차륜형 캐터필러 및 좌석 위치 가변 구조를 갖는 휠체어계단 이동 보조기기의 직진 주행 보정에 관한 연구 = A Study on the Correction of Straight Driving of Wheelchair Assistive Device to Move the Stairs with Wheel Type Caterpillar and Seat Position Variable Structure

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper proposes an algorithm for correcting indirect situations resulting from the wheelchair moving thestairs with wheel-type caterpillar and seat position variable. For analyzing the Yawing movement model, thechange of Yaw value was estimated using Roll, Pitch, and Yaw in the driving environment, and it was used as acontrol variable and the information of the wheel drive controller. The verification confirmed the correction ofabout 10° of Yawing movement within about 7 seconds. It was confirmed that the angular velocity was reduced by47.5% in seat position change.

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 차륜형 캐터필러 및 좌석 위치 가변 구조를 갖는 휠체어 계단 이동 보조기기의 구조에서 비롯되는 계단 이동 중 직진주행 이탈 상황을 모델링 하고 추정 및 보정하는 알고리즘을 제안하였다. 주행 이탈 상황은 플랫폼의 Yawing 상황 모델 분석으로주행 환경 특성상 Roll, Pitch와 Yaw 사이에 관계를 이용하여 Yaw값 변화 추이를 추정 하였으며, 차륜 구동 제어기의 제어변수및 좌석 위치 제어 변수로 활용하였다. 정량적 검증 결과 약 10°의 Yawing 상황에서 약 7초 내외로 직진성 보정을 확인 하였으며,좌석 위치 변화로 경로 보정간 회전 각속도를 47.5% 감소 시켜 직진성 보정에 효과가 있음을 확인 하였다.

참고문헌 (Reference)

1 한철수 ; 김학윤, "자이로 센서를 이용한 머리의 실시간 수평 회전각 검출 시스템" 한국정보기술학회 15 (15): 59-66, 2017

2 이원영 ; 이동광 ; 이응혁, "경사로에서의 안정성 확보를 위한 Mobile Walker의 직진성 향상 기법에 관한 연구" 한국재활복지공학회 8 (8): 187-196, 2014

3 J. Chocoteco, "Trajectory Planning for a Stair-Climbing Mobility System Using Laser Distance Sensors" Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 10 (10): 944-956, 2016

4 Benjamas Panomruttanarug, "Self-balancing iBOT-like wheelchair based on type-1 and interval type-2 fuzzy control" 2014

5 "Scewo"

6 "Sano"

7 Yeontaek Jung, "Path Planning Algorithm for an Autonomous Electric Wheelchair in Hospitals" Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 8 : 208199-208213, 2020

8 "Mobius Mobility"

9 이정근, "IMU기반 자세결정의 정확도 향상을 위한 가속도 보상 메카니즘 비교" 대한기계학회 40 (40): 783-790, 2016

10 "Global Wheelchair Market, By Product Type, By Category, By Application, By End User, By Region, Company Forecast & Opportunities" TechSci Research 2022

11 D. J. Seo, "Development of a wireless controller for stair climbing powered wheelchair" 16 (16): 16-18, 2010

12 W. Cho, "Design of tracked mechanism for stair climbing wheelchair" 1303-1304, 2011

13 Alex Mihailidis, "An Intelligent Powered Wheelchair to Enable Mobility of Cognitively Impaired Older Adults: An Anticollision System" Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 15 (15): 136-143, 2007

14 "A Survey on Safety Accidents in Wheelchairs" Korean Consumer Agency 1-33, 2011

15 H. C. Hwang, "A Study on Maintaining Seating Stability for Users of Wheelchair Climbing Assistance Devices" 827-829, 2019

16 Jesse Leaman, "A Comprehensive Review of Smart Wheelchairs: Past, Present, and Future" Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 47 (47): 486-499, 2017