복수 무인항공기의 운용을 위한 지상 통제 소프트웨어 개발

Title
복수 무인항공기의 운용을 위한 지상 통제 소프트웨어 개발
Authors
신윤호
Keywords
복수무인항공기의운용을위한지상통제소프트웨어개발
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
현재까지 대부분의 지상 통제 소프트웨어는 단일 무인항공기에 대한 자세, 위치, 상태의 수신 및 가시화와 항공기의 운용을 위한 조종 명령 및 임무 전송의 기능만을 갖추고 있었다. 하지만 단일 무인항공기의 운용에서 복수 무인항공기의 운용으로 사용자의 요구가 확장됨에 따라 지상 통제 소프트웨어도 복수 무인항공기의 운용을 위한 기능의 확장이 요구되고 있다. 이러한 사용자의 요구 확장은 사용자의 개념에도 변화를 가져왔다. 기존의 단일 무인항공기와 일대일로 데이터를 수신하고 임무를 송신하던 조종사의 개념에서 복수 무인항공기의 모든 정보를 관찰하고, 각각 개별적인 임무 명령을 전달할 수 있는 관리자의 개념으로 확장되어야한다. 따라서 본 논문에서는 지금까지 연구된 지상 통제 시스템 구조의 단점을 보완할 수 있는 구조와 통합 관리 시스템을 제안하고, 이에 따른 지상 통제 소프트웨어를 개발하였다. 우선, 복수 무인기의 운용을 위한 시스템의 요구조건을 제시하고 이를 만족시킬 수 있는 지상 통제 시스템의 구조를 설정하였다. 다음으로 제시된 상위 요구 성능을 분석하여 그에 따른 서로 독립적인 모듈 형태의 전체 구조를 정의하였다. 이 전체구조에서 다시 세부 요구사항을 설정하고 이를 만족시킬 수 있는 세부구조를 설계하였다. 이렇게 설계된 소프트웨어의 구조를 기반으로 통합 관리 시스템과 지상 통제 소프트웨어의 기능을 모두 수행할 수 있는 소프트웨어를 구현하였다. 소프트웨어의 세부 창들은 사용자가 필요한 정보만을 볼 수 있도록 세세하게 분류하고, 유동적으로 배치가 가능하도록 구현하였다. 마지막으로 구현된 소프트웨어를 PILS 환경에서 검증하였다. 단일 무인항공기의 운용과 복수 무인항공기의 운용, 두 가지의 경우를 나누어 개발된 소프트웨어가 두 가지 경우에서 모두 요구조건을 모두 만족시키는지를 확인하였다.
Description
목 차 1. 서론 1 1.1 연구 배경 1 1.2 연구 현황 및 연구 목표 2 2. 복수 무인기의 운용을 위한 지상 통제 시스템 7 2.1 지상 통제 시스템의 요구조건 7 2.2 지상 통제 시스템 구성 9 3. 지상 통제 소프트웨어 11 3.1 설계 요구조건 11 3.2 통신 패킷 ICD 정의 12 3.3 소프트웨어 구성 20 3.3.1 수신 모듈 22 3.3.2 가시화 모듈 23 3.3.3 데이터 저장 모듈 24 3.3.4 외부 입력 모듈 25 3.3.5 임무 계획 모듈 27 3.3.6 송신 모듈 28 3.4 소프트웨어 구현 29 4. PILS 환경에서의 검증 42 4.1 검증 환경 구성 42 4.2 단일 무인항공기 운용에 대한 검증 44 4.3 복수 무인항공기 운용에 대한 검증 49 5. 결론 53 6. 참고문헌 54 표 목차 표 3.1 Host to GCS ICD 정의 13 표 3.2.1 OFP to Host ICD 정의 (1) 15 표 3.2.2 OFP to Host ICD 정의 (2) 16 표 3.2.3 OFP to Host ICD 정의 (3) 17 표 3.3.1 GCS to Host ICD 정의 (1) 18 표 3.3.2 GCS to Host ICD 정의 (2) 19 표 3.4 Knob to GCS ICD 정의 26 표 3.5 GCS to Knob ICD 정의 26 표 4.1 GCS와 6DOF 각속도 데이터 비교 46 표 4.2 세 대의 GCS와 6DOF Roll Rate 데이터 비교 51 그림 목차 그림 1.1 일대일 대응 시스템 구조 2 그림 1.2 일대다 통신 구조 3 그림 1.3 네트워크 구조 4 그림 1.4 호스트를 이용한 다대다 통신 구조 6 그림 2.1 지상 통제 시스템 구성 10 그림 3.1 지상 통제 소프트웨어의 구성 20 그림 3.2 지상 통제 소프트웨어의 구조 및 흐름 21 그림 3.3 수신 모듈의 동작 순서도 22 그림 3.4 가시화 모듈의 구성 23 그림 3.5 데이터 저장 모듈의 구성 24 그림 3.6 외부 입력 모듈의 구성 25 그림 3.7 임무 계획 모듈의 동작 순서도 27 그림 3.8 송신 모듈의 구성 28 그림 3.9 지상 통제 소프트웨어 구현 29 그림 3.10 세부 윈도우들의 유동적 창 배치 30 그림 3.11 IMMS 모드에서의 창 배치 30 그림 3.12 IP 설정 파일 형식 31 그림 3.13 게이지 윈도우 32 그림 3.14 PFD 윈도우 33 그림 3.15 컨트롤 윈도우 34 그림 3.16 로그 윈도우 34 그림 3.17 지도 윈도우 35 그림 3.18 지도 설정 파일 형식 36 그림 3.19 동작 모드 설정창 37 그림 3.20 지도 상의 항공기 정보 37 그림 3.21 Raw 데이터 저장 38 그림 3.22 항공기 상태 정보 저장 39 그림 3.23 로그 데이터 저장 39 그림 3.24 노브 연결 설정 윈도우 40 그림 3.25 임무 계획 윈도우 40 그림 3.26 임무 계획 파일 형식의 예 41 그림 4.1 PILS 환경 구성 43 그림 4.2 UDP 통신을 통한 송수신 주기 확인 44 그림 4.3 노브 명령값과 상태 데이터 비교 47 그림 4.4 임무 계획 모듈 검증 48 그림 4.5 세 대의 UDP 통신을 통한 송수신 주기 확인 50 그림 4.6 무인항공기 세 대의 편대비행 시뮬레이션 52
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23618
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College of Engineering(공과대학) > Aerospace Engineering(항공우주공학) > Theses(항공우주공학 석박사 학위논문)
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