KR100552688B1 - 관성 항법 시스템의 자세 보상 방법 및 장치, 이를 이용한관성 항법 시스템의 위치 계산 방법 및 장치 - Google Patents
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- G01C21/183—Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects
- G01C21/185—Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects for gravity
Abstract
Description
Claims (25)
- (a) 시스템의 움직임 여부를 감지하여, 상기 시스템의 정지 구간 및 움직임 구간 정보를 출력하는 단계;(b) 상기 각 구간마다 상기 시스템의 각속도 정보를 입력받아 상기 각속도 정보로부터 상기 시스템의 제1자세를 계산하는 단계;(c) 상기 정지 구간에서 상기 시스템의 중력방향 정보를 입력받아 상기 중력방향 정보로부터 상기 시스템의 제2자세를 계산하고, 상기 제1자세 및 제2자세로부터 상기 각 구간에서의 상기 시스템의 자세 오차를 계산하는 단계; 및(d) 상기 제1자세에 대해 상기 시스템의 자세 오차를 보상하여 출력하는 단계를 포함함을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 자세 보상 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 정지 구간은상기 시스템이 움직이기 이전의 제1정지 구간과 상기 시스템의 움직임이 종료된 이후의 제2정지 구간으로 구분되는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 자세 보상 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 또는 제2정지 구간에서는상기 중력 방향 정보의 표준편차 또는 각속도 정보의 표준 편차가 소정의 임계치 이하인것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 자세 보상 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 제1정지 구간에서 시스템의 자세 오차는상기 제1자세 및 제2자세의 차가 시간에 대해 선형적으로 변화하고, 상기 제1정지 구간의 시작시간에서의 상기 제1자세 및 제2자세의 차는 0이 되도록 출력되는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 자세 보상 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 움직임 구간의 시스템의 자세 오차는상기 움직임 구간의 시작시간과 종료시간에 계산된 상기 제1자세 및 제2자세의 차가 시간에 대해 선형적으로 변화하고, 상기 움직임 구간의 시작시간에서의 상기 제1자세 및 제2자세의 차는 상기 제1정지 구간의 종료시간에 계산된 상기 제1자세 및 제2자세의 차가 되도록 출력되는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 자세 보상 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 제2정지 구간의 시스템의 자세 오차는상기 제2정지 구간의 종료시간까지 상기 움직임 구간의 시스템 자세 오차의 선형적 변화가 연장되어 출력되는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 자세 보상 방법.
- 시스템의 움직임 여부를 감지하여, 상기 시스템의 정지 구간 및 움직임 구간의 정보를 출력하는 움직임 감지부(20);상기 시스템의 각속도 정보를 입력받아 상기 각속도 정보로부터 상기 시스템의 제1자세를 계산하는 자세 계산부(21);상기 시스템의 중력방향 정보를 입력받아 상기 중력방향 정보로부터 상기 시스템의 제2자세를 계산하고, 상기 제1자세 및 제2자세로부터 상기 각 구간에 대한 상기 시스템의 자세의 오차를 계산하는 자세 에러 계산부(22); 및상기 제1자세에 대해 상기 자세 오차를 보상하는 자세 보상부(23)를 포함함을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 자세 보상 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 움직임 감지부(20)는상기 정지 구간을 상기 시스템이 움직이기 이전의 제1정지 구간과 상기 시스템의 움직임이 종료된 이후의 제2정지 구간으로 구분하는 수단을 구비하는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 자세 보상 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 자세 에러 계산부(22)는상기 각 구간의 시작 시간 및 종료 시간에 계산된 상기 제1자세 및 제2자세의 차가 시간에 따라 선형적으로 변화하도록 근사하여 상기 시스템의 자세 에러를 계산하는 수단을 구비하는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 자세 보상 장치.
- (a) 시스템의 움직임 여부를 감지하여, 상기 시스템의 정지 구간 및 움직임 구간의 정보를 출력하는 단계;(b) 상기 시스템의 각속도 정보를 입력받아 상기 각속도 정보로부터 상기 시스템의 자세를 계산하고, 상기 시스템의 가속도 정보를 입력받아 상기 가속도 정보를 이용하여 상기 시스템의 자세를 보상하는 단계;(c) 보상된 자세를 이용하여 상기 가속도 정보를 상기 시스템을 포함하고있는 공간에서의 가속도 정보로 변환하는 단계; 및(d) 상기 변환된 가속도 정보로부터 상기 공간에서의 상기 시스템의 위치를 계산하는 단계를 포함함을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 정지 구간은상기 시스템이 움직이기 이전의 제1정지 구간과 상기 시스템의 움직임이 종료된 이후의 제2정지 구간으로 구분되는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 제1 또는 제2정지 구간에서는상기 가속도 정보의 표준편차 또는 각속도 정보의 표준 편차가 소정의 임계치 이하인것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 (b)단계는(b1) 상기 각 구간마다 상기 각속도 정보로부터 상기 시스템의 제1자세를 계산하는 단계;(b2) 상기 각 구간마다 상기 가속도 정보로부터 상기 시스템의 제2자세를 계산하고, 상기 제1자세 및 제2자세로부터 상기 각 구간에서의 상기 시스템의 자세 오차를 계산하는 단계; 및(b3) 상기 제1자세에 대해 상기 시스템의 자세 오차를 보상하여 출력하는 단계를 구비함을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 (c)단계 및 (d)단계 사이에상기 움직임 구간에서 상기 변환된 가속도 정보로부터 움직이기 시작한 순간과 멈춘 순간의 속도가 0 이라는 조건을 만족하는 가속도 오차 값을 계산하고, 계산된 가속도 오차값을 상기 변환된 가속도 정보로부터 감산하여 상기 변환된 가속도 정보를 보상하는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 (c)단계 및 (d)단계 사이에(e) 상기 (c)단계에서 변환된 가속도 정보를 각 구간별로 선형근사하여 가속도 오차를 구하고, 상기 변환된 가속도 정보에 대해 가속도 오차를 보상하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 (e)단계는(e1) 상기 제1 및 제2정지 구간에서 상기 변환된 가속도 정보가 시간에 따라 선형적으로 변화하도록 근사하고, 상기 선형 근사된 가속도 정보를 0으로 하는 단 계;(e2) 상기 제1 및 제2정지 구간에서 각각 선형 근사된 기울기들 및 소정 초기조건을 이용하여 상기 움직임 구간에서 상기 변환된 가속도 정보를 선형 근사하는 단계; 및(e3) 상기 움직임 구간에서 상기 변환된 가속도 정보에 대해 상기 선형 근사된 가속도 정보를 보상하는 단계를 구비함을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 방법.
- 시스템의 움직임 여부를 감지하여, 상기 시스템의 정지 구간 및 움직임 구간의 정보를 출력하는 움직임 감지부(20);상기 시스템의 각속도 정보를 입력받아 상기 각속도 정보로부터 상기 시스템의 자세를 계산하고, 상기 시스템의 가속도 정보를 입력받아 상기 가속도 정보를 이용하여 상기 시스템의 자세를 보상하는 자세 보상 장치(50);보상된 자세를 이용하여 상기 가속도 정보를 상기 시스템을 포함하고있는 공간에서의 가속도 정보로 변환하는 가속도 변환부(51); 및변환된 가속도 정보로부터 상기 공간에서의 상기 시스템의 위치를 계산하는 위치 계산부(53)를 포함함을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 장치.
- 제19항에 있어서, 상기 움직임 감지부(20)는상기 정지 구간을 상기 시스템이 움직이기 이전의 제1정지 구간과 상기 시스템의 움직임이 종료된 이후의 제2정지 구간으로 구분하는 수단을 구비하는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 장치.
- 제20항에 있어서, 상기 움직임 감지부(20)는상기 가속도 정보의 표준편차 또는 각속도 정보의 표준 편차가 소정의 임계치 이하이면 상기 제1 또는 제2정지 구간으로 판정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 장치.
- 제19항에 있어서, 상기 가속도 변환부(51)와 위치 계산부(53) 사이에상기 움직임 구간에서 상기 변환된 가속도 정보로부터 상기 시스템이 움직이기 시작한 순간과 멈춘 순간의 속도가 0 이라는 조건을 만족하는 가속도 오차 값을 계산하고, 계산된 가속도 오차값을 상기 변환된 가속도 정보로부터 감산하여 상기 변환된 가속도 정보를 보상하는 가속도 보상부(52)를 더 구비하는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 장치.
- 제19항에 있어서, 상기 가속도 변환부(51)와 위치 계산부(53) 사이에상기 각 구간에 대해 상기 가속도 변환부(51)에서 변환된 가속도 정보를 선형 근사하고, 상기 선형 근사된 가속도 정보를 이용하여 상기 변환된 가속도 정보를 보상하는 가속도 보상부(52)를 더 구비하는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 장치.
- 제23항에 있어서, 상기 가속도 보상부(52)는상기 제1 및 제2정지 구간에서 상기 가속도 변환부(51)에서 변환된 가속도 정보가 시간에 따라 선형적으로 변화하도록 근사하고, 상기 선형 근사된 가속도 정보의 기울기들을 이용하여 상기 움직임 구간에서 상기 가속도 변환부(51)에서 변환된 가속도 정보를 선형 근사하며, 상기 제1 및 제2정지 구간에서 선형 근사된 가속도 정보를 0으로 보정하고, 상기 움직임 구간에서 상기 선형 근사된 가속도 정보를 이용하여 상기 변환된 가속도 정보를 보상하는 수단을 구비하는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 장치.
- 제19항에 있어서, 상기 위치 계산부(53)는상기 각 구간마다 상기 각속도 정보 및 가속도 정보로부터 각각 상기 시스템의 제1자세 및 제2자세를 계산하고, 상기 제1자세 및 제2자세로부터 상기 각 구간에서의 상기 시스템의 자세 오차를 계산하며, 상기 제1자세에 대해 상기 시스템의 자세 오차를 보상하는 수단을 구비하는 것을 특징으로하는 관성 항법 시스템의 위치 계산 장치.
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