• 로봇학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2023

This paper presents an optimal path planning strategy for aerial searching and surveying of a user-designated area using multiple Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). The method is designed to deal with a single unseparated polygonal area, regardless of polygonal convexity. By defining the search area into a set of grids, the algorithm enables UAVs to completely search without leaving unsearched space. The presented strategy consists of two main algorithmic steps: cellular decomposition and path planning stages. The cellular decomposition method divides the area to designate a conflict-free subsearch-space to an individual UAV, while accounting the assigned flight velocity, take-off and landing positions. Then, the path planning strategy forms paths based on every point located in end of each grid row. The first waypoint is chosen as the closest point from the vehicle-starting position, and it recursively updates the nearest endpoint set to generate the shortest path. The path planning policy produces four path candidates by alternating the starting point (left or right edge), and the travel direction (vertical or horizontal). The optimal-selection policy is enforced to maximize the search efficiency, which is time dependent; the policy imposes the total path-length and turning number criteria per candidate. The results demonstrate that the proposed cellular decomposition method improves the search-time efficiency. In addition, the candidate selection enhances the algorithmic efficacy toward further mission time-duration reduction. The method shows robustness against both convex and non-convex shaped search area.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권5호
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• pp.342-349
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• 2013

무인항공기가 외형손상을 입는 경우, 비행역학 특성이 변하기 때문에 손상 이전 설계된 제어기는 더 이상 안정적인 제어성능을 보장하지 않는다. 본 논문에서는 주익의 손상이 일어난 무인항공기에 대해서도 강건한 제어성능을 보장하는 신경회로망 적응제어기법을 소개한다. 구동기의 특성에 의한 제어기의 성능저하를 방지하기 위해 Pseudo Control Hedging (PCH)를 추가적으로 사용하였다. 기체고정좌표계의 중심이 항공기의 무게중심에 위치하지 않는 비대칭 동역학을 사용하였으며, 전익형 무인기를 대상 비행체로 하였다. 날개가 손상되지 않은 모델과 손상된 모델의 풍동시험을 통해 얻은 공력데이터를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션의 결과를 통해 제안된 제어기법이 주익의 손상이 발생한 항공기에 대해서도 여전히 안정적인 조종성능을 보장하는 제어기법임을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권5호
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• pp.490-498
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• 2010

본 논문에서는 소형 무인항공기에 영상 획득용 카메라를 장착하여 지상의 이동물체를 자동으로 추적하고 지상으로 영상정보를 지속적으로 전송하는 기술 및 관련 이론에 대한 연구를 다루고 있다. 본 연구에 사용된 회전익 무인항공기에는 소형 고성능의 영상획득 장치와 지상표적에 대한 식별 지향 자동추적 알고리즘이 탑재되었고 더욱 안정된 영상추적을 위해 영상 안정화 기법을 추가적으로 적용하였다. 최종적으로 모든 연구내용에 대해 비행시험을 수행하여 그 성능을 검증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권3호
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• pp.87-94
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• 2019

본 논문에서는 무인항공기가 수명주기 동안 노출될 수 있는 운용 환경조건 입증을 위한 시험절차를 제안한다. 시험절차는 국방과학연구소 초대형 기후환경 챔버에서 시스템 요구조건을 입증할 수 있도록 수립되었다. 다양한 환경조건 중 비행체 단위에서 요구받는 강우, 습도 및 온도(저온 저장, 저온 운용, 고온 운용 및 일광(고온 저장)) 환경조건에 대하여 MIL-STD-810G w/Change 1을 기반으로 수립된 시험단계와 상세 프로파일에 대해 제안하였다.

• Journal of Platform Technology
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• 제8권1호
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• pp.3-9
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• 2020

우리나라는 전국토의 63% 가 산림으로 이루어져 있으며, 지구의 평균 기온은 증가하고 있다. 소나무재선충병과 같은 산림재해충의 확산 방지를 위한 효과적 운영 방법으로는 선제적인 방제가 요구된다. 선제적인 방제 체계는 기상, 지형적 및 인력운영의 어려움 등으로 적시 방제에 쉽지 않다. 본 논문에서는 정보통신기술 기반으로 소형 무인항공기를 이용하여 획득한 영상을 기반으로 피해목과 고사목을 자동으로 분류하는 체계를 갖춰 신속·정확하고 효율적인 방제체계를 갖추는 모델을 제시한다. 특히 제안된 모델은 민간분야 협력을 통해 정부업무에 대한 효과적인 대응체계를 구축함으로써 무인항공기 사업 및 서비스 산업 등의 새로운 일자리 창출을 기대할 수 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.167-174
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• 2023

This study evaluated slope stability through a case study to determine the disaster risks associated with increased deforestation in structures, including schools and apartments, located in urban areas adjacent to slopes. The slope behind the ○○ High School in Gwangju, Korea, collapsed owing to heavy rain in August 2018. Historically, rainwater drained well around the slope during the rainy season. However, during the collapse, a large amount of seepage water flowed out of the slope surface and a shallow failure occurred along the saturated soil layer. To analyze the cause of the collapse, the images of the upper area of the slope, which could not be directly identified, were captured using unmanned aerial vehicles (UAVs). A digital elevation model of the slope was constructed through image analysis, making it possible to calculate the rainfall flow direction and the area, width, and length of logging areas. The change in the instability of the slope over time owing to rainfall lasting ten days before the collapse was analyzed through numerical analysis. Imaging techniques based on the UAV images were found to be effective in analyzing ground disaster risk maps in urban areas. Furthermore, the analysis was found to predict the failure before its actual occurrence.

• ETRI Journal
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• 제45권4호
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• pp.615-626
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• 2023

Under limited transmission conditions, many factors affect the efficiency of video transmission. During the flight of an unmanned aerial vehicle (UAV), frequent network switching often occurs, and the channel transmission condition changes rapidly, resulting in low-video transmission efficiency. This paper presents an efficient video coding flow for UAVs working in the 5G nonstandalone network and proposes two bit controllers, including time and spatial bit controllers, in the flow. When the environment fluctuates significantly, the time bit controller adjusts the depth of the recursive codec to reduce the error propagation caused by excessive network inference. The spatial bit controller combines the spatial bit mask with the channel quality multiplier to adjust the bit allocation in space to allocate resources better and improve the efficiency of information carrying. In the spatial bit controller, a flexible mini graph is proposed to compute the channel quality multiplier. In this study, two bit controllers with end-to-end codec were combined, thereby constructing an efficient video coding flow. Many experiments have been performed in various environments. Concerning the multi-scale structural similarity index and peak signal-to-noise ratio, the performance of the coding flow is close to that of H.265 in the low bits per pixel area. With an increase in bits per pixel, the saturation bottleneck of the coding flow is at the same level as that of H.264.

• Composites Research
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• 제15권6호
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• pp.24-29
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• 2002

전기체 복합재 무인항공기 개발을 위해 기체구조 제작과 관련만 설계시의 고려사항, 복합재 부품제작, 기체조립 업무를 요약하였다. 설계시에 제작요소를 고려하여, 일체성형, 일체접착 및 이차접착 등 복합재의 장점을 지대한 활용하기 위한 구조개념을 반영하였다. 설계된 부품을 성형하기 위만 복합재 부품 제작용 치공구를 설계 제작하였다. 비행체에 요구되는 외형 및 조립 치수 요구조건으로부터 조립치구를 설계하고 검사요구조건을 설정하여 제작에 적용하였다. 이와 같은 일련의 제작과정에 필요한 검사 항목 및 방법을 전용 규격화하여 양산품 품질보증활동에 활용할 수 있도록 기술자료화하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권11호
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• pp.934-939
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• 2012

본 연구는 무인항공기의 환경제어계통에 적용되는 PAO-공기 열교환기에 대한 성능검증에 관한 것으로, 계통에 대한 성능분석을 통해 열교환기 성능목표를 설정하고 상세설계와 정밀제작을 통해 목표성능에 부합되는 열교환기를 개발하였다. 개발된 PAO-공기 열교환기의 성능을 입증하기 위해 열교환기의 설계점 외에 다양한 시험조건에 대한 압력손실과 열전달 유용도, 총괄열전달계수 등에 대해 시험을 수행하였다. 수행된 결과를 바탕으로, 무인항공기용 환경제어계통에 적용된 PAO-공기 열교환기의 성능과 특성을 분석하여 개발적합성에 대해 검증하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.134-142
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• 2012

A bipolar plate is a major component of a fuel cell stack, which occupies 50~60% of the total weight and over 50% of the total cost of a typical fuel cell stack. In this study, a composite bipolar plate is designed and fabricated to develop a compact and light-weight direct methanol fuel cell (DMFC) stack for a small-scale Unmanned Aerial Vehicle (UAV) application. The composite bipolar plates for DMFCs are prepared by a compression molding method using resole type phenol resin as a binder and natural graphite and carbon black as a conductor filler and tested in terms of electrical conductivity, mechanical strength and hydrogen permeability. The flexural strength of 63 MPa and the in-plane electrical conductivities of 191 S $cm^{-1}$ are achieved under the optimum bipolar plate composition of phenol : 18%; natural graphite : 82%; carbon black : 3%, indicating that the composite bipolar plates exhibit sufficient mechanical strength, electrical conductivity and hydrogen permeability to be applied in a DMFC stack. A DMFC with the composite bipolar plate is tested and shows a similar cell performance with a conventional DMFC with graphite-based bipolar plate.