멀티모달 센서 시스템용 유전자 알고리즘 보정기 및 PnP 플랫폼

Genetic Algorithm Calibration Method and PnP Platform for Multimodal Sensor Systems

본 논문은 PnP(plug and play) 기술을 지원하는 멀티모달 센서 플랫폼을 제안하였다. PnP 기술은 센서 모듈이 연결이 되면 자동으로 인식하여 응용프로그램을 사용하여 손쉬운 센서 제어를 제공한다. 멀티모달 플랫폼을 검증하기 위해, 펌웨어 를 사용하여 센서를 실험하였다. 센서 모듈이 연결되면 펌웨어는 센서 모듈을 인지하여 센서 데이터를 읽는다. 따라서, PnP 기술 지원을 통해 소프트웨어 설정 없이 자동으로 센서를 연동할 수 있게 된다. 측정한 센서 데이터는 다양한 왜곡에 의해 오류를 가지고 있다. 따라서, 본 논문은 다항식 계산을 통해 센서의 오류를 보상하고자 한다. 다항식 보상기의 계수를 찾기 위해 유전자 알고리즘 방식을 사용하였다. 실험결과 악조건에서 97%의 오류를 제거하였다. 또한, 제안하는 플랫폼은 다양한 프로토콜의 센서를 지원하기 위해 UART, I2S, I2C, SPI, GPIO를 지원한다.

This paper proposes a multimodal sensor platform which supports plug and play (PnP) technology. PnP technology automatically recognizes a connected sensor module and an application program easily controls a sensor. To verify a multimodal platform for PnP technology, we build up a firmware and have the experiment on a sensor system. When a sensor module is connected to the platform, a firmware recognizes the sensor module and reads sensor data. As a result, it provides PnP technology to simply plug sensors without any software configuration. Measured sensor raw data suffer from various distortions such as gain, offset, and non-linearity errors. Therefore, we introduce a polynomial calculation to compensate for sensor distortions. To find the optimal coefficients for sensor calibration, we apply a genetic algorithm which reduces the calibration time. It achieves reasonable performance using only a few data points with reducing 97% error in the worst case. The platform supports various protocols for multimodal sensors, i.e., UART, I2C, I2S, SPI, and GPIO.