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학술저널
저자정보
장태호 (한밭대학교) 김영식 (한밭대학교) 장태수 (한밭대학교)
저널정보
Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.35 No.8
발행연도
2018.8
수록면
745 - 752 (8page)
DOI
10.7736/KSPE.2018.35.8.745

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In this study we investigated Kalman filter-based attitude estimation algorithms, considering external acceleration and bias effects in several different scenarios. Towards these goals, gyro biases were first estimated, or calibrated, in all three applied algorithms. Whereas external acceleration effects were not considered in the first algorithm, external acceleration effects were compensated for in the second and third algorithms, using the Kalman filter’s residual and acceleration model. Low, intermediate, and high external acceleration scenarios were then implemented in our test-bed. Three different rotational frequencies (0.3, 3, and 6 ㎐) for roll and pitch rotations were applied. Performance of each estimation algorithm was analyzed using slopes, y-intercepts, and standard deviations obtained from the linear regression. Our results confirm that attitude estimation errors are linearly proportional to the magnitude of the applied external acceleration. Perhaps most importantly, our results show the second algorithm may be used to provide relatively uniform and accurate estimation performance for low- and high-frequency motions.
#Euler angle (오일러 각) #Kalman filter (칼만 필터) #External acceleration (외부가속도) #Bias (바이어스) #Attitude estimation (자세 추정)

목차

1. 서론
2. 칼만필터 기반 센서융합 자세추정 방법
3. 알고리즘 실험
4. 결론
REFERENCES

참고문헌 (19)

참고문헌 신청
Mathie, M., Coster, A., Lovell, N., and Celler, B., “Detection of Daily Physical Activities Using a Triaxial Accelerometer,” Medical and Biological Engineering and Computing, Vol. 41, No. 3, pp. 296-301, 2003. Uiterwaal, M., Glerum, E., Busser, H., and Van Lummel, R., “Ambulatory Monitoring of Physical Activity in Working Situations, a Validation Study,” Journal of Medical Engineering & Technology, Vol. 22, No. 4, pp. 168-172, 1998. Yun, X., Calusdian, J., Bachmann, E. R., and McGhee, R. B., “Estimation of Human Foot Motion During Normal Walking Using Inertial and Magnetic Sensor Measurements,” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 61, No. 7, pp. 2059-2072, 2012. Williamson, R. and Andrews, B., “Detecting Absolute Human Knee Angle and Angular Velocity Using Accelerometers and Rate Gyroscopes,” Medical and Biological Engineering and Computing, Vol. 39, No. 3, pp. 294-302, 2001. Bachmann, E. R., “Inertial and Magnetic Tracking of Limb Segment Orientation for Inserting Humans into Synthetic Environments,” Ph.D. Thesis, School of Naval Postgraduate Monterey CA, 2000.

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