• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.1564-1572
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• 2010

본 연구에서는 3축 가속도 신호를 이용하여 낙상과 낙상 방향을 검출하는 시스템을 구현하였다. 가속도 신호는 3축 가속도 센서로부터 획득하였으며, 획득된 신호를 USB 인터페이스를 통하여 PC에 전달하였다. PC에 전송된 신호를 제안한 알고리즘을 사용하여 낙상을 검출하였으며, 퍼지 분류기를 사용하여 낙상의 방향을 분류하였다. 실험을 위하여 실험대상군 6명 선정하였으며, 가슴에 가속도계를 부착한 후 실험을 수행하였다. 실험대상자는 5초 동안 정상 보행을 한 후 4 가지 방향(전 후 좌 우)으로 낙상이 발생하도록 하였으며, 낙상에 소요되는 시간은 최소 2초로 설정하였다. 본 연구에서 제안된 알고리즘을 이용하여 낙상을 검출하였으며 낙상 발생 후 1초부터 데이터를 분석하고 퍼지 분류기를 이용하여 낙상방향을 분류하였다. 낙상 검출율은 평균 94.79%이었다. 낙상 방향에 따른 분류율은 front_fall은 95.83%, back_fall은 100%, left_fall 은 87.5%, right_fall은 95.83%이었다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권2호
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• pp.59-64
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• 2008

본 연구는 3축 가속도 센서를 허리에 부착하여 실시간으로 스포츠 동작분류를 할 수 있는 모니터 링에 관한 연구를 실시하였다. 이 모니터링 시스템은 스포츠 동작의 기본이라고 할 수 있는 걷기, 달리기, 자세변화 동지 정지상태의 동작들과 추가적으로 사이클링 동작을 분류할 수 있도록 하였다. 또한 운동 시에 발생할 수 있는 낙상을 감지하여 위급상황에 대한 정보도 나타나게 하였다. 가속도센서모듈은 인체에 부착된 형태로 스포츠 활동을 모니터링하기 위하여 소형으로 설계되었으며 활동에 방해가 되지 않게 허리에 부착되었다. 측정된 데이터는 RF통신을 통해 PC로 전송되며 알고리즘을 통해 실시간으로 동작분류를 시행하게 된다. 개발된 알고리즘을 검증하기 위한 실험으로 5명의 피험자를 대상으로 서로 다른 속도의 걷기, 달리기, 사이클링 동작을 각각 100초간 실시하였으며 낙상과 자세변화 동작(앉았다 일어서기, 누웠다 일어서기, 서있다 앉기, 누웠다 앉기, 서있다 눕기, 앉았다 눕기)은 각각 20회씩 실행하였다. 그 결과 동작분류 정확도는 95.4%를 나타내었다. 이번 연구에서 스포츠 모니터링을 통하여 정확한 자신의 운동 정보를 알려주고 운동 시에 발생하는 낙상에 대한 위급상황을 알려줌으로써 스포츠 활동에 도움을 주고자 하였으며, 추가적인 연구로 각각의 스포츠 활동에 대한 정확한 에너지 소비 추정 알고리즘을 개발 중에 있다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2005년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.548-551
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• 2005

본 연구에서는 3푹 가속도센서를 소형 센서모듈로 구성하고 이를 사람의 신체 부위에 부착하여 센서의 3차원적 방향에 구애되지 않고 동작에 의한 중력방향의 가속도를 계산할 수 있는 장치와 알고리즘을 개발하였다. 센서모듈을 이용하여 컴퓨터 시스템에 의해 사람의 보행 및 동작을 측정하기 위해서는 정량적인 처리가 가능하도록 데이터를 가공하여야 한다. 센서 모듈로부터 데이터의 획득, 가능한 범위의 직교 좌표계로 변환, 중력방향의 단일 스칼라 값 변환의 과정으로 센서 출력 데이터를 정규화 하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.1-8
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• 2012

본 논문에서는 3축 가속도 동작 감지기를 이용하여 신체활동 에너지 소비량 예측 알고리즘을 구현 하였다. 피험자 33명(남성: 15, 여성: 18명)을 대상으로 트레드밀에서 호흡가스분석기, 3축 가속도 동작 감지기(피트미터)를 허리와 손목에 착용 후 2 km/h ~ 11 km/h 까지 각 단계별 2분 수행 후, 1 km/h 씩 증가 시키면 실험을 진행하였다. 3축 가속도 동작 감지기의 x, y, z축 출력 값을 하나의 대표 값으로 처리하는 신호벡터크기(Signal Vector Magnitude: SVM)와 산소소비량과의 회귀분석을 통하여 신체활동 에너지 소비량 예측 알고리즘을 구현 하였다. 허리, 손목, 허리와 손목의 3축 가속도 동작 감지기 착용 위치에 따라 알고리즘을 구현하고 각각의 알고리즘 별로 비교하여 신체활동의 특성에 따라 선택적으로 이용할 수 있도록 구현 하였다.

• 한국IT서비스학회지
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• 제10권1호
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• pp.65-72
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• 2011

In this paper, we consist of three dimensional acceleration sensor as a small-sized sensor module to acquire base technologies that need to estimate exhibition audience' moving distance. and that we developed algorism and device that can calculate acceleration in gravity direction with attaching it to people's body part without regard to three dimensional direction. By making use of the sensor module, we have to process the data that let it quantitatively process possible to measure people's walk and movement by computer system. We normalized sensor output data in the process of change from sensor module to acquisition of data, rectangular coordinates and single scalar acceleration value in gravity direction. Printed out sensor data attaching sensor module to people's body part is used for motion pattern detection after normalization, Motion sensor devised mode change algorism because it print data of other pattern according to attached position of body. For algorism design, we collected data occurring during walking about subject and we also defined occurring problem domain after analyzing the data. We settle defined problem domain and that we simulated the walking number measuring instrument with highly efficient in restricted environment.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.41-43
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• 2005

PDA-based monitoring is used to acquire continuously the patient's vital signs, including electrocardiography, activity, heart rate and $SpO_2$. In this paper, A biomedical signal acquisition device was designed using 3-axial MEMS accelerometer and 1-ch ECG amplifier, to have the function of monitoring activity and electrocardiography. The proposed system is composed of transmitter and receiver. Through the Zigbee communication, subject's biosignals can be transmitted in real-time to receiver, and transmitted data confirmed using PDA. The packet size used in this device was set not to exceed a maximum payload size of 116 byte. One packet consists of two segments. The transmission speed was 21 packet per second, 420 ECG samples per second, and 42 acceleration samples per second. The proposed method can be used to develop Activities of Daily Living(ADL} monitoring devices for the elderly or movement impaired people and enables patients to be monitored without any constraints. Also, this method will reduce medical costs in the aged society.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제32권2호
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• pp.177-184
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• 2011

In this study, the system for application of the bone stimulation was implemented using high frequency and low strain method. The whole system consists of the high frequency and low strain vibration stimulation system 177 for stimulating bone, LVDT sensor, and wireless sensor based on tri-axial accelerometer. To evaluate the usefulness of the system, the frequencies and accelerations from function generator were applied to the vibration stimulation system. The range of frequency was 17 Hz, 30 Hz, 45 Hz, 50 Hz and the range of acceleration was set 0.3 g, 0.6 g, 1g, and 2 g. The measured frequencies and acceleration using LVDT (linear variable difference transformer) sensor and 3-axial accelerometer were estimated and compared. The range of frequencies average difference was from 0.0 to 0.004 Hz. As the standard deviation of frequencies estimated by LVDT sensor and accelerometer was below 0.03 Hz and the output frequencies of function generator were similar: Also the results of t-test were satisfied with conditions of p > 0.05. And the acquired frequencies and acceleration from vibration measuring device module were estimated and analyzed. As the mean of accelerations was similar to the acceleration applied from function generator. And the standard deviation of acceleration estimated from vibration measuring device module was ranged from 0.019 g to 0.038 g. Also the results of t-test were satisfied with conditions of p > 0.05. Therefore, these results were airy similar to the acceleration applied from function generator. As a result, the usefulness of the system was confirmed. n a further study, clinical experiment will be carried out with the authorization of IRB (institutional review board) so that appropriate frequency and strain would be investigated in clinical field.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권3호
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• pp.520-528
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• 2001

This paper investigates a resonant microaccelerometer that measures acceleration using a built-in micromechanical resonator, whose resonant frequency is changed by the acceleration-induced axial force. A set of design equations for the resonant microaccelerometer has been developed, including analytic formulae for resonant frequency, sensitivity, nonlinearity and maximum stress. On this basis, the sizes of the accelerometer are designed for the sensitivity of 10$^3$Hz/g in the detection range of 5g, while satisfying the conditions for the maximum nonlinearity of 5%, the minimum shock endurance of 100g and the size constraints placed by microfabrication process. A set of the resonant accelerometers has been fabricated by the combined use of bulk-micromachining and surface-micromachining techniques. From a static test of the cantilever beam resonant accelerometer, a frequency shift of 860Hz has been measured for the proof-mass deflection of 4.3${\pm}$0.5$\mu\textrm{m}$; thereby resulting in the detection sensitivity of 1.10${\times}$10$^3$Hz/g. Uncertainty analysis of the resonant frequency output has been performed to identify important issues involved in the design, fabrication and testing of the resonant accelerometer.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.184-188
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• 2008

콘크리트는 균열손상으로 인하여 구조적 품질이 저하되며 결국, 이는 구조물에 심각한 영향을 준다. 이러한 손상을 검사하는 방법으로 육안으로 확인하거나 비파괴 시험법을 주로 이용하고 있으며, 비파괴시험법은 다양한 센서를 이용한다. 이러한 대부분의 센서는 1축에 대한 측정을 하기 때문에 방향성이 불규칙한 균열 손상을 측정하기에는 어려움이 많다. 또한, 화재가 발생하면 이러한 센서는 사용할 수가 없다. 화재발생시 사용할 수 있는 센서는 열전대이며, 이러한 센서는 온도측정을 위해 사용되므로 화재손상으로 발생된 주요 부재 및 구조물의 변형을 측정할 수 없다. 본 연구는 3축 가속도센서와 열전대 센서의 전기 저항적 특성을 이용하여, 외력 및 화재발생으로 구조물의 손상 전과 손상 후의 안전성을 검토할 수 있는 다기능센서를 개발하기 위한 기초적 연구이다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.179-183
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• 2008

콘크리트에서의 손상 검증법은 비파괴 시험법을 주로 이용한다. 이러한 비파괴시험법은 다양한 센서를 이용하지만, 대부분의 손상을 검사하는 방법은 육안으로 확인한다. 비파괴 시험법에서 가속도계를 이용하여 철근 콘크리트 부재 내부의 불규칙한 균열 손상을 측정하기에는 철근의 방향성과 경계조건으로 어려움이 많다. 본 연구에서는 3축 가속도센서를 이용하고 탄성파를 가진하여, 콘크리트 부재 내부에 철근의 배치방향에 따른 영향 검토와 강도가 저하된 부재의 손상을 검토하기 위한 기초적 연구이다.