• 로봇학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.216-224
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• 2014

This paper compares methods for attitude estimation of a UUV(Unmanned Underwater Vehicle). Attitude estimation plays a key role in underwater navigation using DVL(Doppler Velocity Log). The paper proposes attitude estimation methods using EKF(Extended Kalman Filter), UKF(Unscented Kalman Filter), and CF(Complementary Filter). It derives methods using the measurements from MEMS-AHRS(Microelectromechanical Systems-Attitude Heading Reference System) and DVL. The methods are used for navigation in a test pool and their navigation performance is compared. The results suggest that even if there is no measurement relative to some absolute landmarks, DVL-only navigation can be useful for navigation in a limited time and range.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.89-96
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• 2015

IT 기술이 생체역학 분야와 폭넓게 접목되고 있으며 AHRS 센서가 스포츠 모션분석 분야에 소형화 및 가격 경쟁력 측면에서 조명을 받고 있다. 본 논문에서는 피겨스케이트화에 소형의 AHRS 센서를 부착하고, 스핀(spin), 점프, 전/후진, 인/아웃 에지, 토(toe) 등의 기본 동작을 AHRS를 통해 측정한다. AHRS 센서의 측정 오차를 줄이기 위해 Madgwick의 상보필터를 적용하였으며, 짐벌락 현상(Gimbal Lock)을 줄이기 위해 쿼터니언(Quaternion)을 이용하였다. 취득한 9축 궤적 정보에 대해 PCA, ICA, LDA, SVM의 패턴인식 알고리즘을 적용하여 인식정확도 및 실행시간을 구하고, 여러 패턴인식 알고리즘 중에서 어떤 알고리즘이 인식정확도 및 실행시간 측면에서 적용이 가능한지 제시한다. 실험결과, PCA, ICA는 인식정확도가 낮아 사용하기에 부적합하며 LDA, SVM은 인식정확도가 우수하여 피겨스케이팅 기본 동작 인식에 사용이 적합함을 보인다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.967-976
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• 2016

This paper presents a 3D carrier-smoothed GNSS/DR (Global Navigation Satellite System/Dead Reckoning) integrated system for precise ground-vehicle trajectory estimation. For precise DR navigation on sloping roads, the AHRS (Attitude Heading Reference System) methodology is employed. By combining the integrated carrier phase of GNSS and DR sensor measurements, a vehicle trajectory with an accuracy of less than 20cm is obtained even when cycle slip or change of visibility occur. In order to supplement the weak GNSS environment with DR successfully, the DR sensor is precisely compensated for using GNSS Doppler measurements when GNSS visibility is good. By integrating a multi-GNSS receiver with low-cost IMU, a precise 3D navigation system for land vehicles is proposed in this paper. For real-time implementation, a decoupled Kalman filter is employed in the integrated system. Through field experiments, the performance of the proposed system is verified in various road environments, including sloping roads, good-visibility areas, high multi-path areas, and under-ground parking areas.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권6호
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• pp.575-580
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• 2013

IMU(Inertial Measurement Unit)는 선박, 잠수함, 항공기 및 군용장비 응용분야에서 적용되어 자세 측정 영역에 주로 사용되고 있지만, 이런 IMU는 고가의 장비이기 때문에 특수 분야에서만 한정적으로 이용되어 왔다. 그러나 MEMS AHRS(MEMS : Micro Electro Mechanical System, AHRS : Attitude and Heading Reference System)의 현 기술 상황은 지능형 MEMS AHRS가 채택된 응용분야에서 가격이 높은 IMU를 대체 할 수 있는 수준에 이르고 있다. 본 논문에서는 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서를 사용한 AHRS를 이용하여 선박의 주요 운동 요소인 횡동요, 종동요, 선수동요 값을 측정할 수 있는 무선 선체 운동 측정 시스템을 개발하였다. 또한 AHRS 센서가 발생시키는 오차인 순간 가속도, 지자기의 영향 및 진동에 대응하기 위하여 칼만 필터링 기능이 탑재된 센서를 적용함으로서 최적의 성능을 실현하고자 하였다. 본 연구에서 구현한 AHRS 센서를 이용한 무선 선체 운동 측정 시스템을 이용하여 실선 실험을 실행하였으며, 선박의 제한적인 설치 상황에서도 편리하게 적용할 수 있을 것으로 보여진다. 향후 이 시스템이 선박에서 INS(Integrated Navigation System) 및 VDR(Voyage Data Recorder)과 같은 선박 장비와 호환되어 활용될 경우 항해 안전과 해양사고 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 동력기계공학회지
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• 제21권4호
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• pp.26-33
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• 2017

In this paper, we developed a control algorithm to maximize the cleaning performance and the cleaning efficiency of the underwater cleaning robot platform which has been developed for various cistern environment in the industrial field. Through these research and development, we have presented the operation and application of underwater cleaning robots that have been developed, and contributed to commercialization. Finally, this results were verified the effectiveness through actual field experiments.

• 한국항행학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.19-26
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• 2004

본 논문은 군에서 운용중인 대공포 사격 훈련용으로 개발한 무인 표적기용 자동비행시스템 개발에 관한 논문이다. 조종사에 의해 수동으로 운용중인 표적기를 자동화함으로써 조종사 측면에서는 비행업무를 경감시키고, 군 측면에서는 사격훈련 예산절감이라는 장점을 가지게 된다. 현재까지 개발된 대부분의 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)는 항공기 자세를 측정하기 위해 AHRS(Attitude & Heading Reference System)와 IMU(Inertial Measurement Unit)등의 고가의 센서를 장착하고 있지만 이를 장착하고 무인기를 사격훈련용으로 사용하기에는 예산절감이라는 목적에 적합하지 않다. 이에 본 논문은 저가의 센서를 장착하고 자동비행이 가능하도록 저가형 자동비행시스템을 개발하였으며, 자동비행 컴퓨터를 포함한 센서, 전원모듈, 스위칭 모듈, 모니터링 모듈, RC 수신기를 하나의 모듈로 단일화하여 통합형 자동비행시스템을 개발하였다. 또한 비행시험을 통하여 자동비행시스템 성능을 입증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권4호
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• pp.359-365
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• 2011

기동형 경계 로봇은 공항이나 항구 등의 공공 지역을 보호하기 위한 기동형 차량 시스템에 고정되어 있는 경계 로봇을 말한다. 이러한 기동형 경계 로봇은 사격 시스템, 카메라 시스템, 임베디드 시스템 그리고 AHRS 센서로 구성되어 있다. 또한 고각과 방위각을 위한 2 축 제어가 가능하도록 설계되었다. 안정화된 영상과 사격을 위해 이 시스템은 차량의 모션으로부터 발생하는 외란에 대한 보상을 통해 안정화가 되어야 한다. 본 논문에서는 ADAMS 와 Matlab/Simulink 를 이용해서 기동형 경계로봇의 가상 모델을 생성하고 제안한 안정화 알고리즘을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 또한 가상모델에 상응하는 모형의 기동형 경계 로봇과 6 축 모션 시뮬레이터를 이용하여 안정화 알고리즘을 실험적으로 검증하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제18권5호
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• pp.498-509
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• 2015

The existing mobile antenna networks in the military use have been operated by the manual pointing between two antennas. The work presented here describes the study of ATPC(Automatic Tracking and Pointing Control) system between facing antennas and the related tracking and pointing performances. This system is able to automatically track the maximum RSSI(Received Signal Strength Indication) value from the source's RF(Radio Frequency) signal and then control for maintaining the LOS(Line of Sight) between two antennas. The system has three major units; the driving unit consisting of motors, harmonic drives and encoders, the sensor unit with a GPS(Global Positioning System) and AHRS(Attitude and Heading Reference System) and the control unit regulating all the tracking and pointing events. By using PI(Proportional and Integral) controller, this system is able to properly track and point the other antenna under the external disturbance like the wind load. Both the simulation and the experimental works have been successively carried out to prove the performances of the system.

• 한국해양공학회지
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• 제32권6호
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• pp.511-517
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• 2018

This paper proposes a vision-based underwater laser scanner with separate structures for an underwater camera and a line laser projector. Because the two devices can be adaptively placed regardless of the features of the unmanned underwater vehicle (UUV), the scanner has significant advantages in relation to its availability and flexibility. Position calibration between the underwater camera and laser projector guarantees a 3D measuring performance with high accuracy. To verify the proposed underwater laser scanner, a test-bed system was manufactured, which consisted of the laser projector, camera, Pan&Tilt, and Attitude and Heading Reference System (AHRS). A camera-laser calibration test and simple 3D reconstruction test were performed in a water tank and the experimental results are reported.

• ETRI Journal
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• 제44권2호
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• pp.300-312
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• 2022

Recently, public safety services have attracted significant attention for their ability to protect people from crimes. Rapid detection of dangerous situations (that is, abnormal situations where someone may be harmed or killed) is required in public safety services to reduce the time required to respond to such situations. This study proposes a novel danger detection technology based on multimodal data, which includes data from multiple sensors (for example, accelerometer, gyroscope, heart rate, air pressure, and global positioning system sensors), and multilog data, which includes contextual logs of humans and places (for example, contextual logs of human activities and crime-ridden districts) over time. To recognize human activity (for example, walk, sit, and punch), the proposed technology uses multimodal data analysis with an attitude heading reference system and long short-term memory. The proposed technology also includes multilog data analysis for detecting whether recognized activities of humans are dangerous. The proposed danger detection technology will benefit public safety services by improving danger detection capabilities.