대한항공, 매스웍스로 무인항공기 제어 SW 개발

테크니컬 컴퓨팅 소프트웨어 전문기업 매스웍스는 대한항공이 매스웍스 모델 기반 설계를 활용해 새로운 무인항공기(UAV) 비행 제어 소프트웨어를 개발했다고 2일 밝혔다.

대한항공 항공우주사업본부 엔지니어는 UAV 비행 제어 소프트웨어를 직접 코딩했는데, 여러 UAV 플랫폼을 대상으로 하는 단일 비행 제어 시스템의 경우 여러 가지 단점이 발견됐다. 엔지니어링 팀이 개발 중이던 알고리즘은 C언어를 사용해 수작업으로 개발하기 너무 복잡했고, 제어 규칙 개발 엔지니어와 구현 프로그래머 간 의사소통이 원활치 않아 지연이 발생했다. 수작업 코드 검토와 단위 테스트에 많은 시간과 노력도 필요했다.

비행 테스트 및 인증 관련, 정해진 마감 시한을 준수하기 위해 대한항공은 설계 모델 시뮬레이션, 자동 코드 생성, 생성 및 직접 작성된 코드의 런타임 오류 존재 여부 검증을 수행해 개발 기간을 단축해야 했다. 대한항공 엔지니어링팀은 모델 기반 설계를 통해 이러한 검증 단계뿐 아니라 UAV 비행 제어 소프트웨어의 전체 개발 과정을 가속화했다.

엔지니어는 시뮬링크 모델을 개발해 높은 수준의 요구 사항을 구체화하고, 자동 착률 안내 서브시스템 등 비행 관리 및 제어 시스템을 모델링했다.

대한항공 엔지니어 팀은 비행 제어 규칙 검증, 제어 응답 데이터 수집 등을 위한 데스크톱 시뮬레이션 수행 후 매트랩으로 비행 테스트 결과를 분석했다. 이 외에 매스웍스 툴박스를 활용해 비행 역학 및 성능 검증과 관련된 모델 매개 변수를 예측하고, 비행 제어 규칙을 설계해 최적의 제어 이득을 예측했다.

모델 기반 설계로 모델 재사용, 코드 생성 및 테스팅 시간 단축 등이 가능해졌다. 엔지니어는 개발에 투자하는 시간을 60% 줄였다. 비행 테스트 수행 시 필요한 많은 비용을 모델 기반 설계를 통해 시뮬레이션 정상 수행 여부를 알 수 있었다고 한다.

예를 들어, 기본적인 오토파일럿 기능 검증을 위한 비행 테스트가 10회에서 3회로 줄었다. 매스웍스 솔루션을 활용한 대한항공 엔지니어 팀은 예정된 일정에 맞춰 개발을 완료했고, 개발된 UAV는 한국 정부 감항인증(Airworthiness Certification)을 획득했다.

대한항공 문정호 선임 비행 제어 시스템 엔지니어는 “매트랩 및 시뮬링크를 활용함으로써 모델 재사용 및 효율성 향상이 가능해져 시간 및 비용을 절감할 수 있게 됐다”며 “모델 기반 설계 덕분에 수작업 코딩보다 소요 시간이 50% 이상 단축되고 프로젝트의 복잡성이 커질 수록 모델 기반 설계의 장점은 커졌다”고 설명했다.