ToF 거리 센서를 이용한 신발 착용형 지면 기울기 측정 시스템 설계

Design of a Shoe-Mounted Ground Inclination Measurement System Using Time of Flight Sensors

완전마비 장애인을 위한 보행보조 로봇은 궤적추종제어 방식을 사용한다. 경사가 있는 환경에서는 지면 기울기 기반의 적절한 보행궤적을 생성해야 한다. 본 논문에서는 Inertial Measurement Unit(IMU)센서와 Time-of-Flight(ToF)센서를 사용한 신발 부착형 지면 기울기 측정 시스템을 설계했다. 제안한 시스템은 IMU 센서로 발바닥의 절대 각도를, ToF 센서로 발바닥과 지면의 상대 각도를 측정하여 지면의 절대 각도를 도출한다. 평지 및 경사로에서의 보행 실험을 통해 지면 기울기 측정이 가능함을 확인했다.

Wearable walking assistance robots for people with complete paralysis utilize trajectory tracking control methods. In inclined environments, it is important to generate appropriate walking trajectories based on ground inclination. This paper presents the design of a shoe-mounted ground inclination measurement system using Inertial Measurement Unit (IMU) sensors and Time-of-Flight (ToF) sensors. The proposed system measures the absolute angle of the foot using the IMU sensor and the relative angle between the foot and the ground using the ToF sensor to derive the absolute angle of the ground. Walking experiments conducted on flat and inclined surfaces confirmed the feasibility of measuring ground inclination.