KR20030015650A - Pitch/Roll angle sensing mean using accelerometer and method thereof - Google Patents

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KR20030015650A KR1020010049512A KR20010049512A KR20030015650A KR 20030015650 A KR20030015650 A KR 20030015650A KR 1020010049512 A KR1020010049512 A KR 1020010049512A KR 20010049512 A KR20010049512 A KR 20010049512A KR 20030015650 A KR20030015650 A KR 20030015650A
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for measuring a pitch angle and a roll angle using an accelerometer and a method thereof are provided to reduce the size and the power consumption of the apparatus by using a semiconductor chip type acceleration sensing element. CONSTITUTION: An apparatus(100) for measuring a pitch angle and a roll angle using an accelerometer includes an acceleration sensing part(110) sensing acceleration by movement, a memory part(120) storing errors of data measured by the acceleration sensing part(110), a control part(130) compensating errors by using the data measured at the acceleration sensing part(110) and error data stored at the memory part(120) and calculating a pitch angle and a roll angle, a display part(140) displaying the error-compensated pitch angle and roll angle, and a communication part(150) transmitting the error-compensated pitch angle and roll angle to the other device or equipment.

Description

가속도감지수단 이용한 피치각/롤각 측정장치 및 그 방법{Pitch/Roll angle sensing mean using accelerometer and method thereof}Pitch / Roll angle sensing mean using accelerometer and method

본 발명은 3차원 공간상에 위치한 물체나 기기등의 수평에서 수직상태까지 범위의 각도를 측정하는 계측기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소형화되고 저전력을 사용하는 반도체 칩 형태의 가속도 감지수단을 이용함으로써, 각종 기계류, 전자기기 등에 장착이 가능할 뿐만 아니라 휴대용으로도 사용할 수 있는 가속도 감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a measuring device for measuring the angle in the horizontal to vertical state of an object or device located in a three-dimensional space, and more particularly by using an acceleration sensing means in the form of a compact and low power semiconductor chip The present invention relates to a pitch angle / roll angle measuring device using an acceleration sensing means that can be mounted on various machinery, electronic devices, etc., and can also be used as a portable device.

일반적으로 장치 및 기기 등은 작동을 위하여 정확한 수평상태가 이루어져 있어야만 하는데, 지면이 평평한 곳이라 하더라도 전체적인 기울기로 인하여 정확한 수평상태를 구축하기는 용이하지 않다.In general, the device and the device should be made in the correct horizontal state for operation, even if the ground is flat, it is not easy to establish the exact horizontal state due to the overall slope.

즉 일예로, 가전제품으로 세탁기나 냉장고 등의 경우에 정확한 수평이 이루어져 있지 않은 경우에, 세탁기는 모터의 구동으로 물을 포함한 빨래의 하중이 지면쪽 및 사방으로 가해지는데 정확한 수평이 이루어져 있지 않으면, 세탁기의 모터가 회전하는데 영향을 받게되어 부하가 많이 걸리게 되며, 세탁조의 회전에도 영향을 미치게 되어 세탁조에 손상이 생길 수도 있다. 또한, 냉장고의 경우에도 정확한 수평상태가 아니면, 구동모터에 의한 냉매의 흐름이 에 영향을 주어 냉매의 흐름이원활하지 못하게 되는 경우에는 냉장효율이 저하되어 냉장고의 전력소비가 많게 되는 문제가 있었다. 또한, 하중이 큰 장비의 경우에는 수평상태가 불안정하면 장비가 동작할 경우 고정상태에 악영향을 주어 진동과 소음 등이 증가할 뿐만 아니라 내구성을 단축시킬 수도 있다.That is, for example, in the case of a washing machine or a refrigerator, such as home appliances, the washing machine is a washing machine, the load of the laundry including water by the drive of the motor is applied to the ground and all sides, if the correct level is not made, Since the motor of the washing machine is affected by the rotation of the washing machine, a lot of load is applied, and the rotation of the washing tank is also affected, which may damage the washing tank. In addition, even in the case of the refrigerator is not the exact horizontal state, when the flow of the refrigerant by the drive motor is affected by the flow of the refrigerant is not smooth, there is a problem that the refrigeration efficiency is lowered and the power consumption of the refrigerator is increased. In addition, in the case of a large load of equipment, if the horizontal state is unstable, it may adversely affect the fixed state when the equipment is operated, thereby increasing the vibration and noise, as well as shortening the durability.

또한, 공사 현장에서는 지면과 수직으로 블록을 쌓거나 수평으로 목재를 가설하여야 하는 등 수직 기준선과 수평기준선을 정확하게 설정하여야 할 필요성이 필연적으로 발생한다. 그래서, 수평기준선과 수직기준선을 지극히 원시적인 방식으로 설정하거나 장치 및 기기의 설치시에 수평을 유지하기 위하여 장치 및 기기를 지지하는 지지대의 높낮이를 조절하여 장치 및 기기의 수평을 구축하였다.In addition, in the construction site, the necessity to accurately set the vertical reference line and the horizontal reference line occurs, such as building blocks vertically or horizontally to install the wood. Thus, in order to set the horizontal reference line and the vertical reference line in a very primitive way or to maintain the level at the time of installation of the device and the device, the height of the support for supporting the device and the device was adjusted to establish the level of the device and the device.

뿐만 아니라, 각종 기계류, 전자제품의 설치 또는 관리, 토목, 건축공사 시에 피치각/롤각을 측정하는 계측기의 종래 기술로는 여러 가지가 알려져 있다. 즉, 경사각 변화에 따른 물방울 또는 기포의 움직임을 시각적으로 검사하는 피치각/롤각을 측정하는 장치(대한민국 실용신안공개 제87-001067호, 제88-001138호, 제90-007093호, 제95-031155호, 제96-005899), 중력에 의한 추의 움직임을 각도계, 눈금자 또는 지시바늘을 통해 시각적 또는 전기 회로적으로 검사하는 장치(대한민국 실용신안공개 제85-002826호, 제86-008314호, 제89-007366호, 제98-063558호), 레이저와 반사경을 이용하여 경사각의 기울기를 측정하는 장치 또는 방법(대한민국 특허공개 제96-001738호, 제00-037230호, 실용신안등록 제122508호, 제178908호, 제199303호), 전기전도성을 가진 액체와 그 액체가 경사각에 따른 기울기를 전극 감지부를 통해 검사하는 방법(대한민국 특허등록 제157106호), 철심과 경사각에 따른 철심에 유도되는 전류의 변화를 측정하는 방법(대한민국 특허공개 제90-017504호), 압력센서와 가속센서를 이용하거나(대한민국 특허등록 제159627호) 가속센서, 경사센서, 지자기센서 등을 이용하여(대한민국 특허등록 제164659호) 움직이는 물체의 경사각을 측정하는 방법 등이 있다.In addition, various kinds of conventional techniques for measuring a pitch angle / roll angle during installation or management of various machinery, electronic products, civil engineering, and building construction are known. That is, the device for measuring the pitch angle / roll angle to visually check the movement of water droplets or bubbles in accordance with the change of the inclination angle (Korean Utility Model Publication No. 87-001067, 88-001138, 90-007093, 95- 031155, 96-005899), Apparatus for visually or electronically inspecting the movement of weight due to gravity through a goniometer, ruler or indicator needle (Korean Utility Model Publication No. 85-002826, 86-008314, 89-007366, 98-063558), Apparatus or method for measuring the inclination of inclination angle using a laser and a reflector (Korean Patent Publication Nos. 96-001738, 00-037230, Utility Model Registration No. 122508 , No. 178908, No. 199303), Method of inspecting the liquid having electrical conductivity and its inclination according to the inclination angle through the electrode sensing unit (Korean Patent Registration No. 157106), Current induced in the iron core according to the iron core and the inclination angle To measure changes in Patent Publication No. 90-017504), using a pressure sensor and an acceleration sensor (Korean Patent Registration No. 159627), or using an acceleration sensor, an inclination sensor, a geomagnetic sensor (Korean Patent Registration No. 164659) to determine the inclination angle of a moving object. Measuring method;

상기와 같은 종래의 방식은 시각적으로 계측하는 경우에는 정확한 계측이 어렵고, 레이저나 압력센서 등 부피가 큰 센서를 사용하게 되므로 계측장치의 소형화가 어렵다는 문제점이 있었고, 피치각/롤각의 측정값을 타 기기에 연결하여 수평 또는 수직 유지 기기를 구성하는데 어렵다는 문제점이 있었다.The conventional method as described above has a problem that it is difficult to accurately measure when visually measuring, and it is difficult to miniaturize the measuring apparatus because a bulky sensor such as a laser or a pressure sensor is used, and the measured value of the pitch angle / roll angle is obtained. There was a problem that it is difficult to configure the horizontal or vertical holding device by connecting to the device.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 소형화되고 저전력을 사용하는 반도체 칩 형태의 가속도 감지수단을 이용함으로써, 각종 기계류, 전자기기 등에 장착이 가능할 뿐만 아니라 휴대용으로도 사용 할 수 있는 가속도 감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to be equipped with various types of machinery, electronic devices, etc. as well as portable by using an acceleration sensing means in the form of a miniaturized and low power semiconductor chip. It is to provide a pitch angle / roll angle measuring device using the acceleration detection means that can be used.

본 발명의 다른 목적으로는 상기 반도체 칩 형태의 가속도 감지수단을 사용하되, 발생되는 오차를 보상하여 정확한 피치각/롤각을 측정하는 측정방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a measuring method for measuring an accurate pitch angle / roll angle by using an acceleration sensing means in the form of a semiconductor chip, by compensating for an error generated.

도 1은 본 발명에 따른 가속도감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치를 설명하기 위한 개략적인 블록구성도이고,1 is a schematic block diagram illustrating a pitch angle / roll angle measuring device using an acceleration sensing means according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 가속도감지부의 개략적인 구성도이고.2 is a schematic configuration diagram of an acceleration sensing unit according to the present invention.

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 경사각 측정원리를 설명하는 설명도이고,3 is an explanatory diagram for explaining the principle of inclination angle measurement for explaining the present invention,

도 4는 본 발명을 설명하기 위한 3차원 공간상에서 가속도감지수단을 이용하여 피치각/롤각을 연산하는 과정을 설명하기 위한 설명도이고,4 is an explanatory diagram for explaining a process of calculating a pitch angle / roll angle using an acceleration sensing means in a three-dimensional space for explaining the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 가속도감지수단의 바이어스 보상을 위한 실험을 설명하기 위한 설명도이고,5 is an explanatory diagram for explaining an experiment for bias compensation of the acceleration sensing means according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 가속도감지수단 환산계수 오차보상을 위해 +G를 입력하여 연산하는 과정을 설명하기 위한 설명도이고,6 is an explanatory diagram for explaining a process of calculating by inputting + G for the compensation of the acceleration detection means conversion coefficient error according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 가속도감지수단 환산계수 오차보상을 위해 -G를 입력하여 연산하는 과정을 설명하기 위한 설명도이고,7 is an explanatory diagram for explaining a process of calculating by inputting -G for the compensation of the acceleration detection means conversion coefficient error according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 바이어스 오차 추정의 실험결과를 도시한 그래프이고,8 is a graph showing the experimental results of the bias error estimation according to the present invention,

도 9는 본 발명에 따른 환산계수오차 추정의 실험 결과를 도시한 그래프이고,9 is a graph showing the experimental results of the conversion coefficient error estimation according to the present invention,

도 10은 본 발명에 따른 정규오차 보상 결과를 도시한 그래프이고,10 is a graph showing a result of the normal error compensation according to the present invention;

도 11은 본 발명에 따른 가속도감지수단의 비정규오차의 상관함수를 나타낸 그래프이고,11 is a graph showing the correlation function of the irregular error of the acceleration detection means according to the present invention,

도 12는 본 발명에 따른 가속도감지수단의 비정규오차의 주파수 특성을 나타낸 그래프이고,12 is a graph showing the frequency characteristics of the irregular error of the acceleration sensing means according to the present invention,

도 13은 본 발명에 따른 가속도감지수단 비정규오차 보상을 통한 격사각 추정을 설명하기 위한 설명도이고,FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining an estimation of a square angle through acceleration detection means irregular error compensation according to the present invention; FIG.

도 14는 본 발명에 따른 가속도감지수단의 비정규오차 보상결과를 도시한 그래프이고,14 is a graph showing an irregular error compensation result of the acceleration detecting means according to the present invention;

도 15는 본 발명에 따른 가속도감지수단을 이용한 피치각/롤각측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.15 is a flowchart illustrating a pitch angle / roll angle measuring method using an acceleration sensing means according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 피치각/롤각 측정장치 110 : 가속도 감지부100: pitch angle / roll angle measuring device 110: acceleration detection unit

111 : 제1가속도 감지수단 112 : 제2가속도 감지수단111: first acceleration detection means 112: second acceleration detection means

115 : A/D변환부 116 : 가속도감지수단115: A / D converter 116: acceleration detection means

117 : 저역통과필터 120 : 메모리부117: low pass filter 120: memory

130 : 제어부 131 : 정규오차 보상부130: control unit 131: regular error compensation unit

132 : 비정규오차 보상부 133 : 피치각/롤각 연산부132: irregular error compensation unit 133: pitch angle / roll angle calculation unit

140 : 디스플레이부 150 : 통신부140: display unit 150: communication unit

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 3차원 공간상에 위치한 물체나 기기 등의 수평에서 수직상태까지 범위의 각도를 측정하는 측정장치에 있어서, 상기 움직임에 의한 가속도를 감지하는 가속도감지부와, 상기 가속도감지부에서 측정된 데이터의 오차를 저장하는 메모리부와, 상기 가속도감지부에서 측정된데이터와 상기 메모리부에 저장된 오차데이터를 이용하여 오차를 보상 연산하고 피치각/롤각을 연산하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 오차가 보상된 피치각/롤각을 표시하는 디스플레이부와, 상기 제어부의 제어에 따라 오차가 보상된 피치각/롤각을 다른 장치 또는 기기에 전달하기 위한 통신부를 포함하여 구성되어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a measuring device for measuring the angle of the range from the horizontal to vertical state of the object or device located in the three-dimensional space, the acceleration detection unit for detecting the acceleration by the movement and And a memory unit for storing the error of the data measured by the acceleration sensing unit, a control unit for compensating the error using the data measured by the acceleration sensing unit and the error data stored in the memory unit, and calculating a pitch angle / roll angle. And a display unit for displaying a pitch angle / roll angle in which an error is compensated under the control of the controller, and a communication unit for transmitting the pitch angle / roll angle in which the error is compensated under the control of the controller to another device or device. Characterized in that configured.

상기 가속도 감지부는 3차원 축 상에 2개 이상 설치하는 반도체 칩 형태의 가속도 감지수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The acceleration detection unit is characterized in that the acceleration detection means of the semiconductor chip form installed on at least two on the three-dimensional axis.

또한, 3차원 공간 내에서 기기의 피치각/롤각을 연산하는 방법에 있어서, 움직임에 의한 가속력을 상기 복수개의 축에 대한 가속력으로 가속도 감지수단에 의해 감지하는 제1단계와, 상기 제 1단계에서 가속도 감지수단에 의해 감지된 상기 복수개의 축에 대한 가속력을 이용하여 중력에 대한 상기 복수개의 축성분을 산출하는 제2단계와, 상기 제 1,2단계에서 이용된 가속도계 감지수단의 정규오차를 보상하는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 정규오차가 보상된 가속도 감지수단의 비정규오차를 보상하는 제 4단계와, 상기 제 2,4단계에서 비정규오차가 보상된 가속계의 축성분을 이용하여 롤각을 산출하는 제 5단계와, 상기 제 2,5단계에서 산출된축성분과 롤각을 이용하여 피치각을 산출하는 제 6단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in the method for calculating the pitch angle / roll angle of the device in a three-dimensional space, the first step of detecting the acceleration force by the movement by the acceleration sensing means as the acceleration force for the plurality of axes, and in the first step Compensating the normal error of the accelerometer sensing means used in the second step of calculating the plurality of axial components with respect to gravity by using the acceleration force for the plurality of axes sensed by the acceleration sensing means. And a roll angle using the axial component of the accelerometer in which the irregular error is compensated in the second and fourth steps, and the fourth step of compensating the irregular error in the acceleration detecting means for which the normal error is compensated in the third step. And a sixth step of calculating a pitch angle using the axial component and the roll angle calculated in the second and fifth steps.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this embodiment does not limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only.

도 1은 본 발명에 따른 가속도 감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치를 설명하기 위한 개략적인 블록구성도이다.1 is a schematic block diagram for explaining a pitch angle / roll angle measuring device using an acceleration sensing means according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가속도 감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치(100)는 기기의 움직임에 의한 가속도를 감지하는 가속도 감지부(110)와, 상기 가속도 감지부(110)에서 측정된 데이터의 오차를 저장하는 메모리부(120)와, 상기 가속도 감지부(110)에서 측정된 데이터와 상기 메모리부(120)에서 저장된 오차데이터를 이용하여 오차를 보상 연산하고 피치각/롤각을 연산하는 제어부(130)와, 상기 제어부에서 연산된 피치각/롤각을 표시하는 디스플레이부(140)와, 상기 제어부(130)에서 연산된 피치각/롤각을 다른 장치 또는 기기에 전송하는 통신부(150)로 구성한다.As shown, the pitch angle / roll angle measuring device 100 using the acceleration detection means according to the present invention and the acceleration detection unit 110 for detecting the acceleration by the movement of the device, and the acceleration detection unit 110 measured Compensation for the error by using the memory unit 120 for storing the error of the data, the data measured by the acceleration detection unit 110 and the error data stored in the memory unit 120 and calculates the pitch angle / roll angle The controller 130 to display the pitch angle / roll angle calculated by the controller 130 and the communicator 150 transmitting the pitch angle / roll angle calculated by the controller 130 to another device or device. It consists of.

상기 가속도 감지부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1가속도 감지수단(111)과 제2가속도 감지수단(112)으로 구성하는데, X, Y, Z의 3개의 3차원 축 중에서 2개의 축에 배치하여 한 평면상에서 직각을 이루며 위치하도록 한다.As shown in FIG. 2, the acceleration detecting unit 110 includes a first acceleration detecting unit 111 and a second acceleration detecting unit 112, wherein two of three three-dimensional axes X, Y, and Z are included. It is placed on one axis so that it is positioned at right angles on one plane.

본 실시예에서는 제1가속도 감지수단(111)은 X축 상에 배치한 것이며, 제2가속도 감지수단(112)은 Y축 상에 배치한 것이다.In the present embodiment, the first acceleration detecting means 111 is disposed on the X axis, and the second acceleration detecting means 112 is disposed on the Y axis.

또한, 상기 제1 및 제2가속도 감지수단(111, 112)은 반도체 칩 형태로 형성하여 본 발명의 측정장치를 소형화시킬 수 있게 되어 설치되는 기기의 소정부분에 장착하여 사용할 수 있다.In addition, the first and second acceleration detecting means 111 and 112 may be formed in the form of a semiconductor chip to reduce the size of the measuring device of the present invention and to be mounted on a predetermined portion of a device to be installed.

따라서, 본 실시예의 가속도 감지부(110)에서는 제1가속도 감지수단(111)이 X축 방향의 가속도를 감지하며, 제2가속도 감지수단(112)은 Y축 방향의 가속도를 감지한다.Therefore, in the acceleration detecting unit 110 of the present embodiment, the first acceleration detecting unit 111 detects the acceleration in the X-axis direction, and the second acceleration detecting unit 112 detects the acceleration in the Y-axis direction.

이렇게 감지된 각 축방향의 가속력 값은 제어부(130)로 입력되는데, 이때 도 1에 도시한 바와 같이 A/D변환부(115)를 통해 그 신호를 A/D 변환하여 제어부(130)로 입력한다.The detected acceleration force values in the axial direction are input to the control unit 130. In this case, the signals are A / D converted through the A / D conversion unit 115 and input to the control unit 130 as shown in FIG. 1. do.

상기 제어부(130)는 메모리부(120)에 저장된 상기 x축 가속도 감지수단(111)과 y축 가속도감지수단(111)의 정규오차를 이용하여 입력된 가속력을 보상하기 위한 정규오차 보상부(131)와, 상기 정규오차 보상부(131)에서 보상된 가속력을 신호에서 비정규오차를 보상하기 위한 비정규오차 보상부(132)와, 상기 비정규오차 보상부(133)에서 비정규오차가 보상된 가속력 신호 값을 이용하여 기기의 피치각/롤각을 연산하는 피치각/롤각 연산부(133)를 포함하여 구성한다.The control unit 130 compensates for the acceleration force input by using the normal error of the x-axis acceleration detecting means 111 and the y-axis acceleration detecting means 111 stored in the memory unit 120. ), A non-normal error compensator 132 for compensating an irregular error in the signal of the acceleration force compensated by the normal error compensator 131, and an acceleration signal value at which the irregular error is compensated by the irregular error compensator 133. It comprises a pitch angle / roll angle calculation unit 133 for calculating the pitch angle / roll angle of the device using.

상기 비정규 오차 보상부(132)는 고주파 잡음성분을 필터링하는 저역통과필터로 구성하는 것이 바람직하다.The irregular error compensator 132 may be configured as a low pass filter for filtering high frequency noise components.

상기 디스플레이장치(140)는 본 발명의 가속도 감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치의 일측에 설치하여 피치각/롤각 연산부(133)에서 연산된 피치각과 롤각의 값을 시각적으로 확인할 수 있도록 한다.The display device 140 is installed on one side of the pitch angle / roll angle measuring device using the acceleration detecting means of the present invention to visually check the values of the pitch angle and the roll angle calculated by the pitch angle / roll angle calculation unit 133.

또한, 상기 통신부(150)는 연산된 피치각과 롤각의 값을 이용할 수 있도록 피치각/롤각 연산부(133)에서 연산된 피치각과 롤각의 값을 외부의 기기에 전송한다.In addition, the communication unit 150 transmits the values of the pitch angle and the roll angle calculated by the pitch angle / roll angle calculation unit 133 to an external device so as to use the calculated values of the pitch angle and the roll angle.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 가속도 감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치 및 그 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.The pitch angle / roll angle measuring device and the method using the acceleration sensing means according to the present invention configured as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 물체의 가속도를 측정하는 가속도 감지수단으로 지구의 중력가속도를 측정할 수 있다. 상기 중력가속도는 물체나 기기에 놓인 가속도계의 자세에 따라 다르게 영향을 준다. 도 3에서와 같이, 경사면에 가속도 감지수단(116)을 부착하면 상기 가속도 감지수단은 중력가속도 성분 중 가속도 감지수단의 감지방향과 일치하는 중력가속도 성분을 검출하게 된다.First, the gravitational acceleration of the earth can be measured by the acceleration sensing means for measuring the acceleration of the object. The gravitational acceleration affects differently depending on the attitude of the accelerometer placed on an object or device. As shown in FIG. 3, when the acceleration sensing means 116 is attached to the inclined surface, the acceleration sensing means detects a gravity acceleration component that matches the sensing direction of the acceleration sensing means.

상기 가속도 감지수단의 출력(f)는 이상적인 경우이고, 물체의 경사각()는이 된다.The output f of the acceleration sensing means is ideal , The angle of inclination of the object ( ) Becomes

도 3의 개념을 확장하면, 3차원 공간을 X,Y,Z 축을 이용하여 표현할 때 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, xy 평면에 x축 방향으로 설치된 제1가속도 감지수단(111)와 y축 방향으로 설치된 제2가속도 감지수단(112)를 이용하여 xy평면의 피치각()과 롤각()을 계측할 수 있다. 3차원 공간상에서 피치각()과 롤각()을 구하는 식은 다음과 같이 된다.When the concept of FIG. 3 is expanded, when the three-dimensional space is represented by using the X, Y, and Z axes, the present invention may, as shown in FIG. 4, include the first acceleration detecting means 111 installed in the x-axis direction in the xy plane. Pitch angle of the xy plane using the second acceleration detecting means 112 installed in the y-axis direction ( ) And roll angle ( ) Can be measured. Pitch angle in three-dimensional space ) And roll angle ( ) Is given by

여기에서,는 X축 방향으로 설치된 제1가속도감지수단(111)의 출력이고,는 T축 방향으로 설치된 제2가속도감지수단(112)의 출력이다.From here, Is the output of the first acceleration detecting means 111 installed in the X-axis direction, Is the output of the second acceleration sensing means 112 provided in the T-axis direction.

그런데, 소형화를 위해 사용하는 반도체 칩 형태의 가속도감지수단은 많은 오차요인을 포함하고 있으므로 정확한 피치각/롤각을 구하기 위해서는 오차를 보상하여야 한다.However, since the acceleration sensing means in the form of a semiconductor chip used for miniaturization includes many error factors, the error must be compensated for to obtain an accurate pitch angle / roll angle.

따라서, 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 오차는 제작공정 및 전기회로 오차로 생기는 바이어스 오차 및 환산계수오차 등의 정규오차와 랜덤성분이 있는 비정규오차로 분류된다.Accordingly, the errors of the first and second acceleration detecting means 111 and 112 are classified into regular errors such as bias errors and conversion coefficient errors caused by manufacturing processes and electrical circuit errors, and irregular errors having random components.

상기 정규오차를 보상하기 위한 방법은 가속도감지수단 바이어스 보상을 위한 설명도인 도5와 가속도감지수단 환산계수 오차보상을 위해 +1G을 입력하는 실험의 설명도인 도 6 및 가속도감지수단의 환산계수 오차보상을 위해 -1G을 입력하는 실험의 설명도인 도7을 통해 설명하면 다음과 같다. 도5 내지 도7에서 A는 중력방향을 나타내며, B는 가속도 측정방향을 나타낸다.The method for compensating for the normal error includes an explanatory diagram of FIG. 5 for acceleration sensing means bias compensation and a conversion coefficient of acceleration sensing means of FIG. Referring to FIG. 7, which is an explanatory diagram of an experiment in which -1G is input for error compensation, is as follows. 5 to 7, A represents the direction of gravity and B represents the direction of acceleration measurement.

즉, 가속도감지수단(116)의 입출력 모델을 세운 후 정확한 입력을 가하면서 변화를 기록하고, 이 자료에 기초하여 정규오차보상을 수행한다. 이를 통하여 상기 가속도감지수단(116)의 환산계수오차 및 바이어스오차가 보상된다. 즉, 정규오차보상을 위해서는 수평면 -G, 0G, G의 가속도 입력으로 중력을 이용하여 본 발명의 제1,제2가속도감지수단(111,112)에 가한 후 바이어스 및 환산계수오차를 결정하고, 환산계수의 안정도를 계산한다.That is, after setting the input / output model of the acceleration sensing means 116, the change is recorded while applying the correct input, and the normal error compensation is performed based on this data. Through this, the conversion coefficient error and the bias error of the acceleration detecting means 116 are compensated. That is, for normal error compensation, the bias is applied to the first and second acceleration sensing means 111 and 112 of the present invention using gravity as the acceleration input of the horizontal plane -G, 0G, G, and then the bias and conversion coefficient error are determined. Calculate the stability of

여기에서 1G는 중력가속도, 즉 9.8m/sec2를 나타내는 값이다.Here, 1G is a value representing gravity acceleration, that is, 9.8 m / sec 2 .

따라서, 상기 계산된 바이어스오차 및 환산계수오차를 메모리부(120)에 저장하면 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 오차를 보상할 수 있다.Therefore, when the calculated bias error and the conversion coefficient error are stored in the memory unit 120, the errors of the first and second acceleration detection means 111 and 112 can be compensated for.

도 8은 바이어스 오차 추정의 실험결과를 도시한 그래프로 각도와 시간의 함수로 나타낸 x축과 y축의 바이어스 오차를 추정하여 보상 할 수 있음을 알 수 있다.8 is a graph showing the experimental results of the bias error estimation, it can be seen that the bias error of the x-axis and y-axis represented as a function of the angle and time can be estimated and compensated.

도 9는 환산계수오차 추정의 실험결과를 도시한 그래프로 가속력과 출력신호의 함수로 나타낸 것으로 환산계수오차와 비선형오차의 차이를 알 수 있다.9 is a graph showing the experimental results of the conversion coefficient error estimation as a function of the acceleration force and the output signal, showing the difference between the conversion coefficient error and the nonlinear error.

따라서, 상기 정규오차의 보상을 위해 오차 요인을 포함한 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 측정모델은 다음과 같이 된다.Accordingly, the measurement model of the first and second acceleration detecting means 111 and 112 including an error factor for the compensation of the normal error is as follows.

여기에서,,는 각각 x, y축에 설치된 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 출력이고,,는 환산계수이며,,는 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 바이어스이고,,는 측정잡음이며,,는 입력 가속도이다.From here, , Are the outputs of the first and second acceleration detecting means 111 and 112 provided on the x and y axes, respectively. , Is the conversion factor, , Is the bias of the first and second acceleration detecting means (111, 112), , Is the measurement noise, , Is the input acceleration.

이상적으로는 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112) 바이어스는 0의 값을 가져야 하지만 실제로는 제작공정 상의 오차, 전기회로에 의한 잡음 등에 의해서 0과다른 값을 가지게 된다. 따라서, 정규오차 보상방법을 통해 보정을 수행해야 한다.Ideally, the bias of the first and second acceleration detecting means 111 and 112 should have a value of zero, but in reality, the bias of the first and second acceleration detecting means 111 and 112 will be different from zero due to an error in the manufacturing process, noise by an electric circuit, and the like. Therefore, the correction should be performed through the normal error compensation method.

이상적인 환산계수는 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 측정범위와 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 출력범위에 따라 구할 수 있다. 예를 들어 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 측정 범위가 -G에서 +G이고, 출력이 -2.5 volts에서 +2.5 volts 이면 이상적인 환산계수는 2G/5volts 가 된다.The ideal conversion factor may be obtained according to the measurement range of the first and second acceleration detection means 111 and 112 and the output range of the first and second acceleration detection means 111 and 112. For example, if the measurement range of the first and second acceleration detecting means 111 and 112 is -G to + G and the output is -2.5 volts to +2.5 volts, then the ideal conversion factor Becomes 2G / 5volts.

그러나, 제작상의 오차와 전기적인 잡음에 의해 오차가 존재하므로 이를 보상하여야 한다.However, the error exists due to manufacturing error and electrical noise, so it must be compensated for.

그러기 위해서는 먼저, x축 바이어스 오차를 결정하기 위해 수평면 0G의 입력가속도를 중력을 이용하여 제1,제2가속도감지수단(111,112)에 가하고 다음과 같은 방법을 수행한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 정확한 수평도가 유지된 평판에 제1,제2가속도감지수단(111,112)을 지구의 중심방향(지오이드의 방향)과 직각이 되게 놓으면 수평면 0G의 입력이 제1,제2가속도감지수단(111,112) 이때 얻어진 출력이 바이어스 오차이다.To this end, first, the input acceleration of the horizontal plane 0G is applied to the first and second acceleration detecting means 111 and 112 using gravity to determine the x-axis bias error, and the following method is performed. As shown in FIG. 5, when the first and second acceleration detecting means 111 and 112 are placed at right angles to the center direction of the earth (the direction of the geoid) on the flat plate maintained at the correct horizontality, the input of the horizontal plane 0G is first and second. 2 Acceleration sensing means 111 and 112 The output obtained at this time is a bias error.

랜덤성분의 오차를 줄이기 위해 출력을 누적 기록한 후 평균을 취하여 바이어스 오차를 구한다. 상기 구해진 바이어스 오차는 A/D변환부(115)와 제어부(130)를 거쳐서 메모리부(120)에 저장된다.To reduce the error of random components, the output is accumulated and averaged to find the bias error. The obtained bias error is stored in the memory unit 120 via the A / D converter 115 and the controller 130.

다음으로, x축 환산계수오차는이므로를 이상적으로 구해진 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 환산계수()와 환산계수오차()로 분리할 수 있다.Next, the x-axis conversion coefficient error is Because of The conversion coefficients of the first and second acceleration detecting means 111 and 112 ideally obtained ) And conversion factor error ( Can be separated.

다시 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)을 정확한 수평도가 유지된 평판에 양의 수직방향으로 놓으면 수평면 +G의 입력이 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)에 가해지고 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 출력을 메모리부(120)에 저장한다.As shown in FIG. 6 again, when the first and second acceleration detecting means 111 and 112 are placed in a positive vertical direction on a flat plate having an accurate level, the input of the horizontal plane + G is applied to the first and second acceleration sensing. It is applied to the means (111, 112) and stores the output of the first and second acceleration detection means (111, 112) in the memory unit 120.

다시 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)을 음의 수직방향으로 놓으면 수평면 -G의 입력이 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)에 가해지고 출력을 누적 기록한다.As shown in FIG. 7, when the first and second acceleration sensing means 111 and 112 are placed in the negative vertical direction, an input of a horizontal plane -G is applied to the first and second acceleration sensing means 111 and 112 and output. Record cumulatively.

에서 바이어스는 앞의 바이어스 추정과정에서 구해진 값을 사용하고,는 이상적으로 구해진 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 환산계수를 사용한다. f_x는 수평면 +G 또는 -G 로 가해진 입력가속도이고는 측정된 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 출력 값이다. 랜덤성분의 오차를 줄이기 위해 측정값의 평균을 취한 후 환산계수오차를 구하고 메모리부(120)에 저장한다. 이와 같이 오차를 보상하면 이상적인 경우 도 10에 정규오차의 보상결과를 도시한 그래프와 같이 완벽한 보상이 이루어진다. 또한, 상기와 같은 방법으로 y축에 대해서 사용하면 바이어스()와 환산계수오차()를 구할 수 있다. Bias in Uses the values obtained in the previous bias estimation process, Uses the conversion factors of the first and second acceleration detection means (111, 112) ideally obtained. f_x is the input acceleration applied to the horizontal plane + G or -G Is the output value of the measured first and second acceleration detection means (111, 112). In order to reduce the error of the random component, the average of the measured values is obtained, and the conversion coefficient error is obtained and stored in the memory unit 120. When the error is compensated in this way, a perfect compensation is achieved as shown in the graph showing the compensation result of the normal error in FIG. 10. Also, if used for the y-axis in the same way as above, ) And conversion factor error ( ) Can be obtained.

상기 정규오차를 보상하고 난 후 측정한 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 측정오차는 비정규오차로 분류할 수 있는데 가속도감지수단 비 정규오차의 상관함수를 도시한 그래프인 도11과 가속도감지수단 비 정규오차의 주파수특성을 도시한 그래프인 도 12에 나타나 있듯이 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112) 측정오차의 상관함수 및 주파수특성 해석결과는 백색잡음으로 모델링이 가능하다. 정규오차를 보상 후 구해지는 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 신호는 중력의 반작용에 의한 성분(저주파)과 잡음으로 나타나는 성분(고주파)으로 구성되어 있다. 따라서, 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)을 이용해서 경사각을 구하는 경우에, 경사각을 구하기 위해서 가속도감지수단 비정규오차 보상을 통한 경사각 추정 블록도인 도13과 같이 저역통과 필터(117)를 사용한다.Measurement errors of the first and second acceleration detecting means 111 and 112 measured after compensating for the normal error may be classified into irregular errors. FIG. 11 is a graph showing a correlation function of acceleration detecting means irregular errors. As shown in FIG. 12, which is a graph illustrating the frequency characteristics of the acceleration detection means irregular error, the correlation function and the frequency characteristic analysis result of the measurement errors of the first and second acceleration detection means 111 and 112 can be modeled as white noise. The signals of the first and second acceleration detecting means 111 and 112 obtained after compensating the normal error are composed of components (low frequency) caused by the reaction of gravity and components (high frequency) represented by noise. Accordingly, when the inclination angle is obtained by using the first and second acceleration detecting means 111 and 112, the low pass filter 117 as shown in FIG. Use

따라서 가속도감지수단에서 혼입되는 측정잡음(C)과 측정성분(D)은 저역통과 필터(117)를 통과한 고주파인 측정잡음(C)은 차단되고 측정성분(D)만 통과하여 보상된 측정값성분(E)를 얻을 수 있게 된다. 즉, 저역통과필터(117)를 통과한 후 중력의 반작용에 의한 성분을 추출(절대 경사각 추정)해 낼 수 있게 되는 것이다. 상기 저역통과필터(117)를 사용해서 비정규오차를 보상한 결과를 도 14에 비정규오차 보상 결과의 그래프로 나타내었다.Therefore, the measured noise (C) and the measured component (D) mixed in the acceleration sensing means are the measured noise (C) which is a high frequency passing through the low pass filter (117) is blocked and the measured value compensated by passing only the measured component (D). Component (E) can be obtained. That is, after passing through the low pass filter 117, the component by the reaction of gravity can be extracted (absolute inclination angle estimation). The result of compensating the irregular error using the low pass filter 117 is shown as a graph of the irregular error compensating result in FIG. 14.

피치각/롤각을 계측하기 위해 가속도감지수단을 도 2와 같이 서로 직각이 되게 설치하고, 상기 측정된 가속도값을 A/D변환 후 피치각/롤각을 연산하는 방법은 다음과 같다.In order to measure the pitch angle / roll angle, the acceleration sensing means are installed at right angles to each other as shown in FIG. 2, and the method for calculating the pitch angle / roll angle after A / D conversion of the measured acceleration values is as follows.

바이어스와 환산계수 오차 등 정규오차는 메모리부(120)에 저장되어 있는 값을 제어부(130)가 읽어와서 오차를 보상하고, 정규오차 보상 후 남은 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 측정값은 비정규오차와 중력의 반작용에 의한 성분이다.The normal error such as bias and conversion factor error is measured by the controller 130 by reading the value stored in the memory unit 120 and compensating for the error, and measuring the first and second acceleration sensing means 111 and 112 remaining after the normal error compensation. The value is a component of the reaction of irregularity and gravity.

상기 비정규오차를 보상하기 위해 저역통과 디지털필터를 사용한다. 상기 저역통과 디지털필터를 통과 한 후 상기 제1,제2가속도감지수단(111,112)의 측정값은 중력의 반작용에 의한 가속도 성분만 남게 되고 이를,라고 하면 상기 제어부(120)의 피치각/롤각 연산에서 식,에 의해 피치각/롤각을 계측할 수 있다.A lowpass digital filter is used to compensate for the irregular error. After passing through the low pass digital filter, the measured values of the first and second acceleration detecting means 111 and 112 remain only as components of acceleration due to the reaction of gravity. , Speaking of the pitch angle / roll angle calculation of the control unit 120 , The pitch angle / roll angle can be measured by.

상기 계측된 경사각은 디스플레이장치(140)에 의해 숫자로 표시하거나 통신부(150)을 통해 타 기기로 전송하여 피치각/롤각 데이터를 활용할 수 있다.The measured tilt angle may be displayed numerically by the display apparatus 140 or transmitted to another device through the communication unit 150 to utilize pitch angle / roll angle data.

즉, 반도체 칩 형태의 제1,제2가속도감지수단(111,112)을 사용하되 오차보상과 롤각(), 피치각() 연산을 위한 제어부(120)를 부착하면 소형화된 피치각/롤각 측정장치를 구성할 수 있다.That is, the first and second acceleration sensing means 111 and 112 in the form of semiconductor chips are used, but the error compensation and the roll angle ( ), Pitch angle ( Attaching the control unit 120 for a calculation can be configured a miniaturized pitch angle / roll angle measuring device.

또한, 상기 제어부(120)에서는 디지털값으로 표시되는 피치각/롤각을 출력할 수 있으므로 다양한 기기와의 연결을 통해 수평 또는 수직 유지기기를 구성할 수 있다.In addition, since the controller 120 may output the pitch angle / roll angle displayed as a digital value, a horizontal or vertical holding device may be configured through connection with various devices.

따라서, 본 발명의 가속도 감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치로 피치각/롤각을 측정하면, 그 측정방법을 흐름도로 설명하기 위해 도시한 도 15에서와 같이, 3차원축 중에서 다른 축방향으로 각각 설치된 2개 이상의 가속도감지수단으로 기기의 가속도를 측정하는 제1단계(201)와, 상기 제 1단계에서 가속도감지수단에 의해 감지된 상기 각각의 축에 대한 가속력을 이용하여 중력에 대한 상기 복수개의 축성분을 산출하는 제2단계(202)와, 상기 제 1,2단계에서 산출된 각 축에 대한 가속도 성분의 정규오차를 보상하는 제 3단계(203)와, 상기 제 3단계에서 정규오차가 보상된 가속도 성분의 비정규오차를 보상하는 제 4단계(204)와, 상기 제 2,4단계에서 비정규오차가 보상된 가속도감지수단의 가속도 성분을 이용하여 롤각을 산출하는 제 5단계(205)와, 상기 제 2,5단계에서 산출된 축성분과 롤각을 이용하여 피치각을 산출하는 제 6단계(206)로 하여 가속도를 측정하여 피치각/롤각을 연산하여 측정할 수있게 된다.Accordingly, when the pitch angle / roll angle is measured by the pitch angle / roll angle measuring device using the acceleration sensing means of the present invention, as shown in FIG. 15 to illustrate the measuring method in a different axial direction among three-dimensional axes A first step 201 for measuring the acceleration of the device with two or more acceleration sensing means respectively installed; and the plurality of gravity-dependent forces using the acceleration force for the respective axes sensed by the acceleration sensing means in the first step. A second step 202 of calculating two axial components, a third step 203 of compensating a normal error of acceleration components for each axis calculated in the first and second steps, and a normal error in the third step A fourth step (204) of compensating an irregular error of the acceleration component compensated for, and a fifth step (205) of calculating the roll angle using the acceleration component of the acceleration sensing means compensated for the irregular error in the second and fourth steps. Wow, said agent The sixth step 206 of calculating the pitch angle using the axial components and the roll angles calculated in steps 2 and 5 is to measure the acceleration and calculate the pitch angle / roll angle.

따라서, 상기한 바와 같이 본 발명은 반도체 칩 형태의 가속도감지수단을 사용하여 측정장치를 소형화시킬 수 있어서 크기도 작을 뿐만 아니라 소비전력도 매우 작으므로 각종 기계류, 전자기기 등에 용이하게 장착할 수 있어 휴대용으로 사용할 수 있는 이점이 있으며, 피치각과 롤각을 제어부에서 디지털 값 출력하여 통신부를 통해 타 기기에 전송하므로 활용도가 높게되는 이점이 있다.Therefore, as described above, the present invention can reduce the size of the measuring device by using the acceleration sensing means in the form of a semiconductor chip. There is an advantage that can be used as, the pitch angle and the roll angle is a digital value output from the control unit and transmits to other devices through the communication unit has the advantage that the utilization is high.

또한, 제어부를 통해 정규오차와 비정규오차를 보상하여 피치각/롤각을 정확히 측정할 수 있는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that the pitch angle / roll angle can be accurately measured by compensating the normal and irregular errors through the control unit.

Claims (7)

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 3차원 공간상에 위치한 물체나 기기 등의 수평에서 수직상태까지 범위의 각도를 측정하는 측정장치에 있어서, 상기 움직임에 의한 가속도를 감지하는 가속도감지부와,In order to achieve the above object, the present invention is a measuring device for measuring the angle of the range from the horizontal to vertical state of the object or device located in the three-dimensional space, the acceleration detection unit for detecting the acceleration by the movement and , 상기 가속도감지부에서 측정된 데이터의 오차를 저장하는 메모리부와,A memory unit for storing an error of data measured by the acceleration detector; 상기 가속도감지부에서 측정된데이터와 상기 메모리부에 저장된 오차데이터를 이용하여 오차를 보상 연산하고 피치각/롤각을 연산하는 제어부와,A controller for compensating for the error by using the data measured by the acceleration sensing unit and the error data stored in the memory unit, and calculating a pitch angle / roll angle; 상기 제어부의 제어에 따라 오차가 보상된 피치각/롤각을 표시하는 디스플레이부와,A display unit for displaying a pitch angle / roll angle whose error is compensated under the control of the controller; 상기 제어부의 제어에 따라 오차가 보상된 피치각/롤각을 다른 장치 또는 기기에 전달하기 위한 통신부를 포함하여 구성되어진 것을 특징으로 하는 가속도감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치.Pitch angle / roll angle measuring device using an acceleration sensing means characterized in that it comprises a communication unit for transmitting to the other device or device the pitch angle / roll angle, the error is compensated under the control of the controller. 제 1항에 있어서, 상기 가속도 감지부는 반도체 칩 형태이며, 3차원 축 상에 2개 이상 설치하는 것을 특징으로 하는 가속도감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치.The apparatus of claim 1, wherein the acceleration sensing unit is in the form of a semiconductor chip, and two or more acceleration sensing units are installed on a three-dimensional axis. 제 2항에 있어서, 상기 가속도 감지부는 3차원 축 중에서 2개의 축에 배치하여 한 평면상에서 직각을 이루는 제1가속도 감지수단과 제2가속도감지수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가속도감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치.The pitch angle using the acceleration sensing means according to claim 2, wherein the acceleration sensing unit comprises first acceleration sensing means and second acceleration sensing means arranged on two axes among three-dimensional axes to form a right angle on one plane. Roll angle measuring device. 제 1 항에 있어서, 상기 가속도 감지부와 제어부 사이에 A/D변환부를 형성하는 것을 특징으로 하는 가속도감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치.The apparatus of claim 1, wherein an A / D conversion unit is formed between the acceleration detection unit and the control unit. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 1, wherein the control unit 바이어스오차와 환산계수오차를 보상하는 정규오차보상부와,A normal error compensator for compensating for bias error and conversion factor error, 잡음성분의 고주파를 필터링하는 비정규오차 보상부와,A non-normal error compensator for filtering the high frequency of the noise component, 정규오차와 비정규오차가 보상된 상기 가속도 감지수단의 측정값으로 피치각과 롤각을 연산하는 피치각/롤각 연산부로 이루어진 것을 특징으로 하는 가속도감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치.Pitch angle / roll angle measuring device using the acceleration sensing means, characterized in that consisting of a pitch angle / roll angle calculation unit for calculating the pitch angle and the roll angle as a measurement value of the acceleration sensing means compensated for the normal error and the irregular error. 제 5 항에 있어서, 상기 비정규오차 보상부는 저역통과필터인 것을 특징으로 하는 가속도감지수단을 이용한 피치각/롤각 측정장치.6. The pitch angle / roll angle measuring device using acceleration sensing means according to claim 5, wherein the irregular error compensating part is a low pass filter. 피치각/롤각을 측정하는 측정방법에 있어서,In the measuring method for measuring the pitch angle / roll angle, 3차원축 중에서 다른 축방향으로 각각 설치된 2개 이상의 가속도감지수단으로 기기의 가속도를 측정하는 제1단계와,A first step of measuring the acceleration of the device by two or more acceleration sensing means respectively installed in different axial directions of the three-dimensional axis 상기 제 1단계에서 가속도감지수단에 의해 감지된 상기 각각의 축에 대한 가속력을 이용하여 중력에 대한 상기 복수개의 축성분을 산출하는 제2단계와,A second step of calculating the plurality of axis components for gravity by using the acceleration force for each axis sensed by the acceleration sensing means in the first step; 상기 제 1,2단계에서 산출된 각 축에 대한 가속도 성분의 정규오차를 보상하는 제 3단계와,A third step of compensating the normal error of the acceleration component for each axis calculated in the first and second steps; 상기 제 3단계에서 정규오차가 보상된 가속도 성분의 비정규오차를 보상하는 제 4단계와,A fourth step of compensating an irregular error of the acceleration component whose normal error is compensated in the third step; 상기 제 2,4단계에서 비정규오차가 보상된 가속도감지수단의 가속도 성분을 이용하여 롤각을 산출하는 제 5단계와,A fifth step of calculating a roll angle using the acceleration component of the acceleration sensing means, in which the irregular error is compensated in the second and fourth steps; 상기 제 2,5단계에서 산출된 축성분과 롤각을 이용하여 피치각을 산출하는 제 6단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가속도감지수단을 이용한 피치각/롤각의 측정방법.And a sixth step of calculating a pitch angle using the axial components and the roll angles calculated in the second and fifth steps.
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