KR20180112308A - A wearable device for controlling an electronic device based on hand motion and method for controlling the wearable device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 손가락 움직임, 손 움직임, 오지 입력을 감지하여 전자 장치를 제어하는 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a wearable device for controlling an electronic device based on a hand gesture and a control method thereof, and more particularly to a wearable device for controlling an electronic device based on a hand gesture To a wearable device and a control method thereof.
기존의 컴퓨터를 제어하는 장치로 키보드와 마우스가 대표적이다. 이들 중 마우스는 2차원적인 수평의 움직임을 수직의 움직임으로 전달하고 책상과 같은 수평면이 필요하다는 제약과 키보드 타이핑 시에는 마우스를 이용한 제어가 불가하다는 불편함이 존재한다. 또한, 키보드와 마우스로 컴퓨터를 제어하는 것은 스마트폰이 보급되면서 직관적인 인터페이스 환경을 경험한 사용자들에게 불편함을 유발하고 있다.Keyboards and mice are typical devices that control existing computers. Among them, there is a restriction that the mouse transmits a two-dimensional horizontal movement as a vertical movement and a horizontal plane such as a desk is required, and there is an inconvenience that a mouse can not be controlled when the keyboard is typed. In addition, controlling the computer with a keyboard and a mouse is causing inconvenience to users who experience an intuitive interface environment due to the spread of smartphones.
따라서, 손동작을 통해 직관적으로 컴퓨터의 마우스 제어가 가능하고, 비교적 손동작이 자유로울 수 있는 웨어러블 디바이스에 대한 필요성이 대두되고 있다. Accordingly, there is a need for a wearable device that can intuitively control a mouse of a computer through a hand-operated operation and relatively freely moveable.
뿐만 아니라, 손동작을 이용하여 전자 장치를 제어할 수 있는 웨어러블 디바이스는 반복적인 학습이 요구되는 조작법을 익히는 과정이 필수적인 드론, 게임 조이스틱, CCTV 펜틸트 카메라 및 직관적인 입력으로 인해 몰입감을 높일 수 있는 VR & AR 장치의 제어에도 활용할 수 있다. In addition, the wearable device that can control the electronic device by using the hand-operated device is a drone, a game joystick, a CCTV pen tilt camera, and a VR that can increase the immersion feeling due to the intuitive input, & It can also be used for control of AR device.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 근전도 센서, 가속 및 자이로 센서, 터치 센서를 통해 손동작에 의한 손가락 움직임, 손 움직임, 오지 입력을 감지하여 전자 장치의 제어 명령을 판단하는 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스 및 이의 제어 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a control apparatus and a control method thereof, which can detect finger movements, hand movements, And a control method of the wearable device.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른, 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스는, 손동작에 의해 발생하는 근전도 신호를 감지하는 근전도 센서; 상기 손동작에 따른 가속도 신호를 감지하는 가속 및 자이로 센서; 상기 손동작에 따른 오지 입력 신호을 감지하는 터치 센서; 전자 장치로 상기 전자 장치의 제어 명령을 전송하는 통신부; 및 상기 근전도 센서를 통해 감지된 근전도 신호를 바탕으로 손가락 움직임을 판단하고, 상기 가속 및 자이로 센서를 통해 감지된 가속도 신호를 바탕으로 손 움직임을 판단하고, 상기 터치 센서를 통해 감지된 오지 입력 신호를 바탕으로 터치 입력을 판단하며, 상기 판단된 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력에 대응되는 제어 명령을 상기 전자 장치로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wearable device for controlling an electronic device based on a hand gesture, the wearable device including: an electromyogram sensor for sensing an electromyogram signal generated by a hand gesture; An acceleration and gyro sensor for sensing an acceleration signal according to the hand motion; A touch sensor for sensing an outgoing input signal according to the hand operation; A communication unit for transmitting a control command of the electronic device to the electronic device; And a control unit for determining a finger movement based on the electromyogram signal sensed by the electromyogram sensor, determining a hand movement based on the acceleration signal sensed by the acceleration and gyro sensor, And a control unit for controlling the communication unit to determine a touch input based on the finger movement and to transmit a control command corresponding to the determined finger movement, hand movement, and touch input to the electronic device.
그리고, 상기 제어부는, 상기 감지된 근전도 신호가 임계값을 초과하면 근전도 신호 처리를 수행하고, 기 설정된 근전도 신호와 상기 처리된 근전도 신호의 차이를 바탕으로 변위값을 도출하는 근전도 신호 분석부;를 포함하고, 상기 도출된 변위값에 대응되는 전자 장치 제어 명령을 상기 전자 장치로 전송하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.The control unit may perform an EMG signal processing when the sensed EMG signal exceeds a threshold value and derive a displacement value based on a difference between a predetermined EMG signal and the processed EMG signal. And control the communication unit to transmit an electronic device control command corresponding to the derived displacement value to the electronic device.
또한, 상기 제어부는, 상기 감지된 가속도 신호가 임계값을 초과하면 속도 및 각도를 산출하고, 상기 산출된 속도 및 각도를 바탕으로 손의 위치를 판단하는 가속도 신호 분석부;를 포함하고, 상기 판단된 손의 위치에 대응되는 전자 장치 제어 명령을 상기 전자 장치로 전송하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.The controller may further include an acceleration signal analyzer for calculating a speed and an angle when the sensed acceleration signal exceeds a threshold value and determining a position of the hand based on the calculated speed and angle, And to control the communication unit to transmit an electronic device control command corresponding to the position of the hand, to the electronic device.
그리고, 상기 제어부는, 상기 감지된 오지 입력 신호를 바탕으로 터치 입력 위치를 산출하고, 기 설정된 기준 위치 정보와 상기 산출된 터치 입력 위치를 비교하여 입력 버튼을 판단하는 입력 신호 분석부;를 더 포함하고, 상기 판단된 입력 버튼에 대응되는 전자 장치 제어 명령을 상기 전자 장치로 전송하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.The control unit may further include an input signal analyzing unit for calculating a touch input position based on the sensed outgoing input signal and comparing the predetermined reference position information with the calculated touch input position to determine an input button And control the communication unit to transmit an electronic device control command corresponding to the determined input button to the electronic device.
또한, 상기 통신부는, 상기 전자 장치의 연결 정보를 수신하고, 상기 제어부는, 상기 수신된 연결 정보를 바탕으로 상기 전자 장치를 연결하고, 상기 판단된 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력을 바탕으로 상기 연결된 전자 장치에 대응되는 제어 명령을 판단할 수 있다.Also, the communication unit may receive the connection information of the electronic device, and the control unit may connect the electronic device based on the received connection information, and based on the determined finger movement, hand movement, and touch input, It is possible to determine a control command corresponding to the connected electronic device.
그리고, 상기 전자 장치는 데스크탑 PC, 노트북 PC 또는 태블릿 PC 중 어느 하나이고, 상기 전자 장치에 대응되는 제어 명령은 마우스 제어에 대응되는 제어 명령일 수 있다.The electronic device may be a desktop PC, a notebook PC, or a tablet PC, and the control command corresponding to the electronic device may be a control command corresponding to the mouse control.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른, 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스의 제어 방법은, 손동작에 의해 발생하는 근전도 신호를 감지하는 단계; 상기 손동작에 따른 가속도 신호를 감지하는 단계; 상기 손동작에 따른 오지 입력 신호를 감지하는 단계; 상기 감지된 근전도 신호를 바탕으로 손가락 움직임을 판단하는 단계; 상기 감지된 가속도 신호를 바탕으로 손 움직임을 판단하는 단계; 상기 감지된 오지 입력 신호를 바탕으로 터치 입력을 판단하는 단계; 및 상기 판단된 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력에 대응되는 제어 명령을 전자 장치로 전송하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a wearable device for controlling an electronic device based on a hand gesture, the method comprising: sensing an EMG signal generated by a hand gesture; Sensing an acceleration signal according to the hand motion; Sensing an incoming signal according to the hand gesture; Determining finger movement based on the sensed EMG signal; Determining hand motion based on the sensed acceleration signal; Determining a touch input based on the sensed outgoing input signal; And transmitting control commands corresponding to the determined finger movements, hand movements, and touch inputs to the electronic device.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예에 따라, 사용자는 손동작을 이용하여 직관적으로 전자 장치를 제어할 수 있게 된다.As described above, according to various embodiments of the present invention, a user can intuitively control an electronic device using a hand gesture.
도 1, 도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스의 모식도,
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스의 구성을 간략히 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 제어부의 구성을 간략히 도시한 블럭도,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치를 제어하는 다양한 실시 예들을 설명하기 위한 도면들, 그리고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a schematic diagram of a wearable device for controlling an electronic device based on a hand gesture according to an embodiment of the present invention;
3 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a wearable device for controlling an electronic device based on a hand gesture according to an embodiment of the present invention;
4 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a control unit according to an embodiment of the present invention.
Figures 5-7 illustrate various embodiments for controlling an electronic device, in accordance with various embodiments of the present invention,
8 is a flowchart for explaining a control method of a wearable device for controlling an electronic device based on a hand gesture, according to an embodiment of the present invention.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 실시 예들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in the embodiments of the present disclosure will be briefly described, and the embodiments will be described in detail.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시 예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시 예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the embodiments of the present disclosure have selected the currently widely used generic terms possible in light of the functions in this disclosure, but these may vary depending on the intentions or precedents of those skilled in the art, the emergence of new technologies, and the like . Also, in certain cases, some terms are arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding embodiments. Therefore, the terms used in the embodiments should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, and on the contents of the embodiments throughout.
본 개시의 실시 예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. In the embodiments of the present disclosure, terms including ordinal numbers such as first, second, and so on can be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present disclosure, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
또한, 본 개시의 실시 예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Moreover, in the embodiments of the present disclosure, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.
또한, 본 개시의 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Also, in the embodiments of the present disclosure, terms such as "comprise" or "have ", etc. are intended to specify that there is a feature, number, step, operation, component, Steps, operations, elements, components, or combinations of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 본 개시의 실시 예에서, "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.Further, in the embodiments of the present disclosure, "module" or "module" performs at least one function or operation, and may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software. Also, a plurality of "modules" or a plurality of "parts" may be embodied as at least one processor integrated into at least one module, except "modules" or "modules "
또한, 본 개시의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Also, in the embodiments of the present disclosure, when a portion is referred to as being "connected" with another portion, it is not only the case where it is "directly connected" And the like.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 사용자의 웨어러블 디바이스(100) 착용 형태를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스(100)는 손-손등과 손바닥에 착용되는 밴드 형태의 웨어러블 디바이스일 수 있다.FIG. 1 illustrates a wearable
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 웨어러블 디바이스(100)를 상세히 도시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 웨어러블 디바이스(100)는 근전도 센서(110), 가속 및 자이로 센서(120), 터치 센서(130), 통신부(140), 전원부(150) 및 제어부(160)를 포함한다. 한편, 근전도 센서(110), 가속 및 자이로 센서(120), 터치 센서(130) 개수는 일 실시 예에 불과할 뿐 상이할 수 있다.2A shows a
구체적으로, 웨어러블 디바이스(100)는 밴드 형상으로 제어부(160), 재충전이 가능한 적어도 하나의 배터리를 포함하는 전원부(150), 복수의 센서(110,120,130) 및 통신부(140)를 포함한다. 복수의 센서(110,120,130)는 손동작에 의한 근육의 움직임으로 발생하는 근전도 신호를 감지하는 적어도 하나의 근전도 센서(110), 손동작에 따른 가속도 신호를 감지하는 적어도 하나의 가속 및 자이로 센서(120) 및 손동작에 따른 오지 입력 신호를 감지하는 적어도 하나의 터치 센서(130)를 포함하며, 웨어러블 디바이스(100)에 내장될 수 있다.Specifically, the
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 근전도 센서(110)의 배치를 도시한 도면이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 근전도 센서(110)는 손가락의 움직임(예를 들어, 손가락 구부림)을 용이하게 감지할 수 있도록 사용자가 웨어러블 디바이스(100)의 착용 시 손등에 위치하는 부분에 배치될 수 있다. 2B is a diagram showing an arrangement of an
도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 터치 센서(130)의 배치를 도시한 도면이다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 터치 센서(130)는 사용자가 웨어러블 디바이스(100)의 착용 시 손바닥에 위치하는 부분에 배치될 수 있다. 구체적으로, 터치 센서(130)는 다섯 손가락 각각에 대한 터치 입력을 감지하기 위하여 사용자가 손가락을 자연스럽게 접었을 때 손가락이 위치하는 영역 각각에 터치 센서가 배치될 수 있다. 그리고, 엄지 손가락의 터치 입력을 감지하기 위하여 엄지와 검지 사이에 터치 센서(130)가 배치될 수 있다. 사용자에게 웨어러블 디바이스(100)가 착용 되었을 때, 손바닥에 위치하는 부분에 터치 센서(130)가 배치 됨으로써 오지의 터치 센서에 대한 접촉 접근성이 용이할 수 있다.FIG. 2C is a diagram illustrating an arrangement of the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 웨어러블 디바이스(100)의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 디바이스(100)는 복수의 근전도 센서(110), 가속 및 자이로 센서(120), 터치 센서(130), 통신부(140), 전원부(150) 및 제어부(160)를 포함한다. 3 is a block diagram showing the configuration of a
복수의 근전도 센서(110)는 손동작에 의해 발생하는 전기 신호를 검출할 수 있다. 복수의 근전도 센서(110) 웨어러블 디바이스(100)에 규칙적 또는 비규칙적으로 간격을 형성하도록 배치되어, 사용자의 손-손등과 손바닥의 표면에 장착된다. 그리고, 복수의 근전도 센서(110)는 일대일 대응되는 복수의 채널이 있어 근전도 신호를 감지할 수 있다.The plurality of
가속 및 자이로 센서(120)는 손동작에 따른 가속도 신호를 감지할 수 있다. 구체적으로, 가속 및 자이로 센서(120)는 사용자의 손-손등과 손바닥의 표면에 배치되므로 손동작에 따른 가속도 신호를 감지할 수 있다.The acceleration and
터치 센서(130)는 손동작에 따른 오지 입력 신호를 감지할 수 있다. 구체적으로, 터치 센서(130)는 손가락을 이용한 터치로 인해 발생하는 정전기를 감지함으로써 오지 입력 신호를 감지할 수 있다.The
통신부(140)는 다양한 유형의 통신 방식에 따라 전자 장치와 통신을 수행한다. 통신부(230)는 와이파이 칩, 블루투스 칩, NFC칩, 무선 통신 칩 등과 같은 다양한 통신 칩을 포함할 수 있다. 이때, 와이파이 칩, 블루투스 칩, NFC 칩은 각각 WiFi 방식, 블루투스 방식, NFC 방식으로 통신을 수행한다. 이 중 NFC 칩은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication) 방식으로 동작하는 칩을 의미한다. 와이파이 칩이나 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선 통신 칩은 IEEE, 지그비, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evoloution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다.The
특히, 통신부(140)는 제어부(160)의 제어에 따라 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력에 대응되는 제어 명령을 전자 장치로 전송할 수 있다.In particular, the
전원부(150)는 전원을 공급한다. 전원부(150)는 재 충전이 가능하고, 동시 또는 순차적으로 사용될 수 있는 적어도 하나의 배터리와 배터리를 충전하기 위한 충전 단자를 포함할 수 있다.The
제어부(160)는 저장부(미도시)에 저장된 각종 프로그램을 이용하여 웨어러블 디바이스(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 제어부(160)는 근전도 센서를 통해 감지된 근전도 신호를 바탕으로 손가락 움직임을 판단하고, 가속 및 자이로 센서를 통해 감지된 가속도 신호를 바탕으로 손 움직임을 판단하며, 터치 센서를 통해 감지된 오지 입력 신호를 바탕으로 터치 입력을 판단할 수 있다. 그리고, 제어부(160)는 판단된 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력에 대응되는 제어 명령을 판단하여 제어 명령을 전자 장치로 전송하도록 통신부(140)를 제어할 수 있다. 한편, 제어부(160)는 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력에 대응되는 제어 명령을 판단하는 것으로 설명하였지만, 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력은 단독 또는 결합하여 제어 명령과 매칭될 수 있다.The
그리고, 제어부(160)는 통신부(140)를 통해 전자 장치의 연결 정보가 수신되면, 수신된 연결 정보를 이용하여 전자 장치와 연결할 수 있다. 그리고, 제어부(160)는 연결된 전자 장치에 따라 손동작에 대응되는 제어 명령을 판단할 수 있다. 즉, 동일한 손동작이더라도 연결된 전자 장치에 따라 손동작에 대응되는 제어 명령이 상이할 수 있다. 이는 하나의 웨어러블 디바이스(100)를 이용하여 다양한 전자 장치를 직관적으로 제어할 수 있는 기술적 효과를 갖는다.When the connection information of the electronic device is received through the
이하에서는 도 4를 참조하여 제어부(160)가 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력을 판단하고, 이에 대응되는 제어 명령을 판단하는 방법에 대하여 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 제어부(160)의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 근전도 신호 분석부(161), 가속도 신호 분석부(163), 입력 신호 분석부(165) 및 제어 명령 매칭부(167)를 포함한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4, a method for the
근전도 신호 분석부(161)는 근전도 센서(110)를 통해 감지된 근전도 신호가 임계값을 초과하면 근전도 신호 처리를 수행할 수 있다. 그리고, 근전도 신호 분석부(161)는 기 설정된 근전도 신호와 처리된 근전도 신호의 차이를 바탕으로 변위값을 도출할 수 있다.The
예를 들어, 근전도 신호 분석부(161)는 감지된 근전도 신호가 임계값을 초과하면 64Hz로 샘플링하고, 노이즈를 제거할 수 있다. 그리고, 근전도 신호 분석부(161)는 분류 알고리즘을 이용하여 변위값을 도출하여 제어부(160)로 송신할 수 있다. For example, the
가속도 신호 분석부(163)는 가속 및 자이로 센서(120)를 통해 감지된 가속도 신호가 임계값을 초과하면 속도 및 각도를 산출할 수 있다. 그리고, 가속도 신호 분석부(163)는 산출된 속도 및 각도를 바탕으로 손의 위치를 판단할 수 있다.The
예를 들어, 가속도 신호 분석부(163)는 속도 및 각도를 산출하고, 속도 및 각도를 바탕으로 기준 위치로부터의 위치 변화를 통해 손위 위치와 손의 움직임을 판단할 수 있다. For example, the
입력 신호 분석부(165)는 터치 센서(130)를 통해 감지된 오지 입력 신호를 바탕으로 터치 입력 위치를 산출할 수 있다. 그리고, 입력 신호 분석부(165)는 기 설정된 기준 위치 정보와 산출된 터치 입력 위치를 비교하여 입력 버튼을 판단할 수 있다.The
예를 들어, 입력 신호 분석부(165)는 터치 입력 위치와 기 설정된 위치 기준 정보와 비교하여 차이 값에 비례하여 오지 중 어느 손가락으로 터치 입력하였는지 판단할 수 있다.For example, the input
제어 명령 매칭부(167)는 감지된 근전도 신호, 가속도 신호 및 오지 입력 신호를 바탕으로 판단된 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 움직임에 대응되는 제어 명령을 판단할 수 있다. The control
구체적으로, 제어 명령 매칭부(167)는 기 저장된 매칭 정보를 이용하여 근전도 신호 분석부(161)에서 도출된 변위값에 대응되는 손가락 움직임을 판단하고, 판단된 손가락 움직임에 매칭되는 제어 명령을 판단할 수 있다. 이때, 손가락 움직임에 매칭되는 제어 명령은 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치에 따라 상이할 수 있다.Specifically, the control
그리고, 제어 명령 매칭부(167)는 기 저장된 매칭 정보를 이용하여 가속도 신호 분석부(163)에서 판단된 손의 위치에 대응되는 손 움직임을 판단하고, 판단된 손 움직임에 매칭되는 제어 명령을 판단할 수 있다. 이때, 손 움직임에 매칭되는 제어 명령은 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치에 따라 상이할 수 있다.The control
그리고, 제어 명령 매칭부(167)는 기 저장된 매칭 정보를 이용하여 입력 신호 분석부(165)에서 판단된 입력 버튼에 대응되는 터치 입력에 매칭되는 제어 명령을 판단할 수 있다. 이때, 터치 입력에 매칭되는 제어 명령은 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치에 따라 상이할 수 있다.The control
본 발명의 다양한 실시 예에 따라, 웨어러블 디바이스(100)와 연결되는 전자 장치는 데스크탑 PC, 노트북 PC, 태블릿 PC, 드론(drone) 또는 VR 장치 등일 수 있다. 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치에 따라 손동작에 대응되는 제어 명령은 상이할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, the electronic device associated with the
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치가 데스크탑 PC, 노트북 PC 또는 태블릿 PC 중 어느 하나(520)인 경우를 도시한 도면이다. 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치가 데스크탑 PC, 노트북 PC 또는 태블릿 PC 중 어느 하나(520)인 경우, 손동작에 대응되는 제어 명령은 마우스 제어일 수 있다. 5 is a diagram illustrating a case where the electronic device connected to the
예를 들어, 근전도 신호 분석부(161)에서 분석한 손가락 움직임이 두번째 손가락을 위에서 아래로 내리는 움직임인 경우, 제어 명령 매칭부(167)는 마우스 커서를 내리는 제어 명령으로 판단할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치가 데스크탑 PC, 노트북 PC 또는 태블릿 PC 중 어느 하나(520)인 경우, 사용자는 키보드(510) 타이핑 시에도 마우스 제어가 가능하게 된다.For example, when the finger movement analyzed by the
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치가 드론인 경우를 도시한 도면이다. 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치가 드론인 경우, 손동작에 대응되는 제어 명령은 드론을 제어하기 위한 조이스틱 제어일 수 있다.6 is a diagram illustrating a case where the electronic device connected to the
예를 들어, 가속도 신호 분석부(163)에서 판단한 손 움직임이 손을 오른쪽에서 왼쪽으로 수평하게 이동하는 움직임인 경우, 제어 명령 매칭부(167)는 드론이 동일 높이를 유지한 상태에서 왼쪽 방향으로 수평하게 이동하는 제어 명령으로 판단할 수 있다.For example, when the hand motion determined by the
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치가 VR(virtual reality, 가상현실) 장치인 경우를 도시한 도면이다. 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치가 VR 장치(또는 AR 장치)인 경우, 손동작에 대응되는 제어 명령은 VR 장치에 대한 입력 명령일 수 있다.FIG. 7 is a diagram illustrating a case where an electronic device connected to the
이하에서는 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른, 웨어러블 디바이스(100)의 제어 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of controlling the
우선, 웨어러블 디바이스(100)는 손동작에 의해 발생하는 근전도 신호를 감지한다(S810). 구체적으로, 웨어러블 디바이스(100)는 복수의 근전도 센서를 이용하여 손동작에 따른 근육의 움직임에 의해 발생하는 근전도 신호를 감지할 수 있다.First, the
그리고, 웨어러블 디바이스(100)는 손동작에 따른 가속도 신호를 감지한다(S820). 구체적으로, 웨어러블 디바이스(100)는 적어도 하나의 가속 및 자이로 센서를 이용하여 손동작에 따른 가속도 및 방위 변화를 감지할 수 있다. Then, the
그리고, 웨어러블 디바이스(100)는 손동작에 따른 오지 입력 신호를 감지한다(S830). 구체적으로, 웨어러블 디바이스(100)는 터치 센서를 이용하여 오지 입력에 의해 발생하는 정전기 신호를 통해 입력 오지 입력 신호를 감지할 수 있다.Then, the
그리고, 웨어러블 디바이스(100)는 감지된 근전도 신호를 바탕으로 손가락 움직임을 판단한다(S840). 구체적으로, 웨어러블 디바이스(100)는 기 설정된 근전도 신호와 감지된 근전도 신호를 비교하고, 분류 알고리즘으로 변위값을 도출하여 손가락 움직임을 판단할 수 있다.Then, the
그리고, 웨어러블 디바이스(100)는 감지된 가속도 신호를 바탕으로 손 움직임을 판단한다(S850). 구체적으로, 웨어러블 디바이스(100)는 감지된 가속도 신호를 바탕으로 속도 및 각도를 산출하여 손의 위치를 판단할 수 있다.Then, the
그리고, 웨어러블 디바이스(100)는 감지된 오지 입력 신호를 바탕으로 터치 입력을 판단한다(S860). 구체적으로, 웨어러블 디바이스(100)는 기 설정된 기준 위치와 터치 위치를 비교하여 터치 입력한 손가락을 판단하여 입력 버튼을 판단할 수 있다.Then, the
그리고, 웨어러블 디바이스(100)는 판단된 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력에 대응되는 제어 명령을 판단하여 전자 장치로 전송할 수 있다(S870). 구체적으로, 웨어러블 디바이스(100)는 웨어러블 디바이스(100)와 연결된 전자 장치에 따라 판단된 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력에 대응되는 제어 명령을 판단하고, 판단된 제어 명령을 전자 장치로 전송할 수 있다.Then, the
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 의해, 사용자는 손동작만을 이용하여 직관적으로 전자 장치를 제어할 수 있다.According to various embodiments of the present invention as described above, the user can intuitively control the electronic device using only the hand gesture.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described method can be implemented in a general-purpose digital computer that can be created as a program that can be executed by a computer and operates the program using a computer-readable recording medium. In addition, the structure of the data used in the above-described method can be recorded on a computer-readable recording medium through various means. The computer-readable recording medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), optical reading medium (e.g., CD ROM,
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, disclosure methods should be considered from an illustrative point of view, not from a restrictive point of view. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
100: 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스
110: 근전도 센서
120: 가속 및 자이로 센서
130: 터치 센서
140: 통신부
150: 전원부
160: 제어부100: a wearable device for controlling an electronic device based on a hand gesture
110: electromyogram sensor
120: Acceleration and gyro sensor
130: touch sensor
140:
150:
160:
Claims (7)
손동작에 의해 발생하는 근전도 신호를 감지하는 복수의 근전도 센서;
상기 손동작에 따른 가속도 신호를 감지하는 가속 및 자이로 센서;
상기 손동작에 따른 오지 입력 신호을 감지하는 터치 센서;
전자 장치로 상기 전자 장치의 제어 명령을 전송하는 통신부; 및
상기 근전도 센서를 통해 감지된 근전도 신호를 바탕으로 손가락 움직임을 판단하고, 상기 가속 및 자이로 센서를 통해 감지된 가속도 신호를 바탕으로 손 움직임을 판단하고, 상기 터치 센서를 통해 감지된 오지 입력 신호를 바탕으로 터치 입력을 판단하며, 상기 판단된 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력에 대응되는 제어 명령을 상기 전자 장치로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부;를 포함하는 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스.A wearable device for controlling an electronic device based on a hand gesture,
A plurality of electromyography sensors for sensing an electromyogram signal generated by a hand gesture;
An acceleration and gyro sensor for sensing an acceleration signal according to the hand motion;
A touch sensor for sensing an outgoing input signal according to the hand operation;
A communication unit for transmitting a control command of the electronic device to the electronic device; And
A finger movement is determined based on the electromyogram signal sensed by the electromyogram sensor, a hand movement is determined based on the acceleration signal sensed by the acceleration and gyro sensor, And a control unit for controlling the communication unit to transmit the control command corresponding to the determined finger movement, hand movement, and touch input to the electronic device, wherein the control unit controls the electronic device based on the hand operation, device.
상기 제어부는,
상기 감지된 근전도 신호가 임계값을 초과하면 근전도 신호 처리를 수행하고, 기 설정된 근전도 신호와 상기 처리된 근전도 신호의 차이를 바탕으로 변위값을 도출하는 근전도 신호 분석부;를 포함하고,
상기 도출된 변위값에 대응되는 전자 장치 제어 명령을 상기 전자 장치로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스.The method according to claim 1,
Wherein,
And an EMG signal analyzer for performing EMG signal processing when the sensed EMG signal exceeds a threshold value and deriving a displacement value based on a difference between a predetermined EMG signal and the processed EMG signal,
And controls the communication unit to transmit an electronic device control command corresponding to the derived displacement value to the electronic device.
상기 제어부는,
상기 감지된 가속도 신호가 임계값을 초과하면 속도 및 각도를 산출하고, 상기 산출된 속도 및 각도를 바탕으로 손의 위치를 판단하는 가속도 신호 분석부;를 포함하고,
상기 판단된 손의 위치에 대응되는 전자 장치 제어 명령을 상기 전자 장치로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스.The method according to claim 1,
Wherein,
And an acceleration signal analyzer for calculating a speed and an angle when the sensed acceleration signal exceeds a threshold value and determining a position of the hand based on the calculated speed and angle,
And controls the communication unit to transmit an electronic device control command corresponding to the determined position of the hand to the electronic device.
상기 제어부는,
상기 감지된 오지 입력 신호를 바탕으로 터치 입력 위치를 산출하고, 기 설정된 기준 위치 정보와 상기 산출된 터치 입력 위치를 비교하여 입력 버튼을 판단하는 입력 신호 분석부;를 더 포함하고,
상기 판단된 입력 버튼에 대응되는 전자 장치 제어 명령을 상기 전자 장치로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스.The method according to claim 1,
Wherein,
Further comprising an input signal analyzer for calculating a touch input position based on the detected outgoing input signal and comparing the predetermined reference position information with the calculated touch input position to determine an input button,
And controls the communication unit to transmit an electronic device control command corresponding to the determined input button to the electronic device.
상기 통신부는,
상기 전자 장치의 연결 정보를 수신하고,
상기 제어부는,
상기 수신된 연결 정보를 바탕으로 상기 전자 장치를 연결하고, 상기 판단된 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력을 바탕으로 상기 연결된 전자 장치에 대응되는 제어 명령을 판단하는 것을 특징으로 하는 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스.The method according to claim 1,
Wherein,
Receiving connection information of the electronic device,
Wherein,
Wherein the control unit connects the electronic device based on the received connection information, and determines a control command corresponding to the connected electronic device based on the determined finger movement, hand movement, and touch input. A wearable device for controlling a device.
상기 전자 장치는 데스크탑 PC, 노트북 PC 또는 태블릿 PC 중 어느 하나이고,
상기 전자 장치에 대응되는 제어 명령은 마우스 제어에 대응되는 제어 명령인 것을 특징으로 하는 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스.6. The method of claim 5,
The electronic device is any one of a desktop PC, a notebook PC, and a tablet PC,
Wherein the control command corresponding to the electronic device is a control command corresponding to the mouse control.
손동작에 의해 발생하는 근전도 신호를 감지하는 단계;
상기 손동작에 따른 가속도 신호를 감지하는 단계;
상기 손동작에 따른 오지 입력 신호를 감지하는 단계;
상기 감지된 근전도 신호를 바탕으로 손가락 움직임을 판단하는 단계;
상기 감지된 가속도 신호를 바탕으로 손 움직임을 판단하는 단계;
상기 감지된 오지 입력 신호를 바탕으로 터치 입력을 판단하는 단계; 및
상기 판단된 손가락 움직임, 손 움직임 및 터치 입력에 대응되는 제어 명령을 전자 장치로 전송하는 단계;를 포함하는 손동작을 기반으로 전자 장치를 제어하는 웨어러블 디바이스 제어 방법.A control method of a wearable device for controlling an electronic device based on a hand movement,
Sensing an electromyogram signal generated by a hand gesture;
Sensing an acceleration signal according to the hand motion;
Sensing an incoming signal according to the hand gesture;
Determining finger movement based on the sensed EMG signal;
Determining hand motion based on the sensed acceleration signal;
Determining a touch input based on the sensed outgoing input signal; And
And transmitting a control command corresponding to the determined finger movement, hand movement, and touch input to the electronic device.
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