KCI등재
고속 자율 무인잠수정 적용을 위한 MEMS 기술기반 자세 측정 장치 개발 = Development of Attitude Heading Reference System based on MEMS for High Speed Autonomous Underwater Vehicle
저자
황아롬 (거제대학교) ; 안남현 (거제대학교) ; 윤선일 (LIG 넥스원(주)) ; Hwang, A-Rom ; Ahn, Nam-Hyun ; Yoon, Seon-Il
발행기관
학술지명
해양환경안전학회지(Jouranl of the Korean Society of Marine Environment & Safety)
권호사항
발행연도
2013
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
666-673(8쪽)
KCI 피인용횟수
1
DOI식별코드
제공처
본 연구는 빠른 운항 속도와 짧은 운용 시간을 요구하는 임무에 활용될 저가 소형 자율 무인잠수정에 고가 대형 관성 측정 장치를 대신하여 사용할 수 있는 저가 소형 자세 측정 장치 개발 및 성능 검증을 수행하였다. 저가 소형 자세 측정 장치 개발을 위해서 MEMS 기술을 적용한 gyro, accelerometer 및 magnetometer 채택하여 MEMS 기반 하드웨어를 제작하였으며, 좌표 변환 공식과 칼만 필터를 적용하여 자세 계산 알고리즘을 구현하였다. 또한 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치에 대한 기본 성능 검증을 위한 지자기센서 검증 시험, 정적 자세 시험, 차량 시험, 운동 모사 장치 시험을 수행하였으며, 각각 시험 결과를 제시하였다. 지자기센서 검증 시험 결과 외부 자기장 보정을 통하면 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치의 측정 결과가 외부 자기장에 강인함을 확인하였으며, 정적 자세 시험 및 차량 시험을 통하여 자세 변화가 크지 않는 환경에서 자세 측정 오차가 $0.5^{\circ}/hr$ 임을 확인하였다. 운동 모사 장치 시험을 통하여 5분 내외 자세 변화가 큰 운동 중에도 자세 측정 오차가 발산하지 않고 $1^{\circ}/hr$ 이내임을 확인하였다. 상기 시험 결과로부터 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치가 목표 성능인 $1^{\circ}/hr$이내 roll, pitch, yaw 오차를 보여주고 있음 확인하였으며, 이로부터 20분 내외 운용 시간 동안 정확한 자세 정보 제공 가능성을 확인할 수 있었다.
더보기This paper proposes the performance evaluation test of attitude heading reference system (AHRS) suitable for small high speed autonomous underwater vehicle(AUV). Although IMU can provides the detail attitude information, it is sometime not suitable for small AUV with short operation time in view of price and the electrical power consumption. One of alternative for tactical grade IMU is the AHRS based micro-machined electro mechanical system(MEMS) which can overcome many problems that have inhibited the adoption of inertial system for small AUV such as cost and power consumption. A cost effective and small size AHRS which incorporates measurements from 3-axis MEMS gyroscopes, accelerometers, and 3-axis magnetometers has been developed to provide a complete attitude solution for AUV and the attitude calculation algorithm is derived based the coordinate transform equation and Kalman filter. The developed AHRS was validated through various performance tests as like the magnetometer calibration, operating experiments using land mobile vehicle and flight motion simulator (FMS). The test of magnetometer calibration shows the developed MEMS AHRS is robust to the external magent field change and the test with land vehicle proves the leveling error of developed MEMS AHRS is below $0.5^{\circ}/hr$. The results of FMS test shows the fact that AHRS provides the measurement with $0.5^{\circ}/hr$ error during 5 minutes operation time. These results of performance evaluation tests showed that the developed AHRS provides attitude information which error of roll and pitch are below $1^{\circ}$ and the error of yaw is below $5^{\circ}$ and satisfies the required specification. It is expected that developed AHRS can provide the precise attitude measurement under sea trial with real AUV.
더보기분석정보
연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
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2026 | 평가예정 | 재인증평가 신청대상 (재인증) | |
2020-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (재인증) | KCI등재 |
2017-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (계속평가) | KCI등재 |
2013-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2010-01-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
2009-01-01 | 평가 | 등재후보 1차 PASS (등재후보1차) | KCI후보 |
2008-01-01 | 평가 | 신청제한 (등재후보1차) | KCI후보 |
2007-01-01 | 평가 | 등재후보 1차 FAIL (등재후보1차) | KCI후보 |
2005-01-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
---|---|---|---|
2016 | 0.42 | 0.42 | 0.43 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.45 | 0.43 | 0.592 | 0.13 |
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