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KR101941009B1 - Attitude and heading reference system and unmaned vehicle including the attitude and heading refernce system - Google Patents

Attitude and heading reference system and unmaned vehicle including the attitude and heading refernce system Download PDF

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KR101941009B1
KR101941009B1 KR1020160125146A KR20160125146A KR101941009B1 KR 101941009 B1 KR101941009 B1 KR 101941009B1 KR 1020160125146 A KR1020160125146 A KR 1020160125146A KR 20160125146 A KR20160125146 A KR 20160125146A KR 101941009 B1 KR101941009 B1 KR 101941009B1
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이종호
이제홍
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광주과학기술원
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Abstract

무인 이동 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 이동 장치는 자세추정 시스템을 포함하는 무인 이동 장치로, 상기 무인 이동 장치의 각속도 및 가속도를 측정하는 가속도 센서, 상기 무인 이동 장치의 지자계 자속 밀도를 측정하는 지자계 센서, 및 상기 가속도 센서 및 지자계 센서로부터 획득한 측정 값에 기초하여 상기 무인 이동 장치의 자세를 추정하는 제어부를 포함한다.An unattended mobile device is disclosed. An unmanned mobile device according to an embodiment of the present invention includes an acceleration sensor for measuring an angular velocity and an acceleration of the unmanned mobile device, an acceleration sensor for measuring a ground magnetic flux density of the unmanned mobile device, And a controller for estimating the attitude of the unmanned mobile device based on the measured values obtained from the acceleration sensor and the geomagnetic sensor.

Description

자세추정 시스템 및 자세 추정 시스템을 포함하는 무인 이동 장치 {ATTITUDE AND HEADING REFERENCE SYSTEM AND UNMANED VEHICLE INCLUDING THE ATTITUDE AND HEADING REFERNCE SYSTEM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an attitude estimation and attitude estimation system,

본 발명은 무인 이동 장치에 탑재된 자세추정 시스템에 관한 것이다. 상세하게는 자기장 변화 및 선형 가속도에 강건한 자세추정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an attitude estimation system mounted on an unmanned mobile device. And more particularly to an attitude estimation system robust to magnetic field change and linear acceleration.

최근 무인 자동차, 무인 항공기, 무인 로봇 등의 무인 이동 장치 산업은 가장 기본이 되는 감지 기술 측면에 있어서 MEMS(Micro-Electromechanical System) 기반의 고정밀 초소형 센서들의 본격적인 상용화 덕분에 그 활동 영역과 시장 잠재력이 크게 증가하고 있다. 무인 이동 장치의 임무 수행을 위해서는 이동 장치의 정확한 방향각 추정이 필수적이다. 현재 개발되어 상용화 되어 있는 저가형 AHRS(Attitude and Heading Reference System)의 경우에는 제한된 환경에서는 정상적인 방향각 추정이 가능하지만 외부 자기장의 유입 등으로 인해서 측정 방향각이 외란 되는 경우에는 그 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 알고리즘 을 확보하고 있지 못하기 때문에, 많은 관련 기업에서 이를 확보하고자 노력하고 있다.In recent years, unmanned mobile devices such as unmanned vehicles, unmanned aerial vehicles, and unmanned robots have been actively commercializing high-precision micro-sensors based on MEMS (Micro-Electromechanical System) . In order to carry out the mission of the unmanned mobile device, accurate direction angle estimation of the mobile device is essential. In the case of the low-cost Attitude and Heading Reference System (AHRS), which is currently being developed and commercialized, it is possible to estimate the normal direction angle in a limited environment. However, if the measurement direction angle is disturbed due to the influx of an external magnetic field, Since there is no algorithm available, many related companies are trying to secure it.

세계로봇 연맹(IFR)에 따르면, 저가형 AHRS와 밀접하게 관련된 분야인 서비스 이동 로봇(Mobile Robot)의 시장은 2007년 22.3억 달려 규모에서 2012년 46.5억 달려 규모까지 확대됨에 따라 향후 급격한 성장이 예상된다. 세계 로봇시장의 규모는 '12년 기준으로 133억불이고, '07년~'12년 까지 연평균 11%씩 성장해왔다. 세계로봇 연맹(IFR)에서는 세계 로봇시장의 규모를 제조용 로봇과 서비스용 로봇으로 나눠서 설명했는데, 제조용 로봇의 성장률이 8%인데 반해, 특히 서비스용 로봇의 성장률이 연평균 16%이라는 점이 눈에 띈다. 이러한 서비스용 무인 이동 장치의 경우 자기장이 외란된 환경에서 정확한 임무 수행을 위해서는 방향각 추정을 위한 저가형 AHRS은 필수적이다.According to the International Robotics Federation (IFR), the market for mobile robots, which are closely related to low-cost AHRS, is expected to grow rapidly from 2.23 billion won in 2007 to 4.65 billion won in 2012 . The size of the global robot market has grown to $ 13.3 billion by 2012 and by an average of 11% from 2007 to 2012. The World Robotics Federation (IFR) explained the world robot market divided into manufacturing robots and service robots. It is remarkable that the growth rate of service robots is 16% per year, compared to 8% of manufacturing robots. In the case of the unmanned mobile device for such a service, a low-cost AHRS for direction angle estimation is essential for accurate mission in a magnetic field disturbance environment.

저가형 AHRS를 적용할 수 있는 제품인 무인 이동 장치 산업은 성장기에 들어선 것으로 보인다. 저가형 AHRS가 적용된 제품 중 하나인 무인 헬기 등은 기본적인 개념 확립 및 시제품 제작 단계를 넘어서, 양산 단계에 있다. The unmanned mobile device industry, a product that can be applied to low-cost AHRS, seems to have entered a period of growth. Unmanned helicopters, one of the products with low-cost AHRS, are in the stage of mass production beyond the basic concept establishment and prototype production stage.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 무인 이동 장치의 자세를 예측하고, 무인 이동 장치의 자세에 관한 오차 공분산을 이용하여 예측된 자세에 관한 값을 보정하는 단계를 통해 무인 이동 장치의 단가를 낮출 수 있는 무인 이동 장치를 개시한다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the unit price of the unmanned mobile device by predicting the attitude of the unmanned mobile device and correcting the value of the predicted attitude by using the error covariance about the attitude of the unmanned mobile device Discloses an unmanned mobile device.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 이동 장치는 자세추정 시스템을 포함하는 무인 이동 장치로, 상기 무인 이동 장치의 각속도 및 가속도를 측정하는 가속도 센서, 상기 무인 이동 장치의 지자계 자속 밀도를 측정하는 지자계 센서, 및 상기 가속도 센서 및 지자계 센서로부터 획득한 측정 값에 기초하여 상기 무인 이동 장치의 자세를 추정하는 제어부를 포함한다.An unmanned mobile device according to an embodiment of the present invention includes an acceleration sensor for measuring an angular velocity and an acceleration of the unmanned mobile device, an acceleration sensor for measuring a ground magnetic flux density of the unmanned mobile device, And a controller for estimating the attitude of the unmanned mobile device based on the measured values obtained from the acceleration sensor and the geomagnetic sensor.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 이동 장치는 무인 이동 장치의 자세를 예측하고, 무인 이동 장치의 자세에 관한 오차 공분산을 이용하여 예측된 자세에 관한 값을 보정하는 단계를 통해 성능이 비교적 떨어지는 저가의 센서를 이용하더라도 높은 정확도의 자세 추정을 수행할 수 있다.The unmanned mobile device according to an embodiment of the present invention predicts the attitude of the unmanned mobile device and corrects the value of the predicted attitude using the error covariance of the attitude of the unmanned mobile device, The posture estimation of the high accuracy can be performed.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 이동 장치의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 이동 장치의 자체 추정 방법을 나타내는 흐름도이다.
1 is a block diagram schematically showing a configuration of an unmanned mobile device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a self-estimation method of an unmanned mobile device according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 사상은 이하에 제시되는 구체적인 실시예로 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be understood, however, that there is no intention to limit the spirit of the present invention to the specific embodiments set forth below, and that those skilled in the art, having the benefit of the teachings of the present invention, Or the like, but it will also be included in the spirit of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 이동 장치의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다. 무인 이동 장치는 예를 들면 무인 비행체, 무인 농기계, 무인 구조 로봇, 무인 군사 로봇, 무인 자동차, 무인 감시 로봇일 수 있다.1 is a block diagram schematically showing a configuration of an unmanned mobile device according to an embodiment of the present invention. The unmanned mobile device may be, for example, a unmanned aerial vehicle, an unmanned agricultural machine, an unmanned rescue robot, an unmanned military robot, an unmanned vehicle, or an unmanned surveillance robot.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 이동 장치(100)는 센서부(110) 및 제어부(120)을 포함할 수 있다. 그리고 센서부(110)는 GPS(Global Positioning System) 센서(111), 관성 센서(112), 및 지자계 센서(113) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an unmanned mobile device 100 according to an embodiment of the present invention may include a sensor unit 110 and a control unit 120. The sensor unit 110 may include at least one of a Global Positioning System (GPS) sensor 111, an inertial sensor 112, and a magnetic field sensor 113.

GPS 센서(111)는 무인 이동 장치(100)의 위치를 판단할 수 있다. 구체적으로 GPS 센서(111)는 인공 위성으로부터 무인 이동 장치(100)의 위치를 좌표화 하기 위한 데이터를 수신하고, 데이터를 연산하여 좌표화된 무인 이동 장치(100)의 위치를 감지할 수 있다. GPS 센서(111)는 3대의 GPS 위성과의 거리를 통해 현재 위치를 계산할 수 있다. 자세한 알고리즘은 통상의 기술자에게 자명한 내용으로 여기에서는 자세한 설명을 생략한다.The GPS sensor 111 can determine the position of the unmanned mobile device 100. Specifically, the GPS sensor 111 may receive data for coordinate the position of the UAV 100 from the satellite, and may calculate data to sense the position of the UAV 100 in the coordinate system. The GPS sensor 111 can calculate the current position through a distance from the three GPS satellites. The details of the algorithm are obvious to those skilled in the art, and a detailed description thereof will be omitted here.

관성 센서(112)는 무인 이동 장치(100)의 가속도를 측정할 수 있다. 구체적으로 관성 센서(112)는 무인 이동 장치(100)의 관성력을 검출하여 무인 이동 장치(100)가 얼마만큼의 힘을 받고 있는지 측정할 수 있다. 이때 측정된 힘은 무인 이동 장치의 가속도를 측정하는데 이용될 수 있다.The inertial sensor 112 may measure the acceleration of the unmanned mobile device 100. Specifically, the inertial sensor 112 detects the inertial force of the unmanned mobile device 100 and measures how much force the unattended mobile device 100 is receiving. At this time, the measured force can be used to measure the acceleration of the unmanned moving device.

이때 관성 센서(112)는 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함할 수 있다. 가속도 센서는 지구의 중력 가속도를 기준으로 사물이 얼마만큼의 힘을 받고 있는지를 측정하는 센서이다. 즉 가속도 센서는 사물이 가만히 있을 때 사물에 작용하는 중력 가속도를 x, y, z 축으로 벡터 3개로 나누어 크기를 측정한다. 그리고 기울어져 있을 때의 중력 가속도를 x, y, z 축으로 나누어 측정한다. 중력 가속도는 고정된 값으로, 중력 가속도는 x, y, z 벡터의 합으로 나타낼 수 있다. 다시 말해서, 가속도 센서는 특정 자세에서의 중력 가속도를 x, y, z 축으로 분할한 벡터값을 측정하여 사물의 가속도를 측정할 수 있다. 가속도 센서는 사물의 기울어진 정도를 파악하거나, 진동을 파악하는데 사용될 수 있다.At this time, the inertial sensor 112 may include an acceleration sensor and a gyro sensor. The acceleration sensor is a sensor that measures how much force the object is receiving based on the earth's gravitational acceleration. In other words, the acceleration sensor measures the magnitude of the gravitational acceleration acting on the object when the object is still standing, divided into three vectors in the x, y, and z axes. And the gravitational acceleration when tilted is divided by the x, y, and z axes. The gravitational acceleration can be expressed as a fixed value, and the gravitational acceleration can be expressed as the sum of x, y, z vectors. In other words, the acceleration sensor can measure the acceleration of an object by measuring a vector value obtained by dividing gravity acceleration in a specific posture by x, y, and z axes. The acceleration sensor can be used to determine the degree of inclination of an object or to grasp the vibration.

자이로 센서는 사물의 각속도를 측정하는 센서이다. 자이로 센서는 물체가 회전하는 경우 회전 방향과 수직으로 발생하는 코리올리의 힘(전향력)을 측정하여 물체의 각속도를 측정한다. 가속도 센서만을 이용하는 경우, 3축에 대한 회전각 중 지표면에 수직인 면에 대해 회전하는 각(방위각)을 측정할 수 없다. 따라서, 자이로 센서는 가속도 센서로 측정할 수 없는 방위각에 대한 정보를 제공한다. 또한, 자이로 센서는 모든 축에 대한 회전각 정보를 제공할 수 있다.A gyro sensor is a sensor that measures the angular velocity of an object. The gyro sensor measures the angular velocity of an object by measuring the Coriolis force (bending force) generated perpendicular to the direction of rotation when the object is rotating. When using only the acceleration sensor, it is not possible to measure the angle of rotation (azimuth angle) with respect to the plane perpendicular to the ground surface among the rotation angles with respect to the three axes. Therefore, the gyro sensor provides information about the azimuth angle that can not be measured by the acceleration sensor. In addition, the gyro sensor can provide rotation angle information for all axes.

지자계 센서(113)는 지구 자기장의 세기 및 방향을 측정하는 센서이다. 구체적으로 지자계 센서(113)는 지구 자기장에 의한 북쪽인 자북 방향을 측정하고 또한 지구 자기장의 세기를 측정할 수 있다. The earth magnetic sensor 113 is a sensor for measuring the intensity and direction of the earth magnetic field. Specifically, the geomagnetic sensor 113 measures the north magnetic north direction caused by the geomagnetic field and also measures the intensity of the geomagnetic field.

제어부(120)는 센서부(110)로부터 획득한 데이터를 이용하여 무인 이동 장치(100)의 자세 및 위치를 추정할 수 있다.The control unit 120 can estimate the posture and the position of the UAV 100 using the data acquired from the sensor unit 110. [

상세한 추정 방법은 도 2를 참조하여 설명한다. 일 실시 예에서 제어부(120) 및 센서부(110)는 각각이 독립적인 하드웨어 칩일 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 제어부(120) 및 센서부(110)는 물리적으로 통합된 하나의 하드웨어 칩일 수 있다.A detailed estimation method will be described with reference to Fig. In one embodiment, the controller 120 and the sensor unit 110 may each be an independent hardware chip. In another embodiment, the controller 120 and the sensor unit 110 may be one physically integrated hardware chip.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 이동 장치(100)는 상술한 센서부(110) 및 제어부(120)외 추가적인 구성을 포함할 수 있다. 예를 들면, 무인 이동 장치(100)는 제어부(120)의 제어를 받아 무인 이동 장치를 이동시키는 이동 수단을 포함할 수 있다. 또한, 무인 이동 장치(100)는 특정 용도에 따라 필수적인 추가 수단을 포함할 수 있다.The unmanned mobile device 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include the sensor unit 110 and the control unit 120 as well as the additional configuration. For example, the unattended mobile device 100 may include a moving means for moving the unattended mobile device under the control of the control unit 120. In addition, the unmanned mobile device 100 may include additional means necessary for a particular application.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 이동 장치의 자체 추정 방법을 나타내는 흐름도이다. 첨부된 도면의 도 2a와 도2b를 합쳐 도 2라고 지칭한다. 도 2에서 설명하고 있는 흐름도는 한번의 수행으로 바로 종료되는 것이 아닌, 반복적으로 루프를 도는 흐름도일 수 있다. 다시 말해서, 무인 이동 장치(100)는 기 설정된 시간 간격에 따라 도 2의 흐름도를 반복하여 수행함으로써 무인 이동 장치(100)의 자세를 계속적으로 추정할 수 있다.2 is a flowchart illustrating a self-estimation method of an unmanned mobile device according to an exemplary embodiment of the present invention. 2a and 2b of the accompanying drawings are collectively referred to as Fig. The flow chart shown in Fig. 2 may be a flow chart that repeatedly loops, rather than ending immediately with a single execution. In other words, the unmanned mobile device 100 can continuously estimate the attitude of the unmanned mobile device 100 by repeating the flow chart of FIG. 2 according to a predetermined time interval.

무인 이동 장치의 제어부(120)는 자세 추정 시스템의 초기화가 필요한지 여부를 판단한다(S1001). 자세 추정 시스템의 초기화는 필요할 수도 있고 필요하지 않을 수도 있는바, 모든 경우에서 시스템을 초기화하는 것은 효율적이지 않을 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 자세 추정 시스템의 알고리즘을 시작할 때 시스템의 초기화가 필요한지 여부를 판단할 수 있다.The control unit 120 of the unmanned mobile device determines whether initialization of the posture estimation system is necessary (S1001). Initialization of the attitude estimation system may or may not be necessary, and in all cases initializing the system may not be efficient. Accordingly, the control unit 120 can determine whether or not the initialization of the system is required when starting the algorithm of the attitude estimation system.

일 실시 예에서 시스템의 초기화가 필요한 경우, 제어부(120)는 알고리즘 관련 변수 및 자세 정보를 초기화한다(S1003). 이때 제어부(120)가 초기화하는 변수는 초기 자세 정보, 오차 공분산 초기값, 시스템 모델의 오차 공분산, 가속도 센서의 측정 오차 공분산, 지자계 센서의 측정 오차 공분산, 직전 선형가속도일 수 있다.If initialization of the system is required in one embodiment, the controller 120 initializes the algorithm-related variables and attitude information (S1003). At this time, the variable initialized by the controller 120 may be initial posture information, initial error covariance, error covariance of the system model, measurement error covariance of the acceleration sensor, measurement error covariance of the earth sensor, and previous linear acceleration.

구체적인 예를 들면, 초기 자세 정보는 시스템에 기 설정된 무인 이동 장치(100)의 기준 자세 정보일 수 있다. 또 다른 예를 들면 초기 자세 정보는 바로 직전의 루프에서 획득한 무인 이동 장치의 자세 정보일 수 있다.For example, the initial posture information may be the reference posture information of the unmanned mobile device 100 preset in the system. In another example, the initial posture information may be posture information of the unmanned mobile device acquired in the immediately preceding loop.

또한, 오차 공분산 초기값, 시스템 모델의 오차 공분산, 가속도 센서의 측정 오차 공분산, 지자계 센서의 측정 오차 공분산 값은 특정 상수일 수 있다. 다시 말해서 상술한 오차 공분산 값들은 자세 추정 시스템에 따라 특정된 상수 값일 수 있다. In addition, the error covariance initial value, the error covariance of the system model, the measurement error covariance of the acceleration sensor, and the measurement error covariance value of the earth magnetic sensor may be specific constants. In other words, the above-described error covariance values may be a constant value specified according to the posture estimation system.

일 실시 예에서 직선 선형 가속도는 직전 루프에서 획득한 선형 가속도 값일 수 있다. 또 다른 일 실시 예에서 직선 선형 가속도는 0(zero)일 수 있다.In one embodiment, the linear linear acceleration may be a linear acceleration value obtained in the immediately preceding loop. In yet another embodiment, the linear linear acceleration may be zero.

또 다른 실시 예에서 제어부(120)가 자세 추정 시스템의 초기화가 필요하지 않다고 판단하는 경우, 제어부(120)는 직전 루프에서의 자세 추정값 및 직전 루프에서의 오차 공분산 값을 갱신한다(S1005). 다시 말해서, 제어부(120)는 시스템의 초기값으로 직전 루프에서 획득한 자세 추정값 및 오차 공분산 값을 이용한다.In another embodiment, when the control unit 120 determines that initialization of the posture estimation system is not necessary, the control unit 120 updates the posture estimation value in the immediately preceding loop and the error covariance value in the immediately preceding loop (S1005). In other words, the control unit 120 uses the posture estimation value and the error covariance value obtained in the immediately preceding loop as the initial value of the system.

시스템 초기화가 완료되면, 제어부(120)는 타이머 초기화 및 정보 갱신 주기를 계산한다(S1007). 이때 타이머 초기화는 루프가 한번 도는 단위 시간을 알기 위한 것이다.When the system initialization is completed, the controller 120 calculates a timer initialization period and an information update period (S1007). At this time, the timer initialization is to know the unit time of the loop once.

제어부(120)는 각속도 적분을 통해 무인 이동 장치의 자세를 예측한다(S1009). 구체적으로 제어부(120)는 관성 센서(112)를 통해 무인 이동 장치의 각속도를 측정한다. 그리고 제어부(120)는 측정된 각속도를 적분하여 무인 이동 장치의 자세를 예측한다. 예측 값은 (roll, pitch, yaw)로 나타낼 수 있다. roll, pitch, yaw는 각각의 축에 대한 오일러 각이다. 구체적으로 roll은 x축에 대한 회전각이고, pitch는 y축에 대한 회전각이고, yaw는 z축에 대한 회전각이다. The control unit 120 predicts the attitude of the unmanned mobile device through the angular velocity integration (S1009). Specifically, the control unit 120 measures the angular velocity of the unmanned mobile device through the inertial sensor 112. Then, the control unit 120 integrates the measured angular velocity to predict the attitude of the unmanned mobile device. The predicted value can be expressed as (roll, pitch, yaw). roll, pitch, yaw are the Euler angles for each axis. Specifically, roll is the rotation angle with respect to the x-axis, pitch is the rotation angle with respect to the y-axis, and yaw is the rotation angle with respect to the z-axis.

제어부(120)는 각속도 값에 근거하여 예측한 자세 값에 대하여 1차 오차 공분산 갱신을 수행한다(S1011). 이때 1차 오차 공분산 갱신은 칼만 필터(Kalman filter)를 이용하여 수행할 수 있다. 오차 공분산 갱신을 위한 구체적인 수식은 아래 수학식 1과 같다.The control unit 120 performs first-order error covariance update on the predicted attitude value based on the angular velocity value (S1011). At this time, the first error covariance update can be performed using a Kalman filter. The concrete equation for updating the error covariance is shown in Equation 1 below.

Figure 112016094359450-pat00001
Figure 112016094359450-pat00001

여기에서, P1은 1차 갱신된 오차 공분산 값이다. 그리고 F는 예측 모델 값으로 구체적으로 자세 정보와 각속도 간의 역학적 관계를 나타내는 값일 수 있다. FT는 예측 모델의 전치 행렬이다. 그리고 Pprev 는 이전 루프에서 획득한 오차 공분산 값이다. Here, P 1 is a first-order updated error covariance value. And F is a predictive model value, which may be a value indicating the dynamic relationship between attitude information and angular velocity. F T is the transpose of the prediction model. And P prev is the error covariance value obtained in the previous loop.

1차 오차 공분산의 갱신이 완료되면, 제어부(120)는 수학식 2를 통해 무인 이동 장치의 선형 가속도를 예측한다(S1013). 구체적으로 제어부(120)는 센서부(110)로부터 획득한 가속도 값에 기초하여 무인 이동 장치의 선형 가속도를 예측할 수 있다. When updating of the first error covariance is completed, the controller 120 predicts the linear acceleration of the unmanned mobile device through Equation (2) (S1013). Specifically, the control unit 120 can predict the linear acceleration of the unmanned mobile device based on the acceleration value acquired from the sensor unit 110.

Figure 112016094359450-pat00002
Figure 112016094359450-pat00002

여기에서, Alinear는 예측된 선형 가속도이다. Ca는 모델 상수 값으로 0과 1 사이 값이다. Na는 모델의 오차와 관련된 상수 값으로 0보다 큰 값이다. Alinear , prev는 직전 루프에서 획득한 선형 가속도 값이다.Where A linear is the predicted linear acceleration. C a is the model constant value, between 0 and 1. N a is a constant value related to the error of the model and is greater than zero. A linear , prev is the linear acceleration value obtained in the immediately preceding loop.

제어부(120)는 수학식 3을 통해 무인 이동 장치의 중력 가속도를 예측한다. 다시 말해서 제어부(120)는 수학식 3을 통해 무인 이동 장치가 중력에 대하여 얼마나 기울어져 있는지를 예측한다. 결과적으로 제어부(120)는 수학식 3을 통해 예측된 roll 과 pitch를 획득할 수 있다.The controller 120 predicts the gravitational acceleration of the unmanned mobile device through Equation (3). In other words, the controller 120 predicts how much the unmanned mobile device is tilted with respect to gravity through Equation (3). As a result, the controller 120 can obtain the predicted roll and pitch through Equation (3).

Figure 112016094359450-pat00003
Figure 112016094359450-pat00003

여기에서, Ag는 중력가속도이다. 그리고 Cn b는 방향 코사인 행렬이다. Asensor는 가속도 센서에서 측정된 가속도 값이다. Alinear는 수학식 2에 따라 예측된 선형 가속도 값이다.Here, A g is gravitational acceleration. And C n b is a direction cosine matrix. A sensor is the acceleration value measured by the acceleration sensor. A linear is the predicted linear acceleration value according to equation (2).

제어부(120)는 측정된 가속도가 임계치보다 작은지 여부를 판단한다(S1017). 측정된 가속도가 너무 빠르면 해당 값을 신뢰할 수 없다. 구체적으로 선형 가속도값이 크면, 중력가속도와의 합벡터가 수평으로 측정될 수 있다. 이때의 선형 가속도 값은 자세를 추정하는데 노이즈로 작용되어 정확한 자세 추정을 방해할 수 있는바, 제어부(120)는 임계치보다 큰 가속도 값을 버릴 수 있다. 예를 들면 임계치는 중력 가속도와 선형 가속도를 합하여 10.5로 설정될 수 있다.The control unit 120 determines whether the measured acceleration is smaller than a threshold value (S1017). If the measured acceleration is too fast, the value is not reliable. Specifically, if the linear acceleration value is large, the sum vector with the gravitational acceleration can be measured horizontally. Since the linear acceleration value at this time serves as noise to estimate the posture, it can hinder accurate posture estimation, and the controller 120 can discard the acceleration value larger than the threshold value. For example, the threshold value can be set to 10.5 by adding the gravitational acceleration and the linear acceleration.

일 실시 예에서, 측정 가속도가 임계치보다 큰 경우, 제어부(120)는 해당 측정 가속도 값을 의미 없는 값으로 판단하여 버리고 바로 단계 S1025로 넘어간다.In one embodiment, if the measured acceleration is greater than the threshold value, the controller 120 determines that the measured acceleration value is meaningless and goes directly to step S1025.

일 실시 예에서, 측정 가속도가 임계치보다 작은 경우 제어부는 제1 가중치를 수학식 4를 통해 계산한다(S1019). In one embodiment, when the measured acceleration is smaller than the threshold value, the control unit calculates the first weight through Equation 4 (S1019).

Figure 112016094359450-pat00004
Figure 112016094359450-pat00004

여기에서, Kaccel은 제1 가중치이다. P1은 단계 S1011에서 1차 갱신된 오차 공분산값이다. Haccel은 측정 모델로 자세 정보와 중력 가속도간의 역학적 관계를 나타낸다. Haccel T는 측정 모델의 전치 행렬이다. Raccel은 가속도 센서의 측정 오차 공분산이다. Here, K accel is the first weight. P 1 is an error covariance value that is first updated in step S 1011. H accel is a measurement model that shows the dynamic relationship between attitude information and gravitational acceleration. H accel T is the transpose of the measurement model. R accel is the measurement error covariance of the acceleration sensor.

제어부(120)는 단계 S1015에서 예측된 중력 가속도 값 및 단계 S1019에서 계산된 제1 가중치 값을 이용하여 roll과 pitch를 보정한다(S1021). 구체적으로 제어부(120)는 수학식 5를 통해 roll과 pitch를 보정한다.The controller 120 corrects roll and pitch using the estimated gravity acceleration value in step S1015 and the first weight value calculated in step S1019 (S1021). Specifically, the controller 120 corrects roll and pitch using Equation (5).

Figure 112016094359450-pat00005
Figure 112016094359450-pat00005

여기에서 X는 무인 이동 장치의 자세 정보이다. 다시 말해서, X는 단계 S1009에서 예측된 자세 정보 값을 중력 가속도 및 가중치를 이용하여 보정한 자세 정보 값이다. Xprev는 이전 루프에서 획득한 자세 정보이다. Kaccel은 제1 가중치 값이다. Asensor는 가속도 센서에서 측정된 무인 이동 장치의 가속도이다. Ag는 중력가속도이다. Alinear는 단계 S1013에서 예측된 선형가속도이다.Here, X is the attitude information of the unmanned mobile device. In other words, X is an attitude information value obtained by correcting the predicted attitude information value in step S1009 using the gravitational acceleration and the weight. X prev is the attitude information obtained in the previous loop. K accel is the first weight value. A sensor is the acceleration of the unmanned mobile device measured by the acceleration sensor. A g is the gravitational acceleration. A linear is the predicted linear acceleration in step S1013.

제어부(120)는 가중치를 이용하여 2차 오차 공분산 갱신을 수행한다(S1023). 구체적으로 제어부(120)는 수학식 6을 통해 2차 오차 공분산 갱신을 수행한다. The controller 120 performs the second-order error covariance update using the weight values (S1023). Specifically, the controller 120 performs the second-order error covariance update through Equation (6).

Figure 112016094359450-pat00006
Figure 112016094359450-pat00006

P2는 2차 갱신 오차 공분산 값이다. 제어부(120)는 오차 공분산 값을 갱신하여 무인 이동 장치의 자세를 보다 정확하게 추정할 수 있다. Kaccel는 제1 가중치이다. P1은 1차 갱신 오차 공분산 값이다. Haccel은 측정 모델로서 자세 정보와 중력 가속도 간의 역학적 관계를 나타낸다.P 2 is the second-order update error covariance value. The control unit 120 can update the error covariance value to more accurately estimate the attitude of the unmanned mobile device. K accel is the first weight. P 1 is the first-order update error covariance value. H accel is a measurement model that shows the dynamic relationship between attitude information and gravitational acceleration.

제어부(120)는 지자계 자속 밀도(earth magnetic flow density)를 계산한다(S1025). 구체적으로 제어부(120)는 지자계 센서(113)로부터 획득한 자속 밀도 값에 기초하여 지자계 자속 밀도를 계산한다.The controller 120 calculates the earth magnetic flux density (S1025). Specifically, the control unit 120 calculates the magnetic field flux density based on the magnetic flux density value acquired from the geomagnetism sensor 113.

제어부(120)는 특정된 지표면과 지구 자기장이 이루는 각도(측정 경사각,

Figure 112016094359450-pat00007
)와 기준 지표면과 지구 자기장이 이루는 각도(기준 경사각,
Figure 112016094359450-pat00008
)간의 차가 경사각 임계치(y1)보다 작은 값인지 여부를 판단한다(S1027). 구체적으로 제어부(120)는 측정 경사각이 일정 값 이상인 경우 노이즈로 판단하여 해당 값을 버린다. 일 실시 예에서 측정 경사각과 기준 경사각간의 차가 경사각 임계치를 초과하는 경우 제어부(120)는 yaw를 보정하지 않고 바로 단계 S1043으로 넘어간다.The control unit 120 determines the angle (measured inclination angle,
Figure 112016094359450-pat00007
), The angle between the reference surface and the earth's magnetic field (reference inclination angle,
Figure 112016094359450-pat00008
) Is smaller than the inclination angle threshold y 1 (S1027). Specifically, when the measured inclination angle is equal to or greater than a predetermined value, the control unit 120 determines that the noise is a noise and discards the corresponding value. In one embodiment, when the difference between the measured inclination angle and the reference inclination angle exceeds the inclination angle threshold, the controller 120 proceeds directly to step S1043 without correcting yaw.

제어부(120)는 자속 밀도의 세기(B)와 기준 자속 밀도 세기(B0)간의 비율이 측정 자속 밀도의 임계치(y2)보다 작은 값인지 여부를 판단한다(S1029). 구체적으로 제어부(120)는 측정된 자속 밀도의 세기를 기준 자속 밀도 세기로 나눈 값이 일정 값 이상인 경우 노이즈로 판단하여 해당 값을 버린다. 일 실시 예에서, 측정 자속 밀도와 기준 자속 밀도간 비율이 자속 밀도 임계치를 초과하는 경우, 제어부(120)는 yaw를 보정하지 않고 바로 단계 S1043으로 넘어간다.The controller 120 determines whether the ratio between the magnetic flux density B and the reference magnetic flux density B 0 is smaller than the threshold value y 2 of the measured magnetic flux density at operation S1029. Specifically, when the value obtained by dividing the intensity of the measured magnetic flux density by the reference magnetic flux density intensity is equal to or greater than a predetermined value, the controller 120 determines that the noise is a noise and discards the corresponding value. In one embodiment, if the ratio between the measured magnetic flux density and the reference magnetic flux density exceeds the magnetic flux density threshold, the control section 120 proceeds directly to step S1043 without correcting yaw.

제어부(120)는 추정값 갱신 주기 동안 지자계 센서로 측정한 방향각의 변화량(

Figure 112016094359450-pat00009
)과 추정값 갱신 주기 동안 각속도 센서로 측정한 방향각의 변화량(
Figure 112016094359450-pat00010
)간의 차가 추정값 갱신 주기 동안의 지자계 센서 및 각속도 센서로 측정한 방향각의 변화량 임계치보다 작은 값인지 여부를 판단한다(S1031). 구체적으로 제어부(120)는 일 실시 예에서, 추정값 갱신 주기 동안 지자계 센서로 측정한 방향각의 변화량(
Figure 112016094359450-pat00011
)과 추정값 갱신 주기 동안 각속도 센서로 측정한 방향각의 변화량(
Figure 112016094359450-pat00012
)간의 차가 추정값 갱신 주기 동안의 지자계 센서 및 각속도 센서로 측정한 방향각의 변화량 임계치를 초과하는 경우, 제어부(120)는 yaw를 보정하지 않고 바로 단계 S1043으로 넘어간다.The control unit 120 calculates the change amount of the direction angle measured by the geomagnetic sensor during the estimated value updating period
Figure 112016094359450-pat00009
) And the amount of change in the direction angle measured by the angular velocity sensor during the estimation period updating period
Figure 112016094359450-pat00010
) Is smaller than a threshold value of the direction angle variation measured by the geomagnetic sensor and the angular velocity sensor during the estimated value updating period (S1031). Specifically, in one embodiment, the control unit 120 calculates the amount of change in the direction angle measured by the geomagnetic sensor during the estimated value updating period
Figure 112016094359450-pat00011
) And the amount of change in the direction angle measured by the angular velocity sensor during the estimation period updating period
Figure 112016094359450-pat00012
Is greater than the change amount threshold of the direction angle measured by the geomagnetic sensor and the angular velocity sensor during the estimated value updating period, the controller 120 proceeds directly to step S1043 without correcting the yaw.

일 실시 예에서, 단계 S1027, S1029, S1031의 각각의 값들이 각각의 임계치(y1, y2, y3)보다 작은 경우, 제어부(120)는 지자계 센서로부터 획득한 값을 이용하여 방위각(

Figure 112016094359450-pat00013
)을 계산한다(S1033). 여기에서 방위각이란, 지표면에 수직인 면에 대해 회전하는 각이다. 방위각은 yaw값을 보정하는데 이용될 수 있다.In one embodiment, the steps S1027, S1029, and when the respective values of S1031 are smaller than the respective threshold values (y 1, y 2, y 3), the control part 120 prophet using the values obtained from the magnetic sensor azimuth (
Figure 112016094359450-pat00013
(S1033). Here, the azimuth angle is an angle that rotates with respect to a plane perpendicular to the ground surface. The azimuth angle can be used to calibrate the yaw value.

제어부(120)는 현재 지자계 센서로 측정한 방위각(

Figure 112016094359450-pat00014
)과 비교 기준이 되는 방위각(
Figure 112016094359450-pat00015
)간의 차가 지자계로 측정한 방위각의 신뢰 임계치(y4)보다 작은지 여부를 판단한다(S1035). 일 실시 예에서, 현재 지자계 센서로 측정한 방위각(
Figure 112016094359450-pat00016
)과 비교 기준이 되는 방위각(
Figure 112016094359450-pat00017
)간의 차가 지자계로 측정한 방위각의 신뢰 임계치(y4)를 초과하는 경우, 제어부(120)는 yaw를 보정하지 않고 바로 단계 S1043으로 넘어간다.The control unit 120 calculates the azimuth angle
Figure 112016094359450-pat00014
) And the azimuth (
Figure 112016094359450-pat00015
) Is smaller than the confidence threshold (y 4 ) of the azimuth measured by the geomagnetism system (S1035). In one embodiment, the azimuth angle measured with the current geomagnetic sensor
Figure 112016094359450-pat00016
) And the azimuth (
Figure 112016094359450-pat00017
) If the difference exceeds the prophet to step trust threshold value of the measured azimuth angle (y 4) between the controller 120 proceeds to directly to step S1043 without correcting the yaw.

일 실시 예에서, 현재 지자계 센서로 측정한 방위각(

Figure 112016094359450-pat00018
)과 비교 기준이 되는 방위각(
Figure 112016094359450-pat00019
)간의 차가 지자계로 측정한 방위각의 신뢰 임계치(y4)보다 작은 경우, 제어부(120)는 제2 가중치를 계산한다. 제어부는 수학식 7을 통해 제2 가중치를 계산할 수 있다.In one embodiment, the azimuth angle measured with the current geomagnetic sensor
Figure 112016094359450-pat00018
) And the azimuth (
Figure 112016094359450-pat00019
) Is smaller than the confidence threshold y 4 of the azimuth measured by the geomagnetism system, the controller 120 calculates the second weight. The control unit may calculate the second weight through Equation (7).

Figure 112016094359450-pat00020
Figure 112016094359450-pat00020

Kmag는 제2 가중치 이다. P2는 2차 갱신 오차 공분산이다. Hmag는 측정 모델로서, 자세 정보와 지자계 센서간의 역학적 관계를 나타낸다. Hmag T는 측정 모델의 전치행렬이다. Rmag는 지자계 센서의 측정 오차 공분산이다. K mag is the second weight. P 2 is the second update error covariance. H mag is a measurement model that shows the dynamic relationship between attitude information and geomagnetic sensors. H mag T is the transpose of the measurement model. R mag is the measurement error covariance of the geomagnetic sensor.

제어부(120)는 제2 가중치 및 방위각을 이용하여 yaw를 보정한다(S1039). 구체적으로 제어부(120)는 수학식 8을 통해 yaw를 보정한다.The controller 120 corrects the yaw using the second weight and the azimuth (S1039). Specifically, the controller 120 corrects yaw through Equation (8).

Figure 112016094359450-pat00021
Figure 112016094359450-pat00021

Figure 112016094359450-pat00022
는 자세 정보이다. 특히 yaw를 나타낸다.
Figure 112016094359450-pat00023
는 예측된 자세 정보를 나타낸다. 구체적으로
Figure 112016094359450-pat00024
는 단계 S1009에서 예측된 yaw를 나타낸다. Kmag는 제2 가중치를 나타낸다.
Figure 112016094359450-pat00025
는 지자계 센서를 이용하여 계산된 방위각이다.
Figure 112016094359450-pat00022
Is attitude information. Especially yaw.
Figure 112016094359450-pat00023
Represents predicted attitude information. Specifically
Figure 112016094359450-pat00024
Represents yaw predicted in step S1009. K mag represents a second weight.
Figure 112016094359450-pat00025
Is an azimuth calculated using a geomagnetic sensor.

제어부(120)는 상술한 단계를 통해 보정된 자세 추정값 및 오차 공분간 값을 이용하여 자세 추정 시스템의 자세 추정 값 및 오차 공분산 값을 갱신한다(S1043). 구체적으로 제어부(120)는 수학식 9를 통해 최종 오차 공분산 값을 갱신할 수 있다.The controller 120 updates the posture estimation value and the error covariance value of the posture estimation system using the corrected posture estimation value and the error value (S1043). Specifically, the controller 120 may update the final error covariance value through Equation (9).

Figure 112016094359450-pat00026
Figure 112016094359450-pat00026

여기에서, P는 최종 갱신된 오차 공분산 값이다. P2는 2차 갱신 오차 공분산이다. Kmag는 제2 가중치이다. Hmag는 측정 모델로서, 자세 정보와 중력 가속도 간의 역학적 관계를 나타낸다. 최종 오차 공분산은 다음 루프에서 초기값으로 이용될 수 있다.Where P is the last updated error covariance value. P 2 is the second update error covariance. K mag is the second weight. H mag is a measurement model that shows the dynamic relationship between attitude information and gravitational acceleration. The final error covariance can be used as an initial value in the next loop.

상술한 알고리즘을 통해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 이동 장치(100)는 비교적 정확도가 떨어지는 센서 모듈을 이용하는 상황에서도 무인 이동 장치(100)의 자세(roll, pitch, yaw)를 보다 정확하게 추정할 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 알고리즘은 고가의 센서를 이용하지 않고도 비교적 정확하게 무인 이동 장치(100)의 자세를 추정할 수 있는바 생산 단가를 낮추는 효과가 있다.Through the above algorithm, the unmanned mobile device 100 according to an embodiment of the present invention more accurately estimates the attitude (roll, pitch, yaw) of the unmanned mobile device 100 even in the case of using a sensor module with a relatively low accuracy can do. As a result, the algorithm according to an embodiment of the present invention can estimate the posture of the UAV 100 relatively accurately without using an expensive sensor, thereby reducing the production cost.

지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 무인 이동 장치에 대한 예시적인 실시 예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나 이러한 실시 예는 단지 본 발명을 예시 하기 위한 것이고, 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명을 도시되고 설명된 내용에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 변형이 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.Up to now, an illustrative embodiment of an unmanned mobile device has been described and shown in the accompanying drawings to assist in understanding the present invention. It should be understood, however, that such embodiments are for the purpose of illustrating the invention only, and not for limitation. And it is to be understood that the invention is not limited to the details shown and described. Since various variations can occur to those of ordinary skill in the art.

Claims (7)

자세추정 시스템을 포함하는 무인 이동 장치로,
상기 무인 이동 장치의 각속도 및 가속도를 측정하는 관성 센서;
상기 무인 이동 장치의 지자계 자속 밀도를 측정하는 지자계 센서; 및
상기 가속도 센서 및 지자계 센서로부터 획득한 측정 값에 기초하여 상기 무인 이동 장치의 자세를 추정하는 제어부를 포함하고,
상기 무인 이동 장치의 자세는 3차원 공간의 3축인 x축, y축, z축에 대하여 x축에 대한 무인 이동 장치의 회전각인 제1 값, y축에 대한 무인 이동 장치의 회전각인 제2 값, 및 z축에 대한 무인 이동 장치의 회전각인 제3 값으로 표현되고,
상기 제어부는 상기 가속도 센서로부터 획득한 값을 이용하여 제1 값 및 제2 값을 추정하고, 상기 지자계 센서로부터 획득한 값을 이용하여 제3 값을 추정하고,
상기 제어부는 무인 이동 장치의 추정 자세에 대한 초기 오차 공분산 값에 기초하여 제1 오차 공분산 값을 갱신하고, 상기 갱신된 제1 오차 공분산 값에 기초하여 제1 가중치 값을 획득하고, 상기 제1 오차 공분산에 기초하여 제2 오차 공분산을 갱신하고, 상기 제2 오차 공분산에 기초하여 제2 가중치 값을 획득하고, 상기 제1 가중치 값에 기초하여 상기 제1 값 및 제2 값을 보정하고, 상기 제2 가중치 값에 기초하여 상기 제3 값을 보정하며,
상기 제어부는
상기 관성 센서를 통해 획득한 측정 경사각과 기준 경사각간의 차인 제1 비교값이 제1 임계치 이상이면 상기 제3 값을 보정하지 않고,
상기 지자계 센서를 통해 획득한 자속 밀도의 세기와 기준 자속 밀도 세기간의 비인 제2 비교값이 제2 임계치 이상이면 상기 제3 값을 보정하지 않고,
갱신 주기 동안 상기 지자계 센서로 측정한 방향각 변화량과 상기 갱신 주기 동안 상기 관성 센서로 측정한 방향각 변화량의 차인 제3 비교값이 제3 임계치 이상이면 상기 제3 값을 보정하지 않고,
상기 제1 비교값이 제1 임계치 미만이고, 상기 제2 비교값이 제2 임계치 미만이고, 상기 제3 비교값이 제3 비교값 미만인 경우 상기 지자계 센서로부터 획득한 값을 이용하여 방위각을 산출하고, 산출된 방위각과 기준 방위각간의 차인 제4 비교값이 제4 임계치 이상이면 상기 제3 값을 보정하지 않고, 상기 제4 비교값이 제4 임계치 미만인 경우 상기 제2 가중치 값을 획득하여 상기 제2 가중치 값과 상기 방위각을 이용하여 상기 제3 값을 보정하는
무인 이동 장치.
An unmanned mobile device comprising an attitude estimation system,
An inertial sensor for measuring an angular velocity and an acceleration of the unmanned mobile device;
A geomagnetic sensor for measuring the magnetic flux density of the unmanned moving device; And
And a control unit for estimating an attitude of the unmanned mobile device based on measured values obtained from the acceleration sensor and the geomagnetic sensor,
The attitude of the unmanned mobile device is determined by a first value, which is the rotation angle of the unmanned mobile device with respect to the x-axis, a second value which is the rotation angle of the unmanned mobile device with respect to the y- And a third value that is the rotation angle of the unmanned mobile device with respect to the z-axis,
Wherein the controller estimates a first value and a second value using a value obtained from the acceleration sensor, estimates a third value using a value obtained from the geomagnetic sensor,
Wherein the controller updates the first error covariance value based on an initial error covariance value for the estimated posture of the unmanned mobile device, obtains a first weight value based on the updated first error covariance value, Updating the second error covariance based on the covariance, obtaining a second weight value based on the second error covariance, correcting the first value and the second value based on the first weight value, Correcting the third value based on the second weight value,
The control unit
When the first comparison value, which is a difference between the measured inclination angle acquired through the inertial sensor and the reference inclination angle, is equal to or greater than the first threshold value,
If the second comparison value, which is a ratio between the intensity of the magnetic flux density acquired through the geomagnetism sensor and the reference magnetic flux density intensity, is equal to or greater than the second threshold value,
When the third comparison value, which is a difference between the direction angle change amount measured by the geomagnetic sensor during the update period and the direction angle change amount measured by the inertia sensor during the update period, is equal to or more than a third threshold value,
Calculating the azimuth using the value obtained from the geodetic sensor when the first comparison value is less than the first threshold value, the second comparison value is less than the second threshold value, and the third comparison value is less than the third comparison value If the fourth comparison value, which is a difference between the calculated azimuth and the reference azimuth, is equal to or greater than a fourth threshold value, the third value is not corrected, and if the fourth comparison value is less than the fourth threshold value, 2 weight value and the azimuth angle to correct the third value
Unmanned mobile device.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 관성 센서를 통해 획득한 무인 이동 장치의 가속도 값이 특정 임계값 보다 작은 경우에만 상기 가속도 값을 이용하여 무인 이동 장치의 자세를 추정하는
무인 이동 장치.
The method according to claim 1,
The control unit estimates the attitude of the unmanned mobile device using the acceleration value only when the acceleration value of the unmanned mobile device acquired through the inertial sensor is smaller than a specific threshold value
Unmanned mobile device.
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