기계적 부정확성과 조립 공차는 다양한 공학 시스템에서 불가피하며, 종종 상대 위치와 자세의 오차를 초래하는데, 이를 “자세(posture)”라고 한다. 이러한 자세 오차는 제어 정밀도와 시스템 전반의 성능을 저하시킬 수 있다. 이 문제를 완화하기 위해, 투사와 감지를 하나의 소형 구조에 통합하는 구조광 모듈(SLM)의 6자유도 자세를 추정하는 모델 기반 방법을 개발하였다. 이 접근에서는 세 개의 레이저 장치가 광선을 방출하고, 그로부터 생성된 점이 영상 장치에 의해 포착된다. 글로벌 좌표계에서의 이 점들의 공간적 배치는 SLM의 자세를 결정하는 데 활용된다. 1단계에서는 야코비안 기반 반복 추정 알고리즘이 초기 추정으로부터 예측된 레이저 점과 측정을 통해 얻어진 레이저 점 간의 불일치를 최소화함으로써 자세를 갱신한다. 2단계에서는 레이저 축들 사이의 기하학적 편차를 특성화하는 정렬 불일치 파라미터를 도입하고, 비선형 최적화를 통해 이를 정제한다. 이러한 2단계 과정은 견고한 수렴을 가능하게 하며, 레이저 축의 불일치가 존재하는 경우에도 추정 정확도를 유지한다. 본 방법은 시뮬레이션과 맞춤 설계된 테스트베드에서의 물리 실험을 통해, 공칭 및 교란 조건 하에서 검증되었다. 시뮬레이션 결과는 레이저 축 편차와 테스트베드의 불완전성이 있더라도 안정적인 추정 성능을 보였다. 반면 물리 실험에서는 추정 오차가 증가하였는데, 이는 주로 영상 시스템에서 레이저 점 위치를 서브픽셀 수준에서 정확히 파악하는 데 발생한 부정확성 때문이었다. 본 방법은 조작기, 산업 자동화 시스템 및 동적 환경 또는 센서 제약 환경에서 자세 추정을 지원하는 기타 공학적 플랫폼에 적용될 수 있다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.