• 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.

• 국방과기술
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• 6호통권256호
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• pp.46-53
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• 2000

강직성은 우주 공간에 대해 일정한 방향을 유지하려고 하는 성질로 뉴턴의 제1법칙인 관성력을 이용한 한 형태라고 할 수 있다. 강직성은 자체 회전축의 방향을 변화시켜려는 외력에 대항하여 자이로의 지지대를 기울여도 자이로의 축을 원위치로 유지하게 하는 성질이다. 이 성질은 3개의 변수인 로터의 질량, 반경, 회전속도에 좌우된다. 강직성을 이용하여 만든 자이로를 3축 자이로 혹은 Free Mounted Gyro라 하며 3축 자이로는 항공기 계기에서 자세기준, 방향기준을 설정하는데 이용된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.117-120
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• 2004

이 논문은 프리 자이로스코프의 방향의존성을 이용하여 위치를 결정하는 방댑을 이론적으로 검토한 것이다. 임의 기준 위치 혹은 출발 위치에 대하여 두 개 이상의 프리 자이로스코프의 자이로축의 경사각을 측정하고 아울러 기준 위치에서 시작한 시간의 경과를 측정한 다음, 이 두 가지의 기본 요소를 이용하여 위치를 구하는 것이다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제13권3호
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• pp.237-244
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• 2024

An Attitude and Heading Reference System (AHRS) provides the attitude of a vehicle with a constant velocity using an Inertial Measurement Unit (IMU) and a magnetometer. In this case, in order to avoid the disadvantage of a gyroscope, an AHRS using a Gyro-Free IMU (GF-IMU) that is composed of only accelerometers may be considered instead of the gyroscopes. In this paper, a design method of an AHRS using a GF-IMU is proposed. The proposed AHRS consists of roll and pitch calculation, yaw calculation, angular acceleration and angular velocity calculation, attitude calculation, and a Kalman filter. In particular, since the angular velocity cannot be measured from a gyroscope, the angular acceleration is obtained from the accelerometer output, and the angular velocity is calculated by integrating it. In order to show the usefulness of the proposed method, a performance evaluation was carried out. The performance evaluation results show that the attitude estimation performance of the proposed AHRS is similar to that of the conventional AHRS.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.171-178
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• 2024

밸런스 보드 (Balance Board, BB)를 활용한 운동은 균형 감각 발달, 코어 근육 강화 등 신체 운동 능력 향상과 집중력 증진에 효과적이다. 특히, 다양한 디지털 콘텐츠와 연동되는 스마트 밸런스 보드 (Smart Balance Board, SBB)는 기존 밸런스 보드에 비해 적절한 피드백을 제공하여 운동 효과를 극대화한다. 그러나 대부분의 시스템들은 시/청각적인 피드백만 제공하여 사용자의 운동 몰입도 및 흥미 그리고 운동 자세의 정확성에 미치는 영향을 평가하지 못한다. 본 연구에서는 멀티 센서를 활용하여 다양한 피드백과 정확한 자세로 훈련이 가능한 몰입형 스마트 밸런스 보드 (Imemersive-SBB, I-SBB)를 제안한다. 제안된 시스템은 아두이노 기반으로 보드의 자세을 측정하는 자이로 센서, 유/무선 통신을 위한 통신 모듈, 사용자의 정확한 발 위치를 유도하는 적외선 센서, 촉각 피드백을 위한 진동 모터로 구성되어 있다. 측정된 보드의 자세는 칼만 필터 (Kalman Filter)를 이용하여 부드럽게 보정되고, 멀티 센서 데이터는 FreeRTOS를 활용해 실시간으로 병렬처리된다. 제안된 I-SBB는 다양한 콘텐츠와 연동하여 사용자의 집중도 및 몰입도 향상과 흥미 유발에 효과적임을 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.553-555
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• 1999

In this paper, we developed the new-type digital gyrocompass for ship. This is made of DTG(Dynamically Tuned Gyro) and two accelerometers. The simple structure of two-axis free gimbals and the digital precession by CPU unit are main differences from Sperry or Anschutz type gyrocompass. As experimental results, the developed gyrocompass seeks the true north within 1 hour and support maximum speed 100[knot], maximum latitude $75[^{\circ}]NS$. By the comparison with other company's Products, we show the uniqueness and the excellence of the proposed gyrocompass.

• Current Optics and Photonics
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• 제4권6호
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• pp.466-471
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• 2020

We analyze the transverse nuclear magnetizations of 129Xe and 131Xe in a vapor cell containing natural Xe, 87Rb, and buffer gases. Th e Xe atoms are polarized th rough spin-exch ange optical pumping (SEOP) with Rb atoms under low-magnetic-field conditions. From the free-induction-decay (FID) signal, we measure the nuclear magnetization of the Xe atoms in the Xe-Rb vapor cell. Furthermore, we measure the dependence of the gyromagnetic ratio on the magnetization of 129Xe and 131Xe by examining the amplitude of the FID signal of each isotope, and we evaluate the relationship between the magnetic field gradient and transverse relaxation rate for both of the 129Xe and 131Xe isotopes.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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• pp.251-256
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• 2006

In the work package 'Integrated Positioning' of the research project NAVIO (Pedestrian Navigation Systems in Combined Indoor/Outdoor Environements) we are dealing with the navigation and guidance of visitors of our University. Thereby start points are public transport stops in the surroundings of the Vienna University of Technology and the user of the system should be guided to certain office rooms or persons. For the position determination of the user different location sensors are employed, i.e., for outdoor positioning GPS and dead reckoning sensors such as a digital compass and gyro for heading determination and accelerometers for the determination of the travelled distance as well as a barometric pressure sensor for altitude determination and for indoor areas location determination using WiFi fingerprinting. All sensors and positioning methods are combined and integrated using a Kalman filter approach. Then an optimal estimate of the current location of the user is obtained using the filter. To perform an adequate weighting of the sensors in the stochastic filter model, the sensor characteristics and their performance was investigated in several tests. The tests were performed in different environments either with free satellite visibility or in urban canyons as well as inside of buildings. The tests have shown that it is possible to determine the user's location continuously with the required precision and that the selected sensors provide a good performance and high reliability. Selected tests results and our approach will be presented in the paper.

• 전자공학회논문지
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• 제50권1호
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• pp.285-290
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• 2013

최근 현대사회는 고도의 발전과 더불어 화석연료 사용으로 인한 환경문제가 대두되고 있다. 그래서 저공해 에너지 및 기술개발 등 지속적인 노력을 기울이고 있지만 기존의 화석연료와 자동차를 대체 할 수 있을 만한 수준의 성과를 거두지는 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 21세기 전기 오토모바일 분야에서 세그웨이(Segway) 기술을 토대로 단점을 보안하고 새로운 인터페이스의 방향을 제시하는데 그 목적을 두고 있다. 세그웨이는 자체의 기울어짐을 이용해서 제어를 하기 때문에 어느정도 경사가 있는 곳에서 기울기를 잘못 조절하면 그대로 넘어지는 문제가 있다. 본 연구는 이러한 단점을 해결해 보고자 2개의 압력센서(Load cell)를 사용하여 체중비율에 따른 제어방법을 도입해 보았다. 또, 경사로에서의 수월한 운행을 위해서 자이로센서와 가속도 센서를 사용해서 값을 보정해 경사에서도 자유로운 제어방법을 연구해 보았다. 탑승자의 체중과 경사각에 따른 압력센서의 압력 감지값을 실험으로 측정하여 산출해 본 결과 경사각에 비해서 체중에 대한 제어변수 변화량이 크다는 점을 알 수 있다. 결과적으로 압력센서를 사용해서 만든 세그웨이또한 제어가 간편하며 경사로 등에서의 안정성도 높은 것을 알 수 있다.

• 전기학회논문지
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• 제59권3호
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• pp.674-677
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• 2010

The purpose of this study was to analyze bradykinesia of forearm movement in patients with Parkinson's disease (PD) as compared to those of normal subjects. A gyrosensor was selected for the measurement of forearm movement, because it can provide angular velocity signal which is free from the gravitational artifact and also because it can be conveniently used during clinical test of bradykinesia. Forty PD patients (age: $65.7\pm11.1$ yrs, H&Y stage:$2.3\pm0.5$), 14 age-matched elderly subjects ($65\pm3.9$ yrs) and 17 healthy young subjects ($24\pm2.1$ yrs) participated in this study. Angular velocity during forearm movement of pronation/supination was measured in both arms. Suggested quantitative measures of bradykinesia were root-mean-squared (RMS) angular velocity, RMS angle, peak power and total power which were derived from the angular velocity. ANOVA showed that all measures were significantly different among three groups (p<0.001). Subsequent post-hoc test revealed that all measures in PD patients were significantly smaller than in healthy elderly and healthy young subjects (p<0.05). This results suggest that PD patients can be differentiated from normal subjects using suggested measures.