KR20180000522A - 이동체의 위치 및 자세 결정 장치 및 방법 - Google Patents

이동체의 위치 및 자세 결정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180000522A
KR20180000522A KR1020160078609A KR20160078609A KR20180000522A KR 20180000522 A KR20180000522 A KR 20180000522A KR 1020160078609 A KR1020160078609 A KR 1020160078609A KR 20160078609 A KR20160078609 A KR 20160078609A KR 20180000522 A KR20180000522 A KR 20180000522A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
moving object
attitude
posture
gps
unit
Prior art date
Application number
KR1020160078609A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101908534B1 (ko
Inventor
고낙용
Original Assignee
조선대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조선대학교산학협력단 filed Critical 조선대학교산학협력단
Priority to KR1020160078609A priority Critical patent/KR101908534B1/ko
Publication of KR20180000522A publication Critical patent/KR20180000522A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101908534B1 publication Critical patent/KR101908534B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/72—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • G01S1/725—Marker, boundary, call-sign or like beacons transmitting signals not carrying directional information
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/21—Interference related issues ; Issues related to cross-correlation, spoofing or other methods of denial of service
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/23—Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/31—Acquisition or tracking of other signals for positioning
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • G05D1/0278—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using satellite positioning signals, e.g. GPS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 외부 시스템의 개입 없이 GPS 신호의 이상 상태를 검출하고 이상 상태 검출 시 GPS 위치정보를 제외한 융합 센서정보를 이용하여 무인 이동체의 위치 및 자세를 보정함으로써 무인 이동체의 위치 및 자세를 정확히 파악할 수 있는 이동체의 위치 및 자세 결정 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 장치는 GPS 위성으로부터 신호를 수신하여 이동체의 GPS 위치를 측정하는 GPS 위치 측정부와, 복수의 비컨으로부터 음향신호를 수신하여 이동체로부터 각 비컨까지의 거리, 방향각, 고도각을 측정하는 비컨 측정부와, 이동체의 가속도, 각속도 및 지구 자기장을 이용하여 이동체의 자세를 측정하는 자세 측정부와, 이동체의 선속도를 측정하는 속도 측정부와, 상기 속도 측정부에서 측정한 선속도 및 후술하는 위치 및 자세 보정부에서 출력한 자세(
Figure pat00144
)를 이용하여 이동체의 위치 및 자세를 추정하는 위치 및 자세 추정부와, 상기 GPS 위치(
Figure pat00145
)와 상기 추정한 위치(
Figure pat00146
)의 차이가 한계치를 초과하면 GPS 이상 상태를 검출하는 이상 검출부와, 상기 이상 검출부에 의해 GPS 이상이 검출되면 상기 자세 측정부의 자세(
Figure pat00147
) 및 상기 비컨 측정부의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 추정한 위치 및 자세(
Figure pat00148
)를 보정하여 최종 위치 및 자세(
Figure pat00149
)를 결정하는 위치 및 자세 보정부를 포함한다.

Description

이동체의 위치 및 자세 결정 장치 및 방법{Apparatus and method for determining position and attitude of a vehicle}
본 발명은 이동체의 위치 및 자세 결정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 외부 시스템의 개입 없이 GPS 신호의 이상 상태를 검출하고 이상 상태 검출 시 GPS 위치정보를 제외한 융합 센서정보를 이용하여 무인 이동체의 위치 및 자세를 보정함으로써 무인 이동체의 위치 및 자세를 정확히 파악할 수 있는 이동체의 위치 및 자세 결정 장치 및 방법에 관한 것이다.
무인 수상정(Unmanned Surface Vehicle)은 감시 정찰의 기능을 수행하며, 동시에 무인 잠수정, 무인 비행체, 및 무인 지상차를 연결하여 무인 시스템을 구성할 수 있게 해주는 주요 구성 요소의 하나이다.
무인 수상정의 항법 기술은 일반적으로 GPS/INS 복합 항법을 기반으로 한다. GPS는 위성에서 수신기까지 경로 상 발생하는 오차는 물론 수신기의 문제 또는 지상에서의 다양한 방해 전파의 영향으로 비정상적인 정보를 제공할 수 있다.
GPS 수신기가 위성의 전파를 수신하지 못하는 경우는 명백히 인식할 수 있으나, 잘못된 신호를 정상 신호로 오인하는 경우에는 무인 수상정의 정확한 위치를 제공할 수 없게 된다.
GPS 교란은 공간 다이버시티를 이용하여 검출하거나, 정상 신호보다 낮은 신호 대 잡음비를 가지는 지역을 감지하는 GPS 수신기 네트워크를 사용하여 검출할 수 있으나, 이러한 방법은 네트워크를 포함하는 광범위한 영역을 담당하는 시스템을 필요로 하므로 시스템 구축에 큰 비용과 노력이 소요된다.
또한, 무인 시스템이 GPS 교란 정보를 외부 시스템으로부터 받아야 하므로 외부 의존적인 문제점이 있다.
한국 등록특허 제10-1540408호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 외부 시스템을 이용하지 않고 무인 수상정 단독으로 GPS 이상 상태를 검출할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 GPS 교란이 발생하더라도 무인 수상정의 위치 및 자세를 정확히 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 장치는 GPS 위성으로부터 신호를 수신하여 이동체의 GPS 위치를 측정하는 GPS 위치 측정부와, 복수의 비컨으로부터 음향신호를 수신하여 이동체로부터 각 비컨까지의 거리, 방향각, 고도각을 측정하는 비컨 측정부와, 이동체의 가속도, 각속도 및 지구 자기장을 이용하여 이동체의 자세를 측정하는 자세 측정부와, 이동체의 선속도를 측정하는 속도 측정부와, 상기 속도 측정부에서 측정한 선속도 및 후술하는 위치 및 자세 보정부에서 출력한 자세(
Figure pat00001
)를 이용하여 이동체의 위치 및 자세를 추정하는 위치 및 자세 추정부와, 상기 GPS 위치(
Figure pat00002
)와 상기 추정한 위치(
Figure pat00003
)의 차이가 한계치를 초과하면 GPS 이상 상태를 검출하는 이상 검출부와, 상기 이상 검출부에 의해 GPS 이상이 검출되면 상기 자세 측정부의 자세(
Figure pat00004
) 및 상기 비컨 측정부의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 추정한 위치 및 자세(
Figure pat00005
)를 보정하여 최종 위치 및 자세(
Figure pat00006
)를 결정하는 위치 및 자세 보정부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 장치는 GPS 위성으로부터 신호를 수신하여 이동체의 GPS 위치를 측정하는 GPS 위치 측정부와, 복수의 특징 점으로 전파나 신호를 송신하고 각 특징 점으로부터 반사되어 돌아오는 전파나 신호를 수신하여 이동체로부터 각 특징 점까지의 거리, 방향각, 고도각을 측정하는 신호 처리부와, 이동체의 가속도, 각속도 및 지구 자기장을 이용하여 이동체의 자세를 측정하는 자세 측정부와, 이동체의 선속도를 측정하는 속도 측정부와, 상기 속도 측정부에서 측정한 선속도 및 후술하는 위치 및 자세 보정부에서 출력한 자세(
Figure pat00007
)를 이용하여 이동체의 위치 및 자세를 추정하는 위치 및 자세 추정부와, 상기 GPS 위치(
Figure pat00008
)와 상기 추정한 위치(
Figure pat00009
)의 차이가 한계치를 초과하면 GPS 이상 상태를 검출하는 이상 검출부와, 상기 이상 검출부에 의해 GPS 이상이 검출되면 상기 자세 측정부의 자세(
Figure pat00010
) 및 상기 신호 처리부의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 추정한 위치 및 자세(
Figure pat00011
)를 보정하여 최종 위치 및 자세(
Figure pat00012
)를 결정하는 위치 및 자세 보정부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 방법은 이동체의 이동 모델을 사용하여 k번째 시각에서의 이동체의 위치 및 자세를 추정하는 단계와, 상기 k번째 시각에서의 추정된 위치와 GPS에 의한 위치의 차이가 한계치를 초과하는지 판단하는 단계와, 상기 차이가 한계치를 초과하는 경우 k번째 시각에서 측정된 이동체의 자세(
Figure pat00013
) 및 k번째 시각에서 측정된 이동체로부터 비컨 또는 특징 점까지의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 추정한 이동체의 위치 및 자세를 보정하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 시스템은 음향신호를 송신하는 복수의 비컨과, 상기 비컨으로부터 음향신호를 수신하여 이동체로부터 각 비컨까지의 거리, 방향각 및 고도각을 측정하고, 이동체의 선속도 및 자세를 측정하여, 이동체의 직선 및 회전 이동 모델을 이용해 이동체의 위치 및 자세를 추정하고, GPS 이상 시 추정한 위치 및 자세를 상기 측정한 자세와 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 보정하는 이동체를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 시스템은 전파나 신호를 반사하는 복수의 특징 점과, 상기 복수의 특징 점으로 전파나 신호를 송신하고 각 특징 점으로부터 반사되어 돌아오는 전파나 신호를 수신하여 이동체로부터 각 특징 점까지의 거리, 방향각 및 고도각을 측정하고, 이동체의 선속도 및 자세를 측정하여, 이동체의 직선 및 회전 이동 모델을 이용해 이동체의 위치 및 자세를 추정하고, GPS 이상 시 추정한 위치 및 자세를 상기 측정한 자세와 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 보정하는 이동체를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 외부 시스템을 사용하지 않고 무인 이동체가 단독으로 GPS 교란을 검출할 수 있어서 외부 시스템을 구축하는데 소요되는 비용과 노력을 줄일 수 있으며, 외부 시스템에 의존해야 하는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 GPS 교란 시 GPS 위치를 제외한 측정 정보인 자세, 거리, 방향각, 고도각을 이용하고, GPS 정상 시 GPS 위치를 포함한 측정 정보를 이용하여 이전 단계에서 추정된 이동체의 위치 및 자세를 보정함으로써 이동체의 위치 및 자세를 정확하게 파악할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 장치의 내부 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 방법에서 사용하는 표기법을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 방법을 의사코드로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 유효성을 검증하기 위한 시뮬레이션에서 사용하는 센서측정 특성 및 조건을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 방법에 의한 위치 추정 궤적 및 GPS 이상 검출 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 8은 시뮬레이션에서의 위치 추정 오차를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 방법에 의한 위치 추정 궤적 및 GPS 이상 검출 실험 결과를 나타낸 그래프.
도 10은 실험에서의 위치 추정 오차를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
도 1은 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템은 무인 이동체(10), 복수의 비컨(20), GPS 위성(30) 등으로 구성된다.
무인 이동체(10)는 사람의 탑승 없이 움직이는 물체로서 무인 수상정이 대표적이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 무인 이동체(10)를 간략히 이동체(10)라고 한다.
이동체(10)는 이동하면서 위치 및 자세를 추정하고, 추정한 위치 및 자세를 보정하여, 최종적인 위치 및 자세를 결정한다.
이를 위해, 첫 번째 단계에서 이동체(10)는 이동체의 속도와 k-1번째 시각에서의 자세를 이용하여 k번째 시각에서의 이동체의 위치 및 자세를 추정한다. 그리고 두 번째 단계에서 이동체(10)는 추정한 위치 및 자세를 k번째 시각에서의 GPS 위치, 자세, 비컨까지의 거리, 비컨까지의 방향각, 비컨까지의 고도각을 이용하여 보정한다.
이동체(10)는 DVL(Doppler Velocity Log)에 의해 이동 속도를 측정하고, AHRS(Attitude and Heading Reference System)에 의해 자세를 측정하고, 복수의 비컨(20)으로부터 음향 신호를 수신하여 각 비컨(20)까지의 거리, 방향각 및 고도각을 계산하고, GPS 위성(30)으로부터 GPS 신호를 수신하여 위치를 계산한다.
본 발명에 따른 이동체(10)는 비컨(20)을 이용하여 비컨(20)까지의 거리, 방향각 및 고도각을 계산하나, 비컨(20) 대신 복수의 특징 점을 설치하고 광학 카메라, 레이더(radar), 라이더(lidar), 전자광학 적외선 장비(EO/IR) 등을 이용하여 특징 점까지의 거리, 방향각 및 고도각을 계산할 수 있다. 이러한 특징 점은 본 발명을 위해 특별히 설치할 수 있으나, 주변 환경과 확연히 구분되는 자연물이나 인공 구조물도 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 장치는 GPS 위치 측정부(101), 비컨 측정부(103), 자세 측정부(105), 속도 측정부(107), 위치 및 자세 추정부(109), 이상 검출부(111), 위치 및 자세 보정부(113) 등을 포함한다.
이동체의 위치 및 자세 결정 장치의 모든 구성요소는 이동체(10)의 내부에 존재하거나, 일부는 외부 장치(미도시)에 존재할 수 있다.
GPS 위치 측정부(101)는 GPS 위성(30)으로부터 GPS 신호 즉, 위도, 경도, 고도 정보로부터 위치를 측정한다. GPS 위치 측정부(101)에서 출력되는 정보를 GPS 위치라고 한다.
비컨 측정부(103)는 복수의 비컨(20)으로부터 음향신호를 수신하여 이동체(10)로부터 각 비컨까지의 거리, 방향각, 고도각을 측정한다. 비컨 측정부(103)에서 출력되는 정보를 거리, 방향각, 고도각이라고 한다.
다른 실시예로서 비컨 대신 복수의 특징 점(미도시)을 설치하거나 복수의 특징 점으로서 주변 자연물 또는 인공 구조물을 활용하고, 광학 카메라, 레이더(radar), 라이더(lidar), 전자광학 적외선 장비(EO/IR) 등을 이용하여 특징 점까지의 거리, 방향각 및 고도각을 계산하는 경우, 신호 처리부(미도시)가 비컨 측정부(103)를 대체할 수 있다.
신호 처리부는 전파나 적외선 신호 등을 방사하고 특징 점으로부터 반사되어 돌아오는 전파나 신호를 수신하여 이동체(10)로부터 각 특징 점까지 거리, 방향, 고도각을 계산한다.
자세 측정부(105)는 이동체의 가속도, 각속도, 지구 자기장을 이용하여 이동체의 자세를 측정한다. 이동체의 가속도 벡터, 각속도 벡터, 지구 자기장 벡터는 MEMS-AHRS(Micro Electro Mechanical System - Attitude and Heading Reference System)를 사용하여 측정할 수 있다. 자세 측정부(105)에서 출력되는 정보를 자세라고 한다.
속도 측정부(107)는 이동체의 선속도를 측정한다. 이동체의 선속도는 DVL(Doppler Velocity Log)를 사용하여 측정할 수 있다. 속도 측정부(107)에서 출력되는 정보를 속도라고 한다.
GPS 위치 측정부(101)의 GPS 위치, 비컨 측정부(103)의 거리, 방향각, 고도각, 및 자세 측정부(105)의 자세를 합하여 측정 정보라고 한다.
위치 및 자세 추정부(109)는 위치 및 자세 보정부(113)로부터 출력된 자세와 속도 측정부(107)에서 출력된 속도를 이용하여 이동체의 위치 및 자세를 추정한다. 위치 및 자세 추정부(109)에서 출력된 정보는 추정된 위치 및 자세이다.
이상 검출부(111)는 위치 및 자세 추정부(109)로부터의 추정된 위치와 GPS 위치 측정부(101)로부터의 GPS 위치 간 차이를 계산하여 그 차이가 한계치를 초과하면 GPS 이상 상태로 판단한다.
위치 및 자세 보정부(113)는 GPS가 정상 상태인 경우 자세 측정부(105)로부터의 자세, GPS 위치 측정부(101)로부터의 GPS 위치, 비컨 측정부(103)로부터의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 추정된 위치 및 자세를 보정한다.
한편, 위치 및 자세 보정부(113)는 GPS가 이상 상태인 경우 GPS 위치 측정부(101)로부터의 GPS 위치를 제외하고 자세 측정부(105)로부터의 자세, 비컨 측정부(103)로부터의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 추정된 위치 및 자세를 보정한다.
위치 및 자세 보정부(113)에서 출력된 정보는 최종 결정된 위치 및 자세이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세를 결정하는 과정을 나타낸 것이다.
도 3의 각 단계는 이동체(10)가 직접 수행하거나 외부의 장치(미도시)가 수행할 수 있는데, 도 3에서는 이동체(10)가 각 단계를 수행하는 것으로 설명한다.
각 단계에 대한 설명을 위해 필요한 표기법을 도 4에 나타내었다.
도 4의 표기법에서, 각 벡터의 위첨자 s는 해당 벡터가 수상정(이동체) 좌표계에서 표현되었음을 나타낸다. 위첨자 s가 없으면 해당 벡터가 기준 좌표계에서 표현되었음을 나타낸다. 벡터 아래 첨자 k 또는 k-1을 추가하여 표기하면 k번째 또는 k-1번째 시각에서의 해당 벡터의 값을 의미한다.
우선, 이동체(10)가 k번째 시각에서의 이동체의 위치 및 자세를 추정하고(S10), 이어서 k번째 시각에서의 추정된 이동체의 위치 및 자세의 불확실 정도를 계산한다(S12).
이동체의 위치 및 자세 추정 과정
본 발명에 따른 이동체(10)는 위치 및 자세를 동시에 추정한다. 이동체의 위치 및 자세는 수학식 1과 같다.
Figure pat00014
이동체의 직선 이동에 관한 특성은 수학식 2와 같이 모델링된다.
Figure pat00015
이동체 좌표계에서 측정된 이동체의 속도
Figure pat00016
에 회전행렬
Figure pat00017
을 곱하여 기준 좌표계에서의 속도
Figure pat00018
을 구한다.
회전행렬
Figure pat00019
은 이동체 좌표계에서 나타낸 속도를 기준 좌표계에서의 속도로 변환하는 변환행렬이다.
회전행렬
Figure pat00020
은 이동체의 자세
Figure pat00021
에 관한 함수로서 수학식 3과 같이 구할 수 있다.
Figure pat00022
수학식 3에서 C는 cos을 나타내고, S는 sin을 나타낸다.
이동체의 회전 이동에 관한 특성은 수학식 4와 같이 모델링된다.
Figure pat00023
수학식 2 및 수학식 4에서 이동체의 직선 및 회전 이동에 관한 모델이 이동 함수 f(X) 에 의해 수학식 5와 같이 표현된다.
Figure pat00024
수학식 5에서
Figure pat00025
은 수학식 2의
Figure pat00026
와 수학식 4의
Figure pat00027
을 하나의 벡터로 통합한 것이다.
Figure pat00028
은 직선 및 회전 이동 모델의 불확실성을 나타내며, 오차 공분산이 Q 인 가우시안 분포
Figure pat00029
을 가진 것으로 가정한다.
추정 과정에서 필요한
Figure pat00030
은 수학식 6과 같이 구해진다.
Figure pat00031
수학식 6은 수학식 5의
Figure pat00032
을 각각
Figure pat00033
로 편미분하여 구한다. 여기서
Figure pat00034
의 1, 2, 3열은 영벡터가 되고, 4, 5, 6열은 수학식 6-1과 같이 구해진다.
[수학식 6-1]
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
수학식 6-1에서, C, S, T는 각각 cos, sin, tan을 나타낸다. 이와 같이 추정 과정은 수학식 7 내지 9와 같이 표현된다.
Figure pat00053
Figure pat00054
Figure pat00055
수학식 7에서, 이동 함수 f(X) 를 이용하여 k-1번째 시각에서의 위치 및 자세
Figure pat00056
로부터
Figure pat00057
을 구한다. 즉, k-1번째 시각에서의 위치 및 자세
Figure pat00058
에 Δt시간 동안 이동한 거리 및 회전 증분을 더하여 구한다.
수학식 8에서, A 는 선형화된 이동 모델이다.
수학식 9에서, k-1번째 시각에서 추정된 위치 및 자세의 오차 정도를 나타내는
Figure pat00059
로부터 k번째 시각에서 추정된 위치 및 자세
Figure pat00060
의 오차 정도를 나타내는
Figure pat00061
을 구한다.
Figure pat00062
은 k-1번째 시각에서의 위치 및 자세의 오차 공분산
Figure pat00063
을 선형화된 이동 모델 A 에 의해
Figure pat00064
으로 변환하고, 이동 모델의 오차 공분산 Q 를 더하여 구한다. 즉,
Figure pat00065
은 k-1번째 시각에서의 위치 및 자세의 오차 공분산, 이동 모델, 이동 모델의 오차 공분산을 고려하여 구할 수 있다.
다음, 이동체(10)는 GPS 위치와 추정된 위치의 차이가 한계치를 초과하는지 판단하고(S14), 그 차이가 한계치 이하이면 즉, GPS 신호가 정상이면 GPS 위치가 포함된 측정정보를 이용하여 추정된 위치 및 자세와 불확실 정도를 보정하고(S16), 그 차이가 한계치를 초과하면 즉, GPS 신호가 이상 상태이면 GPS 위치가 제외된 측정정보를 이용하여 추정된 위치 및 자세와 불확실 정도를 보정한다(S18).
보정 과정
추정된 위치 및 자세를 보정하기 위해 사용할 측정 정보를 수학식 10과 같이 측정 벡터 z 로 표시하였다.
Figure pat00066
수학식 10의 측정 모델은 상태 변수에 관한 측정 함수 h(X) 에 의해 표현된다.
Figure pat00067
h(X) 는 위치 및 자세로부터 측정 벡터 z 를 구하는 함수이다.
Figure pat00068
은 측정 모델의 불확실성을 나타내며, 오차 공분산이 R 인 가우시안 분포
Figure pat00069
을 가진 것으로 가정한다. 측정 벡터는 측정 함수 h(X) 에 의해 구해지는 측정값과 불확실성 또는 잡음
Figure pat00070
이 더해진 값으로 표현된다.
GPS에서 수신되는 위도, 경도, 고도 정보로부터 위치
Figure pat00071
을 구한다. 이렇게 구한 위치
Figure pat00072
가 측정값으로 사용되므로, 수학식 11의 h x (X) 은 항등함수(identity function)가 된다.
AHRS에 의해 측정된 가속도 a 와 지구 자기장 m으로부터 자세
Figure pat00073
을 구한다. 이렇게 구한 자세
Figure pat00074
가 측정값으로 사용되므로, 수학식 11의 h α (X) 도 항등함수(identity function)가 된다.
Figure pat00075
은 음향 비컨으로부터 수신한 신호를 이용하여 구한다.
Figure pat00076
은 이동체의 위치 및 자세와 i번째 비컨의 위치에 관한 함수이다. i번째 비컨의 위치 벡터는 수학식 12와 같이 구해진다.
Figure pat00077
수학식 12로부터 이동체에서 i번째 비컨까지의 거리 ri은 수학식 13과 같이 구해진다.
Figure pat00078
수학식 13의
Figure pat00079
을 모아서
Figure pat00080
이 구해진다. 따라서 수학식 13은 수학식 11의 h r (X) 을 나타낸다.
이동체 좌표계에서 비컨의 위치
Figure pat00081
은 수학식 14와 같이 구해진다.
Figure pat00082
수학식 14에서 구해진
Figure pat00083
을
Figure pat00084
로 표현하면 방향각
Figure pat00085
과 고도각
Figure pat00086
은 수학식 15 및 수학식 16과 같이 구해진다.
Figure pat00087
Figure pat00088
수학식 15는 수학식 11의
Figure pat00089
을 나타내고, 수학식 16은 수학식 11의
Figure pat00090
을 구성한다. 이와 같이,
Figure pat00091
,
Figure pat00092
,
Figure pat00093
,
Figure pat00094
,
Figure pat00095
가 모여서 측정 함수 h(X) 가 구성된다.
측정 함수 h( X k ) 를 선형화하여 측정 행렬 H 를 구한다. H 행렬은 h( X k ) 의 편미분을 사용하여 수학식 17과 같이 구할 수 있다.
Figure pat00096
측정 행렬 H 를 사용하여 보정 과정을 수행한다.
Figure pat00097
Figure pat00098
Figure pat00099
수학식 19에 의해 최종적으로 k번째 시각에서의 위치 및 자세
Figure pat00100
가 구해진다. 수학식 20에서, 추정된 위치 및 자세
Figure pat00101
의 불확실 정도를 나타내는 오차 공분산
Figure pat00102
가 구해진다. 오차 공분산
Figure pat00103
의 특정 성분이 크면 추정된 위치 및 자세 중 해당하는 변수의 불확실성이 커서 신뢰도가 낮다는 것을 의미한다.
GPS 이상 검출 과정
오차 공분산
Figure pat00104
을 사용하여 GPS 신호의 이상을 검출한다. GPS 이상 검출 과정에서 사용하기 위해 추정된 오차 공분산 행렬은 수학식 21과 같이 분리하여 표현한다.
Figure pat00105
수학식 21에서,
Figure pat00106
은 추정된 위치의 불확실 정도를 나타내고,
Figure pat00107
은 추정된 자세의 불확실 정도를 나타낸다.
Figure pat00108
와
Figure pat00109
은 위치 및 자세의 불확실성의 상호 연관 정도를 나타낸다.
GPS는 위치를 출력하므로 GPS 이상 여부는 위치의 불확실성을 나타내는
Figure pat00110
을 사용하여 검출한다.
GPS 이상은 다중 센서를 융합하여 추정한 위치 및 자세와 추정 상태의 오차 공분산을 이용하여 검출한다.
GPS 위치와 추정된 위치의 차이가 한계치를 벗어나면 GPS 이상이라고 판단한다. 한계치는 마할라노비스 거리(Mahalanobis distance)를 사용하여 설정한다.
k번째 시각에서 GPS에 의해 측정된 위치
Figure pat00111
와 추정된 위치
Figure pat00112
사이의 마할라노비스 거리
Figure pat00113
은 수학식 22와 같다.
Figure pat00114
Figure pat00115
가 설정된 한계치
Figure pat00116
보다 크면 GPS에 이상이 있는 것으로 판단한다. 즉, 수학식 23이 만족되는 경우 GPS 이상으로 판단한다.
Figure pat00117
수학식 23에서,
Figure pat00118
은 GPS의 위치 측정 방식이나 기종에 따라 다른 값으로 실험을 통해 적절히 설정할 수 있다.
GPS 이상 시 대체 항법
GPS 이상이 검출되면, GPS에 의해 측정한 위치는 보정 과정에서 사용하지 않는다. 따라서 측정 벡터는 수학식 10 대신 수학식 24와 같이 설정된다.
Figure pat00119
이 경우 측정 모델은 수학식 11 대신 수학식 25와 같이 표현된다.
Figure pat00120
여기서, H 행렬은 수학식 17 대신 수학식 26과 같이 구해진다.
Figure pat00121
GPS 대체 항법 실행 중에도 수학식 23의 충족 여부를 계속 검사하여 수학식 27을 만족하면 GPS가 정상으로 복귀하였다고 판단한다.
Figure pat00122
이상과 같이, 융합 항법에 의한 추정과정 및 보정과정, GPS 이상 검출 과정, GPS 대체 항법을 도 5에서 의사 코드로 나타내었다.
이하, 시뮬레이션 및 실험을 통해 본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 방법의 유효성을 검증하였다.
시뮬레이션을 통한 검증
시뮬레이션은 GPS 이상 신호를 인공적으로 만들기 용이하며 본 발명의 유효성을 입증하기에 적합하다. 본 발명에서 사용한 시뮬레이션 조건은 도 6과 같다.
모든 센서측정값은 0.1초마다 갱신하여 시뮬레이션 데이터를 생성하였다. 초기에 정상적으로 측정되고 40.3초 이후 84.8초까지 비정상적으로 수신되는 GPS 신호를 시뮬레이션 데이터로 사용하였다.
도 7은 수상정의 실제 궤적, GPS 위치 측정 궤적, 본 발명에 의한 위치 추정 결과를 나타낸다. 궤적에서 초록색으로 나타낸 GPS 위치가 비정상적으로 큰 오차를 보이는 A-B 구간에서 GPS 이상이 검출되어 대체 항법을 사용하였다.
GPS 이상 발생 시점부터 0.3초 후 이상 발생을 감지하였고, GPS 정상 회복 시점부터 1초 후 정상 상태를 감지하였다.
도 8에 나타낸 위치 추정 오차를 보면, GPS 신호가 정상인 경우 위치 추정 오차는 x방향 평균 0.85m, 제곱 평균 제곱근(root means square) 1.26m이고, y방향 평균 0.84m, 제곱 평균 제곱근 1.23m이다. 반면, GPS 신호가 비정상인 경우 위치 추정 오차는 x방향 평균 8.764m, 제곱 평균 제곱근 12.108m이고, y방향 평균 3.85m, 제곱 평균 제곱근 5.37m이다.
GPS 이상 시의 위치 추정 오차는 이상 검출 시각의 위치 추정 오차가 편차의 역할을 하게 된다. 이것은 GPS 이상 시의 항법은 AHRS, 거리, 방향각, 고도각에 의존하는데 거리, 방향각, 고도각의 불확실성이 커서 추정 값을 보정하지 못하기 때문인 것으로 판단된다.
실험을 통한 검증
본 발명에 따른 이동체의 위치 및 자세 결정 방법의 효용성을 검증하기 위해 지상에서의 이동 차량을 이용하여 실험하였다.
본 발명에서 이동 차량에 GPS 수신기와 AHRS를 장착하여 도로에서 주행하며 실험을 진행하였다. 실험에서는 실제로 GPS 이상 상태가 발생하지 않았으므로 의도적으로 일정 시간 동안 실제 GPS 신호를 사용하지 않고 비정상적인 신호를 사용하였다. 또한 비컨까지의 거리, 방향각, 고도각을 사용하지 않았다. 즉, 관성센서정보만을 사용하여 융합 항법을 실시하고 GPS 이상을 검출하였다.
실험 차량은 170초 동안 도 9의 (a)와 같은 궤적으로 주행하였다. GPS 이상은 80초-125초 사이인 A-B 구간에서 발생하도록 설정하였다. 도 9의 (b)는 위치 추정 결과 및 GPS 이상 검출 결과를 나타낸다.
도 10은 GPS 이상이 발생한 시간 구간 80초-125초 사이에서 추정된 위치의 오차 통계 결과를 나타낸다. 본 실험에서 정상적으로 검출된 GPS 위치정보를 기준으로 추정된 위치의 오차를 계산하였다.
결론적으로 외부 시스템의 측정 정보가 없더라도 본 발명에 따른 방법에 의해 일시적인 GPS 이상 및 정상 복귀 검출이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
10: 무인 이동체 20: 비컨
30: GPS 위성 101: GPS 위치 측정부
103: 비컨 측정부 105: 자세 측정부
107: 속도 측정부 109: 위치 및 자세 추정부
111: 이상 검출부 113: 위치 및 자세 보정부

Claims (15)

  1. GPS 위성으로부터 신호를 수신하여 이동체의 GPS 위치를 측정하는 GPS 위치 측정부와,
    복수의 비컨으로부터 음향신호를 수신하여 이동체로부터 각 비컨까지의 거리, 방향각, 고도각을 측정하는 비컨 측정부와,
    이동체의 가속도, 각속도 및 지구 자기장을 이용하여 이동체의 자세를 측정하는 자세 측정부와,
    이동체의 선속도를 측정하는 속도 측정부와,
    상기 속도 측정부에서 측정한 선속도 및 후술하는 위치 및 자세 보정부에서 출력한 자세(
    Figure pat00123
    )를 이용하여 이동체의 위치 및 자세를 추정하는 위치 및 자세 추정부와,
    상기 GPS 위치(
    Figure pat00124
    )와 상기 추정한 위치(
    Figure pat00125
    )의 차이가 한계치를 초과하면 GPS 이상 상태를 검출하는 이상 검출부와,
    상기 이상 검출부에 의해 GPS 이상이 검출되면 상기 자세 측정부의 자세(
    Figure pat00126
    ) 및 상기 비컨 측정부의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 추정한 위치 및 자세(
    Figure pat00127
    )를 보정하여 최종 위치 및 자세(
    Figure pat00128
    )를 결정하는 위치 및 자세 보정부를 포함하는 이동체의 위치 및 자세 결정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 및 자세 보정부는 GPS 정상 상태의 경우 상기 GPS 위치 측정부의 GPS 위치, 상기 자세 측정부의 자세 및 상기 비컨 측정부의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 추정한 위치 및 자세(
    Figure pat00129
    )를 보정하여 최종 위치 및 자세(
    Figure pat00130
    )를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 및 자세 결정 장치.
  3. GPS 위성으로부터 신호를 수신하여 이동체의 GPS 위치를 측정하는 GPS 위치 측정부와,
    복수의 특징 점으로 전파나 신호를 송신하고 각 특징 점으로부터 반사되어 돌아오는 전파나 신호를 수신하여 이동체로부터 각 특징 점까지의 거리, 방향각, 고도각을 측정하는 신호 처리부와,
    이동체의 가속도, 각속도 및 지구 자기장을 이용하여 이동체의 자세를 측정하는 자세 측정부와,
    이동체의 선속도를 측정하는 속도 측정부와,
    상기 속도 측정부에서 측정한 선속도 및 후술하는 위치 및 자세 보정부에서 출력한 자세(
    Figure pat00131
    )를 이용하여 이동체의 위치 및 자세를 추정하는 위치 및 자세 추정부와,
    상기 GPS 위치(
    Figure pat00132
    )와 상기 추정한 위치(
    Figure pat00133
    )의 차이가 한계치를 초과하면 GPS 이상 상태를 검출하는 이상 검출부와,
    상기 이상 검출부에 의해 GPS 이상이 검출되면 상기 자세 측정부의 자세(
    Figure pat00134
    ) 및 상기 신호 처리부의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 추정한 위치 및 자세(
    Figure pat00135
    )를 보정하여 최종 위치 및 자세(
    Figure pat00136
    )를 결정하는 위치 및 자세 보정부를 포함하는 이동체의 위치 및 자세 결정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위치 및 자세 보정부는 GPS 정상 상태의 경우 상기 GPS 위치 측정부의 GPS 위치, 상기 자세 측정부의 자세 및 상기 신호 처리부의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 추정한 위치 및 자세(
    Figure pat00137
    )를 보정하여 최종 위치 및 자세(
    Figure pat00138
    )를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 및 자세 결정 장치.
  5. 이동체에서 위치 및 자세를 결정하는 방법에 있어서,
    이동체의 이동 모델을 사용하여 k번째 시각에서의 이동체의 위치 및 자세를 추정하는 단계와,
    상기 k번째 시각에서의 추정된 위치와 GPS에 의한 위치의 차이가 한계치를 초과하는지 판단하는 단계와,
    상기 차이가 한계치를 초과하는 경우 k번째 시각에서 측정된 이동체의 자세(
    Figure pat00139
    ) 및 k번째 시각에서 측정된 이동체로부터 비컨 또는 특징 점까지의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 추정한 이동체의 위치 및 자세를 보정하는 단계를 포함하는 이동체의 위치 및 자세 결정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 추정한 이동체의 위치 및 자세를 보정하는 단계는 상기 차이가 한계치 이하인 경우, k번째 시각에서의 GPS 위치, k번째 시각에서 측정된 이동체의 자세(
    Figure pat00140
    ) 및 k번째 시각에서 측정된 이동체로부터 비컨 또는 특징 점까지의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 추정한 이동체의 위치 및 자세를 보정하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 및 자세 결정 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 k번째 시각에서의 이동체의 위치 및 자세를 추정하는 단계는 이동체의 선속도 및 k-1번째 시각에서의 이동체의 자세(
    Figure pat00141
    )를 이용하여 추정하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 및 자세 결정 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 한계치를 초과하는지 판단하는 단계는 상기 k번째 시각에서의 추정된 위치와 GPS에 의한 위치 간의 마할라노비스 거리(Mahalanobis distance)를 구하고, 마할라노비스 거리가 한계치를 초과하는지 판단하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 및 자세 결정 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 k번째 시각에서의 추정된 이동체의 위치 및 자세의 불확실 정도를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 및 자세 결정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차이가 한계치를 초과하는 경우 k번째 시각에서 측정된 이동체의 자세(
    Figure pat00142
    ) 및 k번째 시각에서 측정된 이동체로부터 비컨 또는 특징 점까지의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 계산한 불확실 정도를 보정하는 단계를 더 포함하는 이동체의 위치 및 자세 결정 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 차이가 한계치 이하인 경우 k번째 시각에서의 GPS 위치, k번째 시각에서 측정된 이동체의 자세(
    Figure pat00143
    ) 및 k번째 시각에서 측정된 이동체로부터 비컨 또는 특징 점까지의 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 상기 계산한 불확실 정도를 보정하는 단계를 더 포함하는 이동체의 위치 및 자세 결정 방법.
  12. 이동체의 위치 및 자세를 결정하는 시스템에 있어서,
    음향신호를 송신하는 복수의 비컨과,
    상기 비컨으로부터 음향신호를 수신하여 이동체로부터 각 비컨까지의 거리, 방향각 및 고도각을 측정하고, 이동체의 선속도 및 자세를 측정하여, 이동체의 직선 및 회전 이동 모델을 이용해 이동체의 위치 및 자세를 추정하고, GPS 이상 시 추정한 위치 및 자세를 상기 측정한 자세와 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 보정하는 이동체를 포함하는 이동체의 위치 및 자세를 결정하는 시스템.
  13. 이동체의 위치 및 자세를 결정하는 시스템에 있어서,
    전파나 신호를 반사하는 복수의 특징 점과,
    상기 복수의 특징 점으로 전파나 신호를 송신하고 각 특징 점으로부터 반사되어 돌아오는 전파나 신호를 수신하여 이동체로부터 각 특징 점까지의 거리, 방향각 및 고도각을 측정하고, 이동체의 선속도 및 자세를 측정하여, 이동체의 직선 및 회전 이동 모델을 이용해 이동체의 위치 및 자세를 추정하고, GPS 이상 시 추정한 위치 및 자세를 상기 측정한 자세와 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 보정하는 이동체를 포함하는 이동체의 위치 및 자세를 결정하는 시스템.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 이동체는 GPS 정상 상태 시 추정한 위치 및 자세를 GPS에 의한 위치, 상기 측정한 자세와 거리, 방향각, 고도각을 이용하여 보정하는 것을 특징으로 하는 이동체의 위치 및 자세를 결정하는 시스템.
  15. 제5항 내지는 제11항 중 어느 한 항에 의한 방법을 실행하기 위한 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽고 쓸 수 있는 기록매체.
KR1020160078609A 2016-06-23 2016-06-23 이동체의 위치 및 자세 결정 장치 및 방법 KR101908534B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160078609A KR101908534B1 (ko) 2016-06-23 2016-06-23 이동체의 위치 및 자세 결정 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160078609A KR101908534B1 (ko) 2016-06-23 2016-06-23 이동체의 위치 및 자세 결정 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180000522A true KR20180000522A (ko) 2018-01-03
KR101908534B1 KR101908534B1 (ko) 2018-10-16

Family

ID=61002145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160078609A KR101908534B1 (ko) 2016-06-23 2016-06-23 이동체의 위치 및 자세 결정 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101908534B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190103660A (ko) * 2018-02-28 2019-09-05 두산중공업 주식회사 단말의 위치 판단 장치
KR20210001170A (ko) * 2019-06-27 2021-01-06 유니트론 주식회사 IoT 망을 이용한 독거인 생활 패턴 학습 및 모니터링 시스템
KR20210092594A (ko) * 2020-01-16 2021-07-26 서울대학교산학협력단 미세먼지 정보 제공 장치 및 그 방법
US11079460B2 (en) 2018-02-28 2021-08-03 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Position determination device for terminal
KR102333222B1 (ko) * 2021-09-27 2021-12-01 국방과학연구소 소형 무인기의 자동 비행을 위한 제어 방법 및 시스템

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102469164B1 (ko) 2020-12-21 2022-11-21 한국해양과학기술원 무인 수상선의 지구물리적 내비게이션 장치 및 방법
KR20230086369A (ko) 2021-12-08 2023-06-15 한국해양과학기술원 해양 발전소의 구조물 모니터링을 위한 무인수상선의 제어 장치 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002221574A (ja) * 2001-01-25 2002-08-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 飛翔体の空中位置同定方法及びそのシステム
KR101540408B1 (ko) 2014-05-07 2015-07-30 주식회사 아이파이브 무인 이동체 및 무인 이동체의 주행 방법
KR101551395B1 (ko) * 2015-05-12 2015-09-08 한국해양과학기술원 해상 무선통신을 이용한 해상 위치 및 시각정보 제공시스템
KR20150105106A (ko) * 2014-03-07 2015-09-16 고려대학교 산학협력단 위치 추정 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 매체
KR20160007351A (ko) * 2014-07-11 2016-01-20 한국정보공학 주식회사 비콘을 이용한 측위 시스템 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002221574A (ja) * 2001-01-25 2002-08-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 飛翔体の空中位置同定方法及びそのシステム
KR20150105106A (ko) * 2014-03-07 2015-09-16 고려대학교 산학협력단 위치 추정 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 매체
KR101540408B1 (ko) 2014-05-07 2015-07-30 주식회사 아이파이브 무인 이동체 및 무인 이동체의 주행 방법
KR20160007351A (ko) * 2014-07-11 2016-01-20 한국정보공학 주식회사 비콘을 이용한 측위 시스템 및 방법
KR101551395B1 (ko) * 2015-05-12 2015-09-08 한국해양과학기술원 해상 무선통신을 이용한 해상 위치 및 시각정보 제공시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190103660A (ko) * 2018-02-28 2019-09-05 두산중공업 주식회사 단말의 위치 판단 장치
US11079460B2 (en) 2018-02-28 2021-08-03 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Position determination device for terminal
KR20210001170A (ko) * 2019-06-27 2021-01-06 유니트론 주식회사 IoT 망을 이용한 독거인 생활 패턴 학습 및 모니터링 시스템
KR20210092594A (ko) * 2020-01-16 2021-07-26 서울대학교산학협력단 미세먼지 정보 제공 장치 및 그 방법
KR102333222B1 (ko) * 2021-09-27 2021-12-01 국방과학연구소 소형 무인기의 자동 비행을 위한 제어 방법 및 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101908534B1 (ko) 2018-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101908534B1 (ko) 이동체의 위치 및 자세 결정 장치 및 방법
KR102463176B1 (ko) 위치 추정 장치 및 방법
US10234292B2 (en) Positioning apparatus and global navigation satellite system, method of detecting satellite signals
US11506512B2 (en) Method and system using tightly coupled radar positioning to improve map performance
US10365363B2 (en) Mobile localization using sparse time-of-flight ranges and dead reckoning
CN104729506B (zh) 一种视觉信息辅助的无人机自主导航定位方法
US7970491B2 (en) Robot localization system
US8773303B2 (en) Position tracking device and method
KR100520166B1 (ko) 네비게이션시스템에서 이동체의 위치검출장치 및 그 방법
US20020180636A1 (en) Passive ranging/tracking processing method
US20170023659A1 (en) Adaptive positioning system
US7792330B1 (en) System and method for determining range in response to image data
US20180154901A1 (en) Method and system for localizing a vehicle
EP2144038A2 (en) Inertial measurement using an imaging sensor and a digitized map
JP2012207919A (ja) 異常値判定装置、測位装置、及びプログラム
JP2016126001A (ja) 慣性航法システム及び慣性航法システムにおける磁気近点離角検出支援を提供する方法
JP5605539B2 (ja) 移動体位置推定追尾装置、移動体位置推定追尾方法、及び移動体位置推定追尾プログラム
JP5164645B2 (ja) カルマンフィルタ処理における繰り返し演算制御方法及び装置
WO2020202522A1 (ja) 車両測位装置
Dawson et al. Radar-based multisensor fusion for uninterrupted reliable positioning in GNSS-denied environments
WO2016196717A2 (en) Mobile localization using sparse time-of-flight ranges and dead reckoning
KR101763911B1 (ko) 자기장 외란이 심한 환경에서 수중체의 선수각 추정 장치 및 그 방법
KR101833007B1 (ko) 도플러 비컨을 이용한 수중 이동체의 위치 및 속도 추정 방법 및 시스템
US6256264B1 (en) Localization of a submerged tow vehicle (lost)
KR101837868B1 (ko) Gps 차폐지역에서 radar와 v2v를 이용한 차량 측위 보정 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant