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농용 무인 헬리콥터의 정지 비행시 편류제어 성능의 평가
A Drift Control Performance of An Agricultural Unmanned Helicopter While Hovering
농용무인 헬리콥터는 벼농사는 물론 전작, 과수 등 소규모 필지의 정밀방제에 이용되고 있으며 농작업의 새로운 패러다임으로 자리 잡고 있다. 본 연구의목적은 농용헬리콥터의 비상시퀀스에서 정지비행 중 측풍에 의해서 비상착륙자리를 이탈하지 않고 위치를 유지하는 편류제어 모듈과 알고리즘의 성능을 평가하는데 있다편류제어의 목적은 비상착륙과 연동되어있는데, 비상조건에 도달하게 되면 호버링을 하면서 비상대처 알고리즘이 작동하게 된다. 그러나 관성 제어 는등속운동에서기체의 움직임을 감지하지 못하게 되고 측풍에 의하여 비상지점으로부터 편류를 하게 되어 착륙 목표지점으로부터 멀어질 수 있다.GPS 모듈을 기초로 개발한 편류제어모듈을 시험하였다.알고리즘 및 실효성을 고려하여 5 m 직경 내에 위치를벗어나지 않는지에 대한 기준을 적용하였다. 초기에는 2~4m/s의 측풍 교란에 대하여 과민하게 반응하였지만 이후5 m직경 내에서 위치를 벗어나지 않고 자세 및 요의 방향을 유지 하였다. 목도의 관찰에서는 전후좌우 흔들림을인지하기 어려운 정도이지만, 데이터에서 보인 편위는GPS 수신기의 특성에 기인하는 것으로 판단한다. 이와같은 편류제어는 비상착륙이나 호버링을 유지하려 할 때의도하지 않는 편류를 제어하는데 사용될 수 있다.
The precision aerial application of small farms, such as paddy, upland and orchard fields using agricultural unmanned helicopters became a new paradigm. The objective of this study was to evaluate the performance of a GPS module and algorithm, controlling drift of agricultural helicopter by the crosswind and maintaining the position for emergency landing. Purpose of the drift control, of which an algorithm works while hovering is related with the emergency sequence that coping with abnormal conditions of rotorcraft system. However, the inertial attitude control cannot detect a drifting motion of fuselage moving at the constant velocity, thus the crosswind takes the helicopter away from the landing position. Performance of the drift control module, based on the GPS that a hovering position did not deviate within 5m in diameter, were tested and evaluated. Initially, the reaction against a disturbing gust wind was sensitive, soon the helicopter maintained its locking position and azimuth within 5m in diameter. It was, however, difficult for the helicopter to recognize the swaying and nodding, the some deviation was expected due to the discrepancy characteristics of the GPS signal. The performance of the drift control proved the effectiveness of the module to maintain the position against an unintended drift during the emergency landing or hovering.
