본 논문에서는 자이로 센서(Gyro Senor)와 가속도 센서(Accelerometer)를 이용하여 가속도(x")와 각 축의 각속도(${\theta}^{\prime}$)를 계산하여, 쿼드콥터와의 결합을 통해 자세를 스스로 제어하는 방법을 제안한다. 현재 나온 국내 외 쿼드콥터 기능의 현황과 그 제품들의 회로, 그리고 자이로센서와 가속도센서에 관한 논문들을 분석하여 자이로센서와 가속도센서를 통해 쿼드콥터의 성능을 향상시키는 방안을 제시하였다. 그 결과 센서결합을 통해 공중에서 비스듬하게 잡고있는 상황 등 기울어진 상태에서 스스로 자세를 제어하는 기능이 구현되었음을 확인할 수 있었다.
This paper presents a method to estimate the position of a mobile robot by using a gyro sensor and accelerometer sensors on it. Together with contact sensors we propose a mapmaking algorithm for an indoor environment where the robot moves. The direction of robot can be estimated through a gyro sensor and the distance is founded out by accelerometers. Then one can presume the position of robot. Using the direction and distance values vector-based mapmaking job can be performed. Tactile sensors help the robot recognize the boundary limit value of indoor environment and decide outer wall line of the map.
Indoor localization for pedestrian is the key technology for caring the elderly, the visually impaired and the handicapped in health care districts. It also becomes essential for the emergency responders where the GPS signal is not available. This paper presents newly developed pedestrian localization system using the gyro sensors, the magnetic compass and pressure sensors. Instead of using the accelerometer, the pedestrian gait is estimated from the gyro sensor measurements and the travel distance is estimated based on the gait kinematics. Fusing the gyro information and the magnetic compass information for heading angle estimation is presented with the error covariance analysis. A pressure sensor is used to identify the floor the pedestrian is walking on. A complete ambulatory system is implemented which estimates the pedestrian's 3D position and the heading.
International Journal of Advanced Culture Technology
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제11권1호
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pp.370-375
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2023
As we enter a super-aged society, studies are being conducted to reduce complications and deaths caused by falls in elderly adults. Research is being conducted on interventions for preventing falls in the elderly, wearable devices for detecting falls, and methods for improving the performance of fall detection algorithms. Wearable devices for detecting falls of the elderly generally use gyro sensors. In addition, to improve the performance of the fall detection algorithm, an artificial intelligence algorithm is applied to the x, y, z coordinate data collected from the gyro sensor. In this paper, we develop a wearable device that uses a gyro sensor, body temperature, and heart rate sensor for health management as well as fall detection for the elderly. In addition, we develop a fall detection and health management system that works with wearable devices and a guardian's mobile app to improve the performance of the fall detection algorithm and provide health information to guardians.
This paper presents the attitude algorithm using Fuzzy technique to mix gyro information with accelerometer. The attitude angle calculated by the low-cost gyros only increases its error with time rapidly because of the integration process of the algorithm and large sensor error. It is known that the accelerometer output includes the attitude information of a vehicle and its information is more effective during low dynamic maneuver. Therefore it is needed to combine two information appropriately for obtaining the attitude information from low-cost MEMS inertial sensors. Because Fuzzy logic is very effective to make a decision of maneuvering state, it is applied to the mixed algorithm. It is shown by experiment ...
최근까지 무인 항공기는 군사적인 목적으로 활용하기 위해 활발하게 연구 되어 왔다. 근래에 들어 레저용, 또는 상업용으로 활용도가 급격히 증대되고 있다. 이에 국내외의 대학 및 연구기간에서 무인항공기의 자동비행 제어시스템을 위한 연구를 활발히 진행되고 있다. 최근 들어 무인항공기로 제어하기가 쉽고 활용도가 높은 쿼드로터 비행체가 각광을 받고 있는데 이미 많은 연구가 진행되어 왔다. 이러한 쿼드로터는 4개의 로터의 속도 제어로 비행체의 위치제어가 가능하다. 쿼드로터의 구조적인 이점으로 제어가 쉬운 반면 바람과 같은 외란에 매우 취약하다는 단점이 있어 실제 위치 제어가 쉽지가 않다. 본 논문에서는 외란(disturbance)에 취약한 쿼드로터의 위치제어를 안정하게 제어하기 위해 비행체의 자세 측정 센서인 관성측정장치(Inertial Measurement Unit)를 만들어 비행체의 자세를 측정 할 수 있도록 하였다. IMU는 자이로(Gyro)와 가속도(Accelerometer) 센서를 융합하여 비행체의 Roll, Pitch, Yaw 자세를 계측할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 일반적인 PID 제어기법을 적용하여 기존의 쿼드로터의 비행체에 대한 제어 성능을 실험을 제시하고자 한다.
In this paper, a personal navigation system is developed using GPS and dead reckoning sensors. This personal navigation system can be used to track a person inside a building, on an urban street, and in the mountain area. GPS can provide accurate absolute position information, but it cant be used without receiving enough satellite signals. Although the inertial sensors such as gyro an accelerometer and be used without this diggiculty, the inertial sensors severely suffer from their drift errors and the magne-tometer can be easily distorted by surrounding electromagnetic field. GPS and DR sensors can be inte-grated together to overcome these problems. A new personal navigation system that can be carried wit person is developed. A pedometer. actually vertically mounted accelerometer, detects ones footstep and gyro detects heading angle. These DR sensors are integrated with GPS and the humans walking pattern provides additional navigation information for compensating the DR sensors. The field testes are performed to evaluated the proposed navigation algorithm.
초소형 비행체는 초소형, 초경량이기 때문에 매우 작고 가벼운 MEMS형 센서만이 초소형 비행체 자동 비행 장치에 적용될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 MEMS 형 관성센서의 항법 성능을 향상시키기 위해 가속도계와 자이로를 혼합하는 알고리즘으로 자세 비교 보상을 이용한 혼합 방법을 제시하고 기존의 퍼지 추정을 이용한 혼합 방법과 시뮬레이션을 통해 성능을 비교한다. 이를 통하여 자세 비교 보상 방법을 이용한 혼합 방법이 기존의 퍼지를 기반으로 하는 혼합 방법보다 초소형 비행체 자세 추정에 보다 더 우수한 성능을 가짐을 보인다.
The gyroscope is the sensor for detecting the rotation in inertial reference frame and constitute the navigation system together an accelerometer. As the inertial reference equipment for attitude determination and control in the satellite, the mechanical gyroscope has been used but it bring the disturbance for mass unbalance so the disturbance give a bad influence to the observation satellite mission because the mechanical gyroscope has the rotation parts. During the launch. The mechanical gyroscope is weak in vibration, shock and has the defect of narrow operating temperature range so it need the special design in integration. Recently the low orbit observation satellite for seeking the high pointing accuracy of image camera payload accept the FOG(Fiber Optic Gyro) or RLG(Ring Laser Gyro) for the attitude determination and control. The Ring Laser Gyro makes use of the Sanac effect within a resonant ring cavity of a He-Ne laser and has more accuracy than the other gyros. It need the 1000V DC to create the He-Ne plasma in discharge tube. In this paper, the design process of the High Voltage Power Supply for RLG(Ring Laser Gyroscope) is described. The specification for High Voltage Power Supply (HVPS) is proposed. Also, The analysis of flyback converter topology is explained. The Design for the HVPS is composed of the inverter circuit, feedback control circuit, high frequency switching transformer design and voltage doubler circuit.
본 논문은 Matlab/Simulink로 구현된 시뮬레이터에 의한 SDINS의 성능해석에 관한 연구이다. 성능해석 모델은 중력과 코리올리스 힘이 고려되었으며, 수직축의 발산을 막기 위하여 고도계를 포함시켰다. 구현한 시뮬레이터를 사용하여 DTG와 FOG의 대표적인 관성센서를 모델로 다양한 기동패턴 하에서 자이로 오차해석이 포함된 SDINS의 성능해석을 수행했다. 또한, GUI환경을 통하여 자이로와 가속도계의 파라미터의 변화에 따른 SDINS의 성능을 시각적으로 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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