• 제목/요약/키워드: Adaptive Navigation System

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Integrated System for Autonomous Proximity Operations and Docking

  • Lee, Dae-Ro;Pernicka, Henry
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제12권1호
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    • pp.43-56
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    • 2011
  • An integrated system composed of guidance, navigation and control (GNC) system for autonomous proximity operations and the docking of two spacecraft was developed. The position maneuvers were determined through the integration of the state-dependent Riccati equation formulated from nonlinear relative motion dynamics and relative navigation using rendezvous laser vision (Lidar) and a vision sensor system. In the vision sensor system, a switch between sensors was made along the approach phase in order to provide continuously effective navigation. As an extension of the rendezvous laser vision system, an automated terminal guidance scheme based on the Clohessy-Wiltshire state transition matrix was used to formulate a "V-bar hopping approach" reference trajectory. A proximity operations strategy was then adapted from the approach strategy used with the automated transfer vehicle. The attitude maneuvers, determined from a linear quadratic Gaussian-type control including quaternion based attitude estimation using star trackers or a vision sensor system, provided precise attitude control and robustness under uncertainties in the moments of inertia and external disturbances. These functions were then integrated into an autonomous GNC system that can perform proximity operations and meet all conditions for successful docking. A six-degree of freedom simulation was used to demonstrate the effectiveness of the integrated system.

적응필터를 사용한 수직상태 SDINS 전달정렬 (SDINS Transfer Alignment using Adaptive Filter for Vertical Launcher)

  • 박찬주;이상정
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.14-21
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    • 2007
  • This paper proposes SDINS(strapdown inertial navigation system) transfer alignment method for vertical launcher using an adaptive filter in the ship. First, the velocity and attitude matching transfer alignment method is designed to align SDINS for vertical launcher. Second, the adaptive filter is employed to estimate measurement noise variance in real time using the residual of measurements. Because it is difficult to decide measurement noise variance when noise properties of the ship SDINS are changed. To verify its performance, it is compared with the EKF(Extended Kalman filter) using uncorrect measurement variance. The monte carlo simulation results show that proposed method is more effective in estimating attitude angle than EKF.

Smooth Formation Navigation of Multiple Mobile Robots for Avoiding Moving Obstacles

  • Chen Xin;Li Yangmin
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제4권4호
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    • pp.466-479
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    • 2006
  • This paper addresses a formation navigation issue for a group of mobile robots passing through an environment with either static or moving obstacles meanwhile keeping a fixed formation shape. Based on Lyapunov function and graph theory, a NN formation control is proposed, which guarantees to maintain a formation if the formation pattern is $C^k,\;k\geq1$. In the process of navigation, the leader can generate a proper trajectory to lead formation and avoid moving obstacles according to the obtained information. An evolutionary computational technique using particle swarm optimization (PSO) is proposed for motion planning so that the formation is kept as $C^1$ function. The simulation results demonstrate that this algorithm is effective and the experimental studies validate the formation ability of the multiple mobile robots system.

사회적 네비게이션 기반 사회적 검색 (Social Search in the Context of Social Navigation)

  • 안재욱
    • 정보관리학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.147-165
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    • 2006
  • 웹기반 교육 자료들이 폭발적으로 증가함에 따라 적합한 자료들에 보다 효과적으로 접근할 수 있는 방법이 요구되고 있다. 이러한 새로운 방법들 중의 하나로 사회적 네비게이션(social navigation) 기반의 사회적 검색(social searching)이 정보 검색 분야에서 제시되었는데, 이는 동료 이용자들로부터 제공된 정보를 바탕으로 검색 결과의 향상을 추구하는 기법이다. 본 연구에서는 개인화와 사회적 네비게이션에 근거한 웹 기반 사회적 검색 시스템을 구축하였으며 이용자 연구를 통해 이용자에게 적합하고 필수적인 정보를 제공할 수 있는 방법이라는 것을 검증하려 하였다.

인터넷을 이용한 교통상황예보 (Forecasting of Traffic Situation using Internet)

  • 홍유식;최명복
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.300-309
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    • 2003
  • 차량항법장치는 1981년 일본 혼다자동차 관성항법장치에서 개발되었다. 요즈음에는 GPS 및 GIS를 기반으로 운전자에게 최단 경로탐색 및 예상도착시간을 인터넷 및 휴대폰으로 검색할 수 있다. 그러나 아무리 좋은 자동항법장치도 평균 차량 속도가 5~15km일 때에는 최단경로를 상실한다. 그러므로, 승용차 대기시간과 평균 차량 속도를 개선하기 위해서 다른 교차로 길이 및 교차로 차선수일 때에도 퍼지 적응규칙을 이용해서 평균주행속도를 향상한 알고리즘을 제안한다. 뿐만 아니라, 본 논문에서는 인터넷을 이용해서 위험한 도로 및 공사중인 도로에서도 안전도를 고려한 최적경로 및 현재의 교통상황을 예보하는 기능을 제공할 수 있도록 하였다.

Development of an Intelligent and Hybrid Scheme for Rapid INS Alignment

  • Huang, Yun-Wen;Chiang, Kai-Wei
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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    • pp.115-120
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    • 2006
  • This article propose a new idea of developing a hybrid scheme to achieve faster INS alignment with higher accuracy using a novel procedure to estimate the initial attitude angles that combines a Kalman filter and Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System architecture. A tactical grade inertial measurement unit was applied to verify the performance of proposed scheme in this study. The preliminary results indicated the outstanding improvements in both time consumption for fine alignment process and accuracy of estimated attitude angles, especially in heading angles. In general, the improvement in terms of time consumption and the accuracy of estimated attitude estimated accuracy reached 80% and 70% respectively during alignment process after compensating the attitude angles estimated by an extended Kalman filter with 15 states using proposed approach. It is worth mentioned that the proposed approach can be implemented in general real time navigation applications.

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속도 추정 알고리즘을 이용한 유도전동기 제어 시스템 특성 (A Characteristics of Control System for Induction Motor using a Speed Estimation Algorithm)

  • 황락훈;나승권;강진희
    • 한국항행학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.101-106
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    • 2020
  • 유도전동기의 속도 제어를 원활하게 수행하기 위해서는 필요한 회전자 속도 정보를 얻어야 한다. 속도 정보를 얻으려면 센서를 사용하여 얻어야 하지만, 센서를 사용하지 않고 적절한 알고리즘을 이용하여 얻을 수도 있다. 속도 정보를 얻기 위해서 모델 기준 적응 시스템(MARS; model reference adaptive system)을 사용하여 시스템을 설계 하였고, 유도전동기의 속도 제어 방식 중에 하나인 간접 벡터 제어 방식으로 전동기의 전류와 회전자 파라미터 값으로부터 연산된 슬립 주파수를 회전자 속도와 합하여 자속의 위치 정보를 얻어내는 방식을 사용하였다. 실제 자속 정보 없이도 넓은 속도 영역에서 간단하게 순시 전류 제어를 행할 수 있으며 제어기의 구조가 간단하다는 장점을 가질 수 있다. 따라서 본 논문에서는 간접 벡터 제어 방식을 기반으로 제어 시스템을 구성하였고, 이를 실현하기 위해 필요한 회전자 속도 정보를 센서로 사용하지 않고 개발한 지능형 알고리즘으로 추정하여 유도전동기의 속도 제어 시스템을 개발하였다.

HVS 기반 주파수 공간에서의 적응적인 워터마킹 (Human Visual System Based Adaptive Watermarking in Frequency Domain)

  • 박기홍;윤병민;김윤호
    • 한국항행학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.170-176
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    • 2005
  • 본 논문에서 제안한 방법은 웨이블릿 변환을 사용하여 디지털 영상을 주파수 공간으로 변환시킨 후 워터마킹하는 알고리즘을 제안한다. 비가시성을 고려하여 고주파 영역을 국부 블록으로 나누어 각 블록의 대조 감도와 텍스처 감도를 계산하고, 각 계수블록에 워터마크를 삽입 시 블록 특성에 따라 가중치를 달리 하였다. 실험결과, 인간의 시각 시스템을 적용하여 워터마크를 삽입함으로써 워터마크의 강인함과 비가시성을 향상시켰다.

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Rummler 모델 기반의 케이블 채널에서 OFDM/64QAM 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of OFDM/64QAM System in Rummler Model based Cable Channel)

  • 안정길;곽재민;박기식;조성언;조성준
    • 한국항행학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.43-49
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    • 2007
  • 본 논문에서는 Rummler 모델 기반의 케이블 채널에서 OFDM/64QAM 시스템의 성능을 시뮬레이션을 수행하여 평가하고, 적응 LMS 등화기를 적용하여 성능 개선 정도를 평가하였다. 성능 평가 결과, Rummler Two-ray 채널에서 반사파에 대한 감쇠계수(b)가 0.15 이하인 경우에는 등화기를 채용하여야 성능 개선 정도가 크게 이루어짐을 알 수 있었다. 그리고 b가 0.15이상인 경우에는 등화기를 채용해도 Eb/No에 관계없이 거의 동일한 성능이 얻어짐을 알 수 있었다.

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비선형 마찰특성을 고려한 비례제어밸브·유압실린더계의 적응 이산시간 슬라이딩모드 추적제어 (Adaptive Discrete Time Sliding-Mode Tracking Control of a Proportional Control Valve-Hydraulic System in the presence of friction)

  • 유환신;박형배
    • 한국항행학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.756-762
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    • 2009
  • 비선형 마찰인 유압 작동기의 스틱-슬립 마찰은 정확성과 응답성에 문제가 된다. 그러므로 마찰보상은 다양한 제어알고리즘을 통하여 연구되어 왔다. 적응이산시간 슬라이딩 추종제어기는 유압작동기 내의 비선형 마찰 특성을 보상하기 위하여 적용하였다. 다오판틴 방정식을 기초로 하여 새로운 이산시간 슬라이딩 함수는 마찰과 모델링 오차를 포함하여 제어법칙을 정의하였다. 비선형 파라미터의 추종성을 기초로 슬라이딩 함수와 프로젝션 항수를 이용하여 강인성을 높였다. 시뮬레이션과 실험결과는 좋은 추종성능을 얻었다.

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