키넥트를 이용한 비 마커기반의 인체 동작분석에 관한 연구

Abstract

광학식 마커기반 모션캡쳐는 측정된 모션데이터의 정확도가 우수하여 운동 분석학, 산업분야, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 하지만 실제 실험을 수행하기 위해서는 다음과 같은 제약조건이 따른다. 마커는 인체의 해부학적으로 정해진 위치에 정확히 부착되어야 하며, 마커의 정확한 추적을 위하서는 Calibration과정과 Noise제거 작업이 필요하다. 그리고 고가의 실험 장비인 적외선 카메라가 필요하며, 카메라의 이동성이 한계가 있어 정해진 실험 공간에서 실험이 가능하다. 이에 따라 마커를 부착하지 않고 카메라로부터 관측된 모델의 이미지를 기반으로 하는 비 마커기반 모션 캡쳐에 관한 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 키넥트를 이용하여 비 마커 기반의 인체 동작분석 데이터 수집하고 3차원 파라메트릭 인체 분절 모델을 통하여 인체 동작 시뮬레이션을 수행하였다. 관측 대상자로부터 키, 몸무게, 허리둘레의 인체치수를 입력 받아 타원체 형상의 인체모델을 생성하고, 키넥트로부터 획득한 관절의 위치와 생성한 인체모델의 좌표 관계를 매핑하였다. 이를 통하여 실시간으로 작업 공간의 측정 및 평가가 가능한 시스템을 구축하였다. 또한 실제 광학식 마커기반 모션캡처와 키넥트를 이용한 비 마커기반의 모션캡처를 통하여 보행분석을 동시에 수행하고 기구학적 해석 결과를 비교 분석하였다.