• 제목/요약/키워드: Position measurement

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Performance Evaluation of a Compressed-State Constraint Kalman Filter for a Visual/Inertial/GNSS Navigation System

  • Yu Dam Lee;Taek Geun Lee;Hyung Keun Lee
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제12권2호
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    • pp.129-140
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    • 2023
  • Autonomous driving systems are likely to be operated in various complex environments. However, the well-known integrated Global Navigation Satellite System (GNSS)/Inertial Navigation System (INS), which is currently the major source for absolute position information, still has difficulties in accurate positioning in harsh signal environments such as urban canyons. To overcome these difficulties, integrated Visual/Inertial/GNSS (VIG) navigation systems have been extensively studied in various areas. Recently, a Compressed-State Constraint Kalman Filter (CSCKF)-based VIG navigation system (CSCKF-VIG) using a monocular camera, an Inertial Measurement Unit (IMU), and GNSS receivers has been studied with the aim of providing robust and accurate position information in urban areas. For this new filter-based navigation system, on the basis of time-propagation measurement fusion theory, unnecessary camera states are not required in the system state. This paper presents a performance evaluation of the CSCKF-VIG system compared to other conventional navigation systems. First, the CSCKF-VIG is introduced in detail compared to the well-known Multi-State Constraint Kalman Filter (MSCKF). The CSCKF-VIG system is then evaluated by a field experiment in different GNSS availability situations. The results show that accuracy is improved in the GNSS-degraded environment compared to that of the conventional systems.

신생아중환자실 간호사의 간호업무량 분석 (Nursing Time Use in a Newborn Intensive Care Unit (NICU))

  • 전은경
    • 간호행정학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.55-81
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    • 2000
  • This study examined nursing care in a Newborn Intensive Care Unit (NICU) by reviewing nursing activities for the newborns. Through direct observation, time used for nursing care according to the nursing activity, shift, day of the week, and position of the nurses was measured. This study was done on November 15, 21, 24, 1999 at a university medical center hospital and included eight nurses and 179 newborns as the study subjects. The data were collected from the medical records, and by using a nursing activity record for the NICU, and a nursing activity time record for the NICU. The first step in the data collection process was to develop a list of nursing activities which was done through a literature review, examination of medical affairs and duty records. Content validity was measured by a panel of three professors who were experienced clinicians. In the second step two pre-training sessions were held with three sophomore student nurses who then measured the time for each nursing activity using a stopwatch. The data were analyzed using frequencies for nursing activities, averages, percentages and ANOVA for differences between shift and between days of the week, and percentages and t-test for differences according to position of the nurse. The results are as follows: 1) The total number of activities was 156, direct or indirect nursing activities. Direct nursing activity classified according to physical, educational, emotional/social/economic/spiritual needs. There were 109 direct nursing activities in 16 fields. 2) The order of nursing activities, according to time required, was record keeping, nutritional care, measurement/observation, medication, hygiene care, examination and specimen collection, and checking supplies, and according to frequency, measurement/ examination, record keeping, nutrition care, hygiene care, elimination care and medication. 3) According to shift, direct care during the night shift at 313.4 minutes was the longest time and indirect nursing care during the night shift at 252.2 minutes was the highest time. 4) For days of the week, Monday had the highest time for direct care 275.8 minutes (34.6%) and Wednessday had the highest time for indirect nursing care 269.6 minutes (36.1%). 5) For nursing time according to position of nurse, general nurses had the highest for direct care (330.7 minutes), nurse managers for indirect nursing activities (239.0 minutes) and general nurses for individual private time (63.9 minutes). The results of this study show that the major nursing time consuming activities included record keeping, nutrition care and measurement/examination. For newborns, time needs to be allowed for care to be sensitive, sophisticated and specialized rather than concentrated on indirect nursing tasks such as record keeping. Therefore, it is imperative to develop computerized systems that support a systematic approach to record keeping which is more efficient. Moreover, nursing needs according to shift, day or position of nurse can be utilized in assessing nursing resources through a computerized process.

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전장환경 하에서 보행자의 다양한 이동유형을 고려한 관성항법 기반의 위치인식 기법 (Pedestrian Dead Reckoning based Position Estimation Scheme considering Pedestrian's Various Movement Type under Combat Environments)

  • 박상훈;채종목;이장명
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권10호
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    • pp.609-617
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    • 2016
  • 일반적으로 보행자의 위치를 파악하는데 사용하는 시스템을 개인 항법 장치 (PNS: Personal Navigation System)라고 한다. 위성 항법 시스템(GPS: Global Positioning System)은 PNS의 대표적인 사례이나, GPS 위성 신호 수신이 어려운 지역에서는 적용이 어려운 단점이 있다. GPS 신호 음영지역에서의 위치정보를 획득하기 위한 방법으로서 보행자 관성 항법(PDR: Pedestrian Dead Reckoning)은 별도의 인프라 없이 관성측정장치(IMU: Inertial Measurement Unit)만을 이용하여 보행자의 위치를 추정하는 방식으로서 인프라 구축이 어려운 특수 분야에 적용이 적합한 방식이다. 본 논문에서는 전장환경과 같은 GPS가 제한되는 특수한 환경 하에서 보행자의 다양한 이동유형을 고려한 관성항법 기반의 보행자용 위치인식 기법을 제안한다. 걷기, 뛰기, 포복과 같은 다양한 이동 형태에 따른 보행 거리 추정을 위해 IMU에서 제공되는 센서의 정보를 활용하여 걸음 검출과 보폭 추정으로 구성되는 보행거리 추정 기법과 HDR 알고리즘과 EKF(Extended Kalman Filter) 기반의 보행방향 추정 기법을 제안한다. 또한 건물입구와 같은 GPS 신호가 수신이 되나 신뢰성이 떨어지는 구간에서의 GPS와 PDR간 위치정보 융합 기법을 제안한다. 제안 기법의 성능 검증을 위해 자체 위치인식 모듈을 제작하여 국외제품과 비교 실험을 실시하였다. 실험결과, 제안 기법은 약 600m의 이동경로에서 평균 위치오차 거리는 5.64m, 이동거리 오차율 3.41%의 결과를 보였다.

목자판 표면 상태에 적응적인 영상 기반 수위 계측 기법 (Image-based Water Level Measurement Method Adapting to Ruler's Surface Condition)

  • 김재도;한영준;한헌수
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.67-76
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    • 2010
  • 본 논문은 수위 측정 영역의 오염 상태에 적응적인 영상 기반 수위 계측 기법을 제안한다. 수위를 측정하기 위해 사용되는 목자판이 진흙, 부유물, 조명의 강한 반사에 의해 얼룩진 경우, 목자판 내부의 수평 성분 패턴이 유지되는 영역의 최종 위치와 목자판과 수면의 색상 차를 이용하여 얻어진 대략적인 수위 위치인 참조 수위와의 거리 차를 측정하여 목자판의 오염 여부를 판단하는 기법을 사용한다. 목자판이 오염되지 않은 경우에는 수평 성분이 유지되는 최종 위치의 근방 하단 영역에서 수평 성분의 분포를 분석하여 히스토그램이 가지는 최대값의 30%이상의 값을 가지는 위치를 수위로 검출하고, 목자판이 오염된 경우는 참조 수위 근방의 색상 변화의 국지적인 정점과 골을 검출한 후 그 변화가 가장 큰 위치를 수위로 검출한다. 검출된 영상 수위는 영상에 보이는 목자판의 눈금을 기준으로 생성한 맵핑 테이블을 이용하여 실제 수위로 변환된다. 제안한 방법의 적용 가능성과 일반성을 평가하기 위하여 실제 교량에 측정 시스템을 구축하고 같은 위치에 기존에 설치된 초음파 기반 측정 시스템과 그 측정치를 비교하였다.

A Study on the Design and Implementation of a Position Tracking System using Acceleration-Gyro Sensor Fusion

  • Jin-Gu, Kang
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제28권1호
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    • pp.49-54
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    • 2023
  • GPS(Global Positioning System)는 군사 목적으로 개발되었고, 민간인 신호(GPS L1주파수 C/A 신호)를 개방하면서 많은 발전이 이루어졌다. 현재의 위성은 하루 약 2회 주기로 지구를 공전하며 위치를 측정하는데 위성 신호 3개(초기에는 시각 오차까지 계산하기 위하여 4개)이상을 수신하는데 전파 출발 시간에서부터 수신된 위성 신호의 전파 도달 시간(TOA)까지의 데이터를 삼변측량 방식을 통해 지상 수신기 3차원 위치를 결정한다. 그러나 GPS를 활용한 내비게이션의 경우 보통 5~10m의 위치 오차가 발생하며 아파트와 실내, 터널, 공장지대 및 산악 지대 등, 많은 지역이 GPS의 사각지대 또는 오차 범위 밖의 무력화 지역으로 존재하고 있다. 따라서 GPS 위성 신호의 수신이 불가능한 지역에서 현재의 위치 정보를 획득하기 위해서는 다른 방안이 제시되어야 한다. 본 연구에서는 가속도와 자이로 센서가 결합된 IMU(Inertial Measurement Unit)와 지자기 센서를 이용하여 GPS 신호 수신이 불가능한 지형에서도 위치인식이 가능하도록 시스템을 설계 하였다. 9-DOF IMU와 지자기 센서를 이용한 순간 속도 값을 계산하여 현재의 위치를 추적할 수 있는 방안을 연구 하였으며 제작과 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

Time delay control with state feedback for azimuth motion of the frictionless positioning device

  • Jeong, Ho-Seop;Lee, Chong-Won
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 11th (KACC); Pohang, Korea; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.385-388
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    • 1996
  • A time delay controller with state feedback is proposed for azimuth motion control of the frictionless positioning device which is subject to the variations of inertia in the presence of measurement noise. The time delay controller, which is combined with a low-pass filter to attenuate the effect of measurement noise, ensures the asymptotic stability of the closed loop system. It is found that the low-pass filter tends to increase the robustness in the design of time delay controller as well as the gain and phase margins of the closed loop system. Numerical and experimental results support that the proposed controller guarantees a good tracking performance irrespective of the variation of inertia and the presence of measurement noise.

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A Simple Dual-Antenna Diversity Gain Measurement System at 2.4GHz

  • Kim, Jin-Gyong;Chung, Kyung-Ho;Ho, Yo-Choul;Kim, Moon-Il
    • 전기전자학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.220-223
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    • 2009
  • A simple measurement system is built to estimate the dual-antenna diversity gain at 2.4GHz easily in open lab environment. To obtain multipath fading propagation channel, the system consists of two transmission horn that placed on opposite direction and a rotating stage mechanically changing the position of test dual-antenna with time over distance greater than one wavelength. Estimated diversity is nearly same as theoretical value such that measured diversity gain of 30mm separated is about 6dB similar to theoretical value of 5.7dB and increases monotonically with the increasing separation distance as predicted by the theory. Proposed measurement system that is simple enough to fit in a small space can evaluate the performance of various dual-antennas with a reasonable accuracy with lower 5% difference between the ten sets of measured waveform distribution and theoretical Rayleigh cumulative distribution.

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OMM 시스템에서 측정방향을 고려한 가공물의 오차평가 (Error Prediction Considering the Measurement Direction in OMM System)

  • 최진필;이상조;권혁동
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.632-635
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    • 2002
  • In this paper, a general procedure to determine machine tool errors from the on-machine measurement (OMM) data is described. First, a parameterized error model of a machine tool is illustrated by approximating error components as linear function of axis positions, and a modified error model is proposed which includes backlash effects. To determine the unknown model coefficient vectors of the forward and backward error model, an artifact with 8 cutes is made and calibrated on CMM. Then, lower-left and upper-right cube corners are measured with a touch-trigger probe mounted on the machine tool spindle. Measured error data are used to determine the coefficient vectors. The positioning errors in the XY plane at the fixed z position are simulated for the forward and backward error model.

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기술문에서 우리말 숫자 쓰기 (Writing Korean Numerals in Technical Writing)

  • 권성규
    • 공학교육연구
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    • 제14권2호
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    • pp.30-39
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    • 2011
  • 아라비아 숫자를 읽을 때 글과 말이 일치하지 않는 문제가 있다. 아라비아 숫자를 읽는 기준이 확실치 않아, 숫자가 놓인 위치, 단위명사, 수의 크기, 구성요소들 간의 결합관계, 문맥 등에 따라 숫자를 다양하게 읽어야 한다. 이 논문에서는 더 읽기 좋은 기술문을 쓰는 관점에서, 수사, 분류사 및 수량 단위명사와 관련한 연구 자료들을 조사하여, 아라비아 숫자 자리에 우리말 숫자를 적어야 하는 여덟 가지 규칙을 정리하였다.

3차원 스캐너의 측정 자동화를 위한 수직 다관절로봇의 역기구학 해석 (Inverse kinematics analysis of 6R serial manipulator for the automation of 3D scanner measurement)

  • 육경환;한성준;양현석;장민호
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.929-934
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    • 2004
  • As 3D scanner develops, it can be used in measurement. To accomplish complete 3D measurement, the scanner has to view different sides of the target. It can be done by moving the scanner and fix it at every measuring point. By human, it would take so much time. However, by using robot, measuring time can be reduced and the procedure can be automated. It is suitable for 6R serial manipulator to do this kind of work in which the scanner should go any position in arbitrary orientation. We did inverse kinematics analysis by analytical and graphical methods. Then, we compared two methods.

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