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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 홍교영
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 한서대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
이 논문의 연구 히스토리 (3)
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본 논문은 현재 항공기에서 많이 사용되고 있는 레이저 고도계와 초음파 거리계에 대하여 각각의 특징을 확인하고 약결합방식을 이용한 센서 융합에 대하여 연구를 하였다.
레이저 고도계는 직진성이 강한 레이저를 레이저 거리측정기에서 발사하여 물체에 반사되어 되돌아오는 원리를 이용한 것으로, 어두운 표면에서는 레이저 빛을 흡수하기 때문에 고도획득이 불가능하고, 지면의 반사각도에 대한 난반사의 경우에도 고도 획득이 불가능한 단점이 있다. 또한 안개가 자욱한 날의 경우도 레이저 빛에 대한 파장의 영향으로 고도 측정이 불가능하다.
초음파 거리계는 초음파를 발사하여 대상물에 발사되어 수신되는 시간을 계산하여 거리를 측정하는 장치로, 음파의 특성상 온도 및 공기밀도, 진동에 영향을 받는 단점이 있지만 매질에 대한 영향이 적고, 주변 환경에 대한 영향이 적은 특징을 가졌다.
따라서 레이저 고도계와 초음파 거리계를 융합하여 새로운 시스템 알고리즘을 설계하였고, 실험을 통하여 2미터 이하의 저고도에서 사용할 경우, 레이저 고도계의 단점을 초음파 거리계로 보완할 수 있음을 확인하였다.
차후 센서들의 소형 경량화가 되고 좀더 정확한 데이터값이 측정된다면 자동이착륙을 위해 정밀한 고도 측정을 필요로 하는 무인항공기에서 사용될 수 있을 것으로 판단되며, 유인항공기에서도 초음파 거리계의 측정거리가 일정수준의 결심고도까지 측정이 된다면 이착륙시에 조종사에게 보다 안정적이고 정확한 고도 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
레이저 고도계는 직진성이 강한 레이저를 레이저 거리측정기에서 발사하여 물체에 반사되어 되돌아오는 원리를 이용한 것으로, 어두운 표면에서는 레이저 빛을 흡수하기 때문에 고도획득이 불가능하고, 지면의 반사각도에 대한 난반사의 경우에도 고도 획득이 불가능한 단점이 있다. 또한 안개가 자욱한 날의 경우도 레이저 빛에 대한 파장의 영향으로 고도 측정이 불가능하다.
초음파 거리계는 초음파를 발사하여 대상물에 발사되어 수신되는 시간을 계산하여 거리를 측정하는 장치로, 음파의 특성상 온도 및 공기밀도, 진동에 영향을 받는 단점이 있지만 매질에 대한 영향이 적고, 주변 환경에 대한 영향이 적은 특징을 가졌다.
따라서 레이저 고도계와 초음파 거리계를 융합하여 새로운 시스템 알고리즘을 설계하였고, 실험을 통하여 2미터 이하의 저고도에서 사용할 경우, 레이저 고도계의 단점을 초음파 거리계로 보완할 수 있음을 확인하였다.
차후 센서들의 소형 경량화가 되고 좀더 정확한 데이터값이 측정된다면 자동이착륙을 위해 정밀한 고도 측정을 필요로 하는 무인항공기에서 사용될 수 있을 것으로 판단되며, 유인항공기에서도 초음파 거리계의 측정거리가 일정수준의 결심고도까지 측정이 된다면 이착륙시에 조종사에게 보다 안정적이고 정확한 고도 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
목차
제1장 서론 11.1 연구배경 및 목적 11.2 연구내용 및 방법 3제2장 복합 항법 고도 시스템 연구 42.1 레이저 고도계와 GPS의 융합 시스템 42.2 초음파 거리계와 GPS, 기압고도계를 이용한 시스템 62.3 GPS/INS/기압고도계를 융합한 고도측정 연구 92.4 GPS와 기압고도계를 통합한 연구 11제3장 레이저 고도계와 초음파 거리계 133.1 레이저 고도계 133.1.1 실험에 사용된 레이저 고도계 163.2 초음파 거리계 183.2.1 실험에 사용된 초음파 거리계 193.3 칼만필터의 설계 213.3.1 칼만필터 알고리즘 213.3.2 시스템 모델링 233.3.3 잡음의 공분산 243.3.4 칼만필터 알고리즘 설계 25제4장 실험 및 분석 32제5장 결론 42참고문헌 43Abstract 45
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