• 제목/요약/키워드: 3D navigation error

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WAAS-EGNOS 중첩 영역 내 위성기반 보강시스템 선택 기법 연구 (Selection Methods of Multi-Constellation SBAS in WAAS-EGNOS Overlap Region)

  • 김민규;김정래
    • 한국항행학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.237-244
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    • 2019
  • SBAS는 실시간으로 사용자에게 GNSS 궤도 및 시계, 전리층 보정정보와 이에 대한 무결성정보를 제공하여 SBAS 사용 시 정밀한 위치추정이 가능하다. 각 국의 SBAS 개발 및 추가 지상관측소 설치로 SBAS 서비스 영역이 확대됨에 따라 2개의 SBAS 서비스 영역이 겹쳐 다중 SBAS 신호가 수신되는 영역이 존재하는데, 이에 대한 신호 선택 방법에 관한 연구는 진행되지 않았다. 이에 본 연구에서는 WAAS와 EGNOS 정보가 동시에 전송되는 영역에서 WAAS 정보 우선 사용 방법, EGNOS 정보 우선 사용 방법, 그리고 보정정보 오차 공분산 비교 선택 방법을 사용하여 저궤도위성에 SBAS 정보를 적용한 후 위치추정 결과를 비교하였다. WAAS 정보를 우선으로 사용할 때 3D 위치오차는 2.57 m로 가장 작았으며, 오차 공분산 비교 방법을 사용했을 경우에는 WAAS와 EGNOS의 관측소와 가장 먼 중첩 영역 중심에서 위치추정 정확도가 가장 높았다. EGNOS 정보를 우선 사용 시 중첩 영역의 EGNOS와 가까운 동쪽 지역에서 WAAS 우선 사용 방법보다 위치오차가 8% 더 작았다.

3차원 자세 결정용 GPS 수신기를 이용한 CDGPS/INS 통합 시스템 설계 (A Development of CDGPS/INS integrated system with 3-dimensional attitude determination GPS Receiver)

  • 이기원;이재호;서흥석;성태경
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2075-2077
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    • 2001
  • For precise positioning, GPS carrier measurements are often used. In this case, accurate position having mm${\sim}$cm error can be obtained. For 3D positioning, in CDGPS, more than five carrier phase measurements are required. When GPS signals are blocked or carrier phase measurements are insufficient, it cannot provide positioning solution. By integrating CDGPS with INS, continuity of positioning solution can be guaranteed. However, when a vehicle moves in low speed or in stationary, the CDGPS/INS integrated system is difficult to compensate INS attitude errors because GPS velocity error become relatively lange. In this paper, we used the 3D attitude GPS receiver to compensate the INS attitude error. By field experiments, it is shown that the proposed integration system maintains the navigation performance even when a vehicle is in low speed or GPS signal is blocked for a period of time.

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웨어러블 센서를 활용한 선박 항해사의 항해당직 패턴 분석 기법 연구 (Wearable Sensor-based Navigator Lookout Pattern Analysis Method)

  • 윤익현;김성철;황태웅
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.558-561
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    • 2018
  • 선박의 항해관련사고의 가장 큰 원인이 당직 항해사의 인적 과실에 있다는 사실은 해양사고 예방을 위한 당직 항해사의 당직 패턴분석이 필요한 가장 큰 이유이다. 대부분의 관련연구들은 설문지나 면담 등 간접적인 연구방법을 통하여 항해사의 인적 과실과 관계된 항해당직 패턴을 연구해왔다. 이 같은 연구방식은 객관성이 결여되는 점을 보완해야한다는 문제점이 있었다. 본 연구에서는 웨어러블 센서를 이용하여 항해 당직자의 당직 패턴을 직접적으로 분석하여 항해사 인적 요소 분석 연구의 객관성 결여 문제를 개선하고자하였다. 선박의 특수한 환경을 고려하여 3-D 프린터를 활용하여 제작한 적외선 방식의 위치 항해사 위치 측정기를 활용하여 실제 항해환경에서 항해사의 위치를 측정하였다. 그 결과, 당직항해사가 당직의 상당한 시간을 통합항해장비(Integrated Navigation System)에 의존하고 있다는 점을 객관적으로 확인할 수 있었다. 이 같은 통합항해장비 의존성에 대한 연구를 통해 인적 과실 절감방안을 연구할 필요성을 확인할 수 있었다.

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유한요소의 자동 재분할과 사후오차평가 (The Automatic Mesh Refinement of FEM and Posteriori Error Estimation)

  • 김병일;배성혁;장창두
    • 한국항만학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.61-68
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    • 1996
  • The main problems in structural analysis by Finite Eelement Method are difficulty in making data file and error estimation. For decreasing these problems' pays. have been suggesting the adaptive mesh refinement and error estimation method. Posteriory error estimation methods suggested by Jang[1], Babuska[2,3], Ohtsubo[8,9], and this paper. Comparing these methods and examine their properties. According this paper, In the problem supposed having singularity, the method suggested by this paper is good, But the problem supposed having no singularity, the method suggested by Jang[1] is good. For decreasing the effect of initial mesh in p-refinement, make application h-refinement at first and apply p-refinement, and confine polynomial's degree to two, for making program simply by plural mesh models are not needed.

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3D LIDAR Based Vehicle Localization Using Synthetic Reflectivity Map for Road and Wall in Tunnel

  • Im, Jun-Hyuck;Im, Sung-Hyuck;Song, Jong-Hwa;Jee, Gyu-In
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제6권4호
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    • pp.159-166
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    • 2017
  • The position of autonomous driving vehicle is basically acquired through the global positioning system (GPS). However, GPS signals cannot be received in tunnels. Due to this limitation, localization of autonomous driving vehicles can be made through sensors mounted on them. In particular, a 3D Light Detection and Ranging (LIDAR) system is used for longitudinal position error correction. Few feature points and structures that can be used for localization of vehicles are available in tunnels. Since lanes in the road are normally marked by solid line, it cannot be used to recognize a longitudinal position. In addition, only a small number of structures that are separated from the tunnel walls such as sign boards or jet fans are available. Thus, it is necessary to extract usable information from tunnels to recognize a longitudinal position. In this paper, fire hydrants and evacuation guide lights attached at both sides of tunnel walls were used to recognize a longitudinal position. These structures have highly distinctive reflectivity from the surrounding walls, which can be distinguished using LIDAR reflectivity data. Furthermore, reflectivity information of tunnel walls was fused with the road surface reflectivity map to generate a synthetic reflectivity map. When the synthetic reflectivity map was used, localization of vehicles was able through correlation matching with the local maps generated from the current LIDAR data. The experiments were conducted at an expressway including Maseong Tunnel (approximately 1.5 km long). The experiment results showed that the root mean square (RMS) position errors in lateral and longitudinal directions were 0.19 m and 0.35 m, respectively, exhibiting precise localization accuracy.

고도를 고정한 GNSS 위치 결정 기법에서 고도 오차의 영향 (The Effect of Altitude Errors in Altitude-aided Global Navigation Satellite System(GNSS))

  • 조성룡;한영훈;김상식;문제형;이상정;박찬식
    • 전기학회논문지
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    • 제61권10호
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    • pp.1483-1488
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    • 2012
  • This paper analyzed the precision and accuracy of the altitude-aided GNSS using the altitude information from digital map. The precision of altitude-aided GNSS is analysed using the theoretically derived DOP. It is confirmed that the precision of altitude-aided GNSS is superior to the general 3D positioning method. It is also shown that the DOP of altitude-aided GNSS is independent of altitude bias error while the accuracy was influenced by the altitude bias error. Furthermore, it is shown that, since the altitude bias error influenced differently to each pseudorange measurement, the effect of the altitude bias error is more serious than clock bias error which does not influence position error at all. The results are evaluated by the simulation using the commercial RF simulator and GPS receiver. It confirmed that altitude-aided GNSS could improve not only precision but also accuracy if the altitude bias error are small. These results are expected to be easily applied for the performance improvement to the land and maritime applications.

Development of Augmented Reality Walking Navigation App using Dijkstra Algorithm

  • Jeong, Cho-Hui;Lee, Myung-Suk
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.89-95
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    • 2017
  • There are a variety of apps that are finding their way. And in car navigation, we launched a product that reflects Augmented Reality technology this year. However, existing apps have problems. It is implemented in 2D or 3D, has a large error range because it has been modified in most vehicles, is not updated in real time, and car augmented reality navigation is a vehicle, and a separate device is required, etc. In this study, we implemented a smartphone app for walking directions using augmented reality, and made it possible to intuitively use a route service from a user 's location to a destination. The Dijkstra algorithm is applied to calculate the shortest path to solve the problem of finding the route with the least cost. By using this application, it is possible to use the route search service even in a data-free environment, to solve the inconvenience of the language barrier, and to update in real time, so that the latest information can be always maintained. In the future, we want to develop an app that can be commercialized by using a character in the path to promote it.

광추적기와 내부 비전센서를 이용한 수술도구의 3차원 자세 및 위치 추적 시스템 (3D Orientation and Position Tracking System of Surgical Instrument with Optical Tracker and Internal Vision Sensor)

  • 조영진;오현민;김민영
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제22권8호
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    • pp.579-584
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    • 2016
  • When surgical instruments are tracked in an image-guided surgical navigation system, a stereo vision system with high accuracy is generally used, which is called optical tracker. However, this optical tracker has the disadvantage that a line-of-sight between the tracker and surgical instrument must be maintained. Therefore, to complement the disadvantage of optical tracking systems, an internal vision sensor is attached to a surgical instrument in this paper. Monitoring the target marker pattern attached on patient with this vision sensor, this surgical instrument is possible to be tracked even when the line-of-sight of the optical tracker is occluded. To verify the system's effectiveness, a series of basic experiments is carried out. Lastly, an integration experiment is conducted. The experimental results show that rotational error is bounded to max $1.32^{\circ}$ and mean $0.35^{\circ}$, and translation error is in max 1.72mm and mean 0.58mm. Finally, it is confirmed that the proposed tool tracking method using an internal vision sensor is useful and effective to overcome the occlusion problem of the optical tracker.

Validation of Geostationary Earth Orbit Satellite Ephemeris Generated from Satellite Laser Ranging

  • Oh, Hyungjik;Park, Eunseo;Lim, Hyung-Chul;Lee, Sang-Ryool;Choi, Jae-Dong;Park, Chandeok
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제35권4호
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    • pp.227-233
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    • 2018
  • This study presents the generation and accuracy assessment of predicted orbital ephemeris based on satellite laser ranging (SLR) for geostationary Earth orbit (GEO) satellites. Two GEO satellites are considered: GEO-Korea Multi-Purpose Satellite (KOMPSAT)-2B (GK-2B) for simulational validation and Compass-G1 for real-world quality assessment. SLR-based orbit determination (OD) is proactively performed to generate orbital ephemeris. The length and the gap of the predicted orbital ephemeris were set by considering the consolidated prediction format (CPF). The resultant predicted ephemeris of GK-2B is directly compared with a pre-specified true orbit to show 17.461 m and 23.978 m, in 3D root-mean-square (RMS) position error and maximum position error for one day, respectively. The predicted ephemeris of Compass-G1 is overlapped with the Global Navigation Satellite System (GNSS) final orbit from the GeoForschungsZentrum (GFZ) analysis center (AC) to yield 36.760 m in 3D RMS position differences. It is also compared with the CPF orbit from the International Laser Ranging Service (ILRS) to present 109.888 m in 3D RMS position differences. These results imply that SLR-based orbital ephemeris can be an alternative candidate for improving the accuracy of commonly used radar-based orbital ephemeris for GEO satellites.

공간통계기법과 내비게이션 자료를 활용한 도시부 도로 교통량 추정연구 (The Study for Estimating Traffic Volumes on Urban Roads Using Spatial Statistic and Navigation Data)

  • 홍다희;김진오;장동익;이태우
    • 대한교통학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.220-233
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    • 2017
  • 교통량은 주말 및 첨두시 O/D 구축, 차량주행거리 산정, 혼잡도로개선 대책 등에 활용되는 중요한 기초자료이다. 그럼에도 불구하고 국내 도시부 도로의 교통량 링크 커버리지는 매우 낮아, 현재 수집 교통량으로는 교통정책 및 분석에 제약이 따를 수밖에 없다. 이에 본 연구에서는 특 광역시 중 수집교통량 및 속도의 링크 커버리지가 가장 낮은 서울시를 대상으로, 수집 교통량과 속도를 활용하여 교통량 결측링크의 교통량을 추정하는 방안을 제안하였다. 여기서, 교통량 추정 방법으로 공간적 통계기법을 활용하였다. 교통량 추정모형 구축시, 서울시의 도시고속도로와 도시부 도로는 교통류 및 통행패턴은 상이하므로 이를 분류하여 도시고속도로에는 구간별 상수함수, 도시부 도로에는 회귀크리깅을 적용하였다. 이용 데이터로는 서울시 TOPIS, 국교부 국가교통정보센터 등에서 수집한 공공부문 교통량, 속도와 민간 내비게이션 DB를 활용하였다. 내비게이션 DB는 대부분의 도로링크에서 수집되므로 교통량 추정에 매우 용이하다는 강점을 가지고 있다. 단, 내비게이션 DB는 수집 교통데이터의 샘플데이터이므로, 모집단인 교통량, 속도와 비교 검증하여 적용하였다. 뿐만 아니라 내비게이션 DB도 결측링크가 존재하고, 차종이 승용차로만 구성되어 있으므로 이를 보정하여 적용하였다. 공간적 통계기법을 통해 추정한 교통량은 MAPE, RMSE를 활용하여 실제 교통량과 비교 검증하였다. 검증결과 model error가 MAPE 6.26%, RMSE 5,410로 모델의 추정력이 높고, prediction error는 MAPE 20.3% 로 교통량 추정에 대한 추정력도 높은 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제시한 교통량 결측링크의 교통량 추정모형은 차량주행거리와 온실가스 배출량 산정 등에 다양하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.