• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.133-139
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• 2007

An unmanned ground vehicle can perform its mission automatically without human control in unknown environment. To move up to a destination in various surrounding situation, navigational information is indispensible. In order to be adopted for an unmanned vehicle, the navigation box is small, light weight and low power consumption. This paper suggests navigation system using a low grade MEMS IMU for supplying position, velocity, and attitude of an unmanned ground vehicle. This system consists of low cost and light weight MEMS sensors and a GPS receiver to meet unmanned vehicle requirements. The sensors are basically integrated by loosely coupled method using Kalman filter and internal algorithms are divided into initial alignment, sensor error compensation, and complex navigation algorithm. The performance of the designed navigation system has been analyzed by real time field test and compared to commercial tactical grade GPS/INS system.

• 한국측량학회지
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• 제36권2호
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• pp.75-84
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• 2018

본 연구의 목적은 MEMS 기반의 INS를 적용한 저가형 MMS를 개발하고, 개발된 MMS를 이용하여 x, y의 평면 거리오차가 0.546m인 정확도를 확보하여 도로시설물의 판독에 활용하고자 함에 있다. MMS 기술은 해외 유수의 측량장비제작 업체를 중심으로 지리정보 구축을 위한 새로운 측량기술로 활발하게 사용되고 있지만 국내에서는 아직 관련 연구가 초기단계에 있다. 또한, MMS 장비개발은 몇몇 연구원 및 업체에서 시도를 하였으나 안정화가 이루어지지 않은 시작품 단계에 불과하다. 이러한 MMS 기술은 빠른 시간 내에 지형 지물 데이터를 취득할 수 있어 정밀지도 제작과 도로시설물 데이터 취득에 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 MMS 제작에 사용하는 각종 센서(LiDAR, CCD camera, GPS/INS, DMI 등)를 동기화하여 MEMS 기반의 INS를 탑재한 저가형 MMS를 개발하고자 한다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제4권3호
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• pp.141-150
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• 2015

In this study, a Global Navigation Satellite System (GNSS) / Inertial Navigation System (INS) / odometer / barometer integrated navigation system that uses a commercial navigation device including Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) accelerometer and gyroscope in addition to GNSS, odometer information obtained from a vehicle, and a separate MEMS barometer sensor was implemented, and the performance was verified. In the case of GNSS and GNSS/INS integrated navigation system that are generally used in a navigation device, the performance would deteriorate in areas where GNSS signals are not available. Therefore, an integrated navigation system that calculates a better navigation solution in areas where GNSS signals are not available compared to general GNSS/INS by correcting the velocity error of GNSS/INS using an odometer and by correcting the cumulative altitude error of GNSS/INS using a barometer was suggested. To verify the performance of the navigation system, a commercial navigation device (Softman, Hyundai Mnsoft, http://www.hyundai-mnsoft.com) and a barometer sensor (ST Company) were installed at a vehicle, and an actual driving test was performed. To examine the performance of the algorithm, the navigation solutions of general GNSS/INS and the GNSS/INS/odometer/barometer integrated navigation system were compared in an area where GNSS signals are not available. As a result, a navigation solution that has a smaller position error than that of GNSS/INS could be obtained in the area where GNSS signals are not available.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제3권2호
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• pp.53-62
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• 2014

In the guided missile and unmanned vehicle system, the navigation system is one of the most important components. Recently, low-cost effective smart projectiles and guided bomb are being developed using MEMS based navigation system which has high-G, low-cost and small size. In this paper, locally developed MEMS based GPS/INS integrated navigation system will be introduced in comparison with the state of the art of MEMS based navigation system. And technical design and development method is described to satisfy the required performance of GPS receiver, MEMS inertial sensor assembly, navigation computer and software.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권3호
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• pp.22-30
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• 2009

GPS 와 INS 통합시스템은 저가 MEMS 기술의 결과에 따라 대중적으로 널리 사용되기에 이르렀다. 그러나 저가센서에 의한 현재의 성과는 관성센서의 큰 에러 때문에 여전히 낮은 실정이다. 이것은 제한된 도시환경 안에서의 비행범위 때문에 더욱 관련이 있다. 이러한 관성센서 에러를 줄이면서 동시에 위성의 활용성을 높이기 위하여 GPS 와 저가 INS 는 연성으로 결합되어 Kalman Filter 설계를 응용하여 상호 통합되어진다. 본 논문에서는 연성으로 결합된 Kalman Filter를 이용한 GPS/INS 센서 통합을 제공한다. 우리는 또한 경로의 기하학에 의해 또는 그 목적시간 위치 따라 수학적으로 설명하는 ZH45C 궤도장치에 의한 산출된 기준 Wander Azimuth Strapdown Mechanization의 시뮬레이터 결과를 비교하여 검증하다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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• pp.265-270
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• 2006

Recently, inertial sensors like gyros and accelerometers have been quite miniaturized by Micro Electro-Mechanical Systems (MEMS) technology. JAXA is developing a MEM-based GPS/INS hybrid navigation system named Micro-GAIA. The navigation performance of Micro-GAIA was evaluated through off-line analysis by using flight test data. The estimation errors of the roll, pitch, and azimuth were $0.03^{\circ}$, $0.05^{\circ}$, $0.05^{\circ}$ $(1{\sigma})$, respectively. he horizontal position errors after 60-second GPS outages were reduced to 25 m CEP. The attitude errors and position errors are nearly half of ones reported previously[2]. Furthermore, using the adaptive Kalman filters, the robustness against the uncertainty of the measurement noise was improved. Comparing the innovation-based and residual-based adaptive Kalman filters, it was confirmed that the latter is robuster than the former.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.738-743
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• 2012

INS/GPS 통합 항법 필터는 주로 칼만 필터를 이용하여 구성되고 있다. 그러나 낮은 성능의 관성 센서를 이용한 INS/GPS 통합 항법 필터의 경우 센서 오차 레벨 등의 문제로 인해 정확한 방위각 정보의 제공이 곤란하며, 이로 인해 통합 필터를 구성하는 칼만 필터의 추정 성능이나 안정성을 보장할 수 없게 된다. 본 논문에서는 칼만 필터와 파티클 필터의 결합된 형태의 국지선형 파티클 필터를 이용하여 초기 방위각 오차를 극복할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.51-60
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• 2013

본 연구에서는 기압 센서의 특성과 기존의 차분 기법을 결합하여 임의의 건설현장에서 작업자의 절대고도를 확보하는 방법을 제안하고, 다양한 특성을 가진 다양한 건설 현장에서 이 방법을 적용한 결과를 분석하여 그 타당성을 검증하였다. 본 연구 결과물은 실제 건설 현장에서 작업자의 3D좌표 추출에 적용하기 위한 실용 기술로 개발된 것으로써 스마트폰에 내장된 각종 MEMS 센서들의 사양과 특징을 분석하고 데이터를 획득하여 단말기의 위치를 실내외에서 어떻게 결정할 수 있는지를 각종 시험을 통해 검증하였다. 이를 위해 다양한 실제 스마트폰으로부터 센서정보를 추출하는 프로그램을 개발하고 PC인터페이스 방법을 제시하였으며 개발과정에서 발생한 여러 문제점들을 극복하는 방안 등을 소개한다.

• 한국측량학회지
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• 제27권2호
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• pp.225-234
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• 2009

실시간 공중 자료획득 시스템은 긴급상황에서 DEM, 정사영상과 같은 공간정보를 실시간으로 생성하기 위해 빠른 자료 수집을 수행하는 시스템이다. 이러한 시스템에서 GPS와 INS는 플랫폼의 위치와 자세정보를 획득 하는데 중요한 역할을 한다. 그러므로 이번 연구에서는 실시간 공중 자료획득 시스템에 장착될 GPS/MEMS IMU 센서의 성능을 평가하였다. 그리고 시뮬레이션 데이터를 통하여 실시간 자료 수집에 더욱 적절한 GPS/INS 통합 알고리즘을 확인하였다. 정지 상태와 이동 상태에서의 GPS/MEMS IMU 센서 성능 평가 결과 각각 3$\sim$4m, 2$\sim$3m의 위치오차를 확인하였다. 또한 자기장 센서를 사용하는 Aerospace 모드에서 더 높은 정밀도의 자세 결과를 확인하였다. EKF와 UKF의 비교에서는 직선 뿐만 아니라 곡선에서도 많은 차이를 보이지 않았다. 하지만 계산 시간에서 EKF가 UKF에 비하여 약 25배 빠르므로 실시간 공중 자료획득 시스템의 GPS/INS 통합 알고리즘에는 EKF가 더욱 적합한 것으로 판단된다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.633-643
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• 2005

An unmanned aerial vehicle (UAV) is an aircraft controlled by .emote commands from ground station and/o. pre-programmed onboard autopilot system. A navigation system in the UAV provides a navigation data for a flight control computer(FCC). The FCC requires accurate and reliable position, velocity and attitude information for guidance and control. This paper proposes an ADGPS/INS integrated navigation system for a UAV. The proposed navigation system comprises an attitude determination GPS (ADGPS) receive., a navigation computer unit, and a low-cost commercial MEMS inertial measurement unit(IMU). The navigation algorithm contains a fault detection and isolation (FDI) function fur integrity. In order to evaluate the performance of the proposed navigation system, two flight tests were preformed using a small aircraft. The first flight test was carried out to confirm fundamental operation of the proposed navigation system and to check the effectiveness of the FDI algorithm. In the second flight test, the navigation performance and the benefit of the GPS attitude information were checked in a high dynamic environment. The flight test results show that the proposed ADGPS/INS integrated navigation system gives a reliable performance even when anomalous GPS data is provided and better navigation performance than a conventional GPS/INS integration unit.