• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.300-314
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• 2017

This paper examines finite rotation angle (FRA) applications for spacecraft attitude control. The coordinate transformation matrix and the attitude kinematics represented by FRAs are introduced. The interpolation techniques for the angular orientations are thoroughly investigated using the FRAs and the results are compared to those using traditional methods. The paper proposes trajectory description techniques by using extremely smooth polynomial functions of time, which can describe point-to-point attitude maneuvers in a realizable and accurate manner with the help of unique FRA features. In addition, new controller design techniques using the FRAs are developed by combining the proposed interpolation techniques with a model predictive control framework. The proposed techniques are validated through their attitude control applications for an aggressive point-to-point maneuver. Conclusively, the FRAs provide much more flexibility than quaternions and Euler angles when describing kinematics, generating trajectories, and designing attitude controllers for spacecraft.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권5호
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• pp.102-106
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• 2015

In this paper, we study the optimal design for improved rotation latch system performance. The factors affecting the Torque generated in the armature were chosen as design variables. Utilizing the vertical matrix, the orthogonal array table was created to predict the results through minimal analysis. To confirm the Torque generation amount, by utilizing the commercial electromagnetic analysis software MAXWELL, finite element analysis was performed. The approximation method and experimental design through the commercial PIDO tool PIAnO for optimal design and calculations were utilized to perform experiments using an optimization method with evolutionary algorithms. Using the approximation model, design factors were determined that can maximize the torque generated in the armature, and the simulation was performed.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제7권12호
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• pp.1044-1050
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• 2001

This paper presents firstly the method of Euler angle matching designing the transfer alignment using the attitude matching. In this method, the observation directly uses Euler angle difference between MINS and SINS so it needs to describe the rotation vector error to the Euler angle error. The rotation vector error related to the Euler angle error is derive from the direction cosine matrix error equation. The feasibility of the Kalman filter designed for the transfer alignment by Euler angle matching is analyzed by the alignment error results with respect to the roll angle the pitch angle, and the yaw angle matching.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권3호
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• pp.300-306
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• 2024

To solve the nozzle swing angle non-contact measurement problem, we present a nozzle pose estimation algorithm involving weighted measurement uncertainty based on rotation parameters. Firstly, the instantaneous axis of the rocket nozzle is constructed and used to model the pivot point and the nozzle coordinate system. Then, the rotation matrix and translation vector are parameterized by Cayley-Gibbs-Rodriguez parameters, and the novel object space collinearity error equation involving weighted measurement uncertainty of feature points is constructed. The nozzle pose is obtained at this step by the Gröbner basis method. Finally, the swing angle is calculated based on the conversion relationship between the nozzle static coordinate system and the nozzle dynamic coordinate system. Experimental results prove the high accuracy and robustness of the proposed method. In the space of 1.5 m × 1.5 m × 1.5 m, the maximum angle error of nozzle swing is 0.103°.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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• pp.133-136
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• 2004

We are going to procedure various view from two frontal image using trifocal tensor. We found that warping is effective to produce synthesized poses of a face with the small number of mesh point of a given image in previous research[1]. For this research, fundamental matrix is important to calculate trifocal tensor. So, in this paper, we investigate two existing algorithms: Hartley's[2] and Kanatani's[3]. As an experimental result, Kenichi Kantani's algorithm has better performance of fundamental matrix than Harley's algorithm. Then we use the fundamental matrix of Kenichi Kantani's algorithm to calculate trifocal tensor. From trifocal tensor we calculate new trifocal tensor with rotation input and translation input and we use warping to produce new virtual views.

• 한국운동역학회지
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• 제12권1호
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• pp.125-133
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• 2002

The purpose of this study was to develop a method for estimating 3-D coordinates of lower trunk muscles using orientation angles during a motion. Traditional 3-D motion analysis system with DLT technique was used to track down the locations of eight reference markers which were attached on the back of the subject. In order to estimate the orientations of individual lumbar vertebrae and musculoskeletal parameters of the lower trunk muscle, the rotation matrix of the middle trunk reference frame relative to the lower trunk reference frame was determined and the angular locations of individual lumbar vertebrae were estimated by partitioning the orientation angles (Cardan angles) that represent the relative angles between the rotations of the middle and lower trunks. When the orientation angles of individual intervertebral joints were known at a given instant, the instantaneous coordinates of the origin and insertion for all selected muscles relative to the L5 local reference frame were obtained by applying the transformation matrix to the original coordinates which were relative to a local reference frame (S1, L4, L3, L2, or L1) in a rotation sequence about the Z-, X- and Y-axes. The multiplication of transformation matrices was performed to estimate the geometry and kinematics of all selected muscles. The time histories of the 3-D coordinates of the origin and insertion of all selected muscles relative to the center of the L4-L5 motion segment were determined for each trial.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.215-221
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• 2001

본 논문에서는 사이즈 펑션을 이용하여 윤곽선으로 표현된 물체의 특징을 추출할 때 발생하는 에러를 줄이기 위해 방향에 따라 가중값을 달리하는 새로운 표본화 알고리즘을 제안했다. 특히 회전, 이동, 크기 변환과 같은 변환에 대해서 불변성을 갖도록 설계했다. 특징값은 물체의 윤곽선을 사이즈 펑션 처리를 통해서 만들어진 행렬이고 이들간의 거리를 측정 비교함으로써 본 논문에서 제안한 방법이 효과적임을 보였다. 실험 결과 기존의 표본화 방법보다 제안한 표본화 방법을 사용했을 때 원본과 변형된 이미지 사이의 유클리디언 거리가 회전에 대해서 약 57% 크기변형에 대해서는 약 91% 개선되었다.

• 전자공학회논문지S
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• 제35S권12호
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• pp.69-76
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• 1998

본 논문에서는 ICP (Iterative Closest Point) 알고리즘을 이용한 영상등록에서의 회전 성분 신뢰도를 추정할 수 있는 행렬을 유도하 였다. ICP 알고리즘 결과의 신뢰도는 영상등록을 하려는 입력 물체의 모양에 따라 다르다. 보통 원통과 같은 어떤 축에 대한 회전체보 다는 더 복잡하고 두드러진 특징이 많은 물체일수록 신뢰도가 높은 결과를 얻게 된다. 본 논문에서는 ICP 알고리즘으로 구한 값의 신뢰도를 점으로 표현되는 입력물체에서의 각 점의 위치와 법선 벡터에 대한 식으로 나타내었다. 입력물체에 잡음이 들어갔을 때, 이로 인한 ICP 결과의 오차를 제시한 신뢰도를 이용해 추정하였다. 마지막으로 타원체 합성영상에 대한 신뢰도와 잡음이 들어갔을 때의 ICP 결과의 오차를 컴퓨터 모의실험으로 비교 분석하여 이론치와 부합되는 것을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권1호
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• pp.81-88
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• 2006

본 논문에서는 RLG를 사용하는 관성항법시스템에서 자이로 출력의 적분 과정에서 유발되는 비교환 오차를 정의하고 이에 대한 해석을 수행한다. 이를 위하여 RLG를 사용하는 관성항법시스템에 나타나는 진동성 운동, 원추운동, AV 마운트에 의하여 유발되는 ISA 운동, 항체의 실제 운동 등을 살펴보고, 각각의 운동에 의하여 유발되는 비교환 오차를 해석한다. 비교환 오차 해석은 회전벡터와 자이로 출력 사이의 관계식과 좌표변환행렬과 각속도 벡터 사이의 관계식을 이용하여 유도된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제23권2호
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• pp.89-96
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• 2020

물리탐사에서 유용한 3차원 좌표계 회전 문제를 일관성있게 정리하였다. 일관성을 유지하기 위한 기준으로 오른손 좌표계의 정의에서 출발하였다. 또한 능동 회전과 수동 회전의 개념을 설명하고, 서로 다른 좌표계 간의 회전 및 역회전은 전치행렬의 관계로서 기준 좌표계와 센서 좌표계 사이의 회전 관계를 명확히 하였다. 3차원 회전에서는 항법 등에서 사용하는 요-피치-롤(yaw-pitch-roll) 회전과 물리검층에서 쉽게 이해할 수 있는 방위각-편차-센서회전 회전 방식의 회전 행렬을 설명하였다. 또한, 이 둘과 Rodrigues 회전 공식에 의한 회전 행렬 각각의 각도를 구하는 수식을 정리하였다. 요-피치-롤 방식의 회전에서 나타나는 "Gimbal Lock" 현상을 그림과 수식으로 설명하고, 이의 해결방안으로 동원되는 사원수(quaternion)의 원리와 적용 방법에 대해서도 서술하였다.