IMU센서와 C#을 활용한 스마트 헬스 트레이닝 보조시스템

• 영문명: Smart Fitness Training Assistant System Using IMU Sensor And C#
• 발행기관: 한국전자통신학회
• 저자명: 박정우(Jung-Woo Park) 김종혁(Jong-Hyeok Kim) 천재민(Jae-Min Cheon) 황장보(Jang-Bo Hwang) 이붕주(Boong-Joo Lee)
• 간행물 정보: 『한국전자통신학회 논문지』제20권 제4호, 891~898쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 전자/정보통신공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.08.31

국문 초록

비대면 환경에서도 효과적으로 근력운동을 수행할 수 있도록 본 연구에서는 압력 센서, 초음파 센서, IMU 센서, 그리고 C# 기반 애플리케이션을 이용한 스마트 헬스 보조 시스템을 개발하였다. 압력 센서는 사용자의 접촉 여부를 감지하고, 초음파 센서는 50cm 이내 접근 시 알림을 제공하며, IMU 센서는 가속도 및 자이로 데이터를 이용해 운동동작 인식 및 자세 교정 기능을 수행하였다. 초음파 센서의 개수 변화에 따른 특성결과는 초음파 센서 한개만 사용해도 오차율이 1.2% 미만으로 크지 않아 단일 센서로 구성되었고, 압력 센서의 최적화를 위하여 2kΩ 저항 설정 시지연시간이 1초 이하로 90% 이상 안정적인 감지가 가능했다. IMU 센서 실험에서는 아령 손잡이에 부착한 방법이 오차율 0.33%로 가장 안정적이었으며, 가속도 기반 동작 카운트와 자이로 기반 자세 제어 기능이 적합함을 확인하였다. 개발된 시스템은 운동 자세 정확도 향상과 부상 예방에 기여할 수 있었으며, 향후 고성능 센서 적용과 다양한 운동 동작 대응 연구가 필요하다.

영문 초록

In this study, a smart health assistant system using pressure sensors, ultrasonic sensors, IMU sensors, and a C#-based application was developed to effectively perform weight training in a non-face-to-face environment. The pressure sensor detects user contact, the ultrasonic sensor provides notification when approaching within 50 cm, and the IMU sensor performs exercise motion recognition and posture correction using acceleration and gyro data. In the experiments, the ultrasonic sensor was configured as a single sensor with an error rate of less than 1.2%, and the pressure sensor was able to detect more than 90% reliably with a 2kΩ resistance setting and a delay time of less than 1 second. In the IMU sensor experiments, the inner attachment of the acrylic plate was the most stable with an error rate of 0.33%, confirming the suitability of acceleration-based motion counting and gyro-based posture control. The developed system was able to contribute to the improvement of athletic posture accuracy and injury prevention, and it is necessary to apply high-performance sensors and study various athletic movements in the future.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 이론 배경

Ⅲ. 설계

Ⅳ. 실험

V. 결 론

References

키워드

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