Single-antenna GPS/Gyroscope/Magnetometer Integrated Attitude Estimation

본 논문에서는 단일안테나 GPS 를 이용한 의사자세와 그를 보완하기 위한 자이로스코프와 지자기센서의 통합을 다루고 있다. 의사자세는 GPS 의 측정치를 이용하여 추정된 자세이기 때문에 출력율이 낮고 시간지연이 포함되어 있다. 또한 GPS 의 속도 측정치를 기반으로 하기 때문에 비행조건에 따라서 실제 자세와 의사자세 사이에는 차이가 발생하게 된다. 이와 같은 의사자세의 문제점을 자이로스코프와 지자기센서를 이용하여 개선하는 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 수행하였다.In this paper, we propose the attitude estimation algorithm integrating SAGPS(Single Antenna GPS), Gyroscope and Magnetometer. Pseudo-attitude from SAGPS has low output rate and time delay property. And it differs from actual attitude according to flight condition of airplane because it is based on velocity measurements of GPS. We adopted gyroscope and magnetometer to improve attitude accuracy and output rate of the pseudo-attitude. Using proposed method, simulation is performed and its results are shown.OAIID:oai:osos.snu.ac.kr:snu2012-01/104/0000003405/22SEQ:22PERF_CD:SNU2012-01EVAL_ITEM_CD:104USER_ID:0000003405ADJUST_YN:NEMP_ID:A000360DEPT_CD:446CITE_RATE:0FILENAME:2012춘계항공우주학회실적자료_노희권.pdfDEPT_NM:기계항공공학부EMAIL:[email protected]:

Quaternion-based AHRS Improved by Inertial Sensor Bias Compensation

자세 및 방위 결정 시스템(AHRS)은 자이로 바이어스를 추정하기 위하여 가속도계 센서와 지자기 센서를 이용한다. 저가의 MEMS 가속도계의 경우 바이어스 안정도도 낮을 뿐만 아니라 수십 mg 의 초기 오차를 가진다. 이러한 가속도계 바이어스 오차는 저가 MEMS 센서로 구성된 AHRS 의 자세 정확도를 감소시킨다. 본 논문에서는 자이로 바이어스뿐만 아니라 가속도계 바이어스를 실시간 추정함으로써 자세 및 방위각의 정확도를 향상시키는 쿼터니언 기반 확장칼만핕터 알고리듬을 제시하고, 시뮬레이션을 통해 제시된 알고리듬의 성능을 검증한다.Attitude Heading Reference System (AHRS) uses accelerometer and magnetic sensor to compensate gyro bias. A lowcost MEMS grade accelerometer has tens of mg of initial bias as well as low in-run bias stability. This uncorrected initial bias of accelerometer is the main factor to reduce the accuracy of AHRS consisted of MEMS grade inertial sensors. This paper describes the quaternion-based extended Kalman filter algorithm to improve the attitude accuracy by estimating gyro and accelerometer bias together. Simulation results verify the performance of the proposed method.OAIID:oai:osos.snu.ac.kr:snu2012-01/104/0000003405/14SEQ:14PERF_CD:SNU2012-01EVAL_ITEM_CD:104USER_ID:0000003405ADJUST_YN:NEMP_ID:A000360DEPT_CD:446CITE_RATE:0FILENAME:조암_실적자료_2012KSAS추계.pdfDEPT_NM:기계항공공학부EMAIL:[email protected]: