자이로 센서와 가속도 센서 조합으로 ARS 센서 만들기 (상보 필터와 회전행렬 사용)

1차 상보 필터(Complementary Filter)와 회전 행렬(Rotation Matrix)로 ARS(Attitude Reference System)를 만들어보겠습니다. 하드웨어 제작에는 TDK사의 ICM-20948과 같은 IMU 센서가 필요합니다. 여기서는 하드웨어 제작 관련해서는 다루지 않겠습니다. IMU 센서로부터 자이로 센서 값과 가속도 센서 값을 얻어온 후, 필터를 거쳐 각도를 계산하는 과정에 대해 설명하겠습니다. IMU 센서, ICM-20948 1차 상보필터 설계 자이로 센서 값에는 바이어스가 있지만 각도의 변화에 민감하게 반응하기 때문에 고역통과필터(high pass filter)를 사용합니다. 그리고 가속도 센서에서 측정한 각도는 센서에 작용하는 외력에 의해 쉽게 영향을 받기 때문에 저역통과필터(low pass filter)를 사용합니다. 이 두 값을 합치기 위해 1차 상보필터를 사용합니다. 위 식에서 фg닷은 자이로 센서 값에서 바이어스를 제거한 값이고, фa는...

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