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물체에 부착된 관성 측정 장치로부터 제공되는 상기 물체에 대한 각속도 값, 상기 물체가 받는 중력 값 및 상기 물체에서의 자기장 값에 기초하여 컴퓨팅 장치에서 상기 물체의 자세를 추정하는 방법으로서,상기 각속도 값에 기초하여 상기 물체의 회전 행렬 - 상기 회전 행렬은 상기 물체의 자세를 나타냄 - 을 예측(predict)하는 단계;상기 중력 값 및 상기 자기장 값으로부터 회전 에러 행렬 - 상기 회전 에러 행렬은 상기 예측된 회전 행렬의 예측 오차를 나타냄 - 을 생성하는 단계;상기 회전 에러 행렬의 리 대수(Lie algebra) 값을 생성하는 단계; 및상기 회전 에러 행렬의 리 대수 값에 기초하여 칼만 필터 알고리즘에 따라 상기 예측된 회전 행렬을 교정(correct)하는 단계를 포함하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 예측된 회전 행렬을 교정하는 단계는, 상기 회전 에러 행렬의 리 대수 값을 매개화하는 벡터 값을 생성하는 단계;상기 벡터 값을 상기 칼만 필터 알고리즘의 상태(state)로 제공하는 단계; 상기 제공된 상태에 기초하여 상기 칼만 필터 알고리즘을 수행하여 상기 벡터 값을 교정하는 단계; 및 상기 교정된 벡터 값에 기초하여 상기 예측된 회전 행렬을 교정하는 단계를 포함하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 회전 에러 행렬의 리 대수 값을 생성하는 단계는, 상기 회전 에러 행렬에 지수 사상(exponential mapping)을 수행하여 상기 회전 에러 행렬의 리 대수를 생성하는 단계를 포함하는, 방법
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제3항에 있어서, 상기 회전 에러 행렬의 리 대수를 생성하는 단계는, 상기 회전 에러 행렬의 로그 값을 상기 회전 에러 행렬의 리 대수로서 생성하는 단계를 포함하는, 방법
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제1항에 있어서, 상기 회전 에러 행렬을 생성하는 단계는, 상기 중력 값 및 상기 자기장 값에 기초하여 상기 회전 추정 행렬을 생성하는 단계; 상기 예측된 회전 행렬과 상기 회전 추정 행렬에 기초하여 상기 회전 에러 행렬을 생성하는 단계 - 상기 회전 에러 행렬은 상기 예측된 회전 행렬과 상기 회전 추정 행렬 간의 차를 나타냄 - 를 포함하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 물체의 회전 행렬을 예측하는 단계는, 자이로 센서의 바이어스 값을 설정하는 단계; 상기 자이로 센서로부터 측정값을 제공받는 단계; 및 상기 측정값에서 상기 바이어스 값을 차감한 값을 상기 각속도 값으로서 생성하는 단계를 포함하는 방법
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제6항에 있어서, 상기 자이로 센서의 바이어스 값을 설정하는 단계는, 가속도 센서, 자기장 센서 및 상기 자이로 센서로부터 각각 측정값을 제공받는 단계; 상기 가속도 센서의 측정값이 지구 중력 값을 포함하는 제1 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 단계; 상기 가속도 센서의 측정값과 상기 자기장 센서의 측정값 간의 내적 값이 제2 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 가속도 센서의 측정값이 상기 제1 구간 내에 있고, 상기 내적 값이 상기 제2 구간 내에 있는 경우, 상기 자이로 센서의 측정값을 바이어스 값으로 설정하는 단계를 포함하는 방법
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제7항에 있어서, 상기 자이로 센서의 바이어스 값을 설정하는 단계는, 소정의 시간에 걸쳐 상기 자이로 센서에서 제공한 측정값들이 모두 제3 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 방법
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물체의 자세를 추정하는 장치로서,상기 물체에 부착되는 관성 측정부 - 상기 관성 측정부는 상기 물체에 대한 각속도 값, 상기 물체가 받는 중력 값 및 상기 물체에서의 자기장 값을 제공함 - ;상기 각속도 값에 기초하여 상기 물체의 회전 행렬 - 상기 회전 행렬은 상기 물체의 자세를 나타냄 - 을 예측(predict)하고, 상기 중력 값 및 상기 자기장 값으로부터 회전 에러 행렬 - 상기 회전 에러 행렬은 상기 예측된 회전 행렬의 예측 오차를 나타냄 -- 생성하고, 상기 회전 에러 행렬의 리 대수(Lie algebra) 값을 생성하고, 상기 회전 에러 행렬의 리 대수 값에 기초하여 칼만 필터 알고리즘에 따라 상기 예측된 회전 행렬을 교정(correct)하는 회전 행렬 생성부를 포함하는 장치
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제9항에 있어서, 상기 회전 행렬 생성부는 상기 회전 에러 행렬의 리 대수 값을 매개화하는 벡터를 상기 칼만 필터 알고리즘의 상태(state)로 제공하고, 상기 제공된 상태에 기초하여 상기 칼만 필터 알고리즘을 수행하여 상기 벡터를 교정하고, 상기 교정된 벡터에 기초하여 상기 예측된 회전 행렬을 교정하는, 장치
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제9항에 있어서, 상기 회전 행렬 생성부는 상기 회전 에러 행렬에 지수 사상(exponential mapping)을 수행하여 상기 회전 에러 행렬의 리 대수를 생성하는, 장치
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제9항에 있어서, 상기 회전 행렬 생성부는 상기 회전 에러 행렬의 로그 값을 상기 회전 에러 행렬의 리 대수로서 생성하는, 장치
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제9항에 있어서, 상기 회전 행렬 생성부는 상기 중력 값 및 상기 자기장 값에 기초하여 상기 회전 추정 행렬을 생성하고, 상기 예측된 회전 행렬과 상기 회전 추정 행렬에 기초하여 상기 회전 에러 행렬을 생성하고, 상기 회전 에러 행렬은 상기 예측된 회전 행렬과 상기 회전 추정 행렬 간의 차를 나타내는, 장치
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제9항에 있어서, 상기 회전 행렬 생성부는 자이로 센서의 바이어스 값을 설정하고, 상기 자이로 센서로부터 측정값을 제공받고, 상기 측정값에서 상기 바이어스 값을 차감한 값을 상기 각속도 값으로서 생성하고, 상기 각속도 값에 지수 사상을 수행하여 상기 각속도 값의 리 대수를 생성하는, 장치
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제14항에 있어서, 상기 회전 행렬 생성부는 가속도 센서, 자기장 센서 및 상기 자이로 센서로부터 각각 측정값을 제공받고, 상기 가속도 센서의 측정값이 지구 중력 값을 포함하는 제1 범위 내에 있는지 여부를 판단하고, 상기 가속도 센서의 측정값과 상기 자기장 센서의 측정값 간의 내적 값이 제2 범위 내에 있는지 여부를 판단하고, 상기 가속도 센서의 측정값이 상기 제1 구간 내에 있고, 상기 내적 값이 상기 제2 구간 내에 있는 경우, 상기 자이로 센서의 측정값을 바이어스 값으로 설정하는, 장치
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