• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 2004.11a
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• pp.302-307
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• 2004

무인 항공기는 지상 조종 또는 자동 비행으로 원격제어, 각종 정찰, 수송, 및 공격 등의 다양한 임무를 수행할 수 있는 비행체 및 이를 포함한 시스템을 의미한다. 무인기의 자율 운항을 위해서는 위치, 속도 및 자세 등의 항법 정보를 제공하는 항법 시스템이 반드시 필요하며 크기가 작은 무인기를 위해서는 탑재체의 중량이 적은 항법 시스템이 반드시 필요하다. 최근에는 반도체 MEMS 기술을 이용한 저가형 관성 센서들이 많이 개발 되고 있으며 이를 이용한 소형, 저전력, 고정밀 항법 시스템들이 많이 연구 개발되고 있다. GPS/AHRS 결합 시스템은 자세각, 각속도, 가속도 정보 및 GPS를 이용한 위치, 슥도 정보 제공이 가능한 시스템으로 비행체의 자율비행을 위한 정보 제공이 가능한 시스템이다. 본 논문에서는 MEMS 센서를 기반으로한 GPS/AHRS 결합 항법 시스템 설계하고 차량을 이용하여 성능을 평가한 결과를 보여준다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2010.10a
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• pp.1-3
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• 2010

수중 무인항체(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)를 고정밀, 고위험 임무수행 분야에 이용하기 위해서는 연속적이고 정확한 항법정보를 제공하는 기술이 반드시 필요하다. 특히, 최근에는 항공분야에서 국내외적으로 연속적이고 정확한 항법정보를 제공하기 위하여 여러 가지 센서를 결합한 통합 항법시스템에 관한 연구가 활발하며, GPS나 음향장치를 관성센서와 통합하는 방법이 대표적이다. 하지만 수중 무인항체에 경우는 해수면 노출로 인한 탐사시간 장기화와 음향장치 설치 및 회수의 한계로 인하여 GPS나 음향장치 이외에 센서를 이용한 통합 항법시스템의 필요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 자율성이 높으면서, 적은 비용으로 설치가 가능한 영상센서를 이용하여 항법성능을 효과적으로 증대시키는 Vision/INS 통합 항법을 제안한다. 제안한 통합 항법알고리즘은 외부표정요소 직접결정기법을 이용하여 영상 데이터로부터 항체의 위치와 자세를 추정하고, 추정된 결과를 INS의 추정치와 비교한다. 그리고 추정한 위치와 자세오차를 입력으로 칼만필터를 구동하도록 설계하였다. 모의실험을 통해 제안한 방법의 유효성을 확인하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.1
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• pp.36-45
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• 2017

Abstract It is necessary to verify the properties of an inertial measurement unit in the flight environment before applying to military applications. In this paper, we presented a new approach to verify an inertial measurement unit(IMU) in regard to the performance and the robustness in flight environments for the high-dynamics vehicle systems. We proposed two methods for verification of an IMU. We confirmed normal operation of an IMU and properties in flight environment by using direct comparison method. And we proposed real time multi-navigation system to complement the first method. The proposed method made it possible to compare navigation result at the same time. Therefore, it is easy to analyze the performance of an inertial navigation system and robustness during the vehicle flight. To verify the proposed method, we carried out a flight test as well as an experimental test of flight vibration on the ground. As a result of the experiment, we confirmed flight environment properties of an IMU. Therefore, we shows that the proposed method can serve the reliability improvement of IMU.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.17 no.6
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• pp.83-90
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• 2003

This paper presents an underwater hybrid navigation system for a semi-autonomous underwater vehicle (SAUV). The navigation system consists of an inertial measurement unit (IMU), and a Doppler velocity log (DVL), accompanied by a magnetic compass. The errors of inertial measurement units increase with time, due to the bias errors of gyros and accelerometers. A navigational system model is derived, to include the scale effect and bias errors of the DVL, of which the state equation composed of the navigation states and sensor parameters is 20. The conventional extended Kalman filter was used to propagate the error covariance, update the measurement errors, and correct the state equation when the measurements are available. Simulation was performed with the 6-d.o,f equations of motion of SAUV, using a lawn-mowing survey mode. The hybrid underwater navigation system shows good tracking performance, by updating the error covariance and correcting the system's states with the measurement errors from a DVL, a magnetic compass, and a depth sensor. The error of the estimated position still slowly drifts in the horizontal plane, about 3.5m for 500 seconds, which could be eliminated with the help of additional USBL information.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.4
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• pp.308-315
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• 2016

A new technique for Attitude & Heading Reference System (AHRS) by using sequential measurement noise covariance (SMNC) is addressed in a vibration environments in this paper. In particular, a low-cost inertial measurement unit in general diverges in the acceleration phase or vibrating environments due to inherent properties of gravity and acceleration. In this paper, by considering current and prior measurements to estimate actual attitudes and headings in a local frame, the proposed technique overcomes these problems efficiently. Finally, the performance of the suggested approach is verified by numerical simulations.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.54-54
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• 2004

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.10
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• pp.609-617
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• 2016

In general, Personal Navigation Systems (PNSs) can be defined systems to acquire pedestrian positional information. GPS is an example of PNS. However, GPS can only be used where the GPS signal can be received. Pedestrian Dead Reckoning (PDR) can estimate the positional information of pedestrians using Inertial Measurement Unit (IMU). Therefore, PDR can be used for GPS-disabled areas. This paper proposes a PDR scheme considering various movement types over GPS-disabled areas as combat environments. We propose a movement distance estimation scheme and movement direction estimation scheme as pedestrian's various movement types such as walking, running and crawling using IMU. Also, we propose a fusion algorithm between GPS and PDR to mitigate the lack of accuracy of positional information at the entrance to the building. The proposed algorithm has been tested in a real test bed. In the experimental results, the proposed algorithms exhibited an average position error distance of 5.64m and position error rate in goal point of 3.41% as a pedestrian traveled 0.6km.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07d
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• pp.2218-2220
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• 2004

조종사 없이 사전에 입력된 프로그램 또는 인공지능에 의해 기체 스스로 판단하여 자율비행하는 비행체를 무인 항공기라 한다.[6] 이러한 비행을 위해서는 기체의 위치, 자세, 속도 등의 정보가 필요하다. 본 논문에서는 3축 가속도센서 1개 및 1축 자이로센서 3개를 서로 수직으로 구성하는 관성항법 시스템에 자기콤파스, 고도센서, GPS등의 비관성센서를 추가로 구성하여 시스템을 설계하였으며 칼만필터를 이용하여 시스템의 오차를 추정하고 이를 되먹임 시킴으로써 오차를 정정한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• v.2
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• pp.475-478
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• 2006

본 논문에서는 소형 무인항공기의 정확한 위치, 속도, 자세 정보를 제공하기 위해 저급의 MEMS IMU를 이용한 항법 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 비행체의 직선운동과 회전운동을 측정할 수 있는 관성측정기와 위성신호를 수신하여 항체의 위치, 속도 정보를 제공하는 GPS 수신기, 지구 자기장 정보를 이용하여 방향각 정보를 제공하는 지자기 센서들로 구성되었다. SDINS와 약결합 방식의 칼만필터를 이용한 항법 시스템은 초기정렬 알고리즘과 센서 오차 보상 알고리즘, 자력계 보상 알고리즘 및 복합항법 알고리즘으로 나뉘며, 설계된 항법 알고리즘들은 시뮬레이션과 차량 실험을 통해서 성능을 분석하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.36 no.4
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• pp.393-398
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• 2008

This paper suggests a GPS/INS navigation computer architecture that can be applied to small satellites. In order to implement a GPS/INS navigation system on a small satellite, the extreme environment in space such as radiation, micro-gravity, vacuum, etc. must be considered. In addition, a real-time processing ability is required for the GPS/INS navigation system since the formation flying of multiple small satellites is the ultimate goal. The developed navigation electronics utilizes a PowerPC-type MPC860T that has space environment heritage, and a pair of Atmega128s that has been implemented in KAUSAT-2 and has completed the space environment verification tests. The navigation algorithm is designed to work in VxWorks environment, ported in MPC860T.