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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

최재영 (서울대학교, 서울대학교 대학원)

발행연도
2013
저작권
서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2013

다수 비행체의 지형추종 동시 도달을 위한 경로생성 및 유도
최재영 항공우주공 2013.01 학위논문

2012

다수 비행체의 지형추종 동시 도달을 위한 경로생성 및 유도
최재영 ,  서중보 ,  오경택 외 1명 한국항공우주학회 학술발표회 초록집 2012.11 학술대회자료

초록· 키워드

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본 연구에서는 다수 비행체가 목표점까지 지형을 추종하며 목표점에 동시에 도달할 수 있도록 하는 경로를 생성하고 유도하는 알고리즘을 제안하였다. 전장의 지형과 정보를 알고 있는 지역에서 다수의 전투기에서 발사된 미사일이 적의 방공망에 제압당하지 않고 목표물을 효율적으로 타격하기 위해서는 지형추종 동시도달 알고리즘이 요구된다. 지형을 추종하여 목표물을 동시에 타격하기 위해 본 논문에서는 고려되고 있는 전장을 일정한 수의 격자로 나누고, 디지털 지형고도 자료로 부터 현 위치에서 목표점까지 지형을 추종하는 경로의 Impact Time 정보를 생성하여 공격 전략을 수립하도록 하였다. 이와 같은 방법을 통해 전장의 다른 위치에서 비행하고 있으나 목표물에 대한 동시도달 영역에서 발사된 미사일은 목표물에 동시에 도달할 수 있다. 비행경로 상의 고도를 구하기 위해 디지털 지형 고도자료와 Bilinear 보간기법으로 구한 일정 지점에서의 고도와 Cubic Spline 기법을 활용하였다. 유도 알고리즘으로는 전방주시점 기반인 Pure-Pursuit 기법과 FTC(Follow- The-Carrot) 기법을 사용하여 생성된 경로를 추종하게 하였다. 제안한 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 본 논문에서 제안한 동시도달 알고리즘은 향후 우리나라에서 개발할 무인공격기 시스템에 활용될 수 있을 것이다.
#Air-to-surface Mission(공대지 임무) #Terrain Following(지형추종) #Path Generation(경로생성) #Impact Time(요격시간) #Look- ahead Point(전방주시점)

목차

목차
국문초록ⅰ
목차ⅱ
그림 목차ⅳ
표 목차ⅶ
1. 서론1
1.1 연구배경1
1.2 연구동향2
1.3 연구내용3
1.4 논문의 구성3
2. 다수 비행체의 지형추종 동시도달 문제4
2.1 수평면상의 경로생성5
2.2 생성된 수평 경로상 수직경로 생성7
2.2.1 DTED 정보 획득7
2.2.2 Bilinear 보간기법8
2.2.3 Cubic spline 기법9
2.3 일정지역내 Impact Time 분포17
2.3.1 격자별 Impact Time 분포18
2.3.2 500x500 격자로 전장 구분18
2.3.3 1000x1000 격자로 전장 구분19
2.3.4 1500x1500 격자로 전장 구분19
2.3.5 2000x2000 격자로 전장 구분20
3. 지형추종을 위한 유도 알고리즘21
3.1 전방주시점 기반 유도 알고리즘21
3.2 FTC(Follow-The-Carrot) 알고리즘24
3.3 Pure-Pursuit 알고리즘25
4. 수치 시뮬레이션 29
4.1 시뮬레이션 환경29
4.2 시뮬레이션 결과29
4.3 전장Ⅰ: 500x500 격자31
4.4 전장Ⅱ: 1000x1000, 1500x1500, 2000x2000 격자38
5. 결론 및 향후 연구과제49
5.1 결론49
5.2 향후 연구과제50
참고문헌51
Abstract53
그림 목차
[그림 1.1] 공대지 미사일2
[그림 2.1] 지형추종 목표물 동시타격 개념도4
[그림 2.2] 수평면상 경로생성 방법5
[그림 2.3] 구속조건 고려한 경로 생성6
[그림 2.4] 구속조건 고려하지 않은 수평면상 지형추종 결과7
[그림 2.5] 구속조건 고려한 수평면상 지형추종 결과7
[그림 2.6] 지형고도 보간8
[그림 2.7] 구간별 Cubic Spline 기법 적용10
[그림 2.8] Cubic Spline 기법을 적용한 지형고도16
[그림 2.9] 지면고도 오차16
[그림 2.10] Impact Time분포(500x500)18
[그림 2.11] Impact Time분포(1000x1000)19
[그림 2.12] Impact Time분포(1500x1500)19
[그림 2.13] Impact Time분포(2000x2000)20
[그림 3.1] 전방주시점 개념도22
[그림 3.2] FTC 알고리즘 유래 24
[그림 3.3] Pure-Pursuit 개념도26
[그림 4.1] 수직방향 경로추종 결과(500x500,LAD:20m,Pure-Pursuit)32
[그림 4.2] 수평방향 경로추종 결과(500x500,LAD:20m,Pure-Pursuit)32
[그림 4.3] 시간에 따른 궤적(500x500,LAD:20m,Pure-Pursuit)32
[그림 4.4] 기준 경로와의 오차(500x500,LAD:20m,Pure-Pursuit)32
[그림 4.5] 수직방향 경로추종 결과(500x500,LAD:20m,FTC)33
[그림 4.6] 수평방향 경로추종 결과(500x500,LAD:20m,FTC)33
[그림 4.7] 시간에 따른 궤적(500x500,LAD:20m,FTC)33
[그림 4.8] 기준 경로와의 오차(500x500,LAD:20m,FTC)33
[그림 4.9] 수직방향 경로추종 결과(500x500,LAD:50m,Pure-Pursuit)34
[그림 4.10] 수평방향 경로추종 결과(500x500,LAD:50m,Pure-Pursuit)34
[그림 4.11] 시간에 따른 궤적(500x500,LAD:50m,Pure-Pursuit)34
[그림 4.12] 기준 경로와의 오차(500x500,LAD:50m,Pure-Pursuit)34
[그림 4.13] 수직방향 경로추종 결과(500x500,LAD:50m,FTC)35
[그림 4.14] 수평방향 경로추종 결과(500x500,LAD:50m,FTC)35
[그림 4.15] 시간에 따른 궤적(500x500,LAD:50m,FTC)35
[그림 4.16] 기준 경로와의 오차(500x500,LAD:50m,FTC)35
[그림 4.17] 수직방향 경로추종 결과(500x500,LAD:100m,Pure-Pursuit)36
[그림 4.18] 수평방향 경로추종 결과(500x500,LAD:100m,Pure-Pursuit)36
[그림 4.19] 시간에 따른 궤적(500x500,LAD:100m,Pure-Pursuit)36
[그림 4.20] 기준 경로와의 오차(500x500,LAD:100m,Pure-Pursuit)36
[그림 4.21] 수직방향 경로추종 결과(500x500,LAD:100m,FTC)37
[그림 4.22] 수평방향 경로추종 결과(500x500,LAD:100m,FTC)37
[그림 4.23] 시간에 따른 궤적(500x500,LAD:100m,FTC)37
[그림 4.24] 기준 경로와의 오차(500x500,LAD:100m,FTC)37
[그림 4.25] 수직방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:20m,Pure-Pursuit)40
[그림 4.26] 수평방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:20m,Pure-Pursuit)40
[그림 4.27] 수직방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:20m,FTC)40
[그림 4.28] 수평방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:20m,FTC)40
[그림 4.29] 수직방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:50m,Pure-Pursuit)41
[그림 4.30] 수평방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:50m,Pure-Pursuit)41
[그림 4.31] 수직방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:50m,FTC)41
[그림 4.32] 수평방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:50m,FTC)41
[그림 4.33] 수직방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:100m,Pure-Pursuit)42
[그림 4.34] 수평방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:100m,Pure-Pursuit)42
[그림 4.35] 수직방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:100m,FTC)42
[그림 4.36] 수평방향 경로추종 결과(1000x1000,LAD:100m,FTC)42
[그림 4.37] 수직방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:20m,Pure-Pursuit)43
[그림 4.38] 수평방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:20m,Pure-Pursuit)43
[그림 4.39] 수직방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:20m,FTC)43
[그림 4.40] 수평방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:20m,FTC)43
[그림 4.41] 수직방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:50m,Pure-Pursuit)44
[그림 4.42] 수평방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:50m,Pure-Pursuit)44
[그림 4.43] 수직방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:50m,FTC)44
[그림 4.44] 수평방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:50m,FTC)44
[그림 4.45] 수직방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:100m,Pure-Pursuit)45
[그림 4.46] 수평방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:100m,Pure-Pursuit)45
[그림 4.47] 수직방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:100m,FTC)45
[그림 4.48] 수평방향 경로추종 결과(1500x1500,LAD:100m,FTC)45
[그림 4.49] 수직방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:20m,Pure-Pursuit)46
[그림 4.50] 수평방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:20m,Pure-Pursuit)46
[그림 4.51] 수직방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:20m,FTC)46
[그림 4.52] 수평방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:20m,FTC)46
[그림 4.53] 수직방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:50m,Pure-Pursuit)47
[그림 4.54] 수평방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:50m,Pure-Pursuit)47
[그림 4.55] 수직방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:50m,FTC)47
[그림 4.56] 수평방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:50m,FTC)47
[그림 4.57] 수직방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:100m,Pure-Pursuit)48
[그림 4.58] 수평방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:100m,Pure-Pursuit)48
[그림 4.59] 수직방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:100m,FTC)48
[그림 4.60] 수평방향 경로추종 결과(2000x2000,LAD:100m,FTC)48
표 목차
[표 2.1] 공대지 순항미사일 종류 및 제원4
[표 2.2] DTED 자료8
[표 2.3] 격자별 Impact Time 분포18
[표 3.1] 기준궤적에 수직 투영된 점 도출 과정23
[표 3.2] Pure-Pursuit 유도법칙 적용 순서도28
[표 4.1] Impact Time 및 오차(500x500 전장)31
[표 4.2] 유도기법 적용 시 기준 경로와의 오차(500x500 전장)31
[표 4.3] Impact Time 및 오차(1000x1000 전장)38
[표 4.4] Impact Time 및 오차(1500x1500 전장)38
[표 4.5] Impact Time 및 오차(2000x2000 전장)39
[표 4.6] 유도기법 적용 시 기준 경로와의 오차(1000x1000 전장)39
[표 4.7] 유도기법 적용 시 기준 경로와의 오차(1500x1500 전장)39
[표 4.8] 유도기법 적용 시 기준 경로와의 오차(2000x2000 전장)39

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