
2차년도: 무인항공기의 영상기반 지능형 강인 제어 이론 개발
3차년도: 딥러닝 기반의 해양 부유 쓰레기 탐지 소프트웨어 및 통합 플랫폼 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도: T-S

□ 연구개요
본 연구는 해양 부유 쓰레기의 원격 감시를 위한 해상 수직이착륙 무인항공기의 강인 제어 알고리즘과 인공지능 기반의 해양 쓰레기 감지 기술을 개발하는 것을 목표로 하며, 각 연차별 목표는 다음과 같음
1차년도: T-S 퍼지 외란 관측기를 이용한 외란에 강인한 디지털 고장허용 비행 제어 알고리즘 개발
2차년도: 무인항공기의 영상기반 지능형 강인 제어 이론 개발
3차년도: 딥러닝 기반의 해양 부유 쓰레기 탐지 소프트웨어 및 통합 플랫폼 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도: T-S 퍼지 외란 관측기를 이용한 외란에 강인한 디지털 고장허용 비행 제어 알고리즘 개발
- 수직이착륙 무인항공기를 위한 T-S 퍼지 모델 기반의 고장 허용 제어 알고리즘을 개발하여 구동기 결함에 강인한 제어 성능을 확보함
- 디지털 센서로 측정한 샘플링된 측정값을 이용하여 연속시간 상태 변수를 추정하는 T-S 퍼지 기반의 디지털 관측기 설계 기법을 개발함
- 무인항공기 제어기 설계 검증을 위해 제어 시스템 시뮬레이션 검증 환경을 개발함
- 개발한 내용을 정리하여 SCIE 급 1편, SCOPUS 급 저널 2편 게재함
2차년도: 무인항공기의 영상기반 지능형 강인 제어 이론 개발
- 영상 센서와 칼만 필터를 이용한 무인항공기의 실내 측위 알고리즘을 개발함
- 시스템에 입력되는 외란을 추정하는 T-S 퍼지 모델 기반의 외란 관측기를 설계하고 이를 되먹임하는 지능형 슬라이딩 모드 제어 기법을 개발함
- 제어 시스템을 자세 각도와 위치 동역학으로 분산 모델링하고, 각 부분 시스템에 대한 참조 모델을 통해 지능형 디지털 경로 추종 제어 기법을 개발함
- 개발한 내용을 정리하여 SCIE 급 3편, SCOPUS 급 2편 게재함
3차년도: 딥러닝 기반의 해양 부유 쓰레기 탐지 소프트웨어 및 통합 플랫폼 개발
- 영상 내의 해양 부유 쓰레기를 검출하는 딥러닝 모델의 학습에 사용되는 해양 쓰레기 이미지 데이터세트를 구축하는 연구를 수행함
- 수직이착륙 무인항공기에 탑재된 소형 임베디드 하드웨어에서 실시간으로 구동 가능한 Faster R-CNN 기반의 해양 부유 쓰레기 검출 모델을 개발함
- 디지털 통신으로 인한 측정값 양자화 현상을 고려하여 디지털 상태 관측기와 제어기 설계 기술을 개발함
- 통합 플랫폼 실험을 통해 개발한 제어 기법의 성능을 분석함
- 개발한 내용을 정리하여 SCIE 급 1편, SCOPUS 급 2편 게재함

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1. 수직이착륙 무인항공기 관련 연구 분야에 적용
- 본 연구를 통해 개발된 무인항공기의 지능형 제어 기법은 다 개체 무인항공기의 협동 제어나 가변형 무인항공기의 제어 등에 직접적으로 적용 가능
- 딥러닝 기반의 해양 부유 쓰레기 탐지 기술은 향후 무인항공기를 통한 실종자 수색, 산불 감시, 공업단지 환경 감시 등 다양한 분야에 적용 가능
2. 제어기 설계 연구 분야에 적용
- T-S 퍼지 모델 기반의 제어 기법은 무인 지상 로봇이나 무인 수중 로봇 등의 무인 이동체 제어기 설계 문제에 쉽게 적용 가능
- 샘플값의 양자화, 시간 지연, 패킷 손실 등 다양한 제약 조건에 강인한 디지털 제어 기법의 연구 개발에 활용 가능
3. 해양 부유 쓰레기 감소를 통한 환경 개선
- 향후 해양 부유 쓰레기를 수거하는 청항선과의 협업 기술을 개발하여 효과적인 해양 부유 쓰레기 탐지 및 수거가 가능

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 필요성 ... 4
• 나. 연구의 목표 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 1차년도 연구 목표 및 내용 ... 5
• 나. 2차년도 연구 목표 및 내용 ... 7
• 다. 3차년도 연구 목표 및 내용 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 30