Attitude and Heading Reference System (AHRS)는 Inertial Measurement Unit (IMU)와 지자계를 이용하여 등속 운동을 하는 항체의 자세를 제공한다. 구조가 복잡한 자이로의 사용을 하지 않고, 가속도계 만으로 이루어진 Gyro-Free IMU (GF-IMU)를 이용하면 여러가지 장점을 가질 수 있다. 본 논문에서는 GF-IMU를 이용한 AHRS의 설계법을 제안하고자 한다. 제안하는 AHRS는 각가속도 계산, 각속도 추정 알고리즘, 자세 계산 알고리즘, 비력 계산, 롤 및 피치 계산, 요 계산, 통합 칼만필터로 이루어진다. 제안한 AHRS의 유효성을 보이기 위하여 가속도계 6개로 이루 어진 GF-IMU에 대하여 각속도 및 자세 추정 결과를 확인하였다. 결과로부터 제안한 AHRS가 안정적으로 각속도와 자세를 추정하는 것을 알 수 있다.

Design of Attitude Heading Reference System Using Gyro Free Inertial Measurement Unit

Jae Hoon Son, Sang Heon Oh, Sang Jeong Lee, Dong-Hwan Hwang*

Attitude and Heading Reference System (AHRS) provides the attitude of the vehicle with constant velocity using the Inertial Measurement Unit (IMU) and the magnetometer. It is advantages to construct the AHRS can be constructed using the Gyro-Free IMU only accelerometer without complex structured gyroscopes. In this paper, a design method of AHRS using the GF-IMU is proposed. The proposed AHRS consists of angular acceleration calculation, angular velocity estimation algorithm, attitude calculation algorithm, specific force calculation, roll and pitch calculation, yaw calculation, and Kalman filter. In order to show the validity of the proposed method composed of the estimation results of angular velocity and attitude for a GF-IMU with six accelerometers were observed. The results show that the proposed method gives stable angular velocity and attitude.

Keywords: AHRS, GF-INS, GF-IMU

Speaker 손재훈 충남대학교