AHRS를 위한 쿼터니언 기반의 진행방향 추정 알고리즘

Abstract

AHRS(Attitude and Heading Referene System)는 항공기의 자세와 진행방향을 제공하는 시스템을 말하며, 일반적으로 3축의 가속도계와 자이로, 지자기센터로 구성된다. 지금까지 AHRS는 센서와 시스템의 비용으로 인하여 고가의 장치로 인식되어 왔으나, 근래에 들어 MEMS기술이 발전하면서 각종 로봇이나 모션 인식과 같이 저가이면서도 높은 정확도를 요구하는 분야로 범위가 확대되고 있다. 자세 및 진행방향 계산은 자이로로부터 출력되는 각속도를 적분함으로써 이루어진다. 하지만 자이로의 출력 값은 바이어스 오차를 포함하고 있기 때문에 이를 그대로 이용할 경우 큰 자세오차가 발생하게 된다. 따라서 이를 보상하기 위해 가속도계를 이용하게 되고, 진행방향에 대한 오차를 보상하기 위해서 지자기센서가 이용된다.