Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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v.11
no.5
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pp.65-72
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2002
In this study, actuator, sensor, guide, power transmission element and control method are considered for ultra-precision positioning apparatus. Through previous process, single plane X-Y stage with ultra-precision positioning is manufactured. Global stage for the purpose of materialization with robust system, is combined by using AC servo motor and ball screw and rolling guide. And ultra-precision positioning system is developed by micro stage with elastic hinge type and piezo element. global servo and micro servo for the purpose of materialization positioning accuracy with nm(nanometer) are controlled simultaneously by using incremental encoder and laser interferometer as displacement measurement sensor. Through previous process, ultra-precision positioning system(100mm stroke and $\pm$ l0nm positioning accuracy) with single plane X-Y stage are materialized.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.10
no.2
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pp.723-743
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2016
Indoor positioning is considered an enabler for a variety of applications, the demand for an indoor positioning service has also been accelerated. That is because that people spend most of their time indoor environment. Meanwhile, the smartphone integrated powerful camera is an efficient platform for navigation and positioning. However, for high accuracy indoor positioning by using a smartphone, there are two constraints that includes: (1) limited computational and memory resources of smartphone; (2) users' moving in large buildings. To address those issues, this paper uses the TC-OFDM for calculating the coarse positioning information includes horizontal and altitude information for assisting smartphone camera-based positioning. Moreover, a unified representation model of image features under variety of scenarios whose name is FAST-SURF is established for computing the fine location. Finally, an optimization marginalized particle filter is proposed for fusing the positioning information from TC-OFDM and images. The experimental result shows that the wide location detection accuracy is 0.823 m (1σ) at horizontal and 0.5 m at vertical. Comparing to the WiFi-based and ibeacon-based positioning methods, our method is powerful while being easy to be deployed and optimized.
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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v.8
no.2
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pp.32-37
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2007
This paper proposes a dual-mode ultra precision positioning system for machine tools and measuring machines. The objective was to position a machine table with a picometer order of resolution, i.e., pico-positioning. A twist-roller friction drive (TFD) was used in coarse-mode positioning. The TFD, which was driven by an AC servomotor, is a kind of lead screw in mechanical terms, and several centimeters of machine table movement was controlled with a nanometer order of positioning resolution. To eliminate lateral vibration caused by the TFD, an active aerostatic coupling driven by piezoelectric actuators was inserted between the TFD and the machine table. This active aerostatic coupling was also applied as a feed drive device for fine-mode positioning; in the fine mode, the positioning resolution was 50 pm. Factors influencing pico-positioning, such as how noise from displacement sensors and vibrations in the aerostatic guideway affect positioning resolution, are discussed.
A novel tri-mode ultraprecision positioning system for machine tools and measuring machine is proposed. The basic coarse mode uses a Twist-roller Friction Drive (abbr. TFD), and controls several tens of millimeters of the machine-table travel with nanometer order of positioning resolution. The fine mode also utilizes the TFD with a fine adjusting mechanism. The resolution of the fine mode is in the range of sub-nanometer. For realizing picometer positioning, the ultra-fine mode is executed by using an active aerostatic guideway. On the bearing surface of this active guideway, several Active Inherent Restrictors (abbr. AIRs) are embedded for controlling the table position. An AIR unit consists of a piezoelectric actuator having a through hole, one end of the hole on the bearing surface acts as an inherent restrictor. Owing to the aerostatic mechanism of the AIR, the deformation of the piezoelectric actuator in the AIR unit causes much reduced table displacement. Such motion reduction is effective for ultraprecision positioning. Current positioning resolution of the ultra-fine mode is 50pm, however the final goal of the positioning resolution is expected to be in the order of picometer.
Young-Ho Jung;Taek Geun Lee;Kwangjae Lim;Hyoungsoo Lim;Hyung Keun Lee
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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v.13
no.3
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pp.341-353
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2024
This paper presents the design results of a Multi-band Global Positioning System (GPS)/Korean Positioning System (KPS) Real-Time Kinematics (RTK) precise positioning simulator and evaluate its functionalities. The designed simulator consists of a trajectory generation module, a Radio Frequency (RF) signal generation module, a RF signal reception module, a coarse positioning module, a precise positioning module, and an error statistics reporting module. Simulations in realistic scenarios confirm that the proposed baseband simulator works appropriately. The developed simulator can adjust the type, number, band, and Pseudo Random Noise (PRN) code type of the satellite constellation in various ways, and the practical positioning performance can be tested. It can also reflect the channel influence at the actual RF stage and the influence during the initial synchronization and tracking process. Considering such advantages, the proposed simulator would be useful in future researches and developments related to KPS.
This paper discusses the solution to the precise positioning control problem applied to a simple model of a dual stage or redundant positioner. The dual stage actuator presented here uses a VCM(Voice Coil Motor) as a coarse actuator and a piezoelectric actuator as a fine actuator. By adopting controllers with two-degree-of-freedom and by optimizing H$_{2}$ faster precise tracking can be realized. Experimental and numerical results are presented to demonstrate the control effects.
The high precision positioning mechanism is used in various industrial fields. It is used in semiconductor manufacturing line, test instrument, Bioengineering, and MEMS and so on. This paper presents a positioning mechanism with dual servo system. Dual servo system consists of a coarse stage and a fine motion stage. The course stage is driven by VCM and the actuator of fine stage is the PZT. The purposes of dual servo system are stability, higher bandwidth, and robustness. Lead compensator is applied to this control system, and is designed by PQ method. Designed compensator can improve property of positioning mechanism.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.17
no.5
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pp.1339-1355
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2023
Localization is a hot research spot for many areas, especially in the mobile robot field. Due to the weak signal of the global positioning system (GPS), the alternative schemes in an indoor environment include wireless signal transmitting and receiving solutions, laser rangefinder to build a map followed by a re-localization stage and visual positioning methods, etc. Among all wireless signal positioning techniques, Wi-Fi is the most common one. Wi-Fi access points are installed in most indoor areas of human activities, and smart devices equipped with Wi-Fi modules can be seen everywhere. However, the localization of a mobile robot using a Wi-Fi scheme usually lacks orientation information. Besides, the distance error is large because of indoor signal interference. Another research direction that mainly refers to laser sensors is to actively detect the environment and achieve positioning. An occupancy grid map is built by using the simultaneous localization and mapping (SLAM) method when the mobile robot enters the indoor environment for the first time. When the robot enters the environment again, it can localize itself according to the known map. Nevertheless, this scheme only works effectively based on the prerequisite that those areas have salient geometrical features. If the areas have similar scanning structures, such as a long corridor or similar rooms, the traditional methods always fail. To address the weakness of the above two methods, this work proposes a coarse-to-fine paradigm and an improved localization algorithm that utilizes Wi-Fi to assist the robot localization in a geometrically similar environment. Firstly, a grid map is built by using laser SLAM. Secondly, a fingerprint database is built in the offline phase. Then, the RSSI values are achieved in the localization stage to get a coarse localization. Finally, an improved particle filter method based on the Wi-Fi signal values is proposed to realize a fine localization. Experimental results show that our approach is effective and robust for both global localization and the kidnapped robot problem. The localization success rate reaches 97.33%, while the traditional method always fails.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.12
no.1
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pp.61-68
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2017
In this paper, the coarse acquisition code (C/A code), for civil navigation, of the ranging codes for Global Positioning System (GPS) is studied, simulated and analyzed by using Matlab. We can see with the simulation results that the correctness of the method and feasibility, which is at simulation platform to further study on the real environment of GPS signal, can be confirmed. With using this results, we think, the complexity of tracking the satellite signal environment can be captured, and the performance of satellite receiver will be improved.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.12
no.7
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pp.26-31
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1995
A new actuating mechanism suitable for a micro positioning device is developed using piezo-electric elements. The actuator can make a step movement of 0.5 .mu. m up to 3.5 .mu. m. The step size can be adjusted on demand. By repeating this step action, long distance movement is achieved. Precise positioning can be obtained by combining the coarse motion with the maximum step size and fine motion. Two types of fine motion have been proposed for a driving method. Firstly, feedback control bases on PID is applied. The experimental results for the two method are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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