모폴로지 연산과 원 경로를 이용한 지형 추종 비행 궤적 생성 기법 연구 (A Study on the Terrain-Following Trajectory Generation Method Using Morphology and Circular Path)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 51권 / 2호 / 93 ~ 102페이지
· 저자명 : 한성현, 이현주, 이상철, 최원용, 정지현

초록

본 논문에서는 모폴로지 팽창 연산의 개념과 원 경로를 이용하여 항공기의 지형 추종 비행 궤적을 생성하는 기법에 관하여 기술했다. 지형 추종은 일반적으로 2차원 평면에서 항공기 진행 방향으로 고도 축에 대한 움직임만을 고려한다. 본 연구에서는 두 단계에 거쳐 지형 추종을 위한 경로를 생성한 후 항공기의 속력을 이용하여 생성된 경로를 궤적으로 변환해준다. 첫 번째 경로 생성 단계에서는 모폴로지 팽창 연산을 적용하여 이격 거리와 상승/하강각 제한을 만족하는 경로를 생성한다. 두 번째 단계에서는 항공기 속력과 수직가속도 최대/최소 제한, 상승/하강각 제한을 고려하여 첫 번째 단계에서 생성된 경로에 원 경로를 적용한다. 본 논문에서 제시하는 기법을 이용하여 임의의 지형에서의 궤적 생성결과를 확인하였다. 이후 강원도 지형에서 궤적 생성 및 2차원 질점 운동학 모델을 이용한 tracking 시뮬레이션을 통해 궤적으로부터 생성되는 항공기 수직가속도 명령을 입력으로 항공기 모델이 생성된 궤적을 따라 지형 추종 비행하는 것을 확인하였다.

영어초록

This paper describes a method for generating Terrain-Following (TF) trajectory using morphology and circular path. TF usually has been restricted to longitudinal motion along a given aircraft heading. In this study, the TF path is generated in two steps and then converted into a TF trajectory using a constant aircraft speed. In the first path generation step, a 3-mask morphology method is applied to generate a path that satisfies the clearance height and the climb/dive limits. A second step, which considers a constant aircraft speed, aircraft normal acceleration limits, and climb/dive limits, is applying circular paths to waypoints on the first step path or a connection of two adjacent circular paths. The results of trajectory generation in arbitrary terrain were confirmed using the method presented in this paper. The tracking simulation results in Gangwon-do show that the aircraft kinematic model performs TF flight along the trajectory with the aircraft's normal acceleration command which is generated from the trajectory.

참고자료

· 없음