• 제목/요약/키워드: Inertial Sensor

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Estimation Technique of Fixed Sensor Errors for SDINS Calibration

  • Lee, Tae-Gyoo;Sung, Chang-Ky
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제2권4호
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    • pp.536-541
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    • 2004
  • It is important to estimate and calibrate sensor errors in maintaining the performance level of SDINS. In this study, an estimation technique of fixed sensor errors for SDINS calibration is discussed. First, the fixed errors of gyros and accelerometers, excluding gyro biases are estimated by the navigation information of SDINS in multi-position. The SDINS with RLG includes flexure errors. In this study, the gyros flexures are out of consideration, but the proposed procedure selects certain positions and rotations in order to minimize the influence of flexures. Secondly, the influences of random walks, flexures and orientation errors are verified via numerical simulations. Thirdly, applying the previous estimated errors to SDINS, the estimation of gyro biases is conducted via the additional control signals of close-loop self-alignment. Lastly, the experiments illustrate that the extracted calibration parameters are available for the improvement of SDINS.

저급 관성센서의 오차 분석 및 성능 향상에 관한 연구 (A Study on the Error Analysis and Performance Improvement of Low-Cost Inertial Sensors)

  • 박문수;원종훈;홍석교;이자성
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.28-28
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    • 2000
  • Low-cost solid-state inertial sensors of three rate Gyroscopes and a triaxial Accelerometer are evaluated in static and dynamic environments. As a interim result, error models of each inertial sensors are generated. Model parameters with respect to temperature are acquired in static environment. These error models are included in an Extended Kalman Filter(EKF) to compensate bias error due to temperature variation. Experimental results in dynamic environment are included to show the validity of the each error model and the performance improvement of a compensated low cost inertial sensors for a navigational application

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보행용 관성 항법 시스템을 위한 HMMS를 통한 걸음 단계 구분 (Gait State Classification by HMMS for Pedestrian Inertial Navigation System)

  • 박상경;서영수
    • 전기학회논문지
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    • 제58권5호
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    • pp.1010-1018
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    • 2009
  • An inertial navigation system for pedestrian position tracking is proposed, where the position is computed using inertial sensors mounted on shoes. Inertial navigation system(INS) errors increase with time due to inertial sensor errors, and therefore it needs to reset errors frequently. During normal walking, there is an almost periodic zero velocity instance when a foot touches the floor. Using this fact, estimation errors are reduced and this method is called the zero velocity updating algorithm. When implementing this zero velocity updating algorithm, it is important to know when is the zero velocity interval. The gait states are modeled as a Markov process and each state is estimated using the hidden Markov model smoother. With this gait estimation, the zero or nearly zero velocity interval is more accurately estimated, which helps to reduce the position estimation error.

밀리미터파 탐색기 2축 직구동 김발 서보 시스템의 직접 및 간접 시선안정화 성능 분석 (Analysis of Line of Sight Stabilization Performance based on Direct vs. Indirect of a 2-axis Gimbaled Servo System for Millimeter Wave Seeker)

  • 신승철;이성용
    • 전기학회논문지
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    • 제67권11호
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    • pp.1555-1561
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    • 2018
  • Tracking and detecting targets by the millimeter wave seeker is affected by movement of platform. Stabilization equipments use an inertial sensor to compensate for disturbance of stabilizing gimbal or platform. In the direct line of sight stabilization system, an inertial sensor is mounted on inner gimbal to compensate the disturbance directly, so the performance is excellent and the implementation method is simple. However gimbal design requires somewhat larger volume. Since an inertial sensor is mounted on gimbal base in the indirect line of sight stabilization system, additional space of gimbal is not required for the gimbal design. However, this method does not directly compensate for the disturbance of the line of sight stabilization axis, which can degrade performance. In order to perform the tracking performance, two methods are analyzed for line of sight stabilization performance based on direct and indirect of a 2-axis gimbaled servo system for millimeter wave seeker in this study. The simulation and experimental results validate the performance comparison of two methods.

신체 분절의 연조직 변형을 고려한 관성센서신호 기반의 상대위치 추정 칼만필터 (Relative Position Estimation using Kalman Filter Based on Inertial Sensor Signals Considering Soft Tissue Artifacts of Human Body Segments)

  • 이창준;이정근
    • 센서학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.237-242
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    • 2020
  • This paper deals with relative position estimation using a Kalman filter (KF) based on inertial sensors that have been widely used in various biomechanics-related outdoor applications. In previous studies, the relative position is determined using relative orientation and predetermined segment-to-joint (S2J) vectors, which are assumed to be constant. However, because body segments are influenced by soft tissue artifacts (STAs), including the deformation and sliding of the skin over the underlying bone structures, they are not constant, resulting in significant errors during relative position estimation. In this study, relative position estimation was performed using a KF, where the S2J vectors were adopted as time-varying states. The joint constraint and the variations of the S2J vectors were used to develop a measurement model of the proposed KF. Accordingly, the covariance matrix corresponding to the variations of the S2J vectors continuously changed within the ranges of the STA-causing flexion angles. The experimental results of the knee flexion tests showed that the proposed KF decreased the estimation errors in the longitudinal and lateral directions by 8.86 and 17.89 mm, respectively, compared with a conventional approach based on the application of constant S2J vectors.

9축 관성/자기센서를 이용한 자기교란 및 자세 추정용 병렬 칼만필터 (A Parallel Kalman Filter for Estimation of Magnetic Disturbance and Orientation Based on Nine-axis Inertial/Magnetic Sensor Signals)

  • 이정근
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권7호
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    • pp.659-666
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    • 2016
  • 자기교란은 관성/자기센서를 이용한 자세추정시 추정정확도를 저하시키는 주된 원인이다. 본 논문은 저자가 개발한 6축 관성센서를 이용한 센서가속도 추정용 칼만필터의 확장으로서, 9축 관성/자기센서를 이용하여 운동체의 자세가 지속적으로 변화하는 가운데 운동체 주변 자기교란을 정확히 추정하고, 이를 통해 자기교란환경에서도 정확한 3차원 자세를 추정할 수 있는 병렬 칼만필터를 제안한다. 제안하는 필터는 자기교란벡터를 상태변수로 지정하여 명시적으로 추정하며, 병렬구조이므로 설령 극심한 자기교란에 의해 자세추정이 영향을 받더라도 롤과 피치와는 무관하고 요에만 영향이 국한되는 장점을 지닌다. 제안방법은 로봇이나 선박, 항공기처럼 자기적으로 균등하지 않은 환경에서 운용되는 분야에 효과적으로 적용될 수 있다.

INS/GPS 통합에 따른 관성 센서 에러율 감소 방법 (Inertial Sensor Error Rate Reduction Scheme for INS/GPS Integration)

  • ;백승현;박경린;강성민;이연석;정태경
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제46권3호
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    • pp.22-30
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    • 2009
  • GPS 와 INS 통합시스템은 저가 MEMS 기술의 결과에 따라 대중적으로 널리 사용되기에 이르렀다. 그러나 저가센서에 의한 현재의 성과는 관성센서의 큰 에러 때문에 여전히 낮은 실정이다. 이것은 제한된 도시환경 안에서의 비행범위 때문에 더욱 관련이 있다. 이러한 관성센서 에러를 줄이면서 동시에 위성의 활용성을 높이기 위하여 GPS 와 저가 INS 는 연성으로 결합되어 Kalman Filter 설계를 응용하여 상호 통합되어진다. 본 논문에서는 연성으로 결합된 Kalman Filter를 이용한 GPS/INS 센서 통합을 제공한다. 우리는 또한 경로의 기하학에 의해 또는 그 목적시간 위치 따라 수학적으로 설명하는 ZH45C 궤도장치에 의한 산출된 기준 Wander Azimuth Strapdown Mechanization의 시뮬레이터 결과를 비교하여 검증하다.

IR 레이저 센서 및 관성 센서를 이용한 다목적 골프 퍼팅 거리 측정기에 대한 연구 (A Study on the Multipurpose Golf Putting Range Finder using IR Razer Sensor and Inertial Sensor)

  • 신민승;강대웅;김기덕;김지환;이철선;고윤석
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.669-676
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    • 2023
  • 본 논문에서는 IR 레이저 센서 및 관성 센서를 이용한 골프 퍼팅 거리 측정을 위한 다목적 골프 퍼팅 거리 측정기를 설계, 제작하였다. 거리 측정기는 골프 퍼팅 거리 측정을 위해 실외 50m 측정 범위 내에서 거리 측정과 경사도 측정, 그리고 퍼팅에 영향을 미치는 온도 측정이 가능하도록 설계하였다. 또한, 실내 30m 측정범위 내에서 길이 및 수평도를 측정함으로써 실내 작업을 지원하며, 실내 온도 이상시 웹서버와의 연동을 통해 휴대폰 사용자에 경보를 제공함으로써 실내 또는 차량 화재로부터 안전이 확보될 수 있도록 하였다. 제안된 방법의 정확성과 스마트 폰과의 연동 성능을 평가하기 위해 하나의 시작품을 제작하고 웹서버를 구축하였으며, 반복적인 실험에서 허용 가능한 5%내의 오차율을 보임으로써 유용성을 확인할 수 있었다.