• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제15권4호
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• pp.244-249
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• 2017

Wearable sensor-based gait analysis has been widely conducted to analyze various aspects of human ambulation abilities under the free-living condition. However, there have been few research efforts on using wearable sensors to analyze human walking on an unstable surface such as on a ship during a sea voyage. Since the motion of a ship on the unstable sea surface imposes significant differences in walking strategies, investigation is suggested to find better performing wearable sensor-based gait analysis algorithms on this unstable environment. This study aimed to compare two representative gait event algorithms including time domain and frequency domain analyses for detecting heel strike on an unstable platform. As results, although two methods did not miss any heel strike, the frequency domain analysis method perform better when comparing heel strike timing. The finding suggests that the frequency analysis is recommended to efficiently detect gait event in the unstable walking environment.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제9권4호
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• pp.320-328
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• 2021

As the number of visually impaired people steadily increases, interest in independent walking is also increasing. However, there are various inconveniences in the independent walking of the visually impaired at present, reducing the quality of life of the visually impaired. The white cane, which is an existing walking aid for the visually impaired, has difficulty in recognizing upper obstacles and obstacles outside the effective distance. In addition, it is inconvenient to cross the street because the sound signal to help the visually impaired cross the crosswalk is lacking or damaged. These factors make it difficult for the visually impaired to walk independently. Therefore, we propose the design of an embedded system that provides traffic light recognition through object recognition technology, voice guidance using TTS, and upper obstacle recognition through ultrasonic sensors so that blind people can realize safe and high-quality independent walking.

• 감성과학
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• 제13권3호
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• pp.441-448
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• 2010

보행보조로봇은 고령화 사회에 노인 복지 및 중증 신경계 손상을 입은 환자에게 이동을 도울 수 있는 반드시 필요한 장비이다. 특히, 하지 마비 환자를 위한 보행보조로봇의 편리성을 위해서는 환자의 보행 의도를 내현적으로 파악함으로써 환자 의지에 따라 로봇을 통제할 수 있어야 한다. 본 논문은 보행 의도 감지 모델을 개발하기 위한 선행 연구로, 먼저 저항 센서와 기울기 센서의 융합을 통하여 3족 보행 모델을 기반으로 사용자의 보행 의도를 분석하였다. 저항 센서는 사용자의 양쪽 손바닥과 발바닥에 각각 부착되어, 부착된 위치의 압력을 센싱하였다. 양쪽 손바닥의 신호는 보행 의도를 파악하기 위해, 발바닥의 신호는 보행 단계를 확인하기 위하여 사용되었다. 기울기 센서는 몸의 움직임 상태를 측정하기 위한 센서로서, 사용자의 등 부분, 요추에 부착되어 상체의 움직임(roll, pitch)을 센싱하였다. 연구 결과, 사용자가 지팡이를 바닥에 짚을 때 양 손바닥에서 측정되는 2개의 저항 신호만으로 기본적인 보행 의도를 파악할 수 있었으나, 기울기 센서 정보를 함께 이용함으로써 오른발 뻗기, 왼발 뻗기 등의 움직임을 시작하려는 상태 등에 대한 보행 의도를 보다 구체적으로 확인할 수 있었다. 결론적으로, 본 연구를 통하여 저항센서와 기울기 센서의 융합에 기반한 사용자의 보행 의도를 감지할 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제36권5호
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• pp.696-703
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• 2014

In this paper, we present a walking guidance system for the visually impaired for use at subway stations. This system, which is based on environmental knowledge, automatically detects and recognizes both exit numbers and arrow signs from natural outdoor scenes. The visually impaired can, therefore, utilize the system to find their own way (for example, using exit numbers and the directions provided) through a subway station. The proposed walking guidance system consists mainly of three stages: (a) sign detection using the MCT-based AdaBoost technique, (b) sign recognition using support vector machines and hidden Markov models, and (c) three verification techniques to discriminate between signs and non-signs. The experimental results indicate that our sign recognition system has a high performance with a detection rate of 98%, a recognition rate of 99.5%, and a false-positive error rate of 0.152.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.73-81
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• 2018

This paper describes a device platform which the blind can wear to keep path and to get surrounding information during their independent walking. Compared to the existing technologies, the proposed device could be used indoors and outdoors, and maps need not be provided in advance. It is composed of a glasses type device equipped with image sensors, and a portable device that analyzes sensor data for sighted guiding. RGB images and depth images are extracted to generate a walking map based on feature points. It also can cope with the risk of collision with bollard, color cone by applying vertical obstacle detection technology based on floor detection.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제51권6호
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• pp.221-227
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• 2002

In this paper, the system model for the compensation of the low-cost personal navigation system is derived and the error compensation method using GPS is also proposed. WNS(Walking Navigation System) is a kind of personal navigation system using the number of a walk, stride and azimuth. Because the accuracy of these variables determines the navigation performance, computational methods have been investigated. The step is detected using the walking patterns, stride is determined by neural network and azimuth is calculated with gyro output. The neural network filters off unnecessary motions. However, the error compensation method is needed, because the error of navigation information increases with time. In this paper, the accumulated error due to the step detection error, stride error and gyro bias is compensated by the integrating with GPS. Loosely coupled Kalman filter is used for the integration of WNS and GPS. It is shown by simulation that the error is bounded even though GPS signal is blocked.

• 재활복지공학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.81-89
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• 2017

본 논문은 대퇴절단 환자의 다양한 환경에서의 보행을 가능하게 하는 지능형 의족의 보행노면 및 보행단계 판별 기법을 제안한다. 제안하는 보행모드 변경 기법은 스트레인게이지 센서 만으로 보행노면 및 보행단계 판별이 가능한 단일 센서 기반의 알고리즘으로 기존 지능형 의족의 다중센서 기반 알고리즘의 단순화와 의족 시스템의 저가화가 가능하게 고안하였다. 보행노면 판별 알고리즘을 위해 정상인의 보행 중 발생하는 지면반발력의 특징을 분석하여 보행단계 세분화와 보행노면 검출 조건을 정의하였고, 대퇴절단 환자와 유사한 환경에서의 보행 실험을 위해 보행분석 장치를 제작하였다. 정의된 검출 조건과 제작된 기구를 통해 논문의 효용성 검증을 진행하였으며, 정상인 대상의 실험결과 단일 센서 기반 알고리즘의 정확도는 약 95%를 나타냈다. 제안하는 단일 센서 기반의 알고리즘을 통해 지능형 의족 시스템의 저가화가 가능할 것으로 판단되며 사용자가 직접 보행노면 상태를 파악하고 보행모드를 전환하는 수동 보행모드 변경 방식에서 벗어나 의족이 현재 보행 노면 상태를 파악하고 상황에 맞는 보행모드를 전환하는 자동보행 모드 변경이 가능할 것으로 확인되었다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.31-38
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• 2020

본 논문에서는 시각장애인을 위한 이동보조시스템을 비교 분석하고, 6개의 장애물 감지 특징을 정리한다. 전통적으로, 시각장애인은 흰 지팡이를 사용하거나 안내견과 함께 보행한다. 최근 IoT 기술의 발달로 시각장애인의 보행을 보조하는 스마트 이동보조시스템이 개발되었다. 이러한 스마트 이동보조시스템은 장애물을 감지하고, 경로를 안내하는 역할을 수행해야 한다. 특히 스마트 이동보조 시스템은 장애물인지 판단하고, 햅틱 피드백을 통해 장애물 정보를 제공한다. 그리고 스마트 시스템은 서버를 구성하여 장애물의 정보를 저장하고, 다른 사용자에게 정보를 공유한다. 또한 저장된 장애물 정보를 통해 사용자 중심의 최적의 경로를 생성하여 시각장애인에게 장애물을 회피할 수 있는 경로를 안내한다. 스마트 이동보조시스템은 기계학습과 인공지능 기술을 적용함으로써 더욱 빠르게 발전할 것이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.377-378
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• 2009

• 인터넷정보학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.81-89
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• 2023

현대사회에서 시각장애인들은 도보, 승강기, 횡단보도 등 일반적인 환경에서 보행을 하는데 어려움이 있다. 시각장애인의 불편 해소를 위한 연구로 영상이나 음성을 이용한 연구가 있으며, 이런 연구는 고비용의 웨어러블 장치, 고성능 CCTV, 음성 센서 등을 사용하여 실생활에 적용하는 데는 한계가 있다. 본 논문에서 시각장애인이 보행 중에 안전한 이동을 위해서 스마트폰에 포함된 저비용의 영상 센서를 활용하여 주변 도보 공간을 인지하는 인공지능 융합 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 이동 중인 사람 탐지를 위해서 모션 캡처 알고리즘과 장애물 탐지를 위한 객체 탐지 알고리즘을 융합하여 개발하였다. 모션 캡처 알고리즘으로 mediapipe을 사용하여 이동 중에 있는 주변 보행자들을 모델링 및 탐지하였다. 객체 탐지 알고리즘을 사용했으며 도보 중에 발생하는 다양한 장애물을 모델링 하였다. 실험을 통하여 인공지능 융합 알고리즘을 검증했으며, 정확도 0.92, 정밀도 0.91, 재현율 0.99. F1 score 0.95로 결과를 얻어서 알고리즘의 성능을 확인하였다. 본 연구로 보행 중에 발생하는 볼라드, 공유 킥보드, 자동차 등의 주변 장애물 및 이동 중인 보행자 회피하여 시각장애인들의 통행에 도움을 줄 수 있다.