• 대한기계학회논문집A
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• 제39권2호
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• pp.179-185
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• 2015

가속도계의 신호는 운동체의 가속도와 다르며, 운동체의 자세가 변화하는 경우 가속도계 단독으로 센서가속도를 계측할 수 없다. 본 논문에서는 3 축 가속도계와 3 축 자이로스코프로 구성된 6 축관성센서 신호를 바탕으로 운동체의 자세가 지속적으로 변화하는 가운데 가속도를 정확히 추정할 수 있는 칼만필터를 제안한다. 제안하는 알고리즘은 센서의 자세뿐 아니라 센서가속도가 상태벡터의 일부로 설정되어 있는 새로운 구조의 칼만필터로써, 센서 가속도를 명시적으로 정확히 구할 수 있다. 제안된 필터는 다양한 조건하에서 광학모션캡쳐시스템을 이용하여 그 정확성이 검증되었는데, 최신 Xsens MTw 센서와 동등수준의 성능이었다. 제안된 알고리즘은 6 축 관성센서를 바탕으로 운동체의 가속도 추정이 필요한 다양한 모션센서 응용분야에 적용될 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.608-613
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• 2006

Any input acceleration that bends RLG dithering axis causes flexure error, which is a source of the noncommutative error that can not be compensated by simply using integrated gyro sensor output. This paper introduces noncommutative error equations that define attitude errors caused by flexure errors. In this paper, flexure error is classified as sensor level error if the sensing axis coincides with the dithering axis and as system level error if the two axes do not coincide. The relationship between gyro output and the rotation vector is introduced and is used to define the coordinate transformation matrix and angular motion. Equations are derived for both sensor level and system level flexure error analysis. These equations show that RLG based INS attitude error caused by flexure is directly proportional to time, amount of input acceleration and the dynamic frequency of the vehicle.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제11권4호
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• pp.71-75
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• 2019

Sleep apnea is a disease that causes various complications, and the polysomnography is expensive and difficult to measure. The purpose of this study is to develop an unrestricted wearable monitoring system so that patients can be examined in a familiar environment. We used a method to detect sleep apnea events and to determine sleep satisfaction by non-constrained method using SpO2 measurement sensor and 3-axis acceleration sensor. Heart rate and SpO2 were measured at the finger using max30100. After acquiring the SpO2 data of the user in real time, the apnea measurement algorithm was used to transmit the number of apnea events of the user to the mobile phone using Bluetooth (HC-06) on the wrist. Using the three-axis acceleration sensor (mpu6050) attached to the upper body, the number of times of tossing and turning during sleep was measured. Based on this data, this algorithm evaluates the patient's tossing and turning during sleep and transmits the data to the mobile phone via Bluetooth. The power source used 9 volts battery to operate Arduino UNO and sensors for portability and stability, and the data received from each sensor can be used to check the various degree between sleep apnea and sleep tossing and turning on the mobile phone. Through thisstudy, we have developed a wearable sleep apnea measurement system that can be easily used at home for the problem of low sleep efficiency of sleep apnea patients.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.17-23
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• 2018

In this paper, we implemented a flight posture simulator that intuitively understands aircraft flight posture and visualizes the principle of motion. The proposed system operates the 6 - axis motion platform according to the change of the navigation information and transmits the flight attitude to the simulator using the gyro sensor. A gyro sensor and an acceleration sensor are used together to analyze the attitude of the aircraft. The reason is that the gyro sensor has a cumulative error in the integration process. And the accelerometer sensor was compensated by using the complementary filter because noise was serious due to short term vibration. Using the compensated sensor information, the motion platform is operated by calculating the angle to be transmitted to the 6-axis motor. And visualization result is implemented using OpenGL. The results of this study can be used as teaching materials for students related to aviation in the future.

• 센서학회지
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• 제16권6호
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• pp.467-474
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• 2007

The real-time monitoring about the activity of the human provides useful information about the activity quantity and ability. The present study implemented a small-size and low-power acceleration monitoring system for convenient monitoring of activity quantity and recognition of emergent situations such as falling during daily life. For the wireless transmission of acceleration sensor signal, we developed a wireless transmission system based on a wireless sensor network. In addition, we developed a program for storing and monitoring wirelessly transmitted signals on PC in real-time. The performance of the implemented system was evaluated by assessing the output characteristic of the system according to the change of posture, and parameters and acontext recognition algorithm were developed in order to monitor activity volume during daily life and to recognize emergent situations such as falling. In particular, recognition error in the sudden change of acceleration was minimized by the application of a falling correction algorithm

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.285-293
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• 2017

줄넘기는 줄을 돌리는 손동작과 뛰어오르는 동작이 결합된 운동으로 정확한 카운트를 위해서는 두 동작을 함께 고려해야 한다. 이전의 연구들에서는 단순 반복적인 운동인 윗몸일으키기, 팔굽혀펴기, 아령 운동과 함께 치부하여 하나의 동작만을 체크하여 카운트 하였다. 이것은 실제 줄넘기 동작과는 차이가 있으며 두 동작 중 하나의 동작만을 하고 있다면 확인해내지 못하는 문제가 있다. 본 논문에서는 6축 가속도 자이로 센서를 이용하여 두 동작을 모두 확인하고 카운트하는 방법을 제안한다. 가속도 센서를 이용하여 뛰어오르는 동작을 확인하며 자이로 센서를 이용하여 손동작을 확인한다. 이때 확인되는 값의 파형을 이용하여 줄넘기 횟수를 카운트하게 된다. 제안하는 방법은 실제 실험을 통하여 카운트 방법의 성능을 확인할 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.135-140
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• 2021

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.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.1233-1242
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• 2017

범죄 위험을 예방하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 옥외활동 하는 보행자들이 범죄자들의 공격을 받는 경우 중의 하나는 비정상적인 건강상태이다. 술에 만취하여 정상 보행을 지속하지 못하는 심신미약 상태가 노출되었을 때, 범행 대상이 되는 경우가 범죄 사례 분석을 통하여 나타나고 있다. 본 연구에서는 옥외활동에서 감지할 수 있는 개인의 상태 추정 방안을 제안한다. 센서와 센서의 이벤트 정보전송을 위하여 별도의 단말기를 장착하는 불편을 피하기 위하여 스마트폰에 내장되어 있는 3축 가속도 센서를 이용하여 비정상적인 상태를 추정할 수 있는데, 3축 가속도를 통하여 측정한 각 축으로의 운동량을 산출하고 시간의 흐름에 따라 분석함으로써 사용자의 상태를 추정할 수 있다. 시간의 흐름을 일정한 간격으로 구분하고 각 시간대역에서의 활동 패턴을 인지하고 정상과 비정상을 구분할 수 있다. 본 연구에서는 비정상 상태를 구분하기 위하여 가속도 센서의 각 방향으로의 운동량과 운동에너지 총량을 계산한 것과 에너지 총량을 푸리에 변환한 값을 비교하여 평가하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.11-18
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• 2010

본 논문에서는 3축 가속도 센서를 이용하여 영유아기의 아기들의 수면 자세 모니터링을 할 수 있는 장치를 제작하였다. 수면 모니터링에 관한 기존에 시행한 연구는 실제 수면실에 카메라를 설치하여 수면하는 동안 카메라로 수면자세를 계속 녹화하여 수면 자세를 모니터링을 하는 방법과 압력센서를 사용하여 수면 자세를 모니터링 하는 연구가 있다. 이러한 연구는 수면 시 비교적 정확한 수면자세를 확인 할 수 있다는 장점이 있지만, 공간 및 장소 제약과 센서나 카메라의 설치, 고가의 비용 등의 단점을 가지고 있다. 또한 영유아기의 아기들에게 사용에 있어서는 불편 할 뿐 아니라 적용하기에도 어려움이 많다. 이번에 제안하는 방법은 3축 가속도 센서를 이용하여 X축,Y축,Z축의 값을 출력 받아 수면 자세의 파악 및 엎드려 있는 수면 자세에 대하여 부저를 이용하여 경고음을 나타내주는 방법이다. 이 방법은 3축 가속도 센서를 사용하여 데이터를 측정하고 Bluetooth를 이용하여 무선 전송함으로써 수면자세를 실시간으로 모니터링 할 수 있다. 또한 이렇게 수집된 데이터를 바탕으로 영유아기 아기들이 엎드린 자세로 수면시 발생 할 수 있는 질식 등에 안전하게 대처할 수 있다.

• 센서학회지
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• 제25권3호
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• pp.202-207
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• 2016

Estimation of vertical position is critical in applications of sports science and fall detection and also controls of unmanned aerial vehicles and motor boats. Due to low accuracy of GPS(global positioning system) in the vertical direction, the integration of IMU(inertial measurement unit) with the GPS is not suitable for the vertical position estimation. This paper investigates an IMU-barometer integration for estimation of vertical position (as well as vertical velocity). In particular, a new two-step Kalman/complementary filter is proposed for accurate and efficient estimation using 6-axis IMU and barometer signals. The two-step filter is composed of (i) a Kalman filter that estimates vertical acceleration via tilt orientation of the sensor using the IMU signals and (ii) a complementary filter that estimates vertical position using the barometer signal and the vertical acceleration from the first step. The estimation performance was evaluated against a reference optical motion capture system. In the experimental results, the averaged estimation error of the proposed method was 19.7 cm while that of the raw barometer signal was 43.4 cm.