• 제목/요약/키워드: 확장형 칼만필터

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GPS와 INS의 센서융합을 이용한 확장형 칼만필터 설계 및 자율항법용 회피알고리즘 개발 (Avoidance Algorithm and Extended Kalman Filter Design for Autonomous Navigation with GPS & INS Sensor System Fusion)

  • 유환신
    • 한국항행학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.146-153
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    • 2007
  • 무인자동차는 스스로 목적지와 경유지를 찾아서 항행할 수 있는 이동체이다. 이러한 항행의 성능을 보다 정밀하게 향상시키기 위하여 본 논문에서는 관성항법과 GPS를 융합한 확장형 칼만필터를 적용한 보정 알고리즘을 개발하였다. 확장형 칼만필터의 성능을 검증하기 위하여 무인자동차의 실차실험을 실시하고 그 결과로서 필터의 효율성을 확인하였다.

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시간지연 추정 적응필터 적용 전달정렬 기법 (Transfer Alignment with Adaptive Filter Estimating Time Delay)

  • 박찬주;유명종;이상정
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권11호
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    • pp.1079-1086
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    • 2008
  • 관성항법장치 초기정렬 방법인 전달정렬의 경우 MINS에서 SINS로 전송되는 데이터에는 변동하는 시간지연이 존재한다. 이러한 시간지연은 전달정렬의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 측정치 잉여값을 이용하여 실시간으로 시간지연 공분산값을 추정하여 시간지연 추정오차를 줄이는 적응필터를 제시하고 수직발사 SDINS 전달정렬에 적용하여 확장형 칼만필터의 성능과 비교하였다. 시뮬레이션 결과 배운동이 크게 변할수록 적응필터의 성능이 확장형 칼만필터보다 더 우수한 것으로 나타났다.

확장형 칼만필터를 이용한 무인 자동차의 자율항법 최적화 알고리즘 개발 (Development of the Optimized Autonomous Navigation Algorithm for the Unmanned Vehicle using Extended Kalman Filter)

  • 윤득선;유환신
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.7-14
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    • 2008
  • Unmanned vehicle has a performance for finding the path and the way point by itself, so called orientation and direction. For the more precise navigation performance, Extended kalman filter, which is integrated with inertial navigation system and global positioning system is proposed in this paper. Extended kalman filter's performance is evaluated by the simulation and applied to the unmanned vehicle. The test result shows the effectiveness of Extended kalman filter for the navigation.

차량 횡방향 운동 방정식을 고려한 차대도로간 트래킹 기법 (A Study on Vehicle to Road Tracking Methodology with Consideration of vehicle lateral dynamics)

  • 신동호
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.219-230
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    • 2017
  • 본 논문에서는 확장형 칼만필터를 적용하여 영상센서 기반 차대도로간 트래킹 알고리즘을 제안한다. 일반적으로 횡방향 오프셋, 차선대비 상대경로각, 전방도로 곡률은 차선유지지원시스템의 경로추종 횡방향 제어기 구성 또는 차선이탈경보시스템의 경보 로직을 위한 중요 입력값으로 활용되는데 이를 위해 본 연구에서는 영상센서 차선인식 결과값인 이미지 상의 차선 추출점의 좌표값과 더불어 요레이트, 조향각, 차속 센서 측정값, 그리고 차량의 횡방향 운동방정식을 고려한 확장형 칼만필터를 적용하여 차대도로간 트래킹 정보를 추출한다. 제안된 차대도로간 트래킹 알고리즘의 유효성을 증명하기 위해 주행 테스트 도로 상에서 DGPS-RTK 장비를 이용하여 비교 검증하여 그 유효성을 보였다.

확장형칼만필터에 의한 연속회분식반응조의 탈질 적응제어 (Adaptive Control of Denitrification by the Extended Kalman Filter in a Sequencing Batch Reactor)

  • 김동한
    • 상하수도학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.829-836
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    • 2006
  • The reaction rate of denitrification is primarily affected by the utilization of organics that are usually limited in the anoxic period in a sequencing batch reactor. It is necessary to add an extemal carbon source for sufficient denitrification. An adaptive model of state-space based on the extended Kalman filter is applied to manipulate the dosage rate of extemal carbon automatically. Control strategies for denitrification have been studied to improve control performance through simulations. The normal control strategy of the constant set-point results in the overdosage of external carbon and deterioration of water quality. To prevent the overdosage of external carbon, improved control strategies such as the constrained control action, variable set-point, and variable set-point after dissolved oxygen depletion are required. More stable control is obtained through the application of the variable set-point after dissolved oxygen depletion. The converging value of the estimated denitrification coefficient reflects conditions in the reactor.

확장형 칼만필터와 슬라이딩 모드 제어기법을 이용한 자율항법 알고리즘 개발 (Autonomous Navigation Algorithm Development with Extended Kalman Filter and Sliding Mode Control)

  • 윤득선;유환신
    • 한국항행학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.378-387
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    • 2007
  • 본 논문은 무인자동차의 자율주행 성능을 향상시키기 위한 알고리즘을 개발하고 이를 검증하여 정밀한 차량의 주행궤적을 수립할 수 있는 방법을 제시하였다. 무인자동차의 주행은 목표지점은 가지고 있으나 목표방향은 지정되지 않으므로 미래의 주행방향은 스스로 찾아야 한다. 따라서 확장형 칼만필터를 이용하여 주행 방향을 GPS와 INS로 연동함으로써 목표방향의 접근을 할 수 있으며 무인 주행 시에 발생할 수 있는 슬립과 횡방향의 이동에 취약한 기존의 무인 자율주행의 성능을 개선하기 위하여 슬라이딩 모드 제어기법을 이용하여 이를 극복하는 알고리즘을 개발하였다.

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영구자석 동기전동기 드라이브의 확장형 칼만필터를 이용한 개방성 고장진단 기법 (Fault Diagnosis Scheme for Open-Phase Fault of Permanent Magnet Synchronous Motor Drive using Extended Kalman Filter)

  • 안성국;박병건;김래영;현동석
    • 전력전자학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.191-198
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    • 2011
  • 본 논문에서는 영구자석 동기전동기 구동용 인버터 스위치에서 개방성 고장이 발생하여도 구동 성능을 유지하기 위한 고장진단 기법이 제안 되었다. 제안한 고장진단 기법은 확장형 칼만필터에 의해 실시간으로 추정된 고정자 저항이 개방성 고장발생 시 고장발생 위치에 따라서 다르게 추정되는 것을 이용하여 고장을 진단한다. 고장진단을 위한 제어 알고리즘을 별도의 하드웨어 구성없이 기존의 제어 프로그램에 추가함으로써 비용을 저감 시킬 수 있으며 추정된 고정자 저항은 상수 변동에 영향을 받는 제어기의 전동기 상수로 사용함으로써 제어 성능을 향상 시킬 수 있다. 제안한 고장진단 기법의 타당성은 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하였다.

가변구조형 주행로봇 개발 및 확장형 칼만필터를 이용한 추측 항법에 대한 연구 (A Study on Development of a Reconfigurable Mobile Robot and Dead-Reckoning Using Extended Kalman Filter)

  • 강봉수;여기환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권5호
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    • pp.455-462
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    • 2009
  • This paper presents design concepts of a reconfigurable mobile robot for both of indoor and outdoor applications. A linkage mechanism and wheel-in-motors give the proposed mobile robot various driving modes in maneuver and good adaptability to irregular surface. Since the mobile robot receives multiple sensor signals from odometers and an orientation sensor, states related to the position and the orientation of the mobile robot are optimally estimated by an extended Kalman filter. Simulations and experimental results show that the performance of dead reckoning on estimating the pose of a mobile robot can be improved remarkably by the optimal state observer.

항공기 착륙 시에 발생하는 고도측정 오차 개선을 위한 필터설계 (A Filter Design for Reducing Altitude Measurement Errors Arising during Aircraft Landing)

  • 송대범;임상석
    • 한국항행학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.97-107
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    • 1999
  • 항공기의 착륙을 추적하기 위해 많이 사용되는 수동 센서인 레이저 거리 측정기(LRF)와 전방관측 적외선 카메라(FLIR)는 배기가스교란(Exhaust Plume Disturbance)으로 인한 고도각 측정 시에 오차를 발생시킨다. 이 경우에 확장형 칼만필터(EKF)를 사용하여 거리 및 고도를 측정하면 배기가스(plume)와 같은 비-가우시안 잡음 때문에 추적 성능이 저하된다. 본 논문에서는 배기가스의 발생 타이밍을 검출기(PD)를 사용하여 확인한 후에 배기가스가 발생하면 적응형 추산법을 사용하고 배기가스의 영향이 없을 때에는 기존의 확장형 칼만필터를 사용하는 복합 방식을 제안하고 이를 위한 적응형 필터를 설계한다. 이 혼합형 필터는 배기가스와 같은 미지의 바이어스를 제거하는데 매우 효과적인 방법이며 시뮬레이션을 통하여 이러한 성능을 예증한다.

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확장 칼만필터를 이용한 궤도틀림 트롤리의 운동학적 모형화 (Kinematic Modeling of a Track Trolley Using Extended Kalman Filter)

  • 이준석;최일윤;김순희;엄주환
    • 한국철도학회논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.447-456
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    • 2015
  • 본 연구에서는 궤도틀림 측정용 트롤리의 사용성을 증진하기 위한 방편의 하나로 트롤리의 정지시 뿐만 아니라 이동시 계측방안과 이에 따른 계측오차의 최소화 방안에 대하여 논의하였다. 이를 위하여 트롤리의 완화곡선 및 원곡선내 주행에 따른 궤도틀림 측정의 정밀도를 향상시키기 위한 운동학적 관계식을 새롭게 제안하였으며 비선형 확장 칼만필터를 도입하여 계측오차를 최소화하였다. 제안한 모형의 적용성 파악을 위하여 이론적인 궤도상태를 가정한 후 이산형 및 연속형 궤도틀림 측정에 따르는 표준편차를 산정하였으며 이 결과, 제안한 모형의 효용성을 입증하였다. 또한 기존 궤도 틀림 모형과의 비교를 통해 제안한 운동학적 관계식의 우월성을 입증하였다.