Motion Capture Sensor를 이용한 Human 기구 Model의 구동 및Simulation System 개발
Simulation System of Human Kinematics Model driven by Motion Capture Sensor
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 범진환
- 발행년도 2005
- 학위수여년월 2005. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
여러 분야에서 인간의 동작을 컴퓨터상에 구현하려는 노력이 이루어지고 있다. 기존에 개발된 Human Simulation System은 컴퓨터상에 Modeling된 Human Model을 각 신체 부분의 교시(Teaching)를 통해서 인간의 동작을 구현하거나 Motion Capture Sensor를 인간의 각 관절부에 장착하여 그 동작을 저장하여 컴퓨터상의 Human Model에 적용하는 방법을 사용하였다. 하지만, Motion Capture Sensor를 신체 관절부에 장착하면 관절과 Motion Capture Sensor와의 Off-Set이 발생하게 되어 인간의 동작과 컴퓨터상의 Human Model과 동작의 오차를 발생하여 이를 보정하는데 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 기존의 방식에 의한 보정 작업을 해야 하는 불편함을 줄이고 Motion Capture Sensor와 신체 관절간의 Off-Set에 의한 동작오차를 최소화하는 방법론을 통해 결과적으로 컴퓨터상의 Human Kinematics Model의 Teaching 시간을 줄이는 효율적인 Human Simulation System을 개발하였다. 컴퓨터상에 Modeling된 Human Kinematics Model과 인간의 동작일치를 위해 인간의 각 관절부와 신체 각 관절에 부착된 Motion Capture Sensor와의 기구학적 관계식을 유도하였다. 또한 컴퓨터상의 Human Kinematics Model의 움직임을 실시간으로 확인이 가능하도록 하였다. 위의 내용들을 Human Simulation Software에 적용하여 실제 인간의 동작과 컴퓨터상의 Modeling된 Human Model과의 동작을 실시간으로 확인하였고, 동작형태가 일치함을 확인하였다.
more초록/요약
The object of Human Simulation System is simulation of Human Motion in Virtual Environment. However, the existing Human Simulation System can't simulate exactly, because the motion capture sensor has off-set with Human Joint. Therefore existing Human Simulation System takes efforts to compensate captured sensor data. In this paper kinematics solve algorithm for real-time motion capture and Human Simulation in virtual environments(Workcell) is presented, that has its origins in the simulation of Human Kinematics Model. The method offers efficient kinematics solve computation and it is also generalized for Human Kinematics Model of Simulation system. In order to reduce captured motion error, Kinematics solver algorithm is presented. The methods are applied actually to car-projects and simulation result is exactly same.
more목차
목차
1. 연구의 배경 및 목적 = 4
1-1. 연구의 배경 = 4
1-2. 연구 목적 = 4
2. Motion Capture Sensor의 구성 및 기구학적 정의 = 5
3. Human Kinematics Model의 기구학적 정의 = 8
4. Motion Capture Sensor와 Human Kinematics Model과의 관계 = 9
4-1. Neck Part 의 Kinematics Relationship = 11
4-2. Torso Part 의 Kinematics Relationship = 15
4-3. Shoulder & Collar Part 의 Kinematics Relationship = 19
4-4. Elbow Part 의 Kinematics Relationship = 25
4-5. Wrist Part 의 Kinematics Relationship = 28
4-6. Hip Part 의 Kinematics Relationship = 32
4-7. Knee Part 의 Kinematics Relationship = 35
4-8. Ankle Part 의 Kinematics Relationship = 37
5. Walking Algorithm = 42
5-1. 하체부의 좌표계 정의 및 기구학적 관계식 = 42
5-2. Walking 동작의 구현 Algorithm = 43
5-3. Walking Model의 Forward Kinematics = 44
6. System 구성 및 Human Model Simulation 시나리오 = 47
6-1. System의 구성 = 47
6-2. Human Kinematics Model의 Simulation 시나리오 = 48
7. Human Kinematics Model의 Simulation System 적용 = 52
7-1. 적용 대상 및 목적 = 53
7-2. Simulation 환경 구축 = 53
7-3. Human Simulation 결과 = 54
8. 결론 = 56
