KR101418491B1 - Simulating System for testing a Various Configuration UAV using a Scheduler and Controlling Meathod for the Same - Google Patents

Simulating System for testing a Various Configuration UAV using a Scheduler and Controlling Meathod for the Same Download PDF

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Abstract

The present invention provides a simulating system for verifying multi-device unmanned planes using a scheduler and a method for controlling the same, wherein the simulating system comprises: a first step of performing simulation functions of a simulator according to control command signals of a ground control station while a flight control computer interfaces with the simulator through an ITS; a second step of assigning model processes for each function of simulator models copying the functions of a flying object in corresponding CPUs by means of a scheduler after the first step; and a third step of independently performing management by generating timer events for tasks set by each CPU after the second step. In the present invention, a scheduler which is independently operated in the simulating system is equipped so that process-type operation models for each CPU or core are assigned in the CPUs or cores and flight simulation is dispersively performed. Accordingly, the real-time properties of the simulating system are maintained, and multi-device unmanned planes can be easily changed, so that the concentration of operations in one CPU is prevented and the real-time properties of overall simulation are remarkably improved thereby.

Description

스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템 및 그 제어방법{Simulating System for testing a Various Configuration UAV using a Scheduler and Controlling Meathod for the Same}Technical Field [0001] The present invention relates to a simulation system for verifying UAVs using a scheduler and a control method thereof,

본 발명은 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 시뮬레이팅 시스템내에 독립적으로 운용되는 스케쥴러를 구비하여 CPU별 또는 코어별로 프로세스 형태의 실행 모델을 CPU 또는 코어에 할당하여 비행 시뮬레이션작업을 분산 수행시키므로써, 전체 시뮬레이션의 실시간성을 상당히 향상시키는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a simulation system and a control method thereof for verifying a multi-type UAV using a scheduler. More particularly, the present invention provides a scheduler that operates independently in a simulation system, The present invention relates to a simulation system and a control method thereof for a multi-type UAV verification using a scheduler that significantly improves the real-time performance of the entire simulation by distributing the flight simulation work to a plurality of users.

일반적으로 무인기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)는 세계 여러 나라에서 정찰, 재해감시, 농업, 군사관련 임무 수행 등을 위하여 많은 투자가 이루어지고 있다. 그리고 상기와 같은 무인기는 목적에 따라 고정익 무인기뿐만 아니라 회전익 무인기와 같은 다양한 형태의 무인기들이 개발되고 있다. 그리고 이러한 무인기를 제어하기 위해서는 그 특성에 맞는 제어법칙 설계가 필요하다. 하지만 상기와 같은 제어법칙이 적용된 무인기의 안정성(stability)을 보장하고 비행성(flying quality)을 확인하기 위해서는 무인기를 제작하여 확인을 하거나, 시험 장비를 통하여 검증할 필요가 있다. 그런데, 상기와 같이 실 비행체 제작을 통한 비행성능의 확인방법은 실제적으로 많은 시간과 인적 물적 자원을 소비하기 때문에 시험 장비 예컨대, 시뮬레이팅 시스템을 통한 검증을 우선시하고 있다. 이러한 시뮬레이팅 시스템 중 대표적인 환경으로 HILS(Hardware In the Loop Simulation)환경을 들 수 있다. In general, UAV (Unmanned Aerial Vehicle) is being invested in many countries for the purpose of reconnaissance, disaster surveillance, agriculture and military related tasks. In addition, various types of UAVs such as a fixed-wing UAV, as well as a rotary wing UAV are being developed according to purposes. In order to control such an unmanned aerial vehicle, it is necessary to design a control law suitable for the characteristics. However, in order to guarantee the stability of the UAV and to check the flying quality, it is necessary to make and confirm the UAV by using the test equipments. However, as described above, the method of confirming the flight performance through the production of the actual flight vehicle actually consumes a lot of time and human and material resources, so the verification through the test equipment, for example, the simulation system, is given priority. A representative example of such a simulation system is a hardware in the loop simulation (HILS) environment.

그러면 상기와 같은 종래 시뮬레이tus 시스템의 일례를 도 1을 참고로 살펴보면, 실시간 비행 시험 환경을 제공하는 시뮬레이터(70)와; Referring to FIG. 1, an example of the conventional simulated tus system as described above includes a simulator 70 for providing a real-time flight test environment;

상기 시뮬레이터(70)와 ITS(71: Integrated TestStation)를 통하여 인터페이스되고 시뮬레이터(70)의 시뮬레이션기능을 제어하는 비행제어 컴퓨터(73:FLCC, Flight Control Computer)와;A Flight Control Computer (FLCC) 73, which is interfaced with the simulator 70 through an ITS (Integrated TestStation) 71 and controls a simulation function of the simulator 70;

상기 비행제어 컴퓨터(73)로 시뮬레이션을 위한 제어명령신호를 인가하는 지상통제장비(72: GCS, Ground Control System)와;A ground control system (GCS) 72 for applying a control command signal for simulation to the flight control computer 73;

상기 지상통제장비(72)의 제어 명령에 따라 시뮬레이션 및 지상통제장비로부터 받은 결과를 차트로 보여주는 디스플레이(74)를 포함하여 구성된다.And a display 74 for charting the results received from the simulation and ground control equipment according to the control commands of the ground control equipment 72.

상기 시뮬레이터는 HILS 환경에서 비행 시험 환경을 모사하여 제공하고 실시간 비행 시뮬레이션 환경을 제공하는 중요한 역할을 하고 있다. The simulator simulates the flight test environment in the HILS environment and plays an important role in providing a real-time flight simulation environment.

여기서, 상기 종래 시뮬레이팅 시스템 예컨대, HILS 시스템의 경우 연구 목적으로 MATLAB/SIMULINK 기반으로 비행환경을 구현하거나, dSPACE 등의 외부 장비를 이용하여 비행 환경을 제공한다. Here, in the case of the conventional simulating system, for example, the HILS system, a flight environment is implemented on the basis of MATLAB / SIMULINK for research purposes or a flight environment is provided using external equipment such as dSPACE.

한편, 상기와 같은 종래 시뮬레이팅 시스템의 동작은 먼저, 비행제어 컴퓨터(73)가 비행 시뮬레이션작업을 위해 지상통제장비(72)로부터 제어명령신호를 인가받게 된다. 그러면, 상기 비행제어 컴퓨터(73)는 시뮬레이터(70)와 ITS(71)를 통하여 인터페이스하면서 지상통제장비(72)의 제어명령신호에 따라 시뮬레이터(70)의 시뮬레이션기능을 제어한다. 따라서, 상기 시뮬레이터(70)는 비행제어 컴퓨터(73)가 설정해 주는 대로 실시간 비행 시험 환경을 제공하여 조종훈련자에게 항공기의 시뮬레이션을 수행하게된다. 이때, 상기 디스플레이(74)는 지상통제장비(72)의 제어 명령에 따라 시뮬레이터 및 지상통제장비로부터 받은 결과를 차트로 보여줄 수 있다.Meanwhile, in the operation of the conventional simulating system, the flight control computer 73 receives the control command signal from the ground control equipment 72 for flight simulation. The flight control computer 73 then controls the simulation function of the simulator 70 in accordance with the control command signal of the ground control equipment 72 while interfacing with the simulator 70 through the ITS 71. Accordingly, the simulator 70 provides a real-time flight test environment as the flight control computer 73 sets, and performs simulation of the aircraft to the pilot. At this time, the display 74 may display a chart of the results received from the simulator and the ground control equipment according to a control command of the ground control equipment 72.

그러나 상기와 같은 종래 시뮬레이팅 시스템은 대개의 경우 연구 목적 으로 MATLAB/SIMULINK 기반으로 비행환경을 구현하거나, dSPACE등의 외부 장비를 이용하여 비행 환경을 제공해 왔기 때문에 시뮬레이션의 실시간성에 제약이 따르거나, 환경변경에 따른 초기 적용과정이 매우 복잡하였으며, 또한, 비행체의 각 기능별 독립적인 컴퓨터를 구성하여 하나의 체계를 이루는 방식일 경우 별도의 통신 부하를 야기시키기 때문에 이 또한 실시간성의 제약이 따른 다는 문제점이 있었다.However, since the conventional simulating system as described above usually implements the flight environment based on MATLAB / SIMULINK for research purposes or provides the flight environment using external equipment such as dSPACE, The initial application process according to the change is very complicated. Moreover, since the independent computer according to each function of the air vehicle constitutes a single system and causes a separate communication load, this also has a problem in that it imposes restrictions on the real time .

이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기위해 발명된 것으로, 시뮬레이팅 시스템이 실시간성을 유지하면서 다기종 무인기에 대한 변경을 용이하게 실행할 수가 있기 때문에 하나의 CPU에 연산이 몰리는 현상을 방지하게됨으로 그에 따라 전체 시뮬레이션의 실시간성을 상당히 향상시키는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a simulator system capable of easily changing a multi- The present invention provides a simulation system and a control method thereof for a multi-type UAV verification using a scheduler that significantly improves the real-time performance of the entire simulation.

본 발명의 또 다른 목적은 시뮬레이팅 시스템내에서 독립적으로 운용되는 스케줄러가 CPU별로 수행 주기를 달리하여 실행 모델에 대한 시뮬레이션 작업을 수행할 수가 있기 때문에 실 비행 환경에 가까운 비행환경을 구현할 수 있는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a scheduler capable of realizing a flight environment close to an actual flight environment because a scheduler operating independently in a simulating system can perform a simulation operation on an execution model with different execution cycles for each CPU And a method for controlling the same.

상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은 비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현하는 시뮬레이터와; According to an aspect of the present invention, there is provided a flight simulator comprising: a simulator for simulating a flight of an actual aircraft in response to flight simulation training;

상기 시뮬레이터의 비행 시뮬레이션을 위한 제어명령신호를 인가하는 지상통제장비부와;A ground control equipment unit for applying a control command signal for flight simulation of the simulator;

상기 시뮬레이터와 ITS를 통하여 인터페이스되고 지상통제장비부의 제어명령신호에 따라 내부에 탑재된 비행제어소트웨어를 구동하여 시뮬레이터의 기능을 제어하는 비행제어컴퓨터와;A flight control computer interfaced with the simulator and the ITS and controlling a function of the simulator by driving flight control software installed in the interior according to a control command signal of the ground control equipment;

상기 지상통제장비부의 제어 명령에 따라 시뮬레이션 및 지상통제장비로부터 받은 결과를 차트로 보여주는 엔진니어링 스테이션부와;An engineer's station part for charting the results received from the simulation and ground control equipment according to the control command of the ground control equipment part;

상기 시뮬레이터부의 제어신호에 따라 3D 지형영상을 생성하여 지상통제장비에 제공하고 지형으로 부터의 항공기 고도 정보를 시뮬레이터로 전송하는 지형영상시스템부와;A terrain image system unit for generating a 3D terrain image according to a control signal of the simulator unit, providing the 3D terrain image to the ground control equipment, and transmitting the altitude information from the terrain to the simulator;

상기 시뮬레이터와 연결되어 시뮬레이터에 구비된 각각의 모델들을 모듈화시켜 독립적으로 실행시키고 그러한 작업을 스케쥴링하는 스케쥴러를 포함하는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템을 제공한다.There is provided a simulating system for a multi-type UAV verification using a scheduler including a scheduler connected to the simulator so as to modularize each model provided in the simulator and to independently execute the models and schedule the tasks.

본 발명의 또 다른 특징은 비행제어 컴퓨터가 시뮬레이터와 ITS를 통하여 인터페이스하면서 지상통제장비의 제어명령신호에 따라 시뮬레이터의 시뮬레이션기능을 실행하는 제1 과정과;According to another aspect of the present invention, there is provided a flight control system, comprising: a first step of executing a simulation function of a simulator according to a control command signal of a ground control equipment while interfacing with a flight control computer through a simulator and an ITS;

상기 제1 과정후에 스케쥴러가 비행체의 기능을 모사하는 시뮬레이터 모델의 각 기능에 대한 모델 프로세스를 설정된 해당 CPU에 할당하는 제2 과정과;A second step of, after the first step, assigning a model process for each function of the simulator model, in which the scheduler simulates the function of the air vehicle, to the corresponding CPU;

상기 제2 과정후에 CPU별로 설정되는 타스크에 대해 타이머이벤트를 생성하여 독립적으로 관리를 실행하는 제3 과정을 포함하는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템의 제어방법을 제공한다.And a third step of generating a timer event for a task set for each CPU after the second step and performing management independently of the task. The present invention also provides a control method of a simulator system for a multi-type UAV verification using a scheduler.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 시뮬레이팅 시스템내에 독립적으로 운용되는 스케쥴러를 구비하여 CPU별 또는 코어별로 프로세스 형태의 실행 모델을 CPU 또는 코어에 할당하여 비행 시뮬레이션작업을 분산 수행시키므로써, 시뮬레이팅 시스템이 실시간성을 유지하면서 다기종 무인기에 대한 변경을 용이하게 실행할 수가 있어 하나의 CPU에 연산이 몰리는 현상을 방지하게됨으로 그에 따라 전체 시뮬레이션의 실시간성을 상당히 향상시키는 효과가 있다.According to the present invention, a scheduler that operates independently in the simulating system is provided, and a CPU-based core or a core-based execution model is assigned to each CPU or core to distribute the flight simulation work, It is possible to easily change the multi-type UAV while maintaining the real-time property, thereby preventing the operation to be performed on one CPU, thereby significantly improving the real-time performance of the entire simulation.

상기와 같은 본 발명은 시뮬레이팅 시스템내에서 독립적으로 운용되는 스케줄러가 CPU별로 수행 주기를 달리하여 실행 모델에 대한 시뮬레이션 작업을 수행할 수가 있기 때문에 실 비행 환경에 가까운 비행환경을 구현할 수 있으므로 그에 따라 다기종 무인기의 검증을 위한 시뮬레이션작업의 고품질화를 이룰 수 있는 효과도 있다.The present invention as described above enables a scheduler operating independently in the simulating system to perform a simulation operation on an execution model with different execution cycles for each CPU, so that a flight environment close to a real flight environment can be implemented, There is also an effect of achieving high-quality simulation work for verification of the model UAV.

도 1은 종래 시뮬레이팅 시스템의 일례를 설명하는 설명도.
도 2는 본 발명에 따른 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템을 설명하는 설명도.
도 3은 본 발명 장치에 구비된 스케쥴러를 좀 더 구체적으로 설명하는 설명도.
도 4는 본 발명의 플로우차트.1 is an explanatory view for explaining an example of a conventional simulating system;
FIG. 2 is an explanatory view for explaining a simulation system for verification of a multipurpose UAV using a scheduler according to the present invention; FIG.
3 is an explanatory diagram illustrating a scheduler provided in the apparatus of the present invention in more detail;
4 is a flowchart of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of a simulator system for verifying a multi-type UAV using a scheduler according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 본 발명에 따른 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)." 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. However, the present invention may be embodied in other forms without being limited to the embodiments of the simulating system for multi-species UAV verification using the scheduler according to the present invention described here. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The term " comprises " And / or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements, steps, operations, and / or elements.

실시예 Example

도 2는 본 발명에 따른 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템의 일실시예를 개략적으로 설명하는 설명도이고, 도 3은 본 발명 장치에 구비된 스케쥴러를 좀 더 구체적으로 설명하는 설명도이며, 도 4는 본 발명의 플로우차트이다.FIG. 2 is an explanatory view schematically illustrating an embodiment of a simulator system for verification of a multi-type UAV using a scheduler according to the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating a scheduler provided in the apparatus of the present invention in more detail And Fig. 4 is a flowchart of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템은, Referring to FIG. 2, a simulation system for verification of a multi-type UAV using a scheduler according to an embodiment of the present invention includes:

비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현하는 시뮬레이터(1)와; A simulator (1) for realizing a movement similar to a flight of an actual aircraft in response to flight simulation training;

상기 시뮬레이터(1)의 비행 시뮬레이션을 위한 제어명령신호를 인가하는 지상통제장비부(3: GCS, Ground Control System)와;A ground control system (GCS) 3 for applying a control command signal for flight simulation of the simulator 1;

상기 시뮬레이터(1)와 ITS(2: Integrated TestStation)를 통하여 인터페이스되고 지상통제장비부(3)의 제어명령신호에 따라 내부에 탑재된 비행제어소트웨어를 구동하여 시뮬레이터(1)의 기능을 제어하는 비행제어컴퓨터(4)와;And controls the function of the simulator 1 by interfacing with the simulator 1 through an ITS 2 (Integrated TestStation) and driving the flight control software installed therein according to a control command signal of the ground control equipment unit 3 A flight control computer (4);

상기 지상통제장비부(3)의 제어 명령에 따라 시뮬레이션 및 지상통제장비로부터 받은 결과를 차트로 보여주는 엔진니어링 스테이션부(5)와;An engineer's station unit 5 for charting the results received from the simulation and ground control equipment according to the control command of the ground control equipment unit 3;

상기 지상통제장비부(3)의 기능제어신호에 따라 3D 지형영상을 생성하여 시뮬레이터(1)로 전송하는 지형영상시스템부(6)와;A terrain image system unit 6 for generating a 3D terrain image according to the function control signal of the terrestrial control equipment unit 3 and transmitting the generated 3D terrain image to the simulator 1;

상기 시뮬레이터(1)와 연결되어 시뮬레이터(1)에 구비된 각각의 모델들을 모듈화시켜 독립적으로 실행시키고 그러한 작업을 스케쥴링하는 스케쥴러(8)를 포함하여 구성된다.And a scheduler 8 connected to the simulator 1 to modulate each of the models provided in the simulator 1 to independently execute them and schedule the tasks.

여기서, 상기 스케쥴러(8)는 멀티 코어(Multi Core), 멀티 CPU가 널리 보급화 되고 있는 서버 환경에서 CPU별 또는 코어별로 모델을 할당하여 분산 수행할 수 있는 기능을 제공하고 이와 함께 수행 주기를 달리하는 스케줄러를 구성하여 실 비행 환경에 가까운 환경을 제공하도록 구성된다.Here, the scheduler 8 provides a function of allocating and distributing models by CPU or per core in a server environment where a multi-core and a multi-CPU are widely deployed, A scheduler is configured to provide an environment close to the actual flight environment.

또한, 상기 스케줄러(8)는 도 3에 도시된 바와같이 비행체의 기능을 모사하는 시뮬레이터(1)의 모델 예컨대, 제어법칙, 임무제어, 액츄에이터(actuator), airdata 및 센서 등 비행체의 각 기능에 대한 모델의 프로세스를 설정된 해당 CPU에 할당하는 기능을 처리하는 모델할당모듈(9)과;3, the scheduler 8 may be configured to perform various functions such as a model of the simulator 1 simulating the functions of the air vehicle, such as control laws, mission control, actuators, air data and sensors, A model assignment module (9) for processing a function of assigning a process of the model to the set CPU;

상기 모델할당모듈(9)에 의해 CPU별로 설정되는 타스크에 대해 타이머이벤트를 생성하고 이를 독립적으로 관리하는 타이머생성모듈(10)과;A timer generating module 10 for generating a timer event for a task set for each CPU by the model assigning module 9 and managing the generated timer event independently;

상기 모델할당모듈(9)에 의해 시뮬레이터(1)에 구비된 각각의 모델들이 독립적으로 스케쥴링되도록 시뮬레이터(1)의 운영체제(OS)를 별로 스케쥴링하여 관리하는 OS관리모듈(11)을 포함하여 구성된다.And an OS management module 11 that schedules and manages operating systems (OS) of the simulator 1 so that each of the models provided in the simulator 1 is independently scheduled by the model assignment module 9 .

한편, 상기와 같이 본 발명에 의해 적용된 시뮬레이터(1)의 OS는 예컨대, RedHat의 리눅스(linux)를 사용하였고, 실시간 커널(RedHat linux MRG 버전)을 적용한다. 또한, 상기 시뮬레이터(1)의 OS의 MRG(Messaging, Realtime, Grid) 버전은 RedHat에서 고성능 분산 컴퓨팅을 위한 통한 플랫폼으로 제공하고 있는 버전이다. 상기 스케줄러를 적용할 본 발명에 따른 시뮬레이터(1)는 예컨대, CPU가 4개 적용된 HP의 DL580G7의 서버이다. 이때, 상기 CPU는 코어를 4개 가지고 있는 멀티코어 CPU이지만, 본발명에 의한 스케줄러(8)를 적용할 때는 CPU를 단일코어로 설정하여 적용할 수 있다.Meanwhile, as described above, the OS of the simulator 1 applied by the present invention uses Linux of RedHat and applies a real-time kernel (RedHat linux MRG version). Also, the MRG (Messaging, Realtime, Grid) version of the OS of the simulator 1 is provided as a platform for high performance distributed computing in RedHat. The simulator 1 according to the present invention to which the scheduler is applied is, for example, an HP DL580G7 server having four CPUs. At this time, the CPU is a multi-core CPU having four cores, but when the scheduler 8 according to the present invention is applied, the CPU can be set as a single core and applied.

그리고 상기 타이머생성모듈(10)은 시뮬레이터(1)의 모델을 수행할 타이밍을 지정하는 각각의 타이머(12-14)를 생성하는 기능을 담당한다. 이때, 상기 타이머(12-14)는 우선순위 및 수행 주기에 따른 모델을 실행할 수 있는 신호를 생성하는 기능을 실행한다. 뿐만아니라, 상기 시뮬레이터(1)의 실시간 OS에서 제공하는 실시간성을 유지하기위해서는 사용하는 타이머의 종류가 매우 중요하다. 일반적으로 리눅스에서 사용하는 타이머의 경우 마이크로초(micro second)의 정밀도를 가지는 타이머를 많이 사용하지만 본 발명에 따른 스케줄러(8)에서는 실시간성을 유지하기 위하여 예컨대, POSIX.1b에서 정의하여 제공하는 타이머(Timer)를 사용한다. 상기 본발명에 따른 타이머(12-14)는 나노초(nano second)의 분해능을 가진 HR-timer (High Resolution Timer)로써 높은 정밀도를 제공하고 있다. The timer generation module 10 is responsible for generating respective timers 12-14 that specify the timing at which the model of the simulator 1 is to be executed. At this time, the timer 12-14 performs a function of generating a signal capable of executing a model according to the priority and the execution period. In addition, in order to maintain the real-time performance provided by the real-time OS of the simulator 1, the type of timer to be used is very important. Generally, in the case of a timer used in Linux, a timer having a microsecond precision is often used, but in the scheduler 8 according to the present invention, a timer (Timer) is used. The timer 12-14 according to the present invention provides a high accuracy as an HR-timer (High Resolution Timer) having a resolution of nano second.

또한, 상기 모델할당모듈(9)과 타이머생성모듈(10)은 모두 모델과 타이머를 각각의 독립된 프로세스로 사용하기 때문에 멀티 CPU에서 기능 또는 모델별로 각 CPU에 할당을 실행할 수 있다. In addition, since both the model assignment module 9 and the timer generation module 10 use a model and a timer as independent processes, it is possible to perform assignment to each CPU by function or model in a multi-CPU.

따라서, 상기 스케쥴러(8)는 예컨대, OS관리모듈(11)을 통해 OS 및 사용자 인터페이스와 시뮬레이터(1)를 운영/제어하는 부분인 CPU0에 할당하고, 타이머(12)는 CPU1, 타이머(13)는 CPU2, 타이머(14)는 CPU3에 할당한다. 반면에 상기 비행체의 모델은 각 모델이 사용할 타이머와 같은 CPU에 할당하여 실행한다. The scheduler 8 assigns the OS and the user interface to the CPU 0 which is a part for operating / controlling the simulator 1 through the OS management module 11. The timer 12 includes a CPU 1, a timer 13, The CPU 2 and the timer 14 are allocated to the CPU 3. On the other hand, the model of the air vehicle is allocated to a CPU such as a timer to be used by each model and executed.

여기서, 상기 스케쥴러(8)에 의해 생성된 프로세스는 시뮬레이션이 종료될 때 모두 소멸되고, 그 전까지는 각 프로세스 내에서 각 모델이 계산할 순간을 기다리며 대기하는 과정을 반복한다.Here, the processes generated by the scheduler 8 are all extinguished at the end of the simulation, and wait until each model in each process waits for the moment until the simulation is finished.

한편, 상기 스케쥴러(8)는 각각의 타이머와 모델이 프로세스를 제어 할당하기 때문에 독립적인 메모리 영역을 가진다. 따라서, 상기 스케쥴러(8)는 상기와 같이 독립적으로 작용하기 때문에 서로 데이터를 공유하거나 전송하기 위해서 별개의 메모리 접근방법을 필요로 하는데, 상기 스케줄러(8)에서는 서로 데이터를 주고 받을 때 IPC(inter-process communication) 공유메모리(15)를 사용한다. 이때, 상기 IPC 공유메모리는 둘 이상의 프로세스가 특정 메모리 영역을 공유하여 자료에 접근할 수 있는 방식으로 대용량의 데이터를 공유할 때 사용된다. 그리고 각각의 타이머가 사용할 상기 IPC 공유메모리(15)는 각 타이머가 할당되는 CPU에 같이 할당되어 사용할 수 있도록 스케줄러(8)를 구성한다.On the other hand, the scheduler 8 has an independent memory area because each timer and model assigns a process control. Accordingly, since the scheduler 8 operates independently as described above, a separate memory access method is required to share or transmit data with each other. In the scheduler 8, the inter- process communication shared memory 15 is used. At this time, the IPC shared memory is used when two or more processes share a specific memory area and share a large amount of data in such a manner that they can access the data. The IPC shared memory 15 to be used by each timer configures the scheduler 8 so that the IPC shared memory 15 can be allocated to a CPU to which each timer is allocated.

여기서, 일반적인 타이머를 사용할 경우 일정한 주기의 신호를 발생하여 그 신호를 전달하는 한편, 규정된 주기로 모델을 수행하기 위해서 프로세스로 할당된 모델에 신호를 전달할 필요가 있다. 그러므로, 이를 위해서 일반적으로 메모리를 이용하여 그 값을 전달할 경우, 계속 그 메모리를 감시하여야하기 때문에 프로그램 실행에 따른 부하가 많이 걸리고, 메모리 확인 과정으로 인한 시간 지연으로 실시간성을 만족하기 어려울 수 있다. Here, when a general timer is used, it is necessary to generate a signal of a predetermined period to transmit the signal, and to transmit a signal to a process-assigned model in order to execute the model at a prescribed cycle. Therefore, in general, when the value is transmitted using the memory, it is necessary to continuously monitor the memory. Therefore, it takes a heavy load due to the execution of the program and it may be difficult to satisfy the real time property due to the time delay due to the memory checking process.

그래서 본발명에 따른 스케줄러(8)는 리눅스 시스템에서 제공하는 시그널(SIGNAL)을 이용하여 프로세스간 또는 타이머에 신호를 전달하도록 설계하였다. 이때, 상기 시그널은 리눅스의 커널모드(kernel-mode)에서 처리를 하기 때문에, 실시간 커널에서는 시그널을 사용함으로 그 실시간성을 잘 유지하며 프로세스 사이에 신호를 전달할 수 있다. 그리고 상기와 같은 스케쥴러(8)는 세 개의 타이머가 동작을 하기 때문에 타이머 사이의 동기화가 이루어져야 한다. 그러므로 상기 스케쥴러(8)는 이러한 동기화 역시 시그널을 이용하여 수행하고, 동기화 신호는 타이머1 에서 생성하여 나머지 타이머에 전달하는 형태로 실행된다. 이때, 상기 타이머생성모듈(10)은 각 타이머에 할당된 모델의 수행이 우선 순위에 따라 타이머에서 신호를 발생하여 모델에 제공하게 하고, 신호를 전달받은 모델이 대기 상태에서 벗어나 각 역할에 따른 계산을 하도록 한다. 상기 스케쥴러(8)에 사용되는 시그널은 두 종류가 있는데, 하나는 주기적인 신호를 발생하는 타이머에 관련된 시그널이고, 다른 하Therefore, the scheduler 8 according to the present invention is designed to transmit signals to or from processes using a signal provided by a Linux system. In this case, since the signal is processed in the kernel mode of Linux, the real-time kernel can use the signal to maintain the real-time property and transmit signals between the processes. In addition, since the three timers operate in the scheduler 8, the timers must be synchronized with each other. Therefore, the scheduler 8 performs the synchronization using a signal, and the synchronization signal is generated in the timer 1 and transmitted to the remaining timer. At this time, the timer generation module 10 generates a signal in the timer according to the priority order of the execution of the model assigned to each timer, and provides the signal to the model, and when the received model is out of the waiting state, . There are two types of signals used in the scheduler 8, one is a signal related to a timer generating a periodic signal,

나는 할당 모델을 수행하는 모델 실행과 관련된 시그널이다. I am a signal related to running a model that performs an assignment model.

이과정에서 상기 스케쥴러(8)에 의한 모델 실행과 관련된 시그널은 모델의 연산을 시작하게 하는 시그널과 모델에서 연산이 종료되면 이를 타이머에 알려주는 시그널두 가지로 구분이 된다. 즉, 하나의 모델이 동작하기 위해서는 계산의 시작과 끝을 알리는 시그널이 하나의 쌍을 이루며 발생한다. In this process, the signal related to the model execution by the scheduler 8 is divided into a signal for starting the operation of the model and a signal for informing the timer when the operation is completed in the model. That is, in order for one model to operate, a pair of signals indicating the start and end of calculation occurs in a pair.

따라서, 상기 스케쥴러(8)는 이러한 시그널의 쌍이 이루어지지 않은 시점에서 타이머 시그널이 발생할 경우 오버런(Overrun)을 계산하여 모델들이 연산의 지연정보를 제공하는 기능 또한 제공할 수 있도록 구성한다.
Accordingly, the scheduler 8 is configured to provide overruns in the case where a timer signal is generated at a time point when no such pair of signals is generated, so that the models can also provide a function of providing delay information of operations.

다음에는 상기와 같은 구성으로 된 본 발명장치의 제어방법을 설명한다.Next, a control method of the apparatus of the present invention having the above-described configuration will be described.

본 발명의 방법은 도 4에 도시된 바와같이 초기상태(S1)에서 비행제어 컴퓨터가 시뮬레이터와 ITS를 통하여 인터페이스하면서 지상통제장비의 제어명령신호에 따라 시뮬레이터의 시뮬레이션기능을 실행하는 제1 과정(S1)과;4, in the initial state S1, the flight control computer interfaces with the simulator through the ITS and performs a first step S1 (S1) of executing a simulation function of the simulator according to a control command signal of the ground control equipment, )and;

상기 제1 과정(S1)후에 스케쥴러가 비행체의 기능을 모사하는 시뮬레이터 모델의 각 기능에 대한 모델 프로세스를 설정된 해당 CPU에 할당하는 제2 과정(S2)과;A second step (S2) of assigning a model process for each function of the simulator model, in which the scheduler simulates the function of the air vehicle, to the corresponding CPU after the first step (S1);

상기 제2 과정(S2)후에 CPU별로 설정되는 타스크에 대해 타이머이벤트를 생성하여 독립적으로 관리를 실행하는 제3 과정(S3)을 포함하여 구성된다.And a third step (S3) of generating a timer event for a task set for each CPU after the second step (S2) and executing management independently.

그리고 상기 제3 과정(S3)에는 스케쥴러에 의해 생성된 프로세스가 시뮬레이션이 종료될 때 모두 소멸되고, 그 이전까지 각 프로세스 내에서 각 모델이 계산할 순간을 기다리며 대기하는 과정을 반복실행하는 프로세스 실시간수행단계를 더 포함한다.
In the third process (S3), the processes generated by the scheduler are all extinguished when the simulation is finished, and a process of waiting for each model to be calculated within each process before the process is repeated is executed repeatedly. .

환언하면, 상기와 같은 본 발명에 따른 시뮬레이팅 시스템(7)은 제어법칙, 임무제어, 액츄에이터(actuator), airdata 및 센서 등 비행체의 각 기능에 대한 모델을 모듈화시켜 독립적으로 실행하고 이를 스케줄링함으로써 시뮬레이션을 수행되게 한다. 이때, 상기 스케쥴러(8)는 비행체의 모델을 변경함으로써 다기종 무인(various configuration UAV)에 대한 시뮬레이션 역시 가능하게 한다. 그리고 상기와 같이 스케쥴러(8)가 각각의 독립적인 모델을 수행하기 위해서는 각 모델을 스케줄링해주는 스케줄러(Scheduler)가 중요한 역할을 수행하고, 실시간 OS(Real-Time OS)를 기반으로 하는 시뮬레이터 역시 스케쥴러(8)가 실시간성을 유지하는 것이 매우 중요하다.In other words, the simulating system 7 according to the present invention as described above modularizes models for each function of the air vehicle such as control law, mission control, actuator, air data and sensor, independently executes them, . At this time, the scheduler 8 also enables simulation for various configuration UAV by changing the model of the air vehicle. In order for the scheduler 8 to perform each independent model as described above, a scheduler that schedules each model plays an important role, and a simulator based on a real-time OS (OS) 8) is very important to maintain real-time performance.

따라서, 본 발명에 따른 비행제어컴퓨터(4)는 시뮬레이터(1)와 ITS(2)를 통하여 인터페이스하면서 지상통제장비(3)의 제어명령신호에 따라 시뮬레이터(1)의 시뮬레이션기능을 실행한다. 그리고 상기 지상통제장비부(3)의 제어 명령에 따라 엔진니어링 스테이션부(5)는 시뮬레이션 및 지상통제장비로부터 받은 결과를 차트로 보여주고 지형영상시스템부(6)는 3D 지형영상을 생성하여 지상통제 장비와 시뮬레이터(1)로 전송한다.The flight control computer 4 according to the present invention executes the simulation function of the simulator 1 in accordance with the control command signal of the ground control equipment 3 while interfacing with the simulator 1 through the ITS 2. [ In response to the control command from the ground control equipment unit 3, the engineing station unit 5 displays a chart of the results received from the simulation and ground control equipment, and the terrain image system unit 6 generates a 3D terrain image, Control equipment and simulator (1).

이 과정에서, 상기 스케쥴러(8)의 OS관리모듈(11)은 먼저, 모델할당모듈(9)에 의해 시뮬레이터(1)에 구비된 각각의 모델들이 독립적으로 스케쥴링되도록 시뮬레이터(1)의 운영체제(OS)를 별도로 스케쥴링하여 관리한다. 또한 상기 과정중에 스케줄러(8)의 모델할당모듈(9)은 비행체의 기능을 모사하는 시뮬레이터(1)의 모델 예컨대, 제어법칙, 임무제어, 액츄에이터(actuator), airdata 및 센서 등 비행체의 각 기능에 대한 모델의 프로세스를 설정된 해당 CPU에 할당한다. 그리고 상기 스케쥴러(8)의 타이머생성모듈(10)는 모델할당모듈(9)에 의해 CPU별로 설정되는 타스크에 대해 타이머이벤트를 생성하고 이를 독립적으로 관리한다. In this process, the OS management module 11 of the scheduler 8 first determines whether or not each model provided in the simulator 1 is independently scheduled by the model assignment module 9, ) Are separately managed and managed. During the above process, the model assignment module 9 of the scheduler 8 performs the functions of the air vehicle such as the model of the simulator 1 simulating the function of the air vehicle, such as the control law, the mission control, the actuator, Assign the process of the model to the corresponding CPU. The timer generating module 10 of the scheduler 8 generates a timer event for a task set for each CPU by the model assigning module 9 and independently manages the timer event.

여기서, 상기 모델할당모듈(9)과 타이머생성모듈(10)은 모두 모델과 타이머를 각각의 독립된 프로세스를 사용하기 때문에 멀티 CPU에서 기능 또는 모델별로 각 CPU에 할당을 실행한다. 즉, 상기 스케쥴러(8)는 예컨대, OS관리모듈(11)을 통해 OS 및 사용자 인터페이스와 시뮬레이터(1)를 운영/제어하는 부분인 CPU0에 할당하고, 타이머(12)는 CPU1, 타이머(13)는 CPU2, 타이머(14)는 CPU3에 할당한다. 반면에 상기 비행체의 모델은 각 모델이 사용할 타이머와 같은 CPU에 할당하여 실행한다. Here, since both the model allocation module 9 and the timer generation module 10 use the independent processes of the model and the timer, they are allocated to the respective CPUs by function or model in the multiple CPUs. That is, the scheduler 8 allocates the OS and the user interface to the CPU 0, which is a part for operating / controlling the simulator 1, through the OS management module 11. The timer 12 includes a CPU 1, a timer 13, The CPU 2 and the timer 14 are allocated to the CPU 3. On the other hand, the model of the air vehicle is allocated to a CPU such as a timer to be used by each model and executed.

이 과정에서, 상기 스케쥴러(8)에 의해 생성된 프로세스는 시뮬레이션이 종료될 때 모두 소멸되고, 그 전까지는 각 프로세스 내에서 각 모델이 계산할 순간을 기다리며 대기하는 과정을 반복한다.In this process, the processes generated by the scheduler 8 are all extinguished at the end of the simulation, and wait until each model in each process repeats the process of waiting for the moment to be calculated.

한편, 상기 스케쥴러(8)는 각각의 타이머와 모델이 프로세스를 통하여 할당되기 때문에 독립적인 메모리 영역을 가진다. 따라서, 상기 스케쥴러(8)는 상기와 같이 독립적으로 작용하기 때문에 서로 데이터를 공유하거나 전송하기 위해서 별개의 메모리 접근방법을 필요로 하는데, 상기 스케줄러(8)는 서로 데이터를 주고 받을 때 IPC(inter-process communication) 공유메모리(15)를 사용한다. 이때, 상기 IPC 공유메모리는 둘 이상의 프로세스가 특정 메모리 영역을 공유하여 자료에 접근할 수 있는 방식으로 대용량의 데이터를 공유할 때 사용된다. On the other hand, the scheduler 8 has an independent memory area since each timer and model is allocated through a process. Accordingly, since the scheduler 8 operates independently as described above, a separate memory access method is required to share or transmit data with each other. The scheduler 8 inter- process communication shared memory 15 is used. At this time, the IPC shared memory is used when two or more processes share a specific memory area and share a large amount of data in such a manner that they can access the data.

본 발명 시스템(7)에 의한 시뮬레이션 시 사용되는 제어법칙은 예컨대, 다기종 무인항공기용 파라미터 최적화용 SW 툴킷(ToolKit)인 ACDAS에서 설계되고 생성된 자동코드(C-언어)가 적용된다. 그리고 본 발명에 따른 스케줄러(8)는 무인기의 비행성 검증을 위하여 설계되었기 때문에, 무인기에 적용되는 제어법칙과 같은 수행 주기를 가질 필요가 있다. 예컨대, 본 발명 시스템(7)의 제어법칙은 50Hz로 동작을 한다. 따라서, 상기 스케쥴러(8)의 타이머0 의 수행주기를 제어법칙과 같은 동작 주기인 50Hz로 설정한다. 그 나머지 타이머(12-14)는 타이머간 동기화를 유지하기 위해서 타이머0의 배수로 설정한다. 타이머(12)의 경우 실 비행체에 탑재되는 NSU(Navigation Sensor Unit) 센서의 값 중 100Hz로 제공되는 값이 존재하기 때문에 100Hz 그 주기를 설정한다. 또한 상기 타이머(13)는 조종면(Actuator), 운동방정식(Equation of Motion)을 풀어 정밀한 계산이 필요하기 때문에 시간 간격을 고려하여 400Hz로 동작되도록 한다. 그리고 상기 모델들은 타이머에 할당되어 그 우선순위에 따라 연산을 수행할 수도 있다.The control law used in the simulation according to the present invention system (7) is, for example, automatic code (C-language) designed and generated in ACDAS which is a SW Toolkit for parameter optimization for multi-type unmanned aerial vehicles. Since the scheduler 8 according to the present invention is designed for the verification of flightability of UAV, it is necessary to have the same execution period as the control rule applied to the UAV. For example, the control law of the inventive system 7 operates at 50 Hz. Therefore, the execution period of the timer 0 of the scheduler 8 is set to 50 Hz, which is the same cycle as the control rule. The remaining timer 12-14 is set to a multiple of timer 0 to maintain synchronization between timers. In the case of the timer 12, since there is a value provided at 100 Hz among the values of the NSU (Navigation Sensor Unit) sensor mounted on the actual flight body, the period is set to 100 Hz. The timer 13 operates at 400 Hz in consideration of a time interval since it needs precise calculation by solving an actuator and an equation of motion. The models may be assigned to a timer and perform an operation according to the priority.

그러므로 상기 스케줄러(8)는 동기화되어 있기 때문에 모델들의 동작이 타이머의 동기화에 영향을 미치지 않고 오버런을 발생하지 않는다.Therefore, since the scheduler 8 is synchronized, the operation of the models does not affect the synchronization of the timers and does not cause overruns.

따라서, 상기와 같은 본 발명에 의하면, 시뮬레이팅 시스템내에 독립적으로 운용되는 스케쥴러를 구비하여 CPU별 또는 코어별로 프로세스 형태의 실행 모델을 CPU 또는 코어에 할당하여 비행 시뮬레이션작업을 분산 수행시키므로써, 시뮬레이팅 시스템이 실시간성을 유지하면서 다기종 무인기에 대한 변경을 용이하게 실행할 수가 있어 하나의 CPU에 연산이 몰리는 현상을 방지하게되므로 그에 따라 전체 시뮬레이션의 실시간성을 상당히 향상시킬 수 있다.Therefore, according to the present invention, a scheduler that is independently operated in the simulating system is provided, and the execution model of the process type is assigned to the CPU or the core for each CPU or core to distribute the flight simulation work, Since the system can easily change the multi-type UAV while maintaining the real-time property, it is possible to prevent a phenomenon in which a single CPU is operated on, thereby greatly improving the real-time performance of the entire simulation.

또한, 상기와 같은 본 발명은 시뮬레이팅 시스템내에서 독립적으로 운용되는 스케줄러가 CPU별로 수행 주기를 달리하여 실행 모델에 대한 시뮬레이션 작업을 수행할 수가 있기 때문에 실 비행 환경에 가까운 비행환경을 구현할 수 있다.In addition, the present invention as described above can implement a flight environment close to an actual flight environment because a scheduler independently operated in a simulating system can perform a simulation operation on an execution model with different execution cycles for each CPU.

1 : 시뮬레이터 2 : ITS
3 : 지상통제장비부 4 : 비행제어컴퓨터
5 : 엔진니어링 스테이션부 6 : 지형영상시스템부
7 : 시뮬레이팅 시스템 8 : 스케쥴러
9 : 모델할당모듈 10: 타이머생성모듈
11: OS관리모듈 12~14: 타이머
15: 공유메모리 1: Simulator 2: ITS
3: Ground control equipment Part 4: Flight control computer
5: engine-ing station part 6: terrain image system part
7: Simulation system 8: Scheduler
9: Model allocation module 10: Timer generation module
11: OS management module 12 to 14: timer
15: Shared memory

Claims (8)

비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 항공기의 비행움직임을 가상으로 구현하는 실제 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현하는 시뮬레이터와;
상기 시뮬레이터의 비행 시뮬레이션을 위한 제어명령신호를 인가하는 지상통제장비부와;
상기 시뮬레이터와 ITS를 통하여 인터페이스되고 지상통제장비부의 제어명령신호에 따라 내부에 탑재된 비행제어소트웨어를 구동하여 시뮬레이터의 기능을 제어하는 비행제어컴퓨터와;
상기 지상통제장비부의 제어 명령에 따라 시뮬레이션 및 지상통제장비로부터 받은 결과를 차트로 보여주는 엔진니어링 스테이션부와;
상기 지상통제장비부의 기능제어신호에 따라 3D 지형영상을 생성하여 지상통제장비에 제공하며, 지형으로부터 항공기의 고도를 시뮬레이터로 전송하는 지형영상시스템부와;
상기 시뮬레이터와 연결되어 시뮬레이터에 구비된 각각의 모델들을 모듈화시켜 독립적으로 실행시키고 그러한 작업을 스케쥴링하는 스케쥴러를 포함하는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템.A simulator for realizing a movement similar to a flight of an actual aircraft which realizes a flight movement of an actual aircraft in response to flight simulation training;
A ground control equipment unit for applying a control command signal for flight simulation of the simulator;
A flight control computer interfaced with the simulator and the ITS and controlling a function of the simulator by driving flight control software installed in the interior according to a control command signal of the ground control equipment;
An engineer's station part for charting the results received from the simulation and ground control equipment according to the control command of the ground control equipment part;
A terrain image system unit for generating a 3D terrain image according to the function control signal of the terrestrial control equipment unit and providing the 3D terrain image to the terrestrial control equipment and transmitting the altitude of the aircraft from the terrain to the simulator;
And a scheduler connected to the simulator to modulate each of the models provided in the simulator and to independently execute the models, and to schedule the tasks, and a simulator system for verifying the multi-type UAV. 제1항에 있어서,
상기 스케줄러는 비행체의 기능을 모사하는 시뮬레이터 모델에 따른 비행체의 각 기능에 대한 프로세스를 설정된 해당 CPU에 할당하는 기능을 처리하는 모델할당모듈과;
상기 모델할당모듈에 의해 CPU별로 설정되는 타스크에 대해 타이머이벤트를 생성하고 이를 독립적으로 관리하는 타이머생성모듈과;
상기 모델할당모듈에 의해 시뮬레이터에 구비된 각각의 모델들이 독립적으로 스케쥴링되도록 시뮬레이터의 운영체제(OS)별로 스케쥴링하여 관리하는 OS관리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the scheduler comprises: a model assignment module for processing a function for assigning a process for each function of the air vehicle to a corresponding CPU according to a simulator model simulating the function of the air vehicle;
A timer generating module for generating a timer event for a task set for each CPU by the model assigning module and managing the generated timer event independently;
And an OS management module that schedules and manages each model provided in the simulator by operating system (OS) of the simulator so that each model provided in the simulator is independently scheduled by the model assigning module. The simulator for simulating multi-type UAV verification using a scheduler system. 제1항에 있어서,
상기 시뮬레이터는 멀티코어 CPU에 스케줄러를 적용할 경우 CPU를 단일코어로 설정하여 사용하는 것을 특징으로 하는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the simulator sets a CPU as a single core when a scheduler is applied to a multicore CPU, and uses the CPU as a single core. 제2항에 있어서,
상기 타이머생성모듈은 실시간성을 유지하기 위해 POSIX.1b에서 정의된 타이머(Timer)가 사용하는 것을 특징으로 하는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the timer generating module is used by a timer defined in POSIX.1b to maintain real-time performance. The simulator system for a multi-type UAV verification using a scheduler. 제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서,
상기 스케줄러는 상호 데이터를 주고 받을 경우 IPC(inter-process communication) 공유메모리를 사용하는 것을 특징으로 하는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the scheduler uses an inter-process communication (IPC) shared memory when data is exchanged between the scheduler and the scheduler. 제1항에 있어서,
상기 스케쥴러는 시그널의 쌍이 이루어지지 않은 시점에서 타이머 시그널이 발생할 경우 오버런(Overrun)을 계산하여 모델들이 연산의 지연정보를 적용하도록 구성시키는 것을 특징으로 하는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the scheduler is configured to calculate an overrun when a timer signal is generated at a time when a pair of signals is not generated, so that the delay information of the computation is applied to the models by the scheduler. . 비행제어 컴퓨터가 시뮬레이터와 ITS를 통하여 인터페이스하면서 지상통제장비의 제어명령신호에 따라 시뮬레이터의 시뮬레이션기능을 실행시키는 제1 과정과;
상기 제1 과정후에 스케쥴러가 비행체의 기능을 모사하는 시뮬레이터 모델의 각 기능에 대한 모델 프로세스를 설정된 해당 CPU에 할당하는 제2 과정과;
상기 제2 과정후에 CPU별로 설정되는 타스크에 대해 타이머이벤트를 생성하여 독립적으로 관리를 실행하는 제3 과정을 포함하는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템의 제어방법.A first step of executing a simulation function of a simulator according to a control command signal of a ground control equipment while the flight control computer interfaces with the simulator through an ITS;
A second step of, after the first step, assigning a model process for each function of the simulator model, in which the scheduler simulates the function of the air vehicle, to the corresponding CPU;
And a third step of generating a timer event for a task set for each CPU after the second step and executing management independently of the task. The method for controlling a simulator system for a multi-type UAV verification using a scheduler. 제7항에 있어서,
상기 제3 과정은 스케쥴러에 의해 생성된 프로세스가 시뮬레이션이 종료될 때 모두 소멸되고, 그 이전까지 각 프로세스 내에서 각 모델이 계산할 순간을 기다리며 대기하는 과정을 반복실행하는 프로세스 실시간수행단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케쥴러를 이용한 다기종 무인기 검증을 위한 시뮬레이팅 시스템의 제어방법.8. The method of claim 7,
The third process further includes a process real-time performing step of repeatedly executing a process of waiting for a moment to be calculated by each model in each process before the process generated by the scheduler is extinguished at the end of the simulation, A method for controlling a simulator system for verifying a multi-type UAV using a scheduler.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104133379A (en) * 2014-08-15 2014-11-05 哈尔滨工业大学 Simulation method for four-rotor aircraft
KR20160077902A (en) * 2014-12-24 2016-07-04 한국항공우주산업 주식회사 The method for generating interface of simulation and the realtime simulation apparatus
KR20160125591A (en) * 2015-04-21 2016-11-01 경상대학교산학협력단 Unmanned vehicle based real-time integral data revealing method
CN112650175A (en) * 2020-12-21 2021-04-13 佳都新太科技股份有限公司 Self-configuration method and system of environment control equipment, computer equipment and storage medium
KR20220153318A (en) * 2021-05-11 2022-11-18 한국항공우주산업 주식회사 A electro-mechanical actuator integration environment simulation device for flight control simulation of a rotorcraft and a flight control simulation system for a rotorcraft including the same
KR102558492B1 (en) * 2022-10-12 2023-07-25 한국철도기술연구원 High-speed simulation system for automatic train operation and method for high-speed simulation using the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070057604A (en) * 2005-12-01 2007-06-07 한국전자통신연구원 Satellite simulation system by component based satellite modeling
KR20110050298A (en) * 2009-11-06 2011-05-13 건국대학교 산학협력단 Multi-flight simulation system
KR101083049B1 (en) 2010-06-11 2011-11-16 엘아이지넥스원 주식회사 Simulation system and simulation method
KR101236195B1 (en) 2012-07-24 2013-02-26 대한민국 Uav training simulator and the real-time simulation method and system for interworking

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070057604A (en) * 2005-12-01 2007-06-07 한국전자통신연구원 Satellite simulation system by component based satellite modeling
KR20110050298A (en) * 2009-11-06 2011-05-13 건국대학교 산학협력단 Multi-flight simulation system
KR101083049B1 (en) 2010-06-11 2011-11-16 엘아이지넥스원 주식회사 Simulation system and simulation method
KR101236195B1 (en) 2012-07-24 2013-02-26 대한민국 Uav training simulator and the real-time simulation method and system for interworking

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104133379A (en) * 2014-08-15 2014-11-05 哈尔滨工业大学 Simulation method for four-rotor aircraft
KR20160077902A (en) * 2014-12-24 2016-07-04 한국항공우주산업 주식회사 The method for generating interface of simulation and the realtime simulation apparatus
KR101672763B1 (en) * 2014-12-24 2016-11-07 한국항공우주산업 주식회사 The method for generating interface of simulation and the realtime simulation apparatus
KR20160125591A (en) * 2015-04-21 2016-11-01 경상대학교산학협력단 Unmanned vehicle based real-time integral data revealing method
KR101693319B1 (en) * 2015-04-21 2017-01-09 경상대학교산학협력단 Unmanned vehicle based real-time integral data revealing method
CN112650175A (en) * 2020-12-21 2021-04-13 佳都新太科技股份有限公司 Self-configuration method and system of environment control equipment, computer equipment and storage medium
KR20220153318A (en) * 2021-05-11 2022-11-18 한국항공우주산업 주식회사 A electro-mechanical actuator integration environment simulation device for flight control simulation of a rotorcraft and a flight control simulation system for a rotorcraft including the same
KR102595516B1 (en) * 2021-05-11 2023-10-31 한국항공우주산업 주식회사 A electro-mechanical actuator integration environment simulation device for flight control simulation of a rotorcraft and a flight control simulation system for a rotorcraft including the same
KR102558492B1 (en) * 2022-10-12 2023-07-25 한국철도기술연구원 High-speed simulation system for automatic train operation and method for high-speed simulation using the same

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