• Journal of Multimedia Information System
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• 제5권2호
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• pp.115-120
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• 2018

Recently, ways for accurately measuring the three dimensional movements of hand are actively researched so as to utilize the measurement data for therapeutic and rehabilitation programs. This research paper aims to introduce a product called Myo Armband, a wearable device comprised of a 3-axis accelerometer, a 3 axis gyroscope, and electromyographic sensors. We compare Armband's performance with that of the Motion Capture System, which is known as a device for providing fairly accurate measurements for angular movements of objects. Dart throwing and wrist winding motions comprised movement scenarios. This paper also discusses one of Armband's advantages - portability, and suggests its potential as a substitute for previously used devices. Decent levels of measurement accuracy were obtained which were comparable to that of three dimensional measurement device.

• Journal of Magnetics
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• 제21권4호
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• pp.529-536
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• 2016

Magnetically suspended sensitive gyroscopes (MSSGs) provide an interesting alternative for achieving precious attitude angular measurement. To effectively reduce the measurement error caused by dynamic imbalance, this paper proposes a novel compensation method based on analysis and modeling of the error for a MSSG. Firstly, the angular velocity measurement principle of the MSSG is described. Then the analytical model of dynamic imbalance error has been established by solving the complex coefficient differential dynamic equations of the rotor. The generation mechanism and changing regularity of the dynamic imbalance error have been revealed. Next, a compensation method is designed to compensate the dynamic imbalance error and improve the measurement accuracy of the MSSG. The common issues caused by dynamic imbalance can be effectively resolved by the proposed method in gyroscopes with a levitating rotor. Comparative simulation results before and after compensation have verified the effectiveness and superiority of the proposed compensation method.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.345-348
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• 2009

본 연구에서는 실내에서의 위치추적을 위해 가속도 센서와 각속도 센서를 이용한 위치추적기법을 제안하였다. 기존의 실내 위치추적기법은 전파의 세기를 이용하여 위치추적을 수행하는 RSSI기법과 초음파를 이용한 방법이 제시되었다. 하지만 기존 실내위치추적 기법에서는 좌표 값을 알고 있는 고정된 노드를 필수적으로 사용해야하는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하기위하여 착용형 노드에 가속도센서와 각속도 센서를 부착하고 이동속도와 방향을 계측하여 실내에서의 위치추적을 수행하고자 하였다. 이를 위해 3축 가속도 센서와 2축의 각속도 센서를 사용하였으며, 센서로부터 출력되는 아날로그신호를 계측 및 무선전송하기 위하여 Zigbee기반의 무선 센서노드를 사용하였다. 무선센서노드로부터 측정된 가속도신호와 각속도 신호의 분석을 통해 실내위치추적 가능성을 평가하였으며, 평가 결과 가속도센서와 각속도 센서를 이용한 실내위치추적의 가능성을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 1996년도 The Korean Institute of Navigation 1996년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.21-30
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• 1996

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권5호
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• pp.914-923
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• 2002

Recently, there has been considerable interest in micro gyroscopes made of silicon chips. It can be applied to many micro-electro-mechanical systems (MEMS): devices for stabilization, general rate control, directional pointing, autopilot systems, and missile control. This paper shows how the mechanical design of the gyroscope can be done using axiomatic design, followed by the application of the Taguchi robust design method to determine the dimensions of the parts so as to accommodate the dimensional variations introduced during manufacturing. Functional requirements are defined twofold. One is that the natural frequencies should have fixed values, and the other is that the system should be robust to large tolerances. According to the Independence Axiom, design parameters are classified into a few groups. Then, the detailed design process is performed fellowing the sequence indicated by the design matrix. The dimensions of the structure are determined to have constant values fur the difference of frequencies without consideration of the tolerances. It is noted that the Taguchi concept is utilized as a unit process of the entire axiomatic approach.

• 한국광학회지
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• 제8권4호
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• pp.320-326
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• 1997

Erbium 첨가 광섬유를 이용하여 광섬유 자이로스코프용 광대역폭 광원을 구성하였다. 광원의 구성방식을 달리하며 펌프 power에 따른 광원의 출력 power, 파장선폭, 중심파장을 측정하여 방식간에 이를 비교하였다. 시도된 4가지의 구성방식 중에서 'double pass'방식의 경우에 25 mW의 비교적 낮은 펌핑(파장 1.48.mu.m)으로 5.5 mW의 가장 큰 출력 power를 얻었으며, 충분히 펌핑하는 경우에 펌프 power 변화에 대한 중심파장 변화율이 거의 0에 가까운 안정된 특성을 얻을 수 있었다. 'Amplifier/source'방식은 광원의 출력은 가장 작았으나, 자이로 검출기에 입사되는 power면에서 다른 방식에 비해 최소한 100배 이상 큰 결과를 얻었다. 광원으로의 귀환 수준이 증가함에 따라 파장선폭은 증가했으나 출력 power는 감소했으며 귀환 수준 변화에 따른 중심파장의 변화가 크게 나타나서 귀환광이 자이로의 scale factor에 큰 영향을 미칠 것임을 예측할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권1호
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• pp.82-89
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• 2014

본 논문에서는 공진기 각진동에 의한 출력을 제거하기 위하여 복조방법을 사용하는 링레이저 자이로의 시간 양자화 오차를 감소시키기 위한 방법을 논의하였다. 링레이저 자이로에는 맥놀이 주파수를 검출하는 과정에서 발생하는 각도 양자화오차와 lock-in 현상을 해결하기 위하여 변조한 각진동을 출력으로부터 복조하는 과정에서 발생하는 시간 양자화오차가 있다. 시간 양자화 오차는 링레이저 자이로의 샘플링 주기가 자이로 각진동 주기에 동기된 복조방법을 사용하기 때문에 발생한다. 일반적으로 자이로 각진동 주기는 항법계산 주기에 비하여 길기 때문에, 탑재체의 자세를 빠른 속도로 업데이트 해야만 하는 고기동 환경에서는 시간양자화 오차에 의한 항법오차가 발생된다. 본 논문에서는 이러한 샘플링 시간 양자화오차를 줄이기 위하여 이중 복조방법을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 동적환경에서의 오차 감소현상을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.129-136
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• 2010

본 논문은 2바퀴로 수직 자세를 유지하며 원하는 방향으로 이동할 수 있도록 다수개의 센서를 혼합하여 정확한 각도 정보를 얻을 수 있는 방안과 이를 이용한 로봇주행 방법을 연구하였다. 로봇이 2바퀴로 수직 자세를 취하면 시스템이 안정하기 위하여 항상 앞, 또는 뒤로 넘어지려는 성질을 가진다. 따라서 이를 지속적인 수직상태로 유지하기 위하여 기울어지는 각도 정보가 필요하며 이를 이용하여 기울어지는 방향으로 신속한 자세 제어를 필요로 하게 된다. 본 논문에서는 각속도 정보를 얻을 수 있는 자이로센서와 이를 보상하기위한 방안으로 가속도 센서를 혼합하여 사용하였다. 현재 자이로센서와 가속도센서를 혼합하는 알고리즘은 Kalman Filter가 일반적으로 이용되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 이러한 알고리즘을 수행하기 위해서는 고성능의 DSP 프로세서 및 성능이 우수한 시스템을 요구하고 있다. 본 논문에서는 간단하면서 고 효율의 성능을 발휘할 수 있는 자이로센서와 가속도 센서의 혼합 알고리즘과 PID제어를 이용한 자세제어를 연구하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권3호
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• pp.57-65
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• 2003

본 연구에서는 웨이퍼 레벨 진공 패키징된 MEMS자이로스코프 소자의 신뢰성 시험 및 분석을 통하여 웨이퍼 레벨 진공 패키징의 파괴 메카니즘을 연구하였다. 진공 패키징의 주된 파괴 모드는 누설, 가스투과, 그리고 outgassing이다. 누설은 접합 계면이나 재질의 결함을 통하여 주로 발생되며, 접합폭을 증가시키거나 단결정 실리콘을 사용하면 누설이 감소한다. Outgassing은 실리콘 및 유리기판의 표면 및 내부에서 발생하며 주로 $H_2O$와, $CO_2$, $C_3H_5$ 및 유기 오염물질이었다. Epi-poly의 경우 SOI 웨이퍼보다 약 10배의 outgassing을 발생시킨다. 또한 유리기판을 샌드블라스트 공정을 사용하여 가공한 경우, 약 2.5배의 outgassing 양이 증가한다. Outgassing 제거를 위해서는 접합 전에 웨이퍼를 pre-baking하는 과정이 필수적이며, outgassing의 발생을 최대로 하기 위한 최적의 pre-baking조건은 실리콘과 유리 웨이퍼를 $400^{\circ}C$와 $500^{\circ}C$ 사이에서 pre-baking하는 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권4호
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• pp.13-22
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• 2004

MEMS 소자의 패키지는 일반적으로 패키징 과정에서 큰 온도변화를 받게 되는데, 이에 의한 패키지의 변형은 패키지 및 소자의 신뢰성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 진동형 MEMS 자이로스코프 센서의 패키지를 대상으로 하여, 온도변화로 인한 열변형 거동에 대한 광학실험과 해석을 수행하였다. 이를 위하여 실시간 모아레 간섭계를 이용하여 각 온도단계에서 변위분포를 나타내는 간섭무늬를 얻고, 그로부터 MEMS 패키지의 굽힘변형 거동 및 인장변형에 대한 해석을 수행하였다. MEMS 칩과 EMC 및 PCB의 열팽창계수 차이로 인하여 패키지는 $125^{\circ}C$ 이하에서는 전체적으로 아래로 볼록한 굽힘변형이 발생하였으며, 온도 $140^{\circ}C$를 정점으로 그 이상의 온도에서는 반대의 굽힘변형이 발생하였다. MEMS의 주파수에 영향을 줄 수 있는 칩 자체의 수축변형률은 약 $481{\times}10^{-6}$로 측정되어서 MEMS 설계시 이를 고려하여야 함을 알 수 있다.