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dc.contributor.advisor Kim, Jong Hyun -
dc.contributor.author Song, Min Su -
dc.date.accessioned 2017-05-10T08:51:13Z -
dc.date.available 2015-03-31T00:00:00Z -
dc.date.issued 2015 -
dc.identifier.uri http://dgist.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000001922266 en_US
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/20.500.11750/1388 -
dc.description.abstract The gait speed estimation by using inertial measurement unit (IMU) is an efficient method for use of daily life. By attaching one IMU on heel side of the foot, we can easily estimate the user’s walking speed. In order to adapt the estimation to daily life, we have considered long-term gait speed estimation based on a single IMU. Of various types of walking pattern that can be appeared during the long-term daily life walking, this study mainly focuses on the straight line walking because the walking pattern has been widely used to assess the gait function. For accurate estimation of the user’s walking speed, we need to perform a gait cycle segmentation in order to reduce the drift error that comes from double integration of acceleration data of IMU. In this study, the gait cycle is segmented by a firm event, foot-flat. In order to verify the foot-flat detection by using IMU, one subject wore both an IMU and force sensing resistors, and walked on a treadmill. After that four healthy subjects (2M 2F) participated on verifying the gait speed estimation and incline estimation on the treadmill. Finally, four healthy adult subjects (2M 2F) participated on long term gait speed estimation experiment, to verify the excluding algorithm which can exclude various walking patterns such as stair ascent and descent, ramp ascent and descent from long term gait. By extracting the straight line walking on horizontal surface from the long term gait, we can simply acquire the preferred walking speed of the user. The gait speed estimations of the treadmill walking and long term straight line walking were successful. Further studies are needed for accurate estimation and categorization of various gait patterns for the future clinical use. ⓒ 2015 DGIST -
dc.description.tableofcontents Ⅰ. INTRODUCTION 1 --
1.1 Background 1 --
1.2 Gait measurement using IMU 2 --
1.3 Long term gait speed monitoring 4 --
1.4 Goal of the study 4 --
Ⅱ. METHOD 5 --
2.1 Device 5 --
2.2 Gait cycle segmentation 5 --
2.3 Gait speed estimation 9 --
2.4 Excluding algorithm 13 --
2.5 Validation of detecting the foot-flat 15 --
2.6 Validation of gait speed estimation for horizontal and inclined treadmill 16 --
2.7 Validation of gait speed estimation for long term gait 16 --
Ⅲ. RESULT 19 --
3.1 Validation of detecting the foot-flat 19 --
3.2 Validation of gait speed estimation for horizontal and inclined treadmill 20 --
3.3 Validation of gait speed estimation for long term gait 22 --
Ⅳ. DISCUSSION 25 --
4.1 Validation of detecting the foot-flat 25 --
4.2 Validation of gait speed estimation for horizontal and inclined treadmill 25 --
4.3 Validation of gait speed estimation for long term gait 26 --
4.4 Other discussions 27 --
Ⅴ. CONCLUSION 28 --
5.1 Conclusion 28 --
5.2 Future work 28 --
Ⅵ. REFERENCE 29
-
dc.format.extent 31 -
dc.language eng -
dc.publisher DGIST -
dc.subject Single IMU -
dc.subject Long-term gait -
dc.subject preferred gait speed -
dc.subject daily life -
dc.subject gait pattern recognition -
dc.subject 장기간 보행 -
dc.subject 선호 보행속도 -
dc.subject 일상 생활 -
dc.title The Long-term Gait Speed Monitoring System Using a Single IMU for a Daily Life Use -
dc.title.alternative 한 개의 Inertial Measurement Unit 을 사용한 일상 생활에서의 장기간 보행 속도 관찰 시스템 -
dc.type Thesis -
dc.identifier.doi 10.22677/thesis.1922266 -
dc.description.alternativeAbstract Inertial Measurement Unit(IMU)을 사용한 보행 속도의 추산은 인력의 낭비 없이 일상 생활에서 사용하기에 적합한 방법이다. 한 개의 IMU 를 발 뒤꿈치에 부착함으로써, 우리는 사용자의 보행 속도를 추산할 수 있다. 이 기능을 일상 생활에 적용하기 위하여, 우리는 장시간 동안의 보행 속도 추산을 목표로 하고 있다. 본 논문은 일상 생활에서 발생하는 여러 종류의 보행 패턴 중에서도 특히 직선 보행에 초점을 맞추고 있다. 보행 속도를 추산하기 위해서는 보행을 순환 주기에 따라 분할하여 IMU 의 드리프트 에러를 줄여야 한다. 본 논문에서는 보행 주기를 보행의 확고한 현상인 foot-flat 을 이용하여 분할하고 있다. 첫째로, IMU 의 foot-flat 포착을 검증해야 한다. 한 명의 대상이 한 개의 IMU 와 force sensing resistor 를 한 발에 부착하고 treadmill 위를 선호하는 속도로 걸어, 두 장비의 foot-flat 포착을 검증하고자 했다. 두 번째로, 네 명의 건장한 성인 대상들(2 남 2 녀)이 treadmill 위에서의 속도와 경사도 추산을 검증하는 실험에 참여했다. 마지막으로 네 명의 건장한 성인 대상들이 장기간 보행에서 계단 오르내림, 경사로 오르내림 등의 다양한 패턴들을 제거하는 알고리즘을 검증하는 실험에 참여했다. 장시간 보행에서 수평적인 지면에서의 보행만을 추출함으로써, 우리는 사용자의 선호하는 보행 속도를 얻을 수 있다. Treadmill 에서의 보행 속도 및 장기간 보행에서의 보행 속도 추산은 성공적이었으나, 계단의 패턴을 정확하게 인식하는 부분에 있어 추가적인 연구가 필요하다. ⓒ 2015 DGIST -
dc.description.degree Master -
dc.contributor.department Robotics Engineering -
dc.contributor.coadvisor Son, Sang Hyuk -
dc.date.awarded 2015. 2 -
dc.publisher.location Daegu -
dc.description.database dCollection -
dc.date.accepted 2015-03-31 -
dc.contributor.alternativeDepartment 대학원 로봇공학전공 -
dc.contributor.affiliatedAuthor Song, Min Su -
dc.contributor.affiliatedAuthor Kim, Jong Hyun -
dc.contributor.affiliatedAuthor Son, Sang Hyuk -
dc.contributor.alternativeName 송민수 -
dc.contributor.alternativeName 김종현 -
dc.contributor.alternativeName 손상혁 -
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Department of Robotics and Mechatronics Engineering Theses Master

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