의복제작을 위한 3차원 인체형상각도의 자동측정 연구

김경선 ( Kim Kyoung Sun ),남윤자 ( Nam Yun Ja ),한현숙 ( Han Hyun Sook ) 한국기초조형학회 2016 기초조형학연구 Vol.17 No.5

본 연구의 목적은 3차원 인체 형상 데이터 분석 방법의 효율성 향상을 위해 3차원 인체 형상 각도를 자동 측정하는 프로그램을 개발하고 평가하는 것이다. 의복제작을 목적으로 하는 선행연구 고찰을 통해 3차원 인체 형상 각도자동측정프로그램에 반영할 측정항목 22개를 도출하여 SNU Auto BAM 프로그램을 개발하였다. SNU Auto BAM 프로그램은 정의된 각도 항목이 자동 측정되어 데이터화 되며, 각도의 측정은 세 점에 의한 각도 측정, 두 점과 수평면에 대한 각도 측정, 또는 두 점과 수직면에 대한 각도의 측정을 통해서 이루어진다. 측정 결과는 엑셀 파일로 내보내지도록 프로그램이 구성되었다. 사이즈코리아 6차인체치수 조사사업(2010)의 20대, 30대, 40대, 50대 연령별 여성 3차원 표준형상을 연구 대상으로 측정을 실시하였다. SNU Auto BAM 프로그램의 사용성 평가를 위해 기존의 인체 형상 각도 측정 방법과 측정치를 비교 분석한 결과 기존의 각도측정방법 보다 높은 수준의 반복 정밀도와 시간적인 면에서의 효율성을 보였다. 또한 2차원 데이터를 시각적인 판단에 의해 분석하게 되는 기존 방식보다는 자동으로 각도를 획득하는 SNU Auto BAM 프로그램이 측정의 정확도면에서도 우수한 것으로 평가되었다. SNU Auto BAM은 전통적인 방식으로는 접근이 불가능 했던 수평면에 투영된 인체형상에 대한 각도 항목을 획득할 수 있다는 장점을 지니며, 사진측정을 통한 인체 각도 측정의 오차와 왜곡 문제를 해결할 수 있다. 뿐만 아니라 아니라 3차원 형상 데이터를 이용해서 수작업으로 각도를 측정하는 과정에 효율성과 정확성을 부여하고 측정데이터의 신뢰성을 높이며, 손쉬운 반복 측정을 통해 재현성을 확보함으로써 3차원 인체형상 데이터를 보다 쉽게 가공하여 추후 의복제작을 위한 체형 파악에 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The purpose of this study is to develop and evaluate a program that automatically measures the 3D human body shape angle to enhance the efficiency of 3D human body shape data analysis methods. By considering advanced research for creating clothes, 22 measurement items reflected for the 3D human body shape angle automatic measuring programs were deduced to develop the SNU Auto BAM program . The SNU Auto BAM program automatically measures and databases the defined angle items; the measurement of angles takes place by angle measurement using three points, that on two points and a horizontal plane, and that on two points and the angle of vertical plane. A program was configured to export the measurement results to an excel file. 3D female standard shapes of 20s, 30s, 40s, and 50s of the 6th size Korea human body shape project (2010) were set as the research subject. As a result of comparative analysis with the conventional human body shape angle measuring method for evaluating the usability of the SNU Auto BAM program, higher efficiency was shown in the repetitive precision and time aspects. In addition, the SNU Auto BAM program, which automatically obtains angles as compared to the conventional method that analyzes 2D data with visual judgment, was evaluated to have outstanding accuracy of measurement. The SNU Auto BAM has an advantage that it gains angle items on human shapes that reflect horizontal planes; this was impossible with traditional methods and can solve human body angle measurement error and distortion through photo measurement. Moreover, efficiency and accuracy are added to the process of measuring angles by using 3D shape data with manual operation to increase reliability and reproducibility; this is secured through easy repeated measurement for easy 3D human body shape data manufacturing, in which it is expected to be diversely used to investigate body shapes to create clothes.

헬리콥터 조종실 설계를 위한 육군 헬리콥터 조종사 인체측정 및 분석

조자영,정기효,정정림,박지은,이원섭,엄주호,이정효,강병길,김희은,박세권,유희천 대한인간공학회 2007 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.- No.-

한국형 헬리콥터 개발을 위해 수요군인 한국 육군 헬리콥터 조종사에 대한 인체측정 정보가 필요한 실정이다. 본 연구는 한국형 헬리콥터 조종실의 인체측정학적 설계를 위해 한국 육군 헬리콥터 조종사의 인체를 측정하고, 한국 일반인 및 미국 육군과 인체크기를 비교 분석하였다. 한국 조종사 인체측정은 신뢰수준(95%)과 표본오차(2%)를 고려해 설정된 표본에 대해 조종실 설계와 관련된 인체변수를 ISO7250의 표준절차에 근간하여 측정하였다. 한국 육군 조종사의 인체크기는 한국 일반인과 유사한 것으로 나타났으나, 인체크기 산포는 한국 일반인이 더욱 큰 경향을 보였다. 그리고, 평균적으로 하체 길이 및 두께 관련 인체변수는 미국 육군이 한국 육군 조종사보다 큰 것으로 분석되었으나, 상체 길이와 관련된 인체변수는 한국 육군 조종사가 미국 육군보다 큰 것으로 나타났다. 본 연구의 한국 육군 헬리콥터 조종사에 대한 인체측정자료는 한국형 헬리콥터의 조종실 개발 시 유용하게 활용되고 있다.

직접측정치와의 비교를 통한 성인 한국여성의 3차원 차원 측정치 특성 고찰

한현숙,남윤자,최경미 대한인간공학회 2006 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.- No.-

본 연구에서는 Size Korea의 3차원 인체 측정치와 직접측정치를 이용하여 성인 한국여성의 3차원 측정치와 직접측정치의 차이를 체형별, 연령별로 고찰하였다. 인체치수 15항목에 대해 연구 대상 전체의 직접측정치와 3차원측정치의 평균을 비교한 결과 길이나 높이 항목보다 둘레 항목에서 3차원 측정치가 직접측정치보다 크게 나왔다. 이는 둘레는 직접측정시에 피부눌림이 많은데 비해 3차원에서는 눌림이 없이 측정하기 때문이다. 길이 항목 중에서는 팔길이가 큰 차이를 보였는데 이는 자세가 다르기 때문이다. 20대에서 70대까지 6개의 연령 집단별로 직접측정치와 3차원측정치의 차이값을 비교한 결과 높이 항목을 제외한 거의 모든 항목에서 직접측정치와 3차원측정치 차이값이 연령별로 차이가 있는 것으로 나타났다. 젖가슴둘레는 연령이 감소할수록 차이가 커졌으며, 어깨가쪽사이길이는 연령이 증가할수록 차이가 커졌다. 또한 70대에서 두드러지게 차이가 큰 항목들이 많았다. BMI에 따른 네 집단간에 직접측정치와 3차원측정치의 차이값 비교한 결과 집단간에 크게 유의차를 보이는 항목은 목밑둘레, 가슴둘레, 젖가슴아래둘레, 허리둘레, 겨드랑둘레, 어깨가쪽사이길이, 팔길이였으며, 주로 BMI가 증가할수록 차이값이 큰 경향을 보였다. 이는 체중이 증가할수록 직접측정시에 피부눌림이 많이 발생하기 때문으로 판단된다. 이상의 결과를 종합하여 인체치수 15항목에 대해 3차원 측정치의 효과적인 사용방법을 제안하였다.

설계 대상 인구의 수용률 경계에 위치한 대표인체모델 생성 기법 개발

정기효,유희천,권오채 대한인간공학회 2006 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.- No.-

제품 설계 대상 모집단 인구의 다양성을 통계적으로 적합하게 대표하는 인체모델은 방대한 인체측정자료를 제품 설계 및 평가에 효율적으로 적용할 수 있게 한다. 본 연구는 단일 치수 제품의 인체측정학적 설계 및 평가를 위해 인구 수용률 경계 영역에서 대표인체모델을 생성하는 기법을 개발하였다. 제안된 기법은 설계 관련 인체 변수를 모두 사용해서 대표인체모델을 생성한다는 점에서 인체 크기 정보를 요인분석에 의해 여과하는 기존 기법들과는 차별화된다. 본 연구는 제안된 기법의 타당성을 평가하기 위해 컴퓨터 워크스테이션 설계를 위한 대표인체모델 생성에 응용하여 기존 기법과 성능을 비교 평가 하였다. 제안된 기법은 인체측정학적 설계 및 평가를 위한 대표인체모델 생성에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

3차원 손 치수 측정 방법 개발 및 평가

윤성혜,이원섭,박장운,김수진,정기효,유희천 대한인간공학회 2008 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.10

사용자 중심의 편리한 제품을 개발하기 위해 3차원 인체측정자료를 제품 설계에 반영하고자 하는 연구가 이루어지고 있다. 3차원 인체측정은 주로 전신이나 발을 대상으로 수행되고 있으나, 손은 형상이 복잡하고 측정 시 움직임으로 인해 전신이나 발의 측정 방법을 동일하게 적용하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 3차원 스캐닝 기법을 활용한 손의 인체측정 방법을 개발하고 측정 방법의 정확성을 평가하였다. 본 연구는 (1) 손 측정 항목 및 측정 참조점 정의, (2) 석고를 이용한 손 형상 제작 및 디지털화, (3) 참조점 표기 및 인체 측정을 수행하였다. 본 연구를 통해 3차원 스캐너를 활용한 손의 3차원 인체측정 방법이 개발되었다. 본 연구에서 개발한 3차원 손 측정 방법은 손길이 정보뿐만 아니라 3차원의 손 형상 데이터도 수집되어 손 형상 분석 및 제품 설계 등 다방면에 활용될 수 있을 것이다.

하지마비 장애인의 인체치수, 동작범위 및 근력 측정항목 개발

홍성태(Seong Tea Hong),손병창(Byung Chang Son),박영정(Yeongjeong Park),육주혜(Juhye Yook) 한국장애인재활협회 2021 재활복지 Vol.25 No.1

본 연구는 하지마비 장애인의 소도구 및 편이장비와 같은 보조공학기기의 설계를 위해 하지마비 장애인의 신체와 기능을 고려한 신체 치수와 기능을 측정하기 위한 항목을 개발하고자 한다. 이를 위해 한국인 인체측정과 장애인 인체측정 자료들을 분석하고 연구진과 자문단의 단계적 절차에 따라 4차에 걸친 협의가 실시되었다. 인체측정에는 총 4개 분류 항목에 78개의 세부 인체 항목을 도출하였으며, 분류별 항목은 기본 측정 항목 14개, 앉은자세 측정 항목 25개, 동작 범위 측정 항목 27개, 근력측정 항목 12개였다. 상지의 보다 세부적 측정을 위해 기본 측정항목 분류에 3항목, 앉은 자세 분류에 3항목, 동작 범위 분류에 7항목, 근력 분류에 12항목으로 총 25항목에 대해 새로운 기준점 및 측정방법, 측정도구와 주의사항을 추가적으로 개발하였다. 이와 같은 항목 개발은 하지마비 장애인의 신체 수치 및 기능의 규격화된 수치를 산출하고, 이를 통한 하지마비 장애인 맞춤형 소도구 및 편이장비의 개발로 장애인의 고용, 일상생활 개선 및 보조기기 개발 분야에 기초 정보로 활용 될 수 있다. The purpose of the study was to develop items for measuring body dimensions and functions in consideration of persons with paraplegia for designing assistive technology devices such as devices and convenience equipment. To do so, the anthropometric data for Koreans and persons with disabilities were analyzed, and four conferences were conducted in accordance with the step-by-step procedure of the researchers and advisors. For the anthropometric measurement, 78 detailed human body items were derived from a total of 4 categories, and the items for each classification were 14 basic measurement items, 25 sitting posture measurement items, 27 range of motion measurement items, and 12 muscle strength measurement items. For more detailed measurement of the upper limb, new reference points and measurement methods, measurement tools were included for a total of 25 items with 3 items for basic measurement category classification, 3 items for sitting posture classification, 7 items for motion range classification, and 12 items for muscle strength classification. The development of these items can be utilized for standardized values of the physical figures and functions of individuals with paraplegia, and customized props and convenience equipment for them. The measurements would be applied as basic information in the fields of employment, daily life improvement and assistive device development.

한국형 경기용 휠체어 개발을 위한 지체장애선수의 인체측정 및 경기용 휠체어 부위별 측정

정진완 ( Jin Owan Jung ),조창옥 ( Chang Ok Cho ),한희창 ( Hee Chang Han ),오광진 ( Kwang Jin Oh ) 한국특수체육학회 2009 한국특수체육학회지 Vol.17 No.2

본 연구는 2009년 1월 현재 경기용 휠체어를 사용하고 있는 지체장애선수들을 대상으로 인체치수와 경기용 휠체어 부위별 치수를 조사한 후 비교·분석하고, 기존 경기용 휠체어의 문제점을 파악하여 경기용 휠체어 제품설계 및 휠체어 개발을 하는데 필요한 기초자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 본 연구대상자는 대한장애인체육회 가맹단체에 소속되어 있는 경기용 휠체어를 사용하고 있는 지체장애 남자선수 114명을 대상으로 20∼29세 29명(25.4%), 30∼39세 47명(41.3%), 40∼49세 29명(25.4%), 50세 이상 9명(7.9%)을 선정하였다. 기본적인 인체측정 항목과 경기용 휠체어 부위별 측정항목은 Martin식 인체측정기를 사용하여 데이터를 수집하였다. 자료처리는 SPSS 16.0 프로그램과 EXCEL 2007 프로그램을 이용하여 기술통계 및 빈도분석을 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 경기용 휠체어 사용선수의 연령별 평균 인체측정비교에서 대부분의 측정항목(어깨너비, 가슴너비, 윗팔길이, 가슴둘레, 앉은무릎높이, 앉은오금높이, 엉덩이무릎길이, 엉덩이오금길이, 골반너비, 앉은엉덩이너비, 체중) 모두 50세 이상에서 큰 측정값을 나타냈다. 둘째, 경기용 휠체어를 사용하는 지체장애선수들의 스포츠등급별 백분율은 1∼1.5등급인 경우 19.3%, 2∼2.5등급인 경우 26.0%, 3∼3.5등급인 경우 12.3%, 4등급 이상 및 통합등급인 경우 32.4%로 나타났으며, 경기용 휠체어 기본모델은 4등급 이상 및 통합등급을 기준으로 개발할 필요성이 제기되었다. 셋째, 스포츠등급에 따른 경기용 휠체어 측정치는 좌석엉덩이깊이와 등받이높이에서 스포츠등급이 낮을 수 록 높은 값을 보였다. 넷째, 인체측정자료와 경기용 휠체어의 부위별 치수비교에서는 앉은 엉덩이너비와 경기용 휠체어 좌석너비간 모든 등급에서 25mm 미만의 값을 보였으며, 엉덩이오금길이와 경기용 휠체어 좌석엉덩이무릎길이에서도 큰 차이는 없었다. 이에 반해, 앉은오금높이와 경기용 휠체어 앞좌석높이 비교에서는 높은 등급일수록 차이가 크게 나타났고, 견갑골높이와 등받이높이에서는 등급이 낮을수록 등받이높이가 높게 나타났다. 이와 같은 인체측정치 결과는 우리나라 지체장애선수의 체형에 적합하고 인간공학적 측면에서 바람직한 경기용 휠체어를 개발하는데 기초자료를 제공할 것으로 생각된다. This study is the basic study for developing the Korean style sports wheelchair. The purpose of this study was to compare it with the anthropomeric data of disabled by grasping a special quality of the Korean athletes` shape and a sports wheelchair. The subjects were selected 114 male athletes with physical disabilities using a sports wheelchair belonging to the federation in KOSAD. They were 29 in twenties, 47 in thirties, 29 in forties, and 9 in fifties. Martin`s anthropometer was used to collect data for basic anthropometic item and measure item of each part of the sports wheelchair. The data were treated by descriptive statistics and frequency analysis in using SPSS 16.0 and EXCEL 2007. The results were as follows. In the body measure comparison between athletes using a sports wheelchair sitting height, chest width, upper arm length, lower arm length, the girth of his chest, the pelvis width, and weight of the athletes using a sports wheelchair was larger the average anthropometric value was large in fifties. The frequency of sports grade of the athletes using a sports wheelchair was 19.3% in 1 to 1.5 grade, 26% in 2 to 2.5 grade, 12.3% in 3 to 3.5 grade, and 32.4% in over 4 grade and unified grade. In comparison about the part size of a sports wheelchair and the anthropometric data of athletes, the seat width, the seat depth, the seat height, and the back of the chair had a great difference at each grade, and the maximum and minimum value was large. In the measure value of a sports wheelchair according to the grade of sports, the hip breadth and the height of the back of a chair as large as the grade of sports was low. In the size comparison classified by the part of a sports wheelchair and the body measure data, the width of hip breadth and the width of the chair was under 25mm at every grade, and Buttock-popliteal length and Buttock-knee length was not difference significantly. On the other hand, the height of the thigh clearance and the height of the front seat of a sports wheelchair was large as the grade was higher, and in comparison of the height of the scapular and the height of the back of the chair, the lower the grade was, the higher the back of the chair was. It will be the foundation to design a sports wheelchair that fits in Korea body shape and suits with human factor through comparing and analyzing the result of the body measure value and a sports wheelchair in this study.

농업용 장비 설계를 위한 절단 장애인의 인체치수, 동작범위 및 근력측정 항목 개발

박영정(Yeongjeong Park),박세진(Sejin Park),유소영(Soyoung Yoo),공용구(Young-Ku Kong),류태범(Taebum Ryu),육주혜(Juhye Yook),손병창(Byungchang Son) 대한인간공학회 2021 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11

Objective: 본 연구는 절단장애인의 신체 특성과 기능을 고려한 농업 장비 설계를 위해 절단장애인의 신체치수와 기능을 측정하기 위한 항목을 개발하고자 한다. Background: 농촌지역의 고령화 및 공동화 현상으로 인한 농촌지역의 일손 부족은 해결되어야 하는 현안이며, 농촌지역에 남아 농작업을 수행하는 고령자들에 대한 기술적 지원과 미취업 장애인의 일할 수 있는 지원체계 마련을 통한 농촌지역으로의 유도가 농촌 지역의 고령화 및 공동화, 일손 부족 현상 등을 해결 할 수 있을 것이다. 국내의 경우, 농작업용 편이장비의 연구 및 개발에 대한 노력은 농촌진흥청을 중심으로 추진되고 있지만, 절단장애인을 고려한 농업 장비 설계에 관련된 연구나 사업은 매우 부족하다. Method: 국내의 인체 측정 관련 논문과 보고서를 분석하여 1차 측정 항목을 도출하였다. 이에 대해 전문가의 검토와 논의를 거쳐 농장비 설계에 필요한 측정 항목을 추가하여 2차로 측정 항목을 도출하였다. Results: 정적 측정 항목 63개, 동적 측정 항목 46개, 그리고 근력 측정 항목 18개 총 127개의 항목을 선정하였다. 정적 측정 항목의 경우, 기립 및 앉은 자세 등 측정 자세에 따라서 세분류하였다. 절단장애인의 신체적, 기능적 특성을 고려하여 측정 자세와 기준점 등을 새로 개발하였으며, 다리 미는 힘 항목의 경우, 대형 농업 장비의 페달 위치 및 각도를 고려하여 측정 항목을 개발하였다. Conclusion: 본 연구는 절단장애인의 기본적인 인체 측정뿐만 아니라 농작업 장비를 설계하는데 필요한 세부 인체 측정 항목을 포함하여 개발하였다. 추후 본 연구를 토대로 한 절단 장애인의 인체 측정이 주기적으로 실시되어야 한다. 이는 곧 농촌지역의 고령화 및 공동화, 일손 부족, 그리고 미취업 장애인 등의 사회적 문제를 기술적으로 해결할 수 있는 기반이 될 것이다. Application: 본 연구는 절단장애인의 신체적, 기능적 특성을 고려한 농업 장비 개발 및 설계의 기초자료가 될 것이다.

인체측정자료 적용 설계를 위한 대표인체모델 설정 기법 기법의 평가 평가: 격자 형성 기법

정기효,유희천 대한인간공학회 2006 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.- No.-

대표인체모델은 방대한 인체측정자료를 소수의 대표 인체로 축소시켜 모집단의 인체크기 특성을 효율적으로 제품설계 및 평가에 적용할 수 있게 한다. 대표인체모델 설정 기법은 인체공학적 설계 및 평가에 사용되고 있으나, 설정된 대표인체모델의 모집단 수용성에 대한 평가는 미흡한 실정이다. 본 연구는 격자 형성 기법을 이용하여 사무용 책상과 의자 설계를 위한 대표인체모델을 생성하고, 생성된 대표인체모델의 모집단 수용률을 평가하였다. 격자 형성 기법으로 생성된 대표인체모델의 모집단 수용률은 수용률 산정시 고려되는 인체변수의 개수가 증가할수록 목표한 수용률(예: 95%)보다 현저하게 저하되는 것으로 나타났다. 본 연구에 적용된 수용률 평가 방법은 기존 대표인체모델 기법의 모집단 수용성 평가에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

3 차원 손 치수 측정을 위한 Semi-Automatic Protocol 개발 및 평가

윤성혜,이원섭,유희천 대한인간공학회 2009 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.11

인체에 적합한 제품 설계를 위해 3 차원 인체 측정법이 활용되고 있으나 3 차원 인체 측정법은 신뢰도 및 효율성 향상이 요구된다. 본 연구는 효율적이고 신뢰도 높은 3 차원 손 측정을 위하여 3D semi-automatic 측정 protocol(3D-SAMP)을 개발하고 직접 측정법과 비교하였다. 3 차원 손 치수 측정을 위해 개발된 3D-SAMP 는 (1) 석고 제작, (2) 참조점 정의, (3) 3 차원 좌표 추출, (4) 자동 손 치수 도출 과정으로 이루어졌다. 제안된 protocol 검증을 위한 실험은 1 명의 손에 대해 10 명의 측정자를 대상으로 49 개 손 치수를 측정하였다. 3D-SAMP 를 사용해 수집된 측정치는 신뢰성 분석을 위해 관련 직접 측정치와 비교 분석되었다. 3D-SAMP 를 통해 추출된 측정치의 측정자 내 CV(평균=1.84%, 표준편차=0.92%)는 49 개 손 측정 항목 모두가 5% 이하인 것으로 파악되었으며, 측정자 간 CV(평균=2.12%, 표준편차=1.14%)는 1 개 항목(첫째 손가락 둘째 마디 길이)을 제외한 모든 항목에서 5% 이하로 파악되어 직접 측정치보다 신뢰성이 높은 것으로 나타났다.