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상지 장애인의 안전한 이동지원을 위한 자율주행 휠체어의 제어 계층 구조 설계
이원영(W. Y. Lee),신진우(J. W. Shin),이철우(C. W. Lee),이응혁(E. H. Lee) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
휠체어는 선천적 혹은 후천적인 이유로 정상적인 보행이 어려운 이들의 이동 지원을 위한 보조기로 널리 사용되며, 전동기와 제어기술의 발전으로 사용 편의성이 증진된 전동 휠체어의 보급이 가속되고 있다. 그러나 손으로 조이스틱과 같은 조작 장치로 제어되는 전동 휠체어는 상지 장애 혹은 인지 장애가 있는 사용자의 경우 조작 불가 혹은 오조작으로 인한 사고의 발생 위험으로 사용이 제한됨으로 기술의 발전에서 소외되고 있는 것이 현실이다. 이러한 문제의 해결을 위해 최근 로봇의 자율주행 기술을 휠체어에 적용한 연구가 활발하게 진행 중이다. 본 연구에서는 이러한 자율주행알고리즘의 휠체어 적용을 위한 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 전동, 협응, 자율주행 세 가지 모드로 구분된 모드의 지원을 위하여, 기존 전동 휠체어 시스템을 가지고 상위 레이어의 명령에 따라 제어가 가능한 최하위 플랫폼 레이어, 주행 중 오조작 및 사용자의 착오 인지로 인한 사고 예방을 위한 센서 장치와 이를 활용한 충돌 및 전복 방지 기능이 내장되는 중간 어시스트 레이어, 그리고 라이다, 카메라와 같은 높은 해상도의 정보를 이용하여 자율주행을 가능케 하는 최상위 자동 레이어를 가지고, 각 레이어에 따른 제어장치를 갖도록 한다. 이때 제어의 우선권은 하위를 가짐으로 자율주행 중 센서의 오 인지 등에 의한 사고를 아래 레이어에서 보호할 수 있도록 설계하였다. 추후 설계된 시스템의 적용을 통한 추가적인 문제점을 도출하고 개선함으로 시스템의 완성도를 높여갈 수 있도록 하여야 할 것이다.
전동휠체어의 주행보조를 위한 다영역 ToF 거리 센서 기반의 비정렬 상태 추정 기법에 관한 연구
신진우(J. W. Shin),김대위(D. W. Kim),이원영(W. Y. Lee),엄수홍(S. H. Eom),이응혁(E. H. Lee) 한국재활복지공학회 2022 한국재활복지공학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.11
This paper describes a wall distortion calculation algorithm based on a single distance sensor module for walking assistance in an electric wheelchair. The proposed algorithm calculates the deviation from the wall using a single multi-domain ToF laser sensor. Calculate the angle of both end points of the measurement area from the center of the distance sensor and estimate the deviation by comparing it with the angle when it is parallel to the wall. To verify the performance of the developed technique, as a result of applying this technique to the wall at 0°, clockwise and counterclockwise 5°, 10°, 15°, and 20°, respectively, the result of the experiment was a minimum of 0.092° and a maximum of 0.628. It was confirmed that it has a high accuracy.
구영모 ( Y. M. Koo ),홍종근 ( J. G. Hong ),석태수 ( T. S. Soek ),심성보 ( S. B. Shim ),한정우 ( J. W. Han ),신진우 ( J. W. Shin ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
최근 지역 밭작물에 대한 생산과 소비에 대하여 관심이 높아짐에 따라 노동력 및 작업기간 절감을 위한 고효율 복합 작업기(BG-1200A, (주)불스)를 트랙터(DK753C: 55 kW)에 장착하고 동력측정기를 이용하여 평두둑 복합기의 소비동력을 측정하였다. 평두둑 복합기는 경운정지-두둑성형-약액살포-시비-멀칭-파종/정식이 동시에 가능하도록 설계 구성되었으며 이론작업능력은 0.36 ha/h로서 작업시간을 70% 절감할 수 있을 것으로 기대되었다.. 트랙터 부착형 복합기의 소비동력을 측정하기 위해 트랙터와 복합기 사이에 견인력측정 6분력계와 PTO 동력측정 토크미터를 설치하였고 스프라인의 회전속도(PTO 1단, 540 rpm)는 근접센서로 측정하였다. 육분력계의 6 로드셀에서 측정된 신호는 분력식에 따라 견인력(Ph), 수직력(Pv) 및 수평력(Ps)으로 계산되었고 각축에 생성되는 모멘트(Mh, Mv, Ms)를 계산하여 작업상태를 분석하였다. 견인력은 주로 토양의 다짐상태에 따라 영향을 받으며 125~800 kgf의 견인력에 대하여 소비동력은 0.5~0.9 kW 정도였다. 작업속도는 (L1, L2, L4, M1) 0.4-2.0 kph 범위에서 시행되었으며 작업속도가 증가함에 따라 절단피치(bite cm/rev)는 증가하고 로터리에 의한 단위 견인력은 감소하였다. PTO 동력은 경심 또는 토양조건에 따라 150~380 N.m정도로 측정되었으며, 로터리 경운과 펌프 구동에 사용되는 PTO동력(8.5~21.5 kW)이 소비동력의 대부분을 차지하였다. 수평축에 대한 모멘트(Ms)는-125~500 kgf.m 범위에서 분석되었고 진행방향의 견인력 분포에 의해 영향을 받거나 미쳤다. 800~1000kgf에 이르는 작업기는 견인력과 함께 작업중 트랙터 복합기 시스템의 정적 및 동적 안정성에 영향을 준다. 상부견인 또는 하부견인에 따라 부하의 위치와 크기가 변화되고 동력의 효율적 사용이 결정되므로 ‘스마트’ 복합기 연구에 기본이 되는 자료로 사용될 것으로 생각된다.
고령자를 위한 낙상 사고 및 사용자 설정 지역 이탈 시 문자 알림 시스템 설계 및 APP 개발
신진우(J. W. Shin),이상현(S. H. Lee),엄수홍(S. H. Eom),이철우(C. U. Lee),이응혁(E. H. Lee) 한국재활복지공학회 2017 한국재활복지공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.11
In this paper, we propose a system that has the function of notifying the structural characters in the fall of the elderly, To determine the fall situation, an external fall detection device is used. The system performs appropriate functions according to each situation through the information received from the outside. Through the experiment, it was confirmed that the characters including the contents of the accident situation and the accident situation were immediately sent to the guardian during the fall situation. Also, we confirmed that when a person leaves the safety zone, he / she sends a character including the location of the elderly person to the guardian.
박성수(Park Soung Soo),허훈(Heo Hoon),김성철(Kim Sung Chul),김상희(Kim Sang Hee),김승환(Kim Sung Hwan),박용정(Park Young Jung),최오룡(Choi O Rong),남상훈(Nam Sang Hoon),신진우(J. W. Shin),소준호(J. H. So),장원(W. Jang) 대한전기학회 2009 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.7
고출력 펄스 전원으로 PFN Marx 펄스 전원공급장치를 설계 및 제작하였다. PFN Marx는 커패시터와 인덕터 그리고 스파크 갭과 전원을 공급하는 전원공급장치와 전류 인덕터로 구성하여 제작을 하였다. 여기에 사용하는 스파크 갭 스위치는 개스를 채우는 방식으로 개스의 압력을 조정하여 스위치의 스위칭 전압을 조정하여 준다. PFN Marx는 커패시터와 인덕터가 직병렬로 구성이 되며 펄스폭과 PFN의 임피던스를 결정하는 중요한 요소이다. PFN marx는 33단으로 구성을 하였으며 부하를 100Ω으로 설계 및 시뮬레이션을 통하여 제작하였다. PFN Marx 펄스 전원공급장치를 약 500 ㎸, 수백 ㎱까지 시험을 하였다. 본 논문에서는 PFN Marx 펄스전원장치의 설계 제작 및 시험에 대하여 고찰하고자 한다.