• Title/Summary/Keyword: Inertial Sensors

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GPS 수신불가 지역에서의 보행자 위치정보시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Pedestrian Position Information System in GPS-disabled Area)

  • 곽휘권;박상훈;이춘우
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권9호
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    • pp.4131-4138
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    • 2012
  • 본 논문에서는 GPS 수신 불가지역에서 저가형 관성센서를 활용한 보행자용 위치정보시스템을 제안한다. 제안 기법은 보행자의 자세/방향각, 걸음검출 및 보폭 크기를 추정하고, 보조센서 등을 활용하여 위치오차를 줄인다. 제안 시스템은 보행자가 휴대할 수 있는 소형/경량화/저전력 설계된 H/W 모듈 형태로 구현을 하였으며, 건물 내에서의 보행자 이동 실험을 통해 제안 시스템의 성능을 검증하였다. 실험결과를 통해 보행자가 약 160m 이동시 약 2.4%의 위치오차율을 갖는 결과를 얻었다.

무선 보행 분석을 위한 블루투스 기반 관성 측정 장치의 활용 타당성 분석 (Validation on the Application of Bluetooth-based Inertial Measurement Unit for Wireless Gait Analysis)

  • 황소리;성주환;박희수;한성민;윤인찬
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.121-127
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    • 2020
  • The purpose of this paper is to review the validation on the application of low frequency IMU(Inertial Measurement Unit) sensors by replacing high frequency motion analysis systems. Using an infrared-based 3D motion analysis system and IMU sensors (22 Hz) simultaneously, the gait cycle and knee flexion angle were measured. And the accuracy of each gait parameter was compared according to the statistical analysis method. The Bland-Altman plot analysis method was used to verify whether proper accuracy can be obtained when extracting gait parameters with low frequency sensors. As a result of the study, the use of the new gait assessment system was able to identify adequate accuracy in the measurement of cadence and stance phase. In addition, if the number of gait cycles is increased and the results of body anthropometric measurements are reflected in the gait analysis algorithm, is expected to improve accuracy in step length, walking speed, and range of motion measurements. The suggested gait assessment system is expected to make gait analysis more convenient. Furthermore, it will provide patients more accurate assessment and customized rehabilitation program through the quantitative data driven results.

다중 원추형으로 배치된 관성센서의 FDI 성능 분석 (FDI performance Analysis of Inertial Sensors on Multiple Conic Configuration)

  • 김현진;송진우;강철우;박찬국
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권11호
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    • pp.943-951
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    • 2015
  • 관성센서는 항법 시스템에서 매우 중요한 요소로서, 다수의 관성 센서를 특정한 기하학적 형상으로 배치하여 시스템의 성능과 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 이 때 시스템 신뢰도 향상을 위한 고장검출 및 분리는 배치된 각 센서의 신호를 비교하여 이루어지며, 몇 가지 형태에 대한 최적 조건이 알려져 있다. 본 논문에서는 다중원추 배치형상을 제시하여 항법 최적성능을 위한 조건을 정리하고, 이러한 조건 하에서 기존에 정의된 성능지표를 사용하여 고장검출 및 분리 성능을 분석하였다. 성능지표 비교 결과, 다중 원추배치 형상이 이전에 제시된 다른 형상들보다 고장검출 및 분리 성능 측면에서 더 뛰어나다는 것을 확인하였다.

초음파 거리계를 이용한 무인잠수정의 수중 복합 항법시스템 (A Hybrid Navigation System for Underwater Unmanned Vehicles, Using a Range Sonar)

  • 이판묵;전봉환;김시문;이종무;임용곤;양승일
    • 한국해양공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.33-39
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    • 2004
  • This paper presents a hybrid underwater navigation system for unmanned underwater vehicles, using an additional range sonar, where the navigation system is based on inertial and Doppler velocity sensors. Conventional underwater navigation systems are generally based on an inertial measurement unit (IMU) and a Doppler velocity log (DVL), accompanying a magnetic compass and a depth sensor. Although the conventional navigation systems update the bias errors of inertial sensors and the scale effects of DVL, the estimated position slowly drifts as time passes. This paper proposes a measurement model that uses the range sonar to improve the performance of the IMU-DVL navigation system, for extended operation of underwater vehicles. The proposed navigation model includes the bias errors of IMU, the scale effects of VL, and the bias error of the range sonar. An extended Kalman filter was adopted to propagate the error covariance, to update the measurement errors, and to correct the state equation, when the external measurements are available. To illustrate the effectiveness of the hybrid navigation system, simulations were conducted with the 6-d.o.f. equations of motion of an AUV in lawn-mowing survey mode.

스트랩다운 적외선 영상센서를 위한 관성센서 기반 강인최소자승 움직임 훼손영상 복원 기법 (Robust Least Squares Motion Deblurring Using Inertial Sensor for Strapdown Image IR Sensors)

  • 김기승;나성웅
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.314-320
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    • 2012
  • This paper proposes a new robust motion deblurring filter using the inertial sensor measurements for strapdown image IR applications. With taking the PSF measurement error into account, the motion blurred image is modeled by the linear uncertain state space equation with the noise corrupted measurement matrix and the stochastic parameter uncertainty. This motivates us to solve the motion deblurring problem based on the recently developed robust least squares estimation theory. In order to suppress the ringing effect on the deblurred image, the robust least squares estimator is slightly modified by adoping the ridge-regression concept. Through the computer simulations using the actual IR scenes, it is demonstrated that the proposed algorithm shows superior and reliable motion deblurring performance even in the presence of time-varying motion artifact.

확장 패리티 공간 기법의 이중고장 검출성능 향상 연구 (Improvement of the Double Fault Detection Performance of Extended Parity Space Approach)

  • 이원희;박찬국;이달호;김광훈
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제15권10호
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    • pp.1002-1008
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    • 2009
  • We consider a double faults detection and isolation problem using modified extended parity space approach for inertial measurement unit which use redundant inertial sensors. A redundant IMU which has a hardware redundant is composed of the cone shape because it is good for fault detection and isolation. We analyze the type of double faults and the reason why fault isolation performance is low. We propose modified extended parity space approach method using EPSA and the difference of sensor data.

사격 차선 정렬을 위한 영상 기반의 관성 센서 편차 보상 (Vision Aided Inertial Sensor Bias Compensation for Firing Lane Alignment)

  • 아샤드 어웨이스;박준우;방효충;김윤영;김희수;이용선;최성호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권9호
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    • pp.617-625
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    • 2022
  • 본 논문은 사격 차선 정렬을 위하여 움직일 수 있는 교정 대상을 이용해 각속도계와 가속도계의 편차를 보상하는 방법을 다룬다. 교정 대상에 대한 정보는 영상 센서를 통해 획득하며 이를 이용해 발사장치에 부착된 관성측정 장치의 오차를 보정한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘의 성능을 검증하였으며, 특히 관성 좌표계에서 교정 대상에 대한 위치 정보를 정확하게 획득함으로써 발사장치의 관성 센서 편차를 효과적으로 보상할 수 있음을 보인다.

정확도 향상을 위한 스트랩다운-센서-파라미터의 평가 및 확정 (Evaluation and identification of strapdown-sensor-parameters for accurary improvement)

  • 이진규;조현진;김인환;이만형
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1988년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 한국전력공사연수원, 서울; 21-22 Oct. 1988
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    • pp.649-653
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    • 1988
  • The inertial measurement units in Strapdown System are characterized by the fact that sensors directly mounted to the vehicle frame. So the sensors are subjected to the translatory and rotation dynamics of the vehicle. The sensor outputs involve many error terms. We must compensate the error terms for accuracy improvement. The method which identify the error parameter is studied and suggested.

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링레이저 자이로 기반 2축 회전형 관성항법장치 오차해석에 대한 연구 (A Study on Error Analysis of Dual-Axis Rotational Inertial Navigation System Based on Ring Laser Gyroscope)

  • 김천중;유해성;이인섭;오주현;이상정
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권11호
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    • pp.921-933
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    • 2018
  • 관성항법장치 순수항법 성능을 개선하는 방법으로 관성센서 오차가 상호 상쇄되도록 관성센서뭉치를 회전시켜 항법 성능을 개선하는 방법이 있으며 이러한 원리로 동작하는 항법장치를 회전형 관성항법장치라 한다. 관성센서 오차에 의한 회전형 관성항법장치의 정확한 항법 성능 분석을 위해서는 이에 대한 이론적 오차해석이 요구되나 기존의 많은 연구에서는 지구회전 각속도 및 중력 가속도에 의한 영향을 무시하고 오차해석을 수행하여 회전형 관성항법장치의 정확한 항법 성능 분석이 수행되지 않았다. 본 논문에서는 링레이저 자이로 기반 회전형 관성항법장치의 정확한 항법 성능 분석을 위하여 지구회전 각속도 및 중력 가속도 항을 포함한 이론적인 오차해석을 수행하고 이를 기반으로 회전형 관성항법장치의 항법 성능 분석 결과를 제시하였다.