• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.819-822
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• 2012

This paper describes an on-line magnetic distortion calibration procedure for a magnetometer. The horizontal magnetic field is calculated through the earth magnetic field sensed by 3-axes magnetometer. The ellipse equation is derived from a set of horizontal magnetic field data using least square method and calibration parameters are determined. The calibration process is performed iteratively until parameters are not renewed, and experimental results show the effectiveness of the devised method.

• 한국해양공학회지
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• 제31권2호
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• pp.177-182
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• 2017

This paper describes an unscented Kalman filter approach to estimate the bias in magnetic field measurements. A microelectromechanical systems attitude heading reference system (MEMS AHRS) was used to measure the magnetic field, together with the acceleration and angular rate. A magnetic field is usually used for yaw detection, while the acceleration serves to detect the roll and pitch. Magnetic field measurements are vulnerable to distortion due to hard-iron effect and soft-iron effect. The bias in the measurement accounts for the hard-iron effect, and this paper focuses on an approach to estimate this bias. The proposed method is compared with other methods through experiments that implement the navigation of an underwater robot using an AHRS and Doppler velocity log. The results verify that the compensation of the bias by the proposed method improves the navigation performance more than or comparable to the compensation by other methods.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권1호
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• pp.1-8
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• 2011

MR 센서에 의해 지구자기장의 세기를 측정하여 방위각을 결정하는 전자 Compass의 정밀도는 MR센서 및 OP-Amp.의 온도 Drift, DC Offset등 소자에 의한 오차, 측정주변 자성체에 의한 자기장의 왜곡, 및 Compass Tilt에 의한 오차 등의 영향을 받는다. 본 연구에서는 Set/Reset Pulse 방법에 의해 MR 센서 및 OP-Amp의 온도 Drift 및 DC Offset에 의한 오차를 해결하였고, 주변 자성체에 의한 자기장의 왜곡에 의한 오차를 Hard-Iron Calibration 루틴 수행에 의해 보상하였으며, Compass Tilt에 의한 오차를 Euler Rotational Equation에 의해 보상할 수 있는 3축 MR 센서 및 3축 Accelerometer를 기반으로 하는 전자 Compass 를 설계하였다. 특히 이와 샅이 설계한 전자 Compass를 가지고 3측 MR 센서의 서로 다른 Sensitivity와 OP-Amp.의 서로 다른 Gain등을 규준화하기 위한 Sensitivity Calibration 루틴 수행 시 Tilt의 발생으로 야기되는 오차를 정량적으로 분석하였으며, 이를 바탕으로 $1^{\circ}$정도(精度) Compass를 설계할 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.265-274
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• 2019

본 논문은 저가형 AHRS(: Attitude Heading Reference System)센서를 이용하여 무인 운송체(Unmanned vehicle)의 자세를 무향 칼만 필터 (Unscented Kalman filter)통해 추정하는 방법을 제안한다. 측정된 가속도와 지구자기장 값을 이용하여 UKF의 보정 단계에서 사용될 자세를 계산한다. 롤 (roll)과 피치 (pitch)는 가속도로부터 구해지며 요 (yaw)는 지구 자기장을 이용하여 연산한다. 이때 사용되는 지구자기장 측정값은 강철 효과(hard-iron effect)와 연철 효과(soft-iron effect)에 의해 쉽게 왜곡되기 때문에 계산된 요의 불확실성이 롤이나 피치의 불확실성에 비하여 크다. 본 논문은 이러한 불확실성을 줄이기 위하여 측정된 지구자기장에 포함된 편차성분을 추정하고 보정하여 더 정밀한 요값을 구한다. 제안된 방법을 수조에서의 무인 운송체 항법 실험을 통하여 검증하였다. 실험결과, 자세 추정 성능이 개선되고 이에 따라 위치 추정 성능도 개선됨을 확인하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제51권4호
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• pp.249-255
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• 2018

High temperature and low temperature gaseous nitriding was performed in order to study of the surface hardening and wear properties of the nitrided AISI 410 Martensitic stainless steels. High temperature gaseous nitiridng (HTGN) was carried out using partial pressure $N_2$ gas at $1,100^{\circ}C$ for 10 hour, and Low temperature gaseous nitiridng (LTGN) was conducted in a gas mixture of NH3 and N2 at $470^{\circ}C$ for 10 hour. The nitrided samples were characterized by microhardness measurements, optical microscopy and scanning electron microscopy. The phases were identified by X-ray diffraction and nitrogen concentration was analyzed by GD-OES. The HTGN specimen had a surface hardness of about $700HV_{0.1}$, $350{\mu}m$ of case depth. A ${\sim}50{\mu}m$ thick, $1,250HV_{0.1}$ hard nitrided case formed at the surface of the AISI 410 steel by LTGN, composed nitrogen supersaturated expanded martensite and ${\varepsilon}-Fe_{24}N_{10}$ iron nitrides. Additionally, the results of the wear tests, carried out LTGN specimen was low friction coefficient and high worn mass loss of ball. The increase in wear resistance can be mainly attributed to the increase in hardness and to the lattice distortion caused by higher nitrogen concentration.