The Unmanned Aerial Vehicles (UAV) escape from missions which were constantly limited because of high risk of human operation, and now have greater maneuverability. The unlimited potential energy of UAV to fulfill themselves in newly required mission achievements come from its reduced need for human intervention, increased performance range and capabilities, extended operation life and de-creased costs. The accurate system configuration of the UAV in re-quested mission environments is demanded to design appropriate controllers for autonomous flight and the key point is to identify the parameters of the system.
The traditional approaches used in the case of aircraft are maxi-mum likelihood, linear regression and Extended Kalman Filter (EKF). In this thesis, the Unscented Kalman Filter (UKF) is proposed as a new parameter estimation method for helicopter model complementing flaws of previously introduced schemes. The UKF especially has higher accuracy when it is used in estimation of nonlinear model parameters and the comparison of its performances with EKF through numerical simulations is presented. The small scaled unmanned Rotary UAV (RUAV) system is constructed and based upon numerical simulations a proposed estimation method is applied.
The RUAV has flight control computer, sensors, power supply system, etc. The flight data needed to estimate parameters of the system is acquired through flight test. The UKF application to real flight data and its results are also presented.
유인 조종으로 인하여 발생하는 제한된 임무에서 벗어나 좀 더 향상된 기동성을 가짐으로써, 끊임없이 새로이 요구되는 임무 수행에 탁월한 능력을 발휘할 잠재력을 충분히 지닌 무인기는 임무의 다양화 및 임무 수행 시간의 연장, 개발 및 운용 비용 감소 및 획기적인 무게 절약 등의 여러 장점으로 최근 각광을 받고 있다. 이러한 요구 조건에 만족하기 위해서는 임무 수행 시 요구되는 비행 조건에서 무인기의 시스템 구성에 대하여 잘 알고 있어야 한다. 무인기의 자동 비행에 필요한 제어기를 설계함에 있어서 핵심 전략은 시스템의 변수를 식별하는 일이라고 할 수 있다.
변수 식별 방법으로는 최대 공산법이나 선형회귀법, 그리고 확장칼만필터 방법 등이 이미 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 Unscented Kalman Filter (UKF) 를 위에 나열된 여러 방법들의 단점을 보완하는 새로운 변수 식별 기법으로 이용하였다. 특히 비선형 모델에서 높은 정확도를 보장하는 장점이 있으며, 확장칼만필터와의 시뮬레이션을 이용한 비교를 통해 이를 살펴보았다. 이를 바탕으로 소형 헬리콥터의 무인 헬리콥터 시스템 구축 및 비행 시험을 통하여 제안된 기법을 적용하여 보았다. 무인 헬리콥터는 수직 이착륙이 가능하고 호버링 및 모든 방향으로의 진행이 자유로워 비행 시험에 유리한 조건을 가지고 있다. 소형의 무인 헬리콥터를 실제 운용하기 위한 시스템 고안 및 구축 역시 어려운 일로써 연구 범위에 포함된다. 무인 헬리콥터는 제어 컴퓨터, 센서, 전력 등의 각종 시스템을 탑재하고 있어 변수 식별에 필요한 데이터를 얻을 수 있고, 이를 통하여 얻은 결과를 바탕으로 제안된 기법을 적용한 결과 역시 기술되어 있다.
