• 한국항공우주학회지
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• 제46권9호
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• pp.723-734
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• 2018

20kg 미만의 중소형 멀티콥터의 초기 사이징 과정에서 적용 가능한 기체 구조 중량 예측에 관한 연구를 소개한다. 임무장비를 제외하고 멀티콥터는 기체 구조, 모터, 프로펠러, 배터리 등으로 구성되는데, 모터, 프로펠러, 배터리 등의 중량은 설계변수에 따른 추세선을 통해 추정이 가능하다. 하지만 기체 구조 중량은 멀티콥터의 형상과 설계 개념이 다양하고, 대부분의 상용 제품들이 기체 구조 중량 데이터를 제공하지 않기 때문에 추세선을 통해 예측할 수 없다. 본 논문에서는 기본적인 멀티콥터 형상을 정의하고 멀티콥터 사이징 초기 단계에서 결정되는 프로펠러 개수와 직경을 통해 멀티콥터 기체 구조 중량을 추정하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 구조 중량이 제시된 멀티콥터 제품들을 통해 검증하여 그 유용성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권4호
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• pp.276-283
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• 2017

본 논문은 4개의 로터를 가지는 쿼드콥터에 대한 비선형 운동모델을 구성하고, 특이섭동 기법을 이용한 모델 역변환 위치 제어기 설계 결과에 대해 나타낸다. 특이섭동 모델 역변환방식은 느린 동역학과 빠른 동역학을 시분할 기법(time scale separation)기법을 이용하여 각각 역변환 시키는 방법이다. 수립한 6자유도 비선형 운동모델 기반으로, 모델 역변환 제어기를 설계하고 시뮬레이션을 수행한 결과 정확한 위치 추종을 수행함을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권5호
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• pp.78-85
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• 2022

산악이나 도서 지역으로의 물품수송, 재난지역의 영상정보 획득 및 긴급 구호물품 등을 수송하는데 멀티콥터 형태의 무인기를 활용하고자 하는 수요가 증가하고 있다. 이와 같은 임무를 성공적으로 수행하기 위해서는 비행 조건에 따라 발생하는 하중을 기체 구조물이 안전하게 지지하는 동시에 프롭로터의 진동 및 공탄성 안정성 확보 여부를 확인할 필요가 있다. 본 논문에서는 엔진과 발전기 조합의 하이브리드 동력 시스템이 장착된 탑재중량 40kg급 멀티콥터 무인기의 구조해석 모델 생성과 하중조건에 따른 변형 및 응력 분포 검토과정을 소개하였다. 또한 비행 속도와 기체의 피치각 조건에 따른 프롭로터 시스템의 진동 특성과 공탄성 안정성 해석 결과를 제시하였다. 프롭로터를 통해 발생하는 최대추력 및 정상, 비정상 착륙조건에 따라 기체에 작용하는 착륙하중을 검토하였으며, 구조물의 파손 없이 지지할 수 있음을 확인하였다. 기체의 비행 속도와 프롭로터의 회전속도에 따라 주요 모드별 감쇠 특성이 안정한 영역에 위치함을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.204-209
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• 2016

In this paper, an unmanned delivery service using drone was proposed and verified the feasibility. The multicopter has GPS for autopilot and a camera for remote control by human operator. The gripper for manipulation of delivery object was designed and evaluated. The multicopter flies to a given position automatically based on GPS, and approaches to the prepared delivery desk by remote control of human operator using the received image from the multicopter. GPS sensor verification and experimental PID tuning were performed to ensure the flight stability. The flight tests were carried out to verify the feasibility of delivery service.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권3호
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• pp.99-104
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• 2021

멀터콥터형 드론에 적용할 목적으로 바람 센서의 특성을 분석하고 실험을 통하여 비교하였다. 회전식 풍속계의 경우 동역학 효과가 측정 오차를 만들며, 초음파식 센서는 제작 오차와 신호처리 오차가 주요한 것으로 나타났다. 초음파식 센서는 트랜스듀서의 거리가 멀수록 오차가 줄어든다. 실험을 통하여 이러한 특성들을 확인하였으며, 멀티콥터에는 전압 출력 혹은 10 hz 이상의 데이터 출력이 가능한 초음파식 센서가 적합하다고 판단한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권5호
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• pp.20-27
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• 2017

본 논문에서는 멀티콥터 대기자료센서의 최적의 장착위치 선정을 위한 멀티콥터 주변 유동장 해석을 과정을 기술하였다. 유동해석을 위해서는 상용유동해석 프로그램인 STAR-CCM+를 사용하였으며 다면체기반의 격자시스템과 k-w SST 난류 모델링을 사용하였다. 회전하는 4개의 프로펠러의 상대운동을 모사하기 위해서는 비정렬격자 기반 중첩격자기법을 사용하였다. 해석과정에서는 정지비행, 전진비행, 상승 및 하강비행에 대하여 해석을 수행하였고 센서위치에 대하여 측정오차를 분석하였다. 장착위치 분석결과 센서의 위치가 회전면에서 프로펠러 지름 높이 이상에 위치하면 하강비행을 제외한 멀티콥터의 운용과정에서 1m/s 정도 이내의 속도오차를 보이므로 비교적 정확한 측정이 가능할 것으로 예측되었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권1호
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• pp.28-39
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• 2022

회전익 항공기의 발달에 따라 사람이 탑승하는 유인 회전익 항공기의 안전과 관련된 장치들이 개발 될 필요가 있다. 본 연구에서는 소형 멀티콥터 PAV에 외부 에어백이 장착될 수 있다는 점을 가정하였다. LS-DYNA의 Airbag Folding Application을 사용하여 Roll, Sigma, Zigzag 총 세 가지 폴딩이 이루어진 에어백 형상들을 모델링하고 자유낙하 충돌 해석을 수행하였다. 세 가지 모델의 최종 에어백 전개 시간에는 큰 차이가 없었다. 그러나 전개가 시작되는 중 지면과 충돌 할 경우 Sigma Fold 방식의 외부 에어백이 전개 속도는 가장 빠르지만, PAV에 더 많은 충격력을 전달한다는 것을 확인하였으며, 최종적으로 Roll Fold 방식의 외부 에어백이 가장 작은 충격력을 전달한다는 결론을 도출하였다.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제4권4호
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• pp.81-86
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• 2016

In this paper, we propose a simple and effective vision-based tracking controller design for autonomous object tracking using multicopter. The multicopter based automatic tracking system usually unstable when the object moved so the tracking process can't define the object position location exactly that means when the object moves, the system can't track object suddenly along to the direction of objects movement. The system will always looking for the object from the first point or its home position. In this paper, PID control used to improve the stability of tracking system, so that the result object tracking became more stable than before, it can be seen from error of tracking. A computer vision and control strategy is applied to detect a diverse set of moving objects on Raspberry Pi based platform and Software defined PID controller design to control Yaw, Throttle, Pitch of the multicopter in real time. Finally based series of experiment results and concluded that the PID control make the tracking system become more stable in real time.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권7호
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• pp.581-593
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• 2017

멀티콥터형 무인기용 고효율 프로펠러 개발을 위하여 공기역학 및 구조역학적 성능을 고려하여 설계 해석 시험을 수행하였다. 고효율 프로펠러 설계를 위해 익형 형상 결정은 최적설계기법을 적용하였으며, 프로펠러의 3차원 플랜폼은 유도동력을 최소화하기 위해 설계되었다. 도출된 형상은 구조설계 및 해석을 통하여 비행적합성을 판단하였으며, 해석적으로 설계된 형상에 대한 성능을 확인하기 위해 회전시험을 수행하였다. 본 논문에서는 이와 같은 설계 해석 시험 방법을 이용하여 절차적 프로펠러 설계방법론을 제시하고 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권5호
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• pp.437-446
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• 2017

멀티콥터형 소형 드론의 통합 비행 시뮬레이션 프로그램을 개발한 내용을 소개한다. 드론의 강체 동역학, 프로펠러 추력, 배터리 에너지 변화, 자세 및 경로 제어, 대기 상태 등을 통합적으로 시뮬레이션 하여 비행경로에 따라 드론의 상태를 분석할 수 있다. 프로그램 개발을 위하여 모델리카 언어를 선정하였는데, 모델리카는 비인과적, 객체지향적 특성을 갖추고 있어서, 프로그램 개발의 효율을 높일 수 있다. 수평 수직 이동이 포함된 가상 임무에 대하여, 시뮬레이션 결과를 이용하여 드론의 동적 거동을 분석하였다.