• 제목/요약/키워드: movement sensor

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무선 센서를 활용한 요추 가동 범위의 실시간 3차원 측정 (Real-time 3-Dimensional Measurement of Lumbar Spine Range of Motion using a Wireless Sensor)

  • 정우혁;지혜미;박재현
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.713-718
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    • 2012
  • Lumber spine range of motion has been used to measure of physical and functional impairment by various tools from a ruler to 3D kinematic devices. However, pre-existing tools have problems in either movement or accuracy and reliability limitations. Accurate devices are limited by fixed space whereas simple devices are limited in measuring complex movements with less accuracy. In order to solve the location, movement and accuracy limitations at once, we have developed a novice measurement device equipped with accelerometer sensor and gyroscope sensor for getting three-dimensional information of motion. Furthermore, Kalman filter was applied to the algorithm to improve accuracy. In addition, RF wireless communication was added for the user to conveniently check measured data in real time. Finally, the measurement method was improved by considering the movement by a reference point. An experiment was conducted to test the accuracy and reliability of the device by conducting a test-retest reliability test. Further modification will be conducted to used the device in various joints range of motion in clinical settings in the future.

Optimal sensor placement under uncertainties using a nondirective movement glowworm swarm optimization algorithm

  • Zhou, Guang-Dong;Yi, Ting-Hua;Zhang, Huan;Li, Hong-Nan
    • Smart Structures and Systems
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    • 제16권2호
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    • pp.243-262
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    • 2015
  • Optimal sensor placement (OSP) is a critical issue in construction and implementation of a sophisticated structural health monitoring (SHM) system. The uncertainties in the identified structural parameters based on the measured data may dramatically reduce the reliability of the condition evaluation results. In this paper, the information entropy, which provides an uncertainty metric for the identified structural parameters, is adopted as the performance measure for a sensor configuration, and the OSP problem is formulated as the multi-objective optimization problem of extracting the Pareto optimal sensor configurations that simultaneously minimize the appropriately defined information entropy indices. The nondirective movement glowworm swarm optimization (NMGSO) algorithm (based on the basic glowworm swarm optimization (GSO) algorithm) is proposed for identifying the effective Pareto optimal sensor configurations. The one-dimensional binary coding system is introduced to code the glowworms instead of the real vector coding method. The Hamming distance is employed to describe the divergence of different glowworms. The luciferin level of the glowworm is defined as a function of the rank value (RV) and the crowding distance (CD), which are deduced by non-dominated sorting. In addition, nondirective movement is developed to relocate the glowworms. A numerical simulation of a long-span suspension bridge is performed to demonstrate the effectiveness of the NMGSO algorithm. The results indicate that the NMGSO algorithm is capable of capturing the Pareto optimal sensor configurations with high accuracy and efficiency.

최적의 전동휠체어 시트 평형유지를 위한 상호보안 필터 기반의 스마트 제어 시스템 연구 (Optimal Power Maintain of Electric Wheelchair by using Applying Complementary Filter on the Smart Control System)

  • 박상현;김진술
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.355-363
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    • 2015
  • 본 논문에서는 ATmega기반의 스마트 제어보드를 이용하여, 지형의 경사로에 따라 실시간으로 전동휠체어의 시트를 제어하는 시스템을 제안한다. 스마트 제어보드에는 자이로 및 가속도 센서와 Tilt센서가 포함되어 있으며, 전동휠체어가 다양한 경사로 지형을 지나갈 때 실시간으로 2개의 센서를 이용하여, 지형을 파악할 수 있도록 구성되었다. 본 논문에서는 정확한 지형을 파악할 수 있도록 자이로 센서와 가속도 센서 기반에 상호보안 필터를 적용하여, 전동휠체어가 이동 중에 출력되는 센서 값의 노이즈를 해결하였다. 이를 기반으로 전동휠체어가 이동시 센서 출력 값의 노이즈로 인하여, 시트가 지속적으로 흔들리지 않고 안정적으로 시트 평행을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 사용자의 편의를 위해 전동휠체어에 익숙하지 않은 사람들이 쉽게 제어할 수 있도록 스마트 폰 기반의 제어 플랫폼을 제공한다. 스마트 폰의 제어플랫폼은 전동휠체어의 현재 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 욕창 방지와 관련하여, 시트의 기울기를 임의적으로 제어할 수 있도록 도와준다.

인체동작 모니터링 위한 광섬유 기반 의류 소매형 동작센서 연구 (A study on the sleeve-shaped platform of POF-based joint angle sensor for arm movement-monitoring clothing)

  • 강다혜;이영재;이정환;이주현
    • 감성과학
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    • 제14권2호
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    • pp.221-226
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    • 2011
  • 인체의 동작 센싱 방법에 대한 연구가 다양하게 진행되어 왔으나, 기존의 동작 센싱 방식에는 많은 한계점들이 있다. 기존의 동작 센싱 방식의 한계점을 보완하기 위한 일환의 노력으로, 이 논문에서는 비구속적인 동작 센싱이 가능한 광섬유 기반 의류 소매형 동작센서를 탐색적으로 연구하는데 목표를 두었다. 이 논문에서는 광섬유 기반의 의류 소매형 동작 센서를 고안하고, 이를 통하여 일상생활 중에 다양한 동작을 센싱하는 것이 가능한가에 대하여 탐색적 연구를 수행하였다. 또한 본 연구의 범위는 광섬유 기반 동작센서의 가능성 여부와 주요 요건을 탐색하는 것이며, 소매 패턴과 봉제 방식의 특성, 착용자의 체형 특성이 미친 영향은 연구 범위에서 제외되었다. 이러한 방식으로 의복에 적용 가능하도록 고안된 광섬유 기반 의류 소매형 동작센서는, 기존의 동작 센싱 시스템에 비하여 더욱 미세한 인체 동작 측정이 가능하며 시간 공간의 제약 없이 저 비용으로 인체 동작 측정이 가능하다는 장점을 갖는다.

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액적의 충격력 측정을 위한 유연 멤브레인 센서의 PDMS 변형에 의한 민감도의 영향 (The Effect of the Deformation on the Sensitivity of a Flexible PDMS Membrane Sensor to Measure the Impact Force of a Water Droplet)

  • 강동관;이상민
    • 한국기계가공학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.16-21
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    • 2022
  • This study investigates the effect of the deformation on the sensitivity of a flexible polydimethylsiloxane (PDMS) membrane sensor. A PDMS membrane sensor was developed to measure the impact force of a water droplet using a silver nanowire (AgNW). The initial deformation of the membrane was confirmed with the application of a tensile force (i.e., tension) and fixing force (i.e., compressive force) at the gripers, which affects the sensitivity. The experimental results show that as the tension applied to the membrane increased, the sensitivity of the sensor decreased. The initial electrical resistance increased as the fixing force increased, while the sensitivity of the sensor decreased as the initial resistance increased. The movement of the membrane due to the impact force of the water droplet was observed with a high-speed camera, and was correlated with the measured sensor signal. The analysis of the motion of the membrane and droplets after collision confirmed the periodic movement of not only the membrane but also the change in the height of the droplet.

Intelligent robotic walker with actively controlled human interaction

  • Weon, Ihn-Sik;Lee, Soon-Geul
    • ETRI Journal
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    • 제40권4호
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    • pp.522-530
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    • 2018
  • In this study, we developed a robotic walker that actively controls its speed and direction of movement according to the user's gait intention. Sensor fusion between a low-cost light detection and ranging (LiDAR) sensor and inertia measurement units (IMUs) helps determine the user's gait intention. The LiDAR determines the walking direction by detecting both knees, and the IMUs attached on each foot obtain the angular rate of the gait. The user's gait intention is given as the directional angle and the speed of movement. The two motors in the robotic walker are controlled with these two variables, which represent the user's gait intention. The estimated direction angle is verified by comparison with a Kinect sensor that detects the centroid trajectory of both the user's feet. We validated the robotic walker with an experiment by controlling it using the estimated gait intention.

Motion recognition LED lamp technology using infrared ray sensor

  • Zouhaier, Muhamud
    • 한국인공지능학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.1-3
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    • 2016
  • These days, citizens are interested in the energy. IT technology needs to develop and to make use of energy effectively and to save energy. In this study, motion recognition LED lamp was used to have good energy efficiency and to be made of environment friendly material. The purpose of development of the lamp was to add motion recognition to LED lamp. In this study, infrared ray sensor's distance measurement was used to develop LED lamp. Most of the lamps were used under dark environment, so that infrared ray sensor was used to perceive movement under dark environment. And, LED lamp with good efficiency and less power consumption was used to increase efficiency. Citizens were interested in perception of the movement to distinguish from conventional type of the lamps.

손가락 재활로봇의 5축 힘/모멘트센서를 이용한 손 누름제어 (Hand Pressing Control Using the Five-Axis Force/Moment Sensor of Finger Rehabilitation)

  • 김현민;김갑순
    • 센서학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.192-197
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    • 2012
  • This paper describes the control of the hand fixing system attached to the finger rehabilitation robot for the rehabilitation exercise of patient's fingers. The finger rehabilitation robot is used to exercise the finger rehabilitation, and a patient's hand is safely fixed using the hand fixing system. In this paper, the hand fixing system was controlled with PD gains to fix a palm of the hand, and the characteristic test for the hand fixing system was carried out to sense the fixed hand movement of the front and the rear, that of the left and the right, and that of the upper. It is thought that the hand fixing system could safely fix the hand, and the movement of the fixed hand could be perceived using the five-axis force/moment sensor attached to the hand fixing system.

수중 센서 네트워크에서 향상된 인식 효율성을 위한 센서의 배치 및 이동 알고리즘 (Sensor deployment and movement algorithm for improvement sensing efficiency in the Underwater Wireless Sensor Networks)

  • 이종근;박현훈;박진호;김성운
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.63-64
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    • 2007
  • The Underwater Wireless Sensor Networks (UWSN) consists of sensor nodes equipped with limited sensing coverages, energy resources and communication capacity. Hence, the deployment and movement algorithm is a key issue that needs to be organized in order to improve the sensing efficiency of the networks. In this paper, we use a Queen problem and Knapsack problem to prevent the reiteration phenomenon of sensors, to guarantee improvement sensing coverage and efficiency in the 3D UWSN.

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모바일 센서노드들의 협동형 단계적 이동기법 기반의 에너지 효율적인 동적 센서네트워크 커버리지 관리 (Collaborative Stepwise Movement of Mobile Sensor Nodes for Energy Efficient Dynamic Sensor Network Coverage Maintenance)

  • 한녹손;김성환
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제16C권4호
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    • pp.535-542
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    • 2009
  • 무선센서네트워크는, 다수의 센서노드가 넓은 지역에 배치되어 자신의 전원에 의해 동작하고 다른 센서노드와 협력하여 환경검침 또는 물리량 검침을 수행하는 무선네트워크로 정의한다. 각각의 센서노드들은 자신의 배터리전원소모를 최소화하여, 장기간 사용할 수 있어야 하며, 센서 노드를 적절하게 배치하여 전체 네트워크 커버리지를 제공할 수 있어야 무선센서네트워크의 수명을 늘일 수 있다. 초기 센서노드의 배치로는 센서들의 배터리 수명 등의 이유로 제약이 있으며, 모바일센서노드는 센서가 이동하여 새로운 커버리지를 제공함으로써, 이러한 제약조건을 완화할 수 있다. 본 논문에서는 perimeter coverage property를 만족하는 모바일 센서들의 단계적인 이동을 통한 커버리지 제공기법을 제안한다. 각각의 모바일 센서노드들은 이웃한 센서노드들이 dead 노드인지 판단하게 되며, dead 노드인 경우, 센서네트워크의 커버리지 hole을 만드는지 여부를 판단한 후, 각각의 모바일 센서노드들은 hole의 중심점을 계산하고, 관련된 센서노드들이 협동하여, 단계적으로이동하여, 최종 hole을 커버하는 새로운 센서네트워크를 형성하게 된다. 본 제안기법을 시뮬레이션하여 DCM 기법과 비교한 결과, 에너지 효율을 결정하는 전체 움직임거리 측면에서 최소 50% 이상의 성능향상을 보임을 확인하였다.