• Title/Summary/Keyword: 관성측정

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Experimental Investigation of the Turbulent Effect on Settling Velocity of Inertial Particles in Open-channel Flow (개수로 흐름에서 난류가 관성입자의 침강속도에 미치는 영향에 대한 실험 연구)

  • Baek, Seungjun;Park, Yong Sung;Jung, Sung Hyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.171-171
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    • 2022
  • 난류 수체에서 관성입자의 침강속도는 정지 수체에서보다 빠르고, 그 침강속도의 증가비율은 입자의 관성력과 난류의 길이 스케일에 큰 영향을 받는다고 알려져 있다(Wang and Maxey, 1993; Yang and Shy, 2003; Wang et al., 2018). 본 연구에서는 개수로 흐름에서 난류의 영향을 받는 관성입자의 침강속도를 측정하고, 정지 상태의 침강속도에 대한 침강속도의 증가비율과 난류 인자의연관성에 대해 조사하였다. 실험에 사용된 관성입자는 비중 1.35, 직경 300 ㎛에서 2000 ㎛까지의 구형 플라스틱(PE; polyethylene) 입자이며, 해당 입자들의 침강속도는 PTV(particle tracking velocimetry) 방식을 통해 측정하였다. 그리고 PIV(particle image velocimetry) 기법을 통해, 개수로 흐름의 난류 에너지 소산율(energy dissipation rate, ϵ)과 그에 따른 Kolomogorov 길이 스케일을 측정하였다. 실험 결과, 모든 직경 조건에서 플라스틱 입자는 난류 흐름에서의 침강속도가 정지 수체에서의 침강속도보다 빠름을 보였으며, 그 비율은 입자 직경이 난류의 길이 스케일과 유사하거나 작아질 때 큰 폭으로 증가하는 것을 확인하였다. 또한 유체 내에서의 관성입자의 거동에 대한 이론식과 비교하여 관성입자의 침강에 미치는 여러 힘들의 상대적 관계를 파악하였다. 본 연구의 결과는 자연 수체에서 미세플라스틱의 거동을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

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A Study on Position Measurement of Drone based on Inertial Measurement Unit in Indoor Environment (실내 환경에서 드론의 관성항법장치 기반 위치 측정 연구)

  • Kim, Deok-Yeop;Lee, Sunghee;Lee, Woo-Jin
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.645-648
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    • 2017
  • 실외 환경에서는 일반적으로 드론의 위치 측정 또는 위치 제어를 위해서 위성항법장치를 사용한다. 위성항법장치는 실내 환경에서 신호 수신이 어렵기 때문에 실내에서의 위치 측정과 항법을 수행하기 위해서 많은 연구가 이루어진다. 기존의 연구들은 드론에 추가적인 센서를 요구하거나 사전 실내 환경 설정을 가정한다. 그러나 추가적인 장치나 환경 설정 없이 드론의 관성항법장치만으로도 위치 측정이 가능하다. 관성항법장치는 가속도를 적분하여 이동한 거리를 파악하기 때문에 시간이 지날수록 오차가 누적되는 문제점이 있으며 비행 중 기체 진동으로 인한 측정 오차로 정확한 이동거리를 산출해내는 것이 어렵다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제들을 드론의 특성을 반영하여 관성항법장치로부터 발생한 오차를 줄여 보다 정확한 드론의 실내 위치측정 방법을 제안한다.

칼만필터를 이용한 Baro-Inertial 고도루프의 설계 및 성능분석

  • Kim, Hyeon-Seok;Lee, Yun-Seon;Je, Chang-Hae
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • v.2
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    • pp.455-458
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    • 2006
  • 관성항법장치는 관성항법장치를 구성하는 관성센서인 가속도계 및 자이로의 오차요소에 의해 수평축 항법오차는 슐러주기를 가지고 서서히 증가하는 반면에 수직축 오차는 기하급수적으로 증가하는 특성을 가지고 있다. 그러므로 관성항법장치를 장시간 운용하는 경우에는 비관성 보조센서를 이용하여 관성항법장치의 수직축 항법오차에 대한 보정을 반드시 수행하여야 한다. 관성항법장치의 수직축 항법오차를 보정하기 위한 비관성 보조센서의 일종인 기압고도계는 계측된 대기압과 모델링 된 대기압을 비교하여 항체의 고도를 측정하는 방법을 이용하기 때문에 항체의 자세변화 등에 매우 민감하고 대기압 측정오차에 의해 매우 큰 진폭의 잡음 및 바이어스가 존재한다. 본 논문에서는 시뮬레이션 및 시험을 통하여 기압 고도계의 잡음 및 바이어스 오차 성분에 의한 baro-inertial 고도루프의 성능분석 결과를 제시하고 기압고도계 잡음에 둔감한 INS/기압고도계 칼만필터의 설계 결과를 제시한다.

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Evaluation and Selection of MEMS-Based Inertial Sensor to Implement Inertial Measurement Unit for a Small-Sized Vessel (소형 선박용 관성측정장치 개발을 위한 MEMS 기반 관성 센서의 평가와 선정)

  • Yim, Jeong-Bin
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.35 no.10
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    • pp.785-791
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    • 2011
  • This paper describes the evaluation and selection of MEMS(Micro-Elect Mechanical System) based inertial sensor to fit to implement the Inertial Measurement Unit(IMU) for a small-sized vessel at sea. At first, the error model and the noise model of the inertial sensors are defined with Euler's equations and then, the inertial sensor evaluation is carried out with Allan Variance techniques and Monte Carlo simulation. As evaluation results for the five sensors, ADIS16405, SAR10Z, SAR100Grade100, LIS344ALH and ADXL103, the combination of gyroscope and accelerometer of ADIS16405 is shown minimum error having around 160 m/s standard deviation of velocity error and around 35 km standard deviation of position error after 600 seconds. Thus, we select the ADIS16405 inertial sensor as a MEMS-based inertial sensor to implement IMU and, the error reducing method is also considered with the search for reference papers.

Dual inertial measurement unit using Drone Control (이중 관성 측정 장치를 활용한 무인 항공기 제어)

  • Park, Se-il;Jang, Jong-wook
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2016.10a
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    • pp.227-229
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    • 2016
  • Drone is demanding more than detaile hardware and software systems because Drone have characteristic flying. If Drone is a plane crash. they have risk of personal injury and property damage. now Drone control core system is preventing a plane crash and flight unsafe flying. The key is to help flying to convert for various external environment. This research prevent a plane crash that system planning to treat six-senser-figure doubly is IMU trouble or a trouble caused by a passing parameters and IMU install to help stability in flying.

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A Study on Ship Motion Measurement System Using ADIS16480 Inertial Measurement Unit (ADIS16480 관성측정장치를 이용한 선체 운동 측정 시스템에 관한 연구)

  • Kim, Daejeong;Yim, Jeong-Bin
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2019.11a
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    • pp.270-270
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    • 2019
  • Although the Inertial Measurement Unit is applied to a variety of applications such as ships, submarines, and aircrafts, it is mainly used in the attitude measurement area. But since such equipment is expensive, it has been used only in special fields. In this study, the ship's seaworthiness is verified by measuring the speed, direction, gravity, and acceleration of the ship in real time using a low-cost Inertial Measurement Unit. A research method for estimating fIuid force coefficients was devised. Therefore, this study measured ship motion factors at sea, processed and analyzed the measured data, and evaluated the overall safety of the ship and estimated the resistance and steering performance of the ship.

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Development of two wheel vehicle using vision and inertial sensor (비전과 관성센서를 이용한 2 바퀴 이동장치 개발)

  • Kwon, Hye-Geun;Park, Sang-Kyeong;Suh, Young-Soo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2006.07d
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    • pp.1967-1968
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    • 2006
  • 본 논문에서는 비전과 관성센서를 이용하여 2바퀴를 가지는 이동장치를 개발하였고, 이에 대한 역학 모델을 제안한다. 본 이동장치에서 바디부분은 바퀴의 축에 직접 연결되어 있으므로 물리적인 결속이 필요한 기존의 센서로는 진자의 기울어짐을 알 수 없다. 따라서 바디의 기울어짐을 측정하기 위하여 관성센서를 사용하였다. 보다 안정된 주행을 위해 바닥의 기울어짐을 측정하기 위해 비전을 이용하였다.

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Analysis of COMS In-Orbit Test for Moment of Inertia Measurement (천리안위성 관성모멘트의 궤도상 측정 시험 분석)

  • Park, Keun-Joo;Park, Young-Woong;Choi, Hong-Taek
    • Aerospace Engineering and Technology
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    • v.10 no.2
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    • pp.121-127
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    • 2011
  • In the attitude and orbit control subsystem design, the moment of inertia of the satellite is the major contributor to be considered. Satellites equipped with large solar arrays need to measure the moment of inertia accurately to avoid the interference of the thruster actuation period with its flexible mode. In this paper, the in-orbit tests of COMS to measure the moment of inertia are described. Then, the differences between the measured through in-orbit test and the predicted are compared. Finally, it is verified that the differences are below uncertainty bounds considered in the critical design of COMS attitude and orbit control subsystem.

Alignment of Inertial Navigation Sensor and Aircraft Fuselage Using an optical 3D Coordinate Measuring Device (광학식 3차원 좌표측정장치를 이용한 관성항법센서와 기체의 정렬기법)

  • Kim, Jeong-ho;Lee, Dae-woo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.47 no.1
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    • pp.41-48
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    • 2019
  • This paper deals with a method of aligning an aircraft fuselage and an inertial navigation sensor using three-dimensional coordinates obtained by an optical method. In order to verify the feasibility, we introduce the method to accurately align the coordinate system of the inertial navigation sensor and the aircraft reference coordinate system. It is verified through simulation that reflects the error level of the measuring device. In addition, optimization method based alignment algorithm is proposed for connection between optical sensor and inertial navigation sensor.

Fault Detection Method of Laser Inertial Navigation System Using FFT (FFT를 이용한 레이저 관성항법장치 고장검출 기법)

  • Yoo, Hae-Seong;Kim, Cheon-Joong
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.37 no.5
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    • pp.502-510
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    • 2009
  • Laser Inertial Navigation System(LINS) consists of Ring Laser Gyroscopes(RLG) and accelerometers. RLG has a lock-in region in which there is zero output for input angular rates less than 0.1deg/sec. The lock-in region is generated by the imperfect mirrors in RLG. To avoid the lock-in region, sinusoidal motion which is called dither motion is applied on RLG. Therefore without the fault in LINS, the dither motion must be measured by RLG/accelerometer. In this paper, we propose the method to detect the fault of LINS through checking out whether or not the dither motion is always measured by RLG/accelerometer using the Fast Fourier Transformation(FFT) on the real time. The feasibility of the fault detection method proposed in this paper is verified through the stationary and van test.