센서 융합 칼만 필터를 이용한 휴대용 오십견 치료 기기 개발
- Alternative Title
- Development of Portable Frozen Shoulder Treatment Device using Sensor Fusion Kalman Filter
- Abstract
- This paper is applied to Sensor fusing Kalman Filter algorithm of removing Gyro Sensor Drift used the purpose of treatment devices for frozen shoulder. The main treatment is physical therapy for frozen shoulder. But the steady physical therapy at the hospital is difficult for patients. So their self-performing physical therapy is so effective. However, taking the correct position at the time of the exercise is important, measuring angle difference between the arms and shoulders to some extent, and monitoring the difference are needed for self-healing. Therefore, there is attempt to apply the gyro sensor for measuring the angle difference between the shoulders and arms. The gyro sensor outputs an angular velocity. However, the angular velocity output from the gyro sensor includes White Noise and an one-side bias. If the angular velocity with the error and bias is integrated by the sampling time, accumulated error of the type that diffuses one side occurred.
This paper evaluates that the a sensor unit applying the Sensor fusion Kalman filter using an acceleration sensor and a gyro sensor is suitable for the treatment device.
- Author(s)
- 김성원
- Issued Date
- 2015
- Awarded Date
- 2015. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/12082
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000001967701
- Alternative Author(s)
- Kim, Seong Won
- Affiliation
- 부경대학교 기계설계공학과
- Department
- 대학원 기계설계공학과
- Advisor
- 정영석
- Table Of Contents
- Abstract 1
제 1 장 서 론 3
1.1 연구의 배경 및 필요성 3
1.2 연구의 목적 및 방법 5
1.3 논문의 구성 6
제 2 장 자이로 센서 및 가속도 센서 7
2.1 MPU-9150의 특징 7
2.2 자이로 센서의 원리 및 특징 9
2.2.1 코리올리 힘 9
2.2.2 자이로 센서의 특징 11
2.3 가속도 센서의 원리 및 특징 14
2.3.1 가속도 센서의 원리 14
2.3.2 가속도 센서의 특징 15
제 3 장 센서 융합 칼만 필터 17
3.1 칼만 필터의 정의 17
3.2 칼만 필터 예측 과정 19
3.3 칼만 필터 추정 과정 21
3.4 칼만 필터 시스템 모델 24
3.5 각도 측정을 위한 칼만 필터 시스템 모델링 27
제 4 장 융합 칼만 필터 시뮬레이션 31
4.1 자이로 센서를 이용한 자세 측정 시뮬레이션 31
4.2 가속도 센서를 이용한 자세 측정 시뮬레이션 34
4.3 센서 융합 칼만 필터 시뮬레이션 37
4.4 시뮬레이션 결과 40
제 5 장 융합 칼만 필터 실험 결과 41
5.1 장치 구성 41
5.2 자이로 센서를 이용한 자세 측정 결과 43
5.3 가속도 센서를 이용한 자세 측정 결과 45
5.4 센서 융합 칼만 필터를 이용한 자세 측정 결과 47
5.4.1 바이어스 성분 제거 47
5.4.2 융합 칼만 필터에 의한 자세 측정 49
제 6 장 하드웨어 및 소프트웨어 적용 51
6.1 하드웨어 설계 및 제작 51
6.1.1 하드웨어 요구 설계 사항 51
6.1.2 배터리 충전 회로 설계 51
6.1.3 MPU-9150 회로 설계 52
6.1.4 블루투스 회로 설계 52
6.1.5 오십견 치료기 PCB 설계 53
6.1.6 제작된 오십견 치료기 PCB 54
6.2 모니터링 소프트웨어 적용 55
6.3 장비를 통한 자세 측정 56
제 7 장 결론 58
참고문헌 59
- Degree
- Master
-
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