• 제목/요약/키워드: MEMS Accelerometer

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Design and characterization of a compact array of MEMS accelerometers for geotechnical instrumentation

  • Bennett, V.;Abdoun, T.;Shantz, T.;Jang, D.;Thevanayagam, S.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제5권6호
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    • pp.663-679
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    • 2009
  • The use of Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) accelerometers in geotechnical instrumentation is relatively new but on the rise. This paper describes a new MEMS-based system for in situ deformation and vibration monitoring. The system has been developed in an effort to combine recent advances in the miniaturization of sensors and electronics with an established wireless infrastructure for on-line geotechnical monitoring. The concept is based on triaxial MEMS accelerometer measurements of static acceleration (angles relative to gravity) and dynamic accelerations. The dynamic acceleration sensitivity range provides signals proportional to vibration during earthquakes or construction activities. This MEMS-based in-place inclinometer system utilizes the measurements to obtain three-dimensional (3D) ground acceleration and permanent deformation profiles up to a depth of one hundred meters. Each sensor array or group of arrays can be connected to a wireless earth station to enable real-time monitoring as well as remote sensor configuration. This paper provides a technical assessment of MEMS-based in-place inclinometer systems for geotechnical instrumentation applications by reviewing the sensor characteristics and providing small- and full-scale laboratory calibration tests. A description and validation of recorded field data from an instrumented unstable slope in California is also presented.

다족형 로봇의 자세 제어 시스템 설계 및 구현에 관한 연구 (A Study On Design & Implementation of An Attitude Control System of a Lot of Legs Robots)

  • 남상엽;홍성호;김석중
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제45권4호
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    • pp.11-18
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    • 2008
  • 본 연구는 다족 로봇용 자세제어장치(ACS - Attitude Control System)인 관성측정 시스템(IMU) 의 H/W 설계와 자세제어 알고리즘 S/W을 설계하여 다관절용 로봇의 IMU 통합시스템을 구현 후 이 시스템의 동작성능을 검증하기 위해 Mtx와 MTx와의 성능을 비교 검증을 하고자 한다. ACS는 자이로와 가속도계 그리고 지자기 센서를 이용하여 항체의 롤, 피치각 자세를 제어하는 시스템이다. 일반적인 저가형 MEMS 관성센서로는 오차가 심하게 발생하여 항체의 정확한 위치를 계산하기 힘들다. 본 연구에서는 ACS 개발하기 위하여 상용의 MEMS 가속도계 및 자이고 센서, 추가적으로 지자기 센서를 사용하여 관성측정 시스템(IMU)을 표현한다. 구현된 IMU 시스템에 자세계산 프로그램을 내장하여 일정 성능을 보장하는 롤, 피치, 요 자세각 알고리즘을 설계하여 시스템에 포팅한다. 본 연구에서는 자이로와 가속도계 출력을 혼합하여 롤, 피치각을 보상함으로써 지속적으로 일정 수준이상의 성능을 보장하는 ACS를 구현하기위해 목표 플랫폼에 적재하여 실시간으로 구동하여 포팅하고 검증하였다.

압전저항형 멤스센서를 이용한 진동 측정용 3축 센서 시스템의 최적화 설계 (Optimum Design of 3-Axis Sensor System for Vibration Measurement Using Piezoresistive type MEMS Sensor)

  • 서상윤;배동명;이종규;최병근
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권12호
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    • pp.1082-1089
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    • 2013
  • 3-Axis sensor measurement system is needed for measuring ride quality of elevator. But because 3-Axis piezoelectric accelerometer is expensive. We developed 3-Axis sensor system which is suitable for measuring ride quality of elevator using cheap MEMS sensor. There are two types of MEMS sensor that are piezoresistive and capacitive type. The excellence of piezoresistive type in characteristic of frequency response and noise is confirmed compare to capacitive type as a result of this paper's experiment and reference. 3-Axis system using MEMS sensor needs MEMS's proper frequency response characteristic. Additionally noise characteristic of sensor and circuit, stiffness of assembly are needed for deciding frequency range and accuracy of amplitude.

Accelerometer Mixed Algorithm Using Fuzzy Technique

  • Jin, Yong;Cho, Sung-Yun;Park, Chan-Gook
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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    • pp.141.6-141
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    • 2001
  • This paper presents the attitude algorithm using Fuzzy technique to mix gyro information with accelerometer. The attitude angle calculated by the low-cost gyros only increases its error with time rapidly because of the integration process of the algorithm and large sensor error. It is known that the accelerometer output includes the attitude information of a vehicle and its information is more effective during low dynamic maneuver. Therefore it is needed to combine two information appropriately for obtaining the attitude information from low-cost MEMS inertial sensors. Because Fuzzy logic is very effective to make a decision of maneuvering state, it is applied to the mixed algorithm. It is shown by experiment ...

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운동량 감시 기능을 포함한 개인항법시스템 개발 (Development of a Personal Navigation System Including Activity Monitoring Function)

  • 강동연;윤희학;차은종;박찬식
    • 전기학회논문지
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    • 제57권2호
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    • pp.286-293
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    • 2008
  • The design and implementation of a personal navigation system including activity monitoring function is given in this paper. The system consists of a 3 dimensional MEMS accelerometer, digital compasses and ZigBee communication. An accelerometer and digital compasses are used to compute the position and activity. The obtained position and activity information is transmitted to a fixed beacon via ZigBee. At the same time, activity information is stored in the personal navigation system to a batch analysis program. The step detection algorithm which is robust to attaching location is proposed. Also two digital compass error compensation algorithms are proposed to find more precise headings. The experiments with a real system show that the activities of users and continuous locations less than 1.5m errors are obtained after 80m walking.

가속도센서 기반 휴대폰 단말기 사용자 인터페이스 구현 (Accelerometer-based Ul for a Mobile device)

  • 백종훈;이기혁
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (2)
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    • pp.223-225
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    • 2002
  • MEMS 가속도센서 기술의 발전은 가속도센서를 이용한 사용자 인터페이스 구현에 대한 연구를 촉진시키고 있다. 본 논문에서는 가속도센서를 기반으로 한 휴대폰 단말기를 사용하여, HCI 관점에서 센싱 기술을 소개한다. 이러한 기술은 센서 신호로부터 컴퓨터의 변위량을 계산함으로써 Knock & Mute 와 Tilt & Scroll와 같은 인터페이스를 구현할 수 있다.

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MEMS 센서 기반 지반진동 정보 크라우드소싱 수집시스템 개발 현황 (Development Status of Crowdsourced Ground Vibration Data Collection System Based on Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) Sensor)

  • 이상호;권지회;류동우
    • 터널과지하공간
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    • 제28권6호
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    • pp.547-554
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    • 2018
  • 크라우드소싱을 활용한 센서 자료 수집은 기존의 방식으로 얻기 어려운 고밀도 지반 진동 정보의 수집이 가능하다. 본 연구에서는 스마트폰과 같은 소형 전자기기에 탑재된 MEMS 센서를 활용한 크라우드소싱 방식 지반 진동 수집 시스템을 개발하였으며, 이를 위한 기반 체계 설계 및 클라이언트와 서버에 대한 구현을 수행하였다. 해당 시스템은 Android 기반의 스마트폰이나 Android Things 기반의 고정식 장비를 통해 진동 데이터를 신속히 수집하면서 하드웨어의 전력 및 데이터 사용량을 최소화할 수 있도록 설계되었다.

3축 MEMS 가속도 센서를 이용한 걸음 수 측정을 위한 중력 제거 및 백터 전환 알고리즘 (Gravity Removal and Vector Rotation Algorithm for Step counting using a 3-axis MEMS accelerometer)

  • 김승영;권구인
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.43-52
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    • 2014
  • 최근, 다양한 형태의 웨어러블 컴퓨팅 디바이스와 이에 따른 응용 프로그램이 개발되고 있으며, 이들 중에서 헬스 케어의 한 영역으로 웨어러블 컴퓨팅 디바이스를 이용하여 개인의 운동량은 측정하는 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 가장 기초적인 운동인 걸음걸이 측정 알고리즘으로 중력 제거 및 백터 회전(Gravity Removal and Vector Rotation) 알고리즘을 제안하고, 이를 위한 실험으로 보행 또는 주행 중인 개인의 다양한 위치에 부착한 웨어러블 디바이스에 장착된 3축 MEMS 가속도 센서로부터 획득된 가속도 값을GRVR 알고리즘을 이용하여 걸음 수를 측정한다. GRVR은 가속도 센서로 획득된 3축 가속도 값으로 부터 중력에 의한 가속도 분은 저대역 필터를 이용하여 제거 하고, 이 후 각각의 가속도 값에서 직류 성분 제거 및 센서 축 회전 보상인 GRVR 알고리즘으로 보행 혹은 주행 중에 순수하게 걸음걸이에 의하여 발생하는 가속도 변화분 만을 추출한다. 실험 결과로 웨어러블 디바이스를 개인의 허리 중앙 혹은 우측에 부착한 경우 GRVR 알고리즘을 이용한 걸음 수 측정은 99.4%의 정확도, 또한 손목에 부착한 경우 상용 3축 가속도 만보계의 83%보다 정확한 91.1%의 정확도를 확인하였다.