최근 무인자동차가 큰 관심을 받고 있다. 세계 최대 규모의 온라인 쇼핑 서비스업체인 아마존은 드론을 활용한 배송시스템을 개발하고 있다. 이러한 플랫폼의 항법을 위해서는 정확한 자세정보가 필요하다. 본 논문에서는 저가형 관성센서를 활용한 AHRS 구조 설계를 제안하였다. 쿼터니언기반의 운동방정식, 바이어스가 제거된 자이로 측정치, MEMS 가속도계와 지자기 센서를 이용하여 자세를 추정하는 칼만 filter를 설계하였다. MEMS 자이로의 바이어스를 제거하기 위하여 자이로 측정치와 자세 추정치를 이용하는 자이로 바이어스 제거용 칼만 filter를 추가하였다. 구현한 AHRS의 성능을 고가의 상용 Microstrain사의 3DM-GX3-25 AHRS와 비교 실험을 통하여 칼만 filter가 자이로의 바이어스 오차를 0.0001[deg/s]이하로 추정함을 볼 수 있었다. 또한 최종적으로 구해진 자세에서 롤각과 피치각은 0.2, 0.3[deg]이내의 오차를 보여주었다. 요 각은 6[deg] 이하의 오차가 발생하였다.
eLoran is enhanced Loran-C and eLoran is researched for as GPS backup system because this system is resistant to signal interference and has high accuracy. TOA measurements of eLoran include errors proportional to the range such as PF, SF, ASF and EF. Therefore these error factors must be compensated for improved accuracy of position. Generally, error models or GPS aided compensation methods are used, but these methods are limited by lack of infrastructure or system performance. Therefore, this paper proposes new model of error factors included in eLoran TOA measurements and navigation algorithm using this model. Error factors in this model are sum of a certain size of error and error proportional to the range. And feasibility and performance of proposed navigation algorithm are verified by using raw measurements.
The ring laser gyro(RLG) has been used extensively in strapdown inertial navigation system(SDINS) because of the apparent of having wide dynamic range, digital output and high accuracy. The dithered RLG system has dynamic motion at sensor level, caused by the dithering motion to overcome the lock-in threshold. In this case, an attitude error is produced by not only the true coning of the vehicle motion but also the pseudo coning of the sensor motion. This paper describes the definition of the multi-frequency coning motion and its noncommutativity error to reject the pseudo coning error produced by the sensor motion such as the dithered RLG. The simulation results are presented to minimize the multi-frequency coning error.
로봇의 현재 위지 추적은 무인 로봇 자동 항법시스템의 중요 기술로 센서 데이터로부터 로봇의 위치를 결정하고 환경맵을 구성하는 것이다. 기존 방법으로는 초음파, 레이저 등의 거리 측정 센서를 이용해 로봇의 전역 위치를 찾는 방법과 스테레오 비전을 통한 방법이 개발되었다. 거리 측정 센서만으로 로봇위치 추적 알고리즘은 계산량이 감소하고 비용이 적게 들지만 센서오차율 및 환경장애에 따른 오류가 크다. 이에 반해 스테레오 비전 시스템은 3차원 공간영역을 정확히 측정할 수 있지만 계산량이 많아 고사양의 시스템을 요구하고 알고리즘 구현에 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 단일 카메라 영상과 PSD(position sensitive device) 센서를 사용하여 로봇의 현재 위치를 추적하고 환경맵을 구성하여 자율이동이 가능한 시스템을 제안한다.
교차방위법은 해군 함정이 연안항해에서 주로 사용하는 함위 산출법이다. 항해 보조장비가 많이 개발되었음에도 불구하고 실물표를 대상으로 측정하는 실측위치이기 때문에 해군함정에서 현재까지 가장 폭넓게 활용되고 있다. 교차방위법의 정확도에 미치는 영향요소는 여러가지가 있지만, 본 논문에서는 함정의 기본속력이 미치는 영향을 연구하였다. 긴급한 작전상황의 경우 함정은 안전속력보다 빠른 속력으로 협수로를 통과해야 한다. 이러한 작전환경에서 속력의 증가가 얼마나 위치 정확도의 오차를 가져오는지 확인하여 함정을 운용하는 지휘관에게 참고자료를 제공하고자 한다.
In order to obtain the principal design data for developing the Autonomous Robot Vehicle(ARV), Sensitivity analysis on the trajectory error and friction force with respect to the dynamic parameters is performed. In the straight motion, the trajectory error has been proved to be much affected by the mass variance of the ARV while the lateral friction force is much affected by the location of the mass center. In the curved motion, the effect of mass and moment of inertia is considered importantly. In addition, the lateral offset gives more effect than the geometric dimension of the ARV on the trajectory errors and friction force.
본 논문에서는 GPS 신호가 자주 단절되는 환경하에서도 안정한 위치 해를 제공하는 반송파 DGPS 방법을 제안한다. 시계 바이어스 변화율을 이용하여 큰 오차가 포함된 측정치 채널을 제거함으로써 더욱 정확한 위치 해를 제공하는 알고리듬을 구현하였다. 가시위성의 앙각과 시계 바이어스 변화율의 관계를 살펴보고, 적절한 임계치를 제안하였으며, 구현된 알고리듬이 실데이터에서도 성능이 우수함을 상용프로그램과 비교하여 보였다.
본 논문에서는 GPS 음영 지역에서 사용자의 위치 인식을 위해 추측 항법 기법을 이용하여 사용자의 이동 경로를 추적하는 중간 단계로써 스마트 폰의 내장된 가속도 센서와 나침반 센서를 이용하여 실험자의 걸음걸이 검출과 주머니 속의 스마트 폰의 상대 위치를 파악 방법을 제시한다. 실험 결과 가속도 센서를 이용한 걸음걸이 검출 율은 5%의 오차를 갖고 있으며, 지자기 센서를 이용한 스마트 폰의 자세는 검출 율은 100% 검출 하였으며, 향후 다양한 위치에 존재하는 스마트 폰을 스스로 인식하여 이동 방향을 찾는 연구를 제시하고자 한다.
증강현실은 사용자가 보고 있는 실세계의 영상과 컴퓨터가 생성한 가상의 영상이 실시간으로 합성된 영상을 제공하여 사용자에게 실세계에 대한 이해 및 현실감을 높여 줄 수 있는 기술이다. 증강현실에서 실세계의 대상 물체들과 관련된 부과 정보의 실시간 정합 기술은 매우 중요하다. 따라서 정확한 정합을 위해서 실세계 영상과 부과정보영상의 시절을 실시간으로 측위 하여야 한다. 본 논문은 옥외 실험 환경에서 실시간 정합을 위해 지역 및 전역 트래커의 오차에 대한 보정방법과 지역 및 전역 트래커의 데이터를 이용한 실세계 영상 및 부과 정보 영상의 시점 계산방법을 소개한다.
미국의 전파항법정책(FRP Federal Radionavigation Plan)은 여전히 SA정책(미국방성에서 GPS 위성 궤도에 오차를 실어 전파발사를 하는 정책)을 유지하고 있고, P(Y)코드 접속에 의한 고정밀 위치정보 사용 역시 미군 및 NATO군 등 미 국방성에서 인가한 사용자에게만 허용되고 있는 관계로 그 외의 사용자는 3차원 고정밀 위치정보가 요구되는 항공기 이착륙 유도시스템, 해ㆍ육상 정밀 구조/탐색 및 육ㆍ해ㆍ공 특수목적 등에 군사용 P(Y)코드대신 DGPS를 사용하고 있다. 본 연구는 한반도 남해안 및 동해안 일부까지를 유효거리로 하고 있는 일본 Marine Radiobeaeon/DGPS 시스템에 대한 한반도 연근해에서의 위치정보 사용 가능성을 확인하기 위해 한반도 남해안에서 측정 가능한 일본 DGPS국을 선택 모델로 하여 DGPS Data 측정실험 및 위치정보 정밀도 분석을 하였다. 연구결과 군사용 P(Y) 코드수준의 정밀도를 유지하고 있어 곧 구축 예정인 한국형 DGPS 국가망과 함께 선택적으로 사용할 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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