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초록·키워드

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드론과 같은 무인비행체를 기반으로 Time Sensitive Network(TSN)를 구축하기 위해서는 매우 정밀하게 노드간 시간 동기화가 이루어져야 한다. 이를 위해서는 각각의 무인비행체가 GPS 모듈로부터 수신한 시간 정보를 이용하여 비행 컨트롤러의 시간을 동기화 할 때 발생하는 오차를 최소화해야 한다. 본 논문에서는 무인비행체의 기본적인 하드웨어 구성을 변경하지 않고 GPS 모듈과 직접 연결된 비행 컨트롤러를 GPS 시간으로 동기화하는 방법을 제안한다. 비행 컨트롤러는 1초에 5번 이상 GPS 모듈로부터 시간 정보가 포함된 메시지를 수신하고 RTOS의 시간을 업데이트 하지만 비행 컨트롤러 간 시간 동기화 오차는 평균 21.64ms로 매우 크게 발생한다. 이러한 시간 동기화 오차와 S/W 지연을 최소화하기 위해서 우리는 GPS 모듈과 비행 컨트롤러의 각종 파라미터를 일치시키고 PX4 펌웨어의 코드를 개선하며 RTOS의 기본 설정을 변경했다. 이를 통해 비행 컨트롤러 간 발생하는 시간 동기화 오차를 최대 84.1% 감소시킬 수 있었다.

In order to build an Time Sensitive Network(TSN) based on unmanned aircraft such as drones, clock synchronization between nodes must be very precise. To do this, it is necessary to minimize the error that occurs when each unmanned aircraft synchronizes the clock of the flight controller using the time information received from the GPS module. This paper proposes a method to synchronize the clock of the flight controller directly connected to the GPS module without changing the general hardware configuration of the unmanned aircraft. The flight controller receives a message containing time information from the GPS module more than 5 times per second and updates the clock of the RTOS, but the clock synchronization error between controllers is very large, with an average of 21.64ms. To minimize the synchronization error and S/W delay, we match various parameters of the GPS module and flight controller, improve the firmware source code running on the controller, and change the default settings of the RTOS. This can reduce the clock synchronization error between flight controllers by up to 84.1%.
#GPS Clock Synchronization #TSN #UAV #PX4 #RTOS

목차

요약
ABSTRACT
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 본론
Ⅲ. 성능 평가
Ⅳ. 결론
References

참고문헌 (11)

참고문헌 신청
A. Mildner, “Time sensitive networking for wireless networks-a state of the art analysis,” Network, vol. 33, 2019. google schola A. Mahmood, et al., “Clock synchronization over IEEE 802.11—A survey of methodologies and protocols,” IEEE Trans. Ind. Informatics, vol. 13, no. 2, pp. 907-922, 2016. google schola A. Nasrallah, et al., “Ultra-low latency (ULL) networks: The IEEE TSN and IETF DetNet standards and related 5G ULL research,” IEEE Commun. Surv. & Tuts., vol. 21, no. 1, pp. 88-145, 2018. google schola J. Y. Lee, A. Y. Chung, H Shim, C. Joe, S. Park, and H. Kim, “UAV flight and landing guidance system for emergency situations,” MDPI sensors, vol. 19, no. 20, p. 4468, Oct. 2019. google schola I. Um, S. Park, H. T. Kim, and H Kim, Configuring RTK-GPS architecture for system redundancy in multi-drone operations, IEEE Access, vol. 8, pp. 76228-76242, Apr. 2020. google schola

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