보행 분석을 위한 지면 반발력과 발 각도 기반의 신발 센서시스템 개발
Development of Smart Shoe Sensor System for Gait Analysis Based on Plantar Ground Reaction Forces and Foot Angle
- 주제(키워드) 보행분석 , 보행상 , 관절 모멘트 , 족저부 , 운동형상학 , 운동역학 , 무선 , 블루투스
- 발행기관 서강대학교 일반 대학원
- 지도교수 전도영
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000049462
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
In this research, wireless smart shoe sensor system is proposed for quantitative analysis of abnormal gait. For detection of the human gait phase, fuzzy logic algorithm is utilized based on calculated ground reaction forces and foot angle data. Using this algorithm, human gait can be categorized as a set of 7 gait phases in real-time. To analyze bio-mechanical properties of the abnormal gait, ankle joint moment is calculated by using ground reaction forces and foot angle. The walking experiment involving a healthy subject is performed to validate the proposed system and algorithm. Also, the proposed gait analysis algorithm is verified by experiment on the abnormal gait.
more초록/요약
본 논문에서는 보행의 비정상 정도를 정량적으로 판단할 수 있는 무선 신발형 센서 시스템을 개발하였다. 먼저 측정된 지면 반발력과 발의 각도 데이터를 기반으로 보행상(gait phase)을 구분하기 위하여 퍼지 로직을 구성하였다. 이로부터 한 주기 보행 동작을 7개의 단계로 실시간으로 구분하는 것이 가능하다. 또한, 비정상 보행에 따른 운동역학적 특성을 분석하기 위해 측정된 지면 반발력, 지면 반발력이 작용하는 위치 및 발의 각도 데이터를 기반으로 족관절에 작용하는 모멘트를 계산하였다. 제안한 시스템 및 알고리즘은 정상인을 대상으로 수행한 보행실험에 적용되었다. 실험 결과물로부터 보행상의 정확한 구분이 가능하며, 계산된 보행상과 발끌림 보행과 같은 비정상적인 특징을 정량적으로 확인하는 것이 가능함을 검증하였다.
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