Science of Emotion and Sensibility (감성과학)

Korean Society for Emotion and Sensibility (한국감성과학회)
권호 표지

Walking Intention Detection using Fusion of FSR and Tilt Sensor Signals

저항 센서와 기울기 센서의 융합에 의한 보행 의도 감지

  • Jang, Eun-Hye (Cognitive Technology Research Team, Robot/Cognition System Research Department, Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Chun, Byung-Tae (Department of Web Information Engineering, Hankyong National University) ;
  • Lee, Jae-Yeon (Cognitive Technology Research Team, Robot/Cognition System Research Department, Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Chi, Su-Young (Cognitive Technology Research Team, Robot/Cognition System Research Department, Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Kang, Sang-Seung (Cognitive Technology Research Team, Robot/Cognition System Research Department, Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Cho, Young-Jo (Cognitive Technology Research Team, Robot/Cognition System Research Department, Electronics and Telecommunications Research Institute)
  • 장은혜 (한국전자통신연구원 로봇/인지시스템연구부 인지기술연구팀) ;
  • 전병태 (한경대학교 웹정보공학과) ;
  • 이재연 (한국전자통신연구원 로봇/인지시스템연구부 인지기술연구팀) ;
  • 지수영 (한국전자통신연구원 로봇/인지시스템연구부 인지기술연구팀) ;
  • 강상승 (한국전자통신연구원 로봇/인지시스템연구부 인지기술연구팀) ;
  • 조영조 (한국전자통신연구원 로봇/인지시스템연구부 인지기술연구팀)
  • Received : 2010.05.25
  • Accepted : 2010.08.02
  • Published : 2010.09.30
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Abstract

In the aging society, the walking assist robot is a necessary device for being able to help the older and the lower limb disabled people to walk. In order to produce a convenient robot for the older and the lower limb disabled, it is needed for the research to detect the implicit walking intention and to control robot by a user's intention. This study is a previous study to develop the detection model of the walking intention and analyze the user's walking intention while a person is walking with Lofstrand crutches, by the combination of FSR and tilt signals. The FSR sensors attached user's the palm and the soles of foot are sensing force/pressure signals from these areas and are used for detecting the walking intention and states. The tilt sensor acquires roll and pitch signal from area of vertebrae lumbales and reflects the pose of the upper limb. We can recognize the user's walking intention such as 'start walking', 'start of right or left foot forward', and 'stop walking' by the combination of FSR and tilt signals can recognize.

보행보조로봇은 고령화 사회에 노인 복지 및 중증 신경계 손상을 입은 환자에게 이동을 도울 수 있는 반드시 필요한 장비이다. 특히, 하지 마비 환자를 위한 보행보조로봇의 편리성을 위해서는 환자의 보행 의도를 내현적으로 파악함으로써 환자 의지에 따라 로봇을 통제할 수 있어야 한다. 본 논문은 보행 의도 감지 모델을 개발하기 위한 선행 연구로, 먼저 저항 센서와 기울기 센서의 융합을 통하여 3족 보행 모델을 기반으로 사용자의 보행 의도를 분석하였다. 저항 센서는 사용자의 양쪽 손바닥과 발바닥에 각각 부착되어, 부착된 위치의 압력을 센싱하였다. 양쪽 손바닥의 신호는 보행 의도를 파악하기 위해, 발바닥의 신호는 보행 단계를 확인하기 위하여 사용되었다. 기울기 센서는 몸의 움직임 상태를 측정하기 위한 센서로서, 사용자의 등 부분, 요추에 부착되어 상체의 움직임(roll, pitch)을 센싱하였다. 연구 결과, 사용자가 지팡이를 바닥에 짚을 때 양 손바닥에서 측정되는 2개의 저항 신호만으로 기본적인 보행 의도를 파악할 수 있었으나, 기울기 센서 정보를 함께 이용함으로써 오른발 뻗기, 왼발 뻗기 등의 움직임을 시작하려는 상태 등에 대한 보행 의도를 보다 구체적으로 확인할 수 있었다. 결론적으로, 본 연구를 통하여 저항센서와 기울기 센서의 융합에 기반한 사용자의 보행 의도를 감지할 수 있었다.

Keywords

References

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