• 전자공학회논문지
• /
• 제53권7호
• /
• pp.95-102
• /
• 2016

쿼드로터의 헤딩 방향 감지를 위하여 일반적으로 활용하는 지자기 센서에서는 주변 자기 간섭 및 롤/피치 축 기울기로 인한 오차가 발생한다. 본 논문에서는 쿼드로터 헤딩 방향 제어를 위하여 지자기 센서와 자이로 센서의 측정 결과를 융합하는 방위각 측정 방법을 제안한다. 롤/피치 축 방향 회전으로 인하여 발생하는 지자기 센서의 좌표축 변화를 분석하고, 수평 자세 제어를 목적으로 측정된 롤/피치 축 각도를 활용하여 지자기 센서의 기울기 보상을 적용한다. 또한, 요 축 각도 측정에 상보필터를 활용하여 지자기 센서의 요 축 각도와 자이로스코프 센서의 요 축 방향 각속도 데이터를 융합한다. 제안한 방식을 실험에 적용하고 결과를 제시하여 요 축 각도 측정의 타당성 및 효과를 검증한다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.1003-1010
• /
• 2018

지자기 센서 기반의 차량검지 시스템에서 지자기 센서 노드는 복잡한 케이블 연결 없이 쉽게 도로에 매설할 수 있도록 무선 통신을 이용하는 방식으로 설계되며, 시스템의 유지보수 비용을 줄이기 위해서는 도로에 매설된 지자기 센서 노드의 배터리 수명을 늘리는 것이 중요하다. 본 논문에서는 차량검지 시스템에서의 차량 검지 정보의 실시간성을 보장하면서 지자기 센서 노드의 에너지 소모를 줄일 수 있는 저전력 TDMA 프로토콜을 제안한다. 성능분석에서는 실제 지자기 센서 기반 차량검지 시스템에서의 지자기 센서 노드의 전력 소모를 측정하였으며, 시스템의 시간동기를 유지하면서도 배터리 효율을 62% 향상함으로써 약 5년간 배터리 교체없이 사용할 수 있음을 검증하였다.

• 융합신호처리학회 학술대회논문집
• /
• 한국신호처리시스템학회 2000년도 하계종합학술대회논문집
• /
• pp.117-120
• /
• 2000

본 논문은 이동로봇이 주행 중 발생하는 heading 오차를 지자기센서를 이용하여 보정하고 주행을 정확히 제어하는 것에 관한 것이다. 일반적으로 이동로봇의 주행제어는 여러 원인에 의한 부정확성을 내포하고 있다. 예를 들어 바퀴의 부정확한 기계적 정렬, 기어의 헐거워짐, 센서 신호의 잡음과 오차, 바퀴의 미끄러짐, 평탄하지 않는 표면에 의한 제도변동 등이다. 따라서, 이동명령어 수행 시 이동로봇의 heading이 의도된 대로 유지되는지를 측정하는 오차 검출이 필요하며 이를 위한 센서 본 논문에서는 지자기센서를 이용하여 오차를 보정하였다. 실험은 무선 원격 제어되는 이동로봇에 지자기 센서를 부착하여 자계의 영향이 비교적 적은 평탄한 옥외에서 수행하였고, 실험 결과를 통해 지자기 센서를 이용한 이동로봇의 heading 오차 보정과 주행제어효과를 보여주었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1633-1634
• /
• 2006

3축 가속도 센서, 2축 지자기 센서, 구동 ASIC 및 마이크로 컨트롤 유니트(MCU, Micro Control Unit)를 집적시킨 복합센서 모듈을 개발하였다. 센서 모듈의 사이즈는 $8.3mm{\times}5.3mm{\times}1.5mm$ (0.066 cc)로서 스택(stack) 패키징 방식으로 제작하였다. 제작된 센서 모듈의 특성은 가속도 센서와 지자기 센서 모두 목표한 범위내의 값이 얻어졌으며, 특히 까다로운 규격의 신뢰성 테스트 모두 통과함으로서 우수한 성능을 보유하고 있음을 입증할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(D)
• /
• pp.136-141
• /
• 2010

차량 이동으로 인해 변화하는 지구 자기장을 감지하여 차량을 검지하고, 이를 기반으로 속도를 계산하는 지자기 센서노드가 활발히 연구됨으로 인해, 텔레매틱스 및 ITS (Intelligent Transportation Systems) 분야로서의 그 응용분야가 급속히 확대되고 있다. 본 논문에서는 지자기 센서를 이용하여 차량 검지 및 속도 계산을 위한 센서 네트워크의 구성과 그에 따른 차량 검지 및 속도 계산 알고리즘을 설계 및 구현한다. 이를 위해, 센서 네트워크 및 각 알고리즘에서 고려해야 하는 것들을 정리하고, 이들을 고려한 방법을 구현하며, 시뮬레이션을 이용하여 평가함으로써 설계의 유용함을 보인다.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.25-30
• /
• 2019

지자기 벡터는 센서가 바라보고 있는 방향에 따라 그 값이 달라지는 특성이 있다. 본 논문에서는 그런 문제를 최소화하여 지자기 기반 실내 위치 추정에 사용될 수 있도록 지자기 벡터 보정법을 제안한다. 지자기 기반 실내 위치 추정에서 사용되는 핑거프린팅 기법은 자기장 지도와 현재 위치에서의 자기장 값을 매칭하여 위치를 추정해낸다. 이때, 자기장 센서는 사용자의 이동 방향에 따라 읽어 들이는 자기장 벡터 값이 달라지기 때문에 위치 추정 정확도가 낮아진다. 이를 해결하기 위해 많은 연구들은 자기장 벡터 크기를 사용하지만, 이는 지문의 고유성을 감소시킨다. 따라서 본 논문에서는 지문의 고유성을 유지할 수 있는 자기장 벡터를 그대로 사용하되, 벡터 크기처럼 사용자의 이동방향에 영향을 받지 않도록 벡터 값을 보정하는 방법을 제안한다. 임의의 방향으로 걸어본 결과, 본 연구에서 제안된 보정법을 사용하면 자기장 지도와의 매칭 정확도가 높아지는 것을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제54권5호
• /
• pp.97-105
• /
• 2017

공중폭발탄은 소총용 탄으로 공간의 제약이 크기 때문에 탑재하는 신관의 크기와 탄약의 양에 제한이 있다. 제한된 양의 탄약으로 위력을 높이기 위해 표적의 위에서 지면 방향으로 공중폭발탄을 기폭시켜 화력을 집중하는 새로운 기법을 개발하였다. 본 논문은 1축 지자기 센서를 이용하여 공중폭발탄의 비행거리를 구하고 지면방향을 감지하는 초소형 저전력 지면감지 센서의 설계와 검증 방법에 관해 제시한다. 지면감지 센서를 설계하기 위해 회전하는 탄의 지자기 센서 모델을 분석하고 이 모델을 단순화하여 지면감지 알고리즘을 설계하였다. 공중폭발탄의 회전 환경을 모사하는 고속회전 시험치구를 제작하고 데이터를 획득하기 위한 지자기 센서와 원격측정 장치를 제작하여 지자기 데이터를 획득하고 이 데이터를 후처리하는 방법으로 지면감지 알고리즘을 검증하였다. 검증된 지면감지 알고리즘에 따라 소형 저전력을 고려하여 센서 일부를 아날로그 소자로 구현하고 나머지를 프로세서에서 프로그램으로 구현하여 지면감지 센서를 설계 제작하였다. 지면감지 센서의 출력신호를 육안으로 확인할 수 있게 LED에 연결하고 고속회전 시험치구에서 임의의 속도인 200 Hz로 회전시켰다. 고속카메라로 회전하는 지면감지 센서를 촬영하여 지면감지 출력신호가 발생한 시점을 지자기 센서 모델과 비교하여 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.1057-1064
• /
• 2017

거대자기임피던스 효과를 이용한 자기센서를 사용하여 자화된 금속이물질을 감지할 수 있는 고감도 금속이물질 감지 센서를 구현하였다. 스트립 형태의 센서는 지자기의 영향으로 스트립의 축방향이 놓인 위치에 따라 초기 직류전압은 다르게 나타났지만 접지점에 연결된 스트립에서 멀어질수록 외부 자계에 대한 출력전압이 증가하며 스트립의 축 방향에는 무관함을 나타내었다. 제안하는 자기센서는 고감도 실현을 위하여 능동잡음필터를 적용하여 기저잡음의 반 이상을 제거할 수 있었고 설치된 주변 환경에서 발생하는 전자기 잡음 및 지자기로 부터의 영향을 받지 않고 자화된 금속 이물질을 검출할 수 있음을 보여주었다. 자화된 철구의 경우 5mm 이격거리에서 지름 0.8mm 까지 감지가 가능함을 실험적으로 보여주었다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.58-63
• /
• 2014

자기테이프를 사용하는 대부분의 경량무인운반차들(AGCs)은 디지털 자기유도센서를 사용한다. 디지털 자기유도센서는 On/Off 타입으로 자기테이프의 위치측정 정밀도가 10~50 mm의 오차를 가진다. 또한 경량무인운반차에 설치된 모터의 자기장이나 주변 환경의 외부 자기장, 지자기 등으로 인하여 정확한 위치를 추정하기 힘들다. 이러한 오차로 인하여 경량무인운반차의 주행 시에 잦은 흔들림이 발생하게 되고, 정도가 심할 경우 이탈현상이 발생하게 된다. 따라서 본 논문은 양극성 아날로그 자기유도센서에 퍼지 추론 시스템의 적용을 제안한다. 퍼지는 다른 알고리즘에 비하여 내고장성과 불확실성에 강인하고, 실시간 작동에 유리하며, 비선형시스템에 사용하기 적합하다. 선행과제에서 제작한 양극성 아날로그 자기유도센서로 threshold를 두어 디지털 자기유도센서를 형성하고, 이를 이용하여 자석위치 값을 계산한다. On으로 인식된 아날로그 Hall sensor의 출력을 이용하여 퍼지 추론 시스템을 설계하고, 그 출력으로 디지털출력 값을 개선한다. 실험 결과, 제안된 방법이 기존의 자기유도센서보다 성능이 향상된 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.26-32
• /
• 2020

최근 웨어러블 장치와 IoT 기술들이 다양하게 개발 및 상용화되면서, 이에 발맞추어 다양한 종류의 센서 들이 개발되었고, 이런 새로운 종류의 센서들이 실생활에서 다양하게 접목되면서 다양한 응용 제품들이 개발되어 왔다. 새로운 센서 기술들이 현실화되면서 의학분야에서도 많이 적용되고 있으며, 특히 자기장 센서는 의학분야에서 다양한 목적으로 활용되어져 왔다. 본 논문에서는 소형의 영구자석과 이를 측정하기 위한 자기장 센서를 활용하여 손목의 재활 훈련이나 운동량을 측정하는 모델과 방법을 제시하고자 한다. 자석과 자기장 센서 사이에는 전기적인 선들의 연결이 없이도 자석과 자기장 센서 사이의 자기장을 측정할 수 있어, 이렇게 측정된 자기장 값들을 실제 자석과 자기장 센서간의 거리로 환산하여 측정할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 자기장의 특징은 그 자체만으로도 비선형적인 자기장이 생성되기 때문에, 자기장 센서 패드와 손목동작의 비선형 모델로 인하여, 아주 복잡한 모델과 많은 계산이 요구하게 된다. 따라서 본 논문에서는 이런 구현상의 어려운 단점들을 보완하고 정확한 장기장센서 데이터를 측정하기 위하여, 손에 설치된 자석과 손목에 설치된 자기장 센서를 모델링하고 캘리브레이션하는 방법을 제안한다.