교란성분 모델링이 IMMU기반 자세추정 정확성에 미치는 영향

최미진; 이정근

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저자정보: 최미진 (한경대학교) 이정근 (한경대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제41권 제8호 (통권 제383호)

발행연도: 2017.8

수록면: 783 - 789 (7page)

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9축 IMMU기반의 3차원 자세추정에 있어 대표적인 정확성 저하요인은 가속도계 신호를 교란시키는 외부가속도와 지자기센서 신호와 관련된 자기교란이라는 두 가지 교란성분이다. 교란성분에 의한 영향을 최소화하기 위해 모델링기반 기법과 스위칭 기법이 제안되어 왔고, 이를 비교한 연구도 진행된 바있다. 그러나 모델링기반 기법에서 모델링의 차이가 자세추정 성능에 미치는 영향에 대한 연구는 현재까지 발표된 바 없다. 본 논문은 교란성분 모델링이 IMMU기반 자세추정 정확성에 미치는 영향을 확인하기 위해, 모델링에 차이가 있는 최근 발표된 두 알고리즘을 다양한 시험조건에서 비교하였다. 이를 통해 교란성분 모델링의 차이는 진행잡음 공분산 행렬에 차이를 발생시키며, 이로 인해 자세추정 성능에 영향을 끼칠 수 있음을 확인할 수 있었다. 시험결과 두 알고리즘은 평균제곱근오차에서 롤·피치·요 평균 1.35° 및 요성분 3.63°의 차이를 발생시켰다.

#Disturbance Modeling(교란성분 모델링) #Orientation(자세) #IMMU(관성자기측정장치)

참고문헌 (17)

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Park, K. J. and Won, M., 2014, People Tracking and Accompanying Algorithm for Mobile Robot using Kinect Sensor and Extended Kalman Filter, Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol. 38, No. 4, pp. 345~ 354. Kortier, H. G., Antonsson, J., Schepers, H. M., Gustafsson, F. and Veltink, P. H., 2015, Hand Pose Estimation by Fusion of Inertial and Magnetic Sensing Aided by a Permanent Magnet, IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng., Vol. 23, pp. 796~806. Sabatini, A. M., 2006, Quaternion-based Extended Kalman Filter for Determining Orientation by Inertial and Magnetic Sensing, IEEE Trans. Biomed. Eng., Vol. 53, No. 7, pp. 1346~1356. Lee, J. K., 2016, A Parallel Kalman Filter for Estimation of Magnetic Disturbance and Orientation, Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol. 40, No. 7, pp. 659~666. Ligorio, G. and Sabatini, A. M., 2015, A Linear Kalman Filtering-based Approach for 3D Orientation Estimation from Magnetic/Inertial Sensors, in Proc. of IEEE Multisensor Fusion and Integration for Intelligent Systems(MFI), San Diego, CA, USA, 14-16 September.

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