KR101708661B1 - 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법 - Google Patents

헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법

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Abstract

이중의 자세센서 검출값의 불일치 발생 시, 조종사가 보조센서의 데이터를 참조하여 재형성(RCU:Re-Configuration Unit) 스위치 조작을 통해 정상 센서를 판별하여 수동으로 선택하는 방식을 대체하여, 자동비행조종 컴퓨터가 자동으로 정상 성능의 센서를 판별하고 선택하도록 한 본 발명에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법은 제 1자세센서에 의해 검출되는 제 1검출값, 제 2자세센서에 의해 검출되는 제 2검출값, 보조센서에 의해 검출되는 제 3검출값이 입력되는 검출값 입력단계, 상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값을 비교하는 검출값 비교단계, 상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값의 비교 결과, 상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값이 기 설정된 오차범위를 초과하여 불일치하면 상기 제 1검출값과 상기 제 3검출값의 차이값인 제 1차이값과, 상기 제 2검출값과 상기 제 3검출값의 차이값인 제 2차이값을 산출하는 차이값 산출단계 및 상기 제 1차이값과 상기 제 2차이값을 비교하는 차이값 비교단계를 포함할 수 있다.

Description

헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법{RE-CONFIGURATING METHOD OF SENSOR OF HELICOPTER}
본 발명은 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 헬리콥터 비행 자세 제어를 위하여 헬리콥터의 자세를 감지하는 이중의 자세센서로부터 검출되는 값을 비교하고, 두 검출값의 비교 결과에 따라 헬리콥터 비행 자세 제어에 적용할 센서를 재형성하는 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법에 관한 것이다.
헬리콥터의 비행안전, 비행조종성 및 임무효율 향상을 위하여 현재 개발, 운용되고 있는 대부분의 헬리콥터는 자동비행조종시스템(AFCS;Automatic Flight Control System)를 탑재하고 있다.
자동비행조종장치는 조종사의 조종입력, 대기정보, 자세, 항공전자 센서입력 및 스위치 조작입력 등을 전달받아, 직렬/병렬 작동기의 구동명령 연산 및 구동을 통해 헬리콥터의 자세 안정화와 자동 제자리비행, 순항 및 항법 등의 자동비행 기능을 제공한다.
헬리콥터에 장착되는 자동비행조종시스템은 요구되는 높은 수준의 안전성을 충족시키기 위해, 센서 및 자동비행조종 컴퓨터(Automatic Flight Control Computer)를 이중(Duplex)으로 구성하여, 단일의 구성품 고장 시 나머지 건전한 구성품으로 전환하여 운용할 수 있도록 다중구조 시스템 설계를 기반으로 한다.
헬리콥터에 장착되는 센서 중에서 자세센서(AHRS;Attitude Heading Reference System)는 자동비행조종장치의 운용을 위해 3축(피치, 롤, 요우)의 헬리콥터 자세와 자세 변화율 등의 정보를 자동비행조종 컴퓨터에 제공한다.
만일 각각의 자세센서에서 제공하는 검출값 간에 불일치(Discrepancy)가 발생하면, 조종사는 2개중 정상적으로 운용되는 센서를 판별하기 위해 유사한 정보를 갖는 보조센서에 의해 검출되는 검출값을 참조하여 정상 성능인 센서를 수동으로 선택하는 방법과 절차가 일반적으로 통용된다.
이와 같이 조종사가 수동으로 정상 성능 센서를 판별하고, 재형성 스위치를 사용하여 정상 성능 센서를 선택하는 시스템의 경우, 정상 성능인 센서를 판단하기 위해 일정 시간동안 조종사의 업무부하가 증가하는 문제점이 있다.
또한 조종사의 정상 센서 선택 전에 인가되어 운영되고 있는 센서가 비정상 성능 센서일 경우, 조종사의 센서 판별에 소요되는 시간동안 헬리콥터의 안전성이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제1050424호 (2011. 07. 19. 공고)
본 발명의 목적은 이중의 자세센서 검출값의 불일치 발생 시, 조종사가 보조센서의 데이터를 참조하여 재형성(RCU:Re-Configuration Unit) 스위치 조작을 통해 정상 센서를 판별하여 수동으로 선택하는 방식을 대체하여, 자동비행조종 컴퓨터가 자동으로 정상 성능의 센서를 판별하고 선택하도록 한 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법은 제 1자세센서에 의해 검출되는 제 1검출값, 제 2자세센서에 의해 검출되는 제 2검출값, 보조센서에 의해 검출되는 제 3검출값이 입력되는 검출값 입력단계, 상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값을 비교하는 검출값 비교단계, 상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값의 비교 결과, 상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값이 기 설정된 오차범위를 초과하여 불일치하면 상기 제 1검출값과 상기 제 3검출값의 차이값인 제 1차이값과, 상기 제 2검출값과 상기 제 3검출값의 차이값인 제 2차이값을 산출하는 차이값 산출단계 및 상기 제 1차이값과 상기 제 2차이값을 비교하는 차이값 비교단계를 포함할 수 있다.
상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값의 비교결과, 상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값의 차이가 기 설정된 오차범위 내에 있다면, 상기 제 1자세센서를 정상 센서로 선택할 수 있다.
상기 제 1차이값과 상기 제 2차이값의 비교 결과, 상기 제 1차이값보다 상기 제 2차이값이 더 크면 상기 제 1자세센서를 정상 센서로 선택할 수 있다.
상기 제 1자세센서로부터 측정된 값과, 상기 제 2자세센서로부터 측정된 값과, 상기 보조센서로부터 측정된 값은 각각 필터에 의해 노이즈가 제거되어 상기 제 1검출값, 상기 제 2검출값 및 상기 제 3검출값으로 입력될 수 있다.
본 발명에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법은 자동비행조종장치 운용 중 이중의 자세센서 검출값의 불일치 발생 시, 정상센서 판별에 대한 추가적인 조종사의 업무부하 없이 정상 성능 센서를 자동으로 선택할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법은 조종사의 정상 센서 식별 및 선택 이전에 자동비행조종장치에 의해 센서 자동 선택으로, 비정상 센서의 운용을 방지하고 시스템의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법은 정상 센서를 자동으로 판별하기 위해 센서들로부터 측정되는 값들로부터 노이즈를 제거함으로써 정상 성능 센서 선택의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법을 나타낸 순서도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 장치는 제 1, 2자세센서(110, 120), 보조센서(130), 제 1, 2, 3필터(111, 121, 131) 및 센서선택부(150)를 포함할 수 있다.
제 1자세센서(110), 제 2자세센서(120) 및 보조센서(130)는 센서선택부(150)에 연결될 수 있다. 센서선택부(150)는 자동비행조종 컴퓨터에 내장될 수 있다. 제 1필터(111)는 제 1자세센서(110)와 센서선택부(150)의 사이에 배치되고, 제 2필터(121)는 제 2자세센서(120)와 센서선택부(150)의 사이에 배치되고, 제 3필터(131)는 보조센서(130)와 센서선택부(150)의 사이에 배치된다.
제 1자세센서(110)와 제 2자세센서(120)는 자동비행조종 운용을 위해 3축(피치, 롤, 요우)의 헬리콥터 자세와, 자세 변화율 등의 정보를 센서선택부(150)로 제공하는 것으로, AHRS(Attitude and Heading Reference System) 센서를 사용할 수 있다. 보조센서는 제 1자세센서(110)와 제 2자세센서(120)와는 다른 종류의 센서로, 자이로 센서, INS(Inertial Navigation System) 센서, GPS/INS 센서 등을 사용할 수 있다.
제 1, 2자세센서(110, 120)와 보조센서(130)로부터 측정되는 값에 포함된 노이즈에 의해 잘못된 정상 센서 선택을 방지기 위하여, 제 1, 2, 3필터(111, 121, 131)는 제 1, 2자세센서(110, 120)와 보조센서(130)로부터 측정되는 값으로부터 노이즈를 제거한다.
이와 같이 제 1자세센서(110)에 의해 측정된 값은 제 1필터(111)에 의해 노이즈가 제거되고, 노이즈가 제거된 제 1검출값은 센서선택부(150)로 입력된다. 또한 제 2자세센서(120)에 의해 측정된 값은 제 2필터(121)에 의해 노이즈가 제거되고, 노이즈가 제거된 제 2검출값은 센서선택부(150)로 입력된다. 또한 보조센서(130)에 의해 측정된 값은 제 3필터(131)에 의해 노이즈가 제거되고, 노이즈가 제거된 제 3검출값은 센서선택부(150)로 입력된다.
센서선택부(150)는 제 1검출값과 제 2검출값을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 제 1자세센서(110)와 제 2자세센서(120) 중 어느 하나를 선택한다.
이하, 본 실시예에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 실시예에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 상술된 바와 같이 제 1자세센서(110)에 의해 측정된 값은 제 1필터(111)에 의해 노이즈가 제거되고, 노이즈가 제거된 제 1검출값은 센서선택부(150)로 입력된다. 또한 제 2자세센서(120)에 의해 측정된 값은 제 2필터(121)에 의해 노이즈가 제거되고, 노이즈가 제거된 제 2검출값은 센서선택부(150)로 입력된다. (단계;S11)
제 1검출값과 제 2검출값은 센서선택부(150)로 입력되고, 센서선택부(150)는 제 1검출값과 제 2검출값을 비교한다. (단계;S13)
제 1검출값과 제 2검출값의 비교 결과, 제 1검출값과 제 2검출값의 차이가 기 설정된 오차범위 내에 있다면, 센서선택부(150)는 제 1자세센서(110)를 정상 센서로 선택한다. (단계;S18)
반대로, 제 1검출값과 제 2검출값의 비교 결과, 제 1검출값과 제 2검출값이 기 설정된 오차범위를 초과하여 불일치하다면, 센서선택부(150)는 제 1검출값과 제 3검출값의 차이값인 제 1차이값, 제 2검출값과 제 3검출값의 차이값인 제 2차이값을 산출한다. (단계;S15)
계속해서, 센서선택부(150)는 제 1차이값과 제 2차이값을 비교한다. (단계;S17)
제 1차이값과 제 2차이값의 비교 결과, 제 1차이값보다 제 2차이값이 크면, 센서선택부(150)는 제 1자세센서(110)를 정상 센서로 선택한다. (단계;S18)
반대로, 제 1차이값과 제 2차이값의 비교 결과, 제 2차이값보다 제 1차이값이 크면, 센서선택부(150)는 제 2자세센서(120)를 정상 센서로 선택한다. (단계;S19)
이와 같이 제 1자세센서(110)와 제 2자세센서(120) 중 어느 하나가 센서선택부(150)에 의해 선택되면, 자동비행조종 컴퓨터는 선택된 자세센서에 의해 헬리콥터의 자세가 유지되도록 선택된 자세센서의 검출값을 적용하여 헬리콥터의 제어를 수행한다. 이때, 자동비행조종 컴퓨터는 조종석 내부의 디스플레이장치 등을 통해 현재 선택된 자세센서를 조종사에게 통보하고, 헬리콥터 자세 제어에 대한 최종 선택 권한은 조종사에게 부여한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법은 두 자세센서에 의해 측정되는 값으로부터 노이즈를 제거한 두 검출값을 비교하고, 두 검출값의 비교결과에 따라 보조센서에 의해 측정되는 값으로부터 노이즈를 제거한 검출값을 이용하여 두 자세센서 중 어느 하나를 선택하고, 조종사에게 그 결과를 통보하여 조종사가 정상 센서를 간편하게 식별할 수 있도록 한다.
따라서 본 실시예에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법은 자동비행조종장치 운용 중 이중의 자세센서 검출값의 불일치 발생 시, 추가적인 조종사의 업무부하 없이 정상 성능 센서를 자동으로 선택할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법은 조종사의 정상 센서 식별 및 선택 이전에 자동비행조종장치에 의해 센서 자동 선택으로, 두 자세센서 값의 차이가 기 설정된 오차범위를 초과하는 순간부터 조종사의 정상 센서 선택 시까지 비정상 센서의 운용을 방지하고 시스템의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법은 정상 센서를 자동으로 판별하기 위해 센서들로부터 측정되는 값들로부터 노이즈를 제거함으로써 정상 성능 센서 선택의 정확성을 향상시킬 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.
110 : 제 1자세센서 111 : 제 1필터
120 : 제 2자세센서 121 : 제 2필터
130 : 보조센서 131 : 제 3필터
150 : 센서선택부

Claims (5)

  1. 제 1자세센서에 의해 검출되는 제 1검출값, 제 2자세센서에 의해 검출되는 제 2검출값, 보조센서에 의해 검출되는 제 3검출값이 입력되는 검출값 입력단계;
    상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값을 비교하는 검출값 비교단계;
    상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값의 비교 결과, 상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값이 기 설정된 오차범위를 초과하여 불일치하면 상기 제 1검출값과 상기 제 3검출값의 차이값인 제 1차이값과, 상기 제 2검출값과 상기 제 3검출값의 차이값인 제 2차이값을 산출하는 차이값 산출단계;및
    상기 제 1차이값과 상기 제 2차이값을 비교하는 차이값 비교단계;를 포함하며,
    상기 제 1차이값과 상기 제 2차이값의 비교 결과,
    상기 제 1차이값보다 상기 제 2차이값이 더 크면 상기 제 1자세센서를 정상 센서로 선택하고,
    상기 제 2차이값보다 상기 제 1차이값이 더 크면 상기 제 2자세센서를 정상 센서로 선택하는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값의 비교결과, 상기 제 1검출값과 상기 제 2검출값의 차이가 기 설정된 오차범위 내에 있다면, 상기 제 1자세센서를 정상 센서로 선택하는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1자세센서로부터 측정된 값과, 상기 제 2자세센서로부터 측정된 값과, 상기 보조센서로부터 측정된 값은 각각 필터에 의해 노이즈가 제거되어 상기 제 1검출값, 상기 제 2검출값 및 상기 제 3검출값으로 입력되는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 센서의 자동 재형성 방법.
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