KR101954876B1 - 착석 자세 추정 방법 - Google Patents

착석 자세 추정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101954876B1
KR101954876B1 KR1020160103784A KR20160103784A KR101954876B1 KR 101954876 B1 KR101954876 B1 KR 101954876B1 KR 1020160103784 A KR1020160103784 A KR 1020160103784A KR 20160103784 A KR20160103784 A KR 20160103784A KR 101954876 B1 KR101954876 B1 KR 101954876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
seat
value
reference value
posture
seated person
Prior art date
Application number
KR1020160103784A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180019805A (ko
Inventor
김사엽
형준호
노종련
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020160103784A priority Critical patent/KR101954876B1/ko
Publication of KR20180019805A publication Critical patent/KR20180019805A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101954876B1 publication Critical patent/KR101954876B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1116—Determining posture transitions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0247—Pressure sensors

Abstract

본 발명의 착석 자세 추정 방법은 의자의 시트에 설치한 하나 이상의 압력센서들을 통해 시트의 전체 면적에서 압력을 측정하는 면적을 하나 이상의 구역으로 구분하여 착석에 의한 하중을 각 압력센서가 구역별로 측정한 하중값과 착석자의 체중값을 비율로 산출한 결과값을 도출하는 단계, 등 기댐 상태 유무를 판단 기준이 되는 제1기준값이 결과값 보다 크거나 같을 경우 또는 작을 경우 착석자의 의자 등받이에 등 기댐 상태 유무를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

착석 자세 추정 방법{Posture estimation method sitting on a chair}
본 발명은 착석 자세 추정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 의자 시트를 4개의 영역으로 구분하고 각각에 분포된 체중을 비교분석함으로써 7가지 주요 착석자세를 추정 및 판단할 수 있는 착석 자세 추정 방법에 관한 것이다.
현대인들의 장시간 착석생활로 인한 자세 불균형은 인간공학적 의자기술의 발전을 가져왔다.
특히 장시간 착석자가 가장 흔하게 호소하는 요추 불편을 해소하기 위해 요추지지대와 등판 기울임 장치가 생겨나는 등 인간공학적인 연구를 바탕으로 한 사무용의자의 개발이 꾸준히 이루어져 왔다.
그러나 최근의 다른 연구에서는 의자 자체의 인간공학적 기능 이외에도 사용자의 태도와 습관이 바른 자세를 유도하는데 중요한 역할을 한다고 보고하고 있다.
잘못된 자세로 인한 근골격계편에 대해 교육하고 바른 자세로 앉는 방법을 훈련시키기만 하여도 자세위험도가 줄어든다는 연구가 잇따르고 있다.
응용 인체 공학, 사무실 인체 공학 등 사용자 교육에 의한 효과에 대한 연구에 따르면, 착석자에게 인간공학적 자세훈련을 제공했을 때 16개월 후에 근골격계 위험도가 상대적으로 낮았다고 하였고, 또한 조절 가능한 의자 및 사무실 인간 공학 교육을 동시에 제시한 연구에 따르면, 5개월 후 근골격계 관련 증후가 줄어들었다고 보고하였다.
이처럼 착석자가 자신의 자세에 대해 관심을 갖고 노력하는 것만으로도 바른 자세 비율이 높아지고 자세불편이 줄어든다는 사실이 여러 문헌을 통해 알려지고 있다.
한편 최근에는 IT기술을 의자에 접목시켜 보다 적극적인 방법으로 바른 자세를 유지할 수 있도록 하는 기술들이 도입되고 있다.
센서를 이용하여 착석자의 자세를 실시간으로 모니터링하고 현재의 자세상태를 보여주거나 잘못된 자세를 취했을 때 경고를 해주는 자세교정시스템이 대표적이다.
이러한 배경에서 착석자의 자세를 실시간으로 센싱하기 위한 기술적 접근이 다양하게 이루어지고 있다. 이미 과거부터 착석자의 자세변화를 관찰하기 위한 연구로서 의자에 전극을 장착하거나, 체압측정매트를 좌판에 장착하는 방법이 시도되었으나 단지 자세변화 연구를 목적으로 개발된 시스템으로서 피드백을 통한 자세교정은 시도되지 않았다.
그러나 최근에는 자세관리 기능을 갖는 제품상용화를 목표로 연구가 이루어지고 있어 자세측정 시스템을 의자 또는 방석에 통합하여 실제 업무 중 자세관리가 가능한 시스템 개발이 이루어지고 있다.
한편으로는 의자에 종속되는 시스템을 벗어나기 위한 방법으로 모니터 카메라를 이용하는 방법, 가속도센서를 몸에 착용하는 방법이 시도되기도 하지만 대다수의 연구는 등판 및 좌판에 압력센서를 장착함으로써 측정된 압력 값을 이용하여 착석자의 자세를 추정하는 방법으로 연구되고 있다.
종래 기술들의 경우 압력센서기반 착석모니터링 시스템이 갖는 한계점으로서 좌판뿐만 아니라 등판에도 센서가 장착됨으로써 시스템 비용이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 기술은 추가된 센서에 따른 비용뿐만 아니라 센서 부착을 위한 등판 구조물을 변경하여야 하기 때문에 상당한 비용증가가 발생할 수 밖에 없고, 또한 등판센서와 좌판센서를 연결하는 신호선은 제품의 조립과 유지관리를 어렵게 만드는 요인이 될 수 있는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제2010-0125880호(2010.12.01) 대한민국 등록특허 제10-1136909호(2012.04.09.)
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 착석 자세 추정 방법은 의자의 시트에만 센서를 장착하여 자세를 추정하고자 한다.
특히, 등 기댐 자세를 포함하는 7가지 주요 착석자세를 추정 및 판단할 수 있도록 하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 좌판센서만으로 등기댐유무를 판단하기 위해 의자 시트를 4개의 영역으로 구분하고 각각에 분포된 체중을 사용자의 체중과 비교함으로써 특정자세를 판단할 수 있도록 하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 착석 자세 추정 방법은 의자의 시트에 설치한 하나 이상의 압력센서들을 통해 시트의 전체 면적에서 압력을 측정하는 면적을 하나 이상의 구역으로 구분하여 착석에 의한 하중을 각 압력센서가 구역별로 측정한 하중값과 착석자의 체중값을 비율로 산출한 제1결과값을 도출하는 단계, 등 기댐 상태 유무를 판단 기준이 되는 제1기준값이 제1결과값 보다 크거나 같을 경우 또는 작을 경우 착석자의 의자 등받이에 등 기댐 상태 유무를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 하중값은 상기 시트의 전체 면적에서 시트 전방 좌측의 제1구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S1과, 상기 시트의 전체 면적에서 시트 전방 우측의 제2구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S2와, 상기 시트의 전체 면적에서 시트 후방 좌측의 제3구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S3와, 상기 시트의 전체 면적에서 시트 후방 우측의 제4구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S4로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 상기 제1결과값은 하기 [수학식 1]를 통해서 산출하는 것을 특징으로 하는 착석 자세 추정 방법.
[수학식 1]
Figure 112016079341230-pat00001
(단, 상기 [수학식 1]에서 W는 착석자의 체중값이다.)
본 발명에 따르면, 상기 제1기준값이 제1결과값 보다 크거나 같을 경우 등받이에 등을 기댐 상태로 판단하고, 상기 제1기준값이 제1결과값 보다 작을 경우 등받이에 등을 뗌 상태로 판단한다.
본 발명에 따르면, 상기 기준값은 0.7 내지 0.9인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 착석자의 등 기댐 상태 유무를 판단 한 후, 하기 [수학식 2]를 통해서 도출된 제2결과값이 제2기준값 0.6 보다 클 경우 시트 전방에 앉아 있는 상태로 판단하고, 하기 [수학식 2]를 통해서 도출된 제2결과값이 제2기준값 0.4 보다 작을 경우 시트 후방에 앉아 있는 상태로 판단하며, 하기 [수학식 2]를 통해서 도출된 제2결과값이 제2기준값 0.4 내지 0.6 범위에 속하면 시트의 중앙에 앉아 있는 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 착석 자세 추정 방법.
[수학식 2]
Figure 112016079341230-pat00002
본 발명에 따르면, 착석자의 등 기댐 상태 유무를 판단 한 후, 하기 [수학식 3]를 통해서 도출된 제3결과값이 제3기준값 0.64 보다 클 경우 시트 좌측에 치우쳐 앉아 있는 상태로 판단하고, 하기 [수학식 3]를 통해서 도출된 제3결과값이 제3기준값 0.36 보다 작을 경우 시트 우측에 치우쳐 앉아 있는 상태로 판단하며, 하기 [수학식 3]을 통해서 도출된 제3결과값이 제3기준값 0.36 내지 0.64 범위에 속하면 시트에서 좌우 균형있게 앉아 있는 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 착석 자세 추정 방법.
[수학식 3]
Figure 112016079341230-pat00003
본 발명에 따르면, 하기 [수학식 1]를 통해서 도출된 제1결과값이 제1기준값 0.1 보다 작을 경우 의자에 앉지 않고 기립한 상태로 판단한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 착석 자세 추정 방법은 의자의 시트에 설치한 하나 이상의 압력센서들을 통해 시트의 전체 면적에서 압력을 측정하는 면적을 하나 이상의 구역으로 구분하여 착석에 의한 하중을 각 압력센서가 구역별로 측정한 하중값과 착석자의 체중값을 비율로 산출한 결과값을 도출하는 단계, 등 기댐 상태 유무를 판단 기준이 되는 제1기준값이 결과값 보다 크거나 같을 경우 또는 작을 경우 착석자의 의자 등받이에 등 기댐 상태 유무를 판단하는 단계로 이루어진다.
이를 통해, 의자 시트를 4개의 영역으로 구분하고 각각에 분포된 체중을 비교분석함으로써 7가지 주요 착석자세를 추정 및 판단할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 시트에 설치한 4개의 압력센서만을 통해 자세 유형을 정확하게 판단하도록 하여 자세 추정을 위한 측정센서 및 전기 및 신호 교류를 위한 부품의 단순화를 통한 제조 단가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 착석 자세 추정을 위해 의자에 압력센서를 장착하기 위한 상태를 나타낸 분해사시도.
도 2는 본 발명의 착석 자세 추정을 위한 압력센서 장착 위치를 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 착석 자세 추정 유형을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명을 통해 각각의 자세 유형에 따라 체중심 위치를 나타낸 결과도.
도 5는 본 발명을 통해 시트의 각 구역별 자세 유형의 체중심 위치를 나타낸 분포도.
도 6은 본 발명을 통해 시트의 구역별 자세 유형을 구분한 분포도.
도 7은 본 발명을 통해 시트의 전후좌우 구역별 자세 유형을 구분한 분포도.
도 8은 본 발명의 착석 자세 추정 방법을 나타낸 순서도.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명의 착석 자세 추정을 위해 의자에 압력센서를 장착하기 위한 상태를 나타낸 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 착석 자세 추정을 위한 압력센서 장착 위치를 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명의 착석 자세 추정 유형을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명을 통해 각각의 자세 유형에 따라 체중심 위치를 나타낸 결과도이며, 도 5는 본 발명을 통해 시트의 각 구역별 자세 유형의 체중심 위치를 나타낸 분포도이고, 도 6은 본 발명을 통해 시트의 구역별 자세 유형을 구분한 분포도이며, 도 7은 본 발명을 통해 시트의 전후좌우 구역별 자세 유형을 구분한 분포도이고, 도 8은 본 발명의 착석 자세 추정 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명은 착석자가 의자에 앉았을 때 의자의 등받이에 등을 기댄 상태를 판단하기 위한 것이다.
즉, 착석 자세의 판단 이유는, 의자의 등받이에 등을 기댄 상태 유무에 따라 잘못된 자세의 기초로 추정할 수 있다.
도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 의자의 시트에 4개의 압력센서를 설치하여 시트 전체 면적에서 압력을 측정하는 면적을 4개의 구역으로 구분한다.
4개의 구역은 시트의 전체 면적에서 시트의 전방 좌측과 우측 및 시트의 후방 좌측과 우측으로 구분된다.
시트를 4개의 구역별로 구분하여 측정한 하중값과 착석자의 체중값을 비율로 산출하여 제1결과값을 도출한다.
즉, 의자의 시트에 설치한 하나 이상의 압력센서들을 통해 시트의 전체 면적에서 압력을 측정하는 면적을 하나 이상의 구역으로 구분하여 착석에 의한 하중을 각 압력센서가 구역별로 측정한 하중값과 착석자의 체중값을 비율로 산출한 제1결과값을 도출한다.
이후, 등 기댐 상태 유무를 판단 기준이 되는 제1기준값이 제1결과값 보다 크거나 같을 경우 또는 작을 경우 착석자의 의자 등받이에 등 기댐 상태 유무를 판단한다.
여기서, 상기 하중값은 상기 시트의 전체 면적에서 시트 전방 좌측의 제1구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S1과, 상기 시트의 전체 면적에서 시트 전방 우측의 제2구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S2와, 상기 시트의 전체 면적에서 시트 후방 좌측의 제3구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S3와, 상기 시트의 전체 면적에서 시트 후방 우측의 제4구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S4의 합이다.
상기와 같이 구한 하중값은 착석자의 체중값과 하기와 같은 [수학식 1]을 통해 산출된 제1결과값을 도출할 수 있다.
Figure 112016079341230-pat00004
(단, 상기 [수학식 1]에서 W는 착석자의 체중값이다.)
다음으로, 상기 제1결과값이 제1기준값 보다 크거나 작은 값일 경우 착석자의 의자 등받이에 등 기댐 상태 유무를 판단하는 단계로 이루어진다.
상기 제1기준값은 0.7 내지 0.9이고, 이를 하중 비율(%BW)로 환산하여 체중 대비 시트 전체 하중 비율은 70 내지 90%이다.
즉, 상기 제1기준값 70 내지 90%가 제1결과값 보다 크거나 같을 경우 등받이에 등을 기댐 상태로 판단하고, 상기 제1기준값 70 내지 90%가 제1결과값 보다 작은 경우 등받이에 등을 땜 상태로 판단한다.
이러한 제1기준값을 통한 등 기댐 상태 판단은 아래 [표 1]의 부등식과 같다.

상태
조건

A. 등을 뗌
제1결과값 > 제1기준값(0.7~0.9)

B. 등을 기댐
제1기준값(0.1)≤제1결과값 ≤제1기준값(0.7~0.9)

C. 기립
제1결과값 < 제1기준값(0.1)
상기 등 기댐 여부 판단의 기초가 되는 제1기준값은 아래와 같은 실험 결과로 도출되었다.
도 3과 같이, 본 발명을 통해 판단하고자 하는 착석자세는 아래와 같다.
1) 등을 기대고 시트 깊숙이 앉은 자세(Erect),
2) 등을 떼고 앉는 자세(Middle),
3) 등을 떼고 앞쪽에 걸터앉는 자세(Front),
4) 등을 기대지만 엉덩이가 앞으로 미끄러져 나간 자세(Slouch),
5) 몸을 좌측 또는 우측으로 기울인 자세(Sided)
여기서, 5) 몸을 좌측 또는 우측으로 기울인 자세(Sided)는 좌측과 우측으로 치우친 자세 (Sided-Lefty), (Sided-Righty)로 구분되어 세분화될 수 있다.
이외, 의자에 앉지 않은 기립자세(Standing)가 있다.
상기와 같은 자세유형별 시트의 압력 분포도를 보면, 시트에 측정된 체압은 자세 유형에 따라 분포 형상뿐만 아니라 최대/ 평균 압력이 다르게 나타나는 것을 알 수 있다.
상기 5가지 착석 자세를 통해 가변되는 시트의 체압 측정상태는 가로 및 세로 각각 18개의 셀을 격자형으로 배열시켜 총 324개의 셀로 구성된 체압분포측정장비를 활용하여 매 자세마다 10초 동안 시트 체압분포를 실험 측정하였다.
상기의 실험을 통해 하기 [표 2]와 같은 착석 자세별 시트 구역별 압력 및 비율의 데이터를 구할 수 있다.

자세
합계 (N)
(% BW)
Weight of Front-Rear half area
(Weight ratio)
Weight of Left-Right half area
(Weight ratio)

Erect
414N
(58%)
130N-283N
(1:2.2)
201N-213N
(1:1)

Middle
642N
(90%)
355N-289N
(1.2:1)
312N-330N
(1:1.1)

Front
589N
(83%)
554N-36N
(15:1)
299N-290N
(1:1)

Slouch
398N
(56%)
236N-163N
(1.4:1)
202N-196N
(1:1)
Sided
(Righty,
Lefty)
450N
(63%)
211N-240N
(1:1.1)
348N-177N
(1:1.9)
상기 [표 2]에서 기재된 바와 같이, 등받이에 등을 붙이는 자세인 Erect와 Slouch 자세에서는 시트에 가해지는 하중값이 각각 체중값의 58%, 56%를 나타내어 크게 줄어드는 것으로 나타났다.
또한, 자세 유형에 따라 전반부와 후반부에 가해지는 체중비율이 변하였는데, Erect 자세에서는 1:2.2로 시트 후방에 두 배가 넘는 체중이 가해졌고, Middle 자세에서는 시트 전후방에 1.2:1로 비교적 균등하게 배분되어 나타났으며, Front 자세에서는 15:1로 시트 전방에 현저히 많은 하중이 분포한다.
또한, Slouch 자세의 경우 1.4:1로 시트 전방에 분포하는 비중이 40%가량 높게 나타났다.
그리고 대부분의 자세에서는 좌반부과 우반부에 가해지는 하중 비율이 균등하게 측정되었지만 좌우로 치우친 Sided 자세에서는 치우친 쪽에 두 배 가량의 높은 하중분포가 나타났다.
본 실험을 통해 시트에 압력센서만을 사용하여 기준값을 도출함으로서, 의자의 등받이에 등 기댐 여부를 판단할 수 있다.
정리하면, 시트의 전체 면적에서 전방 좌측, 전방 우측, 후방 좌측 및 후방 우측 총 4곳에 압력센서를 장착한 시스템에서 측정된 결과값의 %BW이 약 70% 이하이면 사용자가 등을 기댄 자세로 판단할 수 있다.
이를 통해, 등을 기대고 좌면 깊숙이 앉은 자세(Erect), 등을 기대고 엉덩이가 앞으로 미끄러져 나간 자세(Slouch)로 판단할 수 있다.
그리고 시트의 전방과 후방에 가해지는 체중비율로서 Erect 자세와 Slouch 자세를 세부적으로 구분할 수 있다. 또한 %BW이 90% 이상이면 등을 등판에서 완전히 뗀 것으로 판단할 수 있다.
이를 통해, 등을 떼고 앉는 자세(Middle), 등을 떼고 앞쪽에 걸터앉는 자세(Front)로 판단할 수 있다.
상기와 같은 방법을 통해 등 기댐 여부를 판단은 아래에서 피력될 6가지 착석 자세의 체중심 위치 및 체중비율의 결과값을 통해 알 수 있다.
도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 실험 방법은 매 자세 마다 10초 동안 시트의 체압분포를 4개의 압력센서로 검출하여 체중 비율을 4회에 걸쳐 도출한 자세 유형별 평균적 결과값 및 체중심 위치는 아래와 같다.
1) 등을 기대고 시트 깊숙이 앉은 자세(Erect)의 제1결과값은 0.75~0.81로 나타났으며, 이를 %BW로 환산하면 75~81%이다.
이는, 등 기댐 여부를 판단하는 제1기준값 0.7~0.9의 범위에 속하기 때문에 등받이에 등은 기대어 있으나, 등받이에 체중값 중 상체 체중이 분산되는 정도가 작아 제1기준값 보다 근소하게 큰 제1결과값을 갖는다.
2) 등을 떼고 앉는 자세(Middle)의 제1결과값은 0.91~0.92로 나타났으며, 이를 이를 %BW로 환산하면 91~92%이다.
이는, 등 기댐 여부를 판단하는 제1기준값 0.7~0.9 보다 제1결과값이 크기 때문에 등을 땐 상태로 판단한다. 즉, 상체 체중이 등받이로 분산되지 않아 시트에 부담되는 하중값이 높아져 제1결과값이 제1기준값 보다 근소하게 높게 측정되었다.
3) 등을 떼고 앞쪽에 걸터앉는 자세(Front)의 제1결과값은 0.92~0.93로 나타났으며, 이를 %BW로 환산하면 92~93%이다.
이는, 등 기댐 여부를 판단하는 제1기준값 0.7~0.9 보다 제1결과값이 크기 때문에 등을 땐 상태로 판단한다. 즉, 시트 전체면적에서 하중이 전방과 중앙에 걸쳐 위치되어 있고, 상체 체중이 등받이로 분산되지 않아 시트에 부담되는 하중값이 높아져 제1결과값이 제1기준값 보다 높게 측정된다.
4) 등을 기대고 엉덩이가 앞으로 미끄러져 나간 자세(Slouch)의 제1결과값은 0.64~0.66으로 나타났으며, 이를 %BW로 환산하면 64~66%이다.
이는, 등 기댐 여부를 판단하는 제1기준값 0.7~0.9 보다 제1결과값이 작기 때문에 등을 기댐 상태로 판단한다. 즉, 시트의 전체 면적에서 하중이 전방에 위치하고 상체 체중이 등받이로 분산되어 시트에 부담되는 하중값이 낮아져 제1결과값이 제1기준값 보다 낮게 측정된다.
5) 몸을 좌측으로 기울인 자세(Sided-Lefty)의 제1결과값은 0.76~0.81로 나타났으며, 이를 %BW로 환산하면 76~81%이다.
이는, 등 기댐 여부를 판단하는 제1기준값 0.7~0.9의 범위에 제1결과값이 속하기 때문에 등받이에 등은 기대어 있으나, 등받이에 상체 체중이 분산되는 정도가 작으나, 시트 전체면적 중 하중이 후방 좌측에 치우쳐 제1기준값 보다 근소한 제1결과값을 갖는다.
6) 몸을 우측으로 기울인 자세(Sided-Righty)의 제1결과값은 0.77~0.85로 나타났으며, 이를 %BW로 환산하면 77~85%이다.
이는, 등 기댐 여부를 판단하는 제1기준값 0.7~0.9의 범위에 제1결과값이 속하기 때문에 등받이에 등은 기대어 있으나, 등받이에 상체 체중이 분산되는 정도가 작으나, 시트 전체 면적 중 후방 우측에 하중이 치우쳐 제1기준값 보다 근소한 제1결과값을 갖는다.
결과적으로, 구역별로 측정한 하중값과 착석자의 체중값을 비율로 산출한 제1결과값을 상기 실험을 통해 도출된 제1기준값과 비교하면, 상기 제1기준값이 제1결과값 보다 크거나 같을 경우 등받이에 등을 기댄 상태로 판단할 수 있는 근거가 있고, 상기 제1기준값이 제1결과값 보다 작을 경우 등받이에 등을 뗌 상태로 판단할 수 있는 근거가 된다.
상기와 같이, 등 기댐 상태를 판단 한 이후에는 시트의 전체 면적 중에 전,후로 나누어진 구역에서 자세 유형별 체중심 위치를 판단하는 방법은 아래와 같다.
먼저, 착석자의 등 기댐 상태 유무를 판단 한 후, 하기 [수학식 2]를 통해서 도출된 제2결과값이 제2기준값 0.6 보다 클 경우 시트 전방에 앉아 있는 상태로 판단하고, 하기 [수학식 2]를 통해서 도출된 제2결과값이 제2기준값 0.4 보다 작을 경우 시트 후방에 앉아 있는 상태로 판단한다.
Figure 112016079341230-pat00005
또한, 착석자의 등 기댐 상태 유무를 판단 한 후, 상기 [수학식 2]를 통해서 도출된 제2결과값이 제2기준값 0.4 내지 0.6 범위에 속하면 시트의 중앙에 앉아 있는 상태로 판단한다.
이러한, 상기 제2기준값을 통한 등 시트 전후방 위치 판단은 아래 [표 3]의 부등식과 같다.

상태
조건

A. 뒤에 앉음
제2결과값 < 제2기준값(0.4)

B. 중앙에 앉음
제2기준값(0.4) ≤ 제2결과값 ≤ 제2기준값(0.6)

C. 앞쪽에 앉음
제2결과값 > 제2기준값(0.6)
또한, 착석자의 등 기댐 상태 유무를 판단 한 이후에는 시트의 전체 면적 중 좌, 우로 나누어진 구역에서 자세 유형별 체중심 위치를 판단하는 방법은 아래와 같다.
먼저, 착석자의 등 기댐 상태 유무를 판단 한 후, 하기 [수학식 3]을 통해서 도출된 제3결과값이 제3기준값 0.64 보다 클 경우 시트 좌측에 치우쳐 앉아 있는 상태로 판단하고, 하기 [수학식 3]를 통해서 도출된 제3결과값이 제2기준값 0.36 보다 작을 경우 시트 우측에 치우쳐 앉아 있는 상태로 판단한다.
Figure 112016079341230-pat00006
또한, 착석자의 등 기댐 상태 유무를 판단 한 후, 상기 [수학식 3]을 통해서 도출된 제3결과값이 제3기준값 0.36 내지 0.64 범위에 속하면 시트에서 좌우 균형있게 앉아 있는 상태로 판단한다.
이러한, 상기 제3기준값을 통한 등 시트 좌우측 위치 판단은 아래 [표 4]의 부등식과 같다.

상태
조건

A. 좌측 치우침
제3결과값 > 제3기준값(0.64)

B. 좌우균형
제3기준값(0.36) ≤ 제3결과값 ≤ 제3기준값(0.64)

C. 우측 치우침
제3결과값 < 제3기준값(0.36)
도 6에서 도시한 바와 같이, 자세 유형별 시트 전후방향에 대한 체중심 위치 판단은 아래 실험 결과에 근거한다.
즉, 실험 결과를 통해 상기 시트 전방 또는 후방에 앉았는지 판단의 기준이 되는 제2기준값의 도출 결과를 증명하도록 한다.
위 실험 방법은 매 자세 마다 10초 동안 시트의 체압분포를 4개의 압력센서로 검출하여 체중 비율을 4회에 걸쳐 산출하여 시트 구역별로 자세 유형의 결과값들을 기준값들의 부등식을 정리하였다.
아래에서 설명될 x값은 시트의 전방과 후방의 치우침 제2결과값이고, y는 시트의 좌측과 우측의 치우침 제3결과값이며, z는 제1결과값이다.
1) 등을 기대고 시트 깊숙이 앉은 자세(Erect)
0<x<0.4, 0.36<y<0.64, 0.1<z<0.85
상기 Erect 자세는 x값의 부등식을 통해 체중심이 시트 전후방의 후방에 위치되고, y값의 부등식을 통해 시트에서 체중심의 좌우 균형되게 위치되며, z값의 부등식을 통해 등받이에 등을 기댄 상태의 범위임을 알 수 있다.
2) 등을 떼고 앉는 자세(Middle)
0<x<0.6, 0.36<y<0.64, 0.85<z<1
상기 Middle 자세는 x값의 부등식을 통해 시트 전후방 고르게 체중심이 위치되고, y값의 부등식을 통해 시트에서 체중심의 좌우 균형되게 위치되며, z값의 부등식을 통해 등받이에 등을 뗀 상태의 범위임을 알 수 있다.
3) 등을 떼고 앞쪽에 걸터앉는 자세(Front),
0.6<x<1, 0.36<y<0.64, 0.76<z<1
상기 Front 자세는 x값의 부등식을 통해 시트의 전방측에 체중심이 위치되고, y값의 부등식을 통해 시트에서 체중심의 좌우 균형되게 위치되며, z값의 부등식을 통해 등받이에 등을 뗀 상태의 범위임을 알 수 있다.
4) 등을 기대지만 엉덩이가 앞으로 미끄러져 나간 자세(Slouch),
0.4<x<0.1, 0.36<y<0.64, 0.1<z<0.76
상기 Slouch 자세는 x값의 부등식을 통해 시트의 전방측에 체중심이 위치되고, y값의 부등식을 통해 시트에서 체중심의 좌우 균형되게 위치되며, z값의 부등식을 통해 등받이에 등을 기댐 상태의 범위임을 알 수 있다.
5) 몸을 좌측으로 기울인 자세(Sided-Lefty)
0<x<1, 0.64<y<1, 0.1<z<1
상기 Sided-Lefty 자세는 y값의 부등식을 통해 시트에서 체중심이 좌측으로 편향되게 위치되는 것을 알 수 있다.
6) 몸을 우측으로 기울인 자세(Sided-Righty)
0<x<1, 0<y<0.34, 0.1<z<1
상기 Sided-Righty 자세는 y값의 부등식을 통해 시트에서 체중심이 우측으로 편향되게 위치되는 것을 알 수 있다.
7) 기립 자세(Standing)
0<x<1, 0<y<1, 0<z<0.1
상기 Standing 자세는 x,y,z값이 거의 발생하지 않는 것을 알 수 있다.
상기와 같이, 자세 유형별 부등식을 정리한 결과, 조건에 따른 자세추정은 아래 [표 5]와 같다.

등 기댐 상태
시트 좌우 상태
시트 전후 상태
자세



A
(등 땜)
A(우측)		 A(뒤)
6. Righty
B(중)
C(앞)

B(균형)		 A(뒤)
2. Middle
B(중)
C(앞) 3. Front

C(좌측)		 A(뒤)
5. Lefty
B(중)
C(앞)



B
(등 기댐)
A(우측)		 A(뒤)
6. Righty
B(중)
C(앞)

B(균형)		 A(뒤) 1. Erect
B(중)
4. Slouched
C(앞)

C(좌측)		 A(뒤)
5. Lefty
B(중)
C(앞)



C
(기립)
A(우측)		 A(뒤)


0. Standing
B(중)
C(앞)

B(균형)		 A(뒤)
B(중)
C(앞)

C(좌측)		 A(뒤)
B(중)
C(앞)
상기 [표 5]에서와 같이, 등 기댐 유무를 파악하고 난 후 시트의 좌, 우, 균형의 위치 상태 및 시트 앞, 중, 뒤의 위치 상태를 단계적으로 판단하면 자세 유형 중 해당 자세를 판단할 수 있다.
또한, 도 8에서 도시한 바와 같이, 체중 대비비율인 제1결과값을 도출하고 이후, 전후 위치인 제2결과값 및 좌우 위치인 제3결과값을 순서대로 도출한다.
여기서, 제1결과값과 제2결과값 및 제3결과값의 순서는 바뀌어도 무방하다.
상기의 결과값들을 부등식에 대입하여 그 값이 크거나 작을 경우 7가지 자세 유형에서 해당되는 자세유형을 판단할 수 있다.
상기와 같은 착석 자세 추정 방법은 의자 시트를 4개의 영역으로 구분하고 각각에 분포된 체중을 비교분석함으로써 7가지 주요 착석자세를 추정 및 판단할 수 있도록 하는 효과가 있다.
구체적으로, 실험을 통해 1기준값, 2기준값 및 3기준값을 도출한 다음 시트에 착석에 의한 각 구역별 압력센서의 하중 측정값들과 착석자의 체중값을 비율로 산출한 제1결과값, 제2결과값 및 제3결과값을 비율로 산출하여 각각의 기준값과 각각의 결과값을 비교하여 값이 크거나 작을 때 해당 자세 유형으로 추정 및 판단이 가능하도록 한다.
또한, 시트에 설치한 4개의 압력센서만을 통해 자세 유형을 정확하게 판단하도록 하여 자세 추정을 위한 측정센서 및 전기 및 신호 교류를 위한 부품의 단순화를 통한 제조 단가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (8)

  1. 의자의 시트에 설치한 하나 이상의 압력센서들을 통해 시트의 전체 면적에서 압력을 측정하는 면적을 하나 이상의 구역으로 구분하여 착석에 의한 하중을 각 압력센서가 구역별로 측정한 하중값과 착석자의 체중값을 비율로 산출한 제1결과값을 도출하는 단계,
    등 기댐 상태 유무를 판단 기준이 되는 제1기준값이 제1결과값 보다 크거나 같을 경우 또는 작을 경우 착석자의 의자 등받이에 등 기댐 상태 유무를 판단하는 단계로 이루어지되,
    상기 제1기준값이 제1결과값 보다 크거나 같을 경우 등받이에 등을 기댐 상태로 판단하고,
    상기 제1기준값이 제1결과값이 작을 경우 등받이에 등을 뗌 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 착석 자세 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하중값은,
    상기 시트의 전체 면적에서 시트 전방 좌측의 제1구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S1과,
    상기 시트의 전체 면적에서 시트 전방 우측의 제2구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S2와,
    상기 시트의 전체 면적에서 시트 후방 좌측의 제3구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S3와,
    상기 시트의 전체 면적에서 시트 후방 우측의 제4구역에 위치한 압력센서를 통해 측정된 하중값인 S4로 이루어지는 것을 특징으로 하는 착석 자세 추정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1결과값은,
    하기 [수학식 1]를 통해서 산출하는 것을 특징으로 하는 착석 자세 추정 방법.
    [수학식 1]
    Figure 112016079341230-pat00007

    (단, 상기 [수학식 1]에서 W는 착석자의 체중값이다.)
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1기준값은 0.7 내지 0.9인 것을 특징으로 하는 착석 자세 추정 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    착석자의 등 기댐 상태 유무를 판단 한 후,
    하기 [수학식 2]를 통해서 도출된 제2결과값이 제2기준값 0.6 보다 클 경우 시트 전방에 앉아 있는 상태로 판단하고,
    하기 [수학식 2]를 통해서 도출된 제2결과값이 제2기준값 0.4 보다 작을 경우 시트 후방에 앉아 있는 상태로 판단하며,
    하기 [수학식 2]를 통해서 도출된 제2결과값이 제2기준값 0.4 내지 0.6 범위에 속하면 시트의 중앙에 앉아 있는 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 착석 자세 추정 방법.
    [수학식 2]
    Figure 112016079341230-pat00008

  7. 제2항에 있어서,
    착석자의 등 기댐 상태 유무를 판단 한 후,
    하기 [수학식 3]를 통해서 도출된 제3결과값이 제3기준값 0.64 보다 클 경우 시트 좌측에 치우쳐 앉아 있는 상태로 판단하고,
    하기 [수학식 3]를 통해서 도출된 제3결과값이 제3기준값 0.36 보다 작을 경우 시트 우측에 치우쳐 앉아 있는 상태로 판단하며,
    하기 [수학식 3]을 통해서 도출된 제3결과값이 제3기준값 0.36 내지 0.64 범위에 속하면 시트에서 좌우 균형있게 앉아 있는 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 착석 자세 추정 방법.
    [수학식 3]
    Figure 112019501475286-pat00009

  8. 제3항에 있어서,
    상기 [수학식 1]를 통해서 도출된 제1결과값이 제1기준값 0.1 보다 작을 경우 의자에 앉지 않고 기립한 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 착석 자세 추정 방법.
KR1020160103784A 2016-08-16 2016-08-16 착석 자세 추정 방법 KR101954876B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160103784A KR101954876B1 (ko) 2016-08-16 2016-08-16 착석 자세 추정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160103784A KR101954876B1 (ko) 2016-08-16 2016-08-16 착석 자세 추정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180019805A KR20180019805A (ko) 2018-02-27
KR101954876B1 true KR101954876B1 (ko) 2019-05-31

Family

ID=61394631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160103784A KR101954876B1 (ko) 2016-08-16 2016-08-16 착석 자세 추정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101954876B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101963816B1 (ko) * 2017-05-24 2019-03-29 한국전기연구원 자세 교정을 위한 피드백 제공시스템 및 그 제공방법
KR102073492B1 (ko) * 2018-12-12 2020-02-04 전자부품연구원 패드타입의 압력 변화 감지센서를 이용한 생체정보 모니터링 방법 및 시스템
KR102190931B1 (ko) * 2019-01-14 2020-12-15 주식회사 인바디 Tug 검사 장치 및 방법
WO2022004905A1 (ko) * 2020-06-30 2022-01-06 주식회사 인바디 Tug 검사 장치 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016104074A (ja) * 2014-12-01 2016-06-09 富士ゼロックス株式会社 姿勢判定装置、姿勢判定システム及びプログラム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100125880A (ko) 2009-05-22 2010-12-01 변승환 체형교정을 위한 의자
KR101136909B1 (ko) 2009-06-24 2013-11-28 (주)컴텍코리아 자세감지시트, 자세감지시트가 설치된 의자, 및 그를 포함하는 자세교정시스템
KR101388856B1 (ko) * 2011-05-30 2014-04-24 한경대학교 산학협력단 자세 경고 시트 및 자세 경고 의자
KR101547653B1 (ko) * 2013-12-13 2015-08-31 윤승환 압력 분포도의 비교 분석을 통한 자세 교정 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016104074A (ja) * 2014-12-01 2016-06-09 富士ゼロックス株式会社 姿勢判定装置、姿勢判定システム及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180019805A (ko) 2018-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101954876B1 (ko) 착석 자세 추정 방법
KR101388856B1 (ko) 자세 경고 시트 및 자세 경고 의자
Vergara et al. Relationship between comfort and back posture and mobility in sitting-posture
KR20140011092A (ko) 자세 교정 시스템
TWI637729B (zh) 坐姿評估系統及方法
WO2010038497A1 (ja) 姿勢判定装置、姿勢判定機能付座席装置
Goonetilleke et al. A methodology to determine the optimum seat depth
DeShaw et al. Effect of lumbar support on human-head movement and discomfort in whole-body vibration
Burkov et al. Development of a comprehensive criterion for evaluating the ergonomics configuration of the seat
TWI421050B (zh) 判斷座壓舒適度的方法與系統
Rasmussen et al. Design optimization of airline seats
JP7416371B2 (ja) 着座姿勢判定装置、椅子、着座姿勢判定方法、およびプログラム
JP7475622B2 (ja) 運動機能評価装置、運動機能評価方法、及びプログラム
KR101622480B1 (ko) 방석형 자세교정 시스템
Roh et al. Estimation of various sitting postures using a load-cell-driven monitoring system
JP2010201084A (ja) 着座姿勢推定システム及び着座姿勢推定方法
JP2004085435A (ja) 着座状態評価装置、及びそれを搭載した椅子
JP2010233614A (ja) 椅子における着座姿勢想定装置
KR101823933B1 (ko) 앉은 자세 하중 웰니스 지수 산출 방법 및 이를 이용한 하중 웰니스 지수 산출 장치
CN117179490A (zh) 坐姿识别方法
Park et al. Development of Ergonomic Balance Seat (e-BASE) Chair
Dénes et al. Comparative analysis of office chairs with different postrues.
Van der Doelen et al. Tactile feedback to influence sitting behavior during office work
WO2021111985A1 (ja) 座位荷重測定装置、座位荷重測定方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
Vlaović et al. The influence of participants' sex, mass, height and body mass index on pressures and comfort while sitting on office chairs.

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right