• 제목/요약/키워드: Unscented 변환

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칼만필터를 이용한 해양선박의 위치제어에 대한 연구

  • 이호;이승건
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2012년도 추계학술대회
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    • pp.74-76
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    • 2012
  • 칼만이론 및 Unscented 변환 기반의 Unscented 칼만필터를 이용하여 동적위치제어시스템을 설계하였다. Unscented 칼만필터는 기존의 칼만필터처럼 비선형운동방정식을 선형화 할 필요없이 비선형운동방정식 그대로 사용할수 있다. Unscented 칼만필터를 이용하여 설계한 동적위치제어시스템을 MATLAB SIMULINK프로그램을 이용하여 해양선박에 대해 컴퓨터시뮬레이션을 진행하였다.

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위치 센서 없는 전동기 구동장치를 위한 스케일링 파라미터에 따른 무향 변환 (Unscented Transformation According to Scaling Parameter for Motor Drive without Position Sensor)

  • 문철;권영안
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권6호
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    • pp.174-180
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    • 2016
  • 본 논문은 영구자석 동기전동기의 위치 센서 없는 속도 제어를 위해 상태변수 값을 추정하기 위한 다양한 종류의 무향변환을 가지는 무향 칼만 필터에 관한 연구이다. 센서리스 전동기 구동을 위해 무향 변환 및 무향 칼만 필터의 원리를 기술하고 응용을 설명한다. 일반적으로 사상 과정은 스케일링 파라미터에 따라 기본 형태 및 일반적 형태의 두 종류로 구분 할 수 있으며 계산 시간, 샘플들의 수 및 샘플들에 관한 가중치들이 서로 차이가 난다. 그러나 스케일링 파라미터 값이 시스템 성능에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 정보는 거의 없다. 시뮬레이션 및 실험적 결과들은 센서리스 전동기 구동 장치를 위한 다양한 스케일링 파라미터를 가지는 무향 변환 성능의 상호 비교 및 유효성을 보여준다.

인공위성 궤도결정을 위한 Unscented 변환 기반의 배치필터와 다른 배치필터들과의 성능비교 (Performance Comparison of the Batch Filter Based on the Unscented Transformation and Other Batch Filters for Satellite Orbit Determination)

  • 박은서;박상영;최규홍
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제26권1호
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    • pp.75-88
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    • 2009
  • 이 연구의 목적은 선형화 과정이 필요 없는 Unscented 변환(Unscented Transformation)을 사용한 후처리 배치 알고리즘을 소개하고, 기존 최소자승법을 이용한 후처리 배치 필터와 반복 UKF 스무더(Iterative Unscented Kalman Filter Smoother)들과 비교하여 추정 방법 간의 성능비교와 장단점을 분석하는 것이다. 연구에 사용된 위성 궤도 결정시스템의 동역학 방정식은 지구의 비대칭 중력장의 영향, 대기항력, 태양복사압 및 달과 태양의 중력으로 구성되었다. 관측 데이터로는 지상국으로부터 측정한 위성의 거리, 방위각과 고도각이 사용되었다. 특히, 비선형성의 영향에 대한 추정 방법 간의 성능과 장단점의 비교를 위해 위성의 포기 궤도오차별, 관측데이터의 관측 잡음의 크기별 테스트를 수행하였다. 이 연구를 통해 소개된, 선형화 과정이 필요 없는 Unscented 변환 기반의 후처리 배치 필터는, 비선형성의 특징이 증대된 상황에서 기존의 후처리 배치 알고리즘들에 비해 초기 궤도오차별, 관측데이터 잡음의 크기별 테스트 시 평균적으로 각각 약 5%와 12%정도의 정밀도 향상결과를 보였다. 또한, 기존 최소자승법을 이용한 후처리 배치필터가 발산한 상황에서도, 수렴성을 확보하는 안정적인 결과를 얻을 수 있었다. 그러므로 Unscented 변환 기반의 후처리 배치필터가 인공위성 궤도 결정 시스템에 효율적으로 사용할 수 있음을 제시하였다.

무향변환을 이용한 비선형 필터에 대한 연구 (Study on Nonlinear Filter Using Unscented Transformation Update)

  • 윤장호
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.15-20
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    • 2016
  • The optimal estimation of a general continuous-discrete system can be achieved through the solution of the Fokker-Planck equation and the Bayesian update. Due the high nonlinearity of the equation of motion of the system and the measurement model, it is necessary to linearize the both equation. To avoid linearization, the filter based on Fokker-Planck equation is designed. with the unscented transformation update mechanism, in which the associated Fokker-Planck equation was solved efficiently and accurately via discrete quadrature and the measurement update was done through the unscented transformation update mechanism. This filter based on the Direct Quadrature Moment of Method(DQMOM) and the unscented transformation update is applied to the bearing only target tracking problem. The proposed filter can still provide more accurate estimation of the state than those of the extended Kalman filter especially when measurements are sparse. Simulation results indicate that the advantages of the proposed filter based on the DQMOM and the unscented transformation update make it a promising alternative to the extended Kalman filter.

이산 웨이블릿 변환과 Unscented 파티클 필터를 이용한 GPS-INS 결합 시스템의 실외 정밀 위치 추정 (Precise Outdoor Localization of a GPS-INS Integration System Using Discrete Wavelet Transforms and Unscented Particle Filter)

  • 서원교;이장명
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제48권6호
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    • pp.82-90
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    • 2011
  • 본 논문에서는 실외 정밀 위치 추정을 위하여 설계된 GPS(Global positioning system)-INS(Inertial navigation system) 결합 시스템의 잡음 필터링 기법과 데이터 결합을 위한 기법을 소개한다. 실외 이동 항체의 속도 변화에 따라 차등적으로 발생하는 INS의 잡음들을 이산 웨이블릿 변환을 통해 신호를 분석하고 발생하는 잡음들을 데이터의 왜곡을 최소화하며 제거할 수 있는 차등 임계화 기법을 통한 필터링 기법을 제안하였다. 이는 항체의 가/감/등속을 고려하지 않고 특정 로우/하이 필터를 적용하여 데이터의 왜곡이 일어나는 기존 필터링 기법을 개선한 것이다. 또한 UPF를 이용해 비선형 특성과, 비가우시안 잡음의 특성을 가지는 실외 이동 항체의 GPS와 INS의 결합시킴으로서 실외에서 정밀하게 위치를 추정할 수 있게 하였고 이를 설계하여 실험을 통해 성능을 분석하였다.

무향 변환 기반 필터링을 이용한 전술표적 추적 성능 연구 (Study on Tactical Target Tracking Performance Using Unscented Transform-based Filtering)

  • 변재욱;정효영;이새움;김기성;김기선
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.96-107
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    • 2014
  • Tracking the tactical object is a fundamental affair in network-equipped modern warfare. Geodetic coordinate system based on longitude, latitude, and height is suitable to represent the location of tactical objects considering multi platform data fusion. The motion of tactical object described as a dynamic model requires an appropriate filtering to overcome the system and measurement noise in acquiring information from multiple sensors. This paper introduces the filter suitable for multi-sensor data fusion and tactical object tracking, particularly the unscented transform(UT) and its detail. The UT in Unscented Kalman Filter(UKF) uses a few samples to estimate nonlinear-propagated statistic parameters, and UT has better performance and complexity than the conventional linearization method. We show the effects of UT-based filtering via simulation considering practical tactical object tracking scenario.

심층 신경망을 이용한 실시간 유도탄 파편 탄착점 및 분산 추정 (Real-Time Estimation of Missile Debris Predicted Impact Point and Dispersion Using Deep Neural Network)

  • 강태영;박국권;김정훈;유창경
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.197-204
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    • 2021
  • 유도탄의 비행 시험 중 고장 또는 비정상적인 기동이 발생하는 경우 비행을 계속하지 않도록 의도적으로 자폭한다. 이때 파편이 발생하며 안전 지역을 벗어났는지 여부를 실시간으로 추정하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 Fully-Connected Neural Network(FCNN)를 이용하여 실시간으로 파편의 예상 낙하 영역 및 낙하 시간을 추정하는 방법을 제안한다. 많은 양의 학습 데이터 생성을 위해 Unscented Transform(UT)를 적용하였으며 신뢰도 확보를 위해 Monte-Carlo(MC) 시뮬레이션과 비교하여 파라미터를 선정하였다. 또한 제안한 방법의 추정 결과를 MC와 비교하여 성능을 분석하였다.

무향 칼만 필터에 의한 영구자석 동기 전동기 센서리스 속도제어 (Sensorless speed control of Permanent Magnet Synchronous Motor by Unscented Kalman filter)

  • 문철;권영안
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.967-972
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    • 2012
  • 영구자석 동기전동기은 높은 효율성과 우수한 토크 발생 및 벡터 제어 성능이 뛰어나 많은 산업 현장을 포함하여 광범위하게 활용되어 지고 있다. 정밀한 제어를 위해서는 회전자의 속도 및 위치 정보를 필요로 하지만 속도 센서를 사용하면 안정성 및 환경의 영향에 신뢰도가 감소하는 단점이 있다. 센서리스 속도 제어 방식에서 측정된 값은 노이즈를 포함하게 되며 이는 정밀한 속도 제어에서 성능을 저해하는 방식으로 나타난다. 본 논문에서는 영구자석 동기전동기의 센서리스 속도 제어를 하기 위해 고정자 전류 및 속도와 회전자 위치를 무향 칼만 필터를 이용하여 추정하였으며 시뮬레이션을 통해 기존의 방식인 확장 칼만 필터와 상호 비교하였다. 제안된 모델의 타당성을 입증하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며 동일한 모델을 통한 실험에서 속도 오차 정확성을 검증하였다.