• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.421-432
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• 2013

본 논문은 이동 로봇의 자율 주행을 위한 중요한 기술 중 하나인 위치 추정을 위한 함수 구현에 관해 서술되었다. 기존의 로봇 자율주행용 함수 라이브러리 중 일부는 모의실험에만 사용할 수 있기 때문에 실제 적용에 제한이 따른다. 본 논문은 실내 이동 로봇의 위치 추정을 위해 사용할 수 있는 함수의 개발에 중점을 두었다. 함수들은 추측항법, 이동 로봇의 운동 모델, 거리 측정 센서의 측정 모델, 그리고 빈번히 사용되는 방향 관련 연산에 대해 구현되었다. 구현된 함수들은 다양한 로봇과 센서에 적용할 수 있다. 사용자는 적절한 함수를 선택하여 로봇 운동과 센서 측정 불확실성의 다양한 유형을 구현할 수 있다. 구현된 함수들은 모의실험과 실제 실험을 통해 시험 및 증명되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권1호
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• pp.18-24
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• 2015

철도 시설물의 상태를 종합적으로 동시에 검측하고 건전성 평가가 가능한 고속 종합검측시스템을 위해 열차의 위치검지 정보는 필수불가결하다. 본 논문에서는 위치검지를 위한 위치 기술중 관성센서의 측정과 분석에 대해 다룬다. 관성센서의 가속도 정보와 각속도 정보에 대해 진폭과 주파수 관점에서 분석하였고, 진동 및 열차 동역학에 대한 검토도 이루어졌다. 이러한 검토 결과와 GPS 정보를 이용하여 호남선 나주역부터 일로역까지 한국형 틸팅열차의 위치검지를 수행하였다. 이와 같은 센서 측정치와 열차의 거동에 대한 동기화된 분석은 열차위치검지 시스템의 설계와 성능 향상에 도움을 줄 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제16권6호
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• pp.61-67
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• 1997

압전 회전센서(Piezoelectric Gyroscope)는 물체의 회전속도를 감지하기 위한 센서로서 압전효과를 이용해 코리올리스힘(Coriolis Force)을 측정하는 센서이다. 기존에 사용되고 있는 압전 회전센서는 1축형이 주종을 이루고 있는데 비하여 본 연구에서는 한 차원 발전된 2축형의 회전센서를 고안, 제작하였다. 이러한 새로운 구조에 대한 검토 및 고찰을 위해 유한요소법 (Finite Element Method) 을 통한 동적 해석을 실시하여 구조의 타당성을 검증하고 각 설계인자 변화에 따른 센서의 특성변화를 조사하였다. 또한 그 결과를 토대로 직접 회전센서를 제작하여 그 성능을 평가, 비교하였다. 나아가 센서의 특성평가를 위한 회전 시뮬레이터를 구성한 후 정량적인 실험을 통해 제작된 센서의 반응을 조사하였으며, 그 결과 본 논문에서 개발된 2축형 센서는 두 방향의 회전력에 대한 우수한변별도 및 감도를 나타내어 새로운 형태의 회전 센서로서의 사용가능성을 확인할 수 있었다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.569-575
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• 2013

This paper proposes a method for PDR (Pedestrian Dead-Reckoning) using a low cost IMU. Generally, GPS has been widely used for localization of pedestrians. However, GPS is disabled in the indoor environment such as in buildings. To solve this problem, this research suggests the PDR scheme with an IMU attached to the pedestrian's waist. However, despite the fact many methods have been proposed to estimate the pedestrian's position, but their results are not sufficient. One of the most important factors to improve performance is, a new calibration method that has been proposed to obtain the reliable sensor data. In addition to this calibration, the PDR method is also proposed to detect steps, where estimation schemes of step length, attitude, and heading angles are developed. Peak and zero crossings are detected to count the steps from 3-axis acceleration values. For the estimation of step length, a nonlinear step model is adopted to take advantage of using one parameter. Complementary filter and zero angular velocity are utilized to estimate the attitude of the IMU module and to minimize the heading angle drift. To verify the effectiveness of this scheme, a real-time system is implemented and demonstrated. Experimental results show an accuracy of below 1% and below 3% in distance and position errors, respectively, which can be achievable using a high cost IMU.

• 센서학회지
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• 제1권2호
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• pp.155-163
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• 1992

위상배열 안테나 레이다에서는 기계적 관성에 관계없이 레이다 빔의 신속한 조향이 가능하기 때문에 측정을 원하는 목표와 그 목표에 대한 측정시간, 측정표본속도를 선택적으로 취할 수 있게 된다. 이 논문에서는 주어진 측정 파라미터에 대해 이러한 위상배열 레이다 시스템을 위한 3차원 가변 포본화 빈도 추적 필터를 설계했다. 이 추적 필터는 추적목표의 탐지확률을 적정한 값 이상으로 유지하기 위해서 목표의 각도 예측오차를 안테나 빔 폭의 일정한 비율이내로 줄일 수 있어야 한다. 여기서 설계한 추적 필터는 이러한 요구를 만족하는 범위에서 표본화 빈도를 낮출 수 있도록 목표까지의 거리와 기동에 따라 표본화 빈도를 선택하게 된다. 이 추적 필터설계의 타당성은 여러가지 기동목표에 대한 수치실험을 통해 확인했다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.289-290
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• 2006

In general, atomic force microscope (AFM) used for metrological purpose has measuring range less than a few hundred micrometers. We design and fabricate an AFM with long measuring range of $200mm{\times}200mm$ in X and Y axes. The whole stage system is composed of surface plate, global stage, microstage. By combining global stage and microstage, the fine and long movement can be provided. We measure the position of the stage and angular motions of the stage by laser interferometer. A piezoresistive type cantilever is used for compact and long term stability and a flexure structure with PZT and capacitive sensor is used for Z axis feedback control. Since the system is composed of various actuators and sensors, a real time control program is required for the implementation of AFM. Therefore, in this work, we designed a multi-axis control program using a FPGA module, which has various functions such as interferometer signal converting, PID control and data acquisition with triggering. The control program achieves a loop rate more than 500 kHz and will be applied for the measurement of grating pitch and step height.

• Spatial Information Research
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• 제21권6호
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• pp.57-67
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• 2013

GPS 기반 차량 내비게이션은 신호 수신이 어려운 터널과 빌딩 숲 같은 곳에서 위치 정확도가 현저히 떨어진다. 이에 본 연구는 GPS 없이 차량의 내부 센서 데이터만을 이용하여 위치 자세를 결정하는 방법을 제안한다. 제안한 방법의 실현 가능성 확인하기 위하여 내부 센서 데이터와 기준 데이터를 동시에 취득할 수 있는 시스템을 구축하였다. 취득된 데이터와 이를 이용하여 제안된 방법으로 추정한 경로에 대한 정확도 평가를 수행하였다. 내부센서로 측정된 속력과 각속도는 각각 1.1 km/h와 0.8 deg/s정도의 RMS 오차를 보였고, 이를 이용하여 추정한 경로는 약 15분 정도 주행했을 때 20.8 m의 RMS 오차를 보였다. 향후 카메라와 GPS 등의 추가센서와 융합하면, 고가의 고정밀 외부 IMU가 없어도 높은 정확도의 저가 내비게이션으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제8권2호
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• pp.93-104
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• 1992

현재 한국표준지형도에서 사용되고 있는 횡단메카토르좌표(TM) 체제는 한반도 전체를 단일의 직각좌표 체계로 표시하는데 제한이 있다. 인공위성 원격탐사 및 지리정보 시스템의 광범 위한 응용과 함께, 직각좌표체계가 종래의 경위도좌표체계보다 이용에 있어서 보다 편리하고 효 과적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 한반도 전체를 하나의 좌표구역으로 포함하는 통합된 직각 좌표체계를 제안함으로써 표준직각좌표체계 설정의 기반을 도모하고자 하였다. 표준지형도 제작 에 사용된 횡단메카토르 투영법을 그대로 유지하고, 기존의 TM좌표 및 UTM좌표를 약간 변형하 여 기준원점이 동경 127$^{\circ}$30'와 북위 38$^{\circ}$가 되는 직각좌표체계를 시도하였다. 경위도 좌표 에서 통합된 직각좌표로의 변환과정을 축척오차의 분포 문제와 함께 기술하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.143-148
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• 2021

격자 구조로 구성된 유전체 다층 구조의 GMR 특성에 의하여 생성되는 Bloch 표면파 (BSW)의 체계적인 연구가 바이오 센서의 감지 성능을 분석하기 위하여 제시되었다. 그 광학적 반응 현상에 대한 구조적 매개 변수의 영향을 Babinet의 원리와 모드 전송선 이론 (MTLT)을 사용하여 평가하였다. 설계된 바이오 센서의 감도는 파장 스펙트럼에서는 격자 상수에 비례하였으며, 각도 스펙트럼에서는 입사 전자기파의 정상 파동 벡터에 반비례하였다. SiO/SiO₂와 TiO₂/SiO₂ 다층 유전체 스택으로 구성된 두 개의 소자에 대한 수치해석 결과를 제시하여, BSW가 적외선에서 가시 영역에 이르는 대역에서 효율적인 회절 기반 바이오 센서를 실현하는 데 활용 될 수 있음을 보여주었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권6호
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• pp.384-391
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• 2023

Among the elderly, fatal injuries and deaths are significantly attributed to falls. Therefore, a pre-impact fall detection system is necessary for injury prevention. In this study, a robust threshold-based algorithm was proposed for pre-impact fall detection, reducing false positives in highly dynamic daily-living movements. The algorithm was validated using public datasets (KFall and FARSEEING) that include the real-world elderly fall. A 6-axis IMU sensor (Movella Dot, Movella, Netherlands) was attached to S2 of 20 healthy adults (aged 22.0±1.9years, height 164.9±5.9cm, weight 61.4±17.1kg) to measure 14 activities of daily living and 11 fall movements at a sampling frequency of 60Hz. A 5Hz low-pass filter was applied to the IMU data to remove high-frequency noise. Sum vector magnitude of acceleration and angular velocity, roll, pitch, and vertical velocity were extracted as feature vector. The proposed algorithm showed an accuracy 98.3%, a sensitivity 100%, a specificity 97.0%, and an average lead-time 311±99ms with our experimental data. When evaluated using the KFall public dataset, an accuracy in adult data improved to 99.5% compared to recent studies, and for the elderly data, a specificity of 100% was achieved. When evaluated using FARSEEING real-world elderly fall data without separate segmentation, it showed a sensitivity of 71.4% (5/7).