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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 원종훈
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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관성항법시스템(Inertial Navigation System, INS)은 각속도를 측정하는 자이로스코프
(Gyroscope, Gyro: 자이로)와 가속도계와 같은 관성측정장치(Inertial Measurement Unit,
IMU)를 이용한 독립적 항법시스템으로 항체의 위치, 속도 및 자세와 같은 항법해를 구할
수 있다. 그러나 관성측정장치의 운용 시간에 따라 누적되는 오차로 인하여 항법해의 오
차는 시간에 따라 증가한다.
추측항법(Dead Reckoning, DR)은 자동차 내부의 항법장치들을 이용하는 시스템으로 본
논문에서는 게이트웨이(Controller Area Network, CAN) 데이터로 부터 2차원 지평면상의
자동차의 이동거리(속도) 및 요(yaw)각속도를 추출하여 자동차의 위치, 속도 및 자세각을
결정할 수 있다. 이 또한 INS와 마찬가지로 시간에 경과함에 오차가 누적된다.
범지구 위성 항법 시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS)은 위성과 수신기간
의 의사거리(Pseudorange)를 측정하여 수신기의 항법해를 이끌어 내는 시스템으로 GNSS
는 Galileo, Beidou, GLONASS 등 여러 각국에서 운용하는 시스템이며, GPS는 GNSS의
일종으로 미국에서 운용하는 시스템이다. GPS는 절대적인 항법해를 기반으로 장시간
운용시에 운용시간과 관계없는 항법해를 구하므로 시간에 따른 항법해에 안정성은 높지
만, 건물이 많은 도시에서의 신호간섭(Multi-path)과 터널과 같은 신호부재에 의한 가시위
성수 부족에 의해 환경에 따라 항법해를 구할 수 없는 상황에 놓일 수도 있다. 기존
GNSS/INS는 GNSS와 INS간의 장단점을 서로 상호보완하는 시스템으로 시스템의 안정성
과 정확성을 확보하는 시스템이다. 이에 DR을 결합함으로써 수직방향의 방위각 안정
성과 지상항법에 따른 수신 안정도 및 센서측정의 횟수 증가로 강인함을 높일 수 있다.
본 논문에서는 지상 차량항법 환경에 맞춘 INS와 DR의 위치, 속도 오차방정식과 자세방
정식을 유도하고, GPS와 INS/DR의 통합 칼만필터를 적용하는 과정을 통하여 GPS, INS,
DR을 결합함으로써 상호보완적인 통합항법시스템을 MATLAB 시뮬레이션 및 실측실험을
기반으로 기존 GPS/INS와 비교하여 성능을 분석하는데 목표를 두었다.
(Gyroscope, Gyro: 자이로)와 가속도계와 같은 관성측정장치(Inertial Measurement Unit,
IMU)를 이용한 독립적 항법시스템으로 항체의 위치, 속도 및 자세와 같은 항법해를 구할
수 있다. 그러나 관성측정장치의 운용 시간에 따라 누적되는 오차로 인하여 항법해의 오
차는 시간에 따라 증가한다.
추측항법(Dead Reckoning, DR)은 자동차 내부의 항법장치들을 이용하는 시스템으로 본
논문에서는 게이트웨이(Controller Area Network, CAN) 데이터로 부터 2차원 지평면상의
자동차의 이동거리(속도) 및 요(yaw)각속도를 추출하여 자동차의 위치, 속도 및 자세각을
결정할 수 있다. 이 또한 INS와 마찬가지로 시간에 경과함에 오차가 누적된다.
범지구 위성 항법 시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS)은 위성과 수신기간
의 의사거리(Pseudorange)를 측정하여 수신기의 항법해를 이끌어 내는 시스템으로 GNSS
는 Galileo, Beidou, GLONASS 등 여러 각국에서 운용하는 시스템이며, GPS는 GNSS의
일종으로 미국에서 운용하는 시스템이다. GPS는 절대적인 항법해를 기반으로 장시간
운용시에 운용시간과 관계없는 항법해를 구하므로 시간에 따른 항법해에 안정성은 높지
만, 건물이 많은 도시에서의 신호간섭(Multi-path)과 터널과 같은 신호부재에 의한 가시위
성수 부족에 의해 환경에 따라 항법해를 구할 수 없는 상황에 놓일 수도 있다. 기존
GNSS/INS는 GNSS와 INS간의 장단점을 서로 상호보완하는 시스템으로 시스템의 안정성
과 정확성을 확보하는 시스템이다. 이에 DR을 결합함으로써 수직방향의 방위각 안정
성과 지상항법에 따른 수신 안정도 및 센서측정의 횟수 증가로 강인함을 높일 수 있다.
본 논문에서는 지상 차량항법 환경에 맞춘 INS와 DR의 위치, 속도 오차방정식과 자세방
정식을 유도하고, GPS와 INS/DR의 통합 칼만필터를 적용하는 과정을 통하여 GPS, INS,
DR을 결합함으로써 상호보완적인 통합항법시스템을 MATLAB 시뮬레이션 및 실측실험을
기반으로 기존 GPS/INS와 비교하여 성능을 분석하는데 목표를 두었다.
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