• 한국CDE학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.62-70
• /
• 2012

This paper proposes a novel discomfort assessment method for truck ingress and egress motions based on the maximum-voluntary-contraction (MVC) ratios of muscles obtained by biomechanical analysis of human musculoskeletal models. In this study, a human motion to enter and exit a truck cabin with different types and heights of footsteps is first measured using an optical motion capture system and load sensors. Next, in a biomechanical analysis system, a human musculoskeletal model with contacting conditions on footsteps and handles is modeled, and then joint torques and muscles forces are calculated by inverse dynamics of the musculoskeletal model with the motion data. Finally, the MVC ratios for the muscles are calculated and their statistical values are used as the measure of discomfort. To ensure the feasibility of our method, subjective discomfort levels have been investigated through the participants' experiments and questionnaires and compared to the results of our method. Comparing to the existing methods based on joint angles or torques, our approach provide a more essential criterion for discomfort because it is based on the muscle contraction by which an active human motion is basically generated.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제9권12호
• /
• pp.1-9
• /
• 2009

인형은 여러 가지 재료를 사용하여 사람의 모습을 축소하여 만든 모형으로써 인형극의 한 구성요소를 담당하며 지금까지 인간의 문화 활동의 일부분을 담당해왔다. 그러나 전문가들의 감소, 기술 전수의 어려움 등으로 인해 인형극의 수요와 공급 감소현상이 지속됨에 따라 인형극의 자동화를 목적으로 하는 Robotic Marionette에 대한 연구가 세계적으로 진행되고 있다. 즉, 실제 전통적 줄 인형을 제어하는 컨트롤러를 모터로 대체하기 위한 구조 설계와 줄 인형의 동작표현을 위한 효율적인 프로세스의 개발이 필요하다. 따라서 본 논문은 첫째, 모셥캡쳐와 3D 프로그램을 통해 나온 모션 데이터의 가공 및 생성방법과 둘째, 줄 인형의 동작표현에 효과적인 방안을 제시한다. 셋째, 3차원 모션 데이터를 활용, 시뮬레이션의 선행 방안을 제시함에 따라 실제 Robotic Marionette System을 구축할 때 발생하는 제작 오류와 비용을 최소화하는 방법을 제안하도록 한다.

• 감성과학
• /
• 제12권3호
• /
• pp.259-266
• /
• 2009

오늘날 3D 캐릭터 애니메이션은 실사영화, 애니메이션, 게임, 광고 등 대다수의 영상물에서 쉽게 접할 수 있다. 하지만, 이러한 캐릭터의 부드러운 움직임은 모션캡쳐(Motion Capture)와 같은 고가의 장비를 통해 얻어진 데이터를 숙련된 애니메이터들이 오랜 시간 키 프레임(Key Frame)을 수정함으로써 얻어진다. 경우에 따라서는 애니메이터 개인의 감성적 기준에 따라 제작되어진 캐릭터의 행동이 관객들의 보편적 기대치와 다를 때도 있는데, 이것은 제작되어진 캐릭터의 행동과 관객들의 감성반응에 대한 객관적 관계식이 정립되지 못했기 때문이다. 3D 캐릭터의 걸음걸이를 대상으로 한 본 연구에서는 상기의 관계식 추출과 정립을 위한 실험장비로서 3D Studio MAX Script를 이용한 3차원 회전의 연산 툴을 제안한다. $2{\sim}3$개의 바이패드 데이터 수정과 합성을 주요기능으로 삼고 있는 이 툴을 통해 걸음걸이와 감성반응 사이의 정량적 관계식에 접근하기 위한 다양한 연구가 용이하게 되었다.

• 한국운동역학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.495-501
• /
• 2011

The purpose of this study was to develop the inertial sensor module system to detect gait event using single angular rate sensor(gyroscope), and evaluate the accuracy of this system. This sensor module is attached at the heel and gait events such as heel strike, foot flat, heel off, toe off are detected by using proposed automatic event detection algorithm. The developed algorithm detect characteristics of pitch data of the gyroscope to find gait event. To evaluate the accuracy of system, 3D motion capture system was used and synchronized with sensor module system for comparison of gait event timings. In experiment, 6 subjects performed 5 trials level walking with 3 different conditions such as slow, preferred and fast. Results showed that gait event timings by sensor module system are similar to that by kinematic data, because maximum absolute errors were under 37.4msec regardless of gait velocity. Therefore, this system can be used to detect gait events. Although this system has advantages of small, light weight, long-term monitoring and high accuracy, it is necessary to improve the system to get other gait information such as gait velocity, stride length, step width and joint angles.

• 한국운동역학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.123-129
• /
• 2012

Simple camera-based system for evaluation of lower limb alignment as a part of an automated cycling fitting system was developed and verified in this study. Developed imaging system can evaluate lower limb alignment quantitatively during pedaling using a general camcorder and single marker attached on the knee. Threshold-based marker detection algorithm was proposed in this study. Experiment was carried out to compare the trajectory data from marker detection algorithm of the developed imaging system with the trajectory data from 3-D motion capture system. Results showed that average error between trajectories was 2.33 mm (0.92 %) in the vertical direction and 0.62 mm (1.86 %) in the medio-lateral direction. There existed significant correlation between two measured values (r=0.9996 in the vertical direction and r=0.9975 in the medio-lateral direction). It can be concluded that developed imaging system be applied to evaluate lower limb alignment which is an important factor for dynamic bicycle fitting.

• 한국운동역학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.105-112
• /
• 2019

Objective: The main purpose of this study was to investigate the effects of wearing an ankle weight belt while performing gait in water by focusing on the effect of using ankle weights have on the gait kinematics and the muscle activities for developing optimum training strategies. Method: A total of 10 healthy male university students were recruited for the study. Each participant was instructed to perform 3 gait conditions; normal walking over ground, walking in water chest height, and walking in water chest height while using ankle weights. All walking conditions were set at control speed of $4km/h{\pm}0.05km/h$. The depth of the swimming pool was at 1.3 m, approximately chest height. The motion capture data was recorded using 6 digital cameras and the EMG was recorded using waterproof Mini Wave. From the motion capture data, the following variables were calculated for analysis; double and single support phase (s), swing phase (s), step length (%height), step rate (m/s), ankle, knee, and hip joint angles ($^{\circ}$). From the electromyography the %RVC of the lower limb muscles medial gastrocnemius, rectus femoris, erector spinae, semitendinosus, tibialis anterior, vastus lateralis oblique was calculated. Results: The results show significant differences between the gait time, and step length between the right and left leg. Additionally, the joint angular velocities and gait velocity were significantly affected by the water resistance. As expected, the use of the ankle weights increased all of the lower leg maximum muscle activities except for the lower back muscle. Conclusion: In conclusion, the ankle weights can be shown to stimulate more muscle activity during walking in chest height water and therefore, may be useful for rehabilitation purposes.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제7권6호
• /
• pp.549-558
• /
• 2001

동작 포착 시스템에 의해 기록된 동작 데이타를 재사용하는 것은 비용 절감이나 작업과정의 효율성 증대를 위해 매우 중요한 기술이다. 그러나 기록된 데이타의 동작 곡선이 제어점을 가지고 있지 않기 때문에 상호작용을 통한 동작 데이타의 편집이 쉽지 않아서 데이타의 재사용에 어려움이 있다. 기존 동작 데이타를 재사용하는 기술로서 많은 학자들은 조각 동작(Clip motion)들을 부드럽게 연결하여 새로운 동작을 만들어 내는 동작 전이 기술을 제안하고 있다. 본 논문에서는 이러한 동작 전이 기술의 구현 방법으로 균등 자세 지도(Uniform Posture Map: UPM)알고리즘을 제안한다. 학습 단계에서 UPM은 다관절체의 다양한 자세들을 비감독 경쟁 학습을 통해 양자화한다. 이 단계에서 서로 유사한 자세를 나타내는 출력 뉴런을 기하학적으로 근접한 위치에 배치해서 다관절체의 전체 동작 지도를 생성한다. 생성된 UPM의 이러한 특징을 이용해서 적용된 두 동작의 중간 자세를 만들어 내고, 이 자세를 전체 중간 동작을 만들어 내는 키 프레임으로 사용한다. 많은 계산량이 요구되며, 결과 동작을 제어하기가 어려운 다른 동작 전이 알고리즘들과 비교하여 UPM 알고리즘은 중간 동작 생성에 상대적으로 적은 계산량을 요구하며, 하나의 변수를 이용하여 생성된 동작을 제어할 수 있어서 편리한 상호작용 작업 환경을 제공한다. 특히 자기 조직 지도(Self-Organizing Mpa: SOM) 알고리즘을 이용해 자세 지도를 생성할 때, 실제로 존재하지 않은 자세가 포함될 수 있는 가능성을 학습 단계에서 제거함으로써 자세 생성에 있어서 안정성을 확보할 수 있다. 이로 인해 선형 보간법에 비해서 실제 동작에 가까운 동작 곡선을 생성함으로써 보다 자연스러운 동작을 만들어 낼 수 있다. 본 논문에서 제안된 동작 전이 기법은 삼차원 애니메이션 제작, 삼차원 게임, 가상 현실 등의 다양한 분야에 유용하게 적용될 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제10권5호
• /
• pp.90-98
• /
• 2010

본 논문은 얼굴 모션 데이터를 벡터 기반 캐리커처의 얼굴에 적용하여 캐리커처 얼굴 표정 애니메이션을 생성할 수 있도록 하는 방법론을 기술한다. 본 방법은 일러스트레이터의 플러그인 형식으로 구현하였으며, 별도의 사용자 인터페이스를 갖추고 있다. 실험에 사용된 얼굴 모션 데이터는 28개의 소형 마커를 배우 얼굴의 주 근육 부분에 부착하고 다양한 다수 개의 표정을 Facial Tracker로 캡처한 것이다. 캐리커처는 모션데이터와의 연결을 위해 모션 캡처를 할 때 배우의 얼굴에 부착된 주요 마커의 위치와 동일한 부위에 각각의 제어점을 가진 베지어 곡선 형태로 제작되었다. 그러나 얼굴 모션 데이터는 캐리커처에 비하여 공간적인 규모가 너무 크기 때문에 모션 캘리브레이션 과정을 거쳤으며, 사용자로 하여금 수시로 조절이 가능하게 하였다. 또한 캐리커처와 마커들을 연결시키기 위해서는 사용자가 얼굴 부위의 각 명칭을 메뉴에서 선택한 다음, 캐리커처의 해당 부위를 클릭함으로써 가능하게 하였다. 결국 본 논문은 일러스트레이터의 사용자 인터페이스를 통하여 벡터 기반 캐리커처에 얼굴 모션 데이터를 적용한 캐리커처 얼굴 표정 애니메이션 생성이 가능하도록 하였다.

• 한국의류산업학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.109-121
• /
• 2012

This study aims at developing ergonomics patterns for the sleeve of structural firefighting protective clothing through 3D motion analysis in order to ensure efficiency and safety of firefighters who are exposed to harmful environment at work. A new research pattern was developed by applying the total results of 3D motion analysis, changes of body surface length measurements, and 2D data on 3D body shape analysis on the size 3 patterns of the existing coat sleeve. For the sleeves, we used the body surface length of the range of shoulder's flexion and the joint angle of the range of wrist's ulnar deviation. And for the production of structural firefighting protective clothing using the research pattern, we recruited a recognized producer of structural firefighting protective clothing designated by KFI. Unlike everyday clothes, structural firefighting protective clothing should be able to fully protect the wearers from the harmful environment that threatens their lives and should not cause any restrictions on their movement. Therefore, the focus of research and development of such protective clothing should be placed on consistent development of new technologies and production methods that will provide protection and comfort for the wearer rather than production cost reduction or operational efficiency. This study is meaningful as it applied 3D motion analysis instead of the existing methods to develop the patterns. In particular, since 3D motion analysis enables the measurement of the range of motion, there should be continuous research on the development of ergonomics patterns that consider workers' range of motion.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권11호
• /
• pp.1391-1398
• /
• 2011

본 논문은 장비의 동작분석기법을 이용하여 운전자가 핸들을 돌릴 때 팔의 관절 운동에 대한 생체역학적 해석을 수행하였다. 모형 운전석에서 운전자가 핸들을 돌릴 때 모션 캡쳐(motion capture) 시스템을 이용하여 팔의 3차원 운동궤적을 구하고, 이 결과를 이용하여 팔의 근-골격계 모델에 대한 역기구학 해석과 역동역학 해석을 수행함으로써 팔 관절의 변위와 관절 토크의 크기를 계산하였다. 각 관절의 회전 운동은 동시에 복합적으로 발생하며, 관절 운동의 크기의 관점에서 팔꿈치 관절의 회내-회외, 어깨 관절의 내전-외전, 굴곡-신전, 손목 관절의 굴곡-신전 등이 주요한 운동임을 확인할 수 있었다. 모형 운전석의 운전 자세, 핸들의 각도 및 좌석에 대한 상대적 위치와 관련된 설계변수에 대한 관절운동의 민감도 해석을 통하여 운전 자세와 핸들의 위치가 조향 동작에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다.