본 논문에서는 회전 운동이 많은 궤적에서의 Attitude Reference System(ARS)를 위해 센서에 가해지는 외부 가속도(non-gravitational acceleration)를 추정한다. ARS는 외부 가속도가 존재할 시에 자세를 추정하는 데 어려움이 있다. 따라서 외부 가속도가 존재할 시에 가속도계에서 추정하는 자세 정보를 신뢰하지 않는 기법들이 널리 사용된다. 그러나 이는 외부 가속도가 빈번한 상황에서 ARS의 활용도를 낮추게 된다. 그러나 외부 가속도를 추정하면 외부 가속도가 존재하는 상황에서도 ARS를 활용하는 것이 가능하다. 고정된 회정팔을 중심으로 한 회전운동이 주가 되는 궤적의 경우 레버암을 통한 외부 가속도 추정이 가능하다. 본 논문에서는 회전운동이 주가 되는 궤적에서 회전중심의 위치를 칼만필터의 상태변수에 추가하여 회전중심의 위치를 추정하는 동시에 팔의 회전에 의한 가속도를 추정한다. 회전팔의 길이를 알고 있는 상황에서 본 알고리즘을 실험해본 결과, 외부 가속도가 존재하는 상황에서도 자세 및 회전팔의 길이를 추정할 수 있음을 확인하였다.

Keywords: attitude reference system (ARS), extended Kalman filter (EKF), augmented state Kalman filtering

Speaker Jungmin Park