KR101637439B1 - Faster detection apparatus of step initiation with vertical grf events and method therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 장치는 양 발의 엄지 발가락 및 발뒤꿈치의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 측정하는 측정부(10); 및 상기 측정부(10)에서 측정된 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 분석하여 보행시작의도를 인식하는 인식부(20);를 포함한다. 본 발명에 따르면, 종래의 보행시작 의도 인식장치보다 먼저 보행의도를 인식할 수 있다. 또한, 종래의 보행시작 의도 인식장치와 비교할 때 엄지발가락과 발뒤꿈치의 두 지점으로 측정지점을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명을 통해 획득된 보행시작 의도는 근력증강용 외골격로봇 또는 근력보조로봇과 같은 착용로봇의 보행 제어로 활용되어 초기 보행을 빠르게 시작할 수 있게 한다.The present invention relates to an apparatus and a method for recognizing a walking start intention through a vertical ground reaction force. The apparatus for recognizing a walking start intention based on a vertical ground reaction force according to the present invention includes a measuring unit 10 for measuring a ground reaction force (GRF) of both the big toe and the heel of both feet; And a recognition unit (20) for recognizing the walking start intention by analyzing the ground reaction force (GRF) measured by the measuring unit (10). According to the present invention, it is possible to recognize the walking intention before the conventional walking start intention recognizing apparatus. In addition, the measurement point can be minimized by two points of the toe and the heel when compared with the conventional device for recognizing the intention to start walking. In addition, the walking intention obtained through the present invention can be used as a walking control of a wearing robot such as an exoskeleton robot for strengthening muscle strength or a muscle-assisted robot, thereby enabling the user to quickly start the initial walking.
Description
본 발명은 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보행 시작 전 엄지발가락과 발뒤꿈치에서 측정된 수직 지면반발력의 특징을 통해 보행 시작의도를 선행하여 인식할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for recognizing the intention to start walking on the basis of a vertical ground reaction force, and more particularly, to a method and apparatus for recognizing intention to start a walk using a feature of a vertical ground reaction force measured at a toe and a heel And more particularly,
수직 지면반발력은 보행분석에서 많이 사용되는 값으로, 주로 힘판(Force Plate)이나 FSR(Force Sensing Resistor) 등을 통해 측정된다. 발 바닥면의 측정위치에 따라 측정값이 달라지며, 값의 변화에 따라 다양한 형태의 보행분석에 사용된다. 발뒤꿈치에서 측정할 경우 보행 시 발바닥 중 처음으로 지면에 닿게 되는 시점(Heel Strike)과 그때의 힘의 크기를 측정할 수 있다. 또한, 엄지발가락에서 측정할 경우 보행 시 발바닥 중 마지막으로 지면에서 떨어지는 시점(Toe Off)과 그때의 힘의 크기를 측정할 수 있다. 이를 통해 Heel Strike과 Toe Off 사이를 발이 지면과 닿아 있는 구간(Stance Phase)으로 나눌 수 있고 그 Toe Off 후 다음 Heel Strike이 발생하기 전을 다리가 움직이는 구간(Swing Phase)로 나눌 수 있다.Vertical ground reaction force is widely used in gait analysis. It is mainly measured by force plate (Force Plate) or FSR (Force Sensing Resistor). The measurement value changes according to the measurement position of the foot floor, and is used for various types of gait analysis according to the change of the value. When measuring from the heel, the heel strike at the first contact with the ground and the magnitude of the force at that time can be measured. Also, when measuring from the big toe, it is possible to measure the point of time (Toe Off) when the foot finally falls from the ground during walking and the magnitude of the force at that time. It can be divided into Heel Strike and Toe Off by the Stance Phase where the foot touches the ground, and can be divided into the Swing Phase before the next heel strike after the Toe Off.
본 발명의 목적은 보행 시작 전 수직 지면반발력의 특징을 통해 보행시작 의도를 선행하여 인식하는 데 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 보행시작 의도인식 방법을 통해 수직 지면반발력의 측정지점을 엄지발가락과 발뒤꿈치의 두 지점으로 최소화하는데 있다.An object of the present invention is to recognize the intention of starting to walk in advance by characterizing the vertical ground reaction force before starting the walking. Yet another object of the present invention is to minimize the measurement point of the vertical ground surface repulsive force to two points of the toe and the heel through the method of recognizing the intention to start walking.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 장치는 양 발의 엄지 발가락 및 발뒤꿈치의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 측정하는 측정부(10); 및 상기 측정부(10)에서 측정된 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 분석하여 보행시작의도를 인식하는 인식부(20);를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the apparatus for recognizing the intention to start walking with a vertical ground reaction force includes a measuring unit 10 for measuring a ground reaction force (GRF) of both the toe and the heel of both feet; And a recognition unit (20) for recognizing the walking start intention by analyzing the ground reaction force (GRF) measured by the measuring unit (10).
상기 측정부(10)는 힘센서(Force Sensor)가 부착된 힘판(Force Plate) 또는 FSR(Force Sensing Resistor) 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The measuring unit 10 may be a Force Plate or a Force Sensing Resistor (FSR) sensor having a force sensor attached thereto.
상기 인식부(20)는 상기 측정부(10)에서 측정된 양 발의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 크기가 교차하고, 교차한 이후 앞서가는 다리(Leading Leg)의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 크기가 최대(Peak)가 되는 경우에는 보행시작 의도가 있다고 인식하는 것을 특징으로 한다.The recognition unit 20 crosses the magnitudes of the ground reaction force (GRF) of both feet measured by the measuring unit 10 and the vertical ground reaction force of the leading leg When the size of the Reaction Force (GRF) becomes maximum (Peak), it is recognized that there is an intention to start walking.
상기 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 장치는 상기 인식부(20)에서 보행시작 의도가 있다고 인식된 경우에는 착용로봇에 토크 명령을 전달하여 보행이 가능하도록 제어하는 토크 명령부(30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The walking start intention recognizing apparatus includes a torque command unit 30 for transmitting a torque command to the wearable robot when the recognition unit 20 recognizes the intention to start walking, .
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 방법은 양 발의 엄지 발가락 및 발뒤꿈치의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 측정하는 측정단계(S100); 및 상기 측정단계(S100)에서 측정된 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 분석하여 보행시작의도를 인식하는 인식단계(S200);를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method of recognizing intent to start walking with a vertical ground reaction force includes a measuring step (S100) of measuring a ground reaction force (GRF) of both the big toe and the heel; And recognizing the walking start intention by analyzing the ground reaction force (GRF) measured in the measuring step (S100).
상기 인식단계(S200)는 상기 측정단계(S100)에서 측정된 양 발의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 크기가 교차하고, 교차한 이후 앞서가는 다리(Leading Leg)의 수직 지면반발력의 크기가 최대(Peak)가 되는 경우에는 보행시작 의도가 있다고 인식하는 것을 특징으로 한다.The recognizing step S200 is a step of recognizing the magnitude of the vertical ground reaction force (GRF) of the two legs measured in the measuring step S100 and the magnitude of the vertical ground reaction force of the leading leg And when there is a peak (Peak), it is recognized that there is an intention to start walking.
상기 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 방법은 상기 인식단계(S200)에서 보행시작 의도가 있다고 인식된 경우에는 착용로봇에 토크 명령을 전달하여 보행이 가능하도록 제어하는 토크 명령단계(S300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of recognizing a walking start intention through the vertical ground reaction force includes a torque command step (S300) for transmitting a torque command to the wearing robot when walking is recognized as an intention to start walking in the recognition step (S200) .
본 발명에 따르면, 종래의 보행시작 의도 인식장치보다 먼저 보행의도를 인식할 수 있다. 또한, 종래의 보행시작 의도 인식장치와 비교할 때 엄지발가락과 발뒤꿈치의 두 지점으로 측정지점을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명을 통해 획득된 보행시작 의도는 근력증강용 외골격로봇 또는 근력보조로봇과 같은 착용로봇의 보행 제어로 활용되어 초기 보행을 빠르게 시작할 수 있게 한다.According to the present invention, it is possible to recognize the walking intention before the conventional walking start intention recognizing apparatus. In addition, the measurement point can be minimized by two points of the toe and the heel when compared with the conventional device for recognizing the intention to start walking. In addition, the walking intention obtained through the present invention can be used as a walking control of a wearing robot such as an exoskeleton robot for strengthening muscle strength or a muscle-assisted robot, thereby enabling the user to quickly start the initial walking.
도 1은 본 발명에 따른 힘판에서 측정된 수직 지면반발력의 형태를 설명한 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 수직 지면반발력 측정에 사용되는 힘센서의 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 FSR 센서에서 측정된 수직 지면반발력의 형태를 설명한 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 보행시작 의도인식 장치의 제어 블록도.
도 5는 착용로봇에 대한 사진.
도 6은 본 발명에 따른 보행시작 의도인식 장치의 블록도.
도 7은 본 발명에 따른 보행시작 의도인식 방법의 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a graph illustrating the shape of a vertical ground reaction force measured in a force plate according to the present invention. FIG.
2 is an illustration of a force sensor used for vertical ground reaction force measurement according to the present invention.
3 is a graph illustrating the shape of the vertical ground reaction force measured by the FSR sensor according to the present invention.
4 is a control block diagram of a walking start intention recognizing device according to the present invention.
5 is a photograph of a worn robot;
6 is a block diagram of a walking start intention recognizing device according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart of a walking start intention recognizing method according to the present invention. FIG.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.It is to be understood that the words or words used in the present specification and claims are not to be construed in a conventional or dictionary sense and that the inventor can properly define the concept of a term to describe its invention in the best way And should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 힘판(Force Plate)에서 측정된 수직 지면반발력의 형태를 설명한 그래프이고, 도 2는 본 발명에 따른 수직 지면반발력 측정에 사용되는 힘센서의 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 FSR 센서에서 측정된 수직 지면반발력의 형태를 설명한 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 선행 보행시작 의도인식 장치의 제어 블록도이며, 도 5는 착용로봇에 대한 사진이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명은 보행 시작 전 엄지발가락과 뒤꿈치에서 측정된 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 통한 보행시작 의도인식 기술로서, 보행 시작 시 (a)양발에 대한 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 크기가 교차하는 지점 및 (b)이후 연속하여 발생하는 내딛는 발(Leading Leg)의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 크기가 최대가 되는 지점의 특징을 통해 보행시작 의도를 선행하여 인식하는 기술이다. 도 5에 도시된 것과 같이, 본 발명을 통해 획득된 보행시작 의도는 근력증강용 외골격로봇 및 근력보조로봇과 같은 착용로봇의 보행제어로 활용되어 초기 보행을 빠르게 시작할 수 있게 해준다.FIG. 1 is a graph illustrating a shape of a vertical ground reaction force measured in a force plate according to the present invention, FIG. 2 is an exemplary view of a force sensor used in vertical ground reaction force measurement according to the present invention, FIG. 4 is a control block diagram of a pre-start walking intention recognizing apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a photograph of a worn robot. Referring to FIGS. 1 to 5, the present invention is a recognition technique of walking initiation intention through a ground reaction force (GRF) measured at a toe and a heel before a start of a walk, wherein (a) The point at which the magnitude of the Ground Reaction Force (GRF) of the leading leg that occurs continuously after the intersection of the magnitude of the ground reaction force (GRF) and the magnitude of the ground reaction force (GRF) It is a technique to recognize the intention to start walking with the feature. As shown in FIG. 5, the walking intention obtained through the present invention can be utilized as a walking control of a wearing robot such as a muscle-strengthening exoskeleton robot and a muscle-force-assisted robot to quickly start an initial walking.
본 발명은 발바닥 면의 두 지점인 엄지발가락과 뒤꿈치에서의 수직 지면반발력 측정하여 상기 두 특징을 통해 보행시작 의도를 선행하여 인식한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 힘판(Force Plate)에서 측정된 수직 지면반발력의 크기가 교차하는 지점과 이후 연속하여 발생하는 내딛는 발의 수직 지면반발력의 크기가 최대가 되는 지점이 발생하는 것을 나타낸 것이다. 종래에는 정지 상태에서 동작을 하기 위해 움직일 때 관절의 움직임이 발생하기 전까지는 움직이려고 하는 정보를 획득하기가 어려웠다. 그러나 본 발명의 경우에는 힘판(Force Plate)을 이용하여 인체의 보행특성을 분석하면 도 1과 같이 관절이 움직이기 전에 수직 지면반발력에 특정한 패턴을 보이고 있다. 보행을 시작하려고 할 때 앞서가는 다리(Leading Leg)의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)과 뒤따라오는 다리(Trailing Leg)의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)에서 교차하는 지점 및 앞서가는 다리(Leading Leg)의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF) 피크가 발생하는 것을 확인하였다. 이 두 가지의 패턴 발생시 보행시작의 의도로 인식할 수 있다.The present invention preliminarily recognizes the walking start intention through the two features by measuring the vertical ground reaction force at the two toe of the sole and the heel. FIG. 1 shows that a point at which the magnitude of the vertical ground reaction force measured in the force plate crosses and a point at which the magnitude of the perpendicular ground reaction force of the foot successively occurs occurs in accordance with the embodiment of the present invention will be. Conventionally, it is difficult to acquire the information to move until movement of the joint occurs when moving in the stop state. However, in the case of the present invention, when the gait characteristic of the human body is analyzed by using a force plate, a specific pattern is shown in vertical ground reaction force before the joint moves as shown in Fig. When you start walking, you will see the intersection of the Ground Reaction Force (GRF) of the leading leg and the Ground Reaction Force (GRF) of the trailing leg, It was confirmed that the ground reaction force (GRF) peak of the leading leg was generated. These two patterns can be perceived as the intention to start walking.
도 2는 수직 지면반발력 측정에 사용되는 힘센서의 예시도로서, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 FSR(Force Sensing Resistor) 센서의 부착 위치 및 개발된 2채널 FSR(Force Sensing Resistor) 보행시작 의도 인식 센서를 나타낸다. 단순하게 2채널의 FSR(Force Sensing Resistor) 정보만으로도 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 패턴 차이로 초기보행의 의도를 인식할 있다.FIG. 2 is an exemplary view of a force sensor used for measurement of a vertical ground reaction force. FIG. 2 is a view showing an example of a force sensor using FSR (Force Sensing Resistor) sensor according to another embodiment of the present invention, And a recognition sensor. The intention of the initial walking can be recognized by the pattern difference of the ground reaction force (GRF) simply by using the 2-channel FSR (Force Sensing Resistor) information alone.
도 3은 FSR 센서에서 측정된 수직 지면반발력의 형태를 설명한 그래프로서, 본 발명의 실시 예에 따라 근력증강로봇에 장착된 FSR(Force Sensing Resistor)를 이용하여 양발의 엄지발가락과 뒤꿈치에서 측정된 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)에서 상기 두 가지의 특징점이 존재함을 나타낸다.FIG. 3 is a graph illustrating the shape of the vertical ground reaction force measured by the FSR sensor. FIG. 3 is a graph illustrating the vertical ground reaction force measured by the FSR sensor. In FIG. 3, The ground reaction force (GRF) indicates that the two feature points exist.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 수직 지면반발력을 통한 선행 보행시작 의도인식 결과를 이용하여 근력증강로봇 또는 근력보조로봇 등 착용로봇의 초기 보행제어에 적용한 제어 블록도이다. 도 5에 도시된 것과 같은 착용로봇에 장착된 Insole FSR을 이용하여 보행시작 의도를 인식하고 이를 이용하여 정지 상태에서 구동기 가능한 상태로 전환이 되면서 해당되는 토크 명령을 생성하여 보행이 가능하도록 제어된다.FIG. 4 is a control block diagram used for initial walking control of a wearing robot, such as a muscle-strengthening robot or a muscle-powered robot, by using a result of recognizing the intention of starting a preceding gait using a vertical ground reaction force according to an embodiment of the present invention. The insole FSR mounted on the wearable robot as shown in FIG. 5 recognizes the intention to start walking and uses it to switch from a stopped state to a driveable state, so that a corresponding torque command is generated and can be walked.
도 6은 본 발명에 따른 보행시작 의도인식 장치의 블록도이다. 도 6을 참조하면 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 장치는 측정부(10), 인식부(20), 토크 명령부(30)를 포함한다. 측정부(10)는 양 발의 엄지 발가락 및 발뒤꿈치의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 측정한다. 측정부(10)는 힘센서(Force Sensor)가 부착된 힘판(Force Plate) 또는 FSR(Force Sensing Resistor) 센서 중 어느 하나일 수 있다. 6 is a block diagram of a walking start intention recognizing apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 6, the apparatus for recognizing a walking start intention through a vertical ground reaction force includes a measurement unit 10, a recognition unit 20, and a torque command unit 30. The measurement unit 10 measures the ground reaction force (GRF) of the both toes and the heels of both feet. The measuring unit 10 may be a Force Plate or a Force Sensing Resistor (FSR) sensor to which a force sensor is attached.
인식부(20)는 측정부(10)에서 측정된 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 분석하여 보행시작의도를 인식한다. 구체적으로 설명하면, (1) 측정부(10)에서 측정된 양 발의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 크기가 교차하고, (2) 교차한 이후 앞서가는 다리(Leading Leg)의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 크기가 최대(Peak)가 되는 경우에는 보행시작 의도가 있다고 인식한다. 상기 (1), (2) 조건의 만족 여부는 측정부(10)에서 측정된 수직 지면반발력의 특징을 이용하여 판단한다.The recognition unit 20 recognizes the walking start intention by analyzing the ground reaction force (GRF) measured by the measuring unit 10. More specifically, (1) the magnitude of the ground reaction force (GRF) of both feet measured by the measuring unit 10 intersects, (2) the vertical plane of the leading leg after the intersection When the magnitude of the Ground Reaction Force (GRF) becomes maximum (Peak), it is recognized that there is an intention to start walking. Whether or not the conditions (1) and (2) are satisfied is determined by using the characteristics of the vertical ground reaction force measured by the measuring unit 10.
토크 명령부(30)는 인식부(20)에서 보행시작 의도가 있다고 인식된 경우에는 착용로봇에 토크 명령을 전달하여 보행이 가능하도록 제어한다. 즉, 본 발명을 착용로봇에 이용하는 경우 토크 명령부에 의해 착용로봇이 보행하도록 하는 것이다.When the recognition unit 20 recognizes that there is an intention to start walking, the torque command unit 30 transmits a torque command to the wearable robot so as to control the robot so that walking can be performed. That is, when the present invention is applied to a wearable robot, the wear robot makes a walk by the torque command portion.
도 7은 본 발명에 따른 보행시작 의도인식 방법의 순서도이다. 도 7을 참조하면 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 방법은 측정단계(S100), 인식단계(S200), 토크 명령단계(S300)를 포함한다. 측정단계(S100)는 양 발의 엄지 발가락 및 발뒤꿈치의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 측정하는 단계이고, 인식단계(S200)는 상기 측정단계(S100)에서 측정된 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 분석하여 보행시작의도를 인식하는 단계이다. 인식단계(S200)는 측정단계(S100)에서 측정된 양 발의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 크기가 교차하고, 교차한 이후 앞서가는 다리(Leading Leg)의 수직 지면반발력의 크기가 최대(Peak)가 되는 경우에는 보행 시작 의도가 있다고 인식하는 것을 특징으로 한다. 토크 명령단계(S300)는 인식단계(S200)에서 보행시작 의도가 있다고 인식된 경우에는 근력증강 로봇 또는 근력보조로봇 등 착용로봇에 토크 명령을 전달하여 보행이 가능하도록 제어하는 단계이다. 7 is a flowchart of a method of recognizing the intention to start a walk according to the present invention. Referring to FIG. 7, the walking start intention recognizing method based on the vertical ground reaction force includes a measuring step S100, a recognizing step S200, and a torque commanding step S300. The measuring step S100 is a step of measuring the ground reaction force GRF of both the big toe and the heel, and the recognizing step S200 is a step of measuring the vertical ground reaction force measured at the measuring step S100 Reaction Force, GRF) to identify the intention to start walking. In the recognition step S200, the magnitude of the ground reaction force (GRF) of both feet measured in the measurement step S100 is crossed, and the magnitude of the vertical ground reaction force of the leading leg after the intersection is the maximum (Peak), it is recognized that there is an intention to start walking. If it is recognized that there is an intention to start walking in the recognition step S200, the torque command step S300 is a step of transmitting a torque command to the wearable robot such as a muscle-strength-enhancing robot or a muscle-power-assisted robot so as to be able to walk.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention, as claimed, and will be fully understood by those of ordinary skill in the art. The present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various substitutions, modifications and variations are possible within the scope of the present invention, and it is obvious that those parts easily changeable by those skilled in the art are included in the scope of the present invention .
10 측정부
20 인식부
30 토크 명령부
S100 측정단계
S200 인식단계
S300 토크 명령단계10 measuring part
20 recognition unit
30 Torque command section
S100 measurement step
S200 recognition step
S300 torque command phase
Claims (7)
상기 측정부(10)에서 측정된 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 분석하여 보행시작의도를 인식하는 인식부(20);
를 포함하는 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 장치에 있어서,
상기 인식부(20)는 상기 측정부(10)에서 측정된 양 발의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 크기가 교차하고, 교차한 이후 앞서가는 다리(Leading Leg)의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 크기가 최대(Peak)가 되는 경우에는 보행시작 의도가 있다고 인식하는 것을 특징으로 하는 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 장치.A measurement unit 10 for measuring the ground reaction force (GRF) of the toes and the heels of both feet; And
A recognition unit 20 for recognizing a walking start intention by analyzing a ground reaction force (GRF) measured by the measuring unit 10;
Wherein the walking start intention recognizing device comprises:
The recognition unit 20 crosses the magnitudes of the ground reaction force (GRF) of both feet measured by the measuring unit 10 and the vertical ground reaction force of the leading leg Wherein when the size of the reaction force (GRF) reaches a maximum (Peak), it is recognized that there is an intention to start walking.
상기 측정부(10)는 힘센서(Force Sensor)가 부착된 힘판(Force Plate) 또는 FSR(Force Sensing Resistor) 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 장치.The method according to claim 1,
Wherein the measurement unit 10 is any one of a force plate having a force sensor attached thereto and a force sensor resistor having a force sensing resistor (FSR) attached thereto.
상기 인식부(20)에서 보행시작 의도가 있다고 인식된 경우에는 착용로봇에 토크 명령을 전달하여 보행이 가능하도록 제어하는 토크 명령부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 장치.3. The method according to any one of claims 1 to 2,
And a torque command unit (30) for transmitting a torque command to the wearable robot so as to be able to walk when the recognition unit (20) recognizes the intention to start walking. Intention recognition device.
상기 측정단계(S100)에서 측정된 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)을 분석하여 보행시작의도를 인식하는 인식단계(S200);
를 포함하는 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 방법에 있어서,
상기 인식단계(S200)는 상기 측정단계(S100)에서 측정된 양 발의 수직 지면반발력(Ground Reaction Force, GRF)의 크기가 교차하고, 교차한 이후 앞서가는 다리(Leading Leg)의 수직 지면반발력의 크기가 최대(Peak)가 되는 경우에는 보행시작 의도가 있다고 인식하는 것을 특징으로 하는 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 방법.A measurement step S100 of measuring the ground reaction force (GRF) of both the toe of the feet and the heel; And
A recognition step S200 of recognizing a walking start intention by analyzing a ground reaction force (GRF) measured in the measuring step S100;
The method comprising the steps of: recognizing a walking start intention through a vertical ground reaction force,
The recognizing step S200 is a step of recognizing the magnitude of the vertical ground reaction force (GRF) of the two legs measured in the measuring step S100 and the magnitude of the vertical ground reaction force of the leading leg And a step of recognizing that there is an intention to start a walk when the maximum value of the walking start intention becomes the maximum value (Peak).
상기 인식단계(S200)에서 보행시작 의도가 있다고 인식된 경우에는 착용로봇에 토크 명령을 전달하여 보행이 가능하도록 제어하는 토크 명령단계(S300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 지면반발력을 통한 보행시작 의도인식 방법.6. The method of claim 5,
And a torque command step (S300) for transmitting a torque command to the wearable robot so as to be able to walk when it is recognized that there is an intention to start walking in the recognition step (S200) Intention recognition method.
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