의족의 자동 보행 모드 변경 알고리즘 개발에는 주로 사용되는 패턴 인식 또는 퍼지 추론 기법을 이용하지만 즉각적인 보행 환경 변화에는 대응하기 어렵다는 단점을 가진다. 이러한 한계점을 해결하고자 본 논문에서는 한 보행 주기 내 특정 보행단계에서의 보행 환경 추정을 통해 다음 걸음의 보행 모드를 자동으로 변환하는 알고리즘을 개발하였다. 제안하는 알고리즘은 마이크로 컨트롤러 내에 이식되어 운용되어야 하므로 계산량과 추정 소요 시간을 고려하여 랜덤포레스트 기반을 사용하여 개발하였다. 개발된 랜덤포레스트 기반의 보행 단계 및 환경 추정 모델은 마이크로 컨트롤러 내에 이식되어 유효성 평가를 진행하였다.
This paper presents a gait control scheme for teleoperation of a quadruped-walking robot. In teleoperation of a walking robot, an operator gives a real-time generated velocity command to a walking robot instead of a moving trajectory. When the direction of the velocity command is changed, the periodic gait is not available because this requires an initial foot position . This paper proposes the aperiodic gait control scheme that can converge to a periodic gait Simulation results are given to demonstrate the efficiency of the proposed control scheme.
본 연구에서 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 보행 진동 측정에 관한 연구를 수행하였다. 보행 진동 측정 시스템의 민감도를 향상시키기 위하여 FBG Seismic sensor 부를 재설계하였다. 성인남성의 평균 걷는 주기 1.5~2.5 Hz를 설계목표인 외부가진 값으로 가정하고, FBG Seismic sensor 부의 1차 모드 고유진동수 값을 외부 가진 주파수 부근 값인 3.5 Hz를 갖도록 CATIA와 ABAQUS를 이용하여 설계하고 제작함으로써 기존의 보행 진동 측정 시스템과 대비하여 민감도를 약 15배 향상 시킬 수 있었고, 침입 감지 분야 적용에 적합함을 확인하였다.
단횡단보도는 보행자가 도로를 두 번에 나누어 횡단하게 하는 횡단보도로 이는 보행대기 시간을 단축할 수 있고 주방향 녹색시간 비율을 증가시켜 신호주기감소 및 차량지체 감소에 효과적이다. 또한 보행자의 횡단거리 감소와 교통섬을 제공하는 기능으로 보행자의 안전 측면에서도 유용하다. 본 연구에서는 도로 기하구조와 보행자의 행동패턴들을 고려한 보행섬의 폭과 길이 등 단일로 상의 이단횡단보도의 설치 준거를 마련하고, 이단횡단보도와 기본형 횡단보도의 사고율을 비교 분석하여 보행자 교통안전 대책을 제시하였다. 본 연구결과, 이단횡단보도의 1억대 km당 사고율은 18.3으로 기본횡단보도 사고율 28.3에 비해 상대적으로 낮은 것으로 분석되었으며 사고발생위치 및 유형분석을 통해 이단횡단보도의 위험지역이 횡단 시작 지점임을 파악하여 이를 바탕으로 보행자 안전지대(여유공간)설치 준거를 제시하였다. 결론적으로 이단횡단보도의 설치준거는 4차로이상 도로에 설치하며 설치시 보행섬의 폭은 유효 보도폭 2.0m 이상이 되도록 차로폭을 조정하는 것이 필요하다. 또한 보행섬의 최소길이는 횡단 보도폭의 2배 길이, 최대길이는 보행자 대기 시간을 고려하여 설치하는 것이 보행자 안전과 이용측면에서 적절할 것으로 사료된다.
이 연구의 목적은 보행자 서비스 수준을 고려한 보행 교통섬의 설계기준을 개발하는데 있다. 이를 위해 이 연구에서는 시뮬레이션 분석을 통해 일정 보행자 서비스 수준 C와 D를 유지할 수 있는 교통섬의 최소 설계 면적과 교차로 기하구조(편도 2차로)를 반영한 임계 보행 교통량을 제시하는데 중점을 두고 있다. 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 보행 서비스 수준 C와 D를 만족하고, 신호주기별 보행 교통량에 따른 총 160개 교통섬의 면적이 VISSIM을 통해 도출된다. 보행 서비스 수준 및 보행 교통량에 따른 교통섬의 면적은 최소 $3.0m^2$에서 최대 $41.0m^2$인 것으로 분석된다. 둘째, 교통섬 운영의 임계 보행 교통량은 편도 2차로와 120-150초 신호주기를 기준으로 서비스수준 C에서 1,000-1,300인/시, 그리고 D에서 1,600-1,800인/시인 것으로 평가된다.
In this study, a new gait phase detection system using both FSR(Force Sensing Resister) sensors and a gyrosensor was developed to detect various gait patterns. FSR sensors were put in self-designed shoe insoles and a gyrosensor was attached to the posterior aspect of a shoe. An algorithm was also developed to determine eight different gait transitions among four gait phases: heel-strike, foot-flat, heel-off and swing. The developed system was compared with the conventional gait phase detection system using only FSR sensors in various gait experiments such as level walking, fore-foot walking and stair walking. In fore-foot walking and stair walking, the developed system showed much better accuracy and reliability to detect gait phases. The developed gait phase detection system using both FSR sensors and a gyrosensor will be helpful not only to determine pathological gait phases but to apply prosthetics, orthotics and functional electrical stimulation to patients with gait disorders.
단일로에 위치한 보행자 신호기는 지역제어기에 사전입력된 값에 의해 매주기마다 보행신호를 제공해 주고, 이로 인해 보행자 교통량이 적은 단일로의 경우 보행자가 없는 경우에도 보행자 신호를 제공함으로써 신호운영상 비효율적인 면이 존재해 왔다. 이로 인해 운전자들은 보행자가 존재하지 않는데도 불구하고, 보행자 신호가 제공됨에 따라 불필요한 신호대기시간을 겪게 되고 교통신호의 비효율적인 운영에 대한 불만이 쌓여 왔고, 그 결과 신호를 위반하고 횡단보도를 통과하는 운전자가 발생함으로써 범법자를 양산하게 되었다. 보행자 안전과 보행자 신호의 효율성을 높이기 위한 방안으로 근래에 일부지역에 보행자작동신호기를 설치하여 운영하고 있지만, 예산 등의 문제 및 보행자작동신호기의 효용성 인식이 부족한 원인 등으로 전국적으로 확대설치가 지연되고 있다. 본 연구에서는 보행자작동신호기 설치 시 비용과 편익을 현장조사 및 시뮬레이션을 이용하여 분석함으로써 이의 효과를 가시적으로 제시하였다. 4개의 연구대상지점을 선정하여 실제 차량 및 보행자교통량을 조사하여 보행자작동신호기의 효과를 검증해 본 결과, 4개소 모두 B/C가 1이 넘어 보행자작동신호기 설치가 타당하다는 결론이 나왔다. 또한 차량교통량과 보행자교통량에 따른 민감도 분석을 한 결과 보행자교통량이 90인/시 보다 많을 경우에는 보행자작동신호기의 효과가 없는 것으로 나타났으며, 보행자 교통량이 90인/시 이하이고, 차량교통량이 2,500대/시 이상일 경우에는 보행자작동신호기에 대한 B/C가 1이 넘어, 이 경우 보행자작동신호기 설치가 타당하다고 나타났다. 또한, 차량교통량이 많고 보행자교통량이 적을수록 그 효과는 더 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서는 보행자작동신호기의 설치기준의 근거를 경제성분석을 통해서 제시하였으며, 본 연구의 결과가 향후 보행자작동신호기 확대설치방안을 뒷받침 할 수 있는 기초자료로 사용될 수 있기를 기대한다.
광폭의 도로에서는 횡단거리가 길어 보행자의 녹색시간이 길게 할당된다. 부도로의 교통량이 적을 때에도 보행자의 최소녹색시간으로 인해 일정시간 이상의 녹색신호시간을 보장해 주어야 하기 때문에 신호주기가 길어지고 주도로의 g/C 비율이 감소하게 되어 교차로 전체의 지체가 증가되는 문제점이 발생한다. 이 같은 문제점을 개선하기 위해 2단 횡단보도의 설치 효과를 차량 측면과 보행자 측면으로 나누어 분석하였다. 차량당 제어지체를 TRANSYT-7F와 VISSIM을 활용하여 산출하였고 그 결과 2단 횡단보도의 차량당 제어지체가 일반 횡단보도에 비해 최소 14.9%에서 최대 85.6% 감소하는 것으로 나타났다. 보행자 측면에서는 해석적 방법으로 두 횡단보도의 보행자 평균 횡단시간을 비교하였으며, 또한 VISSIM을 통한 평균 보행자지체를 산출하여 비교분석하였다. 해석적 방법으로 보행자 평균 횡단시간을 산출한 결과, 두 횡단보도의 큰 차이는 없는 것으로 분석되었다. VISSIM을 활용하여 보행자 지체시간을 산출한 결과, 일반 횡단보도에 비해 2단 횡단보도의 평균 보행자 지체가 13.4%~22.3%까지 감소하는 것으로 분석되었다. 따라서 교통 및 기하조건이 연구결과와 유사한 경우에는 일반 횡단보도에 비해 2단 횡단보도가 차량 및 보행자측면에서 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
Modern society is an interaction between many different environments. It is important to the mutual relationships between people and especially between people and the environment. One of the mutual relationships between people and the environment is the traffic system, especially the traffic signals which give priority to pedestrian and traffic flow. Traffic signals for the pedestrian on the crosswalk contribute to a safe road environment for the pedestrian, while the traffic signals for the pedestrian running for the flickering of the green signal causes psychological stress. Therefore, this study investigated whether the walking velocity was influenced by the flickering of the green signal or not. Also, this study investigated whether the walking distance had an effect on the walking velocity of the elderly pedestrian or not. It was proved that the flickering of the green signal and the walking distance influenced the walking velocity and subjective sensitiveness according to the result of this study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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