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PX4-ROS2 군집 무인 이동체 운영을 위한 XRCE-DDS 통신시스템 개선
http://doi.org/10.5626/JOK.2025.52.3.227
최근 군집 운영 기술의 발달로 다양한 분야에서 군집 이동체가 사용되고 있다. 군집 이동체를 구성하는 다양한 시스템 중 PX4-ROS2는 오픈소스 기반의 소프트웨어로 장치 간의 실시간 통신을 지원하는 경량 데이터 분산 서비스인 XRCE-DDS (eXtremely Resource Constrained Environments-Data Distribution Service)를 통해 무인 이동체 제어컴퓨터인 PX4와 임무 수행을 위한 ROS2를 연결하여 실시간 데이터 교환을 가능하게 한다. 하지만, XRCE-DDS의 분산 서비스를 이용한 무선 네트워크 기반의 군집 무인 이동체 운영은 최적화되어있지 않고 안정적인 운영을 위해 통신 최적화 작업이 필요하다. 본 논문에서는 PX4-ROS2에서 운용 중인 XRCE-DDS 통신 구조를 분석하고 군집 운영 시 노드 증가에 따른 통신량 증가 문제를 새로운 탐색 구조를 제안하여 통신의 안정성과 확장성을 높이는 방법을 제시하고 시뮬레이션을 통해 검증한다.
자이로 센서 데이터를 활용한 양치 위치 추정 및 비지도 학습 클러스터링을 통한 검증
김도윤, 권민욱, 백승주, 윤혜린, 임대연, 조은아, 류승재, 김영욱, 김진현
http://doi.org/10.5626/JOK.2023.50.12.1143
구강 건강은 수명과도 직접적 관련을 갖는 중요한 건강 지표다. 이러한 이유로 영유아부터 노인에 이르기까지 구강 건강은 국민 건강의 핵심으로 자리를 잡았다. 이러한 구강 건강의 기본은 올바른 양치 습관이다. 하지만 권장되는 올바른 양치 방법은 습관화하기 쉽지 않으며, 그러한 이유로 구강 건강에 해로운 영향을 준다. 본 논문은 올바른 양치 방법을 추적하기 위한 저비용의 IMU 센서를 통해 양치 구역을 구별하는 방법을 제안하고, 머신러닝의 클러스터링 알고리즘으로 양치 구역의 추정 방법의 정확성을 평가한다. 본 논문에서는 IMU 센서의 자이로 센서만을 사용하여 칫솔 자세만으로 양치 구역을 판단하는 방법을 제안한다. 이 논문에서는 비교적 저렴한 6축 IMU 자이로 센서 데이터만으로도 80.6%의 정확도로 사용자 양치 부위를 추정할 수 있음을 보였다. 또한, 이러한 데이터에 클러스터링 알고리즘을 적용하고 클러스터링 된 데이터를 활용하여 Logistic regression을 훈련하여 양치 구역을 추정한 결과 86.7%의 정확도로 얻을 수 있었으며 이를 통해 클러스터링이 효과적임과 함께 본 논문에서 제안한 칫솔 자세 기반의 양치 구역 추정이 효과가 있음을 보였다. 결론적으로 본 양치 구역 추정 알고리즘이 비교적 적은 비용의 칫솔로 기능이 구현될 수 있으며, 이를 통해 개인 양치 습관을 분석하고 개선함으로써 구강 건강 유지하는데에 도움이 될 것으로 기대할 수 있다.
RTK-GPS 기반의 군집 비행 시스템 개선
http://doi.org/10.5626/JOK.2020.47.3.328
드론에 대한 관심이 증가하면서 다양한 분야에서 드론을 활용한 응용 시스템이 개발되고 있다. 특히, 평창 올림픽에서 드론쇼는 기술과 예술의 융합을 통해 세계 많은 사람들에게 감동을 선사했다. 하지만, 국내 기술의 부족으로 평창 올림픽의 드론쇼는 미국 인텔社의 기술을 활용하여 운용되어 많은 아쉬움을 남겼다. 이에 한국항공우주연구원에서는 국내 독자 기술로 군집 비행 기술을 개발하였고, 그 결과 3.1절 100주년에 100대의 드론으로 천안 독립기념관에서 군집 비행을 선보였다. 본 논문은 그 동안 개발해온 RTK-GPS 기반의 군집 비행 시스템을 소개하고, 최근 개선한 정밀 위치 추정, 효율적인 통신 시스템, 및 시나리오 개발 방법에 대해 설명한다.
RTK-GPS 기반 실외 군집 비행 시스템 개발
최근 드론에 대한 관심이 증가하면서, 드론을 활용한 다양한 기술들이 선보이고 있다. 특히, 다수의 드론을 통한 군집 비행의 기술은 협업을 통한 복잡한 임무 수행이 가능하여 빠른 시간안에 임무를 완수할 수 있어 다양한 분야에서 각광을 받고 있다. 하지만 실외의 경우 GPS의 정밀도가 낮아 정밀 비행이 어렵기 때문에 고정밀 위치 인식이 필요한 임무에는 적합하지 않다. 뿐만 아니라, 실외에서 다수의 비행체를 좁은 공간에서 동시 정밀 제어하다보니, 정밀 위치 예측이 어려운 경우 충돌이 발생하는 심각한 문제를 초래할 수 있다. 본 논문에서는 RTK-GPS(Real-Time Kinematic-GPS)를 포함한 다수 센서를 활용하여 위치 정밀도를 증가시키고, 센서 오류로 인한 문제를 최소화하기 위해 제안한 모드 스위칭 기법에 대해 설명한다. 그리고 이를 기반으로 개발한 실외 군집 비행 시스템에 대해서도 소개한다.
