• 지구물리와물리탐사
• /
• 제23권4호
• /
• pp.243-252
• /
• 2020

이 논문에서는 시추공을 이용한 탐사나 자료 해석 시에 중요한 시추공 궤적 정보 획득 방법에 대한 이해를 공유하고자, 깊이에 따른 시추공의 좌표를 구하는 시추공 공곡 측정 문제를 좌표계 변환 공식에 기초하여 수학적으로 정리하였다. 먼저, 철재 케이싱이 설치되어 있지 않은 시추공에 적용 가능한 방법으로서 3성분 가속도계와 3성분 자력계를 함께 이용하여 시추공의 방위각, 편차각 그리고 센서회전각을 구하는 원리를 정리하였다. 다음으로, 철재 케이싱이 설치되어 있을 경우에 자이로스코프에서 3성분 각속도가 측정되었을 때, 좌표계 변환 행렬의 시간 미분 관계식에 기초해 각속도의 시간에 따른 적분을 통해 요-피치-롤 각을 구하는 수학적 이론을 정리하고 지구 자전의 영향을 제거함으로써 측정자료의 시간 적분에 의해 시추공의 궤적을 구하는 방법을 설명하였다. 오차가 포함된 측정 자료로부터 시추공 공곡 결정의 정확도를 높이는 중요한 방법으로 센서 또는 측정 자료를 융합하는 원리도 예를 들어 설명하였다. 시추공 공곡 측정원리는 GPS 수신이 불가능한 터널내에서의 궤적 추적 또는 무인비행체를 이용한 공중 탐사나 항공 탐사 시 센서의 자세 측정에도 활용될 수 있다. 또한, 센서의 융합에서 필수적으로 접목되어야 할 최적화 필터에 대해서도 중요 문헌 및 사례를 소개함으로써, 앞으로의 연구에 도움을 주고자 하였다.

• 재활복지공학회논문지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.47-54
• /
• 2013

본 논문은 몸 전체의 움직임을 측정하고 분석할 수 있는 관성센서 기반 모션 캡처링 시스템에 관한 것이다. 본 시스템 구현을 위해 자이로스코프, 가속도계 및 지자계 신호를 이용한 자세 방위 측정장치 모듈을 개발하였으며, 다수의 모듈을 환자의 분절에 부착하고 공간상에서 각 분절의 방위각을 계산하여 3차원 모션캡처를 수행하였다. 또한 재활과 관련된 많은 응용에 있어 중요한 생체역학 측정값인 신체 분절간의 관절각을 추출하는 알고리즘을 제안하였다. 개발한 자세 방위 측정장치 모듈의 성능을 평가하기 위하여 3차원 공간상의 변위 및 방위를 밀리미터 해상도로 제공할 수 있는 Vicon을 참조 측정 시스템으로 이용하였으며, 2.56도의 평균 제곱근 오차를 얻을 수 있었다. 실험 결과 본 연구에서 개발한 시스템은 뇌졸중 후 회복단계 동안 사지 및 보행 동작을 실시간으로 분석, 제공함으로서 재활의 효과, 난이도 조절 및 피드백 요소를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.781-788
• /
• 2013

본 논문에서는 노인의 낙상에 의한 위급상항을 모니터링 하기 위한 4족 로봇 및 모니터링 시스템을 소개한다. 4족 로봇은 FPGA Board(Field Programmable Gate Array)를 이용한 특정 색을 판별하는 영상처리에 기반하여 자율 이동한다. 노인의 낙상을 감지하기 위해 가슴에 센서노드를 착용하고, 낙상에 의한 응급 상황 시에 4족 로봇이 낙상신호를 관리자에게 전송한다. 관리자는 전송된 영상을 기반으로 4족 로봇을 제어 및 상황판단을 하고, 위급상황이면 119에 신고를 한다. 센서노드만을 사용한 낙상 감지 시스템에서 98.33% 낙상의 Sensitivity와 일상행동 94.375% Specificity가 측정 되었다. 100% 낙상 감지를 못했던 점을 낙상 감지 시스템과 이동형 카메라(로봇)의 결합 알고리즘을 제안 및 실험을 통해 100% 검증 하였다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.171-179
• /
• 2004

Today, the number of vehicle increased rapidly with the development of modem science technology, and it caused serious problems; traffic jam, accident and pollution etc. One of the solve methods these problems it is necessary to develope the vehicle navigation systems and it is already widely used to in field of military etc. Vehicle navigation system can increase the efficiency of traffic flow and offer at a drivers at a best driving conditions. In the vehicle navigation, most important thing is to measure of correct position. There are classifiable as three types. The first is G.P.S., method at artificial satellites which measures the present position and velocity any time, any where in the world at the same time. Secondly, a vehicle can determine its position and path information with a gyroscope and odometer signal, which is called Dead-Reckoning method. Thirdly, hybrid navigation system is the combined of two methods to make utilize the advantage of each navigation system. In the paper, we are analyzed to characteristics at a gyro sensor and introduce at a composition of hybrid navigation system which is combined with the G.P.S., D.R., and map-matching technique. We analyze deeply for the Map-Matching method and explain the coordinate transformation for G.P.S., and the Hybrid navigation algorithm is developed and experimented. Finally, we conclude and comment about our road test results.

• 한국게임학회 논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.53-62
• /
• 2017

VR 콘텐츠 조작 장비는 높은 가격을 요구하기 때문에 개인이 접하기 쉽지 않다. 특히 VR 콘텐츠 중 사용자의 모션을 추적하는 시스템의 경우 일반적으로 적외선 카메라를 사용하는 별도의 광학 센서 장비를 사용한다. 광학 센서 장비들은 단일기기만 사용할 경우 회전 동작 추적을 할 때 측정 가능한 범위가 측정 방향에 의존적이라는 단점이 있다. 위와 같은 문제들을 해결하기 위해 본 논문에서는 별도의 광학 센서 장비 없이 일반적으로 대중이 보유하고 있는 장비인 스마트폰의 관성센서를 사용하여 측정 방향에 구애 받지 않고 사용자의 회전 동작을 추적할 수 있음을 보인다. 그리고 립모션을 사용한 시스템을 참조 시스템으로, 스마트폰을 사용한 시스템을 평가 시스템으로 정하여 두 시스템의 사용자 만족도를 비교하여 평가 시스템의 유용성을 검증한다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제54권2호
• /
• pp.106-114
• /
• 2017

본 논문에서는 센서 결합을 이용하여 공간상의 시스템 자세를 정확히 추정할 수 있는 확장 칼만 필터를 설계하는 방법에 대해서 제안한다. 시스템 자세는 쿼터니언 상태 변수를 이용하여 표현하며, 이는 Gauss-Newton방법을 적용하여 가속도 센서와 지자기 센서로 부터 강체의 자세를 획득 하게 된다. 측정된 쿼터니언 값과 속도 센서 값, ARVR_SDK에 의한 영상 정보 값을 이용함으로써, 상태 변화를 추정 하게 되는데, 자세 추정의 정밀도를 높이기 위해 입력 값에 대한 에러를 보정하는 과정을 추가하여 적응적으로 입력 값을 조절하는 확장 칼만 필터를 설계 적용 하였다. 그 결과, 설계된 필터에 입력 값에 대한 오차가 있어도 일정부분 이를 보정하여 추정 값에 대한 신뢰도를 높이는 결과를 실험적으로 확인 할 수 있었다.

• International journal of advanced smart convergence
• /
• 제8권3호
• /
• pp.184-192
• /
• 2019

The existing digital signage systems inside the elevators are a lack of tailored contents appropriate to the space and environment inside or outside the elevators. Also, they almost impossible to flexibly respond to various contents disclosure according to the demand of the consumers or the elevator markets. Therefore we design and implement an IoT(Internet of Things)-based smart digital signage system for the safety of elevator passengers.. In order to provide IoT-based information to the smart digital signage within the elevator, we propose an IoT system as a set-top box with gyroscope sensor, acceleration sensor, RFID(Radio-Frequency Identification), fine dust sensor, etc., which processes various data collected by the sensors and provides the elevator passengers with various tailored contents such as elevator driving information, environmental information inside and outside the elevator, and disaster information in addition to simple advertisement information. The proposed IoT system is a set-top box that operates the smart digital signage and has an independent information control processor based on the IoT sensors that do not depend on the elevator control system. For the proposed smart digital signage, it supports an operating system that is independent of the elevator driving service as well as the media service. So the smart signage system has a characteristic that it does not depend on the elevator control system since it is a stand-along IoT-based information control system. With the proposed system providing intuitive content for the surge, steep descent, and radical movements of an elevator due to an emergency situation, the elevator passengers should be able to recognize the situation quickly and respond accordingly. In the near future, the proposed system will expand the market of digital signage applied in conjunction with the development of contents in the disaster, safety and environment fields, and expect expected to revitalize related industries associated with signage.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제26권12호
• /
• pp.1890-1897
• /
• 2022

본 논문에서는 수중글라이더용 항법필터 설계를 수행한다. 해양의 염분, 수온 등 해양 정보 획득을 위해서 사용되는 수중글라이더는 저전력으로 장기간 운용이 되기 때문에, 다양한 센서를 적용하기에 많은 제약이 있다. 제한된 수중글라이더의 운용 특성을 고려하여 센서 구성이 다른 두 종류의 위치 추정을 위한 항법 필터를 설계한다. 항법필터는 최소한의 센서출력 정보를 바탕으로 수중글라이더의 동체좌표계 기준 속도를 추정한다. 첫 번째 필터의 센서 구성은 가속도계, 지자계, 심도계 센서로 구성 되어있고, 두 번째 필터는 첫 번째 필터와 동일한 구성에 자이로 센서가 추가된다. 추정된 속도는 자세정보와 융합하여 항법좌표계의 속도정보로 변환 뒤 최종적으로 위치를 추정한다. 제안된 필터의 성능을 분석하기 위해 단일 시뮬레이션 및 몬테카를로 수치해석 기법을 이용하여 분석을 수행하고 수행결과는 표준편차(standard deviation, 1σ)로 분석한다. 각 필터의 위치오차에 대한 표준편차는 334.34, 125.91m이다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.584-591
• /
• 2014

This paper presents a novel aided navigation method for AUV (Autonomous Underwater Vehicles). The navigation system for AUV includes several sensors such as IMU (Inertial Measurement Unit), DVL (Doppler Velocity Log) and depth sensor. In general, the $13^{th}$ order INS error model, which includes depth error, velocity error, attitude error, and the accelerometer and gyroscope biases as state variables is used with measurements from DVL and depth sensors. However, the model may degrade the estimation performance of the heading state. Therefore, the $11^{th}$ INS error model is proposed. Its validity is verified by using a degree of observability and analyzing steady state error. The performance of the proposed model is shown by the computer simulation. The results show that the performance of the reduced $11^{th}$ order error model is better than that of the conventional $13^{th}$ order error model.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.703-708
• /
• 2012

본 논문은 비선형성이 내재된 모바일 역진자형 로봇 시스템의 제어기 성능을 개선하고, 위치와 속도제어를 위하여 두 개의 다룬 휠로 구동되는 역진자형 타입의 모바일 로봇으로 모델링하였다. 이 시스템은 파라미터의 변화를 실시간으로 체크하고. 제어신호는 여러 상황에서 시스템이 원하는 상태를 유지하도록 변화하게 구성하였고, PI 제어기로 설계하였다. 시스템이 불안정하므로 시스템의 안전성 판별을 통하여 PI 제어기의 게인 값을 설계하였다. 위 실험 결과로서 수동 튜딩 방법 보다 터 좋은 적절한 방법의 성능을 얻을 수 있었다.