KR20210119614A - System and Method for setting up automatic optimized of Wearable Robot using Load cell and IMU sensor - Google Patents

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KR20210119614A
KR20210119614A KR1020200035695A KR20200035695A KR20210119614A KR 20210119614 A KR20210119614 A KR 20210119614A KR 1020200035695 A KR1020200035695 A KR 1020200035695A KR 20200035695 A KR20200035695 A KR 20200035695A KR 20210119614 A KR20210119614 A KR 20210119614A
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김지훈
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Abstract

The present invention relates to a system and a method for automating the initial driving setup of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor, and more specifically, to a system for automating the initial driving setup of a wearable robot, comprising: a unidirectional driving unit having a motor for generating the auxiliary force of a wearable robot and a wire for transmitting the auxiliary force, which has been generated from the motor, to a wearer; an electric current sensor for measuring the auxiliary force generated from the motor; a force sensor for receiving the auxiliary force of the motor and measuring an auxiliary force applied to the wearer; an inertial sensor for detecting the gait cycle of the wearer to control the operation of the motor; and a control part for controlling the motor based on values measured by the electric current sensor, the inertial sensor and the force sensor. The present invention relates to a system for automating the initial driving setup of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor, wherein after the wearable robot is put on, in the initial setup mode of the motor, the motor is driven in the unwinding direction of the wire until the auxiliary force measured by the force sensor disappears, and the operation of the motor is stopped when electric current is detected by the electric current sensor, to set the position of the stopped motor to zero, and after the zero setting, the motor is driven and controlled so that a value measure by the force sensor can be in a preset range, and the position of the motor is set to a default position.

Description

힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템 및 자동화방법{System and Method for setting up automatic optimized of Wearable Robot using Load cell and IMU sensor}{System and Method for setting up automatic optimized of Wearable Robot using Load cell and IMU sensor}

본 발명은 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템 및 자동화방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 소프트 웨어러블 로봇의 동작 준비과정과 사용자 최적화 과정에 적용되며, 해당 과정을 자동화함으로써 소프트 웨어러블 로봇을 구동할 때마다 사용자가 설정해야 하는 항목을 최소화하여 사람이 측정하고 제어함에 따라 발생할 수 있는 불확실성을 제거하고 안정적인 초기 설정을 제공하기 위한 자동화 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a drive initial setting automation system and automation method of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor. More specifically, it is applied to the operation preparation process and user optimization process of the software wearable robot, and by automating the process, the items that the user needs to set each time the software wearable robot is operated are minimized, which can occur as humans measure and control. It relates to an automated system and method for eliminating uncertainties and providing stable initial settings.

기존의 웨어러블 로봇은 착용자에게 보조력을 인가하지 않을 때는 움직임에 방해가 되지 않도록 단방향 구동기를 최대로 풀어서 쓴다. 이 경우 착용자의 움직임을 방해하지 않게 되어 움직임은 자유롭지만, 외부로 노출된 구동기의 와이어가 불필요하게 많이 나오게 되어 주변 환경에 따라 와이어가 걸려 구동에 불편함을 나타낼 수 있다.Existing wearable robots use the unidirectional actuator to the maximum so that it does not interfere with movement when no assistive force is applied to the wearer. In this case, it does not interfere with the movement of the wearer, so the movement is free, but a lot of wires of the actuator exposed to the outside come out unnecessarily, which may indicate inconvenience in driving because the wires are caught depending on the surrounding environment.

근래에 사람의 보행을 보조해주는 보조기구들이 개발되고 상용화되고 있다. 이를 위해서는 착용자의 보행 주기를 파악하는 것이 선행되어야 할 과제이다. 보행주기를 파악하는 방법은 전신 운동분석방법 또는 지면 반력기를 이용한 방법, IMU센서를 이용하는 방법 등이 있다. In recent years, assistive devices that assist people in walking have been developed and commercialized. To this end, it is a task that should be preceded by understanding the wearer's gait cycle. Methods for determining the gait cycle include a method of analyzing whole-body motion, a method using a ground reaction force, and a method using an IMU sensor.

이 중 IMU센서를 이용하는 방법은 위의 방법들보다 간단하고 접근성이 좋기 때문에 이를 통한 보행 주기 분석으로 많은 연구가 진행되고 있다. IMU센서를 이용한 방법은 특정 파라미터의 임계값을 이용하여 그 보행 주기를 결정하는 것이 특징이다. 예를 들어 정강이에 부착된 IMU센서를 통해 정강이 각속도의 변화를 이용하여 보행 주기를 검출하는 DMM(Dual minima method)이 2011년(논문: Lee, J. K., & Park, E. J., 2011, "Quasi real-time gait event detection using shank-attached gyroscopes," Medical & biological engineering & computing, Vol 49, No 6, pp. 707~712)에 제시되어 있고, 종래 등록특허 제2010898호는 관성센서를 이용한 보행 분석 시스템 및 방법에 대해 기재하고 있으며, 종래 등록특허 제1751760호는 하지 관절 각도를 이용한 보행 인자 추정 방법에 대해 기재하고 있다. Among them, the method using the IMU sensor is simpler and more accessible than the above methods, so many studies are being conducted on the analysis of the gait cycle through this method. The method using the IMU sensor is characterized in that the gait cycle is determined using a threshold value of a specific parameter. For example, the DMM (Dual minima method) that detects the gait cycle using the change in shin angular velocity through the IMU sensor attached to the shin was published in 2011 (Paper: Lee, JK, & Park, EJ, 2011, "Quasi real- It is presented in time gait event detection using shank-attached gyroscopes," Medical & biological engineering & computing, Vol 49, No 6, pp. 707-712), and prior patent registration No. 2010898 discloses a gait analysis system using an inertial sensor and The method is described, and the prior Patent Registration No. 1751760 describes a method for estimating walking factors using the joint angle of the lower extremities.

종래 기술과 본 발명은 사람의 보행 주기(인자)를 검출하는 것과 검출을 위하여 IMU 센서의 각도값을 사용한다는 것에서는 동일하다.The prior art and the present invention are the same in detecting the gait cycle (factor) of a person and using the angle value of the IMU sensor for detection.

하지만, 종래 기술은 한정적으로 정상적인 보행만을 검출할 수 있고, 센서가 몸에 단단히 고정되어 각도 데이터 중 특정 파라미터(예로 최대값 또는 최소값; peak value)가 잡음 없이 발생하여야 검출할 수 있다. However, in the prior art, only normal walking can be detected limitedly, and a specific parameter (eg, a maximum value or a minimum value; a peak value) of angle data can be detected without noise when the sensor is firmly fixed to the body.

이러한 종래 기술은 사람의 보행 및 주행 초기에는 잘못된 주기를 검출할 수 있으며, 신체에 부착되는 IMU 센서가 항상 단단하게 밀착되지 않은 상태에서는 보행 및 주행 주기를 정확하게 검출하기 어렵다. 최종적으로 잘못된 보행 및 주행 주기검출은 웨어러블 로봇을 제어에 있어 오작동을 발생시킬 수 있다.The prior art may detect an incorrect cycle in the initial stage of walking and driving of a person, and it is difficult to accurately detect the walking and driving cycle in a state in which the IMU sensor attached to the body is not always in tight contact. Finally, detection of incorrect walking and driving cycles may cause malfunctions in controlling the wearable robot.

기존의 보행 및 주행 주기검출 알고리즘은 특정하지 분절에 부착된 IMU 센서 데이터의 특정 파라미터 (예로 최대값 또는 최소값; peak value)를 이용하여 검출하기 때문에, 다리 흔들기, 종종 보행, 비정상 보행 등 센서의 흔들림으로 인한 특정 파라미터 (예로 최대값 또는 최소값; peak value)가 다수 발생할 수 있으며, 이러한 잘못된 파라미터를 이용하여 보행 및 주행 주기로 검출될 수 있다. Because the existing gait and driving cycle detection algorithm detects using a specific parameter (eg, maximum or minimum value; peak value) of IMU sensor data attached to a specific lower extremity segment, sensor shake such as leg shaking, frequent walking, or abnormal walking A number of specific parameters (eg, a maximum value or a minimum value; a peak value) may occur due to this, and may be detected as a walking and running cycle using these incorrect parameters.

또한 종래 기술에서는 IMU 센서의 필터 된 데이터(IMU 센서 데이터를 후처리한 데이터) 또는, 이상적으로 특수한 환경에서 측정된 데이터에서 나타난 정확한 특정 파라미터 (최대값 또는 최소값; peak value에서 잡음이 없는 상태)를 가지고 한다. 실제 다양한 환경에서 측정된 IMU 데이터에서는 원신호에서 잡음이 함께 나타나며, 이로 인하여 검출하고자 하는 특정 파라미터 부근에서 잘못된 파라미터가 발생하여 보행 주기검출에 오류를 발생할 수 있다.In addition, in the prior art, the filtered data of the IMU sensor (data after processing the IMU sensor data) or an exact specific parameter (maximum or minimum value; no noise state at the peak value) shown in data measured in an ideally special environment do with In actual IMU data measured in various environments, noise appears in the original signal as well, and as a result, an incorrect parameter may occur near a specific parameter to be detected, which may cause an error in gait cycle detection.

대한민국 등록특허 10-2010898Republic of Korea Patent Registration 10-2010898 등록특허 10-1766033Registered Patent 10-1766033 등록특허 10-1751760Registered Patent 10-1751760 등록특허 10-1755763Registered Patent 10-1755763

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 소프트 웨어러블 로봇에서 로봇의 구동 이전과 구동 초기 단계 중 사용자가 수동으로 하는 설정을 자동화함으로써 사용자의 불편을 감소시킬 수 있으며, 초기 설정의 자동화를 통해 사람의 측정과 제어로 인한 불확실성이 감소하고, 소프트 웨어러블 로봇의 안정화된 구동이 가능하며, 초기 설정의 자동화를 통해 소프트 웨어러블 로봇의 구동 시작 시간을 단축시킬 수 있는, 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템 및 자동화방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been devised to solve the conventional problems as described above. According to an embodiment of the present invention, by automating the settings made manually by the user before and during the initial stage of driving the robot in a software wearable robot, the user's Inconvenience can be reduced, uncertainty due to human measurement and control is reduced through automation of initial setting, stable operation of software wearable robot is possible, and operation start time of software wearable robot is reduced through automation of initial setting An object of the present invention is to provide a drive initial setting automation system and an automation method of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor that can be shortened.

본 발명의 실시예에 따르면, 웨어러블 로봇의 단방향 구동기를 최적으로 설정하고 그 구동기를 제어를 위한 방법으로 단방향 구동기에 의한 오작동을 방지하고, 웨어러블 로봇 착용자의 움직임을 제한하지 않도록 하는 데 그 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, the purpose is to optimally set the unidirectional actuator of the wearable robot and to prevent malfunction by the unidirectional actuator as a method for controlling the actuator, and not to restrict the movement of the wearable robot wearer. .

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 착용자의 신체 크기 및 움직임에 맞춰 단방향 구동기를 최적으로 설정할 수 있으며, 단방향 구동기의 길이를 신체 크기에 맞게 항상 제어할 수 있으며, 착용자에게 움직임에 있어 불편함을 최소로 하면서, 와이어의 과도한 노출을 최소화하여, 외부 환경에 의한 줄 걸림 등 불편 요소를 효과적으로 제거할 수 있고, 소프트 웨어러블 로봇에서 착용자의 신체 크기 및 움직임에 맞는 단방향 구동기를 최적으로 설정할 수 있으며, 단방향 구동기 제어를 통하여 신체 움직임에 방해가 되지 않으면서, 과도한 와이어 풀림이 나타나지 않도록 하여, 주변 환경에 의한 불편 요소 및 외관상 노출을 최소화할 수 있는, 웨어러블 로봇의 단방향 구동기 최적 설정 및 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.And, according to the embodiment of the present invention, the one-way actuator can be optimally set according to the size and movement of the wearer's body, the length of the one-way actuator can always be controlled according to the body size, and discomfort in movement to the wearer can be minimized. while minimizing excessive exposure of wires, it is possible to effectively remove inconvenience factors such as string jamming caused by the external environment, and it is possible to optimally set a unidirectional actuator suitable for the size and movement of the wearer's body in a software wearable robot, and the unidirectional actuator The purpose of providing an optimal setting and control method for a unidirectional actuator of a wearable robot, which can minimize inconvenience and external exposure caused by the surrounding environment by preventing excessive wire loosening without interfering with body movement through control There is this.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 웨어러블 로봇을 착용하는 사람들의 움직임을 측정하는 관성센서의 정확한 보행 및 주행 주기 검출 최적화 방법으로 기존의 수동으로 설정되는 값을 자동으로 착용자별 최적화에 그 목적이 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the purpose is to automatically optimize the existing manually set values for each wearer as an accurate gait and driving cycle detection optimization method of an inertial sensor that measures the movement of people wearing the wearable robot. have.

웨어러블 로봇의 관성센서의 위치는 사람마다 신체 형태 및 크기가 다르기 때문에 측정된 관성센서 데이터의 평균 위치, 가동범위 등 측정된 데이터의 차이를 보이며, 본 발명의 실시예에 따르면, 사람별 정상 보행 기준으로 임계값을 자동적으로 설정하고 정확한 보행 시점을 검출하여 웨어러블 로봇을 구동하는데 오작동 수를 줄일 수 있는 관성 센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행 및 주행주기 검출 알고리즘 최적화 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The position of the inertial sensor of the wearable robot shows a difference in the measured data such as the average position and the range of motion of the measured inertial sensor data because the body shape and size are different for each person. The purpose of this is to provide a threshold-based real-time gait and driving cycle detection algorithm optimization method using an inertial sensor that can reduce the number of malfunctions in driving a wearable robot by automatically setting a threshold value and detecting an accurate gait timing.

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 not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood

본 발명의 제1목적은, 웨어러블 로봇의 보조력을 생성하는 모터와, 상기 모터로부터 발생한 보조력을 착용자에게 전달하는 와이어를 갖는 단방향 구동기; 상기 모터로부터 발생한 보조력을 측정하는 전류센서; 상기 모터의 보조력을 전달받아 착용자에게 인가되는 보조력을 측정하는 힘센서; 상기 모터의 동작을 제어하기 위해 착용자의 보행 주기를 감지하는 관성센서; 및 상기 전류센서와 상기 관성센서와 상기 힘센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 웨어러블 로봇의 구동초기 설정 자동화 시스템에 있어서, 상기 웨어러블 로봇의 착용 후, 상기 모터 초기 설정모드에서, 상기 힘센서에서 측정되는 보조력이 없어질 때까지 상기 와이어가 풀리는 방향으로 모터를 구동하여 상기 전류센서에서 전류값이 감지되면 상기 모터 작동을 중단하고, 정지한 모터의 위치를 영점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템으로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention, a one-way actuator having a motor for generating the assisting force of the wearable robot, and a wire for transmitting the assisting force generated from the motor to the wearer; a current sensor for measuring the auxiliary force generated from the motor; a force sensor receiving the assisting force of the motor and measuring the assisting force applied to the wearer; an inertial sensor for sensing a gait cycle of the wearer to control the operation of the motor; and a controller for controlling the motor based on values measured by the current sensor, the inertial sensor, and the force sensor. In the setting mode, the motor is driven in the direction in which the wire is unwound until the auxiliary force measured by the force sensor disappears, and when a current value is detected by the current sensor, the motor operation is stopped, and the position of the stopped motor is set to zero. It can be achieved as an automated system for initial setting of driving of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor, characterized in that set to .

그리고 상기 영점 설정 후에, 상기 모터를 구동하여 상기 힘센서에서 측정되는 값이 기 설정된 범위 내가 되도록 제어한 후, 상기 모터위치를 기본 위치로 설정하는 하는 것을 특징으로 할 수 있다. And after the zero point is set, the motor is driven to control the value measured by the force sensor to be within a preset range, and then the motor position is set as a basic position.

또한 관성센서의 초기설정모드에서, 착용자의 움직임이 없을 때 설정된 일정시간동안 상기 관성센서에서 측정된 값의 평균값을 산출하여 상기 평균값을 상기 착용자에 대한 보행주기를 탐지하기 위한 기준선으로 설정하고, 상기 기준선으로부터 설정된 일정수준만큼 차이를 두어 보행주기를 탐지하기 위한 검출선으로 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, in the initial setting mode of the inertial sensor, when there is no movement of the wearer, an average value of the values measured by the inertial sensor is calculated for a set period of time, and the average value is set as a reference line for detecting a gait cycle for the wearer, and the It may be characterized in that it is set as a detection line for detecting the gait cycle by placing a difference by a predetermined level from the reference line.

그리고 상기 와이어 길이 최적화 모드에서, 일정 시간 동안 상기 관성센서에서 측정된 값이 설정된 각도값 이하가 유지되면, 상기 힘센서에서 측정된 값이 설정값이 되도록 상기 모터 작동을 제어하고 상기 측정된 값이 상기 설정값이 되면 와이어 위치를 저장하고 대기상태로 전환되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. And in the wire length optimization mode, when the value measured by the inertial sensor is maintained below the set angle value for a certain time, the motor operation is controlled so that the value measured by the force sensor becomes the set value, and the measured value is When the set value is reached, it may be characterized in that the wire position is stored and switched to a standby state.

또한 상기 대기상태에서 상기 힘센서에서 측정된 값이 상기 설정값이 이하가 되고, 상기 전류센서에서 특정된 전류값이 설정 전류값이 되도록 상기 모터 작동을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it may be characterized in that the motor operation is controlled so that the value measured by the force sensor in the standby state is equal to or less than the set value, and the current value specified by the current sensor becomes the set current value.

본 발명의 제2목적은 웨어러블 로봇의 보조력을 생성하는 모터와, 상기 모터로부터 발생한 보조력을 착용자에게 전달하는 와이어를 갖는 단방향 구동기; 상기 모터로부터 발생한 보조력을 측정하는 전류센서; 상기 모터의 보조력을 전달받아 착용자에게 인가되는 보조력을 측정하는 힘센서; 상기 모터의 동작을 제어하기 위해 착용자의 보행 주기를 감지하는 관성센서; 및 상기 전류센서와 상기 관성센서와 상기 힘센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 웨어러블 로봇의 구동초기 설정 자동화 방법에 있어서, 상기 웨어러블 로봇의 착용 후, 상기 모터 초기 설정모드에서, 상기 힘센서에서 측정되는 보조력이 없어질 때까지 상기 와이어가 풀리는 방향으로 모터를 구동하는 단계; 상기 전류센서에서 전류값이 감지되면 상기 모터 작동을 중단하고, 정지한 모터의 위치를 영점으로 설정하는 단계; 및 상기 영점 설정 후에, 상기 모터를 구동하여 상기 힘센서에서 측정되는 값이 기 설정된 범위 내가 되도록 제어한 후, 상기 모터위치를 기본 위치로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is a unidirectional actuator having a motor for generating the assisting force of the wearable robot, and a wire for transmitting the assisting force generated from the motor to the wearer; a current sensor for measuring the auxiliary force generated from the motor; a force sensor receiving the assisting force of the motor and measuring the assisting force applied to the wearer; an inertial sensor for sensing a gait cycle of the wearer to control the operation of the motor; and a control unit for controlling the motor based on values measured by the current sensor, the inertial sensor, and the force sensor. In the setting mode, driving the motor in the direction in which the wire is unwound until the auxiliary force measured by the force sensor disappears; when the current sensor detects a current value, stopping the motor operation and setting a position of the stopped motor to a zero point; and after setting the zero point, driving the motor to control the value measured by the force sensor to be within a preset range, and then setting the motor position as a basic position. It can be achieved as a method for automating the driving initial setting of a wearable robot using a sensor.

그리고 관성센서의 초기설정모드는, 착용자의 움직임이 없을 때 설정된 일정시간동안 상기 관성센서에서 각도값을 측정하는 단계; 상기 일정시간동안 측정된 값의 평균값을 산출하여 상기 평균값을 상기 착용자에 대한 보행주기를 탐지하기 위한 기준선으로 설정하는 단계; 및 상기 기준선으로부터 설정된 일정수준만큼 차이를 두어 보행주기를 탐지하기 위한 검출선으로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the initial setting mode of the inertial sensor, the step of measuring the angle value in the inertial sensor for a set period of time when there is no movement of the wearer; calculating an average value of the values measured for the predetermined time and setting the average value as a reference line for detecting a gait cycle for the wearer; and setting a detection line for detecting the gait cycle by setting a difference from the reference line by a predetermined level.

또한 상기 와이어 길이 최적화 모드에서, 일정 시간동안 상기 관성센서에서 측정된 값이 설정된 각도값 이하가 유지되면, 상기 힘센서에서 측정된 값이 설정값이 되도록 상기 모터 작동을 제어하는 단계; 상기 측정된 값이 상기 설정값이 되면 와이어 위치를 저장하고 대기상태로 전환되도록 하는 단계; 및 상기 대기상태에서, 상기 힘센서에서 측정된 값이 상기 설정값이 이하가 되고, 상기 전류센서에서 특정된 전류값이 설정 전류값이 유지되도록 상기 모터 작동을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, in the wire length optimization mode, when the value measured by the inertial sensor is maintained below the set angle value for a predetermined time, controlling the motor operation so that the value measured by the force sensor becomes a set value; storing the wire position and switching to a standby state when the measured value becomes the set value; and controlling the motor operation so that, in the standby state, the value measured by the force sensor is equal to or less than the set value, and the current value specified by the current sensor maintains the set current value. can be done with

본 발명의 제3목적은 웨어러블 로봇의 보조력을 생성하는 모터와, 상기 모터로부터 발생한 보조력을 착용자에게 전달하는 와이어를 갖는 단방향 구동기; 상기 모터로부터 발생한 보조력을 측정하는 전류센서; 상기 모터의 보조력을 전달받아 착용자에게 인가되는 보조력을 측정하는 힘센서; 상기 모터의 동작을 제어하기 위해 착용자의 보행 주기를 감지하는 관성센서; 및 상기 전류센서와 상기 관성센서와 상기 힘센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 웨어러블 로봇의 보행주기 검출 최적화 시스템에 있어서, 착용자 맞춤 보행주기 설정모드에서, 상기 관성센서가 상기 착용자의 움직임을 측정하여 보행이라고 판단되면, 설정된 횟수 동안 보행주기에 대한 상기 관성센서에서 측정된 특정파라미터 값들의 평균값을 산출하고, 상기 평균값을 기반으로 임계값을 설정하여, 상기 임계값을 기준으로 상기 착용자의 보행주기를 검출하는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행주기 검출 최적화 시스템으로서 달성될 수 있다. A third object of the present invention is a unidirectional actuator having a motor for generating an assistive force of the wearable robot, and a wire for transmitting the assisting force generated from the motor to a wearer; a current sensor for measuring the auxiliary force generated from the motor; a force sensor receiving the assisting force of the motor and measuring the assisting force applied to the wearer; an inertial sensor for sensing a gait cycle of the wearer to control the operation of the motor; and a controller for controlling the motor based on the values measured by the current sensor, the inertial sensor, and the force sensor. If the sensor measures the wearer's movement and determines that the wearer is walking, calculates an average value of specific parameter values measured by the inertial sensor for a gait cycle for a set number of times, sets a threshold based on the average value, and sets the threshold value It can be achieved as a real-time gait cycle detection optimization system based on a threshold value using an inertial sensor, characterized in that the gait cycle of the wearer is detected based on .

그리고 상기 설정된 횟수 동안 보행주기에 대한 최대값들의 평균값과 최소값들의 평균값을 저장하고, 평균최대값을 기반으로 상위 임계값을 설정하고, 평균 최소값을 기반으로 하위 임계값을 설정하여, 상기 관성센서에서 측정된 특정파라미터와, 상기 상위 임계값과 상기 하위임계값을 비교하여 상기 착용자의 보행주기를 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다. And, by storing the average value of the maximum values and the minimum values for the gait cycle for the set number of times, setting an upper threshold value based on the average maximum value, and setting a lower threshold value based on the average minimum value, in the inertial sensor It may be characterized in that the gait cycle of the wearer is detected by comparing the measured specific parameter with the upper threshold value and the lower threshold value.

또한 상기 상위 임계값은 상기 평균 최대값에서 0.5 ~ 0.95를 곱한 값이고, 상기 하위 임계값은 상기 평균 최소값에서 0.5 ~ 0.95를 곱한 값이고, 상기 특정파라미터는 관성센서에서 측정된 최대값, 최소값인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the upper threshold value is a value obtained by multiplying the average maximum value by 0.5 to 0.95, the lower threshold value is a value obtained by multiplying the average minimum value by 0.5 to 0.95, and the specific parameter is the maximum value and minimum value measured by the inertial sensor can be characterized as

본 발명의 제4목적은 웨어러블 로봇의 보조력을 생성하는 모터와, 상기 모터로부터 발생한 보조력을 착용자에게 전달하는 와이어를 갖는 단방향 구동기; 상기 모터로부터 발생한 보조력을 측정하는 전류센서; 상기 모터의 보조력을 전달받아 착용자에게 인가되는 보조력을 측정하는 힘센서; 상기 모터의 동작을 제어하기 위해 착용자의 보행 주기를 감지하는 관성센서; 및 상기 전류센서와 상기 관성센서와 상기 힘센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 웨어러블 로봇의 보행주기 검출 최적화 방법에 있어서, 착용자 맞춤 보행주기 설정모드에서, 상기 관성센서가 상기 착용자의 움직임을 측정하여 보행이라고 판단하는 제1단계; 설정된 횟수 동안 보행주기에 대한 최대값과, 최소값을 읽어내는 제2단계; 상기 최대값들의 평균값과 최소값들의 평균값을 산출하는 제3단계; 평균최대값을 기반으로 상위 임계값을 설정하고, 평균 최소값을 기반으로 하위 임계값을 설정하는 제4단계; 상기 관성센서에서 측정되는 최대값과 상기 상위 임계값을 비교하고, 측정되는 최소값과 상기 하위임계값을 비교하여 상기 착용자의 보행 및 보행주기를 검출하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행주기 검출 최적화 방법으로서 달성될 수 있다. A fourth object of the present invention is a unidirectional actuator having a motor for generating the assisting force of the wearable robot, and a wire for transmitting the assisting force generated from the motor to the wearer; a current sensor for measuring the auxiliary force generated from the motor; a force sensor receiving the assisting force of the motor and measuring the assisting force applied to the wearer; an inertial sensor for sensing a gait cycle of the wearer to control the operation of the motor; and a controller for controlling the motor based on values measured by the current sensor, the inertial sensor, and the force sensor. A first step of determining that the sensor is walking by measuring the movement of the wearer; a second step of reading the maximum and minimum values for the gait cycle for a set number of times; a third step of calculating an average value of the maximum values and an average value of the minimum values; a fourth step of setting an upper threshold value based on the average maximum value and setting a lower threshold value based on the average minimum value; A fifth step of detecting the wearer's gait and gait cycle by comparing the maximum value measured by the inertial sensor with the upper threshold value, and comparing the measured minimum value with the lower threshold value; It can be achieved as a threshold-based real-time gait cycle detection optimization method using a sensor.

그리고 상기 상위 임계값은 상기 평균 최대값에서 0.5 ~ 0.95를 곱한 값이고, 상기 하위 임계값은 상기 평균 최소값에서 0.5 ~ 0.95를 곱한 값이고, 상기 특정파라미터는 관성센서에서 측정된 최대값, 최소값인 것을 특징으로 할 수 있다. And the upper threshold value is a value obtained by multiplying the average maximum value by 0.5 to 0.95, the lower threshold value is a value obtained by multiplying the average minimum value by 0.5 to 0.95, and the specific parameter is the maximum value and the minimum value measured by the inertial sensor can be characterized as

또한 제5단계에서, 상기 측정되는 최대값이 상기 상위 임계값을 초과하고, 상기 측정되는 최소값이 상기 측정된 최소값이 상기 하위 임계값 미만인 경우 보행 및 보행주기를 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, in step 5, when the measured maximum value exceeds the upper threshold value and the measured minimum value is less than the measured minimum value is less than the lower threshold value, the gait and gait cycle may be detected.

본 발명의 실시예에 따른 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템 및 자동화방법에 따르면, 소프트 웨어러블 로봇에서 로봇의 구동 이전과 구동 초기 단계 중 사용자가 수동으로 하는 설정을 자동화함으로써 사용자의 불편을 감소시킬 수 있으며, 초기 설정의 자동화를 통해 사람의 측정과 제어로 인한 불확실성이 감소하고, 소프트 웨어러블 로봇의 안정화된 구동이 가능하며, 초기 설정의 자동화를 통해 소프트 웨어러블 로봇의 구동 시작 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다. According to the automated system and automation method for initial driving of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor according to an embodiment of the present invention, by automating the settings made manually by the user before the driving of the robot in the software wearable robot and during the initial stage of driving, User discomfort can be reduced, and uncertainty due to human measurement and control is reduced through automation of initial settings, stable operation of software wearable robots is possible, and operation of software wearable robots is started through automation of initial settings It has the effect of shortening the time.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 웨어러블 로봇의 단방향 구동기를 최적으로 설정하고 그 구동기를 제어를 위한 방법으로 단방향 구동기에 의한 오작동을 방지하고, 웨어러블 로봇 착용자의 움직임을 제한하지 않도록 할 수 있다. And according to an embodiment of the present invention, it is possible to optimally set the unidirectional actuator of the wearable robot and prevent malfunction by the unidirectional actuator as a method for controlling the actuator, and not restrict the movement of the wearable robot wearer.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 단방향 구동기 최적 설정 및 제어 방법에 따르면, 착용자의 신체 크기 및 움직임에 맞춰 단방향 구동기를 최적으로 설정할 수 있으며, 단방향 구동기의 길이를 신체 크기에 맞게 항상 제어할 수 있으며, 착용자에게 움직임에 있어 불편함을 최소로 하면서, 와이어의 과도한 노출을 최소화하여, 외부 환경에 의한 줄 걸림 등 불편 요소를 효과적으로 제거할 수 있고, 소프트 웨어러블 로봇에서 착용자의 신체 크기 및 움직임에 맞는 단방향 구동기를 최적으로 설정할 수 있으며, 단방향 구동기 제어를 통하여 신체 움직임에 방해가 되지 않으면서, 과도한 와이어 풀림이 나타나지 않도록 하여, 주변 환경에 의한 불편 요소 및 외관상 노출을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다. And, according to the optimal setting and control method of the unidirectional actuator of the wearable robot according to the embodiment of the present invention, the unidirectional actuator can be optimally set according to the body size and movement of the wearer, and the length of the unidirectional actuator can always be controlled according to the body size. In addition, while minimizing discomfort to the wearer in movement and minimizing excessive exposure of wires, it is possible to effectively remove inconvenience factors such as wire jamming caused by the external environment, A suitable unidirectional actuator can be optimally set, and through unidirectional actuator control, it does not interfere with body movement and prevents excessive wire loosening, thereby minimizing inconvenience and external exposure due to the surrounding environment.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 웨어러블 로봇을 착용하는 사람들의 움직임을 측정하는 관성 센서의 정확한 보행 및 주행 주기 검출 최적화 방법으로 기존의 수동으로 설정되는 값을 자동으로 착용자별 최적화가 가능한 효과를 갖는다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the existing manually set values can be automatically optimized for each wearer by an accurate gait and driving cycle detection optimization method of an inertial sensor that measures the movement of people wearing the wearable robot. have

웨어러블 로봇의 관성센서의 위치는 사람마다 신체 형태 및 크기가 다르기 때문에 측정된 관성센서 데이터의 평균 위치, 가동범위 등 측정된 데이터의 차이를 보이며, 본 발명의 실시예에 따른 관성센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행 및 주행주기 검출 알고리즘 최적화 방법에 따르면, 사람별 정상 보행 기준으로 임계값을 자동적으로 설정하고 정확한 보행 시점을 검출하여 웨어러블 로봇을 구동하는데 오작동 수를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.The position of the inertial sensor of the wearable robot shows a difference in the measured data such as the average position of the measured inertial sensor data and the range of motion because the body shape and size are different for each person, and the threshold value using the inertial sensor according to the embodiment of the present invention According to the real-time gait and driving cycle detection algorithm optimization method based on the real-time gait and driving cycle, it is possible to reduce the number of malfunctions in driving the wearable robot by automatically setting a threshold value based on the normal gait standard for each person and detecting an accurate gait time.

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 obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be able

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 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 실시예에 따른 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템의 구성 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 모식도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 동작과정 개요를 나타낸 블록도,
도 4는 도 3의 동작 준비과정 중 본 발명의 실시예에 따른 와이어의 초기화 및 초기위치 설정 알고리즘에 대한 순서도,
도 5는 도 3의 동작 준비과정 중 본 발명의 실시예에 따른 보행주기(Gait Cycle) 감지 단계에 사용하는 기준선과 검출선에 대한 사용자 최적화 알고리즘에 대한 순서도
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 단방향 구동기의 최적 설정방법의 흐름도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관성센서가 부착된 웨어러블 로봇의 모식도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 관성센서에서 측정되는 시간에 따른 각도 그래프,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 관성 센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행 및 주행주기 검출 알고리즘의 순서도를 도시한 것이다.
The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention, so that the present invention is limited only to the matters described in those drawings and should not be interpreted.
1 is a block diagram of a driving initial setting automation system of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic diagram of a wearable robot according to an embodiment of the present invention;
3 is a block diagram showing an outline of the operation process of a wearable robot according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart of an initialization and initial position setting algorithm of a wire according to an embodiment of the present invention during the operation preparation process of FIG. 3;
5 is a flowchart of a user optimization algorithm for a reference line and a detection line used in the step of detecting a gait cycle according to an embodiment of the present invention during the operation preparation process of FIG.
6A and 6B are flowcharts of an optimal setting method of a unidirectional actuator according to an embodiment of the present invention;
7 is a schematic diagram of a wearable robot to which an inertial sensor is attached according to an embodiment of the present invention;
8 is an angle graph over time measured by an inertial sensor according to an embodiment of the present invention;
9 is a flowchart illustrating a threshold-based real-time gait and driving cycle detection algorithm using an inertial sensor 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 easily understood through the following preferred embodiments in conjunction 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 disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed 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 this specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components is 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 illustrative views of the present invention. In the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the shape of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in the form generated according to the manufacturing process. For example, the region shown at right angles may be rounded or have a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a particular shape of the region of the device and not to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first, second, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these 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 the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the terms '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 contents have been prepared to more specifically describe the invention and help understanding. However, a reader having enough knowledge in this field to understand the present invention may recognize that it may be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known and not largely related to the invention are not described in order to avoid confusion without any reason in describing the present invention in describing the invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration and function of an automated system for initial driving of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시예에 따르면, 와이어 단방향 구동기를 이용한 소프트 웨어러블 로봇에서 착용자 맞춤형 모터 초기설정 알고리즘, 관성센서 초기설정 알고리즘, 단방향 구동기 와이어 최적화 알고리즘, 착용자 맞춤형 보행 및 보행주기 검출 최적화 알고리즘을 실행할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a wearable motor initial setting algorithm, an inertial sensor initial setting algorithm, a unidirectional actuator wire optimization algorithm, and a wearer-customized gait and gait cycle detection optimization algorithm can be executed in a software wearable robot using a wire unidirectional actuator.

먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템의 구성 블록도를 도시한 것이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 모식도를 도시한 것이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 동작과정 개요를 나타낸 블록도를 도시한 것이다. First, FIG. 1 is a block diagram of a driving initial setting automation system of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor according to an embodiment of the present invention. And Figure 2 shows a schematic diagram of a wearable robot according to an embodiment of the present invention. And Figure 3 is a block diagram showing an outline of the operation process of the wearable robot according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇은 의류형태의 허리벨트와 허벅지 벨트를 갖고, 와이어 단방향 구동기와, 전류센서(20), 관성센서(40), 힘센서(30), 제어부(50) 등을 포함하여 구성된다. A wearable robot using a force sensor and an inertial sensor according to an embodiment of the present invention has a waist belt and a thigh belt in the form of clothing, a wire unidirectional actuator, a current sensor 20, an inertial sensor 40, a force sensor 30 , and a control unit 50 and the like.

단방향 구동기는 웨어러블 로봇의 보조력을 생성하는 모터(13)와, 이러한 모터(13)로부터 발생한 보조력을 착용자에게 전달하는 와이어(12)와, 와이어(12)가 권취되어 모터(13)에 의해 감기거나 풀리게 되는 풀리를 포함하여 구성된다. The unidirectional actuator includes a motor 13 that generates auxiliary force of the wearable robot, a wire 12 that transmits auxiliary force generated from the motor 13 to the wearer, and the wire 12 is wound by the motor 13 It consists of a pulley to be wound or unwound.

전류센서(20)는 모터(13)로부터 발생한 보조력을 측정할 수 있도록 구성된다. 이러한 전류센서(20)에서 측정된 값으로부터 모터(13)의 토크값을 산출할 수 있다. The current sensor 20 is configured to measure the auxiliary force generated from the motor 13 . The torque value of the motor 13 may be calculated from the value measured by the current sensor 20 .

힘센서(30)는 로드셀로 구성될 수 있으며, 모터(13)의 보조력을 전달받아 착용자에게 인가되는 보조력을 측정하도록 구성된다. The force sensor 30 may be configured as a load cell, and is configured to receive the auxiliary force of the motor 13 and measure the auxiliary force applied to the wearer.

또한, 관성센서(40)는 자세센서, 가속도센서, 각가속도센서, IMU센서 등으로 구성되며, 모터(13)의 동작을 제어하기 위해 착용자의 보행 주기를 감지하도록 구성된다. In addition, the inertial sensor 40 is composed of a posture sensor, an acceleration sensor, an angular acceleration sensor, an IMU sensor, and the like, and is configured to detect the gait cycle of the wearer in order to control the operation of the motor 13 .

그리고 제어부(50)는 전류센서(20)와 관성센서(40)와 상기 힘센서(30)에서 측정된 값을 기반으로 모터(13)를 제어하도록 구성된다. And the controller 50 is configured to control the motor 13 based on the values measured by the current sensor 20 , the inertial sensor 40 , and the force sensor 30 .

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 모터(13) 초기 설정모드에 대해 설명하도록 한다. 도 4는 도 3의 동작 준비과정 중 본 발명의 실시예에 따른 와이어(12)의 초기화 및 초기위치 설정 알고리즘에 대한 순서도를 도시한 것이다. First, an initial setting mode of the motor 13 according to an embodiment of the present invention will be described. 4 is a flowchart illustrating an algorithm for initializing and setting the initial position of the wire 12 according to an embodiment of the present invention during the operation preparation process of FIG. 3 .

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 착용자가 웨어러블 로봇의 착용 후, 힘센서(30)에서 측정되는 보조력이 없어질 때까지 상기 와이어(12)가 풀리는 방향으로 모터(13)를 구동하여 상기 전류센서(20)에서 전류값이 감지되면 상기 모터(13) 작동을 중단하고, 정지한 모터(13)의 위치를 영점으로 설정하게 된다. As shown in FIG. 4 , after the wearer wears the wearable robot, the current When a current value is sensed by the sensor 20, the motor 13 stops operating, and the position of the stopped motor 13 is set to a zero point.

즉, 모터(13)는 초기화 시작 단계 이후, 와이어(12)를 통해 전달되는 보조력이 없어질 때까지 와이어(12)가 풀리는 방향으로 회전하여 전류센서(20)에 전류가 감지되면 정지하도록 한다. 그리고 상기 단계에서의 정지한 모터(13)의 위치를 영점으로 설정한다. That is, after the initialization start step, the motor 13 rotates in the direction in which the wire 12 is unwound until the auxiliary force transmitted through the wire 12 disappears to stop when a current is sensed by the current sensor 20 . . Then, the position of the motor 13 stopped in the above step is set to the zero point.

그리고 영점 설정 후에, 상기 모터(13)를 구동하여 상기 힘센서(30)에서 측정되는 값이 기 설정된 범위 내가 되도록 제어한 후, 모터(13)위치를 기본 위치로 설정하게 된다. And after the zero point is set, the motor 13 is driven to control the value measured by the force sensor 30 to be within a preset range, and then the position of the motor 13 is set as a basic position.

즉, 구체적 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 단계 이후 모터(13)는 와이어(12)가 감기는 방향으로 회전하여 힘센서(30)(로드셀)에서 측정되는 힘이 미리 설정된 수준 범위 이내일 경우(예 : 2N이상 5N미만) 정지하는 것을 특징으로 한다.That is, according to a specific embodiment, as shown in FIG. 4 , after the step, the motor 13 rotates in the direction in which the wire 12 is wound so that the force measured by the force sensor 30 (load cell) is preset. It is characterized by stopping when it is within the level range (eg, more than 2N and less than 5N).

또한 힘센서(30)(로드셀)에서 측정되는 힘이 미리 설정된 일정 수준을 초과할 경우(예 : 5N초과) 상기 모터(13)는 역방향으로 회전하게 된다. 그리고 상기 단계가 완료된 이후의 모터(13) 위치를 기본 위치(Base position)로 설정하게 된다. In addition, when the force measured by the force sensor 30 (load cell) exceeds a predetermined level (eg, exceeds 5N), the motor 13 rotates in the reverse direction. And the position of the motor 13 after the step is completed is set to the base position (Base position).

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 관성센서 초기설정 모드에 대해 설명하도록 한다. 먼저 도 5는 도 3의 동작 준비과정 중 본 발명의 실시예에 따른 보행주기(Gait Cycle) 감지 단계에 사용하는 기준선과 검출선에 대한 사용자 최적화 알고리즘에 대한 순서도를 도시한 것이다. Hereinafter, an inertial sensor initial setting mode according to an embodiment of the present invention will be described. First, FIG. 5 is a flowchart of a user optimization algorithm for a reference line and a detection line used in the step of detecting a gait cycle according to an embodiment of the present invention during the operation preparation process of FIG. 3 .

본 발명의 실시예에 따른 관성센서의 초기설정모드는, 착용자의 움직임이 없을 때 설정된 일정시간동안 관성센서(40)에서 측정된 값의 평균값을 산출하여 그 평균값을 착용자에 대한 보행주기를 탐지하기 위한 기준선으로 설정하고, 이러한 기준선으로부터 설정된 일정수준만큼 차이를 두어 보행주기를 탐지하기 위한 검출선으로 설정하는 것을 특징으로 한다. The initial setting mode of the inertial sensor according to an embodiment of the present invention is to calculate the average value of the values measured by the inertial sensor 40 for a set period of time when there is no movement of the wearer, and use the average value to detect the gait cycle for the wearer. It is characterized in that it is set as a reference line for gait cycle, and is set as a detection line for detecting the gait cycle by placing a difference by a predetermined level from the reference line.

즉, 구체적 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 관성센서(40)(IMU센서)의 초기설정을 위하여 일정시간(예 : 3초) 동안 수집한 IMU데이터의 평균값을 사용하는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 수집된 IMU데이터는 사용자의 움직임이 없을 때의 데이터를 사용한다. That is, according to a specific embodiment, as shown in FIG. 5 , an average value of IMU data collected for a predetermined time (eg, 3 seconds) is used for initial setting of the inertial sensor 40 (IMU sensor). do it with At this time, the collected IMU data uses data when there is no user movement.

그리고 수집된 IMU데이터의 평균값을 보행 및 주행 보조단계에서 보행주기(Gait cycle)를 탐지하기 위한 기준선으로 사용하고, 또한 상기 기준선 값으로부터 일정 수준(예 : 15도)만큼 차이를 두어 보행주기를 탐지하기 위한 검출선으로 사용함을 특징으로 한다.Then, the average value of the collected IMU data is used as a baseline for detecting the gait cycle in the gait and driving assistance phase, and the gait cycle is detected by setting a difference from the baseline value by a certain level (eg, 15 degrees). It is characterized in that it is used as a detection line for

따라서 본 발명의 실시예에 따르면 소프트 웨어러블 로봇에서 로봇의 구동 이전과 구동 초기 단계 중 사용자가 수동으로 하는 설정을 자동화함으로써 사용자의 불편을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 초기 설정의 자동화를 통해 사람의 측정과 제어로 인한 불확실성이 감소하고, 소프트 웨어러블 로봇의 안정화된 구동이 가능한 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 초기 설정의 자동화를 통해 소프트 웨어러블 로봇의 구동 시작시간을 단축시킬 수 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, user's inconvenience can be reduced by automating the settings that the user manually sets before the robot is driven and during the initial stage of driving in the software wearable robot. In addition, according to an embodiment of the present invention, there is an effect that the uncertainty due to human measurement and control is reduced through the automation of the initial setting, and the stable driving of the software wearable robot is possible. In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to shorten the driving start time of the software wearable robot through automation of the initial setting.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 단방향 구동기 최적 설정방법에 대해 설명하도록 한다. 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 단방향 구동기의 최적 설정방법의 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, a method for optimally setting a unidirectional actuator according to an embodiment of the present invention will be described. 6A and 6B are flowcharts of an optimal setting method of a unidirectional actuator according to an embodiment of the present invention.

먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 단방향 구동기 커버(11)는 신축성 섬유를 사용하며, 신축성 섬유를 관 형태로 만들어 와이어(12)가 지나갈 수 있는 통로를 만든다. 와이어(12)의 전체길이는 아래와 같은 방법으로 초기 설정을 한다.First, as shown in FIG. 2 , the unidirectional actuator cover 11 uses a stretchable fiber, and makes a passage through which the wire 12 can pass by making the stretchable fiber in the form of a tube. The overall length of the wire 12 is initially set in the following way.

아래의 방법은 단방향 구동기 길이 설정의 예이다.The method below is an example of unidirectional actuator length setting.

풀리 최대 회전수×풀리둘레×0.5 + 키×0.087609(=넙다리길이/2) + 키×0.197404(=몸통수직길이)Maximum number of rotations of pulley × pulley circumference × 0.5 + height × 0.087609 (= thigh length/2) + height × 0.197404 (= vertical body length)

여기서 (풀리 최대 회전수×풀리둘레×0.5) 부분 = 단방향 구동기 크기를 고려한 길이에 해당한다. Here, (Maximum number of rotations of the pulley × the circumference of the pulley × 0.5) part = corresponds to the length considering the size of the one-way actuator.

(키×0.087609(=넙다리길이/2) + 키×0.197404(=몸통수직길이)) 부분은 착용자 신체의 크기를 고려한 길이(웨어러블 로봇의 칫수에 해당될 수 있으며, 착용자에 키에 비례한다; 예: S, M, L, XL 등)에 해당한다. (Height × 0.087609 (= thigh length/2) + height × 0.197404 (= torso vertical length))) The length considering the size of the wearer's body (it may correspond to the dimensions of the wearable robot, and is proportional to the height of the wearer; For example: S, M, L, XL, etc.).

와이어 최적길이 설정 시 소프트 웨어러블 로봇을 입고 난 후 신체 움직임을 제한된 상태에서 일정 시간 동안 상기 관성센서(40)에서 측정된 값이 설정된 각도값 이하가 유지되면, 상기 힘센서(30)에서 측정된 값이 설정값이 되도록 상기 모터(13) 작동을 제어하고 상기 측정된 값이 상기 설정값이 되면 와이어 위치를 저장하고 대기상태로 전환되도록 한다. 그리고 대기상태에서 힘센서(30)에서 측정된 값이 상기 설정값이 이하가 되고, 상기 전류센서(20)에서 특정된 전류값이 설정 전류값이 되도록 모터(13) 작동을 제어하하게 된다. When the optimal wire length is set, the value measured by the force sensor 30 is maintained when the value measured by the inertial sensor 40 is maintained below the set angle value for a certain period of time in a state where body movement is restricted after wearing the software wearable robot. The operation of the motor 13 is controlled to reach this set value, and when the measured value becomes the set value, the wire position is stored and converted to a standby state. In the standby state, the set value of the value measured by the force sensor 30 is equal to or less than the set value, and the operation of the motor 13 is controlled so that the current value specified by the current sensor 20 becomes the set current value.

구체적 실시예에서 도 6a에 도시된 바와 같이, 이하의 순서에 따라 와이어 길이를 착용자에 따라 최적화 하게 된다. In a specific embodiment, as shown in FIG. 6A , the wire length is optimized according to the wearer according to the following procedure.

가. 착용자는 바르게 선 자세를 취한다.go. The wearer assumes an upright posture.

나. IMU 센서(관성센서(40))는 2~5초 동안 각도를 측정한다.me. The IMU sensor (inertial sensor 40) measures the angle for 2 to 5 seconds.

다. 측정한 관성센서 데이터의 평균을 기준으로 각도 변화가 5도 미만의 변화만 있다면 와이어 길이 조절을 시작한다. 이때 모터(13)는 저속으로 움직인다.all. If the angle change is less than 5 degrees based on the average of the measured inertial sensor data, the wire length adjustment starts. At this time, the motor 13 moves at a low speed.

라. 로드셀(힘센서(30))이 값을 실시간으로 측정하면서 단방향 구동기가 감는 방향(+; 당기는 방향) 또는 푸는 방향(-)으로 서서히 당긴다.La. While the load cell (force sensor 30) measures the value in real time, the unidirectional actuator pulls slowly in the winding direction (+; pulling direction) or unwinding direction (-).

마. 로드셀(힘센서(30)) 값이 설정된 값(예시로 5N으로 하였음.)을 기준으로 낮을 시 단방향 구동기를 당기고, 높을 시 단방향 구동기를 푼다.mind. When the value of the load cell (force sensor 30) is low based on the set value (for example, 5N), the unidirectional actuator is pulled, and when it is high, the unidirectional actuator is released.

바. 설정된 값(예시로 5N으로 하였음)을 유지할 때 현재 포지션 값을 저장하고, 대기 상태(ready)로 진입한다.bar. When maintaining the set value (for example, 5N), the current position value is stored, and it enters the standby state (ready).

그리고 도 6b에 도시된 바와 같이, 대기상태에서는 전류센서(20)의 값이 설정된 값(예시로 0A으로 하였음)이고, 로드셀(힘센서(30)) 값이 설정된 값(예시로 5N으로 하였음) 이하가 되도록 하며, 보조력 제어 모드 단계 이전(준비 상태)에 다양한 움직임에 대하여 단방향 구동기에 의한 반발력(움직임에 방해되는 힘)이 나타나지 않도록 한다.And, as shown in Figure 6b, in the standby state, the value of the current sensor 20 is a set value (for example, it was set to 0A), and the load cell (force sensor 30) value is a set value (for example, it was set to 5N) Before the auxiliary force control mode step (ready state), the repulsive force (force impeding the movement) by the unidirectional actuator should not appear with respect to various movements.

따라서 본 발명의 실시예에 따르면 소프트 웨어러블 로봇에서 착용자의 신체 크기 및 움직임에 맞는 단방향 구동기를 최적으로 설정할 수 있으며, 단방향 구동기 제어를 통하여 신체 움직임에 방해가 되지 않으면서, 과도한 와이어(12) 풀림이 나타나지 않도록 하여, 주변 환경에 의한 불편 요소 및 외관상 노출을 최소화할 수 있다.Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to optimally set a unidirectional actuator suitable for the size and movement of the wearer's body in the software wearable robot. By preventing it from appearing, it is possible to minimize inconvenience and external exposure caused by the surrounding environment.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 관성센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행주기 검출 최적화 방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관성센서가 부착된 웨어러블 로봇의 모식도를 도시한 것이다. 그리고 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 관성센서에서 측정되는 시간에 따른 각도 그래프를 도시한 것이다. 또한 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 관성센서(40)를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행 및 주행주기 검출 알고리즘의 순서도를 도시한 것이다. Hereinafter, a threshold-based real-time gait cycle detection optimization method using an inertial sensor according to an embodiment of the present invention will be described. First, FIG. 7 shows a schematic diagram of a wearable robot to which an inertial sensor is attached according to an embodiment of the present invention. And FIG. 8 shows an angle graph according to time measured by the inertial sensor according to an embodiment of the present invention. 9 is a flowchart of a threshold-based real-time gait and driving cycle detection algorithm using the inertial sensor 40 according to an embodiment of the present invention.

기존의 보행 및 주행 주기검출 알고리즘은 특정하지 분절에 부착된 관성 센서 데이터의 특정 파라미터(예로 최대값 또는 최소값; peak value)를 이용하여 검출하기 때문에, 다리 흔들기, 종종 보행, 비정상 보행 등 센서의 흔들림으로 인한 특정 파라미터(예로 최대값 또는 최소값; peak value)가 다수 발생할 수 있으며, 이러한 잘못된 파라미터를 이용하여 보행 및 주행 주기로 검출될 수 있었다. Because the existing gait and driving cycle detection algorithm detects using a specific parameter (for example, maximum or minimum value; peak value) of inertial sensor data attached to a specific lower extremity segment, sensor shake such as leg shaking, frequent walking, or abnormal walking A number of specific parameters (eg, maximum or minimum values; peak values) may occur due to this, and may be detected as gait and running cycles using these incorrect parameters.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르며 최초 하지에 부착된 관성센서(40)로 착용자의 정상적인 보행 및 주행을 측정하고, 측정된 데이터를 기반으로 임계값을 설정한다. 설정된 임계값을 넘는 IMU 데이터 중 특정 파라미터가 측정될 경우 보행 및 주행 주기를 계산하고 검출한다. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the wearer's normal walking and running is measured with the inertial sensor 40 attached to the first lower extremity, and a threshold is set based on the measured data. When a specific parameter among the IMU data that exceeds the set threshold is measured, the gait and driving cycle are calculated and detected.

이를 바탕으로 임계값 이하의 측정된 IMU 데이터의 특정 파라미터는 정상적인 보행 및 주행 주기로 판별하지 않고, 비정상적 보행, 노이즈 등으로 정의하여 웨어러블 로봇의 오작동이 발생되지 않도록 한다.Based on this, the specific parameters of the measured IMU data below the threshold are not determined as normal gait and running cycles, but are defined as abnormal gait and noise to prevent malfunction of the wearable robot.

또한 종래 기술에서는 IMU 센서의 필터 된 데이터(IMU 센서 데이터를 후처리한 데이터) 또는, 이상적으로 특수한 환경에서 측정된 데이터에서 나타난 정확한 특정 파라미터 (최대값 또는 최소값; peak value에서 잡음이 없는 상태)를 가지고 한다. 실제 다양한 환경에서 측정된 IMU 데이터에서는 원신호에서 잡음이 함께 나타나며, 이로 인하여 검출하고자 하는 특정 파라미터 부근에서 잘못된 파라미터가 발생하여 보행 주기검출에 오류를 발생할 수 있었다. In addition, in the prior art, the filtered data of the IMU sensor (data after processing the IMU sensor data) or an exact specific parameter (maximum or minimum value; no noise state at the peak value) shown in data measured in an ideally special environment do with In the actual IMU data measured in various environments, noise appears in the original signal as well, and as a result, incorrect parameters occur near the specific parameter to be detected, which may cause an error in gait cycle detection.

본 발명의 실시예에서는 임계값을 활용하여 임계값 이상에서 나타난 특정 파라미터를 보행 주기검출에 사용한다. 관성센서(40)에서 측정된 데이터에 잡음이 발생하더라도 임계값 이상에서 발생한 특정 파라미터를 활용하기 때문에 보행 주기검출의 오차를 줄일 수 있으며, 필터를 사용하지 않고도 보행 주기를 검출할 수 있으므로 Real Time Controller에서 지연 발생 없이 보행 주기를 검출 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a specific parameter appearing above the threshold value is used for gait cycle detection by utilizing the threshold value. Even if noise occurs in the data measured by the inertial sensor 40, the error in gait cycle detection can be reduced because a specific parameter generated above the threshold is used, and since the gait cycle can be detected without using a filter, the Real Time Controller can detect the gait cycle without any delay.

또한, 특정 파라미터를 검출하기 위하여 사용되는 임곗값은 사람마다 보행 및 주행이 다르기 때문에 (움직임, 다리 길이, 자세, 형태 등 차이 이류로) 해당 임곗값이 다를 수 있다. 본 발명에서는 임계값을 사람마다 자동으로 설정될 수 있게끔 하였다.In addition, the threshold value used to detect a specific parameter may be different because each person walks and runs differently (due to differences in movement, leg length, posture, shape, etc.). In the present invention, the threshold value can be set automatically for each person.

본 발명의 실시예에 따른, 착용자 맞춤 보행주기 설정모드에서는, 관성센서(40)가 착용자의 움직임을 측정하여 보행이라고 판단되면, 설정된 횟수 동안 보행주기에 대한 관성센서(40)에서 측정된 특정파라미터 값들의 평균값을 산출하고, 이러한 평균값을 기반으로 임계값을 설정하여, 설정된 임계값을 기준으로 착용자의 보행주기를 검출하도록 구성된다. In the wearer customized gait cycle setting mode according to an embodiment of the present invention, if the inertial sensor 40 measures the wearer's movement and determines that it is gait, a specific parameter measured by the inertial sensor 40 for the gait cycle for a set number of times It is configured to calculate an average value of the values, set a threshold value based on the average value, and detect the gait cycle of the wearer based on the set threshold value.

보다 구체적으로 보행모드에서, 설정된 횟수 동안 보행주기에 대한 최대값들의 평균값과 최소값들의 평균값을 저장하게 된다. More specifically, in the walking mode, the average value of the maximum values and the average value of the minimum values for the gait cycle for a set number of times is stored.

그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 평균최대값을 기반으로 상위 임계값을 설정하고, 평균 최소값을 기반으로 하위 임계값을 설정하게 된다. And, as shown in FIG. 8 , an upper threshold value is set based on the average maximum value, and a lower threshold value is set based on the average minimum value.

그리고 관성센서(40)에서 측정된 특정파라미터와, 상위 임계값과 하위임계값을 비교하여 착용자의 보행주기를 검출하게 된다. Then, the gait cycle of the wearer is detected by comparing the specific parameter measured by the inertial sensor 40 with the upper threshold value and the lower threshold value.

즉, 측정되는 최대값이 상위 임계값을 초과하고, 측정되는 최소값이 측정된 최소값이 상기 하위 임계값 미만인 경우 보행 및 보행주기로 검출하고 이를 만족하지 않는 값은 정상적인 보행 및 보행주기로 판별하지 않고, 비정상적 보행, 노이즈 등으로 정의하여 웨어러블 로봇의 오작동이 발생되지 않도록 한다. That is, if the maximum measured value exceeds the upper threshold value and the measured minimum value is less than the lower threshold value, it is detected as a gait and gait cycle, and a value that does not satisfy this is not determined as a normal gait and gait cycle, and is abnormal It is defined as walking, noise, etc. to prevent malfunction of the wearable robot.

이때 본 발명의 실시예에 따르면, 상위 임계값은 평균 최대값에서 0.5 ~ 0.95를 곱한 값이고, 하위 임계값은 상기 평균 최소값에서 0.5 ~ 0.95를 곱한 값일 수 있다. In this case, according to an embodiment of the present invention, the upper threshold value may be a value obtained by multiplying the average maximum value by 0.5 to 0.95, and the lower threshold value may be a value obtained by multiplying the average minimum value by 0.5 to 0.95.

웨어러블 로봇의 관성센서(40)의 위치는 사람마다 신체 형태 및 크기가 다르기 때문에 측정된 관성센서 데이터의 평균 위치, 가동범위 등 측정된 데이터의 차이를 보이며, 따라서 앞서 언급한 본 발명의 실시예에 따른 관성센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행 및 주행주기 검출 알고리즘 최적화 방법에 따르면, 사람별 정상 보행 기준으로 임계값을 자동적으로 설정하고 정확한 보행 시점을 검출하여 웨어러블 로봇을 구동하는데 오작동 수를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.The position of the inertial sensor 40 of the wearable robot shows a difference in the measured data such as the average position and the movable range of the measured inertial sensor data because the body shape and size are different for each person, and therefore, in the above-mentioned embodiment of the present invention According to the threshold-based real-time gait and driving cycle detection algorithm optimization method using the inertial sensor according to have an effect

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, in the apparatus and method described above, the configuration and method of the above-described embodiments are not limitedly applicable, but all or part of each embodiment is selectively combined so that various modifications can be made to the embodiments. may be configured.

11:단방향구동기 커버
12:와이어
13:모터
20:전류센서
30:힘센서
40:관성센서
50:제어부
11: One-way actuator cover
12: wire
13: motor
20: current sensor
30: force sensor
40: inertial sensor
50: control unit

Claims (14)

웨어러블 로봇의 보조력을 생성하는 모터와, 상기 모터로부터 발생한 보조력을 착용자에게 전달하는 와이어를 갖는 단방향 구동기; 상기 모터로부터 발생한 보조력을 측정하는 전류센서; 상기 모터의 보조력을 전달받아 착용자에게 인가되는 보조력을 측정하는 힘센서; 상기 모터의 동작을 제어하기 위해 착용자의 보행 주기를 감지하는 관성센서; 및 상기 전류센서와 상기 관성센서와 상기 힘센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 웨어러블 로봇의 구동초기 설정 자동화 시스템에 있어서,
상기 웨어러블 로봇의 착용 후, 상기 모터 초기 설정모드에서, 상기 힘센서에서 측정되는 보조력이 없어질 때까지 상기 와이어가 풀리는 방향으로 모터를 구동하여 상기 전류센서에서 전류값이 감지되면 상기 모터 작동을 중단하고, 정지한 모터의 위치를 영점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템.
A unidirectional actuator having a motor generating an assisting force of the wearable robot and a wire transmitting the assisting force generated from the motor to a wearer; a current sensor for measuring the auxiliary force generated from the motor; a force sensor receiving the assisting force of the motor and measuring the assisting force applied to the wearer; an inertial sensor for sensing a gait cycle of the wearer to control the operation of the motor; and a control unit for controlling the motor based on values measured by the current sensor, the inertial sensor, and the force sensor;
After the wearable robot is worn, in the motor initial setting mode, the motor is driven in the direction in which the wire is unwound until the auxiliary force measured by the force sensor disappears. An automated system for initial setting of driving of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor, characterized in that it stops and sets the position of the stopped motor to a zero point.
제 1항에 있어서,
상기 영점 설정 후에, 상기 모터를 구동하여 상기 힘센서에서 측정되는 값이 기 설정된 범위 내가 되도록 제어한 후, 상기 모터위치를 기본 위치로 설정하는 하는 것을 특징으로 하는 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템.
The method of claim 1,
After the zero point is set, the motor is driven to control the value measured by the force sensor to be within a preset range, and then the motor position is set as a basic position. of the driving initial setting automation system.
제 2항에 있어서,
상기 관성센서의 초기설정모드에서,
착용자의 움직임이 없을 때 설정된 일정시간동안 상기 관성센서에서 측정된 값의 평균값을 산출하여 상기 평균값을 상기 착용자에 대한 보행주기를 탐지하기 위한 기준선으로 설정하고, 상기 기준선으로부터 설정된 일정수준만큼 차이를 두어 보행주기를 탐지하기 위한 검출선으로 설정하는 것을 특징으로 하는 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템.
3. The method of claim 2,
In the initial setting mode of the inertial sensor,
When there is no movement of the wearer, the average value of the values measured by the inertial sensor is calculated for a set period of time, and the average value is set as a reference line for detecting the gait cycle for the wearer, and the difference is set by a predetermined level from the reference line. An automated system for initial driving of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor, characterized in that it is set as a detection line for detecting the gait cycle.
제 3항에 있어서,
상기 와이어 길이 최적화 모드에서,
일정 시간 동안 상기 관성센서에서 측정된 값이 설정된 각도값 이하가 유지되면, 상기 힘센서에서 측정된 값이 설정값이 되도록 상기 모터 작동을 제어하고 상기 측정된 값이 상기 설정값이 되면 와이어 위치를 저장하고 대기상태로 전환되도록 하는 것을 특징으로 하는 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템.
4. The method of claim 3,
In the wire length optimization mode,
When the value measured by the inertial sensor is maintained below the set angle value for a certain time, the motor operation is controlled so that the value measured by the force sensor becomes the set value, and when the measured value becomes the set value, the wire position is determined A drive initial setting automation system of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor, characterized in that it is stored and converted to a standby state.
제 4항에 있어서,
상기 대기상태에서
상기 힘센서에서 측정된 값이 상기 설정값이 이하가 되고, 상기 전류센서에서 특정된 전류값이 설정 전류값이 되도록 상기 모터 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화시스템.
5. The method of claim 4,
in the standby state
A wearable robot using a force sensor and an inertial sensor, characterized in that the motor operation is controlled so that the value measured by the force sensor becomes the set value or less, and the current value specified by the current sensor becomes the set current value Operation initial setting automation system.
웨어러블 로봇의 보조력을 생성하는 모터와, 상기 모터로부터 발생한 보조력을 착용자에게 전달하는 와이어를 갖는 단방향 구동기; 상기 모터로부터 발생한 보조력을 측정하는 전류센서; 상기 모터의 보조력을 전달받아 착용자에게 인가되는 보조력을 측정하는 힘센서; 상기 모터의 동작을 제어하기 위해 착용자의 보행 주기를 감지하는 관성센서; 및 상기 전류센서와 상기 관성센서와 상기 힘센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 웨어러블 로봇의 구동초기 설정 자동화 방법에 있어서,
상기 웨어러블 로봇의 착용 후, 상기 모터 초기 설정모드에서,
상기 힘센서에서 측정되는 보조력이 없어질 때까지 상기 와이어가 풀리는 방향으로 모터를 구동하는 단계;
상기 전류센서에서 전류값이 감지되면 상기 모터 작동을 중단하고, 정지한 모터의 위치를 영점으로 설정하는 단계; 및
상기 영점 설정 후에, 상기 모터를 구동하여 상기 힘센서에서 측정되는 값이 기 설정된 범위 내가 되도록 제어한 후, 상기 모터위치를 기본 위치로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화방법.
A unidirectional actuator having a motor generating an assisting force of the wearable robot and a wire transmitting the assisting force generated from the motor to a wearer; a current sensor for measuring the auxiliary force generated from the motor; a force sensor receiving the assisting force of the motor and measuring the assisting force applied to the wearer; an inertial sensor for sensing a gait cycle of the wearer to control the operation of the motor; and a control unit for controlling the motor based on values measured by the current sensor, the inertial sensor, and the force sensor;
After wearing the wearable robot, in the motor initial setting mode,
driving the motor in a direction in which the wire is unwound until the auxiliary force measured by the force sensor disappears;
when the current sensor detects a current value, stopping the motor operation and setting a position of the stopped motor to a zero point; and
After the zero point is set, the motor is driven to control the value measured by the force sensor to be within a preset range, and then the motor position is set to a basic position. A method of automating the initial setting of a wearable robot using
제 6항에 있어서,
관성센서의 초기설정모드는,
착용자의 움직임이 없을 때 설정된 일정시간동안 상기 관성센서에서 각도값을 측정하는 단계;
상기 일정시간동안 측정된 값의 평균값을 산출하여 상기 평균값을 상기 착용자에 대한 보행주기를 탐지하기 위한 기준선으로 설정하는 단계; 및
상기 기준선으로부터 설정된 일정수준만큼 차이를 두어 보행주기를 탐지하기 위한 검출선으로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화방법.
7. The method of claim 6,
The initial setting mode of the inertial sensor is,
measuring an angle value by the inertial sensor for a set period of time when there is no movement of the wearer;
calculating an average value of the values measured for the predetermined time and setting the average value as a reference line for detecting a gait cycle for the wearer; and
Setting a detection line for detecting the gait cycle by setting a difference by a predetermined level from the reference line; The method of initial setting automation of driving of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor, comprising: a.
제 6항에 있어서,
상기 와이어 길이 최적화 모드에서,
일정 시간동안 상기 관성센서에서 측정된 값이 설정된 각도값 이하가 유지되면, 상기 힘센서에서 측정된 값이 설정값이 되도록 상기 모터 작동을 제어하는 단계;
상기 측정된 값이 상기 설정값이 되면 와이어 위치를 저장하고 대기상태로 전환되도록 하는 단계; 및
상기 대기상태에서, 상기 힘센서에서 측정된 값이 상기 설정값이 이하가 되고, 상기 전류센서에서 특정된 전류값이 설정 전류값이 유지되도록 상기 모터 작동을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘센서와 관성센서를 이용한 웨어러블 로봇의 구동 초기설정 자동화방법.
7. The method of claim 6,
In the wire length optimization mode,
controlling the motor operation so that the value measured by the force sensor becomes a set value when the value measured by the inertial sensor is maintained below the set angle value for a predetermined time;
storing the wire position and switching to a standby state when the measured value becomes the set value; and
In the standby state, the value measured by the force sensor is equal to or less than the set value, and controlling the motor operation so that the current value specified by the current sensor maintains the set current value; A method of automating the initial setting of a wearable robot using a force sensor and an inertial sensor.
웨어러블 로봇의 보조력을 생성하는 모터와, 상기 모터로부터 발생한 보조력을 착용자에게 전달하는 와이어를 갖는 단방향 구동기; 상기 모터로부터 발생한 보조력을 측정하는 전류센서; 상기 모터의 보조력을 전달받아 착용자에게 인가되는 보조력을 측정하는 힘센서; 상기 모터의 동작을 제어하기 위해 착용자의 보행 주기를 감지하는 관성센서; 및 상기 전류센서와 상기 관성센서와 상기 힘센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 웨어러블 로봇의 보행주기 검출 최적화 시스템에 있어서,
착용자 맞춤 보행주기 설정모드에서, 상기 관성센서가 상기 착용자의 움직임을 측정하여 보행이라고 판단되면, 설정된 횟수 동안 보행주기에 대한 상기 관성센서에서 측정된 특정파라미터 값들의 평균값을 산출하고, 상기 평균값을 기반으로 임계값을 설정하여, 상기 임계값을 기준으로 상기 착용자의 보행주기를 검출하는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행주기 검출 최적화 시스템.
A unidirectional actuator having a motor generating an assisting force of the wearable robot and a wire transmitting the assisting force generated from the motor to a wearer; a current sensor for measuring the auxiliary force generated from the motor; a force sensor receiving the assisting force of the motor and measuring the assisting force applied to the wearer; an inertial sensor for sensing a gait cycle of the wearer to control the operation of the motor; and a control unit for controlling the motor based on values measured by the current sensor, the inertial sensor, and the force sensor;
In the wearer-customized gait cycle setting mode, if the inertial sensor measures the wearer's movement and determines that it is gait, the average value of the specific parameter values measured by the inertial sensor for the gait cycle for a set number of times is calculated, and based on the average value A threshold value-based real-time gait cycle detection and optimization system using an inertial sensor, characterized in that by setting a threshold to detect the gait cycle of the wearer based on the threshold value.
제 9항에 있어서,
상기 설정된 횟수 동안 보행주기에 대한 최대값들의 평균값과 최소값들의 평균값을 저장하고, 평균최대값을 기반으로 상위 임계값을 설정하고, 평균 최소값을 기반으로 하위 임계값을 설정하여, 상기 관성센서에서 측정된 특정파라미터와, 상기 상위 임계값과 상기 하위임계값을 비교하여 상기 착용자의 보행주기를 검출하는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행주기 검출 최적화 시스템.
10. The method of claim 9,
Stores the average value of the maximum values and the minimum values for the gait cycle for the set number of times, sets an upper threshold value based on the average maximum value, sets a lower threshold value based on the average minimum value, and measures in the inertial sensor Threshold-based real-time gait cycle detection and optimization system using an inertial sensor, characterized in that the gait cycle of the wearer is detected by comparing the specified parameter with the upper threshold value and the lower threshold value.
제 10항에 있어서,
상기 상위 임계값은 상기 평균 최대값에서 0.5 ~ 0.95를 곱한 값이고, 상기 하위 임계값은 상기 평균 최소값에서 0.5 ~ 0.95를 곱한 값이고, 상기 특정파라미터는 관성센서에서 측정된 최대값, 최소값인 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행주기 검출 최적화 시스템.
11. The method of claim 10,
The upper threshold value is a value obtained by multiplying the average maximum value by 0.5 to 0.95, the lower threshold value is a value obtained by multiplying the average minimum value by 0.5 to 0.95, and the specific parameter is the maximum value and the minimum value measured by the inertial sensor Threshold-based real-time gait cycle detection optimization system using an inertial sensor.
웨어러블 로봇의 보조력을 생성하는 모터와, 상기 모터로부터 발생한 보조력을 착용자에게 전달하는 와이어를 갖는 단방향 구동기; 상기 모터로부터 발생한 보조력을 측정하는 전류센서; 상기 모터의 보조력을 전달받아 착용자에게 인가되는 보조력을 측정하는 힘센서; 상기 모터의 동작을 제어하기 위해 착용자의 보행 주기를 감지하는 관성센서; 및 상기 전류센서와 상기 관성센서와 상기 힘센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 웨어러블 로봇의 보행주기 검출 최적화 방법에 있어서,
착용자 맞춤 보행주기 설정모드에서,
상기 관성센서가 상기 착용자의 움직임을 측정하여 보행이라고 판단하는 제1단계;
설정된 횟수 동안 보행주기에 대한 최대값과, 최소값을 읽어내는 제2단계;
상기 최대값들의 평균값과 최소값들의 평균값을 산출하는 제3단계;
평균최대값을 기반으로 상위 임계값을 설정하고, 평균 최소값을 기반으로 하위 임계값을 설정하는 제4단계;
상기 관성센서에서 측정되는 최대값과 상기 상위 임계값을 비교하고, 측정되는 최소값과 상기 하위임계값을 비교하여 상기 착용자의 보행 및 보행주기를 검출하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행주기 검출 최적화 방법.
A unidirectional actuator having a motor generating an assisting force of the wearable robot and a wire transmitting the assisting force generated from the motor to a wearer; a current sensor for measuring the auxiliary force generated from the motor; a force sensor receiving the assisting force of the motor and measuring the assisting force applied to the wearer; an inertial sensor for sensing a gait cycle of the wearer to control the operation of the motor; and a control unit for controlling the motor based on values measured by the current sensor, the inertial sensor, and the force sensor;
In the wearer-customized gait cycle setting mode,
a first step of determining that the inertial sensor is walking by measuring the movement of the wearer;
a second step of reading the maximum and minimum values for the gait cycle for a set number of times;
a third step of calculating an average value of the maximum values and an average value of the minimum values;
a fourth step of setting an upper threshold value based on the average maximum value and setting a lower threshold value based on the average minimum value;
A fifth step of detecting the wearer's gait and gait cycle by comparing the maximum value measured by the inertial sensor with the upper threshold value, and comparing the measured minimum value with the lower threshold value; A threshold-based real-time gait cycle detection optimization method using sensors.
제 12항에 있어서,
상기 상위 임계값은 상기 평균 최대값에서 0.5 ~ 0.95를 곱한 값이고, 상기 하위 임계값은 상기 평균 최소값에서 0.5 ~ 0.95를 곱한 값이고, 상기 특정파라미터는 관성센서에서 측정된 최대값, 최소값인 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행주기 검출 최적화 방법.
13. The method of claim 12,
The upper threshold value is a value obtained by multiplying the average maximum value by 0.5 to 0.95, the lower threshold value is a value obtained by multiplying the average minimum value by 0.5 to 0.95, and the specific parameter is the maximum value and the minimum value measured by the inertial sensor A threshold-based real-time gait cycle detection optimization method using an inertial sensor.
제 12항에 있어서,
상기 제5단계에서,
상기 측정되는 최대값이 상기 상위 임계값을 초과하고, 상기 측정되는 최소값이 상기 측정된 최소값이 상기 하위 임계값 미만인 경우 보행 및 보행주기를 검출하는 것을 특징으로 하는 관성센서를 이용한 임계값 기반의 실시간 보행주기 검출 최적화 방법.
13. The method of claim 12,
In the fifth step,
Threshold-based real-time using an inertial sensor, characterized in that when the measured maximum value exceeds the upper threshold value and the measured minimum value is less than the measured minimum value is less than the lower threshold value, gait and gait cycle are detected A method for optimizing gait cycle detection.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024043656A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-29 삼성전자주식회사 Device for controlling walking aid and method therefor
WO2024058452A1 (en) * 2022-09-13 2024-03-21 삼성전자주식회사 Wearable device and operating method therefor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016528940A (en) * 2013-05-31 2016-09-23 プレジデント アンド フェローズ オブ ハーバード カレッジ A flexible exoskeleton suit to assist human movement
KR101751760B1 (en) 2016-10-31 2017-06-28 주식회사 모셔넥스 Method for estimating gait parameter form low limb joint angles
KR101755763B1 (en) 2014-06-11 2017-07-10 현대자동차주식회사 Method system for controlling walking of wearable robot
KR101766033B1 (en) 2015-09-02 2017-08-08 현대자동차주식회사 Method and system for controlling motion of wearable robot
KR102010898B1 (en) 2017-08-03 2019-08-14 삼육대학교 산학협력단 System and method for Gait analysis

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016528940A (en) * 2013-05-31 2016-09-23 プレジデント アンド フェローズ オブ ハーバード カレッジ A flexible exoskeleton suit to assist human movement
KR101755763B1 (en) 2014-06-11 2017-07-10 현대자동차주식회사 Method system for controlling walking of wearable robot
KR101766033B1 (en) 2015-09-02 2017-08-08 현대자동차주식회사 Method and system for controlling motion of wearable robot
KR101751760B1 (en) 2016-10-31 2017-06-28 주식회사 모셔넥스 Method for estimating gait parameter form low limb joint angles
KR102010898B1 (en) 2017-08-03 2019-08-14 삼육대학교 산학협력단 System and method for Gait analysis

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024043656A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-29 삼성전자주식회사 Device for controlling walking aid and method therefor
WO2024058452A1 (en) * 2022-09-13 2024-03-21 삼성전자주식회사 Wearable device and operating method therefor

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