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3축 자기장 센서 및 관성센서를 이용한 차량 방위각 추정 방법
Vehicle Orientation Estimation by Using Magnetometer and Inertial Sensors 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.24 no.4, 2016년, pp.408 - 415  

황윤진 (한국과학기술원 기계공학과) ,  최세범 (한국과학기술원 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The vehicle attitude and sideslip is critical information to control the vehicle to prevent from unintended motion. Many of estimation strategy use bicycle model or IMU integration, but both of them have limits on application. The main purpose of this paper is development of vehicle orientation esti...

주제어

#차량동역학   #오일러 각 추정   #슬립 각 추정   #센서 퓨전   #자세 추정  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 한계를 극복하고, 다양한 조건에서 차량 방위각의 추정을 통하여 kinematic 모델을 통하여 얻는 slip 각도의 정확성을 향상시키기 위한 선행 연구로, 본 연구는 차량 자세 제어장치의 기본적 구성인 횡 가속도, 요 레이트, 휠 속도 센서와 3축 자기장 센서를 통한 차량의 방위각 추정 방법을 제안한다. 2장에서는 노면 경사 및 차량의 롤 피치 운동이 발생할 때 각각의 측정이 차량 동체 운동에 대하여 어떻게 반응하는지를 다루며, 이후 3장은 동역학 모델 및 측정 모델을 사용한 확장 칼만 필터를 통하여 차량 방위각을 추정하는 방법을 소개한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
slip 각도란 무엇을 말하는가? 차량 자세 제어에는 현재 차량의 움직임이 불안정한지를 판별하는 추정 알고리즘이 포함되는데, 주로 차량의 불안정성은 차량의 종방향 속도와 횡방향 속도가 이루는 각도에 크게 영향을 받는다. 이를 slip 각도라 부르며, 이 slip 각도의 직접적인 측정은 비용 및 내구의 문제를 내포하고 있어 주로 여러 센서측정값을 통한 추정값을 사용하게 된다.
차량자세제어장치의 주요 기능은 무엇인가? 지난 세기 주로 성능의 향상에 주안했던 자동차 기술은 최근 연비로 대표되는 친환경성과 전자제어를 통한 탑승자, 보행자 안전으로 그 초점이 이동하고 있다. 이 중, 주행안정성 및 조종성 향상을 위한 차량자세제어장치(ESC, Electronic Stability Control)는 각국에 출시되는 신차에 대하여 의무화 될 정도로 긴급 상황에서의 성능을 인정받고 있다.
Slip 각도를 추정하는데 가장 널리 알려진 방법은 무엇인가? Slip 각도를 추정하는데 있어 가장 널리 알려진 방법은 차량의 bicycle 모델을 이용한 추정이다. 오지원1)은 bicycle 모델을 기반으로 IMU(Inertial Measurement Unit)의 유사 적분을 통한 각도 추정법을 제안하였다.
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참고문헌 (7)

  1. J. J. Oh and S. B. Choi, "Vehicle Velocity Observer Design Using 6-d Imu and Multipleobserver Approach," IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, Vol.13, No.4, pp.1865-1879, 2012. 

    상세보기 crossref

  2. H. Kim and J. Ryu, "Sideslip Angle Estimation Considering Short-duration Longitudinal Velocity Variation," Int. J. Automotive Technology, Vol.12, No.4, pp.545-553, 2011. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. M. L. Psiaki, F. Martel and P. K. Pal, "Three-axis Attitude Determination via Kalman Filtering of Magnetometer Data," Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol.13, No.3, pp.506-514, 1990. 

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  4. J. H. Yoon and H. Peng, "A Cost-effective Sideslip Estimation Method Using Velocity Measurements from Two GPS Receivers," IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol.63, No.6, pp.2589-2599, 2014. 

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  5. J. L. Crassidis, K. L. Lai and R. R. Harman, "Real-time Attitude-independent Three-axis Magnetometer Calibration," Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol.28, No.1, pp.115-120, 2005. 

    상세보기 crossref

  6. L. Markley, "Attitude Determination Using Two Vector Measurements," NASA Conference Publication, NASA, 1999. 

  7. Y. J. Hwang, Cost-Effective Vehicle Attitudes Estimation by Using Magnetometer and GPS, M. S. Thesis, KAIST, Daejeon, 2015. 

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