KR101376598B1 - 이동체의 움직임 측정장치, 그 측정 및 보정 방법 - Google Patents

이동체의 움직임 측정장치, 그 측정 및 보정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동체의 움직임 측정장치에 관한 것으로, 이 장치는 동일한 축에 대하여 복수의 센서쌍을 구비하는 측정부를 포함하며, 이 센서쌍은 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하는 제1 센서 및 제1 센서의 측정 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 제2 센서를 구비하여 이동체의 움직임을 측정한다.

Description

이동체의 움직임 측정장치, 그 측정 및 보정 방법{APPARATUS FOR MEASURING MOVEMENT OF MOVING OBJECT, MEASURING AND CORRECTING METHOD THEREOF}
본 발명은 이동체의 움직임 측정장치, 그 측정 및 보정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가속도나 각속도와 같이 이동하는 물체의 움직임을 측정할 수 있는 이동체의 움직임 측정장치, 그 측정 및 보정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 관성 센서(inertial sensor)란 운동의 관성력(inertial force)을 검출하여 이동체의 가속도, 속도, 방향, 거리 등에 대한 다양한 항법 관련 정보를 제공하는 장치로서, 인가되는 가속도에 의해 이동체에 작용하는 관성력을 검출하는 것을 기본 원리로 한다.
이러한 관성 센서는 이동체의 가속도를 측정하는 가속도계와, 이동체의 회전각이나 회전속도와 같은 각속도를 측정하는 각속도계(gyroscope, 자이로스코프)로 분류되며, 연구, 군사용의 특수용도 시장과 더불어 최근에는 자동차 및 가전 제품의 성능 향상이나 신기능 추가의 요구에 따라 그 적용 분야가 확대되고 있는 실정이다.
한편, 최근에는 마이크로 전자 기계적 시스템(Micro Electro Mechanical System, 이하 ‘멤스(MEMS)’라고 함) 기술 분야가 급속도로 발전하고 있으며, 이러한 추세에 따라 가속도계와 각속도계에서도 멤스(MEMS) 기술을 이용한 멤스(MEMS) 가속도/각속도 센서가 널리 사용되고 있다.
그런데, 이와 같은 멤스(MEMS) 가속도/각속도 센서는 그 원리와 구조적 특성상, 현상의 변화가 없는데도 측정치가 변동하는 드리프트(drift) 오차가 발생하는 문제가 있으며, 이로 인해, 멤스(MEMS) 가속도/각속도 센서의 측정 성능이 저하되는 단점이 파생되었다.
또한, 멤스(MEMS) 가속도/각속도 센서에서 발생하는 드리프트 오차는 전체 시스템에 미치는 영향이 상당히 크기 때문에 멤스(MEMS) 가속도/각속도의 측정 성능이 떨어지면, 전체 시스템의 신뢰성이 저하되는 문제를 초래하였다.
[선행기술문헌]
한국공개특허공보 제10-2003-0084386호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이동체의 움직임을 측정하는 적어도 한 쌍의 센서가 측정 방향이 서로 반대되도록 각 센서를 서로 역평행으로 배치하여 센서쌍이 되도록(역평행 배열 센서쌍, conversely mounted sensor pair) 한 후, 센서에서 측정된 수치들을 이용하여 보다 정확하게 이동체의 움직임을 측정할 수 있는 이동체의 움직임 측정장치 및 그의 측정 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 역평행 배열 센서쌍의 신뢰도를 계산하고, 이를 이용하여 다수의 배열쌍 사이의 상호 보정과 센서 측정축의 변경 등의 보정을 수행할 수 있는 이동체 움직임 측정장치 및 그 보정 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 이동체의 움직임 측정 장치는, 동일한 축에 대하여 복수의 센서쌍을 구비하는 측정부를 포함하며, 상기 센서쌍은 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하는 제1 센서 및 상기 제1 센서의 측정 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 제2 센서를 구비한다.
상기 복수의 센서쌍 상호 간의 보정을 수행하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 센서쌍은 제1 및 제2 센서쌍을 포함하고, 상기 제1 센서쌍의 신뢰도가 허용 신뢰도보다 낮고 상기 제2 센서쌍의 신뢰도가 정렬 기준치보다 높으면 상기 제1 센서쌍의 움직임 데이터를 상기 제2 센서쌍의 움직임 데이터로 정렬할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이동체의 움직임 측정장치는, X, Y, Z 각 축에 대하여 적어도 하나의 센서쌍을 구비하는 측정부를 포함하며, 상기 센서쌍은 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하는 제1 센서 및 상기 제1 센서의 측정 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 제2 센서를 구비하며, 상기 X, Y, Z 축 중에서 2개의 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 이용하여 나머지 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 보정한다.
상기 나머지 축의 센서쌍의 신뢰도는 허용 신뢰도보다 낮고 상기 2개의 축의 센서쌍의 신뢰도가 정렬 기준치보다 높으면 상기 나머지 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 상기 2개의 축의 센서쌍의 움직임 데이터의 벡터곱으로 정렬할 수 있다.
상기 신뢰도는 기준값과 상기 센서쌍의 움직임 데이터의 차를 상기 기준값으로 나누어 계산될 수 있다.
상기 기준값은 GPS 신호로부터의 위치 정보 또는 전자 컴퍼스로부터의 방위각 정보에 따라 계산될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이동체의 움직임 측정방법은, 동일한 축에 대하여 제1 및 제2 센서쌍을 포함하는 이동체의 움직임 측정장치의 측정방법으로서, 상기 제1 센서쌍이 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하고, 상기 제1 수치를 측정하는 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 단계, 상기 제2 센서쌍이 상기 이동체의 움직임에 대하여 상기 제1 수치를 측정하는 방향과 같은 방향으로 제3 수치를 측정하고, 상기 제1 수치를 측정하는 방향에 반대되는 방향으로 제4 수치를 측정하는 단계, 그리고 상기 제1 내지 제4 수치를 이용하여 상기 이동체의 움직임 데이터를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 제1 및 제2 센서쌍 상호 간의 보정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보정 수행 단계는 상기 제1 센서쌍의 신뢰도가 허용 신뢰도보다 낮고 상기 제2 센서쌍의 신뢰도가 정렬 기준치보다 높으면 상기 제1 센서쌍의 움직임 데이터를 상기 제2 센서쌍의 움직임 데이터로 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이동체의 움직임 측정방법은, X, Y, Z 각 축에 대하여 적어도 하나의 센서쌍을 구비하는 이동체의 움직임 측정장치의 측정방법으로서, 상기 각 축의 센서쌍이 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하고, 상기 제1 수치를 측정하는 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 단계, 그리고 상기 X, Y, Z 축 중에서 2개의 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 이용하여 나머지 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 보정하는 단계를 포함한다.
상기 보정 단계는 상기 나머지 축의 센서쌍의 신뢰도는 허용 신뢰도보다 낮고 상기 2개의 축의 센서쌍의 신뢰도가 정렬 기준치보다 높으면 상기 나머지 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 상기 2개의 축의 센서쌍의 움직임 데이터의 벡터곱으로 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이동체의 움직임 측정장치, 그 측정 및 보정 방법에 따르면, 이동체의 움직임에 대한 수치를 측정하는 적어도 한 쌍의 센서를 측정 방향이 서로 반대되도록 배치한 후, 센서에서 측정된 수치들을 이용하여 보다 정확하게 이동체의 움직임을 측정할 수 있다.
보다 구체적으로는, 하나의 축 방향에 해당하는 움직임 데이터(일례로, X축 가속도나 Z축 각속도)를 측정하는데 있어서, 쌍을 이루는 복수 개의 센서가 쌍 내에서 두 개의 센서가 측정 방향에 대하여 서로 반대되도록 배치한 후, 측정된 센서들의 전체 수치를 이용하여 이동체의 움직임을 측정하면, 측정 오차를 보다 정확하게 검출할 수 있으며, 측정 오차에 따라 움직임 데이터를 보다 정밀하게 보정할 수 있다.
또한 복수의 센서쌍을 이용하여 센서 신뢰도를 계산하고 이를 이용하여 센서쌍 사이의 상호 보정 및 정렬을 수행할 수 있으며, 이로 인해, 일부 센서의 불량 또는 오류가 있더라도 이동체의 움직임 측정장치의 안정적인 측정이 가능하게 되어 전체 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동체의 움직임 측정장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도를 측정하기 위해 측정 방향이 서로 반대되도록 배치된 한 쌍의 센서를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각속도를 측정하기 위해 측정 방향이 서로 반대되도록 배치된 한 쌍의 센서를 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가속도를 측정하기 위해 측정 방향이 서로 반대되도록 배치된 세 쌍의 센서를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동체의 움직임을 측정하는 과정을 보여주는 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동체의 움직임 측정장치의 구성도를 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시한 측정부의 한 예로서 복수의 센서쌍을 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시한 측정부의 한 예로서 복수의 센서쌍을 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 센서쌍의 보정 방법을 보여주는 동작 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 센서쌍의 보정 방법을 보여주는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 센서쌍의 보정 방법을 보여주는 동작 흐름도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동체의 움직임 측정장치의 구성도를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 이동체의 움직임 측정장치(100)는 측정부(120) 및 제어부(140)를 포함하여 구성된다.
측정부(120)는 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하는 제1 센서(122a) 및 제1 센서(122a)의 측정 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 제2 센서(124a)를 구비하며, 제1 및 제2 수치를 이용하여 이동체의 움직임 데이터를 측정할 수 있다. 이때 제1 센서(122a)와 제2 센서(124a)는 서로 역평행이 되도록 배치되어 센서쌍(역평행 배열 센서쌍, conversely mounted sensor pair)이 될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 측정부(120)는 하나의 움직임 데이터 즉, X축 방향의 가속도나 Z축 방향의 각속도와 같이 하나의 축 방향에 해당하는 움직임 데이터를 측정하기 위해 쌍을 이루는 제1 및 제2 센서(122a)(124a)를 이용할 수 있는데, 이때, 쌍을 이루는 제1 및 제2 센서(122a)(124a)의 측정 방향이 서로 반대되도록 배치한 후, 제1 및 제2 센서(122a)(124a) 각각에서 측정된 수치를 이용하여 이동체의 움직임 데이터를 측정할 수 있게 된다.
여기서, 제1 및 제2 센서(122a)(124a)는 가속도 센서나 각속도 센서로 구성될 수 있으며, 가속도 센서는 멤스(MEMS) 가속도 센서를 포함하고, 각속도 센서는 멤스(MEMS) 각속도 센서를 포함할 수 있다.
그리고, 제1 및 제2 센서(122a)(124a)가 가속도 센서이면, 제1 및 제2 센서(122a)(124a)는 가속도, 속도, 변위를 측정할 수 있고, 제1 및 제2 센서(122a)(124a)가 각속도 센서이면, 제1 및 제2 센서(122a)(124a)는 각속도, 회전각을 측정할 수 있다.
한편, 측정부(120)는 하나 이상의 제1 및 제2 센서(122a)(124a)로 구성될 수 있다.
보다 자세하게 설명하면, 측정부(120)는 제1 및 제2 센서가 한 쌍이면, 1차원적인 이동체의 움직임 데이터를 측정할 수 있고, 제1 및 제2 센서가 두 쌍이면, 2차원적인 이동체의 움직임 데이터를 측정할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 센서가 세 쌍이면, 측정부(120)는 3차원적인 이동체의 움직임 데이터를 측정할 수 있다.
즉, 측정부(120)가 세 쌍의 제1 및 제2 센서(122a, 122b, 122c)(124a, 124b, 124c)로 구성되면, 한 쌍의 제1 및 제2 센서(122a)(124a)는 X축 방향의 제1 및 제2 수치를 측정하고, 다른 한 쌍의 제1 및 제2 센서(122b)(124b)는 Y축 방향의 제1 및 제2 수치를 측정하고, 나머지 한 쌍의 제1 및 제2 센서(122c)(124c)는 Z축 방향의 제1 및 제2 수치를 측정할 수 있다. 이때 각 축 방향의 센서쌍은 서로 역평행이 되도록 배치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도를 측정하기 위해 측정 방향이 서로 반대되도록 배치된 한 쌍의 센서를 보여주는 사시도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 측정부(120)는 하나의 축 방향에 대한 가속도를 측정하기 위해 측정 방향이 서로 반대되도록 제1 및 제2 센서(122a)(124a)를 배치할 수 있다. 도 2에는 X 축 방향으로 나란히 제1 및 제2 센서(122a)(124a)가 배치되어 있는 것으로 도시하였으나, 제1 및 제2 센서(122a)(124a)가 역평행으로 결합되어 이동체에 부착될 수도 있다. 또한, 두 센서가 반드시 동일 축 상에 나란히 배치될 필요는 없으며, 부착되는 부위의 편의성 등 필요에 따라 각 센서가 해당 축에 대하여 평행하게 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.
이때, 제1 및 제2 센서(122a)(124a)는 X축 방향의 가속도를 측정할 수 있으며, 서로 반대되는 방향의 가속도를 측정하기 위해 제1 센서(122a)의 측정 방향은 기준점을 기준으로 하여 제2 센서(124a)의 측정 방향과 180도 차이를 갖도록 구성될 수 있다.
그리고, 이동체의 움직임에 따라 제1 및 제2 센서(122a)(124a)가 X축 방향으로 이동하면, 제1 및 제2 센서(122a)(124a)에서 측정된 제1 및 제2 수치는 절대값은 동일하나, 제1 수치는 양(+) 방향의 수치인 +a, 제2 수치는 음(-) 방향의 수치인 -a를 가지게 되며, 측정 오차인 드리프트(drift) 오차가 없다는 가정 하에 제1 및 제2 수치의 합은 제로(zero, 0)가 될 수 있다.
한편, 이동체의 가속도를 정확하게 측정하기 위해서는 이동체의 중심점 즉, 모든 움직임의 기준점으로 센서의 수치에 대한 데이터를 이동 변환할 수 있다. 이때, 중심점이란 물체의 무게 중심이나 물리적 중간 지점 등과 같이 이동체의 움직임에 관계되는 모든 센서가 공통적으로 사용하여야 하는 점을 말한다.
이러한 이동체의 중심점으로의 이동, 회전, 변환 등을 위한 변환 함수를 ‘fk(x)’라고 하고, 이 변환 함수를 센서(k)의 실제 가속도(ak)에 적용하면, 이동체의 중심점에서의 가속도를 얻을 수 있다(1≤k≤n). 이때, 각 센서와 이동체의 중심점까지의 물리적인 위치는 움직임에 따른 변환이 없으므로 변환 함수는 각 센서마다 다르기는 하지만 변하지는 않는다.
이에 따라, 하나의 정보(하나의 축 방향에 대한 단일 종류의 움직임)에 대한 센서들의 수치 합은 아래의 식으로 나타낼 수 있다.
(식 1)
Figure 112012080248717-pat00001
만약, 이산적 가속도 데이터(sk)가 드리프트 오차(dk)와 실제 가속도(ak)를 포함한다면, 이것은 다음과 같은 식으로 정리될 수 있다.
(식 2)
Figure 112012080248717-pat00002
이 (식 2)를 앞의 (식 1)에 적용하면, 하기의 (식 3)으로 나타낼 수 있다.
(식 3)
Figure 112012080248717-pat00003
모든 이동에 대한 변환 함수는 행렬로 표현될 수 있으므로 함수 ‘f(a+d)’는 아래의 (식 4)와 같이, ‘f(a)+f(d)’가 될 수 있다.
(식 4)
Figure 112012080248717-pat00004
이와 같이, 하나의 축 방향에 대한 단일 종류의 움직임을 측정하는 측정 방향이 서로 반대되도록 배치된 센서들의 수치 합은 모든 센서들의 측정 오차인 드리프트 오차의 합과 같게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각속도를 측정하기 위해 측정 방향이 서로 반대되도록 배치된 한 쌍의 센서를 보여주는 사시도를 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 측정부(120)는 하나의 축 방향에 대한 각속도를 측정하기 위해 측정 방향이 서로 반대되도록 제1 및 제2 센서(122a)(124a)를 배치할 수 있다. 도 3에는 Z 축 방향으로 나란히 제1 및 제2 센서(122a)(124a)가 배치되어 있는 것으로 도시하였으나, 제1 및 제2 센서(122a)(124a)가 역평행으로 결합되어 이동체에 부착될 수도 있다.
이때, 제1 및 제2 센서(122a)(124a)는 Z축 방향의 각속도를 측정할 수 있으며, 서로 반대되는 방향의 각속도를 측정하기 위해 제1 센서(122a)의 측정 방향은 동일한 평면 상에서 기준선을 기준으로 하여 제2 센서(124a)의 측정 방향과 180도 차이를 갖도록 구성될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 센서(122a)(124a)가 Z축을 기준으로 시계 방향으로 회전할 때 제1 센서(122a)는 +r만큼 회전하며, 제2 센서(124a)는 -r만큼 회전하고, 이에 따라 측정 오차인 드리프트(drift) 오차가 없다는 가정 하에서 제1 및 제2 수치의 합은 제로(zero, 0)가 될 수 있다.
한편, 센서(n)에 대하여 측정된 각속도가 sk이고, 이동체의 실제 각속도를 rk 그리고 이 때의 드리프트 오차를 ck이라 하면, 앞서 가속도를 계산하는데 사용된 식과 같은 식으로 각속도를 나타낼 수 있다(1≤k≤n).
(식 5)
Figure 112012080248717-pat00005
(식 6)
Figure 112012080248717-pat00006
(식 7)
Figure 112012080248717-pat00007
이러한 각속도의 경우에도 가속도와 같이, 단일 축의 회전을 측정하는 측정 방향이 서로 반대되도록 배치된 센서들의 수치 합은 모든 센서들의 드리프트 오차의 합과 같게 된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가속도를 측정하기 위해 측정 방향이 서로 반대되도록 배치된 세 쌍의 센서를 보여주는 사시도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 측정부(120)는 이동체의 움직임에 대한 제1 방향의 제1 수치를 측정하는 제1a 센서(122a), 제1 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 제2a 센서(124a), 제2 방향의 제3 수치를 측정하는 제1b 센서(122b), 제2 방향에 반대되는 방향으로 제4 수치를 측정하는 제2b 센서(124b), 제3 방향의 제5 수치를 측정하는 제1c 센서(122c) 및 제3 방향에 반대되는 방향으로 제6 수치를 측정하는 제2c 센서(124c)를 구비하며, 제1 내지 제6 수치를 이용하여 이동체의 움직임 데이터를 측정할 수 있다.
여기서, 제1 방향은 X축 방향이고, 제2 방향은 Y축 방향이고, 제3 방향은 Z축 방향일 수 있다.
그리고, 제1a 내지 제1c 센서(122a~122c)와 제2a 내지 제2c 센서(124a~124c)는 육면체 형태로 배치될 수 있으며, 이동체의 3차원적인 움직임을 측정하기 위해서는 X, Y, Z축들이 하나의 축을 측정하도록 서로 반대되도록 배치될 수 있으며, 세 개의 축을 측정하는 센서 여섯 개는 육면체의 구조로 배치될 수 있다. 이때 각 축 방향의 센서쌍은 서로 역평행으로 배치될 수 있다.
제어부(140)는 이동체의 움직임 측정장치(100)를 전반적으로 제어하는 마이컴으로서, 제1 및 제2 수치를 이용하여 제1 및 제2 센서(122a)(124a)의 측정 오차를 검출하고, 검출된 측정 오차를 이용하여 제1 및 제2 수치를 보정할 수 있다.
보다 자세하게 설명하면, 제어부(140)는 제1 및 제2 센서(122a)(124a)에서 측정된 제1 및 제2 수치를 합산하고, 상기 합산된 결과를 이용하여 제1 및 제2 센서(122a)(124a)의 측정 오차를 검출할 수 있는데, 이때, 제1 및 제2 수치를 합산한 결과는 제1 및 제2 센서(122a)(124a)의 측정 오차의 합인 원리를 이용하여 제1 및 제2 센서(122a)(124a)의 측정 오차를 검출할 수 있다.
한편, 가속도와 각속도 모두 어느 정도의 오차를 포함하고 있지만 특히, 각속도의 경우 그 오차는 전체 시스템에 미치는 영향이 상당히 크다. 그 이유는 이동체의 회전 상태는 중력, 운동 방향 그리고 궤적에 필요한 계산에 반드시 필요한 요소이기 때문이다. 이에 따라, 제1 및 제2 센서를 측정 방향에 서로 반대되도록 배치한 후, 제1 및 제2 센서에서 측정된 제1 및 제2 수치를 이용하여 측정 오차를 검출하여 움직임 데이터에 보정하면, 일반적으로 사용되는 정렬 동안의 드리프트 오차의 측정을 기준으로 보다 정밀한 실시간 보정을 가능하게 할 수 있다. 보정의 한 예로서, 제1 센서의 제1 수치에서 제2 센서의 제2 수치를 뺀 값을 2로 나누어 이동체의 움직임 데이터로 사용할 수 있다.
측정 방향이 서로 반대되도록 배치된 제1 및 제2 센서(122a)(124a)를 기준으로 하나의 회전축에 대한 측정된 각속도를 sa와 sb, 실제 각속도를 ra와 rb, 각 센서의 드리프트 오차를 da와 db라고 하면, 다음과 같은 식이 주어질 수 있다.
(식 8)
Figure 112012080248717-pat00008
(식 9)
Figure 112012080248717-pat00009
(식 10)
Figure 112012080248717-pat00010
센서의 정렬 시 움직임이 전혀 없는 상태, 다시 말해서, r0항이 0일 때 각 센서의 측정 값은 그 센서의 드리프트 오차의 값이 될 수 있다.
(식 11)
Figure 112012080248717-pat00011
(식 12)
Figure 112012080248717-pat00012
각속도 센서의 경우, 대부분의 센서는 작동 중 거의 일정한 드리프트 오차를 가지므로 일반적으로 이 드리프트 오차를 이용하여 운행 동안의 보정 값으로 사용하는 것이 일반적인 보정 방식이다. 하지만, 문제는 운행 도중 이 드리프트 오차가 크게 변화하면 다른 회전 측정이 불가능한 상태에서는 보정을 할 방법이 없게 되므로, 어떤 순간에도 드리프트 오차의 신뢰도를 결정하는 방법으로 본 발명의 일 실시예에서와 같은 방법을 사용할 수 있다.
정렬 후, 운행 상태 중 시간(t)에서의 제1 및 제2 센서의 각속도 측정 값을 각각 sat와 sbt라고 할 때, 다음의 식이 성립된다.
(식 13)
Figure 112012080248717-pat00013
(식 14)
Figure 112012080248717-pat00014
(식 15)
Figure 112012080248717-pat00015
만약, 운행 중 센서가 정렬 시 측정된 드리프트 오차를 근사치로 유지한다면, 그 센서의 신뢰도는 높다고 할 수 있으며, 이때, dat는 da0과 가까우며, dbt는 db0과 가깝다.
(식 16)
Figure 112012080248717-pat00016
(식 17)
Figure 112012080248717-pat00017
(식 18)
Figure 112012080248717-pat00018
따라서, sat와 sbt의 합과 드리프트 상수들의 합을 비교하여 신뢰도를 결정할 수 있게 된다.
만약, 신뢰도가 높다면 아래의 식이 성립된다.
(식 19)
Figure 112012080248717-pat00019
(식 20)
Figure 112012080248717-pat00020
위의 수식을 사용하면 단순히 드리프트 오차만을 사용하여 각속도를 측정하는 것보다 더욱 신뢰도가 높은 각속도를 계산할 수 있다. 물론, 이 수식은 가속도의 측정에도 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동체의 움직임을 측정하는 과정을 보여주는 동작 흐름도를 나타낸다.
도 5에 도시한 바와 같이, 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하는 제1 센서 및 제1 센서의 측정 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 제2 센서를 배치한 상태에서 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정한다(S500).
다음으로, 제1 수치를 측정하는 방향에 반대되는 방향의 제2 수치를 측정한다(S510).
즉, 하나의 움직임 데이터 즉, X축 방향의 가속도나 Z축 방향의 각속도와 같이 하나의 축 방향에 해당하는 움직임 데이터를 측정하기 위해 쌍을 이루는 제1 및 제2 센서(122a)(124a)를 이용할 수 있는데, 이때, 쌍을 이루는 제1 및 제2 센서(122a)(124a)가 측정 방향이 서로 반대되도록 배치한 후, 제1 및 제2 센서(122a)(124a) 전체에서 측정된 수치를 이용하여 이동체의 움직임 데이터를 측정할 수 있게 된다.
그리고, 제1 및 제2 수치를 이용하여 이동체의 움직임 데이터를 산출한다(S520).
이때, 제1 및 제2 수치를 이용하여 제1 및 제2 센서의 측정 오차를 검출하고, 검출된 측정 오차를 이용하여 상기 제1 및 제2 수치를 보정할 수 있다. 예를 들면, 측정 오차는 제1 및 제2 수치를 더한 후 2로 나눈 값으로 둘 수 있고, 이렇게 검출된 측정 오차를 제1 수치 또는 제2 수치의 절댓값에 더하거나 뺀 값을 움직임 데이터로 산출할 수 있다.
지금까지 가속도와 각속도를 측정하는 센서를 포함하는 움직임 측정장치에 대하여 설명하였으나 동일한 원리로 중력 센서, 압력 센서, 에어 플로우 센서, 워터 플로우 센서, 진동 센서 등 다양한 센서를 포함하는 측정장치에 응용될 수 있다.
또한 한 축에 대하여 한 쌍의 제1 및 제2 센서를 구비하여 이동체의 움직임을 측정하는 것으로 설명하였으나, 한 축에 대하여 두 쌍 이상의 센서를 구비하여 측정할 수도 있으며, 드리프트 오차가 적은 센서 값을 취하여 움직임 데이터를 추출하는 데 사용할 수 있다.
그러면 한 축에 대하여 복수의 센서쌍을 이용하여 센서쌍 상호간의 측정값을 보정할 수 있는 이동체의 움직임 측정장치에 대하여 도 6 내지 도 8을 참고하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동체의 움직임 측정장치의 구성도를 나타내고, 도 7 및 도 8은 도 6에 도시한 측정부의 한 예로서 복수의 센서쌍을 보여주는 사시도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이동체의 움직임 측정장치(200)는 측정부(220), 메모리(230) 및 제어부(240)를 포함한다.
측정부(220)는 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하는 제1 센서(223) 및 제1 센서(223)의 측정 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 제2 센서(224)로 이루어진 제1 센서쌍(222)과, 제1 센서쌍(222)과 동일한 축 상에 배치되며 제1 수치를 측정하는 제3 센서(227) 및 제2 수치를 측정하는 제4 센서(228)로 이루어진 제2 센서쌍(226)을 포함한다. 여기서 제1 센서쌍(222)과 제2 센서쌍(226)은 역평행 배열 센서쌍이다.
제1 센서쌍(222) 및 제2 센서쌍(226)은 도 1에 도시한 제1 센서(122a) 및 제2 센서(124a)로 이루어진 센서쌍과 실질적으로 동일하므로 동일 또는 유사한 부분에 대하여는 앞서 설명한 부분으로 대신하기로 하고 자세한 설명은 생략한다.
측정부(220)는 X, Y, Z 각 축에 대하여 복수의 센서쌍을 구비할 수 있으며, 예를 들어 각 축에 대하여 2개의 센서쌍을 구비하는 경우 총 6개의 센서쌍을 포함하게 된다.
도 7을 참고하면, 가속도 측정 및 측정값 보정을 위하여 2개의 역평행 배열 센서쌍(222, 226)이 나란히 배치되어 있다. 제1 센서쌍(222)은 X 축 방향으로 측정 방향이 서로 반대가 되는 제1 센서(223) 및 제2 센서(224)로 이루어지고, 제2 센서쌍(226) 또한 X 축 방향으로 측정 방향이 서로 반대가 되는 제3 센서(227) 및 제4 센서(228)로 이루어진다. 도 7에 도시한 2개의 센서쌍(222, 226)은 도 2에 도시한 센서쌍(122a, 124a)을 중복하여 배치한 것이라고 할 수 있다.
도 7에는 제1 내지 제4 센서(223, 224, 227, 228)가 나란히 배치되어 있는 것으로 도시하였으나, 그 순서 및 배치 방법은 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들면 제1 및 제3 센서(223, 227)가 인접하게 또는 결합하여 배치되거나 제2 및 제4 센서(224, 228)가 인접하게 또는 결합하여 배치될 수 있으며, 4개의 센서(223, 224, 227, 228)가 모두 하나로 결합하여 배치될 수도 있다. 또한 X 축에 평행하다면 반드시 동일한 축 상에 배치될 필요는 없고 부착되는 부위의 편의성 등 필요에 따라 각 센서가 해당 축에 대하여 평행하게 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.
도 7에는 2개의 센서쌍(222, 226)이 동일한 축에 배치되어 있는 것으로 도시하였으나, 한 축에 3개 이상의 센서쌍이 배치될 수도 있다.
도 8은 각속도를 측정하기 위해 측정 방향이 서로 반대되도록 배치된 2개의 센서쌍(222, 226)을 보여주는 사시도이다.
도 8을 참고하면, 각속도 측정 및 측정값 보정을 위하여 2개의 역평행 배열 센서쌍(222, 226)이 나란히 배치되어 있다. 제1 센서쌍(222)은 Z 축 방향의 각속도를 측정하기 위한 측정 방향이 서로 반대가 되는 제1 센서(223) 및 제2 센서(224)로 이루어지고, 제2 센서쌍(226) 또한 Z 축 방향의 각속도를 측정하기 위한 측정 방향이 서로 반대가 되는 제3 센서(227) 및 제4 센서(228)로 이루어진다. 도 8에 도시한 2개의 센서쌍(222, 226)은 도 3에 도시한 센서쌍(122a, 124a)을 중복하여 배치한 것이라고 할 수 있다.
도 8에는 2개의 센서쌍(222, 226)이 동일한 축에 배치되어 있는 것으로 도시하였으나, 한 축에 3개 이상의 센서쌍이 배치될 수도 있다.
다시 도 6을 참고하면, 메모리(230)는 측정부(220)로부터 측정된 데이터와 이를 이용하여 계산된 데이터 및 센서들의 신뢰도를 저장한다.
제어부(240)는 이동체의 움직임 측정장치(200)를 전반적으로 제어하는 마이컴으로서, 제1 내지 제4 센서(223, 224, 227, 228)의 측정값을 이용하여 각 센서쌍(222, 226)의 움직임 데이터를 계산할 수 있으며, 각 센서쌍(222, 226)의 신뢰도를 계산하고 그 신뢰도를 이용하여 센서쌍 상호간의 보정을 수행할 수 있다. 본 실시예의 제어부(240)도 앞서 설명한 도 1의 제어부(140)와 많은 부분 동일하므로 앞선 실시예에서 설명한 부분을 모두 채용하는 것으로 하고 중복하는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
즉, 제어부(240)는 도 1의 제어부(140)와 같이 각 센서쌍(222, 226)에서 측정된 제1 및 제2 수치를 합산하고, 합산된 결과를 이용하여 제1 및 제2 센서(223, 224)와 제3 및 제4 센서(227, 228)의 측정 오차를 검출할 수 있으며, 또한 제1 및 제2 센서(223, 224)의 측정값의 차와 제3 및 제4 센서(227, 228)의 측정값의 차를 이용하여 각 센서쌍(222, 226)의 움직임 데이터를 계산할 수 있다.
또한 제어부(240)는 각 센서쌍(222, 226)의 신뢰도를 계산할 수 있다. 신뢰도 계산을 위하여, 예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 움직임 측정장치(200)는 GPS 수신기(도시하지 않음) 및 전자 컴퍼스(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. GPS 수신기는 GPS 신호를 수신하여 이동체의 현재 위치, 속도 및 가속도를 계산할 수 있으며, 전자 컴퍼스는 현재 방위각을 검출할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 움직임 측정장치(200)는 이 값들을 센서쌍의 보정을 위한 기준값으로 이용할 수 있다. 한편 GPS 수신기나 전자 컴퍼스 이외에도 다양한 수단에 의하여 기준이 되는 값을 입력받아 센서쌍 보정에 사용할 수 있다.
제어부(240)는 기준값과 센서쌍 움직임 데이터의 차를 기준값으로 나누어 신뢰도를 연산하고, 연산된 신뢰도를 메모리(230)에 저장한다.
하나의 축의 가속도나 각가속도 등의 수치를 측정하는 센서쌍에 대하여 만약 이 센서쌍의 신뢰도가 미리 설정된 수치 이하로 낮아지면 결과적으로 그 센서쌍이 측정하는 수치는 사용할 수 없게 된다. 그러나 동일한 축의 측정을 하는 센서쌍이 두 개 이상이 되면 서로간의 상호 보정이 가능하게 된다.
그러면 본 발명의 실시예에 따른 이동체의 움직임 측정장치가 복수의 센서쌍 간의 상호 보정을 수행하는 방법에 대하여 도 9 내지 도 11을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 센서쌍의 보정 방법을 보여주는 동작 흐름도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 센서쌍의 보정 방법을 보여주는 개략도이며, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 센서쌍의 보정 방법을 보여주는 동작 흐름도이다.
도 9를 참고하면 제어부(240)는 기준값과 관련된 정보를 획득할 때마다 각 센서쌍(222, 226)의 신뢰도를 계산한다(S610).
기준값을 획득할 수 있는 상황에서는 기준값을 기초로 하여 각 센서를 정렬한다. 이동체가 정지해 있는 초기 상태에서 정렬하거나 운행 중에도 정렬할 수 있다. 이러한 정렬은 단순히 기준값에서 센서쌍(222, 226)의 움직임 데이터를 뺀 값을 센서쌍(222, 226)의 움직임 데이터에 더함으로써 수행할 수 있다. 즉 기준값과 움직임 데이터의 차이를 센서쌍(222, 226)의 데이터에 반영하여 보정한다.
그러나 기준값을 획득할 수 없는 상황에서는 각 센서쌍(222, 226)마다 누적된 신뢰도를 기초로 하여 센서쌍(222, 226) 상호 간의 보정을 수행한다. 먼저 허용하는 신뢰도보다 낮은 신뢰도를 갖는 센서쌍이 있는지 판단한다(S620). 판단 결과 허용 신뢰도보다 낮은 신뢰도를 갖는 센서쌍이 없으면 단계(S610)를 반복하고, 있으면 신뢰도가 정렬 기준치보다 높은 센서쌍이 있는지 판단한다(S630). 판단 결과 정렬 기준치보다 높은 센서쌍이 없으면 단계(S610)을 반복하고, 높은 센서쌍이 있으면 이 센서쌍을 기준으로 하여 낮은 신뢰도를 갖는 센서쌍을 정렬한다(S640).
예를 들어 두 개의 센서쌍(222, 226)이 동일한 축의 가속도를 측정한다고 하자. 센서쌍(222)의 신뢰도와 센서쌍(226)의 신뢰도는 초기 정렬(initial alignment) 직후 100%로 시작되며 운행이 진행되면 신뢰도는 조금씩 변하게 된다. 만약 센서쌍(222)의 신뢰도가 허용 기준치(예를 들면 60%) 이하로 떨어지게 되면 신뢰도가 정렬 기준치보다 높은 센서쌍(226)을 기준으로 운행 중 정렬(in-motion alignment)을 할 수 있다. 물론 이런 경우 센서쌍(226)의 신뢰도가 정렬 기준치(예를 들면 90%)가 된다는 가정하에서이다.
하나의 축에 대한 변화(가속도나 회전 등)를 측정하는 센서쌍이 두 개 이상이 존재할 경우 이동체의 최종 움직임 데이터는 기본적으로 센서쌍 중 신뢰도가 가장 높은 센서쌍의 움직임 데이터 값을 취할 수 있다. 이와 달리 신뢰도가 일정 범위 안에 있는 센서쌍들의 값의 평균을 사용할 수도 있고, 전체 센서쌍들의 종합적인 상태나 신뢰도를 고려하여 측정값을 판단할 수도 있다.
한편 만일 하나의 축을 측정하는 센서쌍들의 신뢰도가 전부 허용 신뢰도보다 낮고 이 축과 수직하는 다른 두 축의 센서쌍들의 신뢰도가 정렬 기준치 이상으로 높다면 벡터곱(Vector Cross Product)을 이용하여 신뢰도가 낮은 축의 센서쌍들을 보정할 수 있다.
도 10을 참고하면, X축과 Y축 센서쌍의 신뢰도는 정렬 기준치 이상이며 Z축 센서쌍의 신뢰도는 허용 신뢰도보다 낮은 상태라고 하자. 두 벡터 X와 Y의 벡터곱을 구하면 Z 벡터의 방향을 구할 수 있으며 Z 벡터에서 측정되어야 하는 값을 다른 센서쌍들로부터 계산하여 정렬할 수 있다. 예를 들어 Z축 방향의 움직임이 없다면 가속도나 각속도는 0이 될 것이며 만약 Z축이 지면과 수직인 경우 중력 가속도를 이용하여 가속도와 각속도(자이로)계의 보정이 가능하다. 이 방법은 초기 정렬(initial alignment)이나 운행 중 정렬 및 보정에 모두 사용될 수 있다.
도 11을 참고하면 제어부(240)는 기준값과 관련된 정보를 획득할 때마다 X, Y, Z축의 각 센서쌍의 신뢰도를 계산한다(S710).
기준값을 획득할 수 있는 상황에서는 기준값을 기초로 하여 각 센서를 정렬한다. 이동체가 정지해 있는 초기 상태에서 정렬하거나 운행 중에도 정렬할 수 있다. 이러한 정렬은 단순히 기준값에서 센서쌍의 움직임 데이터를 뺀 값을 해당 센서쌍의 움직임 데이터에 더함으로써 수행할 수 있다. 즉 기준값과 움직임 데이터의 차이를 해당 센서쌍의 데이터에 반영하여 보정한다.
그러나 기준값을 획득할 수 없는 상황에서는 각 센서쌍마다 누적된 신뢰도를 기초로 하여 센서쌍 상호 간의 보정을 수행한다. 먼저 허용하는 신뢰도보다 낮은 신뢰도를 갖는 센서쌍이 있는지 판단한다(S720). 판단 결과 허용 신뢰도보다 낮은 신뢰도를 갖는 센서쌍이 없으면 단계(S710)를 반복하고, 있으면 정렬 및 보정에 필요한 정보를 제공하는 센서쌍들의 신뢰도가 정렬 기준치보다 높은지 판단한다(S730). 판단 결과, 정렬 기준치보다 높은 센서쌍들이 없으면 단계(S710)을 반복하고, 높은 센서쌍들이 있으면 이 센서쌍들의 값을 이용하여 낮은 신뢰도를 갖는 센서쌍의 값을 역으로 계산함으로써(S740) 낮은 신뢰도를 갖는 센서쌍을 정렬한다(S750). 예를 들어 Z축의 센서쌍의 신뢰도가 허용 신뢰도(예를 들면 60%) 이하로 떨어지고 X, Y축의 센서쌍의 신뢰도가 정렬 기준치 이상인 경우에 Z축의 센서쌍의 값은 X축의 센서쌍의 값과 Y축의 센서쌍의 값을 벡터곱으로 연산함으로써 정렬 및 보정할 수 있다.
이와 같이 벡터곱을 이용하여 낮은 신뢰도를 갖는 센서쌍을 보정하는 경우에는 반드시 동일한 축에 복수의 센서쌍을 구비할 필요는 없고 하나의 센서쌍만을 구비한 경우에도 적용될 수 있다.
지금까지 각 센서쌍 별로 센서쌍의 움직임 데이터와 기준값에 대하여 신뢰도를 계산하여 센서쌍 간의 상호 보정을 수행하는 것으로 설명하였으나 이와 달리 각 센서 별로 센서 측정값과 기준값에 대한 신뢰도를 계산하여 센서 간의 상호 보정을 수행할 수도 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100, 200: 이동체의 움직임 측정장치,
120, 220: 측정부, 140, 240: 제어부,
122a, 124a, 223, 224, 227, 228: 센서,
222, 226: 센서쌍, 230: 메모리

Claims (14)

  1. 동일한 축에 대하여 제1 및 제2 센서쌍을 구비하는 측정부 및 제어부를 포함하며,
    상기 제1 센서쌍은 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하는 제1 센서 및 상기 제1 센서의 측정 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 제2 센서를 구비하고,
    상기 제2 센서쌍은 상기 이동체의 움직임에 대하여 상기 제1 센서의 측정 방향과 같은 방향으로 제3 수치를 측정하는 제3 센서 및 상기 제2 센서의 측정 방향과 같은 방향으로 제4 수치를 측정하는 제4 센서를 구비하며,
    상기 제어부는 상기 제1 내지 제4 수치를 이용하여 상기 이동체의 움직임 데이터를 산출하는
    이동체의 움직임 측정장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2 센서쌍 상호 간의 보정을 수행하는 이동체의 움직임 측정장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 센서쌍의 신뢰도가 허용 신뢰도보다 낮고 상기 제2 센서쌍의 신뢰도가 정렬 기준치보다 높으면 상기 제1 센서쌍의 움직임 데이터를 상기 제2 센서쌍의 움직임 데이터로 정렬하는 이동체의 움직임 측정장치.
  4. X, Y, Z 각 축에 대하여 적어도 하나의 센서쌍을 구비하는 측정부를 포함하며,
    상기 센서쌍은 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하는 제1 센서 및 상기 제1 센서의 측정 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 제2 센서를 구비하며,
    상기 X, Y, Z 축 중에서 2개의 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 이용하여 나머지 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 보정하는
    이동체의 움직임 측정장치.
  5. 제4항에서,
    상기 나머지 축의 센서쌍의 신뢰도는 허용 신뢰도보다 낮고 상기 2개의 축의 센서쌍의 신뢰도가 정렬 기준치보다 높으면 상기 나머지 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 상기 2개의 축의 센서쌍의 움직임 데이터의 벡터곱으로 정렬하는 이동체의 움직임 측정장치.
  6. 제3항 또는 제5항에서,
    상기 신뢰도는 기준값과 상기 센서쌍의 움직임 데이터의 차를 상기 기준값으로 나누어 계산되는 이동체의 움직임 측정장치.
  7. 제6항에서,
    상기 기준값은 GPS 신호로부터의 위치 정보 또는 전자 컴퍼스로부터의 방위각 정보에 따라 계산되는 이동체의 움직임 측정장치.
  8. 동일한 축에 대하여 제1 및 제2 센서쌍을 포함하는 이동체의 움직임 측정장치의 측정방법으로서,
    상기 제1 센서쌍이 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하고, 상기 제1 수치를 측정하는 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 단계,
    상기 제2 센서쌍이 상기 이동체의 움직임에 대하여 상기 제1 수치를 측정하는 방향과 같은 방향으로 제3 수치를 측정하고, 상기 제1 수치를 측정하는 방향에 반대되는 방향으로 제4 수치를 측정하는 단계, 그리고
    상기 제1 내지 제4 수치를 이용하여 상기 이동체의 움직임 데이터를 산출하는 단계
    를 포함하는 이동체의 움직임 측정방법.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 및 제2 센서쌍 상호 간의 보정을 수행하는 단계를 더 포함하는 이동체의 움직임 측정방법.
  10. 제9항에서,
    상기 보정 수행 단계는 상기 제1 센서쌍의 신뢰도가 허용 신뢰도보다 낮고 상기 제2 센서쌍의 신뢰도가 정렬 기준치보다 높으면 상기 제1 센서쌍의 움직임 데이터를 상기 제2 센서쌍의 움직임 데이터로 정렬하는 단계를 포함하는 이동체의 움직임 측정방법.
  11. X, Y, Z 각 축에 대하여 적어도 하나의 센서쌍을 구비하는 이동체의 움직임 측정장치의 측정방법으로서,
    상기 각 축의 센서쌍이 이동체의 움직임에 대한 제1 수치를 측정하고, 상기 제1 수치를 측정하는 방향에 반대되는 방향으로 제2 수치를 측정하는 단계, 그리고
    상기 X, Y, Z 축 중에서 2개의 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 이용하여 나머지 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 보정하는 단계
    를 포함하는 이동체의 움직임 측정방법.
  12. 제11항에서,
    상기 보정 단계는 상기 나머지 축의 센서쌍의 신뢰도는 허용 신뢰도보다 낮고 상기 2개의 축의 센서쌍의 신뢰도가 정렬 기준치보다 높으면 상기 나머지 축의 센서쌍의 움직임 데이터를 상기 2개의 축의 센서쌍의 움직임 데이터의 벡터곱으로 정렬하는 단계를 포함하는 이동체의 움직임 측정방법.
  13. 제10항 또는 제12항에서,
    상기 신뢰도는 기준값과 상기 센서쌍의 움직임 데이터의 차를 상기 기준값으로 나누어 계산되는 이동체의 움직임 측정방법.
  14. 제13항에서,
    상기 기준값은 GPS 신호로부터의 위치 정보 또는 전자 컴퍼스로부터의 방위각 정보에 따라 계산되는 이동체의 움직임 측정방법.
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