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Fuzzy logic based collision avoidance for UAVs = 퍼지로직을 이용한 무인항공기의 충돌 회피
서명 / 저자 Fuzzy logic based collision avoidance for UAVs = 퍼지로직을 이용한 무인항공기의 충돌 회피 / Dae-Su Jang.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2006].
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This thesis describes collision avoidance using fuzzy logic based on "Right of way" rules of ICAO and FAA and pilot's experiences for Unmanned Aerial Vehicle(UAV). In a situation of conflict, the pilot in manned aircraft has to control the aircraft according to the rules described in ICAO Annexes 2 and FAR part 91.113 for collision avoidance. On account of this rule, UAV shall maneuver in conformity with "Right of way" rules for flight with manned aircraft in civil airspace Concept of "See and Avoid" in manned aerial vehicle can be replaced by UAV's concept of "Sense and Avoid". To apply the rules, we designed fuzzy logic based collision avoidance system. Fuzzy inference system is composed of five functional blocks(Fuzzification interface, Data base, Decision-making unit, Rule base, Defuzzification interface). And we also designed decision logic for engagable condition of collision avoidance system. Decision logic have three kinds of core key, i.e. Relative Range, Time of CPA and Distance at CPA. Specific conditions for three elements make a command for collision avoidance maneuver from fuzzy logic based collision avoidance system. And Application of decision logic made a possible to avoid NMAC(Near Mid-Air Collision) and it has been verified through several simulations. To conclude, we proposed the method to carry out "See and Avoid" ability on UAVs, which is capabiliti to mingle with manned aircraft in civil airspace.

본 논문에서는 퍼지로직을 이용한 무인항공기의 충돌회피 기법을 제안하였다. 무인 항공기 시스템의 성능이 날로 발전함에도 불구하고 무인 항공기의 활용은 비행가능 공역의 확보 여부에 따라 크게 제한 될 수 있다. 무인기의 운용 비행고도가 높아지게 되면 민간공역으로의 진입이 불가피하게 되고, 이 때 에는 유인항공기의 안전을 보장할 수 있도록 무인 항공기에 신뢰성 있고 적절한 충돌회피 시스템이 갖추어져 있어야 한다. 유인기의 경우 충돌상황인 경우 국제민간항공기구(ICAO) 부속서 및 미연방항공청 규정(FAR)에 기술된 “Right of way” 규정에 따라 충돌회피를 하여야 한다. 본 논문에서는 유인항공기의 “See and Avoid” 개념을 무인항공기에서의 “Sense and Avoid” 개념으로 전환하여 유인항공기가 준수하는 회피 규정과 동일한 방식으로 충돌회피를 수행할 수 있도록 퍼지로직을 이용하여 충돌회피 시스템을 설계하였다. 퍼지로직 설계에 있어서 퍼지 룰의 관계식은 “Right of way”와 조종사 경험을 근거로 하였다. 그리고, 결심 로직(Decision Logic)을 설계하여 각 침입기로부터 상대거리, 최근접지점(CPA)까지의 시간, 최근접지점(CPA)에서의 상대거리 등을 퍼지로직 시스템의 작동조건을 설정함으로써 NMAC(Near Mid-Air Collision)의 회피를 보장하도록 하였다. 퍼지로직 시스템의 시뮬레이션에서는 다음과 같은 사항을 중점으로 분석하였다. 첫째, 충돌회피 명령의 “Right of way” 규정 준수 여부 둘째, 결심 로직(Decision Logic)에 따른 시스템 작동 여부 셋째, 충돌회피 명령의 NMAC 회피 보장 여부 위 사항을 중점으로 시뮬레이션을 수행한 결과 세 가지 사항을 모두 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 결론적으로 본 논문에서는 무인항공기가 민간공역에서 유인항공기와 함께 비행하는 데 있어서 가장 필수적인 충돌회피 기능인 ”See and Avoid“ 능력을 제공해주는 알고리즘을 제안하였다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MAE 06016
형태사항 vi, 39 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 장대수
지도교수의 영문표기 : Min-Jea Tahk
지도교수의 한글표기 : 탁민제
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 항공우주공학전공,
서지주기 Reference : p. 38-39
주제 UAV
Collision avoidance
right of way
fuzzy logic
radar-like system
무인항공기
충돌회피
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