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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김상호
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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민간, 국방 분야에서 널리 이용되고 있는 무인이동체는 다양한 임무를 수행한다. 임무 수행의 방식에는 크게 트윈 스틱 기반 매뉴얼 조종기를 이용하는 방법과 컴패니언 보드 등의 임무 모듈을 탑재하여 자동 혹은 자율 운용을 구현하는 방법이 있다. 전자의 경우, 임무 수행 시간이 길어지거나 복잡한 임무를 수행하게 될수록 운용자에게 높은 조종 부하와 피로도를 안겨줄 수 있으며, 운용하고자 하는 무인이동체 수만큼의 운용자 및 조종기가 필요하다는 단점이 있다. 후자의 경우, 임무 모듈 개발에 비교적 오랜 시간이 소요될 수 있으며, 임무 모듈을 탑재함으로써 발생하는 전력 소모, 페이로드 등의 요구조건을 맞추기 위해 무인이동체의 크기가 커지게 된다. 무인이동체의 크기에 따라 운용 특성과 임무 수행 가능 범위가 달라질 수 있으므로 이는 단점으로 작용할 수 있다.
따라서 본 논문에서는 별도의 임무 모듈을 탑재를 필요로 하지 않고, 단일 운용자가 지상운용 시스템에서 다수 무인이동체에 운용 명령을 송신함으로써 원하는 임무를 수행할 수 있도록 하는 HMI 지상운용 시스템을 구현하고 검증하고자 한다. 이때 단일 운용자가 다수 무인이동체에 대해 효율적인 운용 명령을 내릴 수 있도록 음성 및 제스처 인식을 이용한다. MAVSDK 라이브러리를 이용하여 공중, 지상, 해상 무인이동체에 대한 오프보드 모드 기반 운용 명령 모듈을 개발하고, 음성 및 제스처 인식 모듈과의 통합을 진행한다.
최종적으로 HMI 지상운용 시스템을 이용한 음성 및 제스처 운용 명령 수행에 대해 시뮬레이션 시험, 고정 지그 시험, 필드 시험을 통해 검증을 진행한다.
따라서 본 논문에서는 별도의 임무 모듈을 탑재를 필요로 하지 않고, 단일 운용자가 지상운용 시스템에서 다수 무인이동체에 운용 명령을 송신함으로써 원하는 임무를 수행할 수 있도록 하는 HMI 지상운용 시스템을 구현하고 검증하고자 한다. 이때 단일 운용자가 다수 무인이동체에 대해 효율적인 운용 명령을 내릴 수 있도록 음성 및 제스처 인식을 이용한다. MAVSDK 라이브러리를 이용하여 공중, 지상, 해상 무인이동체에 대한 오프보드 모드 기반 운용 명령 모듈을 개발하고, 음성 및 제스처 인식 모듈과의 통합을 진행한다.
최종적으로 HMI 지상운용 시스템을 이용한 음성 및 제스처 운용 명령 수행에 대해 시뮬레이션 시험, 고정 지그 시험, 필드 시험을 통해 검증을 진행한다.
목차
제1장 서론 1제1절 연구 배경 1제2절 연구 동향 31. 단일 및 다수 무인이동체의 운용 방법 연구 32. 무인이동체 운용에 적용가능한 인간-모빌리티 인터페이스 연구 3제3절 연구 목적 및 내용 4제2장 배경 이론 8제1절 마브링크 프로토콜 8제2절 인간-모빌리티 인터페이스 11제3장 단일 운용 기반 휴대용 지상운용 시스템. 17제1절 미션 프로파일 설계 및 운용 명령어 채택 171. 공중 무인이동체 미션 프로파일 172. 음성 및 제스처를 이용한 공중 무인이동체 직접 조작 운용 명령어 선정 18제2절 음성 및 제스처 인식 모듈 설계 및 구현 201. 음성 인식 모듈(Speech Recognition Module) 222. 제스처 인식 모듈(Gesture Recognition Module) 233. SITL 모듈(SITL Module) 25제3절 음성 및 제스처 기반 HMI 지상운용 시스템 통합 및 검증 261. ROS를 이용한 메시지 패싱 기반 시스템 통합 272. Gazebo를 이용한 시뮬레이션 검증 29제4장 다중 운용 기반 휴대용 지상운용 시스템. 32제1절 다중 운용을 고려한 음성 및 제스처 운용 명령어 채택 321. 음성 및 제스처 기반 공중 무인이동체 운용 명령어 수정 322. 음성 인식 기반 지상 및 해상 무인이동체 운용 명령어 확장 35제2절 다중 운용 기반 HMI 지상 운용 시스템 설계 361. 시스템 개발 환경 구성 362. 시스템 아키텍처 설계 383. HMI 음성/제스처 인터페이스(HMI Speech/Gesture Interface) 404. HMI 운용명령 라우팅 인터페이스(HMI Commands Routing Interface) 415. HMI 운용 및 기동 인터페이스(HMI Operation Interface) 436. HMI GCS 인터페이스 통합 시스템 44제5장 HMI 지상운용 시스템 시험 및 검증 46제1절 Gazebo 기반 시뮬레이션 시험 461. 단일 운용 기반 시뮬레이션 환경 구성 462. 다중 운용 기반 시뮬레이션 환경 구성 473. 공중 무인이동체의 다중 운용 기반 시뮬레이션 시험 48제2절 공중 무인이동체 기동 확인을 위한 고정 지그 시험 51제3절 다수 무인이동체 동시 운용 확인을 위한 필드 시험 531. 단일 공중 무인이동체에 대한 음성 운용 명령 확인 필드 시험 532. 다중 운용 기반 무인이동체에 대한 음성 운용 명령 확인 필드 시험 56제6장 결론 및 향후 연구 62참고문헌 64ABSTRACT 70
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