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다중압력센서를 이용한 보행패턴 추정에 관한 연구
A Study of Human Gait Discrimination Using Multi-pressure Sensor 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.65 no.4, 2016년, pp.673 - 677  

최대영 (Dept. of Electrical and Electronic Engineering, Dankook University) ,  김경호 (Dept. of Electronic Engineering, Dankook University)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, In order to measure foot pressure, it makes analyzing device using multi-pressure sensor. This device was limited frequency band to 5Hz by using low-pass filter and MCU was detected signal every milliseconds. After wearing the device, the result was confirmed by blue-tooth to measure ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 순서대로 발뒤축 접지기에서는 뒷꿈치가 증립 입각기에서는 발 날과 앞꿈치가 순서대로 무게를 지지하게 되고 진출기에는 엄지발가락에 무게를 지지할 것이라고 예측하였다. 따라서 본 연구에는 그림 4와 같이 올바른 무게지지 면적에서 측정된 족저압 측정 순서를 이용하여 보행패턴 추정 알고리즘을 제안하였다.
  • 하지만 본 연구에서는 기존 연구와 차별화 하여 보행패턴을 다양하게 분석하기 위해서 보행 시 지면에 힘이 가해지는 부분들에 다중압력센서를 사용하여 족저압을 측정하였다. 또한 실시간으로 족저압 데이터를 확인하기 위해서 블루투스모듈을 사용하여 PC에서 결과를 확인하고자 하였다.
  • 건강을 유지하기 위해서는 평소에도 바른 자세를 유지하며 걷는 생활이 중요하다. 본 연구에서는 다양한 보행패턴을 측정하기 위해서 기존의 단일 압력센서를 이용하였을 때보다 개인의 보행패턴을 쉽게 확인하기 위해서 보행 시 발바닥이 지면과 접촉하는 부분에 다중의 압력센서를 부착하여 족저압을 이용한 보행패턴 분석을 제안하였다. 다중압력센서로부터 얻은 족저압 데이터는 저역통과필터를 이용하여 노이즈를 제거하였으며 측정 시 선의 제약을 제거하기 위해서 무선으로 데이터를 확인하였다.
  • 총 네 가지 과정을 이용하여 왼발까지 진행되면 한 사이클을 이루게 된다. 본 연구에서는 바른 보행 패턴을 사용하여 보행을 진행할 때 무게지지면적에서 측정된 족저압을 이용하여 보행패턴을 분석하였다.
  • 본 연구에서는 바른 보행을 진행할 때와 비정상적 보행을 진행하였을 때의 보행패턴을 추정하기 위해 올바른 무게지지면적에서의 측정된 족저압을 이용한 보행패턴분석 시스템을 구현하였다. 측정 시 행동의 제약을 제거하기 위해서 무선측정을 사용하였고 그에 따라 그림 6과 같이 측정을 하고 족저압 데이터를 전송하는 송신부와 전송받은 데이터를 확인할 수 있도록 PC에 연결해주는 수신부를 각각 보드에 구성하였다.
  • 본 연구에서는 보행패턴을 분석하기 위해서 올바른 무게지지면적에 부착 된 압력센서를 사용하여 측정된 족저압 신호들을 측정하였다. 그림 4는 그림 3과 같이 바른 걷기 단계를 진행하였을 때 그림 2에서 표시된 올바른 무게지지 면적에 압력센서를 부착 후 족저압이 측정되는 순서를 예측하여 나타내보았다.
  • 본 연구에서는 보행패턴을 측정하기 위해서 올바른 무게지지면적에 압력센서를 부착하여 족저압을 측정하였다. 그림 10은 바른 보행을 진행하였을 때 Teraterm을 이용하여 획득한 데이터를 Origin 프로그램을 사용하여 그래프로 다시 나타내었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
보행이란? 사람의 가장 기본적인 이동수단으로써 보행을 꼽을 수 있다. 보행은 인간의 신경과 골격근이 총괄적으로 사용되는 복잡한 과정이며 여러 신체 활동의 협응으로 이우러지는 동작이다. 따라서 사람의 보행패턴을 분석함으로써 잘못된 보행습관과 자세의 불균형에 대해서 추정해볼 수 있다[2].
한국보건산업진흥원에서 조사한 전세계 스마트 헬스케어 시장규모는 어느 정도인가? 그림 1은 한국보건산업진흥원에서 전세계 스마트 헬스케어 시장규모를 조사한 내용이다. 2011년에 315억 달러였던 전 세계 스마트 헬스케어 시장규모는 2014년에 402억 달러의 시장으로 3년간 약 27%가 증가되었다. 또한 국내 스마트 헬스케어 시장규모 역시 2011년 1.
국내 스마트 헬스케어 시장규모는 어느 정도 성장했는가? 2011년에 315억 달러였던 전 세계 스마트 헬스케어 시장규모는 2014년에 402억 달러의 시장으로 3년간 약 27%가 증가되었다. 또한 국내 스마트 헬스케어 시장규모 역시 2011년 1.95억 달러 규모에서 약 56%증가된 3.04억 달러 규모로 성장하였다. 이와 같이 유비쿼터스 헬스케어는 특히 웨어러블 디바이스 산업에서 큰 성장세를 보이고 있으며, 다양한 분야에서 새로운 인식방법의 필요성이 증대되고 있다.
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참고문헌 (5)

  1. Do Un Jeong and Wan Young Chung, ""Posture and activity monitoring using a 3-axis accelrometer", J. of the Korean Sensors Society, pp. 467-474, 2007. 

  2. Se Dong Min and Chun-ki Kwon, "Step Counts and Posture Monitoring System using Insole type Textile Capacitive pressure Sensor For Smart Gait Analysis", Journal of The Korea Society of Computer and Information, Vol. 17 No. 8, pp 107-114, 2012. 

  3. Hwa Young Jung, Wang ChangWon and Se Dong Min, "Real-time position monitoring system using pressure sensor", 2014 Biomedical System and Smart Care Conference, Vol. 2014 No. 2, pp. 73-75, 2014. 

  4. Eung-Soo Kim, "Fabrication of shoes for analyzing human gait pattern using strain sensors", Korea Institute of Electronic Communications Science, Vol. 8 No. 9, pp. 1407-1412, 2013 

  5. Ju-Hee Hong, Dae-yong Choi and Kyung-Ho Kim, "Foot pressure measurement using a pressure sensor and posture analysis", 2015 Biomedical Systems Confernce, Vol. 2015 No. 2, pp. 21-24, 2015 

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