KR20070021812A - 관성센서를 이용한 추측항법 장치 및 그 방법 - Google Patents

관성센서를 이용한 추측항법 장치 및 그 방법 Download PDF

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조성윤
최완식
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한국전자통신연구원
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은, 관성센서를 이용한 추측항법 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 한 개의 가속도계와 두 개의 자이로스코프를 이용하여 항법정보를 산출함으로써, 회전구간에서 원심력 미검출에 의한 오차를 제거하고, DR(Dead Reckoning)/GPS(Global Positioning System) 복합항법시스템에 적용되어 궤적에 관계없이 자이로스코프의 바이어스 추정을 가능하게 하며, 초기 방위각 추정 오차가 큰 경우에도 항법정보를 정상적으로 산출하도록 하기 위한, 관성센서를 이용한 추측항법 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 관성센서를 이용한 추측항법 장치에 있어서, 피치축 각속도를 측정하여 피치각을 산출하기 위한 피치각 산출수단; 상기 피치각 산출수단에서 산출한 피치각과 가속도를 이용하여 속도를 산출하기 위한 속도 산출수단; 방위각축 각속도를 측정하여 방위각을 산출하기 위한 방위각 산출수단; 상기 속도 산출수단에서 산출한 속도, 및 상기 방위각 산출수단에서 산출한 방위각을 디지털 값으로 변환하기 위한 신호처리수단; 및 상기 신호처리수단에서 디지털화한 속도와 방위각을 이용하여 항법 데이터를 산출하기 위한 연산/제어수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 항법 장치 등에 이용됨.
추측항법, 관성센서, 피치각, 방위각, 수평좌표계, 항법좌표계, 이동거리

Description

관성센서를 이용한 추측항법 장치 및 그 방법{Dead reckoning apparatus using inertial sensors}
도 1 은 본 발명에 따른 관성센서를 이용한 추측항법 장치의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 관성센서를 이용한 추측항법 장치의 차량 장착시 각 센서의 위치를 나타내는 일예시도,
도 3 은 본 발명에 이용되는 동체좌표계와 수평좌표계 사이의 관계를 나타내는 일실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 이용되는 수평좌표계와 항법좌표계 사이의 관계를 나타내는 일실시예 설명도,
도 5 는 본 발명에 따른 관성센서를 이용한 항법정보 산출 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 6 은 본 발명이 적용되는 DR/GPS 시스템에서 항법정보 산출 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 7 은 본 발명에 따른 관성센서를 이용한 추측항법 장치의 성능을 나타내는 일예시도,
도 8 은 본 발명이 적용된 DR/GPS 시스템과 종래의 추측항법 장치가 적용된 DR/GPS 시스템에서 자이로스코프 오차 추정 오차 공분산 행렬을 비교한 일예시도,
도 9 는 본 발명이 적용된 DR/GPS 시스템과 종래의 추측항법 장치가 적용된 DR/GPS 시스템에서 초기 방위각 추정 오차가 큰 경우의 방위각 추정 오차를 비교한 일예시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101 : y축 자이로스코프 102 : x축 가속도계
103 : z축 자이로스코프 104 : 신호처리부
105 : 연산/제어부 106 : 통신 모듈
본 발명은 관성센서를 이용한 추측항법 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 개의 가속도계와 두 개의 자이로스코프를 이용하여 항법정보를 산출함으로써, 회전구간에서 원심력 미검출에 의한 오차를 제거하고, DR(Dead Reckoning)/GPS(Global Positioning System) 복합항법시스템에 적용되어 궤적에 관계없이 자이로스코프의 바이어스 추정을 가능하게 하며, 초기 방위각 추정 오차가 큰 경우에도 항법정보를 정상적으로 산출하도록 하기 위한, 관성센서를 이용한 추 측항법 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에서는 관성센서의 일예로 자이로스코프를 예로 들어 설명하기로 한다.
저급, 소형, 저전력, 저가의 GPS 수신기가 개발됨에 따라 상업용 차량항법 시스템에서 측위 센서로 GPS 수신기가 주로 사용되고 있으며, GPS 수신기를 통해 획득한 차량의 위치 정보를 디지털 지도에 맵매칭(map matching)하여 사용자에게 자신의 위치 및 속도 등의 항법정보와 길안내, 위험지역 알림 등의 위치기반서비스(LBS: Location Based Service)를 제공하고 있다.
하지만, 이러한 GPS 기반의 위치정보 제공 시스템은 터널, 지하주차장, 도심지역 등에서와 같이 GPS 신호의 완전/부분적인 차단이 생기는 경우에는 정확한 위치 정보를 제공하지 못하게 된다.
따라서, 단절 없는 측위 정보를 제공하기 위해 속도계, 지자계 센서, 관성센서 등으로 구성된 추측항법 장치(DR: Dead Reckoning)와 GPS 수신기를 결합한 DR/GPS 복합항법시스템을 구성하여, GPS 신호를 사용할 수 있는 경우에는 DR/GPS 시스템을 구동시키고, GPS 신호를 획득할 수 없는 구간에서는 추측항법 장치만 구동시켜 항법정보를 계산한다.
한편, 추측항법 장치를 관성센서로 구성하는 경우에 시장성, 모듈의 크기 등을 고려하여 성능을 보장하는 조건하에서 최소 개수의 센서를 장착하는 방법에 관한 연구가 진행되고 있으나, 현재 차량의 모든 움직임(6 DoF : 6 Degree of Freedom)을 측정하여 위치 변화를 계산하기 위해 IMU(Inertial Measurement Unit) 형태의 추측항법 장치가 제작 판매되고 있다.
이러한, IMU를 사용하는 경우 DR/GPS 시스템의 필터에서 추정해야 하는 파라미터의 개수를 증가시켜 상업용 항법시스템에서는 실시간 추정이 불가능한 문제점이 있다.
한편, 상업용 저가형 관성센서 모듈은 MEMS(Micro Electro Mechanical System)형 관성센서로 구성되는데, 낮은 성능으로 인해 추측항법 장치(DR)와 DR/GPS 시스템에서 정확한 항법정보를 산출할 수 없게 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 한 개의 가속도계와 두 개의 자이로스코프를 이용하여 항법정보를 산출함으로써, 회전구간에서 원심력 미검출에 의한 오차를 제거하고, DR(Dead Reckoning)/GPS(Global Positioning System) 복합항법시스템에 적용되어 궤적에 관계없이 자이로스코프의 바이어스 추정을 가능하게 하며, 초기 방위각 추정 오차가 큰 경우에도 항법정보를 정상적으로 산출하도록 하기 위한, 관성센서를 이용한 추측항법 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 관성센서를 이용한 추측항법 장치에 있어서, 피치축 각속도를 측정하여 피치각을 산출하기 위한 피치각 산출수단; 상기 피치각 산출수단에서 산출한 피치각과 가속도를 이용하여 속도를 산출하기 위한 속도 산출수단; 방위각축 각속도를 측정하여 방위각을 산출하기 위한 방위각 산출수단; 상기 속도 산출수단에서 산출한 속도, 및 상기 방위각 산출수단에서 산출한 방위각을 디지털 값으로 변환하기 위한 신호처리수단; 및 상기 신호처리수단에서 디지털화한 속도와 방위각을 이용하여 항법 데이터를 산출하기 위한 연산/제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 방법은, 관성센서를 이용한 항법정보 산출 방법에 있어서, 피치축 각속도를 측정하여 피치각을 산출하는 단계; 가속도를 측정하는 단계; 상기 산출한 피치각과 상기 측정한 가속도를 이용하여 속도를 산출하는 단계; 방위각축 각속도를 측정하여 방위각을 산출하는 단계; 상기 산출한 속도, 및 상기 산출한 방위각을 디지털 값으로 변환하는 단계; 및 상기 디지털화한 속도와 방위각을 이용하여 항법 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 DR/GPS 시스템의 성능을 보장하며 성능 향상을 기대할 수 있는 최소 개수의 관성센서로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 관성센서를 이용한 추측항법 장치의 일실시예 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 관성센서를 이용한 추측항법 장치는, 차량의 피치축 각속도를 측정하여 피치각을 산출하기 위한 y축 자이로스코프(101), 상기 y축 자이로스코프(101)에서 산출한 피치각과 차량의 전진방향 가속도를 이용하여 속도를 산출하기 위한 x축 가속도계(102), 차량의 방위각축 각속도를 측정하여 방위각을 산출하기 위한 z축 자이로스코프(103), 상기 x축 가속도계(101)에서 산출한 속도, 및 z축 자이로스코프(103)에서 산출한 방위각을 디지털 값으로 변환하기 위한 신호처리부(일예로 A/D 변환기)(104), 상기 신호처리부(104)에서 디지털화한 속도 및 방위각을 이용하여 항법 데이터(항법좌표계 상의 이동거리)를 산출하기 위한 연산/제어부(105), 상기 연산/제어부(105)에서 산출한 항법 데이터를 외부로 전송하기 위한 통신모듈(106)을 포함한다.
여기서, 상기 연산/제어부(105)는 위성항법 장치와 연동시 DR/GPS를 수행하는 알고리즘을 구동한다.
또한, 상기 통신모듈(106)은 직렬통신, SPI 등을 포함한다.
도 2 는 본 발명에 따른 관성센서를 이용한 추측항법 장치의 차량 장착시 각 센서의 위치를 나타내는 일예시도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 관성센서를 이용한 추측항법 장치의 각 센서는, x축 가속도계(202), y축 자이로스코프(203), z축 자이로스포크(204)를 포함한다. 이때, "201"은 센서모듈 케이스를 의미한다.
여기서, 상기 센서모듈 케이스(201)의 x, y, z축은 각각 직각을 이루며, x축은 차량의 전진방향, y축은 차량의 오른쪽 방향, 그리고 z축은 차량의 아래 방향을 향하도록 센서모듈 케이스를 차량에 탑재한다.
또한, 상기 x축 가속도계(202)의 측정 축은 센서모듈 케이스(201)의 x축을 향하도록 장착한다.
또한, 상기 y축 자이로스코프(203)의 측정 축은 센서모듈 케이스(201)의 y축을 향하도록 장착한다.
또한, 상기 z축 자이로스코프(204)의 측정 축은 센서모듈 케이스(201)의 z축을 향하도록 장착한다.
도 3 은 본 발명에 이용되는 동체좌표계와 수평좌표계 사이의 관계를 나타내는 일실시예 설명도이다.
도 3 에 도시된 바와 같이,
Figure 112005045820828-PAT00001
는 차량의 피치각,
Figure 112005045820828-PAT00002
는 차량의 x축에 장착된 가속도계의 출력으로 동체좌표계 상의 가속도를 의미하며,
Figure 112005045820828-PAT00003
는 수평좌표계 상에 계산된 x축 속도를 의미한다.
도 4 는 본 발명에 이용되는 수평좌표계와 항법좌표계 사이의 관계를 나타내는 일실시예 설명도이다.
도 4 에 도시된 바와 같이,
Figure 112005045820828-PAT00004
는 방위각을 의미하고, N은 북쪽(North), E는 동쪽(East)을 의미한다. 이때, N-E축이 항법좌표계를 나타낸다.
도 5 는 본 발명에 따른 관성센서를 이용한 항법정보 산출 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 피치각(
Figure 112005045820828-PAT00005
), 방위각(
Figure 112005045820828-PAT00006
)을 계산한다(501).
즉, y축 자이로스코프(102)는 하기의 [수학식 1]을 이용하여 피치각을 계산하고, z축 자이로스코프(103)는 하기의 [수학식 2]를 이용하여 방위각을 계산한다.
Figure 112005045820828-PAT00007
여기서,
Figure 112005045820828-PAT00008
는 y축 자이로스코프(102)의 출력을 의미하고,
Figure 112005045820828-PAT00009
는 y축 자이로스코프(102)의 출력값의 단위를 deg/s로 변환시켜 주는 환산계수를 의미하며, 하위첨자 y는 y축, k는 시점, dk는 추측항법(DR) 계산주기를 의미한다.
Figure 112005045820828-PAT00010
여기서,
Figure 112005045820828-PAT00011
는 z축 자이로스코프(103)의 출력을 의미하고,
Figure 112005045820828-PAT00012
는 z축 자이로스코프(103)의 출력값의 단위를 deg/s로 변환시켜 주는 환산계수를 의미하며, 하위첨자 z는 z축, k는 시점, dk는 추측항법(DR) 계산주기를 의미한다.
이후, 수평좌표계 상의 전진방향 속도를 계산한다(502).
즉, x축 가속도계(101)는 하기의 [수학식 3]을 이용하여 수평좌표계 상의 전진방향 속도를 계산한다.
Figure 112005045820828-PAT00013
여기서, 상위첨자 h는 수평좌표계(horizontal frame), b는 동체좌표계(body frame)을 의미하며, 하위첨자 x는 x축을 의미한다. 그리고,
Figure 112005045820828-PAT00014
는 x축 가속도계 출력값,
Figure 112005045820828-PAT00015
는 x축 가속도계(101) 출력값의 단위를
Figure 112005045820828-PAT00016
으로 변화시켜 주는 환산계수(scale factor)를 의미한다. 그리고, g는 중력 가속도,
Figure 112005045820828-PAT00017
는 피치각을 의미한다.
이후, 항법좌표계 상의 이동거리를 계산한다(503).
즉, 연산제어부(105)는 [수학식 1]을 통해 계산한 방위각 정보와 [수학식 3]을 통해 계산한 수평좌표계 상의 속도를 이용하여 하기의 [수학식 4]를 통해 항법좌표계 상의 이동거리를 계산한다.
Figure 112005045820828-PAT00018
여기서, 하위첨자 N과 E는 각각 북쪽과 동쪽을 의미한다.
도 6 은 본 발명이 적용되는 DR/GPS 시스템에서 항법정보 산출 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, DR 구동은 10Hz 이상의 높은 주파수로 이루어지며, DR/GPS의 필터 갱신은 GPS 정보 수신 주기에 맞추어 일반적으로 1Hz로 이루어진다.
이후, DR 알고리즘을 구동한다(601). 이때, DR 알고리즘은 GPS 정보 1주기 수신 완료(603)가 되기 전까지 DR 구동 주파수만큼 반복된다.
이후, GPS 데이터 수신이 완료되면 필터 구동을 위한 측정치 정보를 계산한다(604).
이때, 측정치는 DR과 GPS의 결합기법에 따라 달라지며, 약결합(loosely coupled)으로 결합되는 경우 하기의 [수학식 5]를 통해 계산한다.
Figure 112005045820828-PAT00019
여기서, 상위첨자 GPS는 GPS 정보를 의미하며, 하위첨자 Lat와 Lon은 각각 위도(latitude)와 경도(longitude)를 의미한다. 그리고,
Figure 112005045820828-PAT00020
는 지구의 반경을 의미한다.
이후, 측정치 정보 계산이 완료되면 필터를 구동한다(605). 이때, DR/GPS 시스템에서 필터는 주로 칼만필터를 사용할 수도 있고, DR의 비선형성을 고려하여 확장칼만필터(EKF)를 사용할 수도 있다. 또한, EKF 이외에 시그마 포인트 칼만필터, 이동구간 칼만 FIR 필터 등의 대체 필터를 사용할 수도 있다.
이후, 필터를 통해 추정된 오차를 사용하여 항법정보를 계산한 후(606), 상기 "601" 과정으로 진행한다.
도 7 은 본 발명에 따른 관성센서를 이용한 추측항법 장치의 성능을 나타내는 일예시도이다.
도 7 에 도시된 바와 같이, "Proposed DR Scheme"는 본 발명에 따른 광선센서를 이용한 추측항법 장치의 성능 그래프를 나타내고, "Conventional DR(INS) Scheme"는 종래의 관성항법 장치(INS: Inertial Navigation System)의 성능 그래프를 나타낸다. 또한, "true"는 이상적인(Ideal) 그래프를 나타낸다.
이때, 종래의 관성항법 장치는 2D(2-dimension) 측위를 위해 두 개의 가속도계를 사용하여 하기의 [수학식 6]과 같은 방식으로 속도와 위치를 계산한다.
Figure 112005045820828-PAT00021
Figure 112005045820828-PAT00022
이를 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 추측항법 장치에서 발생하는 오차가 종래의 관성항법 장치에서 발생하는 오차보다 적음을 알 수 있다. 이것은 2개의 가속도계 오차 대신 1개의 가속도계 오차에 영향을 받고, MEMS형 저급 가속도계를 사용하는 경우 기존의 관성항법 장치에서는 회전구간에서 부정확한 원심력 검출에 의하여 오차를 발생할 수 있으나, 본 발명에서는 이런 영향이 없기 때문이다.
도 8 은 본 발명이 적용된 DR/GPS 시스템과 종래의 추측항법 장치가 적용된 DR/GPS 시스템에서 자이로스코프 오차 추정 오차 공분산 행렬을 비교한 일예시도이다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 종래의 추측항법 장치가 적용된 DR/GPS 시스템은 선형 운동궤적에서는 자이로스코프 바이어스의 가관측성이 좋지 않으며, 회전 구간에서 가관측성이 향상되는 것을 볼 수 있다. 그러나, 본 발명이 적용된 DR/GPS 시 스템에서는 운동 궤적에 관계없이 자이로스코프 바이어스의 가관측성이 좋은 것을 볼 수 있다.
도 9 는 본 발명이 적용된 DR/GPS 시스템과 종래의 추측항법 장치가 적용된 DR/GPS 시스템에서 초기 방위각 추정 오차가 큰 경우의 방위각 추정 오차를 비교한 일예시도이다.
도 9 에 도시된 바와 같이, 종래의 추측항법 장치가 적용된 DR/GPS 시스템은 초기 방위각 추정오차가 큰 경우 필터가 발산하는 것을 볼 수 있다. 그러나, 본 발명이 적용된 DR/GPS 시스템의 경우 초기 방위각 추정 오차가 큰 경우에도 필터가 방위각 오차를 잘 추정함으로써, 좋은 필터 성능을 보이는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 한 개의 가속도계와 두 개의 자이로스코프를 이용하여 항법정보를 산출함으로써, 회전구간에서 원심력 미검출에 의한 오차를 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본발명은 DR(Dead Reckoning)/GPS(Global Positioning System) 복합항법시스템에 적용되어 궤적에 관계없이 자이로스코프의 바이어스 추정을 가능하게 하며, 초기 방위각 추정 오차가 큰 경우에도 항법정보를 정상적으로 산출하도록 하는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 관성센서를 이용한 추측항법 장치에 있어서,
    피치축 각속도를 측정하여 피치각을 산출하기 위한 피치각 산출수단;
    상기 피치각 산출수단에서 산출한 피치각과 가속도를 이용하여 속도를 산출하기 위한 속도 산출수단;
    방위각축 각속도를 측정하여 방위각을 산출하기 위한 방위각 산출수단;
    상기 속도 산출수단에서 산출한 속도, 및 상기 방위각 산출수단에서 산출한 방위각을 디지털 값으로 변환하기 위한 신호처리수단; 및
    상기 신호처리수단에서 디지털화한 속도와 방위각을 이용하여 항법 데이터를 산출하기 위한 연산/제어수단
    을 포함하는 관성센서를 이용한 추측항법 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산/제어수단에서 산출한 항법 데이터를 외부로 전송하기 위한 통신수단
    을 더 포함하는 관성센서를 이용한 추측항법 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 속도 산출수단, 상기 피치각 산출수단, 및 상기 방위각 산출수단은 3차원 좌표축 상에서 서로 다른 축을 측정 축으로 하는 것을 특징으로 관성센서를 이용한 추측항법 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 피치각 산출수단은,
    하기의 [수학식 a]를 이용하여 피치각을 산출하는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 추측항법 장치.
    [수학식 a]
    Figure 112005045820828-PAT00023
    여기서,
    Figure 112005045820828-PAT00024
    는 y축 자이로스코프(102)의 출력을 의미하고,
    Figure 112005045820828-PAT00025
    는 y축 자이로스코프(102)의 출력값의 단위를 deg/s로 변환시켜 주는 환산계수를 의미하며, 하위첨자 y는 y축, k는 시점, dk는 추측항법(DR) 계산주기를 의미한다.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 속도 산출수단은,
    하기의 [수학식 b]를 이용하여 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 추측항법 장치.
    [수학식 b]
    Figure 112005045820828-PAT00026
    여기서, 상위첨자 h는 수평좌표계(horizontal frame), b는 동체좌표계(body frame)을 의미하며, 하위첨자 x는 x축을 의미한다. 그리고,
    Figure 112005045820828-PAT00027
    는 x축 가속도계 출력값,
    Figure 112005045820828-PAT00028
    는 x축 가속도계(101) 출력값의 단위를
    Figure 112005045820828-PAT00029
    으로 변화시켜 주는 환산계수(scale factor)를 의미한다. 그리고, g는 중력 가속도,
    Figure 112005045820828-PAT00030
    는 피치각을 의미한다.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 방위각 산출수단은,
    하기의 [수학식 c]를 이용하여 방위각을 산출하는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 추측항법 장치.
    [수학식 c]
    Figure 112005045820828-PAT00031
    여기서,
    Figure 112005045820828-PAT00032
    는 z축 자이로스코프(103)의 출력을 의미하고,
    Figure 112005045820828-PAT00033
    는 z축 자이로스코프(103)의 출력값의 단위를 deg/s로 변환시켜 주는 환산계수를 의미하며, 하위첨자 z는 z축, k는 시점, dk는 추측항법(DR) 계산주기를 의미한다.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 연산/제어수단은,
    하기의 [수학식 d]를 이용하여 항법 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 추측항법 장치.
    [수학식 d]
    Figure 112005045820828-PAT00034
    여기서, 하위첨자 N과 E는 각각 북쪽과 동쪽을 의미한다.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    차량에 장착될 경우에,
    상기 속도 산출수단은 차량의 전진방향 가속도를 측정하고, 상기 피치각 산출수단은 차량의 피치축 각속도를 측정하며, 상기 방위각 산출수단은 차량의 방위 각축 각속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 추측항법 장치.
  9. 관성센서를 이용한 항법정보 산출 방법에 있어서,
    피치축 각속도를 측정하여 피치각을 산출하는 단계;
    가속도를 측정하는 단계;
    상기 산출한 피치각과 상기 측정한 가속도를 이용하여 속도를 산출하는 단계;
    방위각축 각속도를 측정하여 방위각을 산출하는 단계;
    상기 산출한 속도, 및 상기 산출한 방위각을 디지털 값으로 변환하는 단계; 및
    상기 디지털화한 속도와 방위각을 이용하여 항법 데이터를 산출하는 단계
    를 포함하는 관성센서를 이용한 항법정보 산출 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 산출한 항법 데이터를 외부로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 관성센서를 이용한 항법정보 산출 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 피치축 각속도, 가속도, 및 방위각축 각속도는 3차원 좌표축 상에서 서로 다른 축을 측정 축으로 하여 측정되는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 항법정보 산출 방법.
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