• 전기학회논문지
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• 제56권7호
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• pp.1218-1223
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• 2007

A surface micro machined angular rate sensor utilizing a vibrating MEMS structure on a silicon has been developed. These tuning fork angular rate sensors are extremely rugged, inherently balanced, and easy to fabricate. The device is fabricated using a temperature compensation method based on automatic gain control technique. A linearity of approximately 0.6%, limited by the on-chip electronics has been obtained with this new sensor. Tests of the sensor demonstrate that its performance is equivalent to that required for implementation of a yaw control system. Vehicle handling and safety are substantially improved using the sensor to implement yaw control.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.156-160
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• 1996

A vibrating angular rate sensor with tuning fork type resonator of microstructure (940*820 .mu. m$^{2}$) was designed and will be fabricated by polysilicon surface micromaching. The angular rate sensor is driven in a lateral direction by electrostatic force of comb drive electrodes, and vertical vibrations of the sensor, thich is detected capacitively, are produced by Coriolis forces due to an external angular rate. Mechanical Q factors and a difference between the frequencies of the two resonant modes, the driving mode and detecting mode, play a great role in increasing the sensitivity of the sensor. To be a highly sensitive sensor, it was designed to have as small frequency discrepancy of the two resonant modes as possible. Finite element method was used for the modal analysis. Several design parameters were selected and their contributions to the modal frequencies were investigated. A method was presented for tuning the detecting mode frequency by DC bias on the drive electrodes.

• 전기학회논문지
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• 제60권10호
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• pp.1959-1965
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• 2011

Measuring the movement of joint angle of human body is very important clinically. Human joint angle displacement can be used to evaluate the degree of disease and disability. Also, we can determine the rehabilitation process with angular information. Conventional methods for measuring angular displacement are many weakness. The purpose of this study is to overcome the limitations of existing equipments by using optical method. For this reason, optical sensor system was used to correlate detected light signal with joint angle. Experimental results of the applied joint model in this study showed that joint angular displacement can be measured by optical signals. The suggested method is simple, durable, small, lightweight, convenient, and cost effective.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.34-34
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• 2003

Piezoelectric or magnetostrictive materials, known as smart materials, have been researched widely for sensors or actuators in micro system technology. In our research, thick sol-gel lead zirconate titanate(Pb(Zr$\sub$1-x/Ti$\sub$x/)O$_3$) films were fabricated and their characteristics were investigated f3r angular rate sensor applications. The thickness of the PZT films is 1.5${\mu}$m, which is required by a vibration angular rate sensor for a good actuation and sensing. The remnant polarization of the PZT flms is 12.0 ${\mu}$C/$\textrm{cm}^2$. The electromechanical constants of PZT thin film showed the value of susceptance(B) of 4800${\mu}$ s at capacitance of 790pF. The PZT films were applied to the vibration angular rate sensor structure and the vibration of 1.78 ${\mu}$m in amplitude at the resonant frequency of 35.8㎑ was obtained by driving voltage of 5V$\sub$p-p/ of bulk piezoelectric materials with out of phase signal through voltage and inverting amplifier.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권2호
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• pp.27-32
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• 2004

Absolute optical angle 센서는 디지털 광학 장치의 핵심적인 부분이라고 말할 수 있으며, 이 장치의 목적은 Pseudorandom-code와 Geometry-code를 이 용하여 코드화된 원판(coded disk)의 상대적/절대적 변위 (Relative/Absolute angle position)를 해결하기 위함이다. 이 기술에서 디스크의 각 위치(Angular position)는 먼저 Pseudorandom-code에 의해 "Coarse" angle이 검출되어 결정되어지며, 그런 다음 Geometry-code의 Pixel 계산에 의해서 얻어지는 "Fine" angular position 데이터는, 7㎛의 Line image 센서를 사용 시, 시스템의 0.006°분해능 결과를 구할 수 있다. 제안된 기술은 비접촉 반사 특성, 시스템의 높은 분해능, 상대적으로 간단한 코트 패턴 그리고 센서의 고유한 디지털 성질을 갖는 등 많은 면에서 새로운 방식이다 더 나아가서 시스템은 두 개의 코드화된 원판에 적용하여 얻어진 절대 자의 변형(Absolute angular displacement)을 관찰하는 방식으로 쉽게 토크 센서로 변경할 수 있다. 제안된 센서의 디지털 광전 특성은 토크와 각을 동시에 측정함으로써 자동 차량 시스템에 사용 시 이상적인 시스템을 만든다. 본문에서는 코드화된 원판의 정확한 각 위치(Angular position)를 결정하기 위하여 Pseudo random-code와 Geometry-code를 활용한 기술을 제안하며, 아이디어의 실행 가능성을 구현하는 실험 결과를 제시하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.309-311
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• 2006

This paper aims to provide a way to improve dynamic stability of biped robots against undesirable disturbances. By using an angular velocity sensor on its shoulder, we can make a medium-sized biped robot walk stably against an impulsive disturbance. The measured signal from the sensor in used for compensating the reference angles of ankle, knee, and pelvis joints. An experiment shows that the stability of the robot is much enhanced by using a cheap sensor and simple algorithm. This kind of research helps biped robots walk more stably in real environments.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제3권1호
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• pp.1-10
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• 2014

Recently, monitoring of two-body ground vehicles carrying extremely hazardous materials has been considered as one of the most important national issues. This issue induces large cost in terms of national economy and social benefit. To monitor and counteract accidents promptly, an efficient methodology is required. For accident monitoring, GPS can be utilized in most cases. However, it is widely known that GPS cannot provide sufficient continuity in urban cannons and tunnels. To complement the weakness of GPS, this paper proposes an accident monitoring method based on a monocular vision sensor. The proposed method estimates angular acceleration from a sequence of image frames captured by a monocular vision sensor. The possibility of using angular acceleration is investigated to determine the occurrence of accidents such as jackknifing and rollover. By an experiment based on actual measurements, the feasibility of the proposed method is evaluated.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권3호
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• pp.223-232
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• 2014

An inductive sensor system is proposed to detect the gear location and angular position of a geared shaft for automatic feeding of the shaft into the proper cutting position of the other end. The system consists of two set of coils, bridge circuit, signal condition circuit, and microprocessor. The coil sensors of the system measure changes of inductance along with the surface position of a geared shaft. The inductance changes are transformed to voltages by the bridge circuit, which are then conditioned and processed for the recognition of the gear. In order to incorporate with the experimental results with the sensor system, a finite element method (FEM) simulation for the magnetic field between the sensor and the shaft was carried out. The predicted results and the experiments revealed that the sensor system was appropriate for sensing the position of gear and the angular position of gear tooth of a geared shaft.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.814-819
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• 2010

본 논문은 자율주행 장치(autonomous ground vehicle)를 위한 각속도의 오차 최소화에 관한 연구이다. 각속도의 오차 최소화는 자율주행 장치의 이동 거리를 측정하는 엔코더(encoder)와 관련하여 자율주행 장치의 가장 중요한 기반 기술인 위치측정(localization)과 밀접한 관련이 있다. 기존에 각속도의 오차 최소화 방법들에는 이동관성을 측정할 수 있는 가속계(accelerometer)와 회전관성을 측정할 수 있는 자이로(yaw gyro), 방위각을 측정할 수 있는 자계 센서인 전자나침판(electronic compass) 센서들을 확률을 통해 상호 보완하는 형태로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 각속도 측정을 위해 사용되는 센서들은 수학적인 오차와 센서들의 자체 특성에 의해 누적 오차가 발생하게 되며, 여러 센서들을 이용하여 확률적인 오차 보정을 수행하여도 연산량과 비용이 증가되는 문제점을 가지게 된다. 따라서 본 논문에서는 자율주행 장치의 시스템 특성을 고려하여 엔코더와 자이로만을 이용한 각속도의 오차 최소화에 대한 연구를 수행하였다. 실험은 직접 설계 제작한 자율주행 장치를 이용하였으며, 자율주행 장치가 제어기를 통해 주행하는 동안에 엔코더, 자이로를 통해 계산된 각각의 각속도 결과들과 엔코더와 자이로만을 이용한 제안된 각속도 측정 방법의 결과를 비교하였다. 실험 결과, 엔코더 혹은 자이로만을 이용한 각속도 측정 방법들에 비해 제안한 각속도 측정 방법의 누적 오차가 크게 줄었음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권4호
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• pp.65-73
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• 2003

본 논문은 진동형 각속도 검출 센서로부터 각속도 신호를 검출하는 애널로그 신호처리 ASIC의 구현에 관한 것이다. 각속도 검출 센서의 출력은 구조적으로 콘덴서의 용량변화로 나타나므로 이를 검출하기 위하여 전하 증폭기를 이용하였으며, 센서의 구동에 필요한 자체발진회로는 각속도 검출 센서의 공진 특성을 이용한 정현파 발진회로로 구현하였다. 특히 센서의 제조 공정으로 인한 특성 변화나 온도 변화와 같은 외부 요인에 의한 자체발진특성의 열화를 방지하기 위하여 자동이득조절회로를 사용하였다. 진동형 각속도 검출 센서의 동작특성에 의하여 진폭변조 형태로 나타나는 각속도 신호를 검출하기 위하여 동기검파회로를 사용하였다. 동기검파회로에서는 반송파의 크기에 따라 검파신호의 크기가 달라지는 현상을 방지하기 위하여 스위칭 방식의 곱셈회로를 사용하였다. 설계된 칩은 0.5㎛ CMOS 공정으로 구현하였으며, 1.2㎜×1㎜의 칩 크기로 제작되었다. 실험 결과 3V의 전원전압에서 3.6mA의 전류를 소비하였으며, 칩과 각속도 센서를 결합한 정상동작상태에서 직류에서 50㎐까지 잡음 스펙트럼 밀도는 -95 dBrms/√㎐에서 -100 dBrms/√㎐ 사이에 존재하였다.