This paper presents an efficient algorithm for using the two-axis magnetic compass in portable devices. The general magnetic compass module consists of a three-axis magnetic compass and a two-axis inclinometer to calculate tilt-compensated azimuth information. In this paper, the tilt error is compensated using just a two-axis magnetic compass and two-axis accelerometer. The third-axis data of the magnetic compass is estimated using coordinate information that includes the extended dip angle and tilt information. The extended dip angle is estimated during the normalization process. This algorithm can be used to provide the tilt-compensated heading information to small portable devices such as navigation systems, PDAs, cell phones, and so on.
In this study, we designed a device for consecutively observing position, utilizing 3-axises acceleration sensor. This method offer to check his or her wrong position and developed could to help derived a position appliance. And, we developed a Cobb's angle value in three dimensional using 3-axises acceleration sensor. A proposed device with integrated accelerometers, which can detect postural changes in terms of curvature variation of the spine in the sagittal and coronal planes, has been developed with intention to facilitate posture training. The proposed device was evaluated with 3 normal subjects daily activities. We evaluated the performance of our designed device as calculating the correlation coefficients and mean errors between the angle measured by an electro-goniometer and that estimated by a gravity accelerometer and verified the accuracy and sensitivity. The results showed that the angle obtained from the proposed device revealed a linear characteristic at the range of $\pm60^{\circ}$(correlation coefficient 0.99, error range $\pm2^{\circ}$). We demonstrated that our device could detect the changes of the motion in upper trunk accurately. Also, our device showed good potential for treatment of the patients with scoliosis and prevention of the unbalance position during a daily life.
본 연구에서는 전자기기의 사용이 불편한 장애인이나 노인들을 위한 새로운 인터페이스를 제안한다. 제안한 방식은 대부분의 전자기기에 적용되고 있는 물리적 스위치 방식의 인터페이스를 마이크와 3축 가속도 센서가 달린 헤드셋을 이용하여 음성인식과 모션인식을 통해 전자기기를 사용하는 방식이다. 음성인식은 마이크를 통해 명령이 전달되고 음성인식 모듈을 통해 PC의 마우스를 컨트롤한다. 그리고 모션인식은 머리를 움직여 헤드셋에 있는 3축 가속도 센서가 마우스 포인터를 제어하여 명령을 수행하게 된다. 제안한 인터페이스 방식의 유용성을 확인하기 위해 헤드셋을 제작하고, 제작된 헤드셋을 이용하여 실험실과 식당, 도서관 등에서 실험을 한다.
Multi-axis magnetic and accelerometer sensor are widely used in consumer product such as smart phones. The vector output of multi-axis sensors have errors on each axis such as offset error, scale error, non-orthogonality. These errors cause many problems on the performance of the applications. In this paper, we designed the effective inline compensation algorithm for calibrating of 3 axis sensors using ellipsoid for mass production of multi-axis sensors. The outputs with those kinds of errors can be modeled by ellipsoid, and the proposed algorithm makes sequential mappings of the virtual ellipsoid to perfect sphere which is calibrated function of the sensor on three-dimensional space. The proposed calibrating process composed of four main stages and is very straightforward and effective. In addition, another imperfection of the sensor such as the drift from temperature can be easily inserted in each mapping stage. Numerical simulation and experimental results shows great performance of the proposed compensation algorithm.
3-Axis sensor measurement system is needed for measuring ride quality of elevator. But because 3-Axis piezoelectric accelerometer is expensive. We developed 3-Axis sensor system which is suitable for measuring ride quality of elevator using cheap MEMS sensor. There are two types of MEMS sensor that are piezoresistive and capacitive type. The excellence of piezoresistive type in characteristic of frequency response and noise is confirmed compare to capacitive type as a result of this paper's experiment and reference. 3-Axis system using MEMS sensor needs MEMS's proper frequency response characteristic. Additionally noise characteristic of sensor and circuit, stiffness of assembly are needed for deciding frequency range and accuracy of amplitude.
This paper Presents a 3-D design and a Vibration control of a new walking R.G.O.(Robotic Gait Orthosis) and would like to develop a simulation by this walking system. The vibration control and evaluation of the new knee joint mechanism on the biped walking R.G.O.(Robotic Gait Orthosis) was a very unique system and was to obtain by the 3-axis accelerometer with a low frequency vibration for the paraplegia It will be expect that the spinal cord injury patients are able to recover effectively by a biped walking R.G.O.. The new knee joint system of both legs were adopted with a good kinematic characteristics. It was designed attached a DC-srevo motor and controller, with a human wear type. It was able to accomodate itself to a environments of S.C.I. Patients. It will be expect that the spinal cord injury patients are able to recover effectively by a new walking R.G.O. system.
세계적으로 게임 시장이 약한 성장세를 보임에 따라, 기존 게임방식에 식상한 게임 유저들로부터 새로운 컨셉의 게임에 대한 관심이 급부상 하고 있다. 최근, 사용자의 움직임을 인식하여 사용자와 게임간의 상호작용을 가능케 하는 체감형 게임이 인기를 끌고 있다. 체감형 게임은 가상현실(Virtual Reality; VR)기법을 활용한 것으로 사용자의 게임으로의 몰입을 위한 현실감이 중요한 요소로 간주되고 있다. 이에 본 연구에서는 3축 가속도 센서로부터의 신호를 기반으로 사용자의 동작 상황을 효과적으로 분류할 수 있는 체감형 게임 인터페이스를 제안하고자 하며, 제안된 시스템의 유용성 확인을 위해 실제로 제작된 테스트베드 환경 하에서 다양한 실험을 통해 제안된 기법의 유용성을 확인하고자 하였다.
본 연구에서는 지진계 센서의 동적범위를 향상시키는 새로운 방법을 제안하였다. 먼저, 센서에 포함된 저주파수 대역 잡음을 ARMA(Auto Regresive Moving Average) 모델로 모델링하고 시스템 식별 방법으로 그 모델을 식별한다. 다음으로, 모델링된 잡음과 지진파 입력을 칼만필터 식에 포함하여 칼만필터에 의한 지진파입력을 추정한다. 제안한 방법을 새로이 개발된 MEMS 기반 3축 가속도 형태의 지진계에 적용하여 성능을 검증하였다. 시험 결과는 제안한 방법이 단순한 LPF(Low Pass Filter)를 사용한 경우에 비해 동적범위를 개선시킴을 보여준다.
본 논문은 3축 가속도센서를 이용한 사고를 방지하기위한 시스템 설계에 관한 연구이다. 전원 공급단에 스위칭 파워 FET를 구성하였고, 전원 공급장치는 DC-DC, 레귤레이터, LDO를 설계하였다. 전원 문제를 한번에 해결하기 위해 2원화를 하였으며, 3축 가속도 센서를 설계하여 움직임 정보를 추출하여 안전하게 사고를 예방할 수 있도록 설계하였다. 마이크로프로세서는 I2C, UART 통신 포트를 통해 통신할 수 있도록 하였으며, J-LINK를 통해 디버깅 할 수 있도록 하였다. 가속도 센서 데이터 측정결과 30° 이상의 각도의 움직임을 감지했을 때 정상적으로 사고 방지를 위해 전원이 차단되는 것을 확인 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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