KR20230063075A - Initial posture calibration device for human body motion analysis - Google Patents

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한재우
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Abstract

The present invention relates to an initial posture calibration device used for human motion analysis, which includes: a seated calibration chair unit consisting of a bottom plate for straddling the buttocks, legs attached to the center of the bottom plate to support the bottom plate from the ground to the air, a cylindrical leg support plate attached to the bottom of the legs to support the legs, and a backrest attached to one side of the bottom plate to support the back of a person who sits on the bottom plate; and a lower limb holder consisting of a cover surrounding the sole and calf, and a ㄱ-shaped support coupled to the rear of the cover on one side and having the other side coupled to the lower surface of the bottom plate and being adjustable left and right.

Description

인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치{Initial posture calibration device for human body motion analysis}Initial posture calibration device for human body motion analysis

본 발명은 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체동작분석을 위하여 인체부착 마커를 사용하는 비젼센서나 IMU센서를 신체에 체결하여 초기자세 캘리브레이션을 할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an initial posture calibration device used for human body motion analysis, and more particularly, to a device capable of performing initial posture calibration by fastening a vision sensor or an IMU sensor using a human body-attached marker to a body for analyzing a human body motion. It is about.

일반적으로 동작분석의 초기 캘리브레이션은 직립상태를 유지하고 팔을 직각으로 올리기 옆으로 벌리는 방식을 사용하여 초기자세를 보정하고 있다.In general, the initial calibration of motion analysis maintains an upright posture and corrects the initial posture by using a method of raising the arm at a right angle or spreading it to the side.

그러나, 이러한 방식은 정상인을 대상으로는 적용 할 수 있으나, 똑바로 서기 어려운 보행 장애, 동작 장애를 가지고 있는 환자의 경우에는 직립자세를 취하기가 어려워 동작 분석 시 실체 환자의 움직임과 센서 데이터와의 오차를 야기하는 문제가 발생하고 있다. However, this method can be applied to normal people, but in the case of patients with gait disorders or motion disorders that make it difficult to stand upright, it is difficult to take an upright posture, so errors between the actual patient's movement and sensor data are detected during motion analysis. There are problems that cause it.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다양한 질환에 의해 정상적인 기립이 불가능한 보행 장애, 동작 장애 환자의 동작 분석 시 초기 캘리브레이션을 정확하게 할 수 있는 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide an initial posture calibration device used for human body motion analysis that can accurately perform initial calibration when analyzing the motion of patients with gait disorders and motion disorders that cannot stand normally due to various diseases. is to do

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치는 엉덩이를 걸치기 위한 밑판과, 상기 밑판의 중앙에 부착되어 밑판을 지면으로부터 공중에 떠받치는 다리와, 상기 다리의 하단에 부착되어 지지하는 원통형 다리 지지판, 및 상기 밑판의 한 변에 부착되어 밑판 위에 앉는 사람의 등을 지지하는 등판으로 구성된 좌식 캘리브레이션 의자부; 및 발바닥과 종아리를 감싸는 커버와, 상기 커버의 후면과 일측이 결합되며 다른 일측이 밑판 하부면에 결합되어 좌우로 조정할 수 있는‘ㄱ’자형의 지지대로 구성된 하지 거치대;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The initial posture calibration device used for human body motion analysis according to the present invention for achieving the above object is a base plate for hanging the hip, a leg attached to the center of the base plate to support the base plate in the air from the ground, and the leg A seated calibration chair composed of a cylindrical leg support plate attached to and supported at the lower end of the base plate and a back plate attached to one side of the base plate to support the back of a person sitting on the base plate; and a lower extremity cradle composed of a cover covering the sole and calf, and a 'L'-shaped support that can be adjusted left and right by connecting the rear surface and one side of the cover and the other side being coupled to the lower surface of the bottom plate. .

상기 밑판은 등판과 수직으로 일체형으로 형성하며, 환자의 대퇴부 길이에 따라 앞뒤로 길이를 조절 가능한 것을 특징으로 한다.The bottom plate is integrally formed vertically with the back plate, and is characterized in that the length can be adjusted back and forth according to the length of the femur of the patient.

상기 커버는 환자의 정강이 길이에 따라 위아래로 길이가 조정 가능하며, 상기 지지대는 환자의 양다리 폭에 맞추어 좌우로 조정 가능한 것을 특징으로 한다.The length of the cover can be adjusted up and down according to the length of the shin of the patient, and the support can be adjusted left and right according to the width of both legs of the patient.

상기와 같이, 본 발명에 따르면 초기자세 캘리브레이션 장치에 앉아 신체부착 마커나 IMU센서를 신체에 체결하고 센서를 캘리브레이션 함으로써 인체의 자세와 센서의 초기 상태를 정확하게 매핑 할 수 있다.As described above, according to the present invention, the posture of the human body and the initial state of the sensor can be accurately mapped by sitting on the initial posture calibration device, fastening the body-attached marker or the IMU sensor to the body and calibrating the sensor.

도 1은 본 발명에 따른 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치에 앉은 환자에 비젼마크나 IMU센서를 부착한 상태도이다.1 is a perspective view showing an initial posture calibration device used for human body motion analysis according to the present invention.
2 is a state diagram in which a vision mark or an IMU sensor is attached to a patient sitting in an initial posture calibration device used for human body motion analysis according to the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

그러면 본 발명에 따른 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치의 바람직한 실시예에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Then, a preferred embodiment of the initial posture calibration device used for human body motion analysis according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치에 앉은 환자에 비젼마크나 IMU센서를 부착한 상태도이다.1 is a perspective view showing an initial posture calibration device used for human body motion analysis according to the present invention, and FIG. 2 is a vision mark or an IMU sensor attached to a patient sitting on the initial posture calibration device used for human body motion analysis according to the present invention It is a state diagram.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치는 좌식 캘리브레이션 의자부(100), 및 하지 거치대(200)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1 , the initial posture calibration device used for human body motion analysis according to the present invention may include a seated calibration chair 100 and a lower extremity holder 200 .

상기 좌식 캘리브레이션 의자부(100)는 엉덩이를 걸치기 위한 밑판(110)과, 상기 밑판(110) 중앙에 부착되어 밑판(110)을 지면으로부터 공중에 떠받치는 다리(120)와, 상기 다리(120) 하단에 부착되어 지지하는 원통형 다리 지지판(130), 및 상기 밑판(110)의 한 변에 부착되어 밑판 위에 앉는 사람의 등을 지지하는 등판(140)을 포함할 수 있다. The seated calibration chair part 100 includes a base plate 110 for hanging the buttocks, a leg 120 attached to the center of the base plate 110 to support the base plate 110 from the ground in the air, and the leg 120 It may include a cylindrical leg support plate 130 attached to a lower end and supported, and a back plate 140 attached to one side of the base plate 110 to support the back of a person sitting on the base plate.

상기 밑판(110)은 등판(140)과 수직으로 일체형으로 형성하며, 환자의 대퇴부 길이에 따라 앞뒤로 길이를 조절할 수 있다.The bottom plate 110 is vertically integrally formed with the back plate 140, and the length can be adjusted back and forth according to the length of the patient's thigh.

상기 하지 거치대(200)는 발바닥과 종아리를 감싸는 커버(210)와, 상기 커버(210)의 후면과 일측이 결합되며, 다른 일측이 밑판(110) 하부면에 결합되어 좌우로 조정할 수 있는 ‘ㄱ’자형의 지지대(220)를 포함할 수 있다. The lower extremity holder 200 has a cover 210 that covers the soles and calves, and one side is coupled to the back side of the cover 210, and the other side is coupled to the lower surface of the bottom plate 110 to adjust left and right 'a'. A 'shaped support 220 may be included.

여기서, 상기 커버(210)는 환자의 정강이 길이에 따라 위아래로 길이를 조정할 수 있으며, 상기 지지대(220)는 환자의 양다리 폭에 맞추어 좌우로 조정할 수 있다. Here, the length of the cover 210 can be adjusted up and down according to the length of the shin of the patient, and the support 220 can be adjusted left and right according to the width of both legs of the patient.

본 발명에서 비젼센서를 위한 마커나 웨어러블 IMU센서를 이용하여 신체의 움직임을 측정하고 동작을 분석할 때 초기 데이터의 정확성을 높이기 위한 초기자세 캘리브레이션 장치를 적용하기 위해서는, 먼저 환자는 캘리브레이션 의자에 앉아 환자의 대퇴부의 길이, 양다리의 폭에 맞추어 캘리브레이션 의자의 뒷판(140) 및 하지 거치대(200)를 조정 설정한다. In the present invention, in order to apply the initial posture calibration device for increasing the accuracy of the initial data when measuring and analyzing the motion of the body using a marker for a vision sensor or a wearable IMU sensor, the patient first sits on a calibration chair Adjust and set the back plate 140 and lower extremity cradle 200 of the calibration chair according to the length of the femur and the width of both legs.

이어서, 도 2에 도시된 바와 같이 조정이 끝나면 비젼센서의 신체부착 마커들(300)이나 신체부착형 IMU센서들을 부착한다. Subsequently, as shown in FIG. 2, when the adjustment is finished, body-mounted markers 300 of the vision sensor or body-mounted IMU sensors are attached.

다음으로, 마커나 센서의 부착이 끝나면, 동작분석을 위한 센서 초기 캘리브레이션을 실시한다. 다음에, 초기 캘리브레이션이 끝나면 동작분석을 실시한다. Next, when the marker or sensor is attached, initial sensor calibration for motion analysis is performed. Next, after the initial calibration is finished, motion analysis is performed.

이상과 같이, 본 발명의 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치는 인체부착 마커 방식이나 인체부착형 IMU센서를 이용한 인체 동작 분석 시에 초기자세에 대한 캘리브레이션 보조 장치로써, 이 장치는 인체의 자세와 센서(마커) 부착 부위의 매핑 문제로 생기는 인체 동작 데이터의 오류를 줄여줄 수 있다.As described above, the initial posture calibration device used in the human body motion analysis of the present invention is a calibration aid for the initial posture when analyzing the human body motion using a body-attached marker method or a body-attached IMU sensor. It is possible to reduce errors in human body motion data caused by mapping problems of the sensor (marker) attachment site.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also included in the scope of the present invention. that fall within the scope of the right.

100: 좌식 캘리브레이션 의자부 110: 밑판
120: 다리 130: 지지판
140: 뒷판 200: 하지 거치대
210: 커버 220: 지지대
300: 마커100: seated calibration chair 110: bottom plate
120: leg 130: support plate
140: back plate 200: lower extremity holder
210: cover 220: support
300: marker

Claims (3)

엉덩이를 걸치기 위한 밑판과, 상기 밑판의 중앙에 부착되어 밑판을 지면으로부터 공중에 떠받치는 다리와, 상기 다리의 하단에 부착되어 지지하는 원통형 다리 지지판, 및 상기 밑판의 한 변에 부착되어 밑판 위에 앉는 사람의 등을 지지하는 등판으로 구성된 좌식 캘리브레이션 의자부; 및
발바닥과 종아리를 감싸는 커버와, 상기 커버의 후면과 일측이 결합되며 다른 일측이 밑판 하부면에 결합되어 좌우로 조정할 수 있는‘ㄱ’자형의 지지대로 구성된 하지 거치대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치. A base plate for hanging the buttocks, a leg attached to the center of the base plate to support the base plate in the air from the ground, a cylindrical leg support plate attached to the lower end of the leg to support it, and a base plate attached to one side of the base plate to sit on the base plate A seated calibration chair portion composed of a backrest supporting a person's back; and
Human body characterized in that it includes; a lower extremity cradle composed of a cover covering the sole and calf, and a 'L'-shaped support that can be adjusted left and right by connecting the rear surface and one side of the cover and the other side coupled to the lower surface of the base plate. Initial posture calibration device used for motion analysis. 제1항에 있어서,
상기 밑판은 등판과 수직으로 일체형으로 형성하며, 환자의 대퇴부 길이에 따라 앞뒤로 길이를 조절 가능한 것을 특징으로 하는 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치. According to claim 1,
The base plate is formed vertically and integrally with the back plate, and the initial posture calibration device used for human body motion analysis, characterized in that the length can be adjusted back and forth according to the length of the patient's thigh. 제1항에 있어서,
상기 커버는 환자의 정강이 길이에 따라 위아래로 길이가 조정 가능하며,
상기 지지대는 환자의 양다리 폭에 맞추어 좌우로 조정 가능한 것을 특징으로 하는 인체동작분석에 이용되는 초기자세 캘리브레이션 장치.According to claim 1,
The length of the cover can be adjusted up and down according to the length of the patient's shin,
The initial posture calibration device used for human body motion analysis, characterized in that the support is adjustable left and right according to the width of both legs of the patient.
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