[논문]선박용 지자기 보정 기능을 갖는 이동식 전자컴퍼스 개발

홍창현; 김영철; 정길도

[국내논문] 선박용 지자기 보정 기능을 갖는 이동식 전자컴퍼스 개발
Design of e-compass with terrestrial magnetic compensation for a ship 원문보기

홍창현 (전북대학교 전자정보공학부) , 김영철 (군산대학교 기계공학부) , 정길도 (전북대학교 전자정보공학부)

Recently fishing industry is interested in efficient and automated fishing implementations to reach the level of the international leading technology. One of the important device used in fishing boat is an automated electric compass that harnesses the GPS and terrestrial magnetic sensor. The electric compass is desired to be minimized in size while keeping a high effectiveness in the characteristic of a magnetic compass. This device also can be used as a heading angle sensor to construct auto-navigation system in a small size of ships. However, there exists measurement errors induced from the slope of terrestrial magnetic sensor caused by the motion of boat. In this paper, a method has been proposed removing the measurement error arising from the slope of terrestrial magnetic sensor when the ship is in motion. We have designed a sensor with two DOF(degree of freedom) and a weight to maintain the horizontality of the sensor. Through this research, the hardware has been designed and also a test has been performed. The test shows a promissory result.

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문제 정의

본 논문에서는 선박에서 지자기 센서를 이용한 전자컴퍼스를 항법시스템 으로 활용할 때 지자기 센서가 가지게 될 기울어짐에 대한 측정오차에 대하여 해결책을 제시하였다. 전자컴퍼스의 지자기 센서 부분에 2개의 자유도 를 갖게 하고 아래 방향으로 자력이 없는 추를 달아 수평을 유지하게 하였 고 좌우 40° 와 전후 20° 의 영역에서 그 수평을 유지하도록 설계하였다.

제안 방법

본 논문에서는 지자기 센서모듈 하단에 자력이 없는 물질로 추를 달고 2 자유도를 갖게 하여 일정 영역에서의 기울어짐에 수평을 유 지 할 수 있도록 센서를 설계하였다. 측정된 angle 값을 RS 232C통 신을 이용하여 LCD에 표시할 수 있게 하드웨어룰 설계하였다.
실제 선박에서의 실험이 어려운 관계로 센서에 임의로 기울기를 제공하여 그 측정오차를 측정하였다.•센서를 켈리브레이션 후 200° 로 고정시킨 후 좌우와 전후로 각각 기을기를 그림 9.
본 실험에서 그림 7.(a)와 같이 지자계 센서에 2개의 자유도와 추를 달아 센서가 선박의 조종운동 시 '전후운동에는 20°, 좌우운동에서는 40。 영역 내에서 수평을 유지하도록 설계하였다. 그림 7.
본 논문에서는 선박에서 지자기 센서를 이용한 전자컴퍼스를 항법시스템 으로 활용할 때 지자기 센서가 가지게 될 기울어짐에 대한 측정오차에 대하여 해결책을 제시하였다. 전자컴퍼스의 지자기 센서 부분에 2개의 자유도 를 갖게 하고 아래 방향으로 자력이 없는 추를 달아 수평을 유지하게 하였 고 좌우 40° 와 전후 20° 의 영역에서 그 수평을 유지하도록 설계하였다. 실험을 통하여 센서의 측정오차가 1° 임을 확인하여 그 성능을 입증하였다
본 논문에서는 지자기 센서모듈 하단에 자력이 없는 물질로 추를 달고 2 자유도를 갖게 하여 일정 영역에서의 기울어짐에 수평을 유 지 할 수 있도록 센서를 설계하였다. 측정된 angle 값을 RS 232C통 신을 이용하여 LCD에 표시할 수 있게 하드웨어룰 설계하였다. 그리고 설계된 일정 기울기 영역 내에서의 센서의 측정값과 그 영역 밖 에서의 센서 측정값을 비교하여 제안된 방식대로 설계된 지자기 센 서가 기울어짐에 대하여 측정오차가 발생하지 않았음을 확인하였다.

성능/효과

측정된 angle 값을 RS 232C통 신을 이용하여 LCD에 표시할 수 있게 하드웨어룰 설계하였다. 그리고 설계된 일정 기울기 영역 내에서의 센서의 측정값과 그 영역 밖 에서의 센서 측정값을 비교하여 제안된 방식대로 설계된 지자기 센 서가 기울어짐에 대하여 측정오차가 발생하지 않았음을 확인하였다.

후속연구

향후 연구계획으로는 선박의 직선항해의 자동항법을 위하여 GPS data의 평균값을 이용하여 지자기 센서값을 보정하고 잔자해도와 결합하여 실제 사용자가 편리한 Interface를 제공해주는 방향으로 전개해 나가겠다.

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