• 한국지리정보학회지
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• 제22권3호
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• pp.107-119
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• 2019

최근 ICT 기술과 융합 기술의 발달에 힘입어 농업 분야에서도 많은 변화와 혁신이 추구되고 있다. 과거 전통적인 농작물 생산 중심의 농업 분야에서 다양하고 첨단의 기술과 접목되어 6차 산업이라는 새로운 산업 형태를 만들고 있으며 이러한 변화의 핵심은 농업 분야에서도 ICT 기술과 공간정보의 융합이 있기에 가능하다. 센서를 이용한 농작물 작황 분석과 이를 공간정보 기반에서 분석 및 예측하기 위한 다양한 접근이 시도되고 있다. 특히 최근에는 드론을 이용한 농작물 재배 및 스마트 팜을 위한 다양한 연구가 추진되고 있다. 하지만, 이러한 연구는 드론을 이용한 직접적인 농작물 재배 등의 물리적 활용과 공간정보 구축에 국한되는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 농작물 재배에 가장 영향을 미치는 가뭄에 대한 과학적이고 객관적인 지표를 산출하기 위한 드론을 활용한 농업 가뭄 모니터링 체계 구축을 목표로 하였다. 이를 위해 가뭄 우심지역에 대하여 토양수분 센서를 설치하여 실제 토양의 수분을 확인하고 기준값으로 설정하여 드론에서 구축한 온도 및 정규식생지수를 비교분석하였다. 드론 열화상 센서에서는 대상 지역의 토양 온도를 산출하였으며, 드론 초분광센서를 이용하여 대상 농작물의 정규식생지수를 산출하여 실제 대상 지역의 농작물의 작황상태 및 토양온도와의 상관관계를 분석하였으며, 이를 검증하기 위해 대상지역에 설치된 토양수분측정 센서를 이용하여 실제 토양수분을 산출하여 드론 성과와 비교 분석하였다. 이와 같은 접근은 비접촉 방식으로 작물의 종류, 작물의 생육정도, 단위면적 당 작황상태에 관한 데이터를 생산하여 효율적인 가뭄피해 분석에 활용될 것으로 기대된다.

• ETRI Journal
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• 제43권4호
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• pp.580-593
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• 2021

When operating in confined spaces or near obstacles, collision-free path planning is an essential requirement for autonomous exploration in unknown environments. This study presents an autonomous exploration technique using a carefully designed collision-free local planner. Using LiDAR range measurements, a local end-point selection method is designed, and the path is generated from the current position to the selected end-point. The generated path showed the consistent collision-free path in real-time by adopting the Euclidean signed distance field-based grid-search method. The results consistently demonstrated the safety and reliability of the proposed path-planning method. Real-world experiments are conducted in three different mines, demonstrating successful autonomous exploration flights in environment with various structural conditions. The results showed the high capability of the proposed flight autonomy framework for lightweight aerial robot systems. In addition, our drone performed an autonomous mission in the tunnel circuit competition (Phase 1) of the DARPA Subterranean Challenge.

• 전자통신동향분석
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• 제36권2호
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• pp.1-11
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• 2021

As sensors such as Inertial Measurement Unit, cameras, and Light Detection and Rangings have become cheaper and smaller, research has been actively conducted to implement functions automating micro aerial vehicles such as multirotor type drones. This would fully enable the autonomous flight of drones in the real world without human intervention. In this article, we present a survey of state-of-the-art development on autonomous drones. To build an autonomous drone, the essential components can be classified into pose estimation, environmental perception, and obstacle-free trajectory generation. To describe the trend, we selected three leading research groups-University of Pennsylvania, ETH Zurich, and Carnegie Mellon University-which have demonstrated impressive experiment results on automating drones using their estimation, perception, and trajectory generation techniques. For each group, we summarize the core of their algorithm and describe how they implemented those in such small-sized drones. Finally, we present our up to date research status on developing an autonomous drone.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권1호
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• pp.87-97
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• 2023

Unmanned aerial vehicles (UAVs) can capture high-resolution imagery from a variety of viewing angles and altitudes; they are generally limited to collecting images of small scenes from larger regions. To improve the utility of UAV-appropriated datasetsfor use with deep learning applications, multiple datasets created from variousregions under different conditions are needed. To demonstrate a powerful new method for integrating heterogeneous UAV datasets, this paper applies a combined segmentation network (CSN) to share UAVid and semantic drone dataset encoding blocks to learn their general features, whereas its decoding blocks are trained separately on each dataset. Experimental results show that our CSN improves the accuracy of specific classes (e.g., cars), which currently comprise a low ratio in both datasets. From this result, it is expected that the range of UAV dataset utilization will increase.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제16권6호
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• pp.1324-1342
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• 2020

Various modified algorithms of rapidly-exploring random tree (RRT) have been previously proposed. However, compared to the RRT algorithm for collision avoidance with global and static obstacles, it is not easy to find a collision avoidance and local path re-planning algorithm for dynamic obstacles based on the RRT algorithm. In this study, we propose boundary-RRT*, a novel-algorithm that can be applied to aerial vehicles for collision avoidance and path re-planning in a three-dimensional environment. The algorithm not only bounds the configuration space, but it also includes an implicit bias for the bounded configuration space. Therefore, it can create a path with a natural curvature without defining a bias function. Furthermore, the exploring space is reduced to a half-torus by combining it with simple right-of-way rules. When defining the distance as a cost, the proposed algorithm through numerical analysis shows that the standard deviation (σ) approaches 0 as the number of samples per unit time increases and the length of epsilon ε (maximum length of an edge in the tree) decreases. This means that a stable waypoint list can be generated using the proposed algorithm. Therefore, by increasing real-time performance through simple calculation and the boundary of the configuration space, the algorithm proved to be suitable for collision avoidance of aerial vehicles and replanning of local paths.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권6_2호
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• pp.1073-1082
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• 2023

Thermal sensors, also called thermal infrared wavelength sensors, measure temperature based on the intensity of infrared signals that reach the sensor. The infrared signals recognized by the sensor include infrared wavelength(0.7~3.0㎛) and radiant infrared wavelength(3.0~100㎛). Infrared(IR) wavelengths are divided into five bands: near infrared(NIR), shortwave infrared(SWIR), midwave infrared(MWIR), longwave infrared(LWIR), and far infrared(FIR). Most thermal sensors use the LWIR to capture images. Thermal sensors measure the temperature of the target in a non-contact manner, and the data can be affected by the sensor's viewing angle between the target and the sensor, the amount of atmospheric water vapor (humidity), air temperature, and ground conditions. In this study, the characteristics of three thermal imaging sensor models that are widely used for observation using unmanned aerial vehicles were evaluated, and the optimal application field was determined.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.99-112
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• 2015

Drones are more formally known as unmanned aerial vehicles without a human pilot aboard. Its flight is controlled either autonomously by onboard computers or by the remote control of a pilot on the ground. This research aims to analyze market trends and technological developments of drones, use cases and constraints of drones in the cultural industries take advantage of the possibility of future drones. Drones are looking for broadcasting, movie, theater, games, toys drones and racing games in a variety of cultural industry. The biggest problem of drone shall provide penalties for breaches of privacy and security issues in the debate. Drones performances are required such as battery capacity and compactness because of the technical limitations. The drones are expected to be used in various fields such as journalism drone, performance tools, augmented reality games, kidult culture. The drones can create a new cultural industry market such as the combination of robotics and drone journalism, drone crowded theater, utilizing drones character games, racing games etc. In conclusion, drones help reduce manpower, time and costs dramatically and will contribute to creating added value in the cultural industries.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제17권1호
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• pp.88-92
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• 2018

Currently drone industry has become one of the fast growing markets and the technology for unmanned aerial vehicles are expected to continue to develop at a rapid rate. Especially small unmanned aerial vehicle systems have been designed and utilized for the various field with their own specific purposes. In these fields the path planning problem to find the shortest path between two oriented points is important. In this paper we introduce a path planning strategy for an autonomous flight of unmanned aerial vehicles through reinforcement learning with self-positioning technique. We perform Q-learning algorithm, a kind of reinforcement learning algorithm. At the same time, multi sensors of acceleraion sensor, gyro sensor, and magnetic are used to estimate the position. For the functional evaluation, the proposed method was simulated with virtual UAV environment and visualized the results. The flight history was based on a PX4 based drones system equipped with a smartphone.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.33-38
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• 2016

재난 현장의 붕괴된 건물 아래의 매몰자를 탐지하기 위해서는 구조 업무를 수행하는 인력이나 관리자가 현장의 실제 붕괴 정도 및 현재 상태를 신속하게 파악하여야 구조 업무가 순조롭게 진행될 수 있다. 하지만 붕괴 현장의 경우 사람의 접근 시 추가 붕괴의 위험 등으로 사건이 발생한 부분에 접근이 어려워 현장의 정보를 쉽게 파악하기 어렵다. 또한 제한된 인원으로 인하여 붕괴 현장에 매몰된 사람들의 위치를 파악하는 일 역시 힘든 일이다. 본 연구에서는 이러한 어려움을 극복하기 위하여 스테레오 비전 카메라를 장착한 무인비행장치 혹은 드론을 활용하여 붕괴지형의 정보를 파악하고자 한다. 스테레오 비전 카메라를 장착한 무인비행장치 제작을 위한 필요 기술 도출 및 제작 방법론 설명을 통해 붕괴지형 정보 획득을 위한 하드웨어 관련 기술을 제시하고자 한다. 다음으로 무인비행장치를 활용하여 획득한 자료를 바탕으로 붕괴지형을 3차원으로 모델링하는 과정을 통하여 본 연구에서 개발한 기기의 활용 가능성을 검증하고자 한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제17권5호
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• pp.117-127
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• 2018

본 연구에서는 대학 캠퍼스를 대상으로 드론을 활용한 정사영상 및 지형모델의 생성 방안을 제시하고 정확도 평가를 실시하였다. 나아가 기존 대부분의 정확도 평가를 위한 연구에서 GPS 자료를 활용한 사례가 대부분 이였으나 본 연구에서는 삼각수준측량을 통해 얻은 기준값을 활용한 정확도 평가 및 검증을 실시하였다. 정확도 분석 결과 모든 시나리오에서 항공사진측량 작업규정에서 정한 허용범위 내의 성과를 얻어 드론을 활용한 항공사진측량 및 응용분야에 활용가능성을 확인하였으며, 정교한 DTM을 작성하기 위해서는 정밀 분류과정을 통해 빌딩, 수목, 인공 객체 등의 간섭을 없애고 정확한 표면의 높이의 등고선(Contour) 작성이 가능한 방안을 제시하였다. 본 연구의 성과는 드론을 활용한 지형모델 생성 및 정확도 평가에서 향후 관련 분야의 기초적 자료로 활용될 것으로 기대된다.