• ICROS
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• v.16 no.1
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• pp.51-55
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• 2010

제어 및 로봇 응용에서 이동체의 위치, 속도, 그리고 자세 정보를 획득하는 기능은 매우 중요한 여할을 수행한다. 위치, 속도, 그리고 자세 정보는 통틀어 항법정리라 통칭되며 전파센서, 영상센서, 혹은 관성센서 등 다양한 센서들의 조합에 의하여 획득될 수 있다. 항법정보의 획득에 있어서 특히 관성센서는 다양한 센서들의 조합에 있어서 가장 중요한 역할을 수행하는데 이는 관성센서가 다른 센서들과는 달리 주변의 조명 환경, 전파환경, 그리고 고의적인 외란에 강인한 특성을 지니며, 이동체의 빠른 운동을 세밀하게 수치화하여 표현할 수 있기 때문이다. 본 고에서는 이와 같은 장점을 지닌 관성센서의 출력을 정확하게 다루기 위해 명확한 이해가 요구되는 코리올리 효과에 대하여 살펴보고자 한다. 코리홀리 효과는 이동체의 운동을 회전하는 좌표계에서 관측할 경우 발생하는 특이한 현상에 해당되며 관성센서를 다루기 위한 준비 과정에서 많은 입문자들이 어려움을 가지는 부분으로 이해된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2011.06a
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• pp.31-33
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• 2011

최근 국내에는 원활한 교통 흐름을 위해 연륙교, 연도교등 다수의 해상 교량을 보유함에 따라 통항 안전 관련 해상사고 발생 가능성이 증가하고 있다. 반송파 위상정보를 이용한 정밀측위기법을 선박항해에 적용하기 위해서는 항해시 교량 및 시설물 등의 영향으로 위성 신호세기가 미약해지는 환경에서도 정밀측위의 연속성을 유지해야한다. 그러나 반송파 위상 정보는 미약한 위성신호세기 환경에서 측정잡음이 급격히 증가하여 반송파 미지정수 검색 및 유지를 어렵게하고 이로 인해 정밀측위를 불가능하게 한다. 본 논문에서는 위성신호가 미약해지는 환경에서 정밀측위의 연속성을 유지하기 위하여 관성센서 정보를 이용하였다. 관성센서와 위성정보를 이용하여 해당위성의 ICP(Integrated Carrier Phase)를 추정한다. 추정한 ICP를 이용하여 반송파 위성을 재구성함으로써 끊김없이 반송파 미지정수를 유지하여 연속적이며 안정적인 측위결과를 생성한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.10b
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• pp.85-86
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• 2008

로봇은 오도메터리 정보를 이용해 위치추정을 할 수 있다. 그러나 주행하는 동안 발생되는 슬립현상에 의해 오도메터러 정보만으로는 로봇의 정확한 위치추정을 할 수 없다. 정확한 위치추정을 위해서 관성센서를 이용하여 오도메터리 정보를 보정한 위치추정 방법이 있다. 실내 이동로봇에 적용하려면 관성센서는 소형이어야 하는데, 그에 따라 노이즈는 심해지고, 정확성도 낮아지는 문제가 있나. 그래서 현재까지는 이런 문제를 갖고 있는 관성센서를 실내 이동로봇의 위치추정의 정확성을 높이기 위해 비관성센서 또는 카메라 영상을 조합하는 연구들을 하고 있다. 그러나 이러한 연구들은 대부분 관성센서 성능 실험과 시뮬레이션에 결론을 내리고 있어 실제 실험에 따른 정확성을 확인할 수 없다. 또한 최근 영상 SIFT 알고리즘을 적용한 SLAM 연구에서도 나타나는 문제는 이동로봇의 위치추정의 부정확성이다. 따라서 본 논문은 SLAM에서 문제가 되는 위치추정의 부정확성을 최소화하기 위해 자이로와 가속도계를 이용하여 정학한 위치추정을 하고자 한다.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.7
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• pp.546-557
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• 1994

원격 조정식 비익체(이하 RPV : Remoteloted Vehicle)의 안정성을 향상시키고 조정을 간략화하기 위하여 사용되고있는 관성센서에 관해서 알아본다. 관성센서의 기본 원리는 뉴톤의 운동 제3 법칙인 관성의 법칙이고, 특징은 외부 측정기준을 필요로 하지 않은 점에 있으므로, 관성센서를 탐재한 RPV는 공중에서 운동 상태를 외부의 정보 없이 검토할 수 있다. 실제적으로 기계용으로 실용화되고 있는 센서는 관성항법장치(INS:Inertial Navigation System)라고 불리워지는 매우 고급자립형 장치로부터 자이로 컴파스로 불리워지는 방위 자이로와 자기 방위 센서를 조합한 방법까지 여러 가지가 있지만, 여기에서는 산업용 소형 RPV의 크기, 가격 및 입수성에서 이용이 가능하다고 생각되는 센서를 중심으로 원리, 종류 및 응용예를 설명한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.04a
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• pp.244-245
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• 2008

본 논문은 관성센서를 이용한 무인 항공체의 자세 제어에 관한 연구를 다루었다. 항공계의 종류는 크게 고정익기와 회선익기로 나뉘는데 본 연구에서는 회전익기의 형태를 가진 Quarter Vehicle을 사통하였다. Quarter Vehicle은 4개의 프로펠러에 의한 양력과 회전 반발력으로 비행을 한다. 이때의 양력은 수평면에 대해 수직으로 추력을 발생시키므로 다른 비행체보다 불안정하며 이를 안정하게 제어하기 위해 관성 센서를 적용하여 균형을 유지한다. 본 연구에서는 관성센서를 이용하여 UAV의 자세와 균형을 안정적으로 유지하여 안정적인 비행이 가능하도록 하였다. 또한 상호 의존적인 항법 시스템으로 환경변화에 영향을 받지 않으며, 정확한 위치정보를 제공하는 GPS를 사용하여 3개 이상의 위성으로부터 정보를 받아 좌표를 계산하고 위치, 속도 및 방향을 결정하여 자율 비행이 가능하도록 설계하였다. 본 논문에서는 Quarter Vehicle의 구조와 이론적 배경을 통한 설계, 그리고 관성센서와 GPS의 적용을 위한 방법을 제시 한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2009.11a
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• pp.231-232
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• 2009

본 논문에서는 센서네트워크에서 노드의 위치를 추적할 때 기존의 삼각측량을 위해 세 개의 센서간의 거리를 이용하여 계산하는 방법 대신 두 쌍의 센서간의 거리를 이용하여 위치추적을 할 수 있는 방법에 대해 제안한다. 두 개의 센서로부터 인식되는 위치의 정확성을 높이기 위해 관성센서를 사용하여 플립 오류를 해결할 수 있으며 센서 네트워크상에서 노드의 위치를 측정할 수 있는 새로운 방법임을 증명하였다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.35 no.1
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• pp.18-24
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• 2015

Train positioning detection information is fundamental for high-speed railroad inspection, making it possible to simultaneously determine the status and evaluate the integrity of railroad equipment. This paper presents the results of measurements and an analysis of an inertial measurement unit (IMU) used as a positioning detection sensors. Acceleration and angular rate measurements from the IMU were analyzed in the amplitude and frequency domains, with a discussion on vibration and train motions. Using these results and GPS information, the positioning detection of a Korean tilting train express was performed from Naju station to Illo station on the Honam-line. The results of a synchronized analysis of sensor measurements and train motion can help in the design of a train location detection system and improve the positioning detection performance.

• Information and Communications Magazine
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• v.34 no.4
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• pp.17-24
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• 2017

본고에서는 저가형 관성 센서를 이용하여 실내 항법을 수행하는 여러 방법들에 대해 알아본다. 저가형 관성 센서를 이용한 추측 항법은 휴대성이 뛰어나고 외부의 인프라 없이 구현이 가능하고 가격이 저렴하다는 장점이 있지만, 오차가 빠르게 누적된다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 사용자의 보행 특성을 이용한 보행자 추측 항법이 제안되었다. 본고에서는 보행자 추측 항법의 두 분류 기법인 걸음-이동방향 결합 기법과 관성 항법-영속도 보정 결합 기법의 원리와 각 기법들의 기술 동향에 대해 다루고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2016.05a
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• pp.29-31
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• 2016

위성 항법 시스템 (GPS : Global Positioning System)은 3차원 위치는 물론 정확한 시각정보를 제공할 수 있는 항법시스템으로 항해에 있어 필수적인 요소이다. 최근 무인선박에 대한 연구가 활발히 진행되며, GPS에 대한 중요성이 증대되고 있다. 무인선박은 자율 항해를 위하여 GPS와 관성센서, 라이다, 카메라 등의 기타 보조 센서를 결합한 데이터를 활용한다. 복합 센서를 활용한 자율 항해에 있어 각 센서들간의 시각동기 또한 중요한 요소이다. 본 논문은 GPS를 활용하여 소프트웨어/하드웨어적인 시각동기화 기법을 제안한다. 제안된 기법은 embedded Linux platform을 활용하여 GPS로부터 획득한 시각동기화 신호를 기준으로 시각동기화된 복합 센서 데이터를 취득하는 방안이다. 제안된 기법의 성능 평가를 위하여, GPS 가용/불가용 구간을 모사한 환경에서 GPS, 관성센서, 고도계를 결합한 실제 데이터를 활용하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.10b
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• pp.357-358
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• 2008

본 논문은 GPS를 이용한 무인 비행체의 자율비행에 관한 연구를 다루었다. 비행체의 종류는 크게 고정익기와 회전익기로 나뉘는데 본 연구에서는 회전익기의 형태를 가진 Quarter Vehicle을 사용하였다. Quarter Vehicle은 4개의 프로펠러에 의한 양력과 회전 반발력으로 비행을 한다. 이때의 양력은 수평면에 대해 수직으로 추력을 발생시키므로 다른 비행체보다 불안정하며 이를 안정하게 제어하기 위해 관성 센서를 적용하여 균형을 유지한다. 본 연구에서는 UAV의 자세와 균형을 안정적으로 유지하기 위해 관성센서를 적용하였으며 GPS를 활용하여 독립적인 자율비행이 가능하도록 하였다. 정확한 위치정보를 제공하는 GPS는 3개 이상의 위성으로부터 시간 및 위치 정보를 받아 좌표를 계산하고 비행체의 위치, 속도 및 방향을 결정하여 자율 비행이 가능하도록 한다. 또한 초형 지자기센서를 비행체에 적용하여 GPS의 방향 정보를 보완하도록 하였다. 본 논문에서는 무인 비행체의 자율비행의 기초가 되는 위치좌표 계산을 위한 GPS의 적용 방법과 비행경로계획 알고리즘을 제시 한다.