다종 센서 융합의 신뢰성 향상을 통한 쿼드로터 자세 제어

유동현; 박종호; 류지형; 정길도

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자료유형: 학술저널

저자정보: 유동현 (전북대학교) 박종호 (서남대학교) 류지형 (한국전자통신연구원) 정길도 (전북대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제39권 제5호

발행연도: 2015.5

수록면: 517 - 526 (10page)

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본 논문은 쿼드로터 자세제어의 신뢰성 향상을 목적으로 다종 센서 구성 및 다종 센서 데이터 융합 알고리즘 적용을 연구한 결과이다. 먼저, 쿼드로터에 대한 동역학적 모델링에 관한 수식을 도출하였으며, 획득된 수식을 기초로 쿼드로터에 대한 수학적 모델링을 진행하였고 이를 기반으로 신뢰성이 향상된 다종 센서 데이터를 입력으로 하는 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 쿼드로터 자세제어를 위해 다종 센서 데이터의 신뢰성 향상이 필요했으며 이를 위해 다종 센서 데이터 입력에 대한 칼만 필터링를 진행하였고, 이후 쿼드로터의 수학적 모델링에 적용하여 오차를 보상토록 하였다. 관련 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 실제 쿼드로터 시스템에 적용하기 위하여 쿼드로터를 짐벌에 장착한 실제 시스템을 구성하였고 이후 쿼드로터를 호버링 상태에서 사용자가 요구하는 각도 변화에 따른 실험을 수행하였다. 실제 실험을 통한 쿼드로터 자세제어 데이터를 산출하였으며, 이를 바탕으로 추가적인 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 설계한 다종 센서 및 쿼드로터 자세 제어 시스템의 성능 검증을 진행하였다.

#Attitude Control(자세 제어) #Copter(헬리콥터) #Kalman Filter(칼만 필터) #PD Control(PD 제어기) #Quad-rotor(쿼드 로터) #Sensor Fusion(센서 융합) #Unmanned Aerial Vehicle(무인 비행체)

참고문헌 (9)

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1. [학술지(정기간행물)] - Byeon, S. M. / 2013 / An Autonomous Navigation Algorithm for Quadcopter Using Multiple Seonsors / Korean Engineering-Art Institute Journal 5 (1) : 1 ~

2. [학술대회논문] - Goel, R. / 2009 / Modeling, Simulation and Flight Testing of an Autonomous Quadrotor / Proceedings of ICEAE 2009

3. [학술대회논문] - Salazar-Cruz, S. / 2005 / Stabilization and Nonlinear Control for a Novel Trirotor Mini- aircarft / 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation : 2612 ~ 2617

4. [학술지(정기간행물)] - 김현 / 2014 / 멀티로터 무인비행로봇 동역학적 모델링 및 제어기법 연구 / 대한기계학회논문집 A 38 (2) : 137 ~ 148

5. [학술지(정기간행물)] - 윤재현 / 2014 / 무인비행체 블레이드 형상 변화에 따른 단일로터의 제자리 비행 추력성능 분석 / 대한기계학회논문집 A 38 (5) : 513 ~ 520

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