KR101111284B1 - Dummy for estimating feeling of sitting in seat - Google Patents

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Abstract

요추의 전후방으로 미세 컨트롤이 가능하고 척추 관절 마디마다에서 발생되는 자세 측정오차를 보상할 수 있으며 측정된 각 관절의 상대위치를 절대위치 좌표계로 변환할 수 있는 시트 평가용 더미가 개시된다. 시트 평가용 더미는 다수개의 요추 조인트가 서로 연결되며 적층된 것으로서, 요추 조인트는, 조인트 하우징과, 조인트 하우징의 좌우를 관통하며 회전 가능한 회전축과, 인접한 다른 요추 조인트에 설치된 회전축에 체결되어 조인트 하우징을 인접한 다른 조인트 하우징에 상하 방향으로 연결시키는 조인트 연결부재와, 조인트 하우징과 인접한 다른 조인트 하우징 사이에 개재되어 조인트 하우징의 회전운동에 부하를 가하는 적어도 하나의 탄성부재, 및 탄성부재의 압력을 조절하는 예압 제어부재를 포함한다. 더미의 착좌 자세를 보다 인체 자세와 유사하게 구현할 수 있고, 측정의 정밀도 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있으며, 더미의 착좌 자세를 차량의 절대위치의 관점에서 평가함으로써 측정의 효율성 등이 크게 향상된다.Dummy for evaluating seats that can finely control the front and back of the lumbar spine, compensate for posture measurement errors occurring at every spinal joint node, and convert the relative position of each measured joint into an absolute position coordinate system is disclosed. The dummy for evaluating the seat is a stack of a plurality of lumbar joints connected to each other, and the lumbar joint is connected to the joint housing, a rotating shaft rotatable through the left and right sides of the joint housing, and a rotating shaft installed at another adjacent lumbar joint to connect the joint housing. At least one elastic member interposed between the joint housing and the other joint housing adjacent to the other joint housing in the vertical direction, at least one elastic member interposed between the joint housing and the other joint housing to apply a load to the rotational movement of the joint housing, and a preload for regulating the pressure of the elastic member. It includes a control member. The dummy's sitting posture can be implemented more similarly to the human body posture, the accuracy and reliability of the measurement can be greatly improved, and the efficiency of the measurement is greatly improved by evaluating the dummy's sitting posture in terms of the absolute position of the vehicle.

더미, 척추, 요추 Dummy, spine, lumbar spine

Description

시트 평가용 더미{Dummy for estimating feeling of sitting in seat}Dummy for estimating feeling of sitting in seat}

본 발명은 시트 평가용 더미에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 충돌 해석 등의 목적으로 인간 관절의 형태와 흡사하게 구현되는 시트 평가용 더미에 관한 것이다.The present invention relates to a dummy for evaluating a sheet, and more particularly, to a dummy for evaluating a sheet implemented similarly to the shape of a human joint for the purpose of various collision analysis.

초기의 자동차 산업이 주행성능, 충돌안전성 등의 개발에 초점이 맞춰짐에 따라, 오늘날 자동차의 주행성능이나 충돌에 대한 안전성은 크게 향상되었다. As the early automotive industry focused on the development of driving performance, crash safety, and the like, the driving performance of cars and the safety against collisions are greatly improved today.

하지만, 미래의 자동차는 주행성능과 충돌안전성 뿐만 아니라 인간공학적인 설계도 고려되어야만 자동차 상품성에 좋은 결과를 갖게 될 것이다. 자동차에 대한 인간공학적 설계 목적은 쾌적성 향상, 예방 안전의 확보, 피로의 경감 등을 위한 것으로, 자동차의 구조, 스타일, 상품성, 법규제 등과 연결시켜 인간 중심으로 자동차를 설계하는 것이 그 요점이다.However, future cars will have good results in car marketability only when ergonomic design is considered as well as driving performance and crash safety. The purpose of ergonomic design for automobiles is to improve comfort, secure preventive safety, reduce fatigue, and the point is to design automobiles centered on human beings by connecting them with the structure, style, merchandise, and legal regulations of automobiles.

이와 같이, 인간공학적 설계가 중요해짐에 따라, 충돌해석의 기능을 가진 더미 뿐만 아니라 인간의 관절 형태와 흡사한 구조 또는 중요 부분의 위치를 측정 가능한 더미들이 개발되고 있다. 예를 들어, H-point Machine이라 불리는 더미는 승 용차 시트의 표준규격 검증용으로 사용되며, Lear사에서 개발된 Life Form이라 불리는 더미는 인체와 유사한 골격구조와 연질 외피를 갖고 있는 시트 안락성 평가용으로 사용된다.As such, as the ergonomic design becomes more important, not only the dummy having a function of collision analysis but also a dummy capable of measuring the position of a structure or an important part similar to the shape of a human joint are being developed. For example, a dummy called an H-point machine is used to verify the standard specification of a passenger car seat, and a dummy called Life Form, developed by Lear, is used for evaluating seat comfort with a skeleton similar to a human body and a soft skin. Used as

그런데, 요추의 오차율을 줄이고 정확한 위치에 초기 기준점을 설정하기 위해서는 자율적인 움직임외에 인위적으로 요추의 위치를 잡아줘야 하는 일이 요구된다. 하지만, 전술한 종래의 더미들은 전후 방향의 미세 각도 조절이 불가능하여 이와 같은 기능을 수행할 수 없었다.However, in order to reduce the error rate of the lumbar spine and set the initial reference point at the correct position, it is required to artificially position the lumbar spine in addition to autonomous movement. However, the above-described conventional dummy is impossible to adjust the fine angle in the front and rear direction could not perform such a function.

또한, 종래의 더미들은 인체 골격구조의 모사를 통한 기하학적 상사모델 구축에 주력되었으나, 체계적인 자세 모니터링 시스템을 갖추지 못하였다. 이로 인해, 외관적인 거동을 일으키는 내부의 각 조인트의 상대적인 위치변화, 및 이에 따른 인체 전반의 자세 변화를 체계적으로 모니터링하는 것이 불가능한 문제점이 있었다.In addition, the conventional dummy was focused on the construction of geometric similarity model through the simulation of the human skeleton structure, but did not have a systematic posture monitoring system. For this reason, there is a problem that it is impossible to systematically monitor the relative position change of each joint inside the appearance of the behavior, and thereby the posture change throughout the human body.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 요추의 전후방으로 미세 컨트롤이 가능한 시트 평가용 더미를 제공한다.In order to solve such a conventional problem, the present invention provides a dummy for evaluating the sheet capable of fine control in front and rear of the lumbar spine.

또한, 본 발명에서는 오차할당 이론을 적용한 척추 좌표의 오차감소 알고리즘을 제공하여 척추 관절 마디마다에서 발생되는 자세 측정오차를 보상할 수 있는 시트 평가용 더미를 제공한다.In addition, the present invention provides a dummy for evaluating the seat that can compensate for the posture measurement error generated in every spinal joint by providing an error reduction algorithm of the spine coordinates applying the error allocation theory.

또한, 본 발명에서는 3차원 영상 3각측량 방법을 사용하여 더미 내에서 측정된 각 관절의 상대위치를 절대위치 좌표계로 변환할 수 있는 시트 평가용 더미를 제공한다.In addition, the present invention provides a dummy for evaluating a sheet that can convert the relative position of each joint measured in the dummy to an absolute position coordinate system using a three-dimensional image triangulation method.

본 발명의 일 실시 예에 따른 따른 시트 평가용 더미는 다수개의 요추 조인트가 서로 연결되며 적층된 것으로서, 요추 조인트는, 조인트 하우징과, 조인트 하우징의 좌우를 관통하며 회전 가능한 회전축과, 인접한 다른 요추 조인트에 설치된 회전축에 체결되어 조인트 하우징을 인접한 다른 조인트 하우징에 상하 방향으로 연결시키는 조인트 연결부재와, 조인트 하우징과 인접한 다른 조인트 하우징 사이에 개재되어 조인트 하우징의 회전운동에 부하를 가하는 적어도 하나의 탄성부재, 및 탄성부재의 압력을 조절하는 예압 제어부재를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the dummy for evaluating the seat is a plurality of lumbar joints connected to each other and stacked. The lumbar joint includes a joint housing, a rotating shaft rotatable through left and right sides of the joint housing, and another adjacent lumbar joint. At least one elastic member fastened to a rotating shaft installed at the joint connecting the joint housing to the other joint housing in an up and down direction, interposed between the joint housing and the other joint housing to apply a load to the rotational movement of the joint housing, And a preload control member for adjusting the pressure of the elastic member.

이 경우, 탄성부재는 조인트 연결부재의 후방 및 전방에 각각 배치되며, 예 압 제어부재는 전방에 배치된 탄성부재에 연결된다.In this case, the elastic members are disposed at the rear and front of the joint connecting member, respectively, and the preload control member is connected to the elastic member disposed at the front.

이 경우, 조인트 하우징은 하부에 인접한 다른 조인트 하우징보다 전방으로 돌출되게 형성되고, 예압 제어부재는 조인트 하우징의 돌출된 부위에 배치된다.In this case, the joint housing is formed to protrude forward than other joint housings adjacent to the lower portion, and the preload control member is disposed at the protruding portion of the joint housing.

이 경우, 조인트 하우징은 전방이 후방에 비해 하부로 경사지게 절곡 형성되며, 예압 제어부재는 경사진 조인트 하우징의 전방에 체결된다.In this case, the joint housing is formed to bend downward at the front side relative to the rear side, and the preload control member is fastened to the front of the inclined joint housing.

또한, 예압 제어부재는 조인트 하우징에 승강 가능하게 체결되어, 예압 제어부재의 승강에 따라 예압 제어부재의 일측에 연결된 탄성부재의 압력이 조절될 수 있다.In addition, the preload control member may be fastened to the joint housing to be lifted and lowered, so that the pressure of the elastic member connected to one side of the preload control member may be adjusted according to the lift of the preload control member.

이 경우, 탄성부재는 양측이 각각 인접하는 조인트 하우징들을 지지하는 압축 스프링이고, 예압 제어부재는 조인트 하우징에 나사 체결되는 볼트부, 및 볼트부의 일측에 배치되어 볼트부의 하강에 의해 압축 스프링을 가압하는 판부재를 포함할 수 있다.In this case, the elastic member is a compression spring that both sides support the adjacent joint housings, the preload control member is a bolt portion screwed to the joint housing, and disposed on one side of the bolt portion to press the compression spring by the lowering of the bolt portion It may include a plate member.

이 경우, 조인트 하우징은 상단의 전,후방측 및 하단의 전,후방측에 각각 압축 스프링의 단부를 지지하기 위한 지지홈이 형성되고, 조인트 하우징의 하단 전방에 위치한 지지홈으로부터 조인트 하우징의 상단까지 예압 제어부재가 관통되기 위한 관통홀이 형성될 수 있다.In this case, the joint housing is formed with support grooves for supporting the end portions of the compression springs at the front, rear, and front and rear sides of the upper end, respectively, and from the support groove located at the lower front of the joint housing to the upper end of the joint housing. A through hole for penetrating the preload control member may be formed.

또한, 요추 조인트는 조인트 하우징에 대한 회전축의 회전각을 검출하는 회전각 감지센서를 더 구비한다.In addition, the lumbar joint further includes a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the rotation axis with respect to the joint housing.

이 경우, 시트 평가용 더미는 요추 조인트의 상부에 인체 형상으로 모사된 어께 조인트와, 요추 조인트의 하부에 인체 형상으로 모사된 골반 조인트, 및 어께 조인트와 골반 조인트를 직선으로 연결하는 가이드바를 더 구비할 수 있다.In this case, the dummy for evaluating the seat further includes a shoulder joint simulated in a human body shape on the upper part of the lumbar joint, a pelvic joint simulated in a human body shape on the lower part of the lumbar joint, and a guide bar connecting the shoulder joint and the pelvis joint in a straight line. can do.

또한, 시트 평가용 더미는 설정된 기준점으로부터 더미의 움직임에 의한 위치좌표를 비접촉식으로 모니터링하는 측정부를 더 구비할 수 있다.In addition, the dummy for evaluating the sheet may further include a measuring unit for non-contact monitoring the position coordinates due to the movement of the dummy from the set reference point.

이 경우, 측정부는 요추 조인트의 상부에 배치되어 설정된 기준점을 촬상하며 소정 거리 서로 이격된 두 개의 카메라를 포함할 수 있다.In this case, the measuring unit may include two cameras spaced apart from each other at a predetermined distance by capturing a set reference point disposed on the lumbar joint.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시트 평가용 더미를 이용한 계측 방법은 설정된 원점으로부터 더미의 조인트들을 경유하는 제1경로 및 원점으로부터 제1경로에 적어도 하나의 접점을 갖는 제2경로를 설정하는 단계, 및 제1경로 및 제2경로의 동차변환행렬을 사용하여 산출된 접점 위치의 오차를 더미의 조인트들의 위치에 할당하여 보정하는 단계를 포함한다.On the other hand, the measurement method using the dummy for evaluating the sheet according to an embodiment of the present invention to set the first path via the joints of the dummy from the set origin and the second path having at least one contact in the first path from the origin And allocating and correcting the error of the contact position calculated using the homogeneous transformation matrix of the first path and the second path to the positions of the joints of the dummy.

이 경우, 원점은 더미의 골반 조인트의 중앙부에 위치하며, 제1경로는 원점으로부터 다수의 요추 조인트들을 구비한 척추부를 경유하고 제2경로는 원점으로부터 가이드바를 경유하며, 척추부와 가이드바의 접점이 더미의 어께 조인트 부위에서 형성될 수 있다.In this case, the origin is located at the center of the pelvic joint of the dummy, the first route is via the vertebrae with multiple lumbar joints from the origin, the second route is via the guide bar from the origin, and the contact between the spine and the guide bar. This dummy may be formed at the shoulder joint site.

이 경우, 요추 조인트들은 각각 회전각 감지센서를 구비하고, 접점 위치의 오차를 각각의 회전각 감지센서의 위치에 균등하게 분배할 수 있다.In this case, the lumbar joints are each provided with a rotation angle sensor, it is possible to equally distribute the error of the contact position to the position of each rotation angle sensor.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시트 평가용 더미를 이용한 계측 방법은 인체 형상으로 모사된 다수의 조인트들을 구비한 더미의 착좌 자세를 평가하는 것으로서, 더미가 설치되는 구조물의 특정 위치를 기준점으로 설정하는 단계, 및 더미의 원점에 대한 조인트들 각각의 상대위치 좌표를 기준점에 대한 절대위치 좌 표로 변환하는 단계를 포함한다.On the other hand, the measurement method using the dummy for evaluating the seat according to another embodiment of the present invention is to evaluate the seating position of the dummy having a plurality of joints simulated in the shape of a human body, the reference position to a specific position of the structure in which the dummy is installed Setting and converting relative position coordinates of each of the joints with respect to the origin of the dummy into absolute position coordinates with respect to the reference point.

이 경우, 조인트들 중 하나에 설치된 측정부를 이용하여 기준점의 위치를 3각 측량으로 획득함으로써, 더미의 원점에 대한 조인트들의 상대위치를 구조물의 절대위치 좌표계로 변환한다.In this case, the position of the reference point is obtained by triangulation using a measurement unit installed in one of the joints, thereby converting the relative positions of the joints with respect to the origin of the dummy into the absolute position coordinate system of the structure.

이 경우, 측정부는 구조물의 설정된 기준점을 촬상하여 2차원 영상으로 획득하는 두 개의 카메라로 구성되어, 기준점으로부터 카메라들까지의 가변되는 거리 및 각도를 구할 수 있다.In this case, the measurement unit is composed of two cameras to obtain a two-dimensional image by imaging the set reference point of the structure, it is possible to obtain a variable distance and angle from the reference point to the cameras.

또한, 기준점은 더미에 대해 거리 가변이 가능하게 설치되는 차량의 스티어링휠이며, 더미의 원점은 더미의 골반 조인트의 중앙부에 위치할 수 있다.In addition, the reference point is a steering wheel of the vehicle which is installed to be variable in distance to the dummy, the origin of the dummy may be located in the center of the pelvis joint of the dummy.

따라서, 더미의 착좌 자세를 보다 인체 자세와 유사하게 구현할 수 있다.Therefore, the sitting posture of the dummy can be implemented more similar to the human posture.

또한, 척추관절 마디마다 발생되는 자세 측정오차를 보상하고, 이에 따라 측정의 정밀도 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to compensate for the posture measurement error generated every spinal joint node, thereby greatly improving the accuracy and reliability of the measurement.

또한, 더미의 착좌 자세를 차량의 절대위치의 관점에서 평가함으로써 측정의 효율성 등이 크게 향상된다.In addition, by evaluating the seating posture of the dummy in terms of the absolute position of the vehicle, the efficiency of measurement and the like are greatly improved.

이하 첨부된 도면에 따라서 시트 평가용 더미의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical configuration of the sheet evaluation dummy according to the accompanying drawings in detail as follows.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 더미의 개략적인 구성을 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 척추부의 측면도이다.1 is a side view showing a schematic configuration of a dummy according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view of the spine according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시트 평가용 더미는 어께 조인트(2)와, 골반 조인트(3)와, 가이드바(4), 및 척추부(5)를 포함한다. 이 경우, 시트 평가용 더미는 헤드 조인트(7)와, 허벅지 조인트(8), 및 암 조인트(9)를 더 구비할 수 있다. 척추부(5)는 다수개의 요추 조인트들(1)(1a), 및 흉추 조인트(6)를 포함한다.1 and 2, the dummy for evaluating the seat according to an embodiment of the present invention includes a shoulder joint 2, a pelvic joint 3, a guide bar 4, and a spine 5. It includes. In this case, the seat evaluation dummy may further include a head joint 7, a thigh joint 8, and an arm joint 9. The spine 5 comprises a plurality of lumbar joints 1, 1a, and a thoracic spine joint 6.

어께 조인트(2)는 요추 조인트(1)의 상부에 인체 형상으로 모사되며, 골반 조인트(3)는 요추 조인트(1)의 하부에 인체 형상으로 모사된다. 가이드바(4)는 어께 조인트(2)와 골반 조인트(3)를 직선으로 연결한다. 또한, 헤드 조인트(7)는 어께 조인트(2)의 상부에 배치되며, 허벅지 조인트(8) 및 암 조인트(9)는 각각 골반 조인트(3) 및 어께 조인트(2)에 연결될 수 있다.The shoulder joint 2 is simulated in the human body shape on the upper part of the lumbar joint 1, and the pelvic joint 3 is simulated in the human body shape on the lower part of the lumbar joint 1. The guide bar 4 connects the shoulder joint 2 and the pelvic joint 3 in a straight line. In addition, the head joint 7 is disposed above the shoulder joint 2, and the thigh joint 8 and the female joint 9 can be connected to the pelvic joint 3 and the shoulder joint 2, respectively.

요추 조인트들(1)(1a)은 상하로 적층되어 서로 연결된다. 요추 조인트들(1)(1a)은 다양한 구조로 이루어질 수 있으나, 인체의 요추 구조와 유사하게 모사되어 5개 구비되는 것이 바람직하다.Lumbar joints (1) (1a) are stacked vertically and connected to each other. Lumbar joints (1) (1a) may be made of a variety of structures, but similar to the lumbar structure of the human body is preferably provided with five.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 요추 조인트의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 요추 조인트의 분리 사시도이며, 도 5는 도 3의 A-A선을 따른 단면도이고, 도 6은 도 3의 B-B선을 따른 단면도이다.3 is a perspective view of the lumbar joint according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view of the lumbar joint according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view along the line AA of Figure 3, Figure 6 Is a cross-sectional view along the line BB of FIG.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 요추 조인트(1)는 조인트 하우징(11)과, 회전축(12)과, 조인트 연결부재(13)와, 탄성부재(14), 및 예압 제어부재(15)를 포함한다.As shown in FIGS. 3 to 6, the lumbar joint 1 includes a joint housing 11, a rotation shaft 12, a joint connecting member 13, an elastic member 14, and a preload control member 15. ).

조인트 하우징(11)은 요추 조인트(1)의 몸체가 되는 것으로, 다수의 조인트 하우징들(11)(11a)이 상하로 배열된다.The joint housing 11 is to be a body of the lumbar joint 1, and a plurality of joint housings 11 and 11a are arranged up and down.

회전축(12)은 조인트 하우징(11)의 좌우를 회전 가능하게 관통한다. 회전축(12)에는 후술할 조인트 연결부재(13)를 체결하기 위한 체결홈(121)이 상하 방향으로 형성된다. 회전축(12)과 조인트 하우징(11)의 사이에는 베어링(122)이 개재될 수 있다.The rotary shaft 12 rotatably penetrates the left and right of the joint housing 11. The rotating shaft 12 has a fastening groove 121 for fastening the joint connecting member 13 to be described later in the vertical direction. A bearing 122 may be interposed between the rotation shaft 12 and the joint housing 11.

조인트 연결부재(13)는 인접한 다른 요추 조인트(1a)에 설치된 회전축(12a)에 체결되어, 조인트 하우징(11)을 인접한 다른 조인트 하우징(11a)에 상하 방향으로 연결시키는 기능을 한다. The joint connecting member 13 is fastened to the rotary shaft 12a provided in the adjacent other lumbar joint 1a, and serves to connect the joint housing 11 to the other adjacent joint housing 11a in the vertical direction.

이 경우, 조인트 하우징(11)과 인접한 하부의 조인트 하우징(11a)의 사이에 스페이서(16)를 구비하는 것이 바람직하다. 스페이서(16)는 조인트 하우징(11)과 인접한 하부의 조인트 하우징(11a) 사이의 유격을 조절한다. 스페이서(16)는 금속제, 우레탄 등의 연성재질 또는 스프링 등의 부재로 구현될 수 있다.In this case, it is preferable to provide the spacer 16 between the joint housing 11 and the adjacent joint housing 11a. The spacer 16 adjusts the play between the joint housing 11 and the adjacent lower joint housing 11a. The spacer 16 may be made of a flexible material such as metal, urethane, or a member such as a spring.

또한, 조인트 연결부재(13)는 볼트 형상으로 이루어질 수 있으며, 조인트 하우징(11)의 상부에는 스페이서(16)가 안착되기 위한 안착홈(111)이 형성되며, 안착홈(111)의 하부에는 조인트 연결부재(13)가 삽입되기 위한 체결홀(112)이 연장 형성된다. In addition, the joint connecting member 13 may be formed in a bolt shape, and a seating groove 111 for seating the spacer 16 is formed at an upper portion of the joint housing 11, and a joint at a lower portion of the seating groove 111. The fastening hole 112 for inserting the connection member 13 is extended.

조인트 연결부재(13)가 볼트 형상으로 이루어질 경우, 체결홀(112)에 조인트 연결부재(13)의 머리부를 안착시키기 위한 단턱이 형성됨으로써 조인트 연결부재(13)가 조인트 하우징(11)에 결합될 수 있다. When the joint connecting member 13 is formed in a bolt shape, a stepped portion for seating the head of the joint connecting member 13 is formed in the fastening hole 112 so that the joint connecting member 13 may be coupled to the joint housing 11. Can be.

또한, 조인트 연결부재(13)의 하단은 조인트 하우징(11)의 하부를 관통하여 외부로 돌출되며, 이와 같이 돌출된 부위가 스페이스(16)를 관통하여 하부에 위치한 다른 요추 조인트(1a)의 회전축(12a)에 형성된 체결홈(121a)에 체결된다. 따라서, 요추 조인트(1)는 하부에 인접한 다른 요추 조인트(1a)에 대해 전후 방향으로 회전이 가능하다.In addition, the lower end of the joint connecting member 13 penetrates through the lower portion of the joint housing 11 and protrudes to the outside, and the protruding portion penetrates the space 16 and rotates around the other lumbar joint 1a. It is fastened to the fastening groove 121a formed in 12a. Therefore, the lumbar joint 1 can be rotated in the front-rear direction with respect to the other lumbar joint 1a adjacent to the lower part.

탄성부재(14)는 조인트 하우징(11)과 하부에 인접한 다른 조인트 하우징(11a)의 사이에 개재된다. 탄성부재(14)는 조인트 하우징(11)의 회전 운동에 부하를 가하는 기능을 하는 것으로, 적어도 하나가 구비된다. 바람직하게는, 탄성부재(14)는 조인트 하우징(11)의 전방측 및 후방측에 각각 배치되어, 전후 방향으로 회전되는 조인트 하우징(11)에 압력을 가하도록 한다.The elastic member 14 is interposed between the joint housing 11 and another joint housing 11a adjacent to the bottom. The elastic member 14 serves to apply a load to the rotational movement of the joint housing 11, at least one is provided. Preferably, the elastic member 14 is disposed on the front side and the rear side of the joint housing 11, respectively, to apply pressure to the joint housing 11 rotated in the front-rear direction.

예압 제어부재(15)는 탄성부재(14)의 압력을 조절하는 기능을 한다.The preload control member 15 functions to adjust the pressure of the elastic member 14.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시트 평가용 더미는 예압 제어부재(15)를 구비함에 따라, 요추 조인트(1)의 회전에 대한 예압을 조절할 수 있어 회전각을 미세 조절하는 것이 가능해진다. 결국, 각각의 요추 조인트(1)의 원하는 좌표를 용이하게 설정 가능하며, 더미를 다양한 자세로 테스트할 수 있게 된다.As such, as the dummy for evaluating the sheet according to the embodiment of the present invention includes the preload control member 15, it is possible to adjust the preload with respect to the rotation of the lumbar joint 1, thereby enabling fine adjustment of the rotation angle. . As a result, the desired coordinates of each lumbar joint 1 can be easily set, and the dummy can be tested in various postures.

또한, 탄성부재(14)는 조인트 연결부재(13)의 후방 및 전방에 각각 배치되며, 예압 제어부재(15)는 전방에 배치된 탄성부재(14)에 연결되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 탄성부재(14)는 조인트 연결부재(13)를 중심으로 조인트 하우징(11)의 전방측 및 후방측에 각각 하나씩 배치되는 것이 바람직하다. 하지만, 탄성부재(14)는 조인트 하우징(11)의 전방측 및 후방측에 각각 두개씩 또는 세개씩 배치될 수도 있다. 이와 같은 배치는 탄성부재(14)의 탄성력을 고려하여 적절히 설 계한다.In addition, the elastic member 14 is disposed at the rear and front of the joint connecting member 13, respectively, the preload control member 15 is preferably connected to the elastic member 14 disposed in front. As described above, the elastic member 14 is preferably disposed one each at the front side and the rear side of the joint housing 11 around the joint connecting member 13. However, two or three elastic members 14 may be disposed at the front side and the rear side of the joint housing 11, respectively. Such an arrangement is appropriately designed in consideration of the elastic force of the elastic member 14.

이 경우, 조인트 하우징(11)은 하부에 인접한 다른 조인트 하우징(11a)보다 전방으로 돌출되게 형성되고, 예압 제어부재(15)는 조인트 하우징(11)의 돌출된 부위에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조를 통해, 조인트 하우징(11)은 컴펙트한 구조를 가지면서 예압 제어부재(15)가 설치되기 위한 공간을 확보할 수 있게 된다.In this case, the joint housing 11 is formed to protrude forward than the other joint housing 11a adjacent to the lower part, and the preload control member 15 is preferably disposed at the protruding portion of the joint housing 11. Through such a structure, the joint housing 11 has a compact structure and can secure a space for installing the preload control member 15.

즉, 조인트 하우징(11)은 전방이 후방에 비해 하부로 경사지게 절곡 형성될 수 있다. 따라서, 조인트 하우징(11)이 상하 방향으로 나란히 적층된 상태에서, 조인트 하우징(11)은 하부에 인접한 다른 조인트 하우징(11a)보다 전방으로 돌출된 구조를 갖게 된다. 예압 제어부재(15)는 이와 같이 경사진 조인트 하우징(11)의 전방에 체결된다.That is, the joint housing 11 may be formed to bend forward inclined downward compared to the rear. Therefore, in a state in which the joint housings 11 are stacked side by side in the vertical direction, the joint housing 11 has a structure protruding forward than other joint housings 11a adjacent to the lower portion. The preload control member 15 is fastened to the front of the inclined joint housing 11.

또한, 예압 제어부재(15)는 조인트 하우징(11)에 승강 가능하게 체결될 수 있다. 즉, 예압 제어부재(15)는 조인트 하우징(11)에 상부 방향 또는 하부 방향으로 이동 가능하게 연결된다. 따라서, 예압 제어부재(15)의 승강에 따라, 예압 제어부재(15)의 일측에 연결된 탄성부재(14)의 압력이 조절될 수 있다. 하지만, 예압 제어부재(15)는 탄성부재(14)의 압력을 조절할 수 있는 것이면, 다른 구조로 구현된 실시 예를 통해서도 달성될 수 있다.In addition, the preload control member 15 may be fastened to the joint housing 11 to be elevated. That is, the preload control member 15 is movably connected to the joint housing 11 in the upward direction or the downward direction. Therefore, as the preload control member 15 moves up and down, the pressure of the elastic member 14 connected to one side of the preload control member 15 may be adjusted. However, if the preload control member 15 is capable of adjusting the pressure of the elastic member 14, it can be achieved through embodiments implemented in other structures.

이 경우, 탄성부재(14)는 양측이 각각 인접하는 조인트 하우징들(11)(11a)들을 지지하는 압축 스프링으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 예압 제어부재(15)는 볼트부(151), 및 판부재(152)를 포함할 수 있다. 볼트부(151)는 조인트 하우 징(11)에 나사 체결된다. 판부재(152)는 볼트부(151)의 하측에 배치되어 볼트부(151)의 하강에 의해 압축 스프링을 가압한다.In this case, the elastic member 14 is preferably composed of a compression spring that both sides support the adjacent joint housings (11, 11a). In addition, the preload control member 15 may include a bolt portion 151 and a plate member 152. Bolt portion 151 is screwed to the joint housing (11). The plate member 152 is disposed below the bolt portion 151 to press the compression spring by the lowering of the bolt portion 151.

따라서, 볼트부(151)를 회전시키는 조작에 의해, 볼트부(151)가 하강하면서 판부재(152)를 가압하거나, 볼트부(151)가 상승하면서 판부재(152)의 가압력을 완화하는 방식으로 구동이 이루어지게 된다. 결국, 간단한 조작을 통해 요추 조인트(1)의 예압을 조절할 수 있게 된다. Accordingly, the method of pressing the plate member 152 while the bolt portion 151 is lowered by the operation of rotating the bolt portion 151 or by relieving the pressing force of the plate member 152 while the bolt portion 151 is raised. The drive is made. As a result, the preload of the lumbar joint 1 can be adjusted through a simple operation.

이 경우, 조인트 하우징(11)에 다수개의 지지홈(113)이 형성될 수 있다. 지지홈(113)들은 조인트 하우징(11)의 상단 및 하단에 각각 형성된다. 조인트 하우징(11)의 상단에 형성된 지지홈(113)은 조인트 연결부재(13)를 중심으로 전방 및 후방에 각각 형성된다. 또한, 조인트 하우징(11)의 하단에 형성된 지지홈(113)도 조인트 연결부재(13)를 중심으로 전방 및 후방에 각각 형성된다.In this case, a plurality of support grooves 113 may be formed in the joint housing 11. The support grooves 113 are formed at the top and bottom of the joint housing 11, respectively. Support grooves 113 formed on the upper end of the joint housing 11 are formed at the front and the rear with respect to the joint connecting member 13, respectively. In addition, the support groove 113 formed at the lower end of the joint housing 11 is also formed in the front and rear with respect to the joint connecting member 13, respectively.

지지홈(113)은 압축 스프링의 단부를 지지한다. 즉, 조인트 하우징(11)의 하단에 형성된 지지홈(113)은 압축 스프링의 일단을 지지하고, 하부에 인접한 다른 조인트 하우징(11a)의 상단에 형성된 지지홈(113a)은 압축 스프링의 타단을 지지한다. The support groove 113 supports the end of the compression spring. That is, the support groove 113 formed at the bottom of the joint housing 11 supports one end of the compression spring, and the support groove 113a formed at the top of the other joint housing 11a adjacent to the bottom supports the other end of the compression spring. do.

조인트 하우징(11)의 상단 전방에 관통홀(114)이 형성된다. 관통홀(114)은 조인트 하우징(11)의 상단 전방에 형성된 지지홈(113)의 전방에 형성되는 것으로, 조인트 하우징(11)의 하단 전방에 형성된 지지홈(113)으로부터 조인트 하우징의 상단까지 연장 형성된다. 관통홀(114)은 예압 제어부재(15)의 볼트부(151)가 관통되도록 하는 것으로, 볼트부(151)와 나사 체결될 수 있도록 내주면에 나사산이 형성 된다.The through hole 114 is formed in front of the upper end of the joint housing 11. The through hole 114 is formed in front of the support groove 113 formed in front of the upper end of the joint housing 11, and extends from the support groove 113 formed in front of the lower end of the joint housing 11 to the upper end of the joint housing. Is formed. The through hole 114 allows the bolt portion 151 of the preload control member 15 to pass therethrough, and a thread is formed on an inner circumferential surface thereof so as to be screwed to the bolt portion 151.

또한, 요추 조인트(1)는 회전각 감지센서(17)를 더 구비한다. 회전각 감지센서(17)는 조인트 하우징(11)에 대한 회전축(12)의 회전각을 검출한다. 회전각 감지센서(17)는 포텐시오미터 등으로 이루어질 수 있다. 회전각 감지센서(17)는 회전축(12)의 일측에 연결될 수 있다. 즉, 회전각 감지센서(17)는 지지부재(171)에 고정되고, 지지부재(171)의 선단이 조인트 하우징(11)에 볼트(175)로 체결된다. 이 경우, 회전축(12)의 타측에는 와셔(172)를 관통하는 고정볼트(173)가 체결된다.In addition, the lumbar joint 1 is further provided with a rotation angle sensor (17). The rotation angle sensor 17 detects a rotation angle of the rotation shaft 12 with respect to the joint housing 11. The rotation angle sensor 17 may be made of a potentiometer or the like. The rotation angle sensor 17 may be connected to one side of the rotation shaft 12. That is, the rotation angle sensor 17 is fixed to the support member 171, the front end of the support member 171 is fastened to the joint housing 11 with a bolt 175. In this case, the fixing bolt 173 through the washer 172 is fastened to the other side of the rotation shaft 12.

이와 같이, 시트 평가용 더미는 회전각 감지센서(17)를 구비함에 따라, 더미의 외관적 거동에 따라 더미의 내부에서 발생되며 인체의 착좌 거동과 유사하게 구현된 각각의 요추 조인트(1)의 상대적인 위치 변화 및 이에 따른 더미 전체의 자세변화를 실시간으로 관찰할 수 있게 된다. 이와 관련된 내용은 후술할 시트 평가용 더미의 계측 방법에서 상세히 설명하기로 한다.As described above, the dummy for evaluating the seat is provided with a rotation angle sensor 17, so that each of the lumbar joint 1, which is generated inside the dummy according to the apparent behavior of the dummy, is similar to the seating behavior of the human body. It is possible to observe the relative change in position and the change in posture of the entire dummy in real time. The related information will be described in detail in the method for measuring the dummy sheet for evaluation later.

또한, 시트 평가용 더미는 측정부를 더 구비한다. 측정부는 설정된 기준점으로부터 더미의 움직임에 의한 위치좌표를 비접촉식으로 모니터링한다.In addition, the dummy for evaluating the sheet further includes a measurement unit. The measurement unit non-contactly monitors the position coordinates caused by the movement of the dummy from the set reference point.

이 경우, 측정부는 두 개의 카메라로 구성될 수 있다. 두 개의 카메라는 요추 조인트(1)의 상부에 즉, 헤드 조인트(7)에 배치될 수 있다. 이와 같이 설치된 두 개의 카메라는 설정된 기준점을 2차원 이미지의 형태로 촬상하여 영상을 획득한다.In this case, the measuring unit may be composed of two cameras. Two cameras may be arranged on top of the lumbar joint 1, ie on the head joint 7. The two cameras installed as described above acquire an image by capturing the set reference point in the form of a two-dimensional image.

이하, 본 발명의 몇 가지 실시 예에 따른 시트 평가용 더미를 이용한 계측 방법을 첨부된 도면들을 일부 참조하여 설명한다.Hereinafter, a measuring method using a sheet evaluation dummy according to some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시 예에 따른 시트 평가용 더미를 이용한 계측 방법은 설정된 원점으로부터 더미의 조인트들을 경유하는 제1경로 및 원점으로부터 제1경로에 적어도 하나의 접점을 갖는 제2경로를 설정하는 단계, 및 제1경로 및 제2경로의 동차변환행렬을 사용하여 산출된 접점 위치의 오차를 더미의 조인트들의 위치에 할당하여 보정하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a measuring method using a dummy for evaluating a sheet may include: setting a first path through joints of the dummy from a set origin and a second path having at least one contact point from the origin to the first path; And assigning and correcting the error of the contact position calculated using the homogeneous transformation matrix of the first path and the second path to the positions of the joints of the dummy.

하나의 강체와 다른 강체 사이의 상대적인 위치를 정의하기 위해서는 6자유도가 지정되어야 한다. 이와 같은 6자유도의 각각에 대한 오차는 위치에 영향을 끼치는 인자들을 수없이 많이 가진다. 특정 기구에서 상호영향을 끼치는 모든 인자들을 고려하면 제한해야만 하는 오차의 수가 많아진다. 따라서, 이러한 오차들에 대한 허용 값의 배정과 제한을 위한 최선의 방법은 민감한 방향(요추 조인트의 회전방향)에 대해서 오차를 부여하고 민감하지 않은 방향에 대한 오차를 무시하는 오차할당을 사용한다.Six degrees of freedom must be specified to define the relative position between one body and the other. The error for each of these six degrees of freedom has a number of factors that affect its position. Taking into account all the factors that influence each other in a particular instrument, the number of errors that must be limited is high. Thus, the best method for assigning and limiting tolerances for these errors uses error assignment that imposes an error in the sensitive direction (the direction of rotation of the lumbar joint) and ignores the error in the non-sensitive direction.

이러한 오차할당은 기계 구성요소들 및 그들의 경계면에서의 거동을 정의하는 연결법칙과 서로 다른 유형의 오차들이 어떻게 결합되는가를 알려주는 결합법칙에 의하여 공식화된다. 이렇게 공식화되는 오차할당을 적용하는 방법은 동차변환행렬을 이용하여 제안된 시스템의 기구학적 모델을 표현하는 것이다. 그 후, 동차변환행렬로 표현된 모델을 이용하여 시스템에서 발생할 수 있는 모든 유형의 오차들을 대칭적으로 분석하고, 이들이 최종 마지막 선단부위의 위치정확도 오차에 끼치는 영향을 알아낸다.These error assignments are formulated by the law of coupling, which defines the behavior of machine components and their interfaces, and the law of coupling, which tells how different types of errors are combined. The method of applying the error allocation formulated in this way is to express the kinematic model of the proposed system using homogeneous transformation matrix. Then, using the model represented by the homogeneous transformation matrix, symmetrical analysis of all types of errors that may occur in the system is made, and the influence of these on the positional accuracy error of the final end point is found.

기구학적 모델을 동차변환행렬식으로 모델링하기 위해서는 요소들의 오차가 가공점이나 시편 위치에 끼치는 영향을 구할 수 있도록 양자 간의 공간적 관계를 정의해야만 한다. 3차원 공간에서 주어진 좌표계에 대해 강체의 상대적인 위치를 표시하기 위해서 4×4 행렬이 필요하다. 이 과정에서 병진이동행렬과 회전행렬을 교차로 사용한다.In order to model the kinematic model in a homogeneous transformation matrix, the spatial relationship between the two elements must be defined so that the error of the elements affects the machining point or the specimen position. A 4x4 matrix is needed to indicate the position of the rigid body relative to a given coordinate system in three-dimensional space. In this process, the translation and rotation matrix are used at the intersection.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동차변환행렬을 설명하기 위한 좌표계를 도시한 것이다.7 illustrates a coordinate system for describing a homogeneous transformation matrix according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 좌표가 설정되어 있을 때, T2 좌표에서의 상대위치(x2, y2, z2)를 원점좌표계에 대한 절대위치로 변환시키기 위해서는 다음과 같은 동차변환행렬이 사용된다.As shown in FIG. 7, when the coordinates are set, the following homogeneous transformation matrix is used to convert the relative position (x 2 , y 2 , z 2 ) in the T 2 coordinate into an absolute position with respect to the origin coordinate system. Used.

원점좌표(T0)에서 T1 좌표까지의 병진이동행렬은 식1과 같이 주어진다.The translational translation matrix from the origin coordinate (T 0 ) to the coordinate T 1 is given by Equation 1.

Figure 112009065140638-pat00001
Figure 112009065140638-pat00001

T1 좌표와 T2 좌표 사이에는 병진이동과 더불어 θ 만큼의 좌표계 회전이 발생된다. 따라서, T1 좌표에서 T2 좌표로의 좌표계 변환을 위해서는 식2 에서와 같이 병진이동행렬과 회전행렬을 연속으로 곱해야 한다.Between the T 1 coordinates and the T 2 coordinates, translation and rotation of the coordinate system by θ occur. Therefore, to convert the coordinate system from T 1 coordinate to T 2 coordinate, the translation matrix and the rotation matrix must be multiplied continuously as in Equation 2.

Figure 112009065140638-pat00002
Figure 112009065140638-pat00002

따라서, T2 좌표계에서의 상대위치(x2, y2, z2) 좌표의 위치를 절대좌표인 T0에서의 좌표값으로 계산하기 위해서는 식3과 같은 식이 필요하다.Therefore, in order to calculate the position of the relative position (x 2 , y 2 , z 2 ) coordinate in the T 2 coordinate system as the coordinate value in T 0 , which is the absolute coordinate, an expression such as Equation 3 is required.

Figure 112009065140638-pat00003
Figure 112009065140638-pat00003

이러한 동차변환행렬 연산을 통하여 원점을 기준으로 위치하고 있는 모든 부분들의 절대위치를 산출할 수 있다.Through this homogeneous transformation matrix operation, the absolute positions of all parts located with respect to the origin can be calculated.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오차 예상을 위한 개략적인 구성도를 도시한 것이다.8 illustrates a schematic configuration diagram for error estimation according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, ①번 경로는 두 지점이 직선으로 연결되며, ②번 경로는 두 지점이 회전하는 요소들을 거쳐서 연결된다. 그리고, ①번 경로와 ②번 경로는 서로 만나고 있다. 두 경로를 동차변환행렬을 사용하여 산출된 접점 위치의 오차를 모든 요소들에 균등하게 분배하여 보정하면, 각 요소들을 감지하는 센서들의 위치측정 오차 누적을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 8, the path ① is connected by two points in a straight line, and the path ② is connected through elements in which the two points rotate. And, the path ① and ② are meeting each other. If the two paths are corrected by equally distributing the error of the contact position calculated using the homogeneous transformation matrix to all the elements, it is possible to prevent the accumulation of the position error of the sensors detecting each element.

Figure 112009065140638-pat00004
Figure 112009065140638-pat00004

접점에서의 오차를 비교한 후 식3에 보정값 식4를 곱하는 방법으로 동차변환행렬의 위치 좌표별로 오차값을 할당할 수 있다.After comparing the error at the contact point, the error value can be assigned for each position coordinate of the homogeneous transformation matrix by multiplying the equation 3 by the correction value equation 4.

Figure 112009065140638-pat00005
Figure 112009065140638-pat00005

결국, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시트 평가용 더미를 이용한 계측 방법에서도, 원점에서 제1경로와 제2경로를 이와 같은 식5에 의해서 오차를 할당하여 보정할 수 있다.As a result, even in the measurement method using the sheet evaluation dummy according to an embodiment of the present invention, the first path and the second path at the origin can be corrected by allocating an error by the equation (5).

이 경우, 원점은 더미의 골반 조인트(3)의 중앙부에 위치한다. 또한, 제1경로는 원점으로부터 다수의 요추 조인트(1)들을 구비한 척추부(5)를 경유하고, 제2경로는 원점으로부터 가이드바(4)를 경유한다. 또한, 척추부(5)와 가이드바(4)의 접점이 더미의 어께 조인트(2) 부위에 형성될 수 있다.In this case, the origin is located at the center of the pelvic joint 3 of the dummy. In addition, the first path passes through the vertebral portion 5 having a plurality of lumbar joints 1 from the origin, and the second path passes through the guide bar 4 from the origin. In addition, a contact point of the spine 5 and the guide bar 4 may be formed at the shoulder joint 2 portion of the dummy.

또한, 요추 조인트(1)들은 각각 회전각 감지센서(17)를 구비하고, 접점 위치의 오차를 각각의 회전각 감지센서(17)의 위치에 균등하게 분배한다.In addition, each lumbar joint (1) is provided with a rotation angle detection sensor 17, and evenly distributes the error of the contact position to the position of each rotation angle detection sensor 17.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시트 평가용 더미를 이용한 계측 방법은 인체 형상으로 모사된 다수의 조인트들을 구비한 더미의 착좌 자세를 평가하는 것으로, 더미가 설치되는 구조물의 특정 위치를 기준점으로 설정하는 단계, 및 더미의 원점에 대한 조인트들 각각의 상대위치 좌표를 기준점에 대한 절대위치 좌표로 변환하는 단계를 포함한다.On the other hand, the measuring method using a dummy for evaluating the seat according to another embodiment of the present invention is to evaluate the seating position of the dummy having a plurality of joints simulated in the shape of a human body, with a reference point to a specific position of the structure in which the dummy is installed Setting and converting relative position coordinates of each of the joints with respect to the origin of the dummy into absolute position coordinates with respect to the reference point.

이 경우, 조인트들 중 하나에 설치된 측정부를 이용하여 기준점의 위치를 3각 측량으로 획득할 수 있다. 따라서, 더미의 원점에 대한 조인트들의 상대위치를 구조물의 절대위치 좌표계로 변환할 수 있다.In this case, the position of the reference point may be obtained by triangulation using a measurement unit installed in one of the joints. Therefore, the relative positions of the joints with respect to the origin of the dummy can be converted into the absolute position coordinate system of the structure.

참고로, 본 발명의 다른 실시 예는 전술한 일실시 예에 대한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.For reference, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings of the above-described embodiment.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 삼각측량법을 도시한 것이다.9 illustrates triangulation according to another embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 측정부는 구조물의 설정된 기준점을 촬상하여 2차원 영상으로 획득하는 두 개의 카메라(C1)(C2)로 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 기준점으로부터 카메라들(C1)(C2)까지의 가변되는 거리 및 각도를 구할 수 있다. 두 개의 카메라(C1)(C2)는 헤드 조인트(7)에 소정 거리 서로 이격되게 설치된다.As shown in FIG. 9, the measurement unit preferably includes two cameras C1 and C2 that capture a set reference point of the structure and obtain a two-dimensional image. Therefore, the variable distance and angle from the reference point to the cameras C1 and C2 can be obtained. Two cameras C1 and C2 are installed in the head joint 7 so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance.

또한, 기준점은 더미에 대해 거리 가변이 가능하게 설치되는 차량의 스티어링휠이며, 더미의 원점은 더미의 골반 조인트(3)의 중앙부에 위치한다.In addition, the reference point is a steering wheel of a vehicle which is installed to be variable in distance to the dummy, and the origin of the dummy is located at the center of the pelvic joint 3 of the dummy.

부연하면, 더미와 차량의 좌표를 일치시키기 위해서는 차량의 한 부분과 더미의 기준점인 골반 조인트(3)의 중앙부의 위치를 정의하는 측정방식이 요구된다. 본 실시 예에 따른 계측 방법에서는 비접촉식 측정 방법을 사용한다. 더미의 모든 부분에 자유도를 주고 차량안에서 자유로운 이동모습과 위치를 모니터링 하기 위해서는, 만약 접촉 측정방식을 사용할 경우 더미의 한 부분이 구속되므로 적합하지 않다.In other words, in order to match the coordinates of the dummy and the vehicle, a measurement method is required which defines the position of the central portion of the pelvic joint 3 which is a reference point of the part of the vehicle and the dummy. In the measuring method according to the present embodiment, a non-contact measuring method is used. In order to give freedom to all parts of the pile and to monitor free movement and position in the vehicle, it is not suitable because a part of the dummy is constrained if the contact measurement method is used.

비접촉 측정 방법은 초음파를 이용한 방식 및 비젼을 이용한 방식을 사용할 수 있으며, 비젼을 이용한 방식을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 초음파를 이용한 방식은 온도와 외부환경의 영향을 많이 받는 반면에, 비젼을 이용한 방식은 환경적 영향이 비교적 적다. 또한, 비젼을 이용한 방식은 레이저를 이용한 방식 및 영상을 통한 이미지분석 방식 등을 사용할 수 있다. 이 경우, 레이저 측정 장비는 고가이므로 CCD, CMOS 등의 카메라를 이용하는 것이 바람직하다.As the non-contact measuring method, a method using an ultrasound and a method using a vision may be used, and a method using a vision is more preferable. Ultrasonic method is affected by temperature and external environment, while vision method is relatively less environmentally affected. In addition, the vision-based method may use a laser method and an image analysis method through an image. In this case, since the laser measuring equipment is expensive, it is preferable to use a camera such as a CCD or a CMOS.

3차원 물체를 인식하기 위해서, 2차원 영상으로부터 3차원 정보를 획득하는 과정은 단안시법과 복안시법 등을 사용할 수 있는데, 복안시법을 이용하는 것이 바람직하다. 단안시법은 한 장의 영상으로부터 깊이 정보를 추출하는 것이며, 복안시법은 스테레오 비젼이라고도 하는 것으로 두 장 이상의 영상으로부터 깊이 정보를 추출한다.In order to recognize a 3D object, a process of obtaining 3D information from a 2D image may use a monocular method, a compound eye method, or the like, but it is preferable to use a compound eye method. Monocular vision method extracts depth information from a single image, and compound vision method, also called stereo vision, extracts depth information from two or more images.

각도의 변화를 도 9에 도시된 삼각측량을 이용하여 아크싸인을 이용한 식6으 로 표현할 수 있다.The change in angle can be expressed by Equation 6 using arcsine using the triangulation shown in FIG. 9.

Figure 112009065140638-pat00006
Figure 112009065140638-pat00006

Figure 112009065140638-pat00007
Figure 112009065140638-pat00007

Figure 112009065140638-pat00008
Figure 112009065140638-pat00008

여기서, R값이 전체의 회전각으로 계산된다. 이러한 각도 계산은 한 개의 카메라로도 가능하나, 두 개의 카메라를 사용하여 하나의 마크 패턴을 삼각측량 방식으로 인식할 경우 그 카메라들로부터 기준점에서 변한 거리를 측정가능하고 각도의 변화까지 측정할 수 있다.Here, R value is calculated as the whole rotation angle. This angle can be calculated with one camera, but when two cameras are used to recognize one mark pattern by triangulation, the distance changed from the reference point from those cameras can be measured and the angle can be measured. .

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동 물체의 좌표를 도시한 것이다.10 illustrates coordinates of a moving object according to another embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 초기설정으로 D2를 영점거리로 고정하고 R1과 R2를 설정하면 D1, D2, R1, R2가 주어진 값이 된다. 이후 처음 실험과 같이 각의 변화량 r1, r2를 구하면 총 D1, D2, R1, R2, r1, r2를 구할 수 있다.Referring to FIG. 10, when D 2 is fixed to a zero distance as an initial setting and R 1 and R 2 are set, D 1 , D 2 , R 1 , and R 2 become given values. Then, as in the first experiment, if the change amount of angle r 1 , r 2 is obtained, the total D 1 , D 2 , R 1 , R 2 , r 1 , r 2 can be obtained.

Figure 112009065140638-pat00009
Figure 112009065140638-pat00009

Figure 112009065140638-pat00010
Figure 112009065140638-pat00010

위의 식7과 식8을 연립하여 풀면 d2, d3의 거리를 구할 수 있다. 여기서 구한 d2와 d3의 길이를 이용하여 파푸스의 중선정리로 d1의 길이는 아래의 식9와 같이 구해진다.By solving equations 7 and 8 above, we can find the distances of d 2 and d 3 . Using the lengths of d 2 and d 3, the length of d 1 can be obtained as shown in Equation 9 below.

Figure 112009065140638-pat00011
Figure 112009065140638-pat00011

또한, 아래의 식10을 통해 R의 각도도 구할 수 있다.In addition, the angle of R can also be obtained from Equation 10 below.

Figure 112009065140638-pat00012
Figure 112009065140638-pat00012

도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 두 물체의 각도를 도시한 것이다.11 illustrates angles of two objects according to another embodiment of the present invention.

이와 같은 삼각측량이 가능하다면 도 11에 도시된 것처럼 2개의 마크패턴을 가진다고 가정했을 때, R의 각도가 변하더라도 그 각을 아래와 같은 식11로 계산할 수 있게 된다.If such triangulation is possible, assuming two mark patterns as shown in FIG. 11, even if the angle of R is changed, the angle can be calculated by Equation 11 below.

Figure 112009065140638-pat00013
Figure 112009065140638-pat00013

정리하면, 본 발명에 따르면, 동차변환행렬을 이용하여 골반 조인트의 중앙을 영점으로 기준삼아 각 중요 관절과 부분들을 XYZ좌표계로 계산하여 모니터링할 수 있다. 또한, 이러한 계측 시스템에서 얻은 변화 각도를 블루투스를 이용한 무선데이터 통신을 하여 PC에서 GUI모니터링 시스템을 개발함으로써, 더미 그래픽 모니터링 시스템을 동차변환행렬식의 계산으로 인해 XYZ좌표계에서 나타나게 한다. 이와 더불어, 더미의 설계에 있어 히스테리시스 손실 같은 부득이한 경우의 오차발생에서 정확한 기준점을 잡을 수 있다.In summary, according to the present invention, by using the homogeneous transformation matrix, the important joints and parts may be calculated and monitored using the XYZ coordinate system with the center of the pelvic joint as a reference point. In addition, by developing a GUI monitoring system on a PC by wireless data communication using Bluetooth for the change angle obtained from the measurement system, the dummy graphic monitoring system appears in the XYZ coordinate system due to the calculation of the homogeneous transformation matrix. In addition, in the design of the dummy, it is possible to set an accurate reference point in the occurrence of inevitable errors such as hysteresis loss.

또한, 더미의 좌표를 절대좌표의 관점에서 측정하도록 자동차의 좌표계에서 더미의 움직임을 모니터링 함으로써, 더욱 효율적이며 정확한 계측을 수행할 수 있게 된다.In addition, by monitoring the movement of the dummy in the coordinate system of the vehicle to measure the dummy coordinates in terms of absolute coordinates, more efficient and accurate measurement can be performed.

이하, 설명되는 본 발명에 따른 시트 평가용 더미를 이용한 계측 방법의 구체적인 실험 데이터를 통해 본 발명의 효과를 검증한다.Hereinafter, the effect of the present invention is verified through specific experimental data of the measuring method using the sheet evaluation dummy according to the present invention.

전술한 실시 예와 같이 더미의 상체를 설치한다. 이 경우, 더미는 하체 및 팔 등의 기타 조인트들을 추가 설계하여 탈착 가능하게 구현하는 것도 가능하다. 이와 같이 설치된 더미에 계측시스템 보드와 블루투스 통신부분 등을 설치하며, 헤드 조인트 부위에 USB카메라를 설치한다. 또한, 더미의 상체를 정반에 고정시키고 패턴을 이용한 비젼시스템의 성격을 고려하여 더미의 전방에 스티어링휠을 설치한다.As in the above-described embodiment, the upper body of the dummy is installed. In this case, the dummy may be implemented by detachably designing other joints such as the lower body and the arm. The measurement system board and Bluetooth communication part are installed in the dummy installed as above, and the USB camera is installed in the head joint part. In addition, the upper body of the dummy is fixed to the surface plate and the steering wheel is installed in front of the dummy in consideration of the characteristics of the vision system using a pattern.

또한, 신체각의 변화를 현장에서 측정하기 위해 더미의 흉부에 터치스크린 방식의 LCD 모니터를 설치하여 현장 모니터링 시스템을 구현한다. 이와 같은 현장 계측 시스템을 사용하여 현장 계측과 더불어 각 조인트의 원점 보정 등을 수행할 수 있다.In addition, in order to measure the change in body angle in the field, a touch screen LCD monitor is installed at the chest of the dummy to implement a field monitoring system. This field measurement system can be used to perform field measurements and to calibrate the origin of each joint.

동차변환행렬을 사용한 각 조인트의 절대위치 연산은 원격지에 설치된 PC에서 수행하며, 원격통신을 위해 블루투스 무선 통신 시스템을 사용한다. PC기반의 더미 자세모니터링 시스템은 Labview 등의 툴을 기반으로 구축됨에 따라, 더미의 자세 변화를 실시간으로 측정할 수 있다.Absolute position calculation of each joint using homogeneous transformation matrix is performed by remotely installed PC and uses Bluetooth wireless communication system for remote communication. As the PC-based dummy posture monitoring system is built on the basis of tools such as Labview, the dummy posture monitoring system can measure the posture change of the dummy in real time.

도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자세모니터링 시스템을 도시한 사진이다.12 is a photograph illustrating a posture monitoring system according to another exemplary embodiment of the present invention.

도1 및 도 12을 참조하면, 제1경로는 가이드바(4)를 경유하며, 제2경로는 척추부(5)를 경유한다. 각 센서의 기준점을 설정하고 고정을 풀어 자세가 변한 상태에서 제1경로를 이루는 가이드바(4)의 길이와 각도를 측정하여 STNM 위치에서의 오차를 비교한다. 이 경우, 가이드바(4)의 길이는 447㎜이며 측정된 TOR의 각도 값은 -6.7도였다. TOR센서의 위치는 영점에서부터 Z축인 상부 방향으로 20㎜위치에 있는 좌표(0,0,20)에 위치한다.1 and 12, the first path passes through the guide bar 4 and the second path passes through the spine 5. The reference point of each sensor is set, the fixation is released, and the length and angle of the guide bar 4 constituting the first path in the state of changing posture are measured, and the error in the STNM position is compared. In this case, the length of the guide bar 4 was 447 mm and the angle value of the measured TOR was -6.7 degrees. The position of the TOR sensor is located at the coordinates (0, 0, 20) at the position of 20 mm in the upward direction from the zero point to the Z axis.

이와 같은 이동량과 각도값을 병진이동행렬과 회전행렬에 대입하여 아래의 표1의 결과를 도출하였다.The displacements and angle values were substituted into the translation and rotation matrices to derive the results in Table 1 below.

positionposition measured coordinatesmeasured coordinates
route1

route1
TORTOR 0.0000.000 0.0000.000 20.00020.000
STNMSTNM -63.079-63.079 0.0000.000 528.922528.922


route2




route2

L5SL5S -129.000-129.000 0.0000.000 98.50098.500
L45L45 -134.900-134.900 0.0000.000 131.510131.510 L34L34 -149.700-149.700 0.0000.000 168.890168.890 L23L23 -165.500-165.500 0.0000.000 206.750206.750 L12L12 -176.400-176.400 0.0000.000 242.630242.630 T1LT1L -184.900-184.900 0.0000.000 278.420278.420 STNMSTNM -64.750-64.750 0.0000.000 539.280539.280

측정결과에 따르면, 제1경로를 사용하여 산출한 STNM의 위치는 제2경로를 사용한 경우와 약 x방향으로 1.7㎜, z방향으로 10.4㎜정도의 오차가 발생함을 확인하였다. 오차의 원인은 센서의 분해능과 길이측정의 오차, A/D 변환의 분해능 한계 등 전오차, 계통오차, 및 임의오차 등일 수 있다.According to the measurement results, it was confirmed that the position of the STNM calculated using the first path was about 1.7 mm in the x direction and about 10.4 mm in the z direction as in the case of using the second path. The cause of the error may be an error in the resolution and length measurement of the sensor, an error such as a resolution limit of the A / D conversion, a systematic error, an arbitrary error, and the like.

최종오차를 반으로 나누어 두 가지 루트에 각각 할당하고 루트안에 오차발생 좌표점에 보정치를 대입하여 보정한다. 또한, 오차를 각도의 보정과 각 센서간의 길이에 대한 보정으로 나눌 수 있다. 하지만, 측정축과 기능점의 거리가 멀어짐에 따라 아베옵셋에 의해 증폭되는 각도에 의한 아베(Abbe)오차의 영향 때문에 각도 오차에 대한 보정값은 더미의 자세가 변할 때마다 보정치가 크게 달라져 보정결과에 대한 신뢰도를 저하시킨다. 따라서, 좌표값을 기반으로 하는 길이에 오차할당을 수행한다.Divide the final error in half and assign them to each of the two routes, and correct them by substituting the correction values for the coordinates of error in the routes. In addition, the error can be divided into the correction of the angle and the correction of the length between each sensor. However, due to the influence of the Abbe error due to the angle amplified by the Abbe offset as the distance between the measuring axis and the function point increases, the correction value for the angular error changes significantly each time the posture of the dummy changes. Decreases the reliability of Therefore, error allocation is performed to the length based on the coordinate value.

이와 같이, 각각의 좌표축에 오차를 할당한 할당량과 보정결과를 알아보기 편하게 각 동차변환에 적용된 수치가 아닌 최종 적용된 값들로 아래의 표2와 같이 정리된다.In this way, the allocation amount of each coordinate axis and the correction results are summarized as shown in Table 2 below, instead of the values applied to the homogeneous transformations, so as to easily identify the correction results.

positionposition measured coordinatesmeasured coordinates error budgetingerror budgeting compensated coordinatescompensated coordinates
route1

route1
TORTOR 0.0000.000 0.0000.000 20.00020.000 0.0000.000 0.0000.000 0.0000.000 0.0000.000 0.0000.000 20.00020.000
STNMSTNM -63.079-63.079 0.0000.000 528.922528.922 -0.835-0.835 0.0000.000 5.1755.175 -63.914-63.914 0.0000.000 534.097534.097


route2





route2


L5SL5S -129.000-129.000 0.0000.000 98.50098.500 0.0000.000 0.0000.000 0.0000.000 -129.000-129.000 0.0000.000 98.50098.500
L45L45 -134.900-134.900 0.0000.000 131.510131.510 0.1390.139 0.0000.000 -0.862-0.862 -134.761-134.761 0.0000.000 130.648130.648 L34L34 -149.700-149.700 0.0000.000 168.890168.890 0.2780.278 0.0000.000 -1.724-1.724 -149.422-149.422 0.0000.000 167.166167.166 L23L23 -165.500-165.500 0.0000.000 206.750206.750 0.4170.417 0.0000.000 -2.586-2.586 -165.083-165.083 0.0000.000 204.164204.164 L12L12 -176.400-176.400 0.0000.000 242.630242.630 0.5560.556 0.0000.000 -3.448-3.448 -175.844-175.844 0.0000.000 239.182239.182 T1LT1L -184.900-184.900 0.0000.000 278.420278.420 0.6950.695 0.0000.000 -4.310-4.310 -184.205-184.205 0.0000.000 534.108534.108 STNMSTNM -64.750-64.750 0.0000.000 539.280539.280 0.8340.834 0.0000.000 -5.172-5.172 -63.916-63.916 0.0000.000 534.108534.108 errorerror -1.670-1.670 0.0000.000 10.35010.350 -0.002-0.002 0.0000.000 0.0110.011

최종 STNM의 오차는 (-1.670, 0.000, 10.350)으로 이 값을 7개의 좌표점에 균등하게 분할하여 오차를 할당한 다음 위치연산을 실행한 결과, 제1경로 및 제2경로를 사용하여 산출한 STNM의 위치는 10㎛ 범위 안에서 일치하고 있으며, 이 위치정밀도는 더미의 자세가 변하여도 동일한 수준으로 유지된다. 또한, 이와 같은 방식으로 STNM 기준이 아닌 L12를 기준으로 잡아 두 루트를 이용하여 실행하면 같은 결과가 아래의 표3과 같이 도출된다.The error of the final STNM is (-1.670, 0.000, 10.350), and this value is divided equally into 7 coordinate points, and the error is allocated, and then the position calculation is performed. The result is calculated using the first path and the second path. The position of the STNM coincides within the 10 μm range, and this position accuracy is maintained at the same level even if the dummy posture changes. In addition, the same result is obtained as shown in Table 3 below when the two routes are executed based on L12 rather than STNM.

positionposition measured coordinatesmeasured coordinates error budgetingerror budgeting compensated coordinatescompensated coordinates
route1

route1
TORTOR 0.0000.000 0.0000.000 20.00020.000 0.0000.000 0.0000.000 0.0000.000 0.0000.000 0.0000.000 20.00020.000
STNMSTNM -63.541-63.541 0.0000.000 528.922528.922 -0.201-0.201 0.0000.000 1.9751.975 -63.742-63.742 0.0000.000 530.897530.897 T1LT1L -183.750-183.750 0.0000.000 278.420278.420 -0.402-0.402 0.0000.000 3.9503.950 -184.152-184.152 0.0000.000 282.370282.370 L12L12 -175.420-175.420 0.0000.000 231.110231.110 -0.603-0.603 0.0000.000 5.9255.925 -176.023-176.023 0.0000.000 237.035237.035

route2



route2

L5SL5S -129.000-129.000 0.0000.000 98.50098.500 0.0000.000 0.0000.000 0.0000.000 -129.000-129.000 0.0000.000 98.50098.500
L45L45 -134.900-134.900 0.0000.000 137.180137.180 0.1500.150 0.0000.000 1.4811.481 -134.750-134.750 0.0000.000 135.699135.699 L34L34 -149.780-149.780 0.0000.000 173.640173.640 0.3010.301 0.0000.000 2.9622.962 -149.479-149.479 0.0000.000 170.678170.678 L23L23 -165.610-165.610 0.0000.000 216.440216.440 0.4520.452 0.0000.000 4.4434.443 -165.158-165.158 0.0000.000 211.997211.997 L12L12 -176.630-176.630 0.0000.000 242.960242.960 0.6030.603 0.0000.000 5.9245.924 -176.027-176.027 0.0000.000 237.036237.036 errorerror -1.210-1.210 0.0000.000 11.85011.850 -0.004-0.004 0.0000.000 0.0010.001

따라서, 본 발명에서 제시된 두 개의 루트를 사용한 위치좌표 오차할당 방법을 통해, 인간형 더미의 자세 모니터링의 정밀도를 크게 향상시킬 수 있음을 검증할 수 있다.Therefore, it can be verified that the positional coordinate error allocation method using the two routes presented in the present invention can greatly improve the accuracy of posture monitoring of the humanoid dummy.

한편, Teray는 마크패턴을 사용하여 로봇의 2차원 공간상의 위치와 방향을 추정하는 알고리즘을 제시한바 있다. 이 방식을 이용하여 기준을 정하는 초기화면을 받아 마크패턴을 인식하고 약간 회전하여 마크패턴을 찾는 알고리즘을 구현하였다.Teray, on the other hand, proposed an algorithm for estimating the position and orientation of a robot in two-dimensional space using mark patterns. Using this method, the algorithm receives the initial screen to set the standard, recognizes the mark pattern, and rotates it slightly to find the mark pattern.

삼각측량을 사용하기 위해, 미리 기준거리 1000㎜에서 로터리테이블을 이용한 ±15˚좌우 최대각 이동으로 얻어진 마크패턴의 위치이동양을 픽셀로 파악해둔다.In order to use triangulation, the amount of displacement of the mark pattern obtained by the maximum angle movement of ± 15 ° left and right using the rotary table at a reference distance of 1000 mm is grasped in pixels.

마크패턴을 영점에서 입력했을 때 마크패턴의 중앙점에 픽셀 좌표가 전체 320×240의 좌표계에서 160×120이고 +15˚일 때 295×120이고 -15˚일 때 25×120이었다. 결국, 15˚이동 시 픽셀에 이동은 135픽셀의 이동이다. 도 10을 참조하면, D1과 D2의 거리가 1000㎜이고 각도가 15˚이면 실제 마크패턴의 이동은 tan15≒0.27이므로 270㎜이다. 실제거리는 270㎜이고 대응 픽셀은 135픽셀이므로 1픽셀당 2㎜이다.When the mark pattern was input at zero, the pixel coordinates at the center point of the mark pattern were 160 × 120 in the coordinate system of 320 × 240, 295 × 120 at + 15 °, and 25 × 120 at -15 °. As a result, the shift in pixels when moving 15 degrees is a shift of 135 pixels. Referring to FIG. 10, when the distance between D1 and D2 is 1000 mm and the angle is 15 °, the actual mark pattern is shifted to 270 mm since tan15 × 0.27. The actual distance is 270 mm and the corresponding pixel is 135 pixels, so 2 mm per pixel.

도 9와 같은 삼각측량은 이러한 픽셀당 실거리를 측정하기 위한 알고리즘이고 이를 이용하면 전술한 거리측정 알고리즘을 검증할 수 있다. 이와 같은 삼각측량을 이용하여 각도의 측정값에 보정 작업을 수행할 수 있다.The triangulation as shown in FIG. 9 is an algorithm for measuring the actual distance per pixel, and using this, the above-described distance measuring algorithm can be verified. By using such triangulation it is possible to perform a correction operation on the measured value of the angle.

도 10에서 d1을 500㎜ 거리에 기준점을 설치하고 R을 최소각 75˚에서 시작해서 105˚까지 1˚간격으로 로터리 테이블을 회전시켜가면서 픽셀 변화량을 카운트하여 산출된 각도값과 비교하여 보정한다. 이와 같은 보정 후에 측정가능한 각의 분해능은 0.1˚이고 오차번위는 -0.2˚ 내지 0.3˚로 측정되었다.Install the reference point on the 500㎜ distance d 1 in Figure 10 and corrected by 105˚ to minimize the R starting at each 75˚ going to rotate the rotary table a 1˚ spacing compared to the angular value obtained by counting the pixels change . After this calibration the resolution of the measurable angle was 0.1 ° and the error potential was measured from -0.2 ° to 0.3 °.

이와 같이, 두 개의 카메라를 이용하여 하나의 마크패턴을 삼각측량 방식으로 인식하면, 그 카메라들로부터 기준점에서 변한 거리를 측정 가능하고 차량 시트 평가용 더미에 장착함으로써 차량 내에서 더미의 움직임을 실시간으로 모니터링할 수 있다.As such, when one mark pattern is recognized by triangulation using two cameras, the distance changed from the reference point from the cameras can be measured, and the dummy movement in the vehicle is mounted in real time by mounting the dummy in the vehicle seat evaluation dummy. Can be monitored.

또한, 거리에 관한 보정은 두 가지 방법으로 수행할 수 있다. 첫번째 방법은 스티어링휠과 더미를 고정하고 더미의 척추부를 움직여 전후방 거리에 관한 보정실험이고, 두번째 방법은 더미의 척추부를 고정하고 스티어링휠을 전후방으로 움직여 보정하는 실험이다.In addition, distance correction can be performed in two ways. The first method is to fix the steering wheel and the dummy and move the dummy spine to correct the forward and backward distances. The second method is to fix the dummy spine and move the steering wheel forward and backward to compensate.

먼저, 첫번째 방법으로 도 10과 같이 R을 90˚각도에 고정하고 d1을 최소 420㎜에서 시작해서 540㎜까지 10㎜ 간격으로 거리를 버니어켈리퍼스로 넓혀가면서 측정값과 비교하여 보정한다. 이 보정 후에 측정가능한 거리의 분해능은 1㎜이고 오차범위는 -7㎜ 내지 6㎜로 측정되었다. 또한, 두번째 방법으로 척추부의 움직임으로 보정한 결과를 그대로 스티어링휠의 평행이동에 적용한 결과, 분해능은 1㎜로 동일했고 오차범위는 -3㎜ 내지 8㎜로 오차범위도 유사하였다.First, as shown in FIG. 10, R is fixed at an angle of 90 °, and d 1 is corrected by comparing the measured value with the vernier caliper widening the distance at intervals of 10 mm from 420 mm to 540 mm. After this calibration the resolution of the measurable distance was 1 mm and the error range was measured from -7 mm to 6 mm. Also, as a result of applying the result corrected by the movement of the spine in the second method to the parallel movement of the steering wheel, the resolution was the same as 1 mm and the error range was -3 mm to 8 mm.

본 발명에 따른 시트 평가용 더미는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Dummy for evaluating the sheet according to the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope should be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 더미의 개략적인 구성을 도시한 측면도이고,1 is a side view showing a schematic configuration of a dummy according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 척추부의 측면도이며,Figure 2 is a side view of the spinal column according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 요추 조인트의 사시도이고,3 is a perspective view of the lumbar joint in accordance with one embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 요추 조인트의 분리 사시도이며,Figure 4 is an exploded perspective view of the lumbar joint in accordance with an embodiment of the present invention,

도 5는 도 3의 A-A선을 따른 단면도이고,5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 6은 도 3의 B-B선을 따른 단면도이며,6 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동차변환행렬을 설명하기 위한 좌표계를 도시한 것이고,7 illustrates a coordinate system for explaining a homogeneous transformation matrix according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오차 예상을 위한 개략적인 구성도를 도시한 것이며,8 illustrates a schematic configuration diagram for error estimation according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 삼각측량법을 도시한 것이고,9 illustrates a triangulation method according to another embodiment of the present invention,

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동 물체의 좌표를 도시한 것이며,10 illustrates coordinates of a moving object according to another embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 두 물체의 각도를 도시한 것이고,11 illustrates angles of two objects according to another embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자세모니터링 시스템을 도시한 사진.12 is a photograph showing a posture monitoring system according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 요추 조인트 11 : 조인트 하우징1: lumbar joint 11: joint housing

12 : 회전축 13 : 조인트 연결부재12: shaft 13: joint connecting member

14 : 탄성부재 15 : 예압 제어부재14 elastic member 15 preload control member

16 : 스페이서 17 : 회전각 감지센서16 spacer 17 rotation angle sensor

Claims (18)

조인트 하우징과, 상기 조인트 하우징의 좌우를 관통하며 회전 가능한 회전축과, 인접한 다른 요추 조인트에 설치된 회전축에 체결되어, 상기 조인트 하우징을 인접한 다른 조인트 하우징에 상하 방향으로 연결시키는 조인트 연결부재와, 상기 조인트 하우징과 인접한 다른 조인트 하우징 사이에 개재되어, 상기 조인트 하우징의 회전운동에 부하를 가하는 적어도 하나의 탄성부재 및 상기 탄성부재의 압력을 조절하는 예압 제어부재를 포함하는 요추 조인트가 다수개 연결되어 적층된 시트 평가용 더미에 있어서,A joint connecting member coupled to the joint housing, a rotating shaft rotatable through the left and right sides of the joint housing, a rotating shaft installed at another adjacent lumbar joint, and connecting the joint housing to another adjacent joint housing in an up and down direction; And a plurality of lumbar joints interposed between the adjacent joint housings and including a plurality of lumbar joints including at least one elastic member for applying a load to the rotational movement of the joint housing and a preload control member for adjusting the pressure of the elastic members. In the dummy for evaluation, 상기 탄성부재는 상기 조인트 연결부재의 후방 및 전방에 각각 배치되고, 상기 예압 제어부재는 상기 전방에 배치된 탄성부재에 연결되며, 상기 조인트 하우징은 하부에 인접한 다른 조인트 하우징보다 전방으로 돌출되게 형성되고, 상기 예압 제어부재는 상기 조인트 하우징의 돌출된 부위에 배치되는 것을 특징으로 하는 시트 평가용 더미.The elastic member is disposed in the rear and front of the joint connecting member, respectively, the preload control member is connected to the elastic member disposed in the front, the joint housing is formed to protrude forward than the other joint housing adjacent to the lower portion And the preload control member is disposed at a protruding portion of the joint housing. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조인트 하우징은 전방이 후방에 비해 하부로 경사지게 절곡 형성되며,The joint housing is formed bent forward inclined downward compared to the rear, 상기 예압 제어부재는 상기 경사진 조인트 하우징의 전방에 체결되는 것을 특징으로 하는 시트 평가용 더미.And the preload control member is fastened to the front of the inclined joint housing. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 예압 제어부재는 조인트 하우징에 승강 가능하게 체결되어, 상기 예압 제어부재의 승강에 따라 상기 예압 제어부재의 일측에 연결된 상기 탄성부재의 압력이 조절되는 것을 특징으로 하는 시트 평가용 더미.The preload control member is fastened to the joint housing to be lifted, the dummy for evaluation of the sheet, characterized in that the pressure of the elastic member connected to one side of the preload control member in accordance with the lifting of the preload control member. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 탄성부재는, 양측이 각각 인접하는 조인트 하우징들을 지지하는 압축 스프링이고,The elastic member is a compression spring that both sides support the adjacent joint housings, 상기 예압 제어부재는, The preload control member, 상기 조인트 하우징에 나사 체결되는 볼트부, 및 상기 볼트부의 하측에 배치되어 상기 볼트부의 하강에 의해 상기 압축 스프링을 가압하는 판부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 평가용 더미.And a bolt member screwed to the joint housing, and a plate member disposed below the bolt portion to press the compression spring by lowering the bolt portion. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 조인트 하우징은, 상단의 전,후방측 및 하단의 전,후방측에 각각 상기 압축 스프링의 단부를 지지하기 위한 지지홈이 형성되고, 상기 조인트 하우징의 하단 전방에 위치한 지지홈으로부터 상기 조인트 하우징의 상단까지 상기 예압 제어부재가 관통되기 위한 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 시트 평가용 더미.The joint housing has support grooves for supporting the end portions of the compression springs at front, rear, and front and rear sides of an upper end thereof, respectively, and from a support groove located at the front of the lower end of the joint housing. The dummy for evaluating the sheet, characterized in that a through hole for penetrating the preload control member to an upper end. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 요추 조인트는,The lumbar joint, 상기 조인트 하우징에 대한 상기 회전축의 회전각을 검출하는 회전각 감지센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시트 평가용 더미.And a rotation angle detecting sensor for detecting a rotation angle of the rotation shaft with respect to the joint housing. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 요추 조인트의 상부에 인체 형상으로 모사된 어께 조인트와;A shoulder joint simulated in a human body shape on the upper part of the lumbar joint; 상기 요추 조인트의 하부에 인체 형상으로 모사된 골반 조인트; 및Pelvic joint simulated in the human body shape on the lower part of the lumbar joint; And 상기 어께 조인트와 상기 골반 조인트를 직선으로 연결하는 가이드바를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시트 평가용 더미.And a guide bar for connecting the shoulder joint and the pelvis joint in a straight line. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 설정된 기준점으로부터 더미의 움직임에 의한 위치좌표를 비접촉식으로 모니터링하는 측정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시트 평가용 더미.A dummy for sheet evaluation, characterized by further comprising a measuring unit for non-contact monitoring the position coordinates by the movement of the dummy from the set reference point. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 측정부는,The measuring unit, 상기 요추 조인트의 상부에 배치되어 상기 설정된 기준점을 촬상하며 소정 거리 서로 이격된 두 개의 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 평가용 더미. And two cameras disposed on an upper portion of the lumbar joint and photographing the set reference point and spaced apart from each other by a predetermined distance. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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