Motion Sensor Data Normalization Algorithm for Pedestrian Pattern Detection

보행 패턴 검출을 위한 동작센서 데이터 정규화 알고리즘

In this paper, three axial accelerometer was used to develop a small sensor module, which was attached to human body to calculate the acceleration in gravity direction by human motion, when it was positioned in any direction. To measure its wearer's walking or running motion using the sensor module, the acquired sensor data was pre-processed to enable its quantitative analysis. The acquired digital data was transformed to orthogonal coordinate value in three dimension and calculated to be single scalar acceleration data in gravity direction and normalized to be physical unit value. The normalized sensor data was used to detect walking pattern and calculate their step counts. Developed algorithm was implemented in the form of PDA application. The accuracy of the developed sensor to detect step count was about 97% in laboratory experiment.

본 연구는 3축 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. 센서모듈로부터 데이터의 획득, 가능한 범위의 직교 좌표계로 변환, 중력방향의 단일 스칼라 값 변환의 과정으로 센서 출력 데이터를 정규화 하였다. 정규화된 센서 데이터를 사용하여 보행 패턴 중에서 걷기 횟수를 구분할 수 있는 알고리즘을 적용한 개인휴대정보단말용 응용 프로그램을 작성하였다. 연구실 환경에서의 실험에서 개발된 알고리즘 및 장치의 보행수 측정 정확도는 약 97%이었다.