KR102518801B1 - 외골격 장치를 사용하기 위한 보행패턴 획득시스템 및 이를 이용한 보행패턴 획득방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 보행패턴 획득 시스템은, 착용자의 다리근육 움직임에 따른 압력정보를 검출하기 위한 압력 검출부(100)와, 본체와 좌우측 회동체로 이루어지는 외골격 장치(200)와, 상기 외골격 장치에 설치되고, 착용자의 다리 움직임에 따른 좌우측 회동체의 각도정보를 검출하는 각도 검출부(300)와, 상기 압력정보와 각도정보를 기초로 보행패턴을 획득하는 컨트롤러(400)를 포함하여 이루어지고, 상기 각도 검출부(300)는 허리 라인에 대한 대퇴부 라인 사이의 각도 데이터와, 대퇴부 라인과 하퇴부 라인 사이의 각도 데이터를 검출하며, 상기 외골격 장치(200)는 본체(210)와 좌우측 회동체(220)로 이루어지고, 상기 본체에는 배터리(battery)가 장착되며, 상기 좌우측 회동체(220)는 중간 지지대(221)와 상기 중간 지지대의 상측에서 회동하는 상측 지지대(222)와, 상기 중간 지지대의 하측에서 회동하는 하측 지지대(223)와, 상기 하측 지지대의 하부에 결합되는 풋안착대(224)로 이루어진다.
본 발명에 따른 보행패턴 획득 방법은, 착용자의 보행에 따른 대퇴부의 근육 움직임 압력정보, 하퇴부의 근육 움직임 압력정보, 및 대퇴부와 하퇴부의 각도정보를 전송받는 단계(S100)와, 각도정보를 기초로 근육 움직임 압력 데이터를 샘플링하는 단계(S200)와, 각도정보와 개별적 근육 움직임 압력 데이터에 대한 상관도를 획득하는 단계(S300)와, 개별 센싱 데이터에 상관도를 적용하여 보행패턴모델을 획득하는 단계(S400)를 포함한다.
본 발명에 따른 보행패턴 획득 방법은, 착용자의 보행에 따른 대퇴부의 근육 움직임 압력정보, 하퇴부의 근육 움직임 압력정보, 및 대퇴부와 하퇴부의 각도정보를 전송받는 단계(S100)와, 각도정보를 기초로 근육 움직임 압력 데이터를 샘플링하는 단계(S200)와, 각도정보와 개별적 근육 움직임 압력 데이터에 대한 상관도를 획득하는 단계(S300)와, 개별 센싱 데이터에 상관도를 적용하여 보행패턴모델을 획득하는 단계(S400)를 포함한다.
Description
본 발명은 다리 근육의 움직임을 기초로 외골격 장치를 착용한 착용자의 보행패턴을 획득하기 위한 시스템 및 보행패턴을 획득하기 위한 방법에 관한 것이다.
최근 로봇기술의 발달로 인체의 움직임을 보조하는 근력보조 장치들이 개발되고 있다. 대부분의 근력보조 장치는 모터의 회전을 이용하여 움직임 동력을 발생시킨다.
일예로, 공개특허공보 제10-2019-0004854호는 착용식 근력보조장치 및 그 제어방법을 개시하고 있다. 상기 선행기술문헌은 착용자의 상체를 지지하는 메인 바디와, 상기 메인 바디의 양측에 각각 배치된 복수의 다리 풀리와, 상기 다리 풀리에 각각 연결된 복수의 와이어부가 설치되어 있으며, 복수의 와이어부에 인장력을 제공하여 복수의 다리풀리 각각을 회전시키는 구동력을 구비하고 있다.
근력보조 장치는 인체의 관절을 대신하기 위하여 배터리, 모터의 회전수를 감속하기 위한 감속기, 풀리 등을 구비하고 있고, 이들을 구동하기 위하여 미리 저장된 구동제어에 따라 구동력을 발생시키고 있다. 이와 같은 근력보조장치를 착용하는 경우, 사용자의 보행패턴과 다른 기계적 보행으로 인해 착용자의 보행 피로도가 높아질 수 있다.
본 발명은 외골격 장치를 착용하는 착용자의 다리 근육 움직임에 기초하여 보행패턴을 획득하기 위한 시스템 및 보행 패턴을 획득하기 위한 방법을 제공하려는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 보행패턴 획득 시스템은, 착용자의 다리근육 움직임에 따른 압력정보를 검출하기 위한 압력 검출부(100)와, 본체와 좌우측 회동체로 이루어지는 외골격 장치(200)와, 상기 외골격 장치에 설치되고, 착용자의 다리 움직임에 따른 좌우측 회동체의 각도정보를 검출하는 각도 검출부(300)와, 상기 압력정보와 각도정보를 기초로 보행패턴을 획득하는 컨트롤러(400)를 포함하여 이루어지고, 상기 각도 검출부(300)는 허리 라인에 대한 대퇴부 라인 사이의 각도 데이터와, 대퇴부 라인과 하퇴부 라인 사이의 각도 데이터를 검출하며, 상기 외골격 장치(200)는 본체(210)와 좌우측 회동체(220)로 이루어지고, 상기 본체에는 배터리(battery)가 장착되며, 상기 좌우측 회동체(220)는 중간 지지대(221)와 상기 중간 지지대의 상측에서 회동하는 상측 지지대(222)와, 상기 중간 지지대의 하측에서 회동하는 하측 지지대(223)와, 상기 하측 지지대의 하부에 결합되는 풋안착대(224)로 이루어진다.
또한, 상기 컨트롤러(400)는 각도정보를 기초로 근육 움직임 압력 데이터를 샘플링하는 신호 샘플링모듈(410)과 각도정보와 개별 센싱 데이터에 대한 상관도를 계산하는 상관도 계산모듈(420)과, 상기 계산된 상관도에 기초하여 샘플링된 근육 움직임 압력정보와 각도정보로부터 보행패턴모델을 획득하는 보행패턴모델 획득모듈(430)로 이루어진다.
또한, 상기 압력 검출부(100)는 상부 압력검출부(110)와 하부 압력검출부(120)로 이루어지고, 상기 상부 압력검출부(110)는 대퇴부 근육의 움직임을 검출하고, 상기 하부 압력검출부(120)는 하퇴부 근육의 움직임을 검출한다.
본 발명에 따른 보행패턴 획득 방법은, 착용자의 보행에 따른 대퇴부의 근육 움직임 압력정보, 하퇴부의 근육 움직임 압력정보, 및 대퇴부와 하퇴부의 각도정보를 전송받는 단계(S100)와, 각도정보를 기초로 근육 움직임 압력 데이터를 샘플링하는 단계(S200)와, 각도정보와 개별적 근육 움직임 압력 데이터에 대한 상관도를 획득하는 단계(S300)와, 개별 센싱 데이터에 상관도를 적용하여 보행패턴모델을 획득하는 단계(S400)를 포함한다.
또한, 상기 각도정보는 허리 라인에 대한 대퇴부 라인 사이의 각도 데이터와, 대퇴부 라인과 하퇴부 라인 사이의 각도 데이터일 수 있다.
보행에서 이루어지는 근육의 움직임은 사람마다 그리고 걸음마다 서로 다른 대퇴부와 하퇴부의 근육을 사용하게 된다. 일률적인 근육의 움직임을 기초로 보행보조기구를 구동하게 되면, 보행보조기구를 착용하는 사람은 몸에 맞지 않은 부자연스러운 보행동작을 하게 되고, 결국 근육에 무리가 가고, 쉽게 보행 피로감을 느낄 수 밖에 없다. 본 발명에 따르면, 특정 근육분포 영역의 일부 영역에서 검출된 근육의 움직임 압력을 검출하고, 검출된 압력 데이터와 각도정보를 기초로 착용자의 보행패턴을 획득한다. 때문에 비교적 쉽게 압력 센서의 부착위치를 정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 외골격 장치를 착용한 착용자의 다리 근육 움직임 압력정보를 이용하여 외골격 장치의 구동제어를 수행할 수 있고, 착용자의 보행패턴에 최적화된 각도 제어를 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 보행패턴 획득 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 압력 검출부의 전면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 외골격 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 외골격 장치의 회동체의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 컨트롤러의 구성도이다.
도 6은 압력센서로부터 검출된 센싱 데이터와 각도 데이터의 상관관계를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 보행패턴을 획득하기 위한 방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 압력 검출부의 전면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 외골격 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 외골격 장치의 회동체의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 컨트롤러의 구성도이다.
도 6은 압력센서로부터 검출된 센싱 데이터와 각도 데이터의 상관관계를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 보행패턴을 획득하기 위한 방법을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 표현될 수 있다.
본 발명은 다리 근육의 움직임을 기초로 착용자의 보행패턴을 획득하기 위한 시스템 및 보행패턴을 획득하기 위한 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 보행패턴 획득 시스템의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보행패턴 획득 시스템은 착용자의 다리근육 움직임에 따른 압력정보를 검출하기 위한 압력 검출부(100)와, 본체와 좌우측 회동체로 이루어지는 외골격 장치(200)와, 상기 외골격 장치에 설치되고, 착용자의 다리 움직임에 따른 좌우측 회동체의 각도정보를 검출하는 각도 검출부(300)와, 상기 압력정보와 각도정보를 기초로 보행패턴을 획득하는 컨트롤러(400)를 포함한다.
도 2는 본 발명에 따른 압력 검출부의 전면도이다.
상기 압력 검출부(100)는 상부 압력검출부(110)와 하부 압력검출부(120)로 이루어진다. 상기 상부 및 하부 압력검출부는 좌우측 다리에 착용할 수 있도록 각각 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 상기 상부 및 하부 압력검출부는 띠 형상을 갖는 시트와 상기 시트에 설치되는 적어도 2이상의 압력센서(Electromyography, EMG)로 이루어질 수 있고, 시트의 일측과 타측에는 벨크로(velcro)가 설치될 수 있다. 상기 벨크로를 사용하여 대퇴부 및 하퇴부 둘레를 밀착시킬 수 있다.
상기 상부 압력검출부(110)는 대퇴부 근육의 움직임을 검출하고, 상기 하부 압력검출부(120)는 하퇴부 근육의 움직임을 검출한다. 구체적으로, 상기 상부 압력검출부는 전측 대퇴부와 후측 대퇴부의 근육 움직임을 검출하고, 상기 하부 압력검출부는 후측 하퇴부의 근육 움직임을 검출한다.
상기 상부 압력검출부는 전측 대퇴부 근육을 이루는 장경인대, 대퇴직근, 봉공근, 중간광근, 장요근 중에서 적어도 하나 이상의 근육의 움직임을 검출하고, 또 후측 대퇴부 근육을 이루는 대둔근, 대내전근, 반건망근, 박근, 박막양근, 대퇴이두근 중에서 적어도 하나 이상의 근육의 움직임을 검출한다.
상기 하부 압력검출부는 후측 하퇴부 근육을 이루는 비복근 또는 가자미근의 움직임을 검출한다. 또 상기 검출부에 부착된 압력센서들은 전측 대퇴부 근육, 후측 대퇴부 근육, 후측 하퇴부 근육이 위치하는 영역에 대응되도록 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 압력센서가 해당 근육의 움직임을 검출하도록 하기 위하여, 근육의 위치에 대응하는 지점에 정확히 설치하는 것은 어려울 수 있다. 또 어느 하나의 근육에도 위치에 따라 서로 다른 압력값이 검출될 수 있다. 본 발명에서는 위치에 따른 근육의 움직임에 따른 압력 데이터의 크기에 주목한다. 때문에 압력검출부에 설치된 센서들은 특정 근육이 존재하고 있다고 예상되는 영역에 설치될 수 있으며, 반드시 특정 근육의 움직임을 검출할 수 있도록 하기 위하여, 근육의 정확한 위치에 압력검출부를 부착할 필요는 없다. 근육이 있는 영역 중에서 어느 곳에도 부착이 가능하다.
상기 상부 압력검출부와 하부 압력검출부로부터 센싱된 근육의 움직임 즉, 압력 데이터는 컨트롤러(400)로 전송된다.
도 3은 본 발명에 따른 외골격 장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 외골격 장치의 회동체의 사시도이다.
본 발명에 따른 외골격 장치(200)는 착용시에 인체의 등에 안착되는 본체(210)와 좌우측 회동체(220)로 이루어진다.
상기 본체에는 배터리(battery)와 컨트롤러(controller)가 장착된다. 상기 배터리는 압력 검출부, 각도 검출부, 및 컨트롤러에 구동 에너지를 제공한다. 배터리는 충전식으로 구성할 수 있다.
상기 본체와 좌우측 회동체는 각각 좌측 및 우측 연결대(CC)로 연결된다. 상기 연결대는 본체의 하부에서 좌측 및 우측으로부터 연장된 후, 전측으로 절곡된 다음, 다시 하측으로 절곡된다.
상기 좌우측 회동체(220)는 중간 지지대(221)와 상기 중간 지지대의 상측에서 회동하는 상측 지지대(222)와, 상기 중간 지지대의 하측에서 회동하는 하측 지지대(223)와, 상기 하측 지지대의 하부에 결합되는 풋안착대(224)를 포함한다.
상기 중간 지지대(221)는 상측 구동부(221U)와 하측 구동부(221D)를 포함한다.
상기 상측 구동부(221U)는 모터와 감속기로 이루어질 수 있고, 상기 모터에는 구동 에너지가 인가되지 않는다. 상기 상측 지지대(222)는 상측 구동부의 감속기에 연결된다.
상기 하측 구동부(221D)는 모터와 감속기로 이루어질 수 있고, 상기 모터에는 구동 에너지가 인가되지 않는다. 상기 하측 지지대(223)는 하측 구동부의 감속기에 연결된다.
도면을 참조하면, 하측 지지대의 하단부에는 풋안착대(224)가 결합된다. 풋안착대는 착용자의 발목을 감싸는 안착고리(221e)와, 상기 안착고리의 양측에 고정되고 착용자의 발바닥을 받치는 절곡대(221n)로 이루어진다. 상기 안착고리(221e)는 하측 지지대에 고정되는 고정 반원고리(221ef)와 상기 고정 반원고리로부터 회동되는 회전 반원고리(221er)로 이루어질 수 있다. 실시예로서, 회전 반원고리를 고정 반원고리로부터 회동시키고, 착용자의 발목을 고정 반원고리의 내측에 안착시킨 후, 회전 반원 고리를 고정 반원고리에 닫아 체결할 수 있다.
한편, 좌우측 회동체에는 각도 검출부(300)가 설치된다. 상기 각도 검출부는 상측 각도검출센서와 하측 각도검출센서로 이루어질 수 있다. 상기 상측 각도검출센서는 중간 지지대와 상측 지지대가 이루는 각도를 검출하고, 상기 하측 각도검출센서는 중간 지지대와 하측 지지대가 이루는 각도를 검출한다. 다르게 표현하면, 허리 라인에 대한 대퇴부 라인 사이의 각도와, 대퇴부 라인과 하퇴부 라인 사이의 각도를 검출할 수 있다.
본 발명에 따르면, 외골격 장치의 본체에는 결속구가 설치된다. 상기 결속구를 이용하여 인체의 상체에 견고히 고정할 수 있다. 또 착용자의 발목에는 풋안착대(224)가 체결된다. 때문에 상측 지지대(222)와 하측 지지대(223)는 각각 상체와 발목에 고정된 상태가 되며, 보행시에 대퇴부와 하퇴부의 움직임에 따라 상측 지지대, 중간 지지대, 하측 지지대는 소정의 각도로 회동될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 컨트롤러의 구성도이다.
본 발명에 따른 컨트롤러(400)는 압력검출부(100)로부터 검출되는 압력정보와 각도검출부(300)로부터 검출되는 각도정보를 기초로 착용자의 보행패턴모델을 획득한다. 컨트롤러(400)는 신호 샘플링모듈(410)과 상관도 계산모듈(420)과, 보행패턴모델 획득모듈(430)로 이루어질 수 있다.
상기 신호 샘플링모듈(410)은 각도정보를 기초로 근육 움직임 압력 데이터를 샘플링하고, 상기 상관도 계산모듈(420)은 각도정보와 개별 센싱 데이터에 대한 상관도를 계산하며, 상기 보행패턴모델 획득모듈(430)는 계산된 상관도에 기초하여 샘플링된 근육 움직임 압력정보와 각도정보로부터 보행패턴모델을 획득한다.
이하, 본 발명에 따른 컨트롤러로부터 보행패턴모델을 획득하는 방법을 설명한다.
본 발명에 따른 보행패턴모델은 외골격 장치를 착용한 상태에서 획득될 수 있다. 이때 외골력 장치에 설치된 모터에는 구동 에너지가 인가되지 않고, 회전축이 자유회전이 가능한 상태에서 이루어진다.
도 6은 압력센서로부터 검출된 센싱 데이터와 각도 데이터의 상관관계를 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명에 따른 보행패턴을 획득하기 위한 방법을 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 움직임 학습모델을 이용한 보행패턴 획득 방법은, 착용자의 보행에 따른 대퇴부의 근육 움직임 압력정보, 하퇴부의 근육 움직임 압력정보, 및 대퇴부와 하퇴부의 각도정보를 전송받는 단계(S100)와, 각도정보를 기초로 근육 움직임 압력 데이터를 샘플링하는 단계(S200)와, 각도정보와 개별적 근육 움직임 압력 데이터에 대한 상관도를 획득하는 단계(S300)와, 개별 센싱 데이터에 상관도를 적용하여 보행패턴모델을 획득하는 단계(S400)를 포함한다.
1. 착용자의 보행에 따른 대퇴부의 근육 움직임 압력정보, 하퇴부의 근육 움직임 압력정보, 및 대퇴부와 하퇴부의 각도정보를 전송받는 단계(S100);
이 단계는 신호 샘플링모듈에서 수행된다. 신호 샘플링모듈(410)은 대퇴부의 근육 운직임 압력정보와 하퇴부의 움직임 압력정보를 입력받는다. 상기 대퇴부의 근육 운직임 압력정보와 하퇴부의 움직임 압력정보는 압력 데이터 일 수 있다.
또 신호 샘플링모듈은 기준 지지대에 대한 상측 지지대의 각도정보와 기준 지지대에 대한 하측 지지대의 각도정보를 입력받는다.
2. 각도정보를 기초로 근육 움직임 압력 데이터를 샘플링하는 단계(S200);
이 단계는 신호 샘플링모듈에서 수행된다. 신호 샘플링모듈은 각도정보를 기초로 센싱데이터를 샘플링한다. 상기 센싱 데이터는 보행에 따른 착용자의 근육 움직임 압력 데이터일 수 있다. 상기 각도정보는 착용자의 다리 움직임에 따른 주기적 신호 데이터를 갖는다.
우선, 신호 샘플링모듈은 각도정보에 기초하여 센싱 데이터에 대한 공분산행렬을 획득하고, 획득된 공분산행렬로부터 데이터 이격거리를 계산한다. 상기 데이터 이격거리는 아래 수식 1에 따른다.
〈수식 1〉
여기서, Σ -1는 공분산 역행렬, Х는 데이터 벡터, μ는 평균 벡터이다.
이어서, 카이제곱(chi square) 분포를 이용하여 컷오프 영역(cut-off region)을 계산한다. 이때 카이제곱분포의 90%~95%를 적용할 수 있다. 도 6에서 도면부호 R은 컷오프 영역을 나타낸 것이다. 센서로부터 센싱된 데이터에는 정전기 등과 같은 예기치 않은 노이즈가 포함될 수 있다. 상기 계산된 컷오프 영역을 벗어나는 데이터를 노이즈로 판단하고, 컷오프 영역 내의 데이터를 유효한 데이터로 하여 샘플링한다. 이러한 과정을 거쳐 노이즈 없는 유효한 센싱 데이터들을 샘플링할 수 있다.
3. 각도정보와 개별적 근육 움직임 압력 데이터에 대한 상관도를 획득하는 단계(S300);
이 단계는 상관도 계산모듈에서 수행된다. 이 단계에서는 상기 각도정보와 센싱 데이터에 대한 공분산을 계산하고, 상기 계산된 공분산을 정규화하여 하기 〈수식 2〉에 따른 상관계수를 계산한다.
〈수식 2〉
여기서, S는 각도정보, E는 근육 움직임 압력 데이터이다.
상기 산출된 상관계수는 각도정보에 대한 개별적 센싱 데이터의 상관도로서 사용된다. 상기 계산된 상관계수는 0.4~0.95 사이의 값을 가질 수 있다.
4. 개별 센싱 데이터에 상관도를 적용하여 보행패턴모델을 획득하는 단계(S400);
이 단계는 보행패턴모델 획득모듈에서 수행된다. 보행패턴모델 획득모듈은 앞서 계산된 상관도를 개별 센싱 데이터에 적용하여 보행패턴모델을 획득한다. 상기 보행패턴모델은 하기 〈수식 3〉에 따른다.
〈수식 3〉
여기서, e는 센싱 데이터이고, α는 각도보정상수이며, β는 개별 센싱 데이터에 대한 상관도이다.
상기 수식 3에서 센싱 데이터는 크기순으로 적어도 3개 내지 5개의 센서가 선택될 수 있다.
이와 같은 방법에 의해 외골격 장치를 착용한 착용자의 보행패턴을 획득한 후, 외골격 장치를 구동시켜 착용자의 보행패턴에 맞는 보행구동을 수행할 수 있으므로, 착용자의 보행패턴에 최적화된 각도 제어가 가능하다.
보행에서 이루어지는 근육의 움직임은 사람마다 그리고 걸음마다 서로 다른 대퇴부와 하퇴부의 근육을 사용하게 된다. 일률적인 근육의 움직임을 기초로 보행보조기구를 구동하게 되면, 보행보조기구를 착용하는 사람은 몸에 맞지 않은 부자연스러운 보행동작을 하게 되고, 결국 근육에 무리가 가고, 쉽게 보행 피로감을 느낄 수 밖에 없다. 본 발명에 따른 방법에 의하면, 특정 근육분포 영역의 일부 영역에서 검출된 근육의 움직임 압력을 검출하고, 검출된 압력 데이터와 각도정보를 기초로 착용자의 보행패턴을 획득한다. 때문에 비교적 쉽게 압력 센서의 부착위치를 정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 움직임 학습모델을 획득하는 방법은 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 상기 하드웨어는 처리 프로세서를 포함하는 데이터 처리 기기일 수 있고, 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어는 실행중인 프로세스, 실행파일, 프로그램 등 일 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
100 : 압력 검출부
110 : 상부 압력검출부
120 : 하부 압력검출부
200 : 외골격 장치
210 : 본체
220 : 좌우측 회동체
221 : 중간 지지대
222 : 상측 지지대
223 : 하측 지지대
224 : 풋안착대
300 : 각도 검출부
400 : 컨트롤러
410 : 신호 샘플링모듈
420 : 상관도 계산모듈
420 : 보행패턴모델 획득모듈
110 : 상부 압력검출부
120 : 하부 압력검출부
200 : 외골격 장치
210 : 본체
220 : 좌우측 회동체
221 : 중간 지지대
222 : 상측 지지대
223 : 하측 지지대
224 : 풋안착대
300 : 각도 검출부
400 : 컨트롤러
410 : 신호 샘플링모듈
420 : 상관도 계산모듈
420 : 보행패턴모델 획득모듈
Claims (5)
- 착용자의 다리근육 움직임에 따른 압력정보를 검출하기 위한 압력 검출부(100)와,
본체와 좌우측 회동체로 이루어지는 외골격 장치(200)와,
상기 외골격 장치에 설치되고, 착용자의 다리 움직임에 따른 좌우측 회동체의 각도정보를 검출하는 각도 검출부(300)와,
상기 압력정보와 각도정보를 기초로 보행패턴을 획득하는 컨트롤러(400)를 포함하여 이루어지고,
상기 각도 검출부(300)는 허리 라인에 대한 대퇴부 라인 사이의 각도 데이터와, 대퇴부 라인과 하퇴부 라인 사이의 각도 데이터를 검출하며,
상기 외골격 장치(200)는 본체(210)와 좌우측 회동체(220)로 이루어지고,
상기 본체에는 배터리(battery)가 장착되며,
상기 좌우측 회동체(220)는 중간 지지대(221)와 상기 중간 지지대의 상측에서 회동하는 상측 지지대(222)와, 상기 중간 지지대의 하측에서 회동하는 하측 지지대(223)와, 상기 하측 지지대의 하부에 결합되는 풋안착대(224)로 이루어지고,
상기 컨트롤러(400)는 각도정보를 기초로 근육 움직임 압력 데이터를 샘플링하는 신호 샘플링모듈(410)과 각도정보와 개별 센싱 데이터에 대한 상관도를 계산하는 상관도 계산모듈(420)과, 상기 계산된 상관도에 기초하여 샘플링된 근육 움직임 압력정보와 각도정보로부터 보행패턴모델을 획득하는 보행패턴모델 획득모듈(430)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보행패턴 획득 시스템.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 압력 검출부(100)는 상부 압력검출부(110)와 하부 압력검출부(120)로 이루어지고, 상기 상부 압력검출부(110)는 대퇴부 근육의 움직임을 검출하고, 상기 하부 압력검출부(120)는 하퇴부 근육의 움직임을 검출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴 획득 시스템.
- 착용자의 보행에 따른 대퇴부의 근육 움직임 압력정보, 하퇴부의 근육 움직임 압력정보, 및 대퇴부와 하퇴부의 각도정보를 전송받는 단계(S100)와,
각도정보를 기초로 근육 움직임 압력 데이터를 샘플링하는 단계(S200)와,
각도정보와 개별적 근육 움직임 압력 데이터에 대한 상관도를 획득하는 단계(S300)와,
개별 센싱 데이터에 상관도를 적용하여 보행패턴모델을 획득하는 단계(S400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행패턴 획득 방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 각도정보는 허리 라인에 대한 대퇴부 라인 사이의 각도 데이터와, 대퇴부 라인과 하퇴부 라인 사이의 각도 데이터인 것을 특징으로 하는 보행패턴 획득 방법.
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