• 제목/요약/키워드: Rotation Rate Estimation

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Extended Kalman Filter Based GF-INS Angular Velocity Estimation Algorithm

  • Kim, Heyone;Lee, Junhak;Oh, Sang Heon;Hwang, Dong-Hwan;Lee, Sang Jeong
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제8권3호
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    • pp.107-117
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    • 2019
  • When a vehicle moves with a high rotation rate, it is not easy to measure the angular velocity using an off-the-shelf gyroscope. If the angular velocity is estimated using the extended Kalman filter in the gyro-free inertial navigation system, the effect of the accelerometer error and initial angular velocity error can be reduced. In this paper, in order to improve the navigation performance of the gyro-free inertial navigation system, an angular velocity estimation method is proposed based on an extended Kalman filter with an accelerometer random bias error model. In order to show the validity of the proposed estimation method, angular velocities and navigation outputs of a vehicle with 3 rev/s rotation rate are estimated. The results are compared with estimates by other methods such as the integration and an extended Kalman filter without an accelerometer random bias error model. The proposed method gives better estimation results than other methods.

데이터 손실이 있는 RCS 데이터에서 압축 센싱 이론을 적용한 ISAR 영상 복원 알고리즘 연구 (A Study on the ISAR Image Reconstruction Algorithm Using Compressive Sensing Theory under Incomplete RCS Data)

  • 배지훈;강병수;김경태;양은정
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권9호
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    • pp.952-958
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    • 2014
  • 본 논문에서는 불완전한 radar-cross-section(RCS) 데이터로부터 inverse synthetic aperture radar(ISAR) 영상 복원과 동시에 표적의 회전각도를 추정하기 위한 compressive sensing(CS) 기반의 레이더 신호 모델을 적용한 parametric sparse 복원 알고리즘을 제안하고자 한다. Sparse 복원 알고리즘으로는 iteratively-reweighted-least-square(IRLS) 기법을 이용하여 각도 방향(cross-range)에서 모르는 처프 비율(chirp rate)의 처프 성분을 포함하는 레이더 신호 모델과 결합한다. 그리고, particle swarm optimization(PSO) 최적화 알고리즘을 이용하여 표적의 회전각도와 연관된 파라미터들을 추출한다. 따라서, RCS 데이터 샘플에 데이터 손실이 발생하더라도 본 논문의 IRLS 기반 parametric sparse 복원 알고리즘에 따라 효율적으로 ISAR 영상을 복원할 수 있고, 동시에 표적의 회전각도를 추정할 수 있다. 또한, 불완전한 RCS 데이터 샘플에 대하여 영상의 엔트로피 관점에서 본 논문에서 제안한 방법의 성능과 전통적인 보간법의 성능을 서로 비교 관찰한다.

An Orthogonal Phase-Superimposed Peak-to-Average Power Ratio Reduction Technique

  • Han, Tae-Young;Kim, Nam;Choi, Jung-Hun;Lee, Jae-Hwan
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제7권4호
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    • pp.169-174
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    • 2007
  • This paper presents a method of superimposing the rotation phases over the pilot and data symbols in order to reduce the peak-to-average power ratio(PAPR) in orthogonal frequency division multiplexing(OFDM). The phases of the rotation vector are added to those of the pilot symbols and those of the data symbols by interlaying them between any two pilot symbols. The receiver restores the data symbols by utilizing the channel estimation of the pilot symbols. Therefore, the bandwidth efficiency is improved by not using the subcarriers that are assigned for the reduction of the PAPR. Also, the enormous increase of the bit error rate which would be caused by incorrectly receiving the side information, i.e. the phases of the rotation vector, is prevented. The simulation results of the bit error rate performance for the BPSK are given using the COST-207 channel model.

Imperfection Parameter Observer and Drift Compensation Controller Design of Hemispherical Resonator Gyros

  • Pi, Jaehwan;Bang, Hyochoong
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제14권4호
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    • pp.379-386
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    • 2013
  • The hemispherical resonator gyroscope is a type of vibratory gyroscope, which can measure angle or angular rate, based on its operating mode. This paper deals with the case when the hemispherical resonator gyroscope is operated in angle measurement mode. In angle measurement mode, the resonator pattern angle precesses, with respect to the external rotation input, by the principle of the Coriolis effect, so that the external rotation can be estimated, by measuring the amount of precession angle. However, this pattern angle drifts, due to the manufacturing error of the resonator. Since the drift effect causes degradation of the angle estimation performance of the resonator, the corresponding drift compensation control should be performed, to enhance the estimation performance. In this paper, a mathematical model of the hemispherical resonator gyro is first introduced. By using the mathematical model, a nonlinear observer for imperfection parameter estimation, and the corresponding compensation controller are designed to operate hemispherical resonator gyros, as angle measurement sensors.

회전을 고려한 정밀 양방향 움직임 예측 프레임 보간 기법 (Frame Interpolation using Bilateral Motion Refinement with Rotation)

  • 이민규;박현욱
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제46권5호
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    • pp.135-142
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    • 2009
  • 홀드형 디스플레이 시스템이 개발되면서 화질의 개선을 위해 프레임율 증가 변환 기법이 고려되고 있다. 프레임율 증가 변환 기법은 두 인접 프레임들로부터 하나 이상의 사이 프레임을 보간하여 시간적 해상도를 향상시킨다. 본 논문에서는 회전을 고려하여 양방향 움직임 예측 방법을 적용한 새로운 프레임율 증가 변환 기법을 제안한다. 먼저 각 블록의 정확한 움직임 벡터를 얻기 위해 두 인접 프레임들로부터 양방향 움직임 예측 방법을 수행한다. 초기 움직임 벡터가 정해지면, 움직임 벡터 필드의 연속성과 정확하지 못한 움직임 벡터의 제거를 위해 움직임 벡터 필드에 메디안 필터를 적용한다. 벡터 메디안 필터를 거친 움직임 벡터들은 회전을 고려한 정밀 움직임 보정을 통해 정밀한 움직임 벡터로 갱신된다. 회전요소를 가진 최종 움직임 벡터가 구해지면, 중첩된 블록 이동 보상 방법을 적용하여 중간 프레임을 생성할 수 있다. 실험결과, 제안하는 알고리즘은 이전 방법에 비해 주관적 및 객관적으로 더 좋은 성능을 보였다.

Phase Correlation을 이용한 표적 추적기 개발 (Development of a Target Tracker using Phase Correlation)

  • 진상훈;석정엽
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.165-168
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    • 2004
  • This paper propose a target tracker using phase correlation. The tracker consist of a pre-processing module, a translation estimation module based on phase correlation, a fine motion estimation module applied when confidence rate could not fulfill a threshold value and a reference image update module. The fine motion estimation module measure the shift, rotation and scale of input image compared to reference using Fourier-Mellin transform. Proposed tracker was tested its accuracy and robustness using some real indoor and outdoor image sequences.

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Design of Roll Rate Estimator using GPS Signal for Spinning Vehicle

  • Lee, Sunyong;Jin, Mihyun;Choi, Heon Ho;Lee, Sang Jeong
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제5권3호
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    • pp.109-118
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    • 2016
  • The present paper proposes a method that can estimate a roll rate of spinning vehicles utilizing GPS receivers. The proposed method analyzes a relation between received signal and correlation value and utilizes a phenomenon that received signal power that changes according to a signal incident direction affects a correlation value. That is, a roll-rate estimation method using zero crossing detection method for correlation value, which has sinusoidal periodicity according to rotations of vehicles, is proposed. A correlation value in real environments experiences a jitter so that the proposed method includes a pre-processing filter and detection threshold setting way is also considered to reduce the effect of received signal power. In order to verify the operation of the proposed method and analyze the performance, a signal generator and software-defined receiver (SDR) are designed. The signal generator generates intermediate frequency (IF) signal by taking the rotation of vehicles, antenna gain, and signal power into consideration, and a correlation value is acquired by taking the generated IF signals into consideration. Using the generated correlation value, the operation of the proposed roll rate estimation method is verified and the performance is analyzed.

Suppression of Output Distortion in a Gyroscope using Fiber Amplifier/Source by Tracking of Optimum Modulation Amplitude

  • Park, Hee-Gap
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제3권2호
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    • pp.80-85
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    • 1999
  • We propose and demonstrate a new scheme for suppression of output distortion in an open-loop gyroscope employing an erbium-doped fiber amplifier/source (FAS). In addition to the main modulation for the rotation rate measurement, a small auxiliary modulation at a different frequency is used to extract an error signal, which is necessary for keeping the quasi-dc component of the feedback signal power at a constant level for varying rotation rate. By active tracking of the optimum modulation condition using this two-frequency modulation scheme, we obtain stable gyro output with suppressed distortion as well as stable FAS characteristics. We also calculate the distortion in the gyro response due to the feedback effect, from which we estimate the FAS gyro output distortion due to the residual ac feedback effect when the dc feedback effect is removed by the proposed scheme. The measured residual deviation agrees reasonably with the estimation.

블라인드 채널에서 수신 신호 분석 기법을 사용한 변조 및 채널 상태 추정 알고리즘 (A Modulation and Channel State Estimation Algorithm Using the Received Signal Analysis in the Blind Channel)

  • 최민환;남해운
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권11호
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    • pp.1406-1409
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    • 2016
  • 본 논문에서는 송수신단 간 변조기법 및 채널 상태 값이 약속되지 않은 완벽한 블라인드 통신 상황에서 송신측의 변조방식을 알아내기 위해 성좌도 회전 및 확률밀도함수(probability density function : pdf)를 이용한 새로운 자율 변조 구분(Automatic modulation classification : AMC)기법과 경험적 신호 그룹화 알고리즘을 통해 채널 상태 값을 추정하는 방법을 제안한다. 평균제곱근 편차(Root mean square error : RMSE) 및 심볼 오류율(Symbol error rate : SER) 등의 모의실험을 통해 제안된 기법과 기존의 다른 기법간의 채널 상태와 변조 추정 능력을 비교 평가한다.

회전 위상을 파일롯과 데이터 심볼에 덧붙인 첨두대 평균 전력비 저감 기법 (Peak-to-Average Power Ratio Reduction Technique Superimposing the Rotation Phases over Pilot and Data Symbols)

  • 한태영;최정훈;김남
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.53-61
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    • 2007
  • 이 논문은 직교 주파수 다중 전송 통신 방식의 첨두대 평균 전력비를 줄이기 위하여 대역폭과 전력의 효율성을 고려하여 파일롯과 데이터 심볼에 회전 위상을 중첩한 기법에 대한 연구 논문이다. 즉 파일롯 심볼에 위상 회전 벡터를 부가하여 파일롯 심볼 사이의 데이터 심볼의 위상 회전 벡터를 파일롯 심볼의 위상 회전 벡터와 동일하게 하여 전송하는 기법이다. 이러한 방식에 따라 송신기는 부분 분할 전송 기법에 의한 첨두대 평균 전력비를 줄일 수 있고 수신기에서 위상 회전 벡터를 파일롯 심볼의 채널 추정에 의하여 원래의 데이터 심볼을 복원할 수 있다. 따라서 송신기에서는 별도의 부반송파를 첨두대 평균 전력비의 저감하는 용도로 사용하지 않음으로써 효율적인 대역폭의 운용이 가능하고 수신기에서 위상 회전 벡터에 대한 부가적인 전송에 따른 오류에 의한 비트 오율의 급격한 증가를 방지할 수 있다. 다시 말해서 대역폭과 전력 및 통신 성능을 모두 개선할 수 있는 방법이라 할 수 있다.