• 제목/요약/키워드: attitude reference system

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A Robust Extended Filter Design for SDINS In-Flight Alignment

  • Yu, Myeong-Jong;Lee, Sang-Woo
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제1권4호
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    • pp.520-526
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    • 2003
  • In the case of a strapdown inertial navigation system (SDINS) with sizeable attitude errors, the uncertainty caused by linearization of the system degrades the performance of the filter. In this paper, a robust filter and various error models for the uncertainty are presented. The analytical characteristics of the proposed filter are also investigated. The results show that the filter does not require the statistical property of the system disturbance and that the region of the estimation error depends on a freedom parameter in the worst case. Then, the uncertainty of the SDINS is derived. Depending on the choice of the reference frame and the attitude error state, several error models are presented. Finally, various in-flight alignment methods are proposed by combining the robust filter with the error models. Simulation results demonstrate that the proposed filter effectively improves the performance.

Implementation and Validation of Earth Acquisition Algorithm for Communication, Ocean and Meteorological Satellite

  • Park, Sang-Wook;Lee, Young-Ran;Lee, Byoung-Sun;Hwang, Yoo-La;Lee, Un-Seob
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제28권4호
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    • pp.345-354
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    • 2011
  • Earth acquisition is to solve when earth can be visible from satellite after Sun acquisition during launch and early operation period or on-station satellite anomaly. In this paper, the algorithm and test result of the Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS) Earth acquisition are presented in case of on-station satellite anomaly status. The algorithms for the calculation of Earth-pointing attitude control parameters including those attitude direction vector, rotation matrix, and maneuver time and duration are based on COMS configuration (Eurostar 3000 bus). The coordinate system uses the reference initial frame. The constraint calculating available time-slot to perform the earth acquisition considers eclipse, angular separation, solar local time, and infra-red earth sensor blinding conditions. The results of Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI) are compared with that of the Astrium software to validate the implemented ETRI software.

Intelligent Attitude Control of an Unmanned Helicopter

  • An, Seong-Jun;Park, Bum-Jin;Suk, Jin-Young
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.265-270
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    • 2005
  • This paper presents a new attitude stabilization and control of an unmanned helicopter based on neural network compensation. A systematic derivation on the dynamics of an unmanned small-scale helicopter is performed. Combined rotor-fuselage-tail dynamics is derived in body-fixed reference frame with its origin at the C.G. of the helicopter. And the resulting nonlinear equation of motion consists of 6-DOF air vehicle dynamics as well as the rotor flapping and engine torque equations. A simulation model was modified using the existing simulator for an unmanned helicopter dynamic model, which reflects the unmanned test helicopter(CNUHELI). The dynamic response of the refined model was compared with the flight test data. It can be shown that a good coincidence was accomplished between the real unmanned helicopter system and the mathematical model. This dynamic model was linearized for classical controller design using small perturbation method. A Neuro-PD control system was designed for both longitudinal and lateral flight modes, and the results were compared with the PD-only control response. Simulation results show that the proposed Neuro-PD control system demonstrates better performance.

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통합형디지털참고봉사를 위한 기반 연구: 대학도서관을 중심으로 (A Study on the Preparation for Collaborative Digital Reference Service in Korea University Libraries)

  • 김휘출
    • 한국문헌정보학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.169-186
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    • 2003
  • 국내 대부분의 대학도서관이 디지털참고봉사를 제공하고 있지만 그 이용률은 매우 저조하다. 저조한 원인에는 주제전문 사서의 부족, 홍보부족 기타 관리자의 인식부족 둥으로 나타났다. 국내 대학도서관들의 환경에서 이러한 문제를 각 도서관 별로 해결하기는 어렵다. 이를 효과적으로 해결하기 위한 방법으로 각 도서관의 디지털참고봉사를 통합하는 방법을 제기하였다. 디지털참고봉사를 통합하기 위해서는 먼저 주제전문사서 양성, 이용자들이 인지하기 쉬운 인터페이스, 프로그램 개발, 관리기관 설립 등이 필요한데, 이 중에서도 주제전문사서의 양성이 우선적으로 준비되어야 할 것으로 판단된다.

GPS/INS 통합에 의한 고정밀 장기선 동적 측위를 위한 다중 기준국 네트워크 데이터 처리 알고리즘 (Multiple Reference Network Data Processing Algorithms for High Precision of Long-Baseline Kinematic Positioning by GPS/INS Integration)

  • 이흥규
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권1D호
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    • pp.135-143
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    • 2009
  • GPS 반송파를 사용하는 GPS/INS 통합 측위 기술은 서로가 가지는 기술적 한계를 상호 극복하여 그 성능을 최대화 할 수 있어 측량과 항법의 다양한 분야에 활용되고 있다. 그러나 GPS/INS 통합 측위을 통하여 수 센티미터의 정확도를 확보하기 위해서는 기준국과 이동국 수신기 사이의 간격이 10~20Km 이내로 제한되어야 하는 단점을 가지고 있으며 이는 두 시스템 관측데이터를 통합 처리하더라도 그 정확도는 여전히 GPS 위성궤도 오차, 전리층 영향 그리고 대류권 지연과 같은 기선장에 따른 오차의 영향을 받기 때문이다. 이것은 3대 이상의 기준국 관측데이터를 사용하여 기선장에 따른 오차 보정량을 추정하여 이동국 관측데이터에서 그 영향을 최소화하여 극복 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 다중의 기준국 관측데이터를 사용하여 기선장에 따른 오차 보정량 결정을 위한 기준국 반송파 미지정수 결정, 칼만필터에 의한 기선장에 따른 오차 추정 그리고 기준국과 이동국의 기하관계에 의한 오차 보간을 통한 보정량 산출 알고리즘 제안하고 실제 관측데이터 처리를 통해 그 성능을 평가 하였다.

무인항공기의 각속도 기반 자동비행제어시스템 개발

  • 이장호;유혁;김재은;안이기;김응태
    • 항공우주기술
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    • 제4권2호
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    • pp.7-14
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    • 2005
  • 본 논문은 군에서 운용중인 대공포 사격 훈련용으로 개발한 무인 표적기용 자동비행시스템 개발에 관한 논문이다. 조종사에 의해 수동으로 운용중인 표적기를 자동화함으로써 조종사 측면에서는 비행업무를 경감시키고, 군 측면에서는 사격훈련 예산절감이라는 장점을 가지게 된다. 현재까지 개발된 대부분의 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)는 항공기 자세를 측정하기 위해 AHRS(Attitude & Heading Reference System)와 IMU(Inertial Measurement Unit)등의 고가의 센서를 장착하고 있지만 이를 장착하고 무인기를 사격훈련용으로 사용하기에는 비용절감이라는 목적에 적합하지 않다. 이에 본 논문은 저가의 센서를 장착하고 자동비행이 가능하도록 저가형 자동비행시스템을 개발하였으며, 비행시험을 통하여 자동비행시스템 성능을 입증하였다.

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근감각-색·음 변환을 위한 ARM 기반 임베디드시스템의 구현 (Implementation of ARM based Embedded System for Muscular Sense into both Color and Sound Conversion)

  • 김성일
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권8호
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    • pp.427-434
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    • 2016
  • 본 논문은 인간이 인지할 수 있는 감각들 중 인체의 회전, 방향 변화 및 움직임의 정도를 알 수 있는 근감각에서 시각 및 청각 요소로의 변환 알고리즘을 이용하여 ARM Cortex-M4에 기반한 실시간 임베디드시스템으로 구현한 방법에 초점을 맞추었다. 근감각의 입력 방식으로는 자세측정장치(AHRS : Attitude Heading Reference System)를 이용해 롤(Roll), 피치(Pitch) 및 요(Yaw) 값을 실시간 획득하고, 이들 각각의 색을 표현하는 HSI 컬러 모델의 명도(Intensity), 색상(Hue) 및 채도(Saturation)에 대응하여 변환하였다. 최종 컬러신호는 HSI 에서 RGB 컬러모델로 변환하여 획득하였다. 또한, 근감각의 세 가지 입력 값들을 음을 표현하는 요소인 옥타브(Octave), 음계(Scale) 및 음의 세기(Velocity)에 대응하여 변환한 값을 MIDI(Musical Instrument Digital Interface)를 이용해 사운드를 합성하여 출력하였다. 출력 컬러신호 및 사운드를 분석한 결과, 근감각 입력 신호가 제안한 변환 방식에 따라 실시간으로 정확하게 색과 음으로 변환, 출력됨을 확인하였다.

AHRS IMU 센서를 이용한 이동체의 동적 위치 결정 (Dynamic Position of Vehicles using AHRS IMU Sense)

  • 백기석;이종출;홍순헌;차성렬
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.77-81
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    • 2006
  • GPS cannot determine random errors such as multipath and signal cutoff caused by surrounding environment that determines the visibility of satellites and the speed of data creation and transmission is lower than the speed of vehicles, it is difficult to determine accurate dynamic positions. Thus this study purposed to implement a method of deciding the accurate dynamic position of vehicles by combining AHRS (Attitude Heading Reference System) IMU (Initial Measurement Unit) based on low-priced MEMS (Micro Electro Mechanical System) in order to provide the information of attitude, position and speed at a high transmission rate without external help. This study conducted an initialization test to decide dynamic position using AHRS IMU sensor, and derived attitude correction angles of vehicles against time through regression analysis. The roll angle was $y=(A{\times}10^{-6})x^2 -(B{\times}10^{-5})x+Cr{\times}10^{-2}$ and the pitch angle was $y=(A{\times}10^{-6})x^2-(B{\times}10^{-7})x+C{\times}10^{-2}$, each of which was derived from second-degree polynomial regression analysis. It was also found that the heading angle was stabilized with variation less than $1^{\circ}$ after 60 seconds.

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관성항법장치 온도 안정화 상태에서의 초기정렬 성능분석 (Performance Analysis of Self-Alignment in the Temperature Stabilizing State of Inertial Navigation System)

  • 김천중;유준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.796-803
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    • 2011
  • 정지 상태에서 관성항법장치를 구성하는 가속도계 및 자이로 측정치를 이용하여 초기 자세를 구하는 것을 초기정렬 혹은 자가정렬이라 한다. 초기정렬의 정밀도는 관성항법장치에 탑재되는 관성센서의 성능에 의하여 결정되며 수평축 자세는 수평축 가속도계, 수직축 자세는 E축 자이로 성능에 의해 결정된다. 그러므로 관성센서에서 발생된 불확실한 오차는 초기정렬의 정밀도를 저하시키는 주요원인이 된다. 논 논문에서는 관성센서의 불확실한 오차 중에서 관성항법장치에 전원이 인가되어 온도가 안정화 되는 상태에서의 관성센서 오차가 초기정렬 성능에 어떠한 영향을 미치는 가를 이론적으로 분석하고 시뮬레이션을 통하여 검증한 결과를 제시한다.

비행시험을 위한 전투기 외장형 계측시스템 개발 (Development of the External Instrumentation System of a Fighter Aircraft for Flight Test)

  • 염형섭;오종훈;성덕용
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.907-913
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    • 2010
  • 본 논문에서는 공군에서 운용중인 전투기를 활용한 비행시험 수행 시 비행자료를 얻기 위한 외장형 계측시스템 개발에 대하여 서술하였다. 전투기의 외장형 계측시스템은 계측 포드와 영상 포드로 구성된다. 계측 포드는 GPS/AHRS 센서를 이용하여 전투기 비행자세, 속도 및 고도 등의 비행자료를 측정하며, 영상 포드는 2대의 고속카메라와 1대의 일반카메라를 사용하여 비행영상을 획득한다. 개발한 외장형 계측시스템은 환경시험과 지상시험, 그리고 전투기에 장착하여 비행시험을 수행함으로서 성능을 입증하였다.