• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.2511-2520
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• 2011

본 논문은 다중 센서 융합의 성능을 높이기 위해 적응형 퍼지-칼만 필터를 적용하고 교차검증법(cross-validation)으로 퍼지시스템 입 출력 소속 함수의 매개변수를 조정하는 방법을 제안한다. 적응형 퍼지-칼만 필터는 가속도의 변화량과 칼만 필터의 잔여오차를 입력으로 시스템잡음, 측정잡음을 추정하여 칼만 이득을 변화시킨다. 적용된 퍼지-칼만 필터는 잡음들을 가우시안 분포로 가정한 이전 방법과 비교하여 비선형/비가우시안 잡음에 강인한 추정 결과를 보여준다. 본 논문에서 제안한 퍼지-칼만 필터를 평가하기 위해 가속도센서/자이로센서를 융합하여 2축 자세추정시스템(Attitude Heading Reference System)을 설계하였고 무인항공기에 사용되는 자세추정센서 NAV420CA-100과 비교하여 성능을 검증하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.37-41
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• 2013

본 논문에서는 AHRS(Attitude and Heading Reference System) 센서를 이용하여 스튜어트 플랫폼으로 구성된 평면의 평형상태를 유지시키는 시스템을 소개한다. 움직이는 선박이나 차량에서 구조물이 지면의 기울기에 상관없이 항상 평형상태를 유지하도록 하기 위하여 자세 제어를 하는 역학적 기기로 스튜어트 플랫폼을 사용하였다. 그리고 현재의 기울어진 각도를 알아내고 보정하기 위하여 AHRS 센서를 이용하였다. AHRS센서와 스튜어트 플랫폼 제어 간의 피드백 시스템을 구성하여 자동으로 스튜어트 플랫폼의 위쪽 판넬이 평형을 이루는 시스템을 제작하였다.

• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2004년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.117-121
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• 2004

In this paper, the error compensation method of the low-cost IMU is proposed. In general, the position and attitude error calculated by accelerometers and gyros grows with time. Therefore the additional information is required to compensate the drift. The attitude angles can be bound accelerometer mixing algorithm and the heading angle can be aided by single antenna GPS velocity. The Kalman filter is used for error compensation. The result is verified by comparing with the attitude calculated and dynamics position determination by Attitude Heading Reference System with Micro Electro Mechanical System for a basis

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제17권3호
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• pp.205-212
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• 2019

Motion tracking and localization devices are an important building block of motion tracking systems in a virtual reality (VR) environment. This study is about improving the accuracy of motion and location for enhancing user immersion in experience type VR environment to position tracking technique. In this study, we propose and test a design of such a device. The module data test of the attitude and heading reference system shows that the implementation with the MPU-9250 sensor is successful and adequate to be used with short operation time. We consider various sensor hardware dependencies of VR, and compare various correction methods and filtering methods to lower the motion to photon (MTP) time that user movement is fully reflected on the display using sensor devices. The Kalman filter is used to combine the accelerometer with the gyroscope in the sensing unit.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.666-673
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• 2013

본 연구는 빠른 운항 속도와 짧은 운용 시간을 요구하는 임무에 활용될 저가 소형 자율 무인잠수정에 고가 대형 관성 측정 장치를 대신하여 사용할 수 있는 저가 소형 자세 측정 장치 개발 및 성능 검증을 수행하였다. 저가 소형 자세 측정 장치 개발을 위해서 MEMS 기술을 적용한 gyro, accelerometer 및 magnetometer 채택하여 MEMS 기반 하드웨어를 제작하였으며, 좌표 변환 공식과 칼만 필터를 적용하여 자세 계산 알고리즘을 구현하였다. 또한 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치에 대한 기본 성능 검증을 위한 지자기센서 검증 시험, 정적 자세 시험, 차량 시험, 운동 모사 장치 시험을 수행하였으며, 각각 시험 결과를 제시하였다. 지자기센서 검증 시험 결과 외부 자기장 보정을 통하면 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치의 측정 결과가 외부 자기장에 강인함을 확인하였으며, 정적 자세 시험 및 차량 시험을 통하여 자세 변화가 크지 않는 환경에서 자세 측정 오차가 $0.5^{\circ}/hr$ 임을 확인하였다. 운동 모사 장치 시험을 통하여 5분 내외 자세 변화가 큰 운동 중에도 자세 측정 오차가 발산하지 않고 $1^{\circ}/hr$ 이내임을 확인하였다. 상기 시험 결과로부터 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치가 목표 성능인 $1^{\circ}/hr$이내 roll, pitch, yaw 오차를 보여주고 있음 확인하였으며, 이로부터 20분 내외 운용 시간 동안 정확한 자세 정보 제공 가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.277-283
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• 2014

In this paper, we propose a control system for synchronizing attitude between an Android smartphone and a mobile robot. The control system is comprised of a smartphone and a mobile robot. The smartphone transports its attitude to the mobile robot and receives the attitude of mobile robot through bluetooth communication. Further, the smartphone displays the mobile robot on the screen by using embedded camera, which can be used as a pseudo augmented reality. Comparing the received attitude data from smartphone, the mobile robot measures its attitude by an AHRS(attitude heading reference system) and controls its attitude. Experiments show that the synchronization performance of the proposed system is maintained in the error range of $1^{\circ}$.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.265-274
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• 2019

본 논문은 저가형 AHRS(: Attitude Heading Reference System)센서를 이용하여 무인 운송체(Unmanned vehicle)의 자세를 무향 칼만 필터 (Unscented Kalman filter)통해 추정하는 방법을 제안한다. 측정된 가속도와 지구자기장 값을 이용하여 UKF의 보정 단계에서 사용될 자세를 계산한다. 롤 (roll)과 피치 (pitch)는 가속도로부터 구해지며 요 (yaw)는 지구 자기장을 이용하여 연산한다. 이때 사용되는 지구자기장 측정값은 강철 효과(hard-iron effect)와 연철 효과(soft-iron effect)에 의해 쉽게 왜곡되기 때문에 계산된 요의 불확실성이 롤이나 피치의 불확실성에 비하여 크다. 본 논문은 이러한 불확실성을 줄이기 위하여 측정된 지구자기장에 포함된 편차성분을 추정하고 보정하여 더 정밀한 요값을 구한다. 제안된 방법을 수조에서의 무인 운송체 항법 실험을 통하여 검증하였다. 실험결과, 자세 추정 성능이 개선되고 이에 따라 위치 추정 성능도 개선됨을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1429-1432
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• 2005

This work is towards the development of a low-cost, small-sized inertial navigation system(INS) which consists of 3 accelerometers, 3 semiconductor gyros and a magnetic compass sensor. This paper explains in detail the structure of the developed system and proposes a 3 dimensional attitude estimation algorithm with Indirect Kalman Filter. The experiments are performed with the developed system attached to a 6 DOF robot for showing the effectiveness of the algorithm.

• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.77-81
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• 2006

GPS cannot determine random errors such as multipath and signal cutoff caused by surrounding environment that determines the visibility of satellites and the speed of data creation and transmission is lower than the speed of vehicles, it is difficult to determine accurate dynamic positions. Thus this study purposed to implement a method of deciding the accurate dynamic position of vehicles by combining AHRS (Attitude Heading Reference System) IMU (Initial Measurement Unit) based on low-priced MEMS (Micro Electro Mechanical System) in order to provide the information of attitude, position and speed at a high transmission rate without external help. This study conducted an initialization test to decide dynamic position using AHRS IMU sensor, and derived attitude correction angles of vehicles against time through regression analysis. The roll angle was $y=(A{\times}10^{-6})x^2 -(B{\times}10^{-5})x+Cr{\times}10^{-2}$ and the pitch angle was $y=(A{\times}10^{-6})x^2-(B{\times}10^{-7})x+C{\times}10^{-2}$, each of which was derived from second-degree polynomial regression analysis. It was also found that the heading angle was stabilized with variation less than $1^{\circ}$ after 60 seconds.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.347-360
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• 2008

In this paper, a Hardware-In-the-Loop simulator to simulate attitude control of space craft using momentum wheels is developed. The simulator consists of a spherical air bearing system allowing rotation and tilt in all three axes, three momentum wheels for actuation, and an AHRS (Attitude Heading Reference System). The simulator processes various types of data in PC104 and wirelessly communicates with a host PC using TCP/IP protocol. A simple low-cost momentum wheel assembly set and its drive electronics are also developed. Several experiments are performed to test the performance of the momentum wheels. For the control performance test of the simulator, a PID controller is implemented. The results of experimental demonstrations confirm the feasibility and validity of the Hardware-In-the-Loop simulator developed in the current study.