실내 자율비행 멀티로터 비행체를 위한 실시간 비행시험 연구 (Real-Time Flight Testing for Developing an Autonomous Indoor Navigation System for a Multi-Rotor Flying Vehicle)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 40권 / 4호 / 343 ~ 352페이지
· 저자명 : 이덕진, 김현

초록

멀티로터 비행체는 여러 개의 로터로 이루어진 무인 비행로봇으로서, 로터의 개수에 따라서 트라이로터, 쿼드로터, 헥사로터, 옥토로터 등으로 나누어 진다. 멀티로터는 수직이착륙 및 정지비행과 같은 높은 기동성으로 인하여 다른 무인 비행로봇에 비하여 험준한 산학지역 및 건물이 밀집되어 있는 도심과 같은 지역의 정찰 및 감시 등 여러 응용분야에 유용하게 활용될 수 있다. 하지만, 멀티로터는 불확실한 외부 환경 및 외란의 영향에 쉽게 노출될 수 있어 강건한 자세 및 비행제어 기법의 적용을 필요로한다. 본 논문에서는 강인제어기법 중 하나인 슬라이딩 모드제어기를 설계 및 임베디드 알고리듬을 구현을 통하여 실시간 실내 비행실험을 위한 시스템을 구성하고, 실시간 위치제어 및 자세 안정화에 대한 실내 비행실험을 수행하였다. 특히, 불확실한 외부환경에 대한 강건한 비행특성을 검증하기 위하여 외란을 삽입하여 비행시험을 통해 성능을 검증하였다.

영어초록

A multi-rotor vehicle is an unmanned vehicle consisting of multiple rotors. A multi-rotor vehicle can be categorized as tri-, quad-, hexa-, and octo-rotor depending on the number of the rotors. Multi-rotor vehicles have many advantages due to their agile flight capabilities such as the ability for vertical take-off, landing and hovering. Thus, they can be widely used for various applications including surveillance and monitoring in urban areas. Since multi-rotors are subject to uncertain environments and disturbances, it is required to implement robust attitude stabilization and flight control techniques to compensate for this uncertainty. In this research, an advanced nonlinear control algorithm, i.e. sliding mode control, was implemented. Flight experiments were carried out using an onboard flight control computer and various real-time autonomous attitude adjustments. The feasibility and robustness for flying in uncertain environments were also verified through real-time tests based on disturbances to the multi-rotor vehicle.

참고자료

· 없음