• 제목/요약/키워드: Laser Inertial Navigation

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실내 환경에서의 3차원 공간데이터 취득을 위한 IMU, Laser Scanner, CCD 센서의 통합 (Acquisition of 3D Spatial Data for Indoor Environment by Integrating Laser Scanner and CCD Sensor with IMU)

  • 서용철;나가이 마사히코
    • 한국지리정보학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.1-9
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    • 2007
  • 최근 들어 보행자 내비게이션을 위한 3차원 공간데이터의 요구가 급증하고 있다. 보행자 내비게이션에 있어서, 3차원 모델은 일반인의 시각에서 구체적으로 표현되어야 할 필요가 있다. 보행자 내비게이션을 위한 공간을 상세하게 구현하기 위해서는 실외 환경뿐만 아니라 지하쇼핑센터와 같은 실내 환경에서도 적용될 수 있는 3차원 모델을 개발하는 것이 필수적이다. 그러나 GPS 없이 모바일 맵핑만으로 3차원 데이터를 효율적으로 취득하기란 대단히 어렵다. 본 연구에서는 3차원 형상을 레이저 스캐너로 측정하고, 표면 텍스쳐는 CCD 센서로 취득하였으며, 계속적으로 변화하는 센서의 위치와 높이는 IMU를 통해 측정하였다. 또한 IMU의 위치데이터는 GPS의 위치보정 없이 CCD 이미지의 상대 표정을 통해 수정하였다. 연구결과로써, 디지털 카메라 및 레이저 스캐너와 IMU와의 통합을 통해 실내 환경에서 신뢰성 높고, 빠르며, 간편하게 3차원 공간 데이터를 취득할 수 있는 방법을 제안하였다.

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중급성능의 관성항법을 위한 소형 링레이저 자이로 설계 규격 연구 (A Study on the Design Requirement of a Small Ring Laser Gyroscope for Medium-Grade Inertial Navigation)

  • 김천중;심규민;박흥원;유준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.788-795
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    • 2011
  • 본 논문에서는 각종 탑재체에 가장 광범위하게 사용되는 중급성능의 레이저 관성항법 장치에 적용 가능한 소형 링레이저 자이로를 설계하기 위한 요구규격을 제시한다. 이를 위하여 우선 중급성능 관성항법장치 구성을 위하여 요구되는 링레이저 자이로의 요구 성능규격을 분석하였다. 그리고 이를 만족시키기 위하여 해외기술 조사 및 이론적으로 분석을 통하여 링레이저 자이로 시스템을 설계한 결과를 제시하였으며 요구 기술을 정리하였다.

저궤도 위성 자세제어용 자이로 고전압 발생기 설계 (The Gyro High Voltage Power Supply Design for Attitude Control in the Satellite)

  • 김의찬;이흥호
    • 전기학회논문지
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    • 제57권3호
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    • pp.403-408
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    • 2008
  • The gyroscope is the sensor for detecting the rotation in inertial reference frame and constitute the navigation system together an accelerometer. As the inertial reference equipment for attitude determination and control in the satellite, the mechanical gyroscope has been used but it bring the disturbance for mass unbalance so the disturbance give a bad influence to the observation satellite mission because the mechanical gyroscope has the rotation parts. During the launch. The mechanical gyroscope is weak in vibration, shock and has the defect of narrow operating temperature range so it need the special design in integration. Recently the low orbit observation satellite for seeking the high pointing accuracy of image camera payload accept the FOG(Fiber Optic Gyro) or RLG(Ring Laser Gyro) for the attitude determination and control. The Ring Laser Gyro makes use of the Sanac effect within a resonant ring cavity of a He-Ne laser and has more accuracy than the other gyros. It need the 1000V DC to create the He-Ne plasma in discharge tube. In this paper, the design process of the High Voltage Power Supply for RLG(Ring Laser Gyroscope) is described. The specification for High Voltage Power Supply (HVPS) is proposed. Also, The analysis of flyback converter topology is explained. The Design for the HVPS is composed of the inverter circuit, feedback control circuit, high frequency switching transformer design and voltage doubler circuit.

간섭계를 이용한 링레이저 자이로스코프의 플렉셔 오차 측정 (Interferometric Measurement of Flexure Error in a Ring Laser Gyroscope)

  • 김정주;이동찬;이재철;조민식;권용율
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.272-273
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    • 2003
  • 링레이저 자이로스코프(Ring Laser Gyroscope-이하 RLG)는 비행기, 유도무기, 선박, 지상무기 등의 관성항법장치(Inertial Navigation System)에 사용되는 각속도 센서로서 항체의 위치와 자세 정보를 제공하는 핵심 구성품 중의 하나이다. 각속도 검출 원리는 삼각형 또는 사각형의 공진기에 He과 Ne을 혼합한 이득매질을 사용하여 서로 반대방향으로 회전하는 두 개의 레이저 빔을 발생시켜서 Sagnac 효과에 의해 외부의 회전 입력을 받을 때 서로 다른 광 경로의 차이로 인한 두 빔의 간섭으로 회전각을 검출한다. (중략)

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저궤도 위성 자세제어용 센서 RLG 전원 공급기 설계 (The RLG's Power Supply Design for Attitude Control in the Satellite)

  • 김의찬;이흥호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1488-1490
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    • 2008
  • The gyroscope is the sensor for detecting the rotation in inertial reference frame and constitute the navigation system together an accelerometer. As the inertial reference equipment for attitude determination and control in the satellite, the mechanical gyroscope has been used but it bring the disturbance for mass unbalance so the disturbance give a bad influence to the observation satellite mission because the mechanical gyroscope has the rotation parts. During the launch, The mechanical gyroscope is weak in vibration, shock and has the defect of narrow operating temperature range so it need the special design in integration. Recently the low orbit observation satellite for seeking the high pointing accuracy of image camera payload accept the FOG(Fiber Optic Gyro) or RLG(Ring Laser Gyro) for the attitude determination and control. The Ring Laser Gyro makes use of the Sanac effect within a resonant ring cavity of a He-Ne laser and has more accuracy than the other gyros. It need the 1000V DC to create the He-Ne plasma in discharge tube. In this paper, the design process of the High Voltage Power Supply for RLG(Ring Laser Gyroscope) is described. The specification for High Voltage Power Supply(HVPS) is proposed. Also, The analysis of flyback converter topology is explained. The Design for the HVPS is composed of the inverter circuit, feedback control circuit, high frequency switching transformer design and voltage doubler circuit.

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Lynx Mobile Mapper를 이용한 레이저스캐너 기반 차량 MMS의 캘리브레이션 (Calibration of Laser scanning Mobile Mapping System using Lynx Mobile Mapper)

  • 정태준;윤홍식;황진상;김용현;이하준
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2010년 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.207-208
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    • 2010
  • In this paper, we carried out calibration of laser scanning MMS(Mobile Mapping System) using Lynx Mobile Mapper, a new MMS developed at Optech Incorporated. Laser scanning MMS could be defined as an integration of several subsystems. Subsystems are composed of laser scanner, gps receiver and antenna, INS(Inertial Navigation System), DMI(Distance Measurement Instrument). These are obtained 3D spatial information by direct-georeferencing technology. To obtain 3D spatial information, calibration of laser scanning MMS is required prior to operation system, it is similar to airborme lidar system. 145 checkpoints were used to accuracy estimation. The accuracy results are about 5cm(RMSE) for calibration in all directions(east, north, ellipsoidal height).

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FFT를 이용한 레이저 관성항법장치 고장검출 기법 (Fault Detection Method of Laser Inertial Navigation System Using FFT)

  • 유해성;김천중
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.502-510
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    • 2009
  • 레이저 관성항법장치는 링 레이저 자이로와 가속도계로 구성되어 있다. 링 레이저 자이로는 링 레이저 자이로 내부의 레이저 공진기에 장착된 반사경의 후방산란으로 인하여 0.1deg/sec 이하의 각속도가 측정되지 않는 lock-in 영역이 존재하기 때문에 이를 제거하기 위해서 Dither 운동이라는 정현파 각속도 운동을 몸체에 가한다. 이러한 Dither 운동은 레이저 관성항법장치가 정상동작하는 경우 항상 RLG/가속도계 측정치에 포함되어 나타난다. 이러한 레이저 관성항법장치의 특징을 이용하여 본 논문에서는 RLG/가속도계 측정치를 실시간으로 FFT를 수행하여 Dither 운동이 측정치에 포함되어 있는 가를 실시간으로 감시하여 레이저 관성항법장치의 고장을 검출하는 방법을 제안하였으며 정지상태 시험 및 차량탑재 시험을 통해 유용성을 검증하였다.

Flexure Analysis of Inertial Navigation Systems

  • Kim, Kwang-Jin;Park, Chan-Gook;Park, Jai-Yong
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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    • pp.1958-1961
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    • 2004
  • Ring Laser Gyroscopes used as navigational sensors inherently experience a lock-in region, where very low rotational rates are not measurable. Most RLG manufacturers use a mechanical dither motor that applies a small oscillatory rotational motion larger than this region to resolve this problem. Any input acceleration that bends this dithering axis causes flexure error, which is a noncommutative error that can not be compensated by simply using integrated gyro sensor output. This paper introduces noncommutative error equations that define attitude errors caused by flexure errors. In this paper, flexure error is classified as sensor level error if the sensing axis coincides with the dithering axis and as system level error if the two axes do not coincide. The relationship between gyro output and the rotation vector is introduced and is used to define the coordinate transformation matrix and angular motion. Equations are derived for both sensor level and system level flexure error analysis. These equations show that RLG based INS attitude error caused by flexure is directly proportional to time, amount of input acceleration and the dynamic frequency of the vehicle.

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시스템 초기화(Calibration)에 따른 항공레이저측량의 정확도 평가 (The Evaluation of Accuracy for Airborne Laser Surveying via LiDAR System Calibration)

  • 이대희;위광재;김승용;김갑진;이재원
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2004년도 춘계학술발표회논문집
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    • pp.15-26
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    • 2004
  • The calibration for systematic error in LiDAR is crucial for the accuracy of airborne laser scanning. The main error is the misalignment of platforms between INS(Inertial Navigation System) and Laser scanner For planimetrical calibration of LiDAR, the building is good feature which has great changes in height and continuous flat area in the top. The planimetry error(pitch, roll) is corrected by adjustment of height which is calculated from comparing ground control points(GCP) of building to laser scanning data. We can know scale correction of laser range by the comparison of LiDAR data and GCP is arranged at the end of scan angle where maximize the height error. The area for scale calibration have to be large flat and have almost same elevation. At 1000m for average flying height, The Accuracy of laser scanning data using LiDAR is within 110cm in height and ${\pm}$50cm in planmetry so we can use laser scanning data for generating 3D terrain surface, expecically digital surface model(DSM) which is difficult to measure by aerial photogrammetry in forest, coast, urban area of high buildings

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Dither를 가지는 링레이저 자이로 항법시스템의 복합 주파수 원추운동 오차 해석 (Error Analysis of the Multi-Frequency Coning Motion with Dithered Ring Laser Gyro INS)

  • 김광진;이태규
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제7권8호
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    • pp.697-702
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    • 2001
  • The ring laser gyro(RLG) has been used extensively in strapdown inertial navigation system(SDINS) because of the apparent of having wide dynamic range, digital output and high accuracy. The dithered RLG system has dynamic motion at sensor level, caused by the dithering motion to overcome the lock-in threshold. In this case, an attitude error is produced by not only the true coning of the vehicle motion but also the pseudo coning of the sensor motion. This paper describes the definition of the multi-frequency coning motion and its noncommutativity error to reject the pseudo coning error produced by the sensor motion such as the dithered RLG. The simulation results are presented to minimize the multi-frequency coning error.

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