칼만 필터 알고리즘을 이용한 전자기유도 펜 입력장치의 위치인식 향상에 관한 연구 (A Study on Improving Position Recognition of Electromagnetic Induction Pen Input Device Using Kalman Filter Algorithm)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 25권 / 9호 / 467 ~ 473페이지
· 저자명 : 곽도혁, 박영덕, 유영기

초록

디지털 기술의 발달과 더불어 유아 또한 디지털 기기에 노출되는 시간이 증가함에 따라 유아의 뇌 발달과 인지기능에 악영향을 미칠 수 있는 상황에서 아날로그와 디지털 방식의 장점을 결합한 글쓰기 유아 교구가 필요하다고 한다.
국내 중소기업 P사는 전자기유도 전자펜과 학습지를 이용해 유아의 필기에 상호작용하며 음성 피드백을 제공하는 교육기구를 개발하였다. 하지만 전자기유도 전자펜의 시스템에서 센서 잡음과 외부 요소에 의한 좌표 인식 오차로 인하여잦은 동작 오류가 발생함을 알게 되었다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 측정 데이터의 잡음을 감소하거나다음 값을 예측할 수 있는 알고리즘인 칼만 필터 알고리즘을 적용하였다. 칼만 필터 알고리즘을 적용하기 위해 전자기유도 전자펜 시스템의 시스템 모델을 설정하였으며, 센서 잡음의 분산과 시스템 잡음의 분산을 실험으로 설정하였다. 칼만필터를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우를 비교 실험한 결과 칼만 필터를 통해 잡음을 효과적으로 감소시켜, 조금더 안정적이고 정확한 좌표를 제공할 수 있음을 확인하였다.

영어초록

With the development of digital technology, the amount of time children are exposed to digital devices increases, which can have a negative impact on the brain development and cognitive function of children. Therefore, writing aids for children that combine the advantages of analog and digital methods are required. A domestic small business developed an educational device that interacts with children's handwriting and provides voice feedback using an electromagnetic induction electronic pen and workbook. On the other hand, frequent operation errors occur in the electromagnetic induction electronic pen system because of sensor noise and coordinate recognition errors caused by external factors. In this study, the Kalman filter algorithm, which can reduce noise from measurement data or predict the next value, was applied to solve this problem. The Kalman filter algorithm was applied by setting a system model of the electromagnetic induction electronic pen system and setting up the dispersion of sensor noise and system noise for experiments. A comparative experiment between cases with and without applying the Kalman filter confirmed that noise can be effectively reduced through the Kalman filter, providing more stable and accurate coordinates.

참고자료

· 없음