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IMU기반 자세결정의 정확도 향상을 위한 가속도 보상 메카니즘 비교

Comparison of Acceleration-Compensating Mechanisms for Improvement of IMU-Based Orientation Determination

  • 이정근 (한경대학교 기계공학과)
  • Lee, Jung Keun (Dept. of Mechanical Engineering, Hankyong Nat'l Univ.)
  • 투고 : 2016.02.01
  • 심사 : 2016.07.19
  • 발행 : 2016.09.01

초록

IMU기반 자세결정에 있어 추정 정확도의 저하요인 중 주요한 한 가지는 운동체의 가속도이다. 이는 가속도가 크게 발생하는 경우 가속도계 신호는 더이상 수직축 참조벡터가 될 수 없기 때문이다. 이에 대한 대책으로 일부 자세추정 알고리즘에서는 가속도 보상 메카니즘이 적용되어 왔다. 가장 보편적이고 간단한 스위칭 방법부터 적응추정방식, 가속도 모델기반 방식 등이 제안되어 왔으나, 이들 보상 메카니즘에 대한 비교분석은 이루어 지지 않았다. 본 논문은 쿼터니언기반의 Pseudo 칼만필터를 바탕으로 하여 세 가지 가속도 보상 메커니즘의 성능을 비교분석하였다. 가속조건 실험 분석을 통해 다음을 확인할 수 있었다. (1) 가속구간에서의 추정정확도 저하를 방지하기 위해선 가속도 보상 메카니즘이 반드시 필요하다. (2) 단순 스위칭 방법도 상당한 효과를 보였으나, 보다 정교한 적응추정 방식과 가속도 모델방식이 동등수준으로 가장 정확한 결과를 보였다.

키워드

관성측정장치;자세;가속도 보상 메카니즘;칼만필터;가속도계

과제정보

연구 과제 주관 기관 : 한국연구재단

참고문헌

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