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김종한 연구실
인하대학교 항공우주공학과
김종한 교수
기본 정보
연구 분야
프로젝트
논문
구성원

김종한 연구실

인하대학교 항공우주공학과 김종한 교수

김종한 연구실은 항공우주공학 분야에서 유도제어, 최적제어, 우주발사체 궤적최적화, 재사용 발사체 연착륙, 우주탐사 자율비행, 다수 무인기 및 군집 시스템의 분산 최적화 등을 중심으로 연구하며, 컨벡스 최적화와 실시간 계산 기법을 활용해 실제 비행체와 우주 임무에 적용 가능한 고신뢰 유도항법제어 기술을 개발하고 있다.

대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
유도제어 및 최적 궤적 설계 thumbnail
유도제어 및 최적 궤적 설계
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

33총합

5개년 연도별 피인용 수

107총합
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
인용수 0
·
2025
Huber-based Asynchronous Fusion Filter for Robust Multi-rate Sensor Processing
Jang-Seong Park, Gyeonghun Kim, Hyuck-Hoon Kwon, Jong-Han Kim
IF 2.9
International Journal of Control Automation and Systems
https://doi.org/10.1007/s12555-025-0069-7
Asynchronous communication
Robustness (evolution)
Sensor fusion
Kalman filter
Filter (signal processing)
Noise measurement
Fuse (electrical)
Radar
Noise (video)
2
article
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gold
·
인용수 1
·
2025
A Low Power Memory-Integrated Hardware BNN-MLP Model on an FPGA for Current Signals in a Biosensor
G. Kim, Dong‐Gyun Kim, Sung‐Jae Lee, Jong-Han Kim, D. An, Hye-Jin Kim, YoungGun Pu, Hee-Jeong Lee, Jun-Eun Park, Kang‐Yoon Lee
IF 3.6
IEEE Access
This paper presents a method for processing and digitizing the current signal information output from biosensors and a hardware Artificial Intelligence (AI) model design that classifies data using low-power and compact AI algorithms to minimize the high-power consumption and on chip area of the Convolution Neural Network (CNN) models used in biosensors. The dataset was built using a data sampling method that digitizes the current signal values from the biosensor by sampling them 16 times with a 16-bit Analog-to-Digital Converter (ADC), enabling feature extraction in advance. To reduce power consumption and area, a BNN-MLP model without an extraction layer was designed, and to improve accuracy, a dense layer was added to the final layer. This approach enhances accuracy while using binary weights. BNN-MLP model was designed using TensorFlow for the software model and implemented in hardware at the Register Transfer Level (RTL). To verify the similarity between the hardware-implemented BNN-MLP model and the software BNN-MLP model, classification was performed on a test dataset of 1,000 samples using a Field Programmable Gate Array (FPGA), and the classification accuracy for each class was compared. When the When the BNN-MLP model is implemented on an FPGA, it utilizes 7,994 LUTs and 9,780 FFs, occupying fewer resources compared to previous studies. Additionally, it operates at a lower power consumption of 0.157 W, demonstrating the highest power efficiency performance of 407.6 GOPS/W. Finally, the inference time for a single data point was 0.018 ms, which is much faster that in previous studies, confirming its potential for low-power and compact applications in biosensors.
https://doi.org/10.1109/access.2025.3572201
Field-programmable gate array
Computer science
Biosensor
Power (physics)
Low-power electronics
Computer hardware
Current (fluid)
Electronic engineering
Embedded system
Power consumption
3
article
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gold
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인용수 6
·
2024
Powered Descent Guidance via First-Order Optimization With Expansive Projection
Jiwoo Choi, Jong-Han Kim
IF 3.6
IEEE Access
This paper introduces a first-order method for solving optimal powered descent guidance (PDG) problems, that directly handles the nonconvex constraints associated with the maximum and minimum thrust bounds with varying mass and the pointing angle constraints on thrust vectors. This issue has been conventionally circumvented via lossless convexification (LCvx), which lifts a nonconvex feasible set to a higher-dimensional convex set, and via linear approximation of another nonconvex feasible set defined by exponential functions. However, this approach sometimes results in an infeasible solution when the solution obtained from the higher-dimensional space is projected back to the original space, especially when the problem involves a nonoptimal time of flight. Additionally, the Taylor series approximation introduces an approximation error that grows with both flight time and deviation from the reference trajectory. In this paper, we introduce a first-order approach that makes use of orthogonal projections onto nonconvex sets, allowing expansive projection (ExProj). We show that 1) this approach produces a feasible solution with better performance even for the nonoptimal time of flight cases for which conventional techniques fail to generate achievable trajectories and 2) the proposed method compensates for the linearization error that arises from Taylor series approximation, thus generating a superior guidance solution with less fuel consumption. We provide numerical examples featuring quantitative assessments to elucidate the effectiveness of the proposed methodology, particularly in terms of fuel consumption and flight time. Our analysis substantiates the assertion that the proposed approach affords enhanced flexibility in devising viable trajectories for a diverse array of planetary soft landing scenarios.
https://doi.org/10.1109/access.2024.3381620
Taylor series
Mathematical optimization
Computer science
Projection (relational algebra)
Feasible region
Series (stratigraphy)
Trajectory
Set (abstract data type)
Coordinate descent
Mathematics
정부 과제
10
과제 전체보기
1
2025년 6월-2028년 12월
|325,000,000
화성탐사를 위한 화성대기 진입-감속-착륙 핵심 기술 설계 및 시연
화성 탐사를 위한 화성 대기 진입-감속-착륙 핵심 기술 설계 및 시연
화성
열방호 시스템
초음속 낙하산
역추진
EDL 안정성
2
2022년 4월-2026년 12월
|2,360,000,000
미래 우주탐사 및 우주자원 활용 기술 연구센터
달/화성 탐사 및 자원활용을 위한 핵심 기술 개발을 통하여 우주기술 인력 양성을 목표한다. 국내 우주 개발 로드맵에 따라 우주탐사 및 자원 활용 기술의 필요성이 증대되고 있으며, 이에 따라 우주탐사의 전과정을 이해하는 인재 양성이 중요하다.본 과제에서는 우주탐사 및 자원 활용 분야의 인재 양성을 목표로 하며 이를 위해 산학연 연계를 통한 우주 핵심 기술 시...
우주 탐사
ISRU
화성
정밀 천측 항법
다목적 로버
수전해
추력기
3
주관|
2022년 4월-2026년 12월
|2,061,000,000
미래 우주탐사 및 우주자원 활용 기술 연구센터
본 과제에서는 달/화성 탐사의 정밀 천측 항법 및 비행 제어 시뮬레이터와 다목적 우주탐사 로버 시스템, 수전해 추력기 시스템을 적용하는 시제품을 설계/제작하여 극지 조건과 우주환경 조건에서 시험을 수행한다. 이를 통해 각 주요 핵심 기술의 성능 평가를 수행한다. 1차년도에서는 탐사 요구 핵심 기술의 기초 개념을 확보하고, 달/화성 조건에 부합한 항법 및 자세 제어 설계 기법을 수립하며, 분광기 및 자원 채굴, 회수 장비의 기초 개념 설계를 수행한다. 수전해 추력기 구성품의 기초 기술을 확보한다. 2차년도에는 궤도 시나리오 및 궤도 자세제어 설계/실험을 수행하여 성능 검증을 수행한다. 채굴 시스템의 경우 분광기 센서부/전자부 제작, 자원 추출 장치의 기초 DB를 제작한다. 수전해 추력기 구성품의 기초 작동 실험을 통하여 요구 조건을 도출하기 위한 구성품 보완을 수행한다. 3차년도의 경우 달/화성 탐사 요구조건에 부합한 항법 설계 및 착륙 위치 추정 기술 설계를 수행한다. 탐사 로버의 구성품 시험을 통하여 분광기 성능, 채굴 성능, 자원활용 성능을 평가한다. 또한 장시간 연소 실험을 통한 추력 제어와 촉매 점화의 피로도 수명 테스트를 통하여 수전해 추력기의 성능 평가를 수행한다. 4차년도는 자율 착륙 기법 알고리즘 개발 및 성능 검증 실험과 자세제어 성능 시험을 수행한다. 분광기와 채취, 자원활용 장치를 통합하여 로버 시스템 검증을 완료한다. 추력시스템 또한 구성품 통합과 우주 환경 조건에 적용하여 작동 검증을 수행한다. 최종적으로 자율 착륙 항법 및 자세 제어 기술 성능을 보완한다. 통합된 로버 시스템으로 실제 극지 환경에서 작동 프로세스를 따라 최종 시연을 수행한다. 동일 환경에서 수전해 시스템을 시연하며, 탐사 시스템 상용화를 수행한다.
우주 탐사
ISRU
화성
정밀 천측 항법
다목적 로버
수전해
추력기