• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.666-671
• /
• 2019

소형 드론에서 사용되는 FC(Flight Controller)는 사용하는 MCU가 대형 드론과는 달라서 복잡한 연산을 수행하지 않아도 되는 단순한 구조로 개발되었다. 또한 소형 드론의 균형제어는 복잡한 필터를 이용하는 Kalman Filter나 연산수가 상대적으로 많은 Complementary Filter를 이용한 방법보다는 좀 더 단순하고 간단해야 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 이에 적합한 방법으로 동작하는 Two-Track 제어를 이용하여 효과적으로 소형 드론에서도 균형제어가 이루어질 수 있도록 하는 방법을 제안하였다. 이 방법은 긴 시간의 변화량에 대한 데이터 처리를 통해 정확한 보정을 해주는 장점이 있는 Acceleration 센서와 짧은 시간의 변화량에 대한 데이터 처리를 통해 드론 균형을 유지해주는 Gyroscope 센서가 드론의 불균형에 대해 적응적으로 동작하여 단순한 구조와 적은 연산량으로도 효율적인 균형을 유지해주는 시스템이다. Two-Track 제어를 이용하여 100회 이상 반복하여 드론 비행을 실험한 결과 대부분 안정적인 동작을 수행하였으며, 갑자기 발생하는 급격한 바람의 영향에는 아직도 정상상태로 진입하는데 어려움이 있는 것을 제외하면 98% 이상 정상상태 동작을 유지하였음을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.1159-1166
• /
• 2017

가속도 및 자이로 센서, 아두이노 프로 미니와 블루투스 모듈을 이용하여 사물인터넷 기반의 소 행동 특성을 관찰할 수 있는 시스템을 설계하고 구현하였다. 구현된 시스템을 통해 소의 움직임을 관찰하고 측정하였으며, 측정된 데이터를 블루투스 모듈을 통해 스마트폰으로 전송하여 스마트 폰에서 소의 움직임 변화를 그래프를 통해 나타내었으며 이를 통해 소의 걸음 수를 측정하도록 하였다. 구현된 시스템과 제안한 알고리듬에 의해 소의 발정 상태를 판단하며, 이는 소의 인공수정에 의한 번식력 향상에 도움을 줄 수 있다. 본 논문에서 구현된 시스템을 실제 소의 다리에 부착하여 데이터를 측정하고, 제안한 알고리듬에 의해 발정 유무를 판단하였다. 향후 연구 과제로 피 측정되는 소의 개체수와 통신 거리를 늘려 축산 농가에서 좀 더 효율적으로 사용할 수 있는 시스템 연구 및 측정 데이터의 데이터베이스화를 하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제21권9호
• /
• pp.1725-1730
• /
• 2017

가속도 센서와 자이로스코프 센서는 반복운동 검출을 위해 사용하는 대표적인 센서로써 다양한 운동 성분을 분석하는데 활용되어 왔다. 하지만 이 두 센서는 잡음 민감성과 오차가 누적되는 문제점을 가지고 있다. 이와 같은 하드웨어적인 문제점을 극복하기 위해, 두 센서를 함께 사용하려는 시도가 있어왔고, 상보필터는 가속도 센서와 자이로스코프 센서의 단점은 최소화하고 장점을 극대화함으로써 두 센서가 가지는 문제점을 완화시키는 성공적인 결과를 보여주었다. 이 논문에서는 상보필터에 신경망을 도입함으로써 상보필터로 처리할 수 없는 여러 변수를 사전에 학습을 통하여 생성한 망을 이용해서 처리하는 개선된 방법을 소개한다. 신경망은 다양한 경우의 수를 미리 학습하여 예측하지 못한 환경 혹은 상황에도 정확한 측정이 가능한 알고리듬이다. 제안한 방법은 반복운동을 처음, 중간, 끝 세 개의 영역으로 분류하여 신경망을 적용한다. 그 결과 영역별 인식률은 96.35%, 98.77%, 96.92%이고 이를 바탕으로 측정한 정확도는 97.18%임을 실험을 통해 확인할 수 있다.

• 한국음향학회지
• /
• 제39권4호
• /
• pp.286-291
• /
• 2020

본 논문에서는 템포 기반의 음악 분류와 센서 기반의 인간 행동 인식을 통한 음악을 추천하는 시스템을 제안한다. 제안하는 방식은 템포 기반의 음악 분류를 통해 음악 파일을 색인하고, 인식된 행동에 따라 적합한 음악을 추천한다. 정확한 음악 분류를 위해 변조 스펙트럼 기반의 동적 분류기와 멜 스펙트로그램 기반의 시퀀스 분류기가 함께 사용된다. 또한, 간단한 스마트폰 가속도계, 자이로스코프 센서 데이터가 심층 스파이킹 신경망에 적용되어 행동 인식 성능을 향상시킨다. 마지막으로 인식된 행동과 색인된 음악 파일의 관계를 고려한 매핑 테이블을 통해 음악 추천이 수행된다. 실험 결과는 제안된 시스템이 음악 플레이어가 있는 실제 모바일 장치에 사용하기에 적합하다는 것을 보여준다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제33권6호
• /
• pp.423-429
• /
• 2008

This study was performed to investigate the effects of inertial navigation system (INS) / global positioning system (GPS) sensor fusion for agricultural vehicle navigation. An extended Kalman filter algorithm was adopted for INS/GPS sensor fusion in an integrated mode, and the vehicle dynamic model was used instead of the navigation state error model. The INS/GPS system was consisted of a low-cost gyroscope, an odometer and a GPS receiver, and its performance was tested through computer simulations. When measurement noises of GPS receiver were 10, 1.0, 0.5, and 0.2 m ($1{\sigma}$), RMS position and heading errors of INS/GPS system at 5 m/s straight path were remarkably reduced with 10%, 35%, 40%, and 60% of those obtained from the GPS receiver, respectively. The decrease of position and heading errors by using INS/GPS rather than stand-alone GPS can provide more stable steering of agricultural equipments. Therefore, the low-cost INS/GPS system using the extended Kalman filter algorithm may enable the self-autonomous navigation to meet required performance like stable steering or more less position errors even in slow-speed operation.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제18권8호
• /
• pp.713-718
• /
• 2012

Lumber spine range of motion has been used to measure of physical and functional impairment by various tools from a ruler to 3D kinematic devices. However, pre-existing tools have problems in either movement or accuracy and reliability limitations. Accurate devices are limited by fixed space whereas simple devices are limited in measuring complex movements with less accuracy. In order to solve the location, movement and accuracy limitations at once, we have developed a novice measurement device equipped with accelerometer sensor and gyroscope sensor for getting three-dimensional information of motion. Furthermore, Kalman filter was applied to the algorithm to improve accuracy. In addition, RF wireless communication was added for the user to conveniently check measured data in real time. Finally, the measurement method was improved by considering the movement by a reference point. An experiment was conducted to test the accuracy and reliability of the device by conducting a test-retest reliability test. Further modification will be conducted to used the device in various joints range of motion in clinical settings in the future.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.565-574
• /
• 2015

Falls are the main cause of serious injuries and accidental deaths in people over the age of 65. Due to widespread adoption of smartphones, there has been a growing interest in the use of smartphones for detecting human behavior and activities. Modern smartphones are equipped with a wide variety of sensors such as an accelerometer, a gyroscope, camera, GPS, digital compass and microphone. In this paper, we introduce a new method that determines the fall direction of human subjects by analyzing the three axis components of acceleration vector.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제6권12호
• /
• pp.1120-1125
• /
• 2000

This paper presents a technique for estimating the attitude of a model helicopter at near hovering using a combination of inertial and non-inertial sensors such as gyroscope and potentiometer. To estimate the attitude of helicopter a simplified indirect Kalman filter based on sensor modeling is derived and the characteristics of sensors are studied, which are used in determining the optimal Kalman gain. To verify the effectiveness of the proposed algorithm simulation results are presented with real flight data. Our approach avoids a complex dynamic modeling of helicopter and allows for an elegant combination of various sensor data with different measurement frequencies. We also describe the method of implementation of the algorithm in the model helicopter.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
• /
• pp.1807-1808
• /
• 2008

When it is used for autonomous mobile robots by using dead-reckoning system, odometry system with encorder is the simplest method as well as well-known in the industry. However, odometry system is reflected slide, friction and mechanical errors of wheels when operating the position estimation. And also in order to minimize errors of direction angle which is the most important factor that it is designed the controller in controlling kinematics and quadratic curve, PID that came into the values of sensor fusion with encorder and gyroscope sensor. After designing, the autonomous mobile robot is producted practically and inspected how it works.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제6권1호
• /
• pp.27-43
• /
• 2005

An INS(Inertial Navigation System) is composed of a navigation computer and an IMU(Inertial Measurement Unit), and can be applied to estimate a vehicle's state. But the inertial sensors assembled in the IMU are too complicated and expensive to use for the general application purpose. In this study, a new concept of inertial sensor system using magnetic levitation is proposed. The proposed system is expected to replace one single-axis rate or position gyroscope, and one single-axis accelerometer concurrently with a relatively simple structure. A simulation of the proposed system is given to describe the capability of this new concept.