• ETRI Journal
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• 제27권4호
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• pp.418-426
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• 2005

A calibration technique for a redundant inertial measurement unit (IMU) containing low-grade inertial sensors is proposed. In order to calibrate a redundant IMU that can detect and isolate faulty sensors, the fundamental coordinate frames in the IMU are defined and the IMU error is modeled based on the frames. Equations to estimate the error coefficients of the redundant IMU are formulated, and a test sequence using a 2-axis turntable is also presented. Finally, a redundant IMU with cone configuration is implemented using low-grade inertial sensors, and the performance of the proposed technique is verified experimentally.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권10호
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• pp.53-59
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• 2004

저급 관성센서로 구성된 중첩 IMU의 오차 보정 기법을 제안한다. 고장 검출 및 분리 기능을 갖는 중첩 IMU의 오차 보상을 위하여 먼저 IMU 내부의 기본 좌표계를 정의하고 그 좌표계상에서 오차 모델을 유도한다. 오차 계수를 추정하기 위한 수식을 정립하고 원추 배치를 갖는 중첩 IMU의 오차 보상을 위해 2축 레이트 테이블의 시험 순시를 제시한다. 그리고 제안된 오차 보상 기법의 성능을 검증하기 위하여 저급 관성센서를 사용하여 원추 배치 중첩 IMU를 구현하고 오차 계수를 추정, 보상한다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제13권1호
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• pp.49-53
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• 2016

The accurate calculation of bucket tip position has a large influence on showing the motion of an excavator on the display device of the excavator and controlling the excavator automatically. It is generally known that Inertial Measurement Unit (IMU) sensors are more accurate than accelerometer-based sensors while the boom, arm or bucket moves because additional forces beyond gravity add additional acceleration to the sensors. To prove the accuracy difference between the two types of sensors, a position recognition system using an accelerometer-based sensor and an IMU sensor is implemented on the excavator. The experimental results show that the system using the IMU sensor significantly reduces the position recognition error while bucket moves and additional force beyond gravity exists.

• 한국해양공학회지
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• 제11권1호
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• pp.95-105
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• 1997

This paper presents a Inertial Measuring Unit(IMU) for motion measurement of an AUV. The IMU is composed of three parts: inertial sensors with three servo accelerometers and three rate gyros, an analog/digital interface board, and a signal processing board with TMS320C31 DSP processor. The IMU is a class of strap-down inwetial navigation system does not applicable directly to the navigation system in consequence of the AUV and integrated sensors for an integrated navigation system of the AUV. Fast calculstion of direction cosine matrix for the coordinate transformation body to reference is obtained through the DSP processor. A switching algotrithm is used to lessen the low frequency drift effect of the gyros in the vertical plane with use of low pass filtering of the signal of the accelerometers.

• 센서학회지
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• 제27권2호
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• pp.86-92
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• 2018

In recent times, motion capture technology using inertial measurement unit (IMU) sensors has been actively used in sports. In this study, we developed a canoe paddle, installed with an IMU and a water level sensor, as a system tool for training and calibration purposes in water sports. The hardware was fabricated to control an attitude heading reference system (AHRS) module, a water level sensor, a communication module, and a wireless charging circuit. We also developed an application program for the mobile device that processes paddling motion data from the paddling operation and also visualizes it. An AHRS module with acceleration, gyro, and geomagnetic sensors each having three axes, and a resistive water level sensor that senses the immersion depth in the water of the paddle represented the paddle motion. The motion data transmitted from the paddle device is internally decoded and classified by the application program in the mobile device to perform visualization and to operate functions of the mobile training/correction system. To conclude, we tried to provide mobile knowledge service through paddle sport data using this technique. The developed system works reasonably well to be used as a basic training and posture correction tool for paddle sports; the transmission delay time of the sensor system is measured within 90 ms, and it shows that there is no complication in its practical usage.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제9권3호
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• pp.273-284
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• 2020

The performance of Global Navigation Satellite System (GNSS) chipset and Inertial Measurement Unit (IMU) sensors embedded in smartphones for location-based services (LBS) is limited due to the economic reasons for their mass production. Therefore, it is necessary to efficiently process the output data of the smartphone's embedded sensors in order to derive the optimum navigation values and, as a previous step, output performance of smartphone embedded sensors needs to be verified. This paper analyzes the navigation performance of such devices by processing the raw measurements data output from smartphones. For this, up-to-dated versions of smartphones provided by Samsung (Galaxy s10e) and Xiaomi (Mi 8) are used in the test experiment to compare their performances and characteristics. The GNSS and IMU data are extracted and saved by using an open market application software (Geo++ RINEX Logger & Mobile MATLAB), and then analyzed in post-processing manner. For GNSS chipset, data is extracted from static environments and verified the position, Carrier-to-Noise (C/N₀), Radio Frequency Interference (RFI) performance. For IMU sensor, the validity of navigation and various location-based-services is predicted by extracting, storing and analyzing data in static and dynamic environments.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.18-20
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• 2021

최근 증가하고 있는 선박의 충돌 사고 예방을 위하여 인공지능 기반의 자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship, MASS)에 관한 연구가 진행되고 있다. 하지만 대부분의 자율운항선박 관련 연구들은 자율운항시스템의 크기와 비용으로 인해 주로 중대형 선박을 그 대상으로 하고 있으며, 여기에 사용되는 센서들은 소형선박에 탑재하기 어렵다는 문제를 지닌다. 따라서 이 논문은 소형선박의 자율운항을 위하여 GPS와 IMU 센서를 탑재한 경로 추적 시스템을 제안한다. GPS와 IMU 센서는 선박의 정확한 위치 파악을 위하여 활용되며, 이를 통하여 제안 시스템은 소형선박 모형을 수동으로 제어하여 경로를 생성하고, 이후 소형선박이 동일한 경로를 이동할 시 Pure Pursuit 알고리즘을 이용하여 경로를 추적하도록 한다. 그 결과, 이 연구는 경량화된 저가의 센서들을 이용하여 소형 선박의 자율운항 시스템을 저비용으로 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국공간정보시스템학회 논문지
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• 제6권1호
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• pp.51-58
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• 2004

모바일 매핑시스템은 차량에 GPS(Global Positioning System), IMU(Inertial Measurement Unit), CCD 카메라 등을 탑재하고 위치 및 영상 정보를 취득하는 효율적인 방법이다. 모바일 매핑시스템은 도로 시설물 관리, 지도 갱신 등 다양한 분야에 이용되고 있다. 국외에서 개발된 모바일 매핑시스템은 각 센서의 통합 및 동기화 방안을 알 수 없으므로 업그레이드하거나 새로운 센서를 추가하기 어렵다. 본 연구에서는 모바일 매핑시스템의 개선 및 센서추가를 위해서 모바일 매핑시스템에 기본석으로 필요한 GPS, IMU, 그리고 CCD 카메라와 향후 추가될 센서인 레이저, 오도미터(Odometer) 등의 센서가 추가될 경우를 고려하여 멀티 센서 통합 및 동기화 구현 방안을 제시하였다. 또한 동기화에 필요한 각 센1서의 요구사항을 파악한 후 동기화 장비를 설계 및 제작하고 실험하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권1호
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• pp.96-96
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• 1997

This paper presents a Inertial Measuring Unit(IMU) for motion measurement of an AUV. The IMU is composed of three parts: inertial sensors with three servo accelerometers and three rate gyros, an analog/digital interface board, and a signal processing board with TMS320C31 DSP processor. The IMU is a class of strap-down inwetial navigation system does not applicable directly to the navigation system in consequence of the AUV and integrated sensors for an integrated navigation system of the AUV. Fast calculstion of direction cosine matrix for the coordinate transformation body to reference is obtained through the DSP processor. A switching algotrithm is used to lessen the low frequency drift effect of the gyros in the vertical plane with use of low pass filtering of the signal of the accelerometers.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제23권1호
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• pp.167-181
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• 2024

자율주행 기술 개발에 있어서 드라이빙 시뮬레이터의 활용은 사고 환경에 대한 다양한 테스트를 단시간에 효과적으로 수행 가능하게 하여 개발 비용 및 노력을 획기적으로 줄일 수 있다. 그러나 드라이빙 시뮬레이터는 실제 환경과 차이가 존재한다는 심각한 단점이 존재하므로 드라이빙 시뮬레이터를 이용하여 개발된 자율주행 알고리즘이 실제 차량 시스템에 직접 적용시킬 때 큰 차이가 발생하는 문제가 있다. 이러한 문제는 Sim2Real 문제로 정의되며, 시나리오, 센서 모델링, 차량 동역학 등으로 구분할 수 있다. 본 논문에서는 Sim2Real 문제 중에서 IMU센서에 대해서 Sim2Real 문제 해결 방안에 대한 연구를 수행한다. 실제 환경과 에뮬레이터된 가상 IMU 센서의 차이를 줄이기 위해서 IMU 센서의 정밀 오차 모델링을 통한 센서 에뮬레이터 기술에 대해 소개한다. Bias, Scale Factor, Misalignmnet, Random Walk에 따른 오차를 가상 IMU 센서 등급별로 모델링하고 이를 실제 IMU 센서의 등급에 따른 오차 지표와 비교함으로써 IMU 센서의 Sim2Real 문제를 완화한다.