KR102074043B1 - Apparatus and method for compensating sensor error using joint sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 관절센서를 이용한 센서 오차 보정장치, 보정방법 그리고 이러한 오차 보정장치가 적용된 트레이닝시스템에 대한 것이다. 보다 상세하게는 센서 오차 보정장치에 있어서, 제1지지부 일측에 구비되어 상기 제1지지부의 각도인 제1측정값을 실시간으로 측정하는 제1관성센서부; 일측 끝단이 상기 제1지지부의 타측 끝단과 조인트부를 통해 연결되는 제2지지부 일측에 구비되어 제2지지부의 각도인 제2측정값을 실시간으로 측정하는 제2관성센서부; 상기 조인트부에 장착되어 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이의 관절각도인 제3측정값을 실시간으로 측정하는 관절센서; 및 상기 관절센서에서 측정된 제3측정값을 기반으로 상기 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부 중 적어도 어느 하나를 보정하는 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 관성센서 오차 보정장치에 관한 것이다. The present invention relates to a sensor error correction device using a joint sensor, a correction method and a training system to which such an error correction device is applied. More specifically, the sensor error correction apparatus, the first support portion provided on one side of the first inertial sensor unit for measuring in real time the first measurement value of the angle of the first support; A second inertial sensor unit having one end at a second support part connected to the other end of the first support part through a joint part to measure a second measurement value which is an angle of the second support part in real time; A joint sensor mounted on the joint part to measure in real time a third measurement value which is a joint angle between the first support part and the second support part; And a correction unit configured to correct at least one of the first inertial sensor unit and the second inertial sensor unit based on the third measured value measured by the joint sensor. It relates to an error compensator.

Description

관절센서를 이용한 센서 오차 보정장치, 보정방법{Apparatus and method for compensating sensor error using joint sensor}Apparatus and method for compensating sensor error using joint sensor}

본 발명은 관절센서를 이용한 센서 오차 보정장치, 보정방법 그리고 이러한 오차 보정장치가 적용된 트레이닝시스템에 대한 것이다. The present invention relates to a sensor error correction device using a joint sensor, a correction method and a training system to which such an error correction device is applied.

관성항법시스템(INS ; Inertial Navigation System)은 자이로와 가속도계의 두가지 기본 센서를 통해 측정된 관성 물리량을 이용해 외부의 도움없이 기준 항법 좌표계에 대한 비행체나 이동체의 위치, 속도 및 자세를 결정할 수 있는 시스템으로 시스템의 정확도 및 오차는 여러 가지 요인에 의해 영향을 받게 된다.The Inertial Navigation System (INS) is a system that can determine the position, velocity and attitude of an aircraft or moving object with respect to the reference navigation coordinate system without external assistance by using the inertial physical quantity measured by two basic sensors such as a gyro and an accelerometer. The accuracy and error of the system will be affected by many factors.

이때, 상기한 오차의 발생요인은 크게 하드웨어적인 측면과 소프트웨어적인 측면으로 크게 나눌수 있다.At this time, the causes of the error can be largely divided into a hardware aspect and a software aspect.

먼저, 하드웨어적인 측면으로는 관성측정장치의 바이어스(bias)나 비정렬 (misalignment) 오차 등 자체적인 센서오차가 주된 요인으로 작용하며, 이외에도 센서 신호의 측정시에 포함되는 잡음이나 A/D컨버터의 양자화(quantization) 오차 및 이동체에 관성측정장치를 장착할 때의 비정렬 장착 등이 있다.First of all, in terms of hardware, its own sensor error such as bias or misalignment error of the inertial measurement device acts as a main factor.In addition, noise or A / D converter included in the measurement of the sensor signal Quantization error, and misalignment when mounting an inertial measurement unit on a moving object.

다음으로, 소프트웨어적인 측면으로는 주로 수치적인 계산 오차로서 초기정렬오차, 자체계산오차 및 적분오차로 크게 구분되며, 이 오차 요인들은 하드웨어적인 오차 요인들이 적절히 제거되지 않을 경우에 시간에 따라 누적되어 시스템의 성능에 막대한 오차를 증가시키게 된다. 따라서 소프트웨어 상에서 수치적으로 오차를 줄이는 노력도 중요하지만, 1차적으로는 하드웨어적인 오차를 최대한 감소시키고 제거하는 것이 필수적인 과정으로 중요하며, 특히 관성측정장치에서 자체적으로 발생되는 센서오차를 제거하여야 한다. Next, in terms of software, numerical calculation errors are mainly classified into initial alignment error, self-calculation error, and integration error. These error factors are accumulated over time when hardware error factors are not properly removed. This will greatly increase the error of the performance. Therefore, it is important to try to reduce the error numerically in software, but it is important to reduce and eliminate the hardware error as much as possible first of all. In particular, it is necessary to eliminate the sensor error generated by the inertial measurement device.

특히, 안정화된 플랫폼에 자이로와 가속도계와 같은 관성센서를 장착하고 그 관성센서에서 나오는 각속도 및 가속도 등의 관성 측정량을 활용하여 현재의 위치 및 자세, 속도 등을 알아내는 짐벌형 관성항법시스템(Gimballed INS)과는 달리 비행체의 몸체에 직접 장착하고 동체 좌표계로부터 관성 좌표계로의 좌표변환을 통하여 기계적인 장치를 대신하는 스트랩다운형 관성항법시스템(Strapdown INS)은 항공기의 운동에 종속되게 되므로, 관성측정장치는 관성항법시스템에 응용되기 전에 자이로 효과에 대한 관성측정장치 오차를 필수적으로 고려하여야만 한다. In particular, a gimbal type inertial navigation system (Gimballed) is equipped with an inertial sensor such as a gyro and an accelerometer on a stabilized platform and uses the inertial measurements such as angular velocity and acceleration from the inertial sensor to find the current position, attitude, and speed. Unlike the INS), the strapdown INS, which is mounted directly on the body of the aircraft and replaces the mechanical device through the coordinate transformation from the fuselage coordinate system to the inertial coordinate system, is subject to aircraft motion, thus inertial measurement. The device must consider the inertial measurement error for the gyro effect before it is applied to the inertial navigation system.

이러한 관성측정장치 자체의 오차를 제거하기 위하여 오차 모델링(Error Modeling)과정을 통하여 자이로 및 가속도계에 대한 적절한 오차 모델을 정립하고 오차모델을 구성하는 각각의 오차계수들을 추정하기 위하여 오차보정시험을 수행한다.In order to eliminate the error of the inertial measurement device itself, error correction test is performed to establish an appropriate error model for the gyro and accelerometer through the error modeling process, and to estimate the error coefficients constituting the error model. .

이때, 상기 오차보정시험을 수행하기 위해서는 3축의 회전운동과 3축의 직선운동을 발생할 수 있는 장치가 필요하다. 물론, 이를 위해 3 자유도를 가지며 각 축에 대하여 일정한 각속도와 정밀한 자세를 제공할 수 있는 3축 운동시험대(3-axis Motion Table)가 관성측정장치의 오차보정시험에 사용되고 있다.In this case, in order to perform the error correction test, a device capable of generating three axes of rotational motion and three axes of linear motion is required. Of course, for this purpose, a 3-axis motion table that has three degrees of freedom and can provide a constant angular velocity and precise posture for each axis is used for the error correction test of the inertial measurement device.

또한 최근 인체에 가속도센서, 각속도 센서등을 부착하여 팔이나 다리의 각도의 이동거리, 각도를 실시간으로 측정하여 움직임, 동작을 실시간으로 검출하기 위한 시스템에 존재한다. In addition, recently, an acceleration sensor, an angular velocity sensor, etc. are attached to a human body and present in a system for detecting movement and motion in real time by measuring the moving distance and angle of an angle of an arm or a leg in real time.

그러나 자이로센서 등과 같은 각속도 센서는 실제적으로 오차가 크고 시간이 지남에 따라 drift도 발생해서 믿을 수 있는 정보를 얻기 힘들다. 따라서 실시간으로 측정되는 각도값을 calibration 시켜야 하는 문제가 존재한다. However, angular velocity sensors such as gyro sensors are practically large in error and drift also occurs over time, making it difficult to obtain reliable information. Therefore, there is a problem of calibrating the angle value measured in real time.

따라서 관절센서에서 측정된 값을 기반으로 다른 각속도센서, 가속도센서 등을 보정할 수 있는 기술이 요구되었다. Therefore, a technology that can calibrate other angular velocity sensors, acceleration sensors, etc. based on the values measured by the joint sensors was required.

일본 공개특허 제2013-75041호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-75041 일본 공개특허 제2015-217126호Japanese Patent Laid-Open No. 2015-217126 일본 등록특허 제2550822호Japanese Patent No. 2550822 대한민국 등록특허 제1745864호Republic of Korea Patent No. 1745864

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 신체의 관절에 부착되어 관절각도를 실시간으로 측정할 수 있는 관절센서에서 측정된 값을 기반으로, 신체에 부착된 각속도센서, 가속도센서 등의 오차를 보정할 수 있는 오차보정방법, 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been made to solve the above conventional problems, according to an embodiment of the present invention, is attached to the joint of the body based on the value measured in the joint sensor that can measure the joint angle in real time To this end, an object of the present invention is to provide an error correction method and apparatus capable of correcting an error such as an angular velocity sensor or an acceleration sensor attached to a body.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those skilled in the art from the following description. It can be understood.

본 발명의 제1목적은, 센서 오차 보정장치에 있어서, 제1지지부 일측에 구비되어 상기 제1지지부의 각도인 제1측정값을 실시간으로 측정하는 제1관성센서부; 일측 끝단이 상기 제1지지부의 타측 끝단과 조인트부를 통해 연결되는 제2지지부 일측에 구비되어 제2지지부의 각도인 제2측정값을 실시간으로 측정하는 제2관성센서부; 상기 조인트부에 장착되어 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이의 관절각도인 제3측정값을 실시간으로 측정하는 관절센서; 및 상기 관절센서에서 측정된 제3측정값을 기반으로 상기 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부 중 적어도 어느 하나를 보정하는 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 센서 오차 보정장치로서 달성될 수 있다. According to a first aspect of the present invention, there is provided a sensor error correcting apparatus, comprising: a first inertial sensor unit provided at one side of a first support part to measure in real time a first measurement value which is an angle of the first support part; A second inertial sensor unit having one end at a second support part connected to the other end of the first support part through a joint part to measure a second measurement value which is an angle of the second support part in real time; A joint sensor mounted on the joint part to measure in real time a third measurement value which is a joint angle between the first support part and the second support part; And a correction unit configured to correct at least one of the first inertial sensor unit and the second inertial sensor unit based on the third measurement value measured by the joint sensor. It can be achieved as a correction device.

그리고 보정부는, 제1관성센서부에서 측정된 제1측정값과 상기 제2관성센서부에서 측정된 제2측정값을 기반으로 산출된 관절각도와, 상기 제3측정값을 대비하여 상기 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부 중 적어도 어느 하나를 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다. The corrector may include a joint angle calculated based on a first measured value measured by the first inertial sensor unit and a second measured value measured by the second inertial sensor unit, and the first measured value compared to the third measured value. At least one of the inertial sensor unit and the second inertial sensor unit may be corrected.

또한, 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부는 각속도 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. The first inertial sensor unit and the second inertial sensor unit may include at least one of an angular velocity sensor and an acceleration sensor.

그리고 상기 각속도 센서, 상기 가속도 센서 및 상기 관절센서는 3축 센서로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. The angular velocity sensor, the acceleration sensor, and the joint sensor may be configured as a three-axis sensor.

또한 제1지지부의 각도에 대해 기 설정된 제1표준각도데이터와, 상기 제2지지부의 각도에 대해 기 설정된 제2표준각도데이터, 상기 관절각도에 대해 기 설정된 표준관절각도데이터가 저장되는 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the database stores the first standard angle data preset for the angle of the first support, the second standard angle data preset for the angle of the second support, and the standard joint angle data preset for the joint angle. It may be characterized by including.

그리고 상기 제1지지부는 인체의 상부팔이고, 상기 제2지지부는 인체의 하부팔이며, 상기 조인트부는 팔꿈치이거나, 또는 상기 제1지지부는 인체의 상부다리이고, 상기 제2지지부는 인체의 하부다리이며, 상기 조인트부는 무릎인 것을 특징으로 할 수 있다. The first support is the upper arm of the human body, the second support is the lower arm of the human body, the joint part is an elbow, or the first support is the upper leg of the human body, and the second support is the lower leg of the human body. The joint may be a knee.

본 발명의 제2목적은 센서 오차 보정방법에 있어서, 제1지지부 일측에 제1관성센서부를 장착하고, 일측 끝단이 상기 제1지지부의 타측 끝단과 조인트부를 통해 연결되는 제2지지부 일측에 제2관센서부를 장착하고, 상기 조인트부에 관절센서를 장착하는 단계; 상기 제1관성센서부에서 상기 제1지지부의 각도인 제1측정값을 실시간으로 측정하고, 상기 제2관성센서부에서 제2지지부의 각도인 제2측정값을 실시간으로 측정하며, 상기 관절센서가 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이의 관절각도인 제3측정값을 실시간으로 측정하는 단계; 및 보정부가 상기 제1관성센서부에서 측정된 제1측정값과 상기 제2관성센서부에서 측정된 제2측정값을 기반으로 산출된 관절각도와, 상기 제3측정값을 대비하여 상기 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부 중 적어도 어느 하나를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 센서 오차 보정방법으로서 달성될 수 있다. According to a second object of the present invention, in the sensor error correction method, a first inertial sensor unit is mounted on one side of the first support unit, and one end thereof is connected to the other end of the first support unit and the second support unit side is connected to one side of the second support unit. Mounting a pipe sensor and mounting a joint sensor on the joint; The first inertial sensor unit measures in real time a first measurement value, which is the angle of the first support unit, and the second inertial sensor unit measures a second measured value, which is an angle of the second support unit, in real time, and the joint sensor Measuring, in real time, a third measurement value, which is a joint angle between the first support and the second support; And a joint angle calculated based on a first measured value measured by the first inertial sensor unit and a second measured value measured by the second inertial sensor unit, and comparing the first measured value with the third measured value. Compensating at least one of the inertial sensor unit and the second inertial sensor unit can be achieved as a sensor error correction method using a joint sensor, characterized in that it comprises a.

그리고 상기 보정하는 단계는 상기 제1지지부를 상기 제1지지부의 일측 끝단을 기준으로 각도를 변화시키면서 데이터 베이스에 저장된 제1표준각도데이터와 상기 제1측정값을 대비하면서 제1관성센서부를 보정하는 단계; 상기 제1지지부 또는 제2지지부를 상기 조인트부를 기준으로 관절각도를 변화시키면서 데이터 베이스에 저장된 표준관절각도데이터와 상기 제3측정값을 대비하면서 관절센서를 보정하는 단계; 및 보정된 제1관성센서부에서 측정된 제1측정값과, 보정된 관절센서에서 측정된 제3측정값을 기반으로 상기 제2관성센서부를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The correcting may include correcting a first inertial sensor unit while comparing the first standard angle data stored in a database with the first measurement value while changing an angle of the first support unit based on one end of the first support unit. step; Correcting the joint sensor while comparing the first measurement part or the second support part with standard joint angle data stored in a database and the third measurement value while varying the joint angle with respect to the joint part; And calibrating the second inertial sensor unit based on the first measured value measured by the corrected first inertial sensor unit and the third measured value measured by the corrected joint sensor. .

또한 상기 보정하는 단계는 제2지지부를 상기 조인트부를 기준으로 각도를 변화시키면서 데이터 베이스에 저장된 제2표준각도데이터와 상기 제2측정값을 대비하면서 제2관성센서부를 보정하는 단계; 상기 제1지지부 또는 제2지지부를 상기 조인트부를 기준으로 관절각도를 변화시키면서 데이터 베이스에 저장된 표준관절각도데이터와 상기 제3측정값을 대비하면서 관절센서를 보정하는 단계; 및 보정된 제2관성센서부에서 측정된 제2측정값과, 보정된 관절센서에서 측정된 제3측정값을 기반으로 상기 제1관성센서부를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The correcting may include correcting a second inertial sensor unit while comparing the second measurement value with the second standard angle data stored in a database while changing an angle of the second support unit based on the joint unit; Correcting the joint sensor while comparing the third measurement value with standard joint angle data stored in a database while varying the joint angle with respect to the first support part or the second support part; And correcting the first inertial sensor unit based on the second measured value measured by the corrected second inertial sensor unit and the third measured value measured by the corrected joint sensor. .

본 발명의 제3목적은 트레이닝 시스템에 있어서, 앞서 언급한 제1목적에 따른 관절센서를 이용한 센서 오차보정장치; 상기 오차보정장치의 제1관성센서부와 제2관성센서부와 관절센서에서 측정된 측정데이터를 수신받는 수신유닛; 상기 수신유닛에서 수신받은 측정데이터를 기반으로 관절각도, 및 운동량에 따른 운동정보데이터를 산출하는 모션인지부; 및 상기 운동정보데이터를 기반으로 운동 동작, 자세를 분석하는 모션분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 센서 오차보정장치가 적용된 트레이닝 시스템으로서 달성될 수 있다. A third object of the present invention is a training system, comprising: a sensor error correction apparatus using a joint sensor according to the first object mentioned above; A receiving unit receiving measurement data measured by the first inertial sensor unit, the second inertial sensor unit, and the joint sensor of the error correction device; A motion recognition unit configured to calculate exercise information data according to the joint angle and the exercise amount based on the measurement data received by the receiving unit; And it can be achieved as a training system applied a sensor error correction device using a joint sensor, characterized in that it comprises a motion analysis unit for analyzing the movement motion, posture based on the exercise information data.

본 발명의 일실시예에 따른 관절센서를 이용한 센서 오차 보정장치, 보정방법에 따르면, 신체의 관절에 부착되어 관절각도를 실시간으로 측정할 수 있는 관절센서에서 측정된 값을 기반으로, 신체에 부착된 각속도센서, 가속도센서 등의 오차를 보정할 수 있는 효과를 갖는다. According to the sensor error correction device, a correction method using a joint sensor according to an embodiment of the present invention, attached to the body based on the value measured in the joint sensor that is attached to the joint of the body to measure the joint angle in real time Has the effect of correcting the error of the angular velocity sensor, the acceleration sensor.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects that can be obtained in the present invention is not limited to the above-mentioned effects, other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예예 따른 센서오차 보정장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1측정값과 제2측정값 및 제3측정값의 관계를 모식적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관절센서의 평면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서유닛과 FPCB 연결부의 평면도,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따라 유연기판에 다수의 U자형 센서부가 패터닝된 단면도,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 유연기판에 다수의 U자형 센서부가 패터닝된 평면도,
도 6a는 도 5a에서 센서유닛의 끝단부에 FPCB를 부착한 상태의 단면도,
도 6b는 도 5b에서 센서유닛의 끝단부에 FPCB를 부착한 상태의 평면도,
도 7a는 도 6a에서 커넥터에 통신보드를 연결한 상태의 단면도,
도 7b는 도 6b에서 커넥터에 통신보드를 연결한 상태의 단면도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다축 관절센서의 평면도,
도 9a는 본 발명의 실시예에 따라 상부팔에 제1자이로센서, 하부팔에 제2자이로센서, 팔꿈치에 관절센서가 부착된 상태의 팔,
도 9b는 다리에 제1자이로센서와 제2자이로센서 무릎에 관절센서가 설치된 다리
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 관절센서를 이용한 센서 오차보정방법의 흐름도
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 센서오차 보정장치가 적용된 트레이닝 시스템의 구성도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 센서오차 보정장치가 적용된 트레이닝 시스템을 이용한 트레이닝 정보 제공방법의 흐름도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 시스템의 활용예를 도시한 것이다.
The following drawings, which are attached to this specification, illustrate one preferred embodiment of the present invention, and together with the detailed description thereof, serve to further understand the technical idea of the present invention. It should not be construed as limited.
1 is a block diagram of a sensor error correction apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a view schematically showing a relationship between a first measured value and a second measured value and a third measured value according to an embodiment of the present invention;
3 is a plan view of a joint sensor according to an embodiment of the present invention;
4 is a plan view of a sensor unit and an FPCB connection unit according to an embodiment of the present invention;
5A is a cross-sectional view of a plurality of U-shaped sensor portions patterned on a flexible substrate according to an embodiment of the present invention;
5B is a plan view of a plurality of U-shaped sensor parts patterned on a flexible substrate according to an embodiment of the present invention;
Figure 6a is a cross-sectional view of the FPCB attached to the end of the sensor unit in Figure 5a,
Figure 6b is a plan view of the state in which the FPCB attached to the end of the sensor unit in Figure 5b,
7A is a cross-sectional view of a communication board connected to a connector in FIG. 6A;
7B is a cross-sectional view of a communication board connected to a connector in FIG. 6B;
8 is a plan view of a multi-axis joint sensor according to another embodiment of the present invention;
Figure 9a is an arm in a state attached to the first gyro sensor on the upper arm, the second gyro sensor on the lower arm, the joint sensor on the elbow, according to an embodiment of the present invention,
9B shows a leg in which a joint sensor is installed on a knee of a first gyro sensor and a second gyro sensor on a leg;
10 is a flowchart of a sensor error correction method using a joint sensor according to an embodiment of the present invention.
11 is a block diagram of a training system to which the sensor error correction apparatus according to an embodiment of the present invention is applied,
12 is a flowchart illustrating a method for providing training information using a training system to which a sensor error correction device is applied according to an embodiment of the present invention;
13 illustrates an example of utilizing a training system according to an embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be readily understood through the following preferred embodiments associated with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In the present specification, when a component is mentioned as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components are exaggerated for the effective description of the technical content.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and / or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content. Therefore, the shape of the exemplary diagram may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include changes in forms generated by the manufacturing process. For example, the region shown at right angles may be round or have a predetermined curvature. Thus, the regions illustrated in the figures have properties, and the shape of the regions illustrated in the figures is intended to illustrate a particular form of region of the device and not to limit the scope of the invention. Although terms such as first and second are used to describe various components in various embodiments of the present specification, these components should not be limited by such terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the words 'comprises' and / or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, various specific details are set forth in order to explain the invention more specifically and to help understand. However, one of ordinary skill in the art can understand that the present invention can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts of the invention which are commonly known in the description of the invention and which are not highly related to the invention are not described in order to prevent confusion in explaining the invention without cause.

본 발명은 센서들 간의 오차를 보정하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 관절센서(30)를 이용하여 자이로센서 등과 같은 각속도센서와 가속도센서를 보정하기 위한 장치 및 방법에 대한 것이다. The present invention relates to an apparatus for correcting errors between sensors. More specifically, the present invention relates to an apparatus and method for calibrating an angular velocity sensor and an acceleration sensor such as a gyro sensor using the joint sensor 30.

도 1은 본 발명의 실시예예 따른 센서오차 보정장치(1)의 구성도를 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 센서 오차 보정장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1관성센서부(10), 제2관성센서부(20), 보정부(40), 관절센서(30) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 1 is a block diagram of a sensor error correction apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. Sensor error correction device 1 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, the first inertial sensor unit 10, the second inertial sensor unit 20, the correction unit 40, the joint sensor ( 30) and the like.

이러한 보정장치(1)는 조인트부(4)를 기준으로 회동이 가능한 제1지지부(2)와 제2지지부(3)에서, 제1관성센서부(10)는 제1지지부(2) 일측에 구비되어 제1지지부(2)의 각도인 제1측정값을 실시간으로 측정하도록 구성된다. The correction device 1 is the first support portion 2 and the second support portion 3 which can be rotated with respect to the joint portion 4, and the first inertial sensor portion 10 is located on one side of the first support portion 2. It is provided to be configured to measure in real time the first measurement value that is the angle of the first support (2).

또한, 제2관성센서부(20)는 일측 끝단이 제1지지부(2)의 타측 끝단과 조인트부(4)를 통해 연결되는 제2지지부(3) 일측에 구비되어 제2지지부(3)의 각도인 제2측정값을 실시간으로 측정하도록 구성된다. In addition, the second inertial sensor part 20 is provided at one side of the second support part 3, one end of which is connected to the other end of the first support part 2 and the joint part 4. And measure in real time a second measurement value that is an angle.

또한, 관절센서(30)는 조인트부(4)에 장착되어 제1지지부(2)와 제2지지부(3) 사이의 관절각도인 제3측정값을 실시간으로 측정하게 된다. In addition, the joint sensor 30 is mounted on the joint part 4 to measure in real time the third measurement value, which is the joint angle between the first support part 2 and the second support part 3.

그리고 보정부(40)는 관절센서(30)에서 측정된 제3측정값을 기반으로 제1관성센서부(10)와 제2관성센서부(20) 중 적어도 어느 하나의 오차를 보정하게 된다. The correction unit 40 corrects an error of at least one of the first inertial sensor unit 10 and the second inertial sensor unit 20 based on the third measurement value measured by the joint sensor 30.

본 발명의 실시예에 따른 제1관성센서부(10)와 제2관성센서부(20)는 각속도 센서, 가속도 센서 및 자이로센서 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. The first inertial sensor unit 10 and the second inertial sensor unit 20 according to an embodiment of the present invention may be configured with at least one of an angular velocity sensor, an acceleration sensor, and a gyro sensor.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1측정값과 제2측정값 및 제3측정값의 관계를 모식적으로 나타낸 것이다. 2 schematically illustrates a relationship between a first measured value, a second measured value, and a third measured value according to an embodiment of the present invention.

보정부(40) 제1관성센서부(10)에서 측정된 제1측정값과 제2관성센서부(20)에서 측정된 제2측정값을 기반으로 산출된 관절각도와, 제3측정값을 대비하여 제1관성센서부(10)와 상기 제2관성센서부(20) 중 적어도 어느 하나의 오차를 보정하게 된다 Correction unit 40 The joint angle calculated based on the first measured value measured by the first inertial sensor unit 10 and the second measured value measured by the second inertial sensor unit 20, and the third measured value In contrast, the error of at least one of the first inertial sensor unit 10 and the second inertial sensor unit 20 is corrected.

도 2는 본 발명에 따른 제1측정값과, 제2측정값 및 제3측정값의 관계를 모식적으로 나타낸 도면을 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1관성센서부(10)는 제1지지부(2)의 각도인 제1측정값을 (θ1)을 측정하게 된다. 그리고, 제2관성센서부(20)는 제2지지부(3)의 각도인 제2측정(θ2)값을 측정하게 된다. 관절센서(30)는 제1지지부(2)와 제2지지부(3)의 사이각도인 관절각(θ3, 제3측정값)을 측정하게 된다. 2 is a diagram schematically showing a relationship between a first measured value, a second measured value, and a third measured value according to the present invention. As shown in FIG. 2, the first inertial sensor unit 10 measures the first measurement value θ1 which is an angle of the first support unit 2. In addition, the second inertial sensor unit 20 measures the second measurement θ2 which is the angle of the second support unit 3. The joint sensor 30 measures the joint angle θ3 (the third measured value), which is an angle between the first support 2 and the second support 3.

제1측정값과 제2측정값을 기반으로 한 관절각도는 이하의 수학식 1로 정의될 수 있다. The joint angle based on the first measured value and the second measured value may be defined by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

관절각 = 180 - θ1 +θ 2 Joint Angle = 180-θ1 + θ 2

또한, 제1측정값과 제2측정값 및 제3측정값 간에는 이하의 수학식 2로 정의된다. The first measured value, the second measured value, and the third measured value are defined by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

θ3 = 180°- θ1 +θ 2 θ3 = 180 °-θ1 + θ 2

따라서 제1관성센서부(10)를 보정하고자 할 때, 제2관성센서부(20)를 종래 기술에 따른 보정방법에 의해 보정한 후, 상기의 수학식 2로부터, 즉 관절센서(30)에서 측정된 제3측정값을 기반으로 제1관성센서부(10)를 보정할 수 있다. Therefore, when the first inertial sensor unit 10 is to be corrected, the second inertial sensor unit 20 is corrected by a correction method according to the related art, and then, from Equation 2, that is, the joint sensor 30 The first inertial sensor unit 10 may be corrected based on the measured third measured value.

또한, 제2관성센서부(20)를 보정하고자 할 때, 제1관성센서부(10)를 종래 기술에 따른 보정방법에 의해 보정한 후, 상기의 수학식 2로부터 즉 관절센서(30)에서 측정된 제3측정값을 기반으로 제2관성센서부(20)를 보정할 수 있다. In addition, when correcting the second inertial sensor unit 20, after correcting the first inertial sensor unit 10 by a correction method according to the prior art, from the above equation (2), that is, in the joint sensor 30 The second inertial sensor unit 20 may be corrected based on the measured third measured value.

또한, 제1관성센서부(10)와 제2관성센서부(20) 및 관절센서(30)는 관절센서(30)는 3축 센서로 구성될 수 있다. 즉, 제1관성센서부(10)는 제1지지부(2)의 X, Y, Z방향의 각도를 실시간으로 측정하며, 제2관성센서부(20)는 X, Y, Z방향의 각도를 실시간으로 측정하도록 구성될 수 있고, 관절센서(30) 역시 X, Y, Z방향의 관절각도를 측정하도록 구성될 수 있다. In addition, the first inertial sensor unit 10, the second inertial sensor unit 20 and the joint sensor 30, the joint sensor 30 may be configured as a three-axis sensor. That is, the first inertial sensor unit 10 measures the angles in the X, Y, and Z directions of the first support unit 2 in real time, and the second inertial sensor unit 20 measures the angles in the X, Y, and Z directions. It may be configured to measure in real time, the joint sensor 30 may also be configured to measure the joint angle in the X, Y, Z direction.

그리고 이러한 관절센서(30)의 X방향 관절각도 측정값을 기반으로 제1관성센서부(10) 또는 제2관성센서부(20)의 X방향 각도를 보정할 수 있고, 이러한 관절센서(30)의 Y방향 관절각도 측정값을 기반으로 제1관성센서부(10) 또는 제2관성센서부(20)의 Y방향 각도를 보정할 수 있으며, 이러한 관절센서(30)의 Z방향 관절각도 측정값을 기반으로 제1관성센서부(10) 또는 제2관성센서부(20)의 Z방향 각도를 보정할 수 있다. And based on the X-direction joint angle measurement value of the joint sensor 30 can correct the X direction angle of the first inertial sensor unit 10 or the second inertial sensor unit 20, such a joint sensor 30 The Y direction angle of the first inertial sensor unit 10 or the second inertial sensor unit 20 may be corrected based on the Y direction joint angle measurement value of the joint direction sensor. The angle of Z direction of the first inertial sensor unit 10 or the second inertial sensor unit 20 may be corrected.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 관절센서(30)의 구성에 대해 설명하도록 한다. 먼저 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관절센서(30)의 평면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서유닛(32)과 FPCB(35) 연결부의 평면도를 도시한 것이다. Hereinafter will be described the configuration of the joint sensor 30 according to an embodiment of the present invention. First, Figure 3 shows a plan view of the joint sensor 30 according to an embodiment of the present invention. And, Figure 4 shows a plan view of the connection between the sensor unit 32 and the FPCB 35 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 관절센서(30)는 신축성 관절센서로 구성되며, 유연기판(31)과, 센서유닛(32)과, 전극부(36)를 갖는 FPCB(35)와, 유연필름(37) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 센서유닛(32)은 유연기판(31) 상에 구비되며 신축성을 갖고 있다. 이러한 센서유닛(32)은 다수의 센서부(33)로 구성될 수 있으며, 센서부(33) 각각은 U자형태를 갖는다. 즉 끝단부(34)는 동일한 일측방향을 향하게 되며 타측은 절곡된 형태를 갖는다. Joint sensor 30 according to an embodiment of the present invention is composed of a flexible joint sensor, the flexible substrate 31, the sensor unit 32, the FPCB (35) having an electrode portion 36, the flexible film ( 37) and the like. The sensor unit 32 is provided on the flexible substrate 31 and has elasticity. The sensor unit 32 may be composed of a plurality of sensor units 33, each of the sensor unit 33 has a U-shape. That is, the end portion 34 faces the same one direction and the other side is bent.

그리고, FPCB(35)는 내부에 다수의 전극부(36)가 구비되며, 도 4에 도시된 바와 같이 FPCB(35)의 일측은 일측이 센서유닛(32)의 끝단부(34)와 면접촉되도록 부착되며, 부착된 상태에서 내부에 구비된 전극부(36)는 센서유닛(32)의 끝단과 연결되게 된다. 그리고 유연필름(37)은 센서유닛(32)과 상기 FPCB(35)를 감싸도록 접착되게 된다. In addition, the FPCB 35 has a plurality of electrode parts 36 provided therein, and as shown in FIG. 4, one side of the FPCB 35 is in surface contact with the end portion 34 of the sensor unit 32. The electrode unit 36 provided therein is connected to the end of the sensor unit 32 in the attached state. The flexible film 37 is bonded to surround the sensor unit 32 and the FPCB 35.

앞서 언급한 바와 같이, 센서유닛(32)은, 복수의 U자형 센서부(33)로 구성될 수 있고, U자형 센서부(33) 끝단 각각은 FPCB(35)의 전극부(36)와 각각 연결되며, U자형 센서부(33)의 끝단부(34) 각각은 FPCB(35) 일측과 면접촉되어 지게 된다. As mentioned above, the sensor unit 32 may be composed of a plurality of U-shaped sensor portions 33, and each of the ends of the U-shaped sensor portions 33 may be formed with the electrode portions 36 of the FPCB 35, respectively. Connected, each end 34 of the U-shaped sensor unit 33 is in surface contact with one side of the FPCB (35).

그리고, 복수의 전극부(36) 타측 끝단에는 커넥터(38)가 구비되어 통신보드(39)와 탈부착 연결이 가능하게 된다. In addition, a connector 38 is provided at the other end of the plurality of electrode parts 36 to enable a detachable connection with the communication board 39.

따라서 FPCB(35)가 센서유닛(32)의 끝단부(34)와 면접촉하게 부착되므로 장력에 대한 내구성을 향상시킬 수 있고, U자형 센서부(33)를 적용하므로 전극의 위치를 사용자가 원하는 방향에 배치할 수 있어 한방향으로 통신보드(39)를 연결할 수 있어 소형화가 가능하게 된다. Therefore, since the FPCB 35 is attached in surface contact with the end portion 34 of the sensor unit 32, the durability against tension can be improved, and since the U-shaped sensor portion 33 is applied, the position of the electrode is desired by the user. It can be arranged in the direction can be connected to the communication board 39 in one direction can be miniaturized.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 신축성 관절센서(30)의 제작방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 신축성을 갖는 유연기판(31)을 준비하고, 이러한 유연기판(31) 상에 U자형 패턴을 갖는 센서부(33)를 다수 패터닝하여 센서유닛(32)을 유연기판(31)상에 제작하게 된다. 도 5a는 본 발명의 실시예에 따라 유연기판(31)에 다수의 U자형 센서부(33)가 패터닝된 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 유연기판(31)에 다수의 U자형 센서부(33)가 패터닝된 평면도를 도시한 것이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 유연기판(31)상에 다수의 U자형 센서부(33)가 패터닝되어지며, U자형 센서부(33)의 모든 끝단부(34)는 한 방향을 향하고 있음을 알 수 있다. Hereinafter will be described a manufacturing method of the stretchable joint sensor 30 according to an embodiment of the present invention. First, the flexible substrate 31 having elasticity is prepared, and the sensor unit 33 having the U-shaped pattern is patterned on the flexible substrate 31 to fabricate the sensor unit 32 on the flexible substrate 31. Done. FIG. 5A illustrates a cross-sectional view of a plurality of U-shaped sensor units 33 patterned on the flexible substrate 31 according to an exemplary embodiment of the present invention. 5B illustrates a plan view in which a plurality of U-shaped sensor units 33 are patterned on the flexible substrate 31 according to the exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5B, a plurality of U-shaped sensor portions 33 are patterned on the flexible substrate 31, and all the end portions 34 of the U-shaped sensor portions 33 face one direction. Able to know.

그리고, 센서부(33)의 끝단 각각이 전극부(36)와 연결되고, 센서유닛(32)의 끝단부(34)와 면접촉되도록 FPCB(35)를 부착시키게 된다. 도 6a는 도 5a에서 센서유닛(32)의 끝단부(34)에 FPCB(35)를 부착한 상태의 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 6b는 도 5b에서 센서유닛(32)의 끝단부(34)에 FPCB(35)를 부착한 상태의 평면도를 도시한 것이다. Then, each end of the sensor unit 33 is connected to the electrode unit 36, and the FPCB 35 is attached to the surface contact with the end 34 of the sensor unit 32. FIG. 6A illustrates a cross-sectional view of the FPCB 35 attached to the end portion 34 of the sensor unit 32 in FIG. 5A. 6B is a plan view of the state in which the FPCB 35 is attached to the end portion 34 of the sensor unit 32 in FIG. 5B.

이러한 FPCB(35) 내에는 다수의 전극부(36)가 구성되며, 이러한 전극부(36)가 센서부(33)와 연결되며 FPCB(35)가 센서유닛(32)과 교차되어 면접촉되도록 FPCB(35)를 부착시키게 된다. 또한, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, FPCB(35)의 전극부(36) 타측끝단은 커넥터(38)와 결합되게 됨을 알 수 있다. 그리고 FPCB(35)와 센서유닛(32)을 감싸도록 유연필름(37)을 부착시키게 된다. In the FPCB 35, a plurality of electrode parts 36 are formed. The electrode parts 36 are connected to the sensor part 33, and the FPCB 35 intersects with the sensor unit 32 so as to be in surface contact with the FPCB 35. 35 will be attached. 6A and 6B, the other end of the electrode portion 36 of the FPCB 35 may be coupled to the connector 38. The flexible film 37 is attached to surround the FPCB 35 and the sensor unit 32.

그리고 커넥터(38)에 통신보드(39)를 연결하게 된다(S4). 도 7a는 도 6a에서 커넥터(38)에 통신보드(39)를 연결한 상태의 단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 7b는 도 6b에서 커넥터(38)에 통신보드(39)를 연결한 상태의 단면도를 도시한 것이다. Then, the communication board 39 is connected to the connector 38 (S4). FIG. 7A illustrates a cross-sectional view of the communication board 39 connected to the connector 38 in FIG. 6A. In addition, FIG. 7B illustrates a cross-sectional view of the communication board 39 connected to the connector 38 in FIG. 6B.

제작된 신축성 관절센서(30)는 인체의 팔꿈치, 무릎, 손목, 발목 등 관절에 부착되게 되며 실시간으로 저항 변화값을 측정하여 관절각도를 산출하게 된다. The manufactured elastic joint sensor 30 is attached to the joints such as elbows, knees, wrists, ankles of the human body and calculates the joint angle by measuring the resistance change value in real time.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신축성 다축 관절센서의 평면도를 도시한 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 센서유닛(32)은, 제1열센서부(33-1)와 제2열센서부(33-2)를 포함하여 구성될 수도 있다. 제1열센서부(33-1)는 제1방향으로의 관절각도를 측정하기 위한 것이고, 제2열센서부(33-2)는 제2방향으로의 관절각도를 측정하기 위한 것이다. 다라서 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 다축방향에 대한 관절각도를 산출할 수 있게 된다. 8 illustrates a plan view of an elastic multiaxial joint sensor according to another exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the sensor unit 32 may include a first thermal sensor unit 33-1 and a second thermal sensor unit 33-2. The first thermal sensor unit 33-1 is for measuring the joint angle in the first direction, and the second thermal sensor unit 33-2 is for measuring the joint angle in the second direction. Therefore, according to another embodiment of the present invention, it is possible to calculate the joint angle with respect to the multi-axis direction.

도 8에 도시된 바와 같이, 제1열센서부(33-1)는 길이방향이 제1방향으로 배열된 다수의 U자형 센서부로 구성되며, 제2열센서부(33-2)는 제1방향과 교차되는 제2방향으로 배열된 다수의 U자형 센서부로 구성될 수 있다. 또한, 제1열센서부(33-1)와 제2열센서부(33-2)의 끝단부(34) 각각은 FPCB(35)와 면접촉되게 된다. As shown in FIG. 8, the first thermal sensor unit 33-1 includes a plurality of U-shaped sensor units arranged in a first direction in a longitudinal direction, and the second thermal sensor unit 33-2 is configured as a first column. It may be composed of a plurality of U-shaped sensor unit arranged in a second direction crossing the direction. In addition, each of the end portions 34 of the first thermal sensor unit 33-1 and the second thermal sensor unit 33-2 is in surface contact with the FPCB 35.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 팔 끝단(손목) 부분의 위치(궤적)을 측정하기 위해서 앞서 언급한 제1관성센서부(10)는 3축제1자이로센서, 제2관성센서부(20)는 3축제2자이로센서로 구성되며 3축제1자이로센서(10)는 상부팔(2)에, 3축제2자이로센서(20)는 하부팔(3)에 부착하여 적용될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 3축제1자이로센서(10)는 상부다리(2), 3축제2자이로센서(20)는 하부다리(3)에 부착되어질 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the first inertial sensor unit 10 mentioned above to measure the position (trace) of the arm end (wrist) portion is a three-axis first gyro sensor, the second inertial sensor unit 20 ) Is composed of a three-axis second gyro sensor and the three-axis first gyro sensor 10 may be applied to the upper arm 2, the three-axis second gyro sensor 20 is attached to the lower arm (3). According to another embodiment, the three-axis first gyro sensor 10 may be attached to the upper leg 2, the three-axis second gyro sensor 20 is attached to the lower leg (3).

도 9a는 본 발명의 실시예에 따라 상부팔(2)에 제1자이로센서(10), 하부팔(3)에 제2자이로센서(20), 팔꿈치(4)에 관절센서(30)가 부착된 상태의 팔을 도시한 것이다. 또한, 도 9b는 상부다리(2)에 제1자이로센서(10), 하부다리(3)에 제2자이로센서(20), 무릎(4)에 관절센서(30)가 설치된 다리를 도시한 것이다. 9A shows a first gyro sensor 10 on the upper arm 2, a second gyro sensor 20 on the lower arm 3, and a joint sensor 30 on the elbow 4 according to an embodiment of the present invention. It shows the arm of the state. In addition, FIG. 9B illustrates a leg in which the first gyro sensor 10 is mounted on the upper leg 2, the second gyro sensor 20 is mounted on the lower leg 3, and the joint sensor 30 is installed on the knee 4. .

이론적으로 자이로센서(10, 20) 값이 정확하다면 팔 길이를 알고 있다는 가정하에서 손목의 위치를 계산할 수 있다.Theoretically, if the values of the gyro sensors 10 and 20 are correct, the position of the wrist can be calculated on the assumption that the arm length is known.

하지만 실제적으로 자이로센서(10, 20)는 오차가 크고 시간이 지남에 따라 drift도 발생해서 믿을 수 있는 정보를 얻기 힘들다. 따라서 실시간으로 제1,제2자이로센서(10, 20)에서 나오는 각도값을 calibration 시켜야 하는 문제가 발생한다. 이를 위해서 각도값에 contsraint를 부과하는 방법이 있다.In practice, however, the gyro sensors 10 and 20 have a large error and drift also occurs over time, making it difficult to obtain reliable information. Therefore, a problem arises in that the angle values from the first and second gyro sensors 10 and 20 should be calibrated in real time. There is a way to impose a contsraint on the angle.

팔의 경우에는 상부 팔과 하부 팔이 팔꿈치 부분에서 서로 만나야 하는 제약조건을 가하면 상부 팔에 있는 제1자이로센서(10) 값을 기준으로 하부 팔에 있는 제2자이로센서(20) 값을 앞서 언급한 constraint를 만족하도록 보정부(40)를 통해 보정하면 보다 정확한 손목 위치 부분을 계산할 수 있게 된다. In the case of the arm, when the upper arm and the lower arm impose constraints that must meet each other at the elbow portion, the second gyro sensor 20 in the lower arm is referred to above based on the value of the first gyro sensor 10 in the upper arm. If the correction is made through the correction unit 40 to satisfy a constraint, a more accurate wrist position portion can be calculated.

여기에 팔꿈치의 실제 각도를 constraint로 더하면 하부 팔에 장착된 제2자이로센서(20) 각도값을 더 정확하게 계산할 수 있게 된다. 여기서 팔꿈치의 실제 각도는 관절센서(30)를 통해 측정할 수 있다. 즉 관절센서(30)를 팔꿈치 또는 무릎에 부착하여 제2자이로센서(20) 각도값을 더 정확하게 보정할 수 있게 된다.In addition to the actual angle of the elbow as a constraint it is possible to calculate the angle value of the second gyro sensor 20 mounted on the lower arm more accurately. Here, the actual angle of the elbow can be measured through the joint sensor (30). That is, the joint sensor 30 may be attached to the elbow or the knee to more accurately correct the angle value of the second gyro sensor 20.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 관절센서(30)를 이용한 센서 오차보정방법에 대해 설명하도록 한다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 관절센서(30)를 이용한 센서 오차보정방법의 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, a sensor error correction method using the joint sensor 30 according to an exemplary embodiment of the present invention will be described. 10 is a flowchart illustrating a sensor error correction method using the joint sensor 30 according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 상부팔(2) 일측에 제1자이로센서(10)를 장착하고, 하부팔(3) 일측에 제2자이로센서(20)를 장착하고, 팔꿈치(4)에 관절센서(30)를 장착하게 된다(S1). First, the first gyro sensor 10 is mounted on one side of the upper arm 2, the second gyro sensor 20 is mounted on one side of the lower arm 3, and the joint sensor 30 is mounted on the elbow 4. (S1).

그리고, 제1자이로센서(10)에서 상부팔(2)의 각도를 실시간으로 측정하고, 제2자이로센서(20)에서 하부팔(3)의 각도를 실시간으로 측정하며, 관절센서(30)가 관절각도를 실시간으로 측정하게 된다(S2). 그리고 이러한 측정값을 기반으로 손목의 위치, 궤적 등을 계산하여 모션데이터를 분석하게 된다(S3). The first gyro sensor 10 measures the angle of the upper arm 2 in real time, the second gyro sensor 20 measures the angle of the lower arm 3 in real time, and the joint sensor 30 Joint angle is measured in real time (S2). The motion data is analyzed by calculating a wrist position, a trajectory, and the like based on the measured values (S3).

그리고 자이로센서에 보정이 필요한 경우(S4), 보정부(40)가 제1자이로센서(10)에서 측정된 값과 제2자이로센서(20)에서 측정된 값을 기반으로 산출된 관절각도와, 관절센서(30)에서 측정된 값을 대비하여 제1자이로센서(10)와 제2자이로센서(20) 중 적어도 어느 하나를 보정하게 된다. 즉 앞서 언급한 수학식 2의 관계를 통해 관절센서(30)에서 측정된 관절각도인 제3측정값을 기반으로 제1자이로센서(10) 또는 제2자이로센서(20)를 보정하게 된다. And if the gyro sensor needs to be corrected (S4), the correction unit 40 and the joint angle calculated based on the value measured by the first gyro sensor 10 and the value measured by the second gyro sensor 20, The at least one of the first gyro sensor 10 and the second gyro sensor 20 is corrected in preparation for the value measured by the joint sensor 30. That is, the first gyro sensor 10 or the second gyro sensor 20 is corrected based on the third measurement value which is the joint angle measured by the joint sensor 30 through the relationship of Equation 2 mentioned above.

즉, 제2자이로센서(20)를 보정하고자 하는 경우, 먼저, 종래 공개된 방법에 의해 제1자이로센서(10)를 선보정하게 된다(S5). 예를 들어, 어깨를 고정한 상태에서 상부팔(2)을 어깨를 기준으로 천천히 각도를 변화시키면서 제1자이로센서(10)에서 측정된 값과 실제의 각도값 예를 들어 데이터베이스(50)에 저장된 제1표준각도데이터와 제1자이로센서(10)에서 측정된 값을 대비하면서 제1자이로센서(10)를 보정하게 된다. That is, when the second gyro sensor 20 is to be corrected, first, the first gyro sensor 10 is presented by the conventionally disclosed method (S5). For example, the value measured by the first gyro sensor 10 and the actual angle value, for example, stored in the database 50 while slowly changing the angle of the upper arm 2 relative to the shoulder while the shoulder is fixed. The first gyro sensor 10 is corrected while comparing the standard angle data and the value measured by the first gyro sensor 10.

그리고, 보정된 제1자이로센서(10)에서 측정된 값과, 관절센서(30)에서 측정된 값을 기반으로 제2자이로센서(20)를 보정하게 된다(S6). Then, the second gyro sensor 20 is corrected based on the value measured by the corrected first gyro sensor 10 and the value measured by the joint sensor 30 (S6).

보정이 완료된 후, 모션데이터 분석이 계속 필요할 경우(S7), 제1자이로센서(10)와 제2자이로센서(20)와 관절센서(30)에서 측정된 값을 통해 모션데이터 분석을 계속하게 된다. After the correction is completed, if the motion data analysis is still required (S7), the motion data analysis is continued through the values measured by the first gyro sensor 10, the second gyro sensor 20 and the joint sensor 30. .

이하에서는 앞서 언급한 오차보정장치가 적용한 트레이닝 시스템(100)에 대해 설명하도록 한다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 센서오차 보정장치가 적용된 트레이닝 시스템의 구성도를 도시한 것이다. 또한, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 센서오차 보정장치가 적용된 트레이닝 시스템을 이용한 트레이닝 정보 제공방법의 흐름도를 도시한 것이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 시스템의 활용예를 도시한 것이다.Hereinafter, the training system 100 applied by the aforementioned error correction apparatus will be described. 11 is a block diagram of a training system to which a sensor error correction apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention is applied. 12 is a flowchart illustrating a method for providing training information using a training system to which a sensor error correction apparatus is applied according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 illustrates an example of using a training system according to an embodiment of the present invention. It is.

본 발명의 실시예에 따른 관절센서(30)를 이용한 센서 오차보정장치가 적용된 트레이닝 시스템(100)은 신체의 관절에 부착되는 앞서 언급한 제1관성센서부(10)와 제2관성센서부(20) 및 관절센서(30)에서 측정된 측정데이터를 수신받는 수신유닛(110)과, 수신유닛(110)에서 수신받은 측정데이터를 기반으로 관절각도, 및 운동량에 따른 운동정보데이터를 산출하는 모션인지부(120)와, 운동정보데이터를 기반으로 운동 동작, 자세를 분석하는 모션분석부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. Training system 100 using the sensor error correction device using the joint sensor 30 according to an embodiment of the present invention is the first inertial sensor unit 10 and the second inertial sensor unit (10) attached to the joint of the body ( 20) and a motion for calculating the motion information data according to the joint angle and the amount of motion based on the reception unit 110 that receives the measurement data measured by the joint sensor 30 and the measurement data received by the reception unit 110. It may be configured to include a recognition unit 120, and a motion analysis unit 130 for analyzing the movement motion, posture based on the exercise information data.

앞서 언급한 바와 같이, 관절센서(30)는 신체의 관절에 부착되고, 제1관성센서부(10)와 제2관성센서부(20)는 관절(4)을 매개로 하는 제1지지부(2)와 제2지지부(3) 각각에 부착되게 된다. 그리고 제1관성센서부(10)는 제1지지부(2)의 각도, 위치를 실시간으로 측정하고, 제2관성센서부(20)는 제2지지부(3)의 각도, 위치를 실시간으로 측정하며, 관절센서(30)는 관절(4)의 움직임에 따른 관절각도를 실시간으로 측정하게 된다. 그리고 그리고 수신유닛(110)은 실시간으로 측정데이터를 수신받게 된다(S10). 그리고 앞서 언급한 바와 같이, 제1관성센서부(10)와 제2관성센서부(20)의 보정이 필요한 경우 앞서 언급한 방법에 의해 보정하게 된다. As mentioned above, the joint sensor 30 is attached to a joint of the body, and the first inertial sensor unit 10 and the second inertial sensor unit 20 are connected to the joint 4 by the first support unit 2. ) And the second support 3. The first inertial sensor unit 10 measures the angle and position of the first support unit 2 in real time, and the second inertial sensor unit 20 measures the angle and position of the second support unit 3 in real time. The joint sensor 30 measures the joint angle according to the movement of the joint 4 in real time. And the receiving unit 110 receives the measurement data in real time (S10). As described above, when the first inertial sensor unit 10 and the second inertial sensor unit 20 need to be corrected, the correction is made by the aforementioned method.

그리고 모션인지부(120)는 통신보드(39)를 통해 수신유닛으로 수신된 측정데이터를 기반으로 관절각도, 관절가동범위, 각속도에 대한 운동정보데이터를 산출하게 된다(S20). 즉 모션인지부(120)는 관절센서(30)(10)와, 가속도센서, 각속도센서, 자이로센서 등으로 구성된 제1, 제2관성센서부(10, 20)에서 측정된 값들을 전송받아 신체 움직임에 관한 운동정보를 수집할 수 있게 된다.And the motion recognition unit 120 calculates the motion information data for the joint angle, joint range, angular velocity based on the measurement data received by the receiving unit through the communication board 39 (S20). That is, the motion recognition unit 120 receives the measured values from the first and second inertial sensor units 10 and 20 including the joint sensors 30 and 10, the acceleration sensor, the angular velocity sensor, and the gyro sensor. It is possible to collect the exercise information about the movement.

그리고 모션분석부(130)는 모션인지부(120)에서 생성한 운동정보데이터를 기반으로 운동 동작, 자세를 분석하게 된다(S30). 데이터베이스(50)에는 운동종류에 따른 표준 관절각도, 운동량, 운동자세에 대한 표준 운동정보데이터를 DB화하여 저장하고 있다. In addition, the motion analysis unit 130 analyzes the movement and posture based on the exercise information data generated by the motion recognition unit 120 (S30). The database 50 stores the standard exercise information data of the standard joint angle, the exercise amount, and the exercise posture according to the exercise type into a DB.

따라서 모션분석부(130)는 이러한 표준 운동정보데이터와, 측정된 운동정보데이터를 비교분석하여 트레이닝 정보를 생성하게 된다. 그리고 정보 알림부(131)는 모션분석부(130)에서 분석된 비교분석데이터인 트레이닝 정보를 사용자에게 가이드하게 된다(S40)Therefore, the motion analysis unit 130 generates training information by comparing and analyzing the standard exercise information data and the measured exercise information data. In addition, the information notification unit 131 guides the training information, which is the comparative analysis data analyzed by the motion analysis unit 130, to the user (S40).

또한, 수신유닛(110)과, 모션인지부(120)와, 모션분석부(130)와, 데이터베이스(50)와, 보정부(40)와, 상기 정보알림부(131)는 사용자 단말기 내에 구비되어 질 수 있다. 그리고 디스플레이부(132)를 포함하여 측정된 운동정보데이터와 표준운동정보데이터, 및 비교분석데이터를 지시에 따라 화면상에 표시하여 사용자에게 디스플레이할 수 있도록 구성될 수 있다. In addition, the receiving unit 110, the motion recognition unit 120, the motion analysis unit 130, the database 50, the correction unit 40, and the information notification unit 131 are provided in the user terminal. Can be done. In addition, the display unit 132 may be configured to display the measured exercise information data, the standard exercise information data, and the comparative analysis data on the screen according to the instruction to the user.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the above-described apparatus and method may not be limitedly applied to the configuration and method of the above-described embodiments, the embodiments may be a combination of all or part of each embodiment selectively so that various modifications may be made It may be configured.

1:관절센서를 이용한 센서 오차 보정장치
2:제1지지부
3:제2지지부
4:조인트부, 관절
10:제1관성센서부
20:제2관성센서부
30:관절센서
31:유연기판
32:센서유닛
33:U자형 센서부
33-1:제1열센서부
33-2:제2열센서부
34:센서유닛 끝단부
35:FPCB
36:전극부
37:유연필름
38:커넥터
39:통신보드
40:보정부
50:데이터베이스
100:오차 보정장치가 적용된 트레이닝시스템
110:수신유닛
120:모션인지부
130:모션분석부
131:정보알림부
132:디스플레이부
1: Sensor error correction device using joint sensor
2: first support part
3: second support
4: Joint part, joint
10: first inertial sensor unit
20: second inertial sensor unit
30: joint sensor
31: Flexible board
32: sensor unit
33: U-shaped sensor part
33-1: First thermal sensor unit
33-2: second heat sensor unit
34: Sensor unit end
35: FPCB
36: electrode part
37: Flexible film
38: Connector
39: communication board
40: Complementary Government
50: Database
100: Training system with error correction device
110: receiving unit
120: Motion recognition department
130: Motion Analysis
131: Information Notification
132: display unit

Claims (10)

센서 오차 보정장치에 있어서,
제1지지부 일측에 구비되어 상기 제1지지부의 각도인 제1측정값을 실시간으로 측정하는 제1관성센서부;
일측 끝단이 상기 제1지지부의 타측 끝단과 조인트부를 통해 연결되는 제2지지부 일측에 구비되어 제2지지부의 각도인 제2측정값을 실시간으로 측정하는 제2관성센서부;
상기 조인트부에 장착되어 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이의 관절각도인 제3측정값을 실시간으로 측정하는 관절센서; 및
상기 관절센서에서 측정된 제3측정값을 기반으로 상기 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부 중 적어도 어느 하나를 보정하는 보정부;를 포함하고,
상기 보정부는,
상기 제1관성센서부에서 측정된 제1측정값과 상기 제2관성센서부에서 측정된 제2측정값을 기반으로 산출된 관절각도와, 상기 제3측정값을 대비하여 상기 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부 중 적어도 어느 하나를 보정하고,
상기 보정부는,
상기 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부 중 보정된 어느 하나의 센서부에서 측정된 값과 상기 관절센서에서 측정된 제3측정값을 기반으로, 상기 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부 중 다른 하나를 보정하는 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 센서 오차 보정장치.
In the sensor error correction device,
A first inertial sensor unit provided at one side of a first support part to measure in real time a first measurement value which is an angle of the first support part;
A second inertial sensor unit having one end at a second support part connected to the other end of the first support part through a joint part to measure a second measurement value which is an angle of the second support part in real time;
A joint sensor mounted on the joint part to measure in real time a third measurement value which is a joint angle between the first support part and the second support part; And
And a corrector configured to correct at least one of the first inertial sensor unit and the second inertial sensor unit based on a third measured value measured by the joint sensor.
The correction unit,
The first inertial sensor unit compared to the joint angle calculated based on the first measured value measured by the first inertial sensor unit and the second measured value measured by the second inertial sensor unit, and the third measured value. And correct at least one of the second inertial sensor unit,
The correction unit,
The first inertial sensor unit and the second based on the measured value of any one of the first inertial sensor unit and the second inertial sensor unit and the third measured value measured by the joint sensor. Sensor error correction device using a joint sensor, characterized in that for correcting the other of the inertial sensor unit.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부는 각속도 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 센서 오차 보정장치.
The method of claim 1,
And the first inertial sensor unit and the second inertial sensor unit comprise at least one of an angular velocity sensor and an acceleration sensor.
제 3항에 있어서,
상기 각속도 센서, 상기 가속도 센서 및 상기 관절센서는 3축 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 센서 오차 보정장치.
The method of claim 3, wherein
The angular velocity sensor, the acceleration sensor and the joint sensor is a sensor error correction device using a joint sensor, characterized in that consisting of a three-axis sensor.
제 1항에 있어서,
상기 제1지지부의 각도에 대해 기 설정된 제1표준각도데이터와, 상기 제2지지부의 각도에 대해 기 설정된 제2표준각도데이터, 상기 관절각도에 대해 기 설정된 표준관절각도데이터가 저장되는 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 센서 오차 보정장치.
The method of claim 1,
And a database in which the first standard angle data preset for the angle of the first support part, the second standard angle data preset for the angle of the second support part, and the standard joint angle data preset for the joint angle are stored. Sensor error correction device using a joint sensor, characterized in that it comprises.
제 1항에 있어서,
상기 제1지지부는 인체의 상부팔이고, 상기 제2지지부는 인체의 하부팔이며, 상기 조인트부는 팔꿈치이거나, 또는
상기 제1지지부는 인체의 상부다리이고, 상기 제2지지부는 인체의 하부다리이며, 상기 조인트부는 무릎인 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 센서 오차 보정장치.
The method of claim 1,
The first support is the upper arm of the human body, the second support is the lower arm of the human body, and the joint part is an elbow, or
And the first support part is an upper leg of the human body, the second support part is a lower leg of the human body, and the joint part is a knee.
삭제delete 센서 오차 보정방법에 있어서,
제1지지부 일측에 제1관성센서부를 장착하고, 일측 끝단이 상기 제1지지부의 타측 끝단과 조인트부를 통해 연결되는 제2지지부 일측에 제2관성센서부를 장착하고, 상기 조인트부에 관절센서를 장착하는 단계;
상기 제1관성센서부에서 상기 제1지지부의 각도인 제1측정값을 실시간으로 측정하고, 상기 제2관성센서부에서 제2지지부의 각도인 제2측정값을 실시간으로 측정하며, 상기 관절센서가 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이의 관절각도인 제3측정값을 실시간으로 측정하는 단계; 및
보정부가 상기 제1관성센서부에서 측정된 제1측정값과 상기 제2관성센서부에서 측정된 제2측정값을 기반으로 산출된 관절각도와, 상기 제3측정값을 대비하여 상기 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부 중 적어도 어느 하나를 보정하는 단계;를 포함하고,
상기 보정하는 단계는
상기 제1지지부를 상기 제1지지부의 일측 끝단을 기준으로 각도를 변화시키면서 데이터 베이스에 저장된 제1표준각도데이터와 상기 제1측정값을 대비하면서 제1관성센서부를 보정하는 단계;
상기 제1지지부 또는 제2지지부를 상기 조인트부를 기준으로 관절각도를 변화시키면서 데이터 베이스에 저장된 표준관절각도데이터와 상기 제3측정값을 대비하면서 관절센서를 보정하는 단계; 및
보정된 제1관성센서부에서 측정된 제1측정값과, 보정된 관절센서에서 측정된 제3측정값을 기반으로 상기 제2관성센서부를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 센서 오차 보정방법.
In the sensor error correction method,
A first inertial sensor unit is mounted on one side of the first support unit, and a second inertial sensor unit is mounted on one side of the second support unit, one end of which is connected to the other end and the joint unit of the first support unit, and a joint sensor is mounted on the joint unit. Making;
The first inertial sensor unit measures, in real time, a first measured value that is the angle of the first support unit, and the second inertial sensor unit measures a second measured value, which is an angle of the second support unit, in real time, and the joint sensor Measuring, in real time, a third measurement value, which is a joint angle between the first support and the second support; And
The first angle of inertia compared to the third measured value and the joint angle calculated based on the first measurement value measured by the first inertial sensor unit and the second measurement value measured by the second inertial sensor unit. And correcting at least one of a sensor unit and the second inertial sensor unit.
The correcting step
Correcting a first inertial sensor unit while comparing the first measurement value with the first standard angle data stored in a database while changing the angle of the first support unit based on one end of the first support unit;
Correcting the joint sensor while comparing the third measurement value with standard joint angle data stored in a database while varying the joint angle with respect to the first support part or the second support part; And
Correcting the second inertial sensor unit based on the first measured value measured by the corrected first inertial sensor unit and the third measured value measured by the corrected joint sensor; Sensor error correction method used.
센서 오차 보정방법에 있어서,
제1지지부 일측에 제1관성센서부를 장착하고, 일측 끝단이 상기 제1지지부의 타측 끝단과 조인트부를 통해 연결되는 제2지지부 일측에 제2관성센서부를 장착하고, 상기 조인트부에 관절센서를 장착하는 단계;
상기 제1관성센서부에서 상기 제1지지부의 각도인 제1측정값을 실시간으로 측정하고, 상기 제2관성센서부에서 제2지지부의 각도인 제2측정값을 실시간으로 측정하며, 상기 관절센서가 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이의 관절각도인 제3측정값을 실시간으로 측정하는 단계; 및
보정부가 상기 제1관성센서부에서 측정된 제1측정값과 상기 제2관성센서부에서 측정된 제2측정값을 기반으로 산출된 관절각도와, 상기 제3측정값을 대비하여 상기 제1관성센서부와 상기 제2관성센서부 중 적어도 어느 하나를 보정하는 단계;를 포함하고,
상기 보정하는 단계는
상기 제2지지부를 상기 조인트부를 기준으로 각도를 변화시키면서 데이터 베이스에 저장된 제2표준각도데이터와 상기 제2측정값을 대비하면서 제2관성센서부를 보정하는 단계;
상기 제1지지부 또는 제2지지부를 상기 조인트부를 기준으로 관절각도를 변화시키면서 데이터 베이스에 저장된 표준관절각도데이터와 상기 제3측정값을 대비하면서 관절센서를 보정하는 단계; 및
보정된 제2관성센서부에서 측정된 제2측정값과, 보정된 관절센서에서 측정된 제3측정값을 기반으로 상기 제1관성센서부를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 센서 오차 보정방법.
In the sensor error correction method,
A first inertial sensor unit is mounted on one side of the first support unit, and a second inertial sensor unit is mounted on one side of the second support unit, one end of which is connected to the other end and the joint unit of the first support unit, and a joint sensor is mounted on the joint unit. Making;
The first inertial sensor unit measures, in real time, a first measured value that is the angle of the first support unit, and the second inertial sensor unit measures a second measured value, which is an angle of the second support unit, in real time, and the joint sensor Measuring, in real time, a third measurement value, which is a joint angle between the first support and the second support; And
The first angle of inertia compared to the third measured value and the joint angle calculated based on the first measurement value measured by the first inertial sensor unit and the second measurement value measured by the second inertial sensor unit. And correcting at least one of a sensor unit and the second inertial sensor unit.
The correcting step
Correcting a second inertial sensor unit while comparing the second measured value with the second standard angle data stored in a database while changing the angle of the second support unit based on the joint unit;
Correcting the joint sensor while comparing the first measurement part or the second support part with standard joint angle data stored in a database and the third measurement value while varying the joint angle with respect to the joint part; And
Correcting the first inertial sensor unit based on the second measured value measured by the corrected second inertial sensor unit and the third measured value measured by the corrected joint sensor; Sensor error correction method used.
트레이닝 시스템에 있어서,
제1항, 제3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 관절센서를 이용한 센서 오차보정장치;
상기 오차보정장치의 제1관성센서부와 제2관성센서부와 관절센서에서 측정된 측정데이터를 수신받는 수신유닛;
상기 수신유닛에서 수신받은 측정데이터를 기반으로 관절각도, 및 운동량에 따른 운동정보데이터를 산출하는 모션인지부; 및
상기 운동정보데이터를 기반으로 운동 동작, 자세를 분석하는 모션분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절센서를 이용한 센서 오차보정장치가 적용된 트레이닝 시스템.
In the training system,
Sensor error correction device using a joint sensor according to any one of claims 1, 3 to 6;
A receiving unit receiving measurement data measured by the first inertial sensor unit, the second inertial sensor unit, and the joint sensor of the error correction device;
A motion recognition unit configured to calculate exercise information data according to the joint angle and the exercise amount based on the measurement data received by the receiving unit; And
Training system using a sensor error correction device using a joint sensor, characterized in that it comprises a motion analysis unit for analyzing the movement motion, posture based on the exercise information data.
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