정밀 스트랩다운 관성항법을 위한 혼합 이체쿼터니언 알고리즘

Abstract

Dual quaternion is efficient methodology to express rotation and translation of the vehicles movements in the unified frame work. Recently, a strapdown inertial navigation algorithm based on dual quaternion was introduced. By comparing and analyzing the classical and dual-quaternion algorithms, this paper proposes a new strapdown inertial navigation algorithm that maintains the accurracy benefit of the dual-quaternion algorithm with considerable computational reduction. Simulation results show the efficiency of the proposed hybrid strapdown navigation algorithm.

근래에 들어 관성항법 알고리즘의 성능 향상에 이체 쿼터니언(dual quaternion)이 새로이 적용되기 시작하였다. 이체 쿼터니언은 선형 미분방정식으로 계산하는 쿼터니언을 회전운동과 병진운동을 동시에 취급하는 이체수(dual number)체계로 확장한 형태이다. 본 논문에서는 기존의 관성항법 알고리즘과 근래에 소개된 이체 쿼터니언 알고리즘을 분석하여 두 알고리즘의 장점을 결합한 새로운 형태의 정밀 이체 쿼터니언 알고리즘을 제안하였다. 제안된 혼합 알고리즘은 기존 알고리즘과 유사한 수치적 연산량으로 이체 쿼터니언의 알고리즘과 유사한 정확도 향상을 얻을 수 있다. 시율 레이션을 통하여 제안된 혼합 알고리즘의 연산량 및 정확도를 평가하였다.