• 제목/요약/키워드: location estimation system

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IoT Network에서 위치 인식을 위한 가중치 방식의 최대우도방법을 이용한 하드웨어 위치인식엔진 개발 연구 (A Hardwired Location-Aware Engine based on Weighted Maximum Likelihood Estimation for IoT Network)

  • 김동순;박현문;황태호;원광호
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권11호
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    • pp.32-40
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    • 2016
  • 센서네트워크 센서노드의 위치정보는 기본적으로 센싱 데이터가 얻어진 위치를 알려주는 목적으로 사용되며 Context 기반 고차원 서비스를 제공하기 위한 가장 중요한 정보중 하나이다. 센서네트워크상에서 위치인식을 위해 다양한 방법들이 연구되고 제안되어 왔으며, 이러한 방법 중에 IEEE 802.15.4 센서네트워크의 물리 계층과 매체 접근 계층을 이용한 위치인식 방법에 관한 연구방법이 크게 대두되고 있다. IEEE 802.15.4 프로토콜은 장치간의 저가격, 저속의 무선 통신을 지향하기 때문에 구현에 있어서 고도화된 최적화가 중요한 요구사항이라 할 수 있다. 하지만 수신 신호의 세기를 가지고 센서 노드들의 위치를 계산하는 방법은 최적화 문제의 해를 구하기 위한 과정이기 때문에 많은 연산 량이 필요로 하게 되고, IEEE802.15.4를 지원하는 System-On-a-Chip (SoC)의 경우 8비트 마이크로 컨트롤러기반으로 설계되어 있다는 점을 고려하면, IEEE802.15.4 기반의 위치 인식 서비스를 위해서는 하드웨어에 기반을 둔 위치 인식 엔진의 필요성이 무엇보다 중요하다. 본 논문은 IEEE 802.15.4 물리계층에 기반을 둔 가중치 기반의 최대우도방법 위치인식기 하드웨어 구현에 관해 제안하고자 한다. 테스트 베드를 이용한 필드테스트 결과 제안하는 하드웨어 기반 가중치 방식의 위치 인식방법은 정확도에서 10% 정도의 개선과 함께 내장 마이크로 컨트롤러의 연산량 및 메모리 액세스를 30% 정도 감소시켜 시스템 전원소모를 줄일 수 있는 결과를 얻을 수 있었다.

Mobile Positioning Without GPS in CDMA2000 1X

  • Eun-Tae Won;Su-ki Paik
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제2권5호
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    • pp.49-58
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    • 2001
  • Mobile positioning measurement is the most important technology for Location Based Services in the cellular networks. Generally, we are expecting to use GPS to guarantee high accuracy of the mobile position, A CDMA network-based technique for the Mobile Station position calculation needs to be implemented in the cdma2000 network whether the handsets have GPS or not, The most reliable methods of the network-based location technologies are based on the estimation of time of signal traveling between MS and B18 in a network whose coordinates are identified, Other signal parameters such as the power of the received signal and the signal arrival direction cannot be used as main data for a location system because adoption of only the signal parameters will not meet the FCC requirements, In practice, the estimates of the time of signal propagation between MS and BTS always have errors resulting from low-resolution power of measurements and multi path signal propagation, This paper describes the combined network-based location technology in the cdma2000 1× necessary to meet US FCC requirements. The issues of a calibration table and statistic processing based on the pilot strength as well as combined network-based location technologies(TOA/ TDOA) will help to achieve higher location accuracy than specified in the US FCC Rule.

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컨테이너 항만 환경에서 이동형 리더와 동선 정보를 이용한 다단계 위치 인식 시스템 (Multi-step Location System using Mobile Reader and Trajectory Information in Container Port Environments)

  • 최훈;손상현;백윤주
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권12A호
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    • pp.966-974
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    • 2011
  • 본 논문에서는 컨테이너 항만 환경에서 적용 가능한 자산 추적 시스템을 제안한다. 컨테이너 항만 환경은 우선 통신을 저해하는 철제 장애물이 산재하기 때문에, 태그 대 다수 리더 간 가시선 통신을 필요로 하는 기존 태그-리더 기반의 위치 추적 시스템의 적용이 힘들다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 제안하는 시스템은 기존 리더뿐 아니라 이동체에 리더를 추가하고, 2단계의 위치 추적을 함으로써 태그와 다수 리더 간의 정보를 취득한다. 또한 소수의 거리 정보를 측정하였을 때, 항만 자산의 동선 정보를 함께 이용하는 방법으로 태그 위치 추정 성공률과 정확도를 높인다. 그리고 제안하는 시스템의 성능 검증을 위해 태그, 리더 및 위치 엔진을 구현하였고, 실제 항만 터미널에 설치하여 운용하였다. 그 결과 성공률과 정확도가 확연히 개선되어 실제 환경에서 운용 가능함을 확인할 수 있었다.

비젼시스템을 이용한 수중로봇의 위치추정 (Pose Estimation of Underwater Robot using Vision System)

  • 김진석;김흥수;조병학;김준홍;신창훈;김석곤
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.292-296
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    • 2001
  • Nuclear regulation requires a periodic visual test for inside structures of reactor to guarantee safe operation of nuclear power plant. However, existing visual test, which is proceeded manually, needs lots of time and labor. Even more, test workers should be exposed in radioactive environment during the test. An underwater robot system has being studied for more efficient and safer test. The position and pose estimation are important issue for the movement control of the robot. An algorithm was presented in this paper, which estimate the location and pose of the underwater robot clearly using vision system.

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평면 비행중인 항공기의 쌍곡선 위치 추정 연구 (Hyperbolic Location Estimation of Aircraft with Motion in a Plane)

  • 조상훈;강자영
    • 한국항공운항학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.33-39
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    • 2013
  • Multilateration(MLAT) may complement secondary surveillance radar and also act as a real-time backup for the ADS-B system. This System is using time difference of arrival (TDOA) and based on triangulation principle. Each TDOA measurement defines a hyperbola describing possible aircraft locations. The accuracy in MLAT system depends on the positional relationship of the receiver and aircraft. There are various algorithms to localize aircraft based on TOA estimation. In this paper, we use least square method and extended Kalman filter and compare their results. Study results show that the extend Kalman filter provides a better performance than the least square method.

자기조직형 신경망 이론을 이용한 국도 통행시간 추정 알고리즘 (Development of Travel Time Estimation Algorithm for National Highway by using Self-Organizing Neural Networks)

  • 도명식;배현숙
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권3D호
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    • pp.307-315
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 수도권 남부 국도 ITS 시범구간인 국도 3호선의 장지IC~곤지암IC구간에서 수집되는 교통자료를 기반으로 자기조직형 신경망 이론을 도입하여 국도구간의 통행시간 추정모형을 개발하는 방안을 제시하는 것이다. 지점 검지기 적정 설치위치와 구간의 연장 및 연도의 토지이용특성이 단속류의 구간통행시간에 영향을 미침을 확인하였으며, 구간 통행시간 추정을 위해 기존의 인공신경망 모형이 가지는 추가학습이 불가능하다는 단점과 신경망 구조의 최적구성이 어려운 점 등을 고려하여 자기조직형 인공신경망 구조방법을 도입하였다. 통행시간 추정결과 기존 검지기에서 수집된 자료와 최적위치에서 수집된 자료를 이용하여 모형을 검증한 결과 통행특성을 가장 잘 반영하는 지점자료를 활용한 모형의 추정력이 우수한 것으로 나타났다. 이러한 시도는 향후 국도 ITS 사업의 설계에서 검지기의 설치 위치 선정에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

비가우시안 노이즈가 존재하는 수중 환경에서 2차원 위치추정 (Two-Dimensional Localization Problem under non-Gaussian Noise in Underwater Acoustic Sensor Networks)

  • 이대희;양연모
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제23권5호
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    • pp.418-422
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    • 2013
  • 본 논문은 비가우시안 노이즈가 존재하는 수중환경에서 비선형 필터 기법에 따른 2차원 위치 추정에 관한 연구 내용이다. 최근 위치 추정을 위한 필터로 확장형 칼만필터(EKF: Extended Kalman filter)가 많이 사용되고 있다. 하지만, 수중과 같은 비가우시안 노이즈가 존재하는 비선형 시스템에서는 많은 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 상태변이의 예측을 기반으로한 EKF를 대신하여 통계적 발생인자 에 기반을 둔 분포 재해석 기법을 이용한 2차원 파티클필터 (TDPF: Two-Dimension Particle Filter)를 제안한다. 모의 실험을 통하여 Non-Gaussian Noise 가 존재하는 수중환경에서 제안하는 TDPF의 성능을 EKF와 비교분석하였으며 TDPF가 EKF보다 정확한 위치 추정결과를 제공하는 것을 확인하였다.

Small Target Detecting and Tracking Using Mean Shifter Guided Kalman Filter

  • Ye, Soo-Young;Joo, Jae-Heum;Nam, Ki-Gon
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제14권4호
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    • pp.187-192
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    • 2013
  • Because of the importance of small target detection in infrared images, many studies have been carried out in this area. Using a Kalman filter and mean shift algorithm, this study proposes an algorithm to track multiple small moving targets even in cases of target disappearance and appearance in serial infrared images in an environment with many noises. Difference images, which highlight the background images estimated with a background estimation filter from the original images, have a relatively very bright value, which becomes a candidate target area. Multiple target tracking consists of a Kalman filter section (target position prediction) and candidate target classification section (target selection). The system removes error detection from the detection results of candidate targets in still images and associates targets in serial images. The final target detection locations were revised with the mean shift algorithm to have comparatively low tracking location errors and allow for continuous tracking with standard model updating. In the experiment with actual marine infrared serial images, the proposed system was compared with the Kalman filter method and mean shift algorithm. As a result, the proposed system recorded the lowest tracking location errors and ensured stable tracking with no tracking location diffusion.

차량요 항법시스템 기반의 새로운 correlator 구조에 따른 성능 향상에 관한 연구 (The performance improvement of new correlator architecture in vehicles navigation system)

  • 박지호;오영환
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권12호
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    • pp.44-53
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    • 2007
  • 이 논문은 실외에서 실시간 적이고 안정적이며 정확도가 높은 위치 인식 정보 및 위치 기반 서비스 제공을 위한 복합 위치인식 알고리즘 개발에 초점을 둔다. 현재 사용 중인 위성 항법 시스템에 갈릴레오 위성 항법 시스템을 병행하여 사용할 경우 사용 주파수의 증가와 가시 위성의 증가로 전리층 오차 등 여러 가지 오차 요인을 줄일 수 있다. 따라서 더 이상 거리 오차는 위치 인식에서는 문제가 되지 않는다. 하지만 노이즈로인해 생기는 chips 등기 오차는 acquisition이나 tracking 지연 오차를 유발하게 되어 수신기의 성능을 저하시킨다. 이를 해결하기 위하여 이 논문에서는 고 정밀도 향상을 위한 correlator를 제안하여 수신기의 성능 향상에 그 목적이 있다.

Automatic Mutual Localization of Swarm Robot Using a Particle Filter

  • Lee, Yang-Weon
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제10권4호
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    • pp.390-395
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    • 2012
  • This paper describes an implementation of automatic mutual localization of swarm robots using a particle filter. Each robot determines the location of the other robots using wireless sensors. The measured data will be used for determination of the movement method of the robot itself. It also affects the other robots' self-arrangement into formations such as circles and lines. We discuss the problem of a circle formation enclosing a target that moves. This method is the solution for enclosing an invader in a circle formation based on mutual localization of the multi-robot without infrastructure. We use trilateration, which does require knowing the value of the coordinates of the reference points. Therefore, specifying the enclosure point based on the number of robots and their relative positions in the coordinate system. A particle filter is used to improve the accuracy of the robot's location. The particle filter is operates better for mutual location of robots than any other estimation algorithms. Through the experiments, we show that the proposed scheme is stable and works well in real environments.