• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2004년도 Asia Navigation Conference
• /
• pp.29-36
• /
• 2004

The paper describes recent experimental results on the development of Digital Magnetic Compass (DMC), which can provide smart automatic correction functions to the magnetic interferences. The design methodology of magnetic sensing circuit with ring-core fluxgate sensor is represented. The performance results of the sensing circuits are discussed with error analysis by polynomial regressions. As test results, the sensing circuit filtered only the second harmonic signal that is proportional to the direction of earth's magnetic field, and it leads to the obtainment of bearing information. In addition, the total residual errors of DMC can be analyzed by the adoption of polynomial regressions. It shown that the possibility of high precise DMC, in the future.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제48권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 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.

• 수산해양기술연구
• /
• 제29권1호
• /
• pp.21-29
• /
• 1993

한국의 연안어선에 장비된 소형자기컴퍼스의 장비현황과 성능을 연구하기 위하여 소형어선 219척의 선박제원과 자기컴퍼스 이용에 대한 현장 설문조사를 행하고, 그 중에서 총톤수 4-6톤급의 실험대상 어선 4척을 선정하여 그 선박의 자기컴퍼스의 설치위치별 자차측정과 성능실험을 행하고, 이를 검사, 조사하였다. 주요한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 조사 대상으로 한 총톤수 1-10 톤급 연안어선 219척 중 4톤 미만의 어선은 약 50%를 차지하였고, 자기컴퍼스의 제작연도가 20-30년 경과된 어선이 14척이나 되었으며, 자차수정용구를 비치한 어선은 2척 뿐이었다. 2. 컴퍼스의 설치위치별로 측정된 자차를 분석한 결과, 기관실위의 브리지갑판상과 브리지내의 컴퍼스받침대위 및 브리지위의 컴퍼스 갑판상에 자차수정을 한 자기컴퍼스를 설치하여 사용하면, 브리지내의 컴퍼스대의 위와 브리지위의 컴퍼스 갑판상에서는 잔재자차가 $\pm$1~2 $^{\circ}$ 정도였으나, 기관실 위의 브리지갑판상에서는 그 잔재자차가 $\pm$5 $^{\circ}$로 이곳은 컴퍼스 설치 장소로서 부적당함을 알 수 있었다. 3. 연안어선에서 사용 중인 자기컴퍼스의 제반특성은 표준규격인 반주기의 평균치가 12초 이상이어야 하고, 3회 이상 진동해야하는 기준에 미달하였으며, 측정치인 자기능률 1400 CGS는 소형컴퍼스의 표준치 400$\pm$30 CGS와는 큰 차이가 있었다. 4. 실험 대상 어선에 장비하고 있는 자기컴퍼스의 수반각은 6~16 $^{\circ}$로서 한국표준규격인 1~1.5 $^{\circ}$에 비해 너무 크게 나타나 그 표준규격에 부적합한 것으로 판단되었다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.506-510
• /
• 2007

전자나침반(DMC)은 실내의 전자기적 요소나 강한 자성체 건물구조에서는 쉽게 방해를 받던 나침반보다 실내에서 간섭에 강한 특징을 가지고 있다. 그리고 초음파 센서는 물체와의 거리를 계산해 줄뿐만 아니라 값싼 센서로서 경제적인 이점을 가지고 있어 Simultaneous Localization and Mapping(SLAM)에서 많이 사용하고 있다. 본 논문에서는 자율 이동 로봇의 구동에서 전자나침반과 초음파 센서를 이용한 SLAM의 구현에 대해 연구하였다. 로봇의 특성상 한정된 센싱 데이터만으로 방향과 위치를 파악하고 그 데이터 값으로 가능한 빠르게 위치 측정을 하여야 한다. 그러므로 자율 이동 로봇에서의 SLAM 적용함으로 위치측정의 구현과 지도 작성을 수행한다. 그리고 SLAM 구현상의 주된 연구 중의 하나인 Kid Napping 문제에 중점을 두고 연구한다. 특히, 위치 측정의 구현을 수행하기 위한 데이터의 센싱 방법으로 초음파 센서를 사용하였고 비슷한 위치의 데이터 값이 주어지거나 사전 정보 없는 상태에서는 로봇의 상태를 파악하기 위해서 전자 나침반을 사용하였다. 그래서 자율 이동 로봇의 위치를 정확하게 측정하기 위해서 활용하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
• /
• pp.381-382
• /
• 2007

Recently fishing industry is interested in efficient and automated fishing implementations to reach the level of the international leading technology. One of the important device used in fishing boat is an automated electric compass that harnesses the GPS and terrestrial magnetic sensor. The electric compass is desired to be minimized in size while keeping a high effectiveness in the characteristic of a magnetic compass. This device also can be used as a heading angle sensor to construct auto-navigation system in a small size of ships. However, there exists measurement errors induced from the slope of terrestrial magnetic sensor caused by the motion of boat. In this paper, a method has been proposed removing the measurement error arising from the slope of terrestrial magnetic sensor when the ship is in motion. We have designed a sensor with two DOF(degree of freedom) and a weight to maintain the horizontality of the sensor. Through this research, the hardware has been designed and also a test has been performed. The test shows a promissory result.

• 수산해양기술연구
• /
• 제31권2호
• /
• pp.166-171
• /
• 1995

전자자기 컴퍼스의 바위 검출용소자로서, 3축 자기검출소자를 사용한 방위산출의 방법과 자동적인 자차수정의 가능성을 확인하기 위하여 디비에스코프를 이용한 자차측정 시뮬레이션을 한 결과, 3축 자기검출소자로 측정되는 선내자계로부터, 선체 유도자기계수와 영구자기성분의 크기인 포와숀 계수의 산출이 가능한 뿐 아니라 이들 계수는 자기위도의 변화에 관계없이 항상 일정한 값을 갖고 있기 때문에 어느 지점에 있어서의 지자기의 성분(X, Y, Z)의 값을 대입한다고 하면 3축 자기 센서로 측정되는 선내 자계(X', Y', Z')의 측정치로부터 선수자기방위의 산출이 가능하며, 또한 산출된 포와숀 계수로부터 자차 및 자차계수가 구해지기 때문에 이들 계수를 이용한 소프트웨어적인 계산방법으로 자동적인 자차수정의 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제36권9호
• /
• pp.699-706
• /
• 2012

This paper describes Declination interpolation method in the application of Digital Magnetic Compass(DMC) with small capacity memory for relatively low-priced system. The purpose of this study is to find accurate declination values using Declination Lookup Table(DLT) and Secular Variation Table(SVT) with the Bilinear interpolation method having four points data only. World Magnetic Model with Gauss coefficients produced by NOAA is used in the calculation of DLT and SVT at desired years. To verify the applicability of the proposed method, the simulation tests and the error analysis are carried out in this work. As results from tests, the interpolation error is within 0.01 degree that is much enough to implement high accurate DMC comparing with commercial DMCs on the market. In summary, the declination interpolation method, proposed in this study, can be useful in the application of DMC.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.321-329
• /
• 2006

이 연구의 최종목적은 기존의 선박용 자기 컴퍼스를 대체할 수 있는 디지털 컴퍼스 개발에 있다. 우선, 3축의 고정밀 프럭스-게이트센서와 소형 스텝 모터를 이용하여 새로운 디지털 컴퍼스 장치를 개발하였다. 그리고 기존 자차측정 방법과 달리 선박의 선회 없이 자동으로 자차의 분석과 수정이 가능하도록 기존 자차이론에 칼만필터 개념을 접목시킨 새로운 자차수정 이론을 제안하였다. 개발한 디지털 컴퍼스와 제안한 자차수정 방법의 유효성을 실습선 '새누리호'를 이용한 성능평가 실험을 통하여 유효성을 검증하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
• /
• pp.77-85
• /
• 2006

이 연구의 최종목적은 기존의 선박용 자기 컴퍼스를 대체할 수 있는 디지털 컴퍼스 개발에 있다. 우선, 3축의 고정밀 프럭스-게이트 센서와 소형 스텝 모터를 이용하여 새로운 디지털 컴퍼스 장치를 개발하였다. 그리고 기존 자차측정 방법과 달리 선박의 선회 없이 자동으로 자차를 분석하고 수정하며 갱신할 수 있는 자차수정 이론을 제안하였다. 실습선 '새누리호'를 이용한 성능평가 실험을 통하여 개발한 디지털 컴퍼스와 제안한 자차수정 방법의 유효성을 검증하였다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제39권3호
• /
• pp.181-188
• /
• 2003

최근 널리 개발되고 있는 디지털형 지자기 감지형 컴퍼스의 전자장에서의 다양한 성능을 펑가하기 위한 3축형 인공자장발생장치를 실험적으로 제작하고, 그 성능 특성을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 3축형 인공자장발생장치의 X,Y,X 각축에 대한 자력의 변화는 전류의 증가에 따라 선형적으로 증가하였고, 측정치는 이론치와의 비교에서도 그 차의 평균 범위가 0.33～1.93$\uT$로 이론치와 거의 일치하여 제작된 인공자장발생장치의 성능은 양호한 것으로 판단된다. 2. 헬름홀츠 코일내의 가장자리에서는 다소 불규칙한 자력의 변화가 발생하였지만, 중심으로 갈수록 그 변동이 안정되는 경향을 나타내었다. 3. 자기 컴퍼스의 제진특성의 측정치와 이론치와의 비교에서 수평자력 0.30gauss 및 0.40gauss 에서는 성능이 양호한 것으로 판단되나, 수평자력 0.50gauss 에서는 다소 큰 차이가 나타내어 0.40gauss 이상의 비교적 높은 자력에서는 신뢰도가 낮은 것으로 판단되었다. 4. 0.30gauss 의 자장 속에서 측정된 수반각은 1rpm의 회전속도에서 1$\circ$로서 이 값은 국제성능 표준규격(6 $\circ$미만)에 적합하였다.