• Title/Summary/Keyword: 위치추정오차

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Accuracy Enhancement for UWB Indoor Positioning Using Ray Tracing (광선 추적법에 의한 초광대역 실내 위치인식의 성능 개선 방법)

  • Jo, Yung-Hoon;Lee, Joon-Yong;Ha, Dong-Heon;Kang, Shin-Hoo
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.31 no.10C
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    • pp.921-926
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    • 2006
  • The Presence of a line-of-sight(LoS) blockage can degrade the UWB positioning accuracy for two reasons. Firstly, it makes estimation of the time of arrival(ToA) of the direct path signal difficult by complicating the multipath structure of the propagation channel. Secondly, the higher dielectric constant of the LoS blocking material than that of free space introduces excess propagation delay which will bias the range estimation. In this paper, methods based on ray tracing to reduce the ranging error resulting from the second reason are Posed. We take two different approaches; a statistical approach and a map-aided method. In the statistical approach, we establish a conditional distribution of the excess propagation delay caused by LoS blockages using a ray tracing technique. The lo6wer bound of the ranging performance based on this model is estimated. Ine ray tracing method is also used for the map-aided ToA positioning approach. UWB propagation measurement data taken in an office environment is used to examine the performance of this method.

Fixed node reduction technique using relative coordinate estimation algorithm (상대좌표 추정 알고리즘을 이용한 고정노드 저감기법)

  • Cho, Hyun-Jong;Kim, Jong-Su;Lee, Sung-Geun;Kim, Jeong-Woo;Seo, Dong-Hoan
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.37 no.2
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    • pp.220-226
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    • 2013
  • Recently, with the rapid development of factory automation and logistics system, a few workers were able to manage the broad workplace such as large vessels and warehouse. To estimate the exact location of these workers in the conventional wireless indoor localization systems, three or more fixed nodes are generally used to recognize the location of a mobile node consisting of a single node. However, these methods are inefficient in terms of node deployment because the broad workplace requires a lot of fixed nodes compared to workers(mobile nodes). Therefore, to efficiently deploy fixed nodes in these environments that need a few workers, this paper presents a novel estimation algorithm which can reduce the number of fixed nodes by efficiently recognizing the relative coordinates of two fixed nodes through a mobile node composed of three nodes. Also, to minimize the distance errors between mobile node and fixed node, rounding estimation(RE) technique is proposed. Experimental results show that the error rate of localization is improved, by using proposed RE technique, 90.9% compared to conventional trilateration in the free space. In addition, despite the number of fixed nodes can be reduced by up to 50% in the indoor free space, the proposed estimation algorithm recognizes precise location which has average error of 0.15m.

Inertia Identification Algorithm for High Performance Speed Control of Electric Motor (고성능 전동기 속도제어를 위한 관성추정 알고리즘)

  • Lee Sang-Cheol;Kim Heung-Geun;Choi Jong-Woo
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.10 no.5
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    • pp.436-442
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    • 2005
  • This paper proposes an estimation algorithm to find the moment of inertia, which is essential to design high performance controller for motor drive system. The algorithm finds the moment of inertia observing the position error signal, which contains an error information of moment of inertia, generated by speed observer. Moreover, the proposed algorithm is easily realized in the observer-based speed detection method. The simulation and experimental results are also presented to confirm the performance of moment of inertia estimation method, which shows that the moment of inertia converges to the actual value within several seconds. The speed control responses and the designed speed controller performance match well.

Evaluation of Precipitation Stations and Survey Network in Yeongsan Rriver Basin (영산강유역 강수량관측소와 조사망의 평가)

  • Choi, Kyu Hyun;Lee, Joon Ho;Oh, Chang Yeol;Hwangbo, Jong Gu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.492-492
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    • 2017
  • 강수량은 지상에 내린 물의 총량으로 홍수 및 갈수량 산정에 있어서 유출특성을 파악하는데 중요한 자료이다. 부정확한 자료 및 수문분석기법에 의한 수자원량의 추정은 수공구조물의 설계 시과소 또는 과다 설계로 문제를 가져올 수 있으며, 수리 수문분석시스템의 효율적인 운영에 많은 지장을 초래하게 될 수 있다. 특히 강수량자료를 기초로 하는 홍수예보 및 갈수예보 모형들은 그 입력치인 강수량자료의 정확도가 큰 비중을 차지하게 된다. 강수량은 면적 강수량을 대표할 수 있는 위치에서 관측되어야 점 강수량을 면적 강수량으로 환산하는데서 발생하는 오차를 최소화 할 수 있다. 최근 강수 특성은 과거에 비해 시공간적으로 매우 불규칙해졌으며, 특히 짧은 지속시간 동안에 많은 양의 강우가 집중되고 있다. 강수량조사망은 이와 같은 강수 특성 변화를 충분히 반영할 수 있어야 한다. 강수 특성을 반영하여 수문조사, 홍수예보, 강우레이더에 활용하기 위해서는 기존 강수량조사망에 대한 재평가가 선행되어야 하며, 재평가된 결과를 토대로 강수량조사망을 설계하여야 한다. 또한 강수량관측소는 그 자체에 여러가지 오차를 내재하는데, 이는 바람의 영향, 증발, 주변 환경 변화 등 다른 여러 가지 오차들이다. 이러한 오차의 발생을 최소화하기 위해서는 관측시설의 유지관리가 매우 중요하다. 강수량자료의 품질 문제를 최소화하여 강수량자료의 품질을 향상시키기 위해서는 기존 강수량관측소 및 운영현황에 대한 명확한 고찰이 선행되어야 하며, 기존의 강수량조사망에 어떠한 문제점 등이 내포되어 있는지에 대한 객관적인 평가를 통하여 수문조사, 홍수예보, 강우레이더 활용에 적합한 강수량조사망 구축이 필요하다. 본 연구에서는 영산강홍수통제소 관할 유역의 강수량관측소 67개소를 조사 평가하여 수문조사, 물관리, 강우레이더의 활용에 필요한 강수량조사망을 구축하였다. 이에 따라 신설 강수량관측소는 14개소가 필요한 것으로 나타났으며, 이 경우 평균 시강수량의 추정 불확실도가 0.2 이상인 영역은 19.3 %에서 10.6 %로 줄어들며, 연평균 강수량의 추정 불확실도가 0.2 이상인 영역은 9.0 %에서 4.7 %로 줄어드는 것으로 나타났다. 또한 강수량조사망 구축에 필요한 강수량관측소 설치, 위치선정, 배치 등에 관한 기준 및 유지관리에 필요한 사항을 제시하였다.

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On Estimating Position and Velocity of Mobile Stations by Path-loss Data Base in a Cellular System (셀룰라 이동 통신 시스템에서 경로손실 데이터 베이스를 이용한 이동국의 위치와 속도 추정 방식)

  • Lee, Sang-Hun;Chung, Woo-Gon;Choi, Hyung-Jin
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S
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    • v.35S no.11
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    • pp.19-27
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    • 1998
  • To achieve the required services in the next-generation cellular telephone systems, the size of the cell become smaller and/or is of mixed macrocells and microcells. For more efficient system control, We make use of the mobile position and velocity information, provided that the mobility information is relatively accurate. In this paper, we propose an improved version of path-loss measurement algorithm introduced in literature[11]. The microcellular structure with severe multipath fading, reflection and refraction make mobile position and velocity estimation very difficult. In the proposed method, the pre-recorded path-loss informations, called the discrete position data base, are searched to estimate the position. Velocity estimation is obtained as a difference of the position values with respect to the time difference. Moving average filter is applied to smooth the estimated velocity and to reduce the error in the estimates. We also propose a method to simplify system implementation by reducing search area for discrete area database.

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Localization Algorithm for Moving Objects Based on Maximum Measurement Value in WPAN (WPAN에서 최대 측정거리 값을 이용한 이동객체 위치추정 보정 알고리즘)

  • Choi, Chang Yong;Lee, Dong Myung
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.39C no.5
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    • pp.407-412
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    • 2014
  • Concerns and demands for the Location Based Services (LBS) using Global Positioning System (GPS) and Wi-Fi are largely increased in the world in the present. In some experimental results, it was noted that many errors are frequently occurred when the distances between an anchor node and a mobile node acre measured in indoor localization environment of Wireless Personal Area Network (WPAN). In this paper, localization compensation algorithm based on maximum measurement value ($LCA_{MMV}$) for moving objects in WPAN is proposed, and the performance of the algorithm is analyzed by experiments on three scenarios for movement of mobile nodes. From the experiments, it was confirmed that the average localization accuracy of suggested algorithm was more increased than Symmetric Double-Sided Two-Way Ranging (SDS-TWR) and triangulation as average 40.9cm, 77.6cm and 6.3cm, respectively on scenario 1-3.

Localization on an Underwater Robot Using Monte Carlo Localization Algorithm (몬테카를로 위치추정 알고리즘을 이용한 수중로봇의 위치추정)

  • Kim, Tae-Gyun;Ko, Nak-Yong;Noh, Sung-Woo;Lee, Young-Pil
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.6 no.2
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    • pp.288-295
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    • 2011
  • The paper proposes a localization method of an underwater robot using Monte Carlo Localization(MCL) approach. Localization is one of the fundamental basics for autonomous navigation of an underwater robot. The proposed method resolves the problem of accumulation of position error which is fatal to dead reckoning method. It deals with uncertainty of the robot motion and uncertainty of sensor data in probabilistic approach. Especially, it can model the nonlinear motion transition and non Gaussian probabilistic sensor characteristics. In the paper, motion model is described using Euler angles to utilize the MCL algorithm for position estimation of an underwater robot. Motion model and sensor model are implemented and the performance of the proposed method is verified through simulation.

Simultaneous Estimation of Landmark Location and Robot Pose Using Particle Filter Method (파티클 필터 방법을 이용한 특징점과 로봇 위치의 동시 추정)

  • Kim, Tae-Gyun;Ko, Nak-Yong;Noh, Sung-Woo
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.22 no.3
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    • pp.353-360
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    • 2012
  • This paper describes a SLAM method which estimates landmark locations and robot pose simultaneously. The particle filter can deal with nonlinearity of robot motion as well as the non Gaussian property of robot motion uncertainty and sensor error. The state to be estimated includes the locations of landmarks in addition to the robot pose. In the experiment, four beacons which transmit ultrasonic signal are used as landmarks. The robot receives the ultrasonic signals from the beacons and detects the distance to them. The method uses rang scanning sensor to build geometric feature of the environment. Since robot location and heading are estimated by the particle filter, the scanned range data can be converted to the geometric map. The performance of the method is compared with that of the deadreckoning and trilateration.

Real-Time Implementation of the Navigation Parameter Extraction from the Aerial Image Sequence (항공영상을 이용한 항법변수 추출 알고리듬의 실시간 구현)

  • 박인준;신상윤;전동욱;김관석;오영석;이민규;김인철;박래홍;이상욱
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2000.09a
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    • pp.489-492
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    • 2000
  • 본 논문에서는 영상 항법 변수 추출 알고리듬의 실시간 구현에 관해 연구하였다. 영상 항법 변수 추출 알고리듬은 이전 위치를 기준으로 현재 위치를 추정해내는 상대위치 추정 알고리듬과 상대위치 추정에 의해 누적되는 오차를 보정하기 위한 절대위치 보정 알고리듬으로 구성된다. 절대위치 보정 알고리듬은 고해상도 영상과 IRS (Indian Remote Sensing) 위성영상을 기준영상으로 이용하는 방법 및 DEM (Digital Elevation Model) 을 이용하는 방법으로 구성된다. 하이브리드 영상 항법 변수 추출 알고리듬을 실시간으로 구현하기 위해 MVP (Multimedia Video Processor)로 명명된 TMS320C80 DSP (Digital Signal Processor) 칩을 사용하였다. 구현된 시스템은 MVP의 부동 소수점 프로세서인 MP (Master Processor) 를 고정 소수점 프로세서인 PP (Parallel Processor) 를 제어하거나 삼각함수 계산과 같은 부동 소수점 함수를 계산하는데 사용하였고, 대부분의 연산은 PP를 사용하여 수행하였다. 처리시간이 많이 필요한 모듈에 대해서는 고속 알고리듬을 개발하였고, 4개의 PP를 효율적으로 사용하기 위한 영상분할 방법에 대해 제안하였다. 비행체에서 캡코더를 이용해 촬영한 연속 항공 영상과 비행체의 자세정보를 입력으로 실시간 시뮬레이션 하였다. 실험결과는 하이브리드 항법 변수 추출 알고리듬의 실시간 구현이 효과적으로 구현되었음을 나타내고 있다.

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STBL 모형의 모수추정 및 예측방법의 비교

  • Kim, Deok-Gi;Lee, Seong-Deok;Kim, Seong-Su;Lee, Chan-Hui;Lee, Geon-Myeong
    • 한국데이터정보과학회:학술대회논문집
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    • 2006.11a
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    • pp.129-142
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    • 2006
  • 본 논문은 공간시계열자료가 공간의 위치와 시간의 흐름에 따라 동시에 관측되는 분야인 기상, 지질, 천문, 생태, 역학 등에서 아주 넓이 사용되고 있고 그 수요가 점차 증가하는 이 시기에 복잡한 공간시계열 중선형(STBL) 모형에 대한 모수 추정 방법 중 수치 해석적 방법인 Newton-Raphson 방법과 Kalman-Filter 방법을 비교하고, 두 가지 방법에 의한 예측력을 비교하여 보았다.

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