헤딩 추정 성능 향상을 위한 저가 지자기 센서의 Calibration 기법 연구

Abstract

저가의 MEMS 관성센서(IMU)를 사용하여 자세를 추정할 때 자세각은 적분 알고리즘으로 인해 빠르게 발산하게 된다. 최근에는 관성센서와 지자기 센서를 융합하여 각도 추정 성능을 향상시키는 연구가 많이 수행되어 왔다. 지자기 센서를 관성센서와 같이 사용하기 위해서는 지자기센서 단독의 자세 추정 성능을 향상 시킬 필요성이 있다. 스마트폰에 장착된 자기 센서나 저가의 자기 센서를 사용하여 헤딩 방향을 추정할 때, 그 센서 자체의 성능으로 인해 어려움을 겪을 때가 있다. 본 논문에서는 지자기 센서의 헤딩 추정 성능 향상을 위해 hard iron 오차와 soft iron 오차를 추정하여 초기 정렬시에 자기 센서의 성능을 향상시키는 calibration 방법을 제안한다. Calibration을 위하여 자기 센서가 일정 시간 동안 정지 상태일 때의 데이터와 한 방향으로만 회전하는 1축 턴테이블 위에서 실험한 데이터를 이용하였다.