CNN 기반 모듈형 정밀착륙 시스템을 활용한 UAM 축소기의 시뮬레이션 및 비행시험

Q: 이 논문에서 정의한 CNN 기반 모듈형 정밀착륙 시스템이란 무엇인가?

CNN 기반 모듈형 정밀착륙 시스템은 CNN 객체 탐지 모델을 활용하여 미지의 착륙 마커를 인식하고, 이를 기반으로 UAM 기체의 정밀한 착륙을 유도하는 시스템이다. 이 시스템은 별도의 지상 유도 설비 없이 기존 헬리패드에서도 정밀 착륙 성능을 보장하며, 모듈 형태로 설계되어 MAVROS 기반의 모든 비행 제어 플랫폼에 적용 가능하다.

Q: CNN 기반 정밀착륙 알고리듬이 기존 GNSS RTH 방식보다 착륙 오차를 얼마나 감소시키는가?

연구 결과, CNN 기반 정밀착륙 알고리듬은 시뮬레이션에서 약 75%, 비행시험에서 약 71%의 착륙 오차 감소율을 보였다. 이는 기존 GNSS RTH 방식의 CEP 0.59m(시뮬레이션) 및 0.45m(비행시험) 대비, CNN 기반 알고리듬이 CEP 0.14m(시뮬레이션) 및 0.13m(비행시험)를 달성하여 정밀하고 일관적인 착륙 성능을 확보함을 의미한다.

박성현; 양예찬; 서영; 정회조; 김승균; 석진영

doi:10.5302/J.ICROS.2025.24.0218

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저자정보: 박성현 (충남대학교) 양예찬 (충남대학교) 서영 (충남대학교) 정회조 (충남대학교) 김승균 (충남대학교) 석진영 (충남대학교)

저널정보: 제어로봇시스템학회 제어로봇시스템학회 논문지 제어로봇시스템학회 논문지 제31권 제1호

발행연도: 2025.1

수록면: 20 - 28 (9page)

DOI: 10.5302/J.ICROS.2025.24.0218

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Urban air mobility (UAM) requires precise take-off and landing maneuvers in urban environments. This study proposes an algorithm that uses a convolutional neural network to recognize an H-shaped unknown landing marker as a landing target and issue it as a precision guidance command in a fixed 3D body coordinate system. The UAM can make precise landings through this approach, even on existing landing pads without any landing guide facility. The algorithm was developed and verified through a software-in-the-loop simulation. It was then implemented and modularized on a companion computer to be applied to all flight control computers operating on MAVROS. In addition, the modular precision landing system was mounted on the UAM scaled model and verified through a flight test. Consequently, precision landing performance was verified in both simulation and flight tests.

#urban air mobility #convolutional neural network #image recognition #modular precision landing system #SITL (Software In The Loop simulation) #flight test

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