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중력장 가속도, 중력 가속도, 그리고 가속도계 측정값 사이의 관계 원문보기

제어·로봇·시스템학회지 = iCROS, v.16 no.3, 2010년, pp.40 - 45  

이형근 (한국항공대학교 항공전자및정보통신공학부)

초록
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물체의 운동을 측정하기 위하여 관성 센서(inertial sensor)에 대한 배경 지식이 없는 사용자가 가속도계(accelerometer)를 사용하고자 할 경우 센서의 이름이 주는 혼동에 의하여 물체의 운동 가속도(acceleration)를 쉽게 얻어낼 수 있으리라 기대하게 된다. 반면, 가속도계가 실제 측정하여 주는 값은 비력 가속도(acceleration due to specific force)에 해당되므로 적절한 처리를 부가하지 않으면 기대한 바와 같이 물체의 운동 가속도를 얻을 수 없다. 가속도계의 측정값으로부터 운동 가속도를 추출하기 위해서는 중력장 가속도 (gravitational acceleration), 중력 가속도 (acceleration due to gravity), 비력 가속도, 그리고 운동 가속도 사이의 관계를 명확하게 구분 이해할 필요가 있다. 본 고에서는 앞선 고들에서 다룬(막대) 벡터, 좌표값, 좌표계, 좌표변환행렬, 그리고 코리올리 효과 등의 개념을 확장하여 다양한 개념의 가속도들을 구분 설명하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이들중 첫 번째는 GPS와 같은 전파센서 를 활용하는 방경우, 두 번째는 awoder와 같은 속도계와 나침반과 같은 방향계를 활용하는 경우, 그리고 세 번째는 자이로와 가속도계를 활용하는 경우에 각각 해당된다. 본 고에서는 이들 중 코리올리 효과와 측정 좌표계의 회전에 의하여 관련된 원리가 가장 복잡한 세번째 예를 다루고자 한다. 벡터와 좌표계 [1] 그리고 코리올리효과[2]에 대한상세한사항은앞선 고에서 다룬바있다.
  • 과정이 설명되었다. 저자는 본고에서 다루어진 내용이 관성 센서 를 처 음 활용하고자 하거 나 또는 관성 항법 시스템에 대하여 상세히 활용하고자 하는 독자들에 게 유익 한 내용이 되기 를 기 대 하며 글을 맺고자 한다.

가설 설정

  • 지 금까지 는 중력 장 가속도와 포텐셜에 대한 관계를 지 구의 외관이 이상적인 구형(sphericalshape)이며 밀도가균일하게 분포되 어 있다는 가정 하에서 살펴 보았다. 반면, 지 구가 다양한 밀도 분포를 내포하는 비대칭 입체에 해당되는 관계로, 실재적 인 중력 장 가속도와 포텐셜은 다소 복잡한 개 형 을 가진다.
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참고문헌 (2)

  1. 이형근, "벡터,좌표계,좌표값 그리고 좌표변환 행렬," 제어. 로봇. 시스템학회지,제15권,제14호 겨울호(12월호), pp. 38-42, 2009. 

  2. 이형근, "좌표계의 회전과 코리올리 효과" 제어. 로봇. 시스템학회지, 제16권, 제1호 봄호(3월호), pp. 51-55, 2010. 

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