JPH06295222A - Non-contact type object tracking device - Google Patents

Non-contact type object tracking device

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Publication number
JPH06295222A
JPH06295222A JP5080750A JP8075093A JPH06295222A JP H06295222 A JPH06295222 A JP H06295222A JP 5080750 A JP5080750 A JP 5080750A JP 8075093 A JP8075093 A JP 8075093A JP H06295222 A JPH06295222 A JP H06295222A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
sensor part
target
contact type
tracking device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5080750A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naofumi Nakazawa
直文 中澤
Shigeru Chiba
滋 千葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP5080750A priority Critical patent/JPH06295222A/en
Publication of JPH06295222A publication Critical patent/JPH06295222A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To track a three-dimensional motion of a target so that a distance to the target can be controlled with high accuracy by providing a sensor part for reading the position of an object, and a control part for executing position control of the sensor part. CONSTITUTION:In the inside of a sensor part 1, a photosensor 2 is integrated in the upper and the lower parts, the left and the right, and the front. The sensor part 1 is supported so as to be operable in three dimensions by an arm part 3. A driving part of the arm part 3 is constituted of two stepping motors 4 turned to the vertical direction each other. A control part determines a position of the sensor part 1 by controlling like feedback a driving device for executing position control of the sensor part 1, based on information from the sensor part 1, and drives the moror 4. Each of plural sensors 2 for constituting the sensor part 1 measures successively the position of an object (fingertip), and tracks like non-contact a three-dimensional motion of the object so that the object exists in a position within a prescribed range.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータへのデー
タ入力装置に関するものである。特に、物体の位置情報
をコンピュータへ入力するための非接触型物体追跡装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data input device for a computer. In particular, it relates to a non-contact type object tracking device for inputting position information of an object to a computer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年コンピュータが高速化し、その扱う
情報量が増大するに伴い、コンピュータと人間との間の
情報交換の高速化、平易化が要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, as computers have become faster and the amount of information they handle has increased, there has been a demand for faster and easier information exchange between computers and humans.

【0003】コンピュータへ入出力するためのコンピュ
ータインターフェースとして、現在キーボード、マウ
ス、データグローブなどがある。
Currently, there are keyboards, mice, data gloves, etc. as computer interfaces for inputting / outputting to / from a computer.

【0004】ところで、コンピュータ内に物体のモデル
を構成し、その物体があたかも実在するかのような感覚
を人間に提示する技術を、人工現実感(Virtual
Reality)と呼んでいる。この技術を用いるこ
とにより、現実の空間に近い作業環境を提供する「仮想
作業空間」を作ることができる。
By the way, a technique for constructing a model of an object in a computer and presenting to a human the sensation as if the object actually exists is known as virtual reality.
Reality). By using this technology, it is possible to create a "virtual work space" that provides a work environment close to the actual space.

【0005】この仮想作業空間内の仮想物体の操作(仮
想空間操作)の為の空間インターフェース装置について
の研究、開発が、近年多々為されている。
In recent years, much research and development has been done on a space interface device for operating a virtual object in this virtual work space (virtual space operation).

【0006】これらの研究による空間インターフェース
装置の一つとして、基本的に指に装着するキャップとロ
ータリーエンコーダより構成され、キャップを指に装着
して指先の三次元的動きを接触的に追尾して指先の位置
情報を求め、コンピュータに入力する仕組みになってい
るものが報告されている(佐藤 誠他 日本機械学会N
o.920−33 ロボティクス・メカトロニクス講演
会 ´92 講演論文集(Vol.8))。
[0006] As one of the spatial interface devices based on these studies, it basically consists of a cap to be worn on a finger and a rotary encoder, and the cap is attached to the finger to track the three-dimensional movement of the fingertip in a contact manner. It has been reported that there is a mechanism that asks for position information of the fingertip and inputs it to a computer (Makoto Sato et al., The Japan Society of Mechanical Engineers N
o. 920-33 Robotics and Mechatronics Conference '92 Proceedings (Vol.8)).

【0007】このような空間インターフェース装置と立
体映像表示装置とを組み合わせることにより、実空間と
融合した仮想空間を知覚し、空間インターフェース装置
を介して仮想物体を現実感をもって操作することができ
る。
By combining such a space interface device and a stereoscopic image display device, it is possible to perceive a virtual space fused with a real space and to operate a virtual object with a sense of reality through the space interface device.

【0008】これに対して、指先のような目標との間に
一定の間隔を持たせ、一定間隔で非接触的に追尾するた
めの空間インターフェース装置がある。
[0008] On the other hand, there is a spatial interface device for providing a constant distance from a target such as a fingertip and non-contact tracking at a constant interval.

【0009】この種装置としては、指と計測装置に磁石
をつけて、互いの反発力を利用したものがあげられる。
An example of this type of device is one in which a magnet is attached to a finger and a measuring device, and the repulsive force of each other is used.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記の非接触的に追尾
する方式の空間インターフェース装置は、目標の二次元
的動きの追尾に止まり、また、複数の装置で比較的近い
目標を追尾する場合、例えば、人差し指と中指とを同時
に目標として各々を追いかける場合に、お互いの装置の
磁石が影響を及ぼしあって、各指の位置を正確に感知し
得るようにセンサーが正常に機能しない場合を生じる。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned non-contact spatial interface device of the tracking system stops tracking of a two-dimensional movement of a target, and when a plurality of devices track relatively close targets, For example, when the index finger and the middle finger are simultaneously pursued as targets, the magnets of the respective devices affect each other, and the sensor may not function normally so that the position of each finger can be accurately sensed.

【0011】そこで、本発明は、磁石を使った時のよう
に相互の影響を受けずにセンサーが正常に機能すること
が可能となり、また、目標の三次元的動きを追尾でき、
目標との距離を制御する上でも高精度で行うことのでき
る、物体の位置情報をコンピュータへ入力するための非
接触型物体追跡装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention makes it possible for the sensor to function normally without being affected by each other as in the case of using a magnet, and for tracking the target three-dimensional movement.
An object of the present invention is to provide a non-contact type object tracking device for inputting position information of an object to a computer, which can be performed with high accuracy even when controlling a distance to a target.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、上
記目的を達成するために、非接触型物体追跡装置を、物
体の位置を読み取るためのセンサー部と、センサー部を
支えてセンサー部を三次元に動かすアーム部と、アーム
部を動かす駆動部と、センサー部からの信号を受けとっ
て、センサー部の位置制御を行う駆動装置をフィードバ
ック的に制御する制御部とから構成した。
Therefore, in order to achieve the above object, the present invention provides a non-contact type object tracking device which includes a sensor section for reading the position of an object and a sensor section for supporting the sensor section. The arm unit includes a three-dimensionally moving arm unit, a driving unit that moves the arm unit, and a control unit that receives a signal from the sensor unit and feedback-controls a driving device that controls the position of the sensor unit.

【0013】[0013]

【作用】センサー部を構成している複数のセンサーの夫
々が、順次に物体の位置を測定し、物体が一定範囲内の
位置にあるように物体の三次元的動きを非接触的に追尾
する。
[Function] Each of the plurality of sensors forming the sensor unit sequentially measures the position of the object and non-contactly tracks the three-dimensional movement of the object so that the object is within a certain range. .

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参考にして具
体的に説明するが、発明の趣旨に添う限り、本発明が実
施例に開示するところに限定されるべきものでない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings, but the present invention should not be limited to the examples disclosed in the examples as long as the gist of the invention is complied with.

【0015】本実施例では、指先を追尾するシステムを
例にとり説明する。
In this embodiment, a system for tracking a fingertip will be described as an example.

【0016】図1は、本発明に係る非接触型物体追跡装
置に使用するセンサー部1の概観図である。センサー部
1の内部には上下左右及び前方に光センサーが組み込ま
れており、センサー部1はアーム部3で上下方向に動作
可能に支えられている。
FIG. 1 is a schematic view of a sensor unit 1 used in a non-contact type object tracking device according to the present invention. Optical sensors are incorporated inside the sensor unit 1 in the vertical and horizontal directions and in the front, and the sensor unit 1 is supported by an arm unit 3 so as to be operable in the vertical direction.

【0017】図2は、図1のX−X線及びY−Y線に沿
って切断した断面図であり、光センサー2が図に示すよ
うにセンサー部1の内部に組み込まれている。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line X--X and line Y--Y in FIG. 1, in which the optical sensor 2 is incorporated inside the sensor section 1 as shown in the figure.

【0018】アーム部3は上下方向に動作可能であり、
駆動部は図3に示すように互いに垂直方向を向いた二つ
のステッピングモータ4で構成されアーム部を支えてい
る。図4は、本非接触型物体追跡装置を用いた追尾シス
テムのブロック図である。本システムは、大きく分け
て、目標を追尾するためのセンサー部1とセンサー駆動
部と制御部とに大別することができる。
The arm portion 3 can move vertically.
As shown in FIG. 3, the driving unit is composed of two stepping motors 4 which are oriented in the vertical direction and supports the arm unit. FIG. 4 is a block diagram of a tracking system using the non-contact type object tracking device. This system can be roughly divided into a sensor unit 1 for tracking a target, a sensor driving unit, and a control unit.

【0019】制御部は、センサー部1からの情報を元に
センサー部の位置制御を行う駆動装置を、フィードバッ
ク的に制御してセンサー部1の位置を決め、モータを駆
動する。
The control unit feedback-controls the drive unit for controlling the position of the sensor unit based on the information from the sensor unit 1 to determine the position of the sensor unit 1 and drives the motor.

【0020】図5に、このシステムにおいて目標との間
に一定の間隔を持たせる制御方法のフローチャートを示
す。
FIG. 5 shows a flowchart of a control method in which a constant distance is provided between the target and this system.

【0021】複数のセンサーの読みだし順序が決まって
いるものとし、まず、1番目のセンサーを読み(5)、
目標との距離を測る。
Assuming that the reading order of a plurality of sensors is fixed, first, the first sensor is read (5),
Measure the distance to the target.

【0022】目標までの距離が一定範囲内にあれば、次
のセンサーを読みだしにいく(6)。一定範囲内にない
場合、それが定間隔以上ならば距離を縮める方向にモー
タを駆動し(7)、定間隔以下ならば距離をのばす方向
にモータを駆動し(8)、一定範囲内におさまるまで繰
り返す。
If the distance to the target is within a certain range, the next sensor is read out (6). If it is not within a certain range, it drives the motor in the direction of shortening the distance if it is more than the fixed interval (7), and drives it in the direction of increasing the distance if it is less than the constant interval (8) and stays within the certain range Repeat until.

【0023】次は、二つ目のセンサー、その次は三つめ
のセンサーというように処理を進め、全てのセンサーに
ついて上記の操作を行ったら終了(9)になる。
Next, the process proceeds to the second sensor, the third sensor, and so on. When the above operation is performed for all the sensors, the process ends (9).

【0024】図6は、本発明の非接触型物体追跡装置
を、仮想空間操作の為の空間インターフェースとして応
用した説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram in which the non-contact type object tracking device of the present invention is applied as a space interface for virtual space operation.

【0025】これにより、このような追尾システムを用
いて、指の動きを追従する仮想空間操作の為の空間イン
ターフェースとして応用する方法を説明する。
Thus, a method of applying such a tracking system as a space interface for virtual space operation that follows the movement of a finger will be described.

【0026】この応用例では、各指に対して一つずつの
センサー部1を対応させる。
In this application example, one sensor section 1 is associated with each finger.

【0027】仮想空間をこの装置の駆動空間の範囲内で
作成し、その空間内である物体をつかみとり、移動させ
る操作を行うものとする(図6(b))。
It is assumed that a virtual space is created within the range of the drive space of this apparatus, and an operation for grasping and moving an object in the space is performed (FIG. 6 (b)).

【0028】センサー部1は、通常の場合(指の位置が
仮想空間上で物体に触れていない状態)においては、指
先に非接触の状態で追従する。そして、仮想空間上で物
体がある場所に指先が位置したときには、非接触状態を
解除し、指先にセンサー部1を接触させることで指先に
抵抗を加え、物体をあたかも実際につかんだかのような
感覚を与えることができる。
In a normal case (when the position of the finger is not touching the object in the virtual space), the sensor unit 1 follows the fingertip in a non-contact state. Then, when the fingertip is located where the object is in the virtual space, the non-contact state is released, and the sensor unit 1 is brought into contact with the fingertip to add resistance to the fingertip, as if the object was actually grabbed. Can give a sense.

【0029】[0029]

【効果】目標の三次元的動きを追尾でき、目標との距離
を制御する上でも高精度で行うことのできる、物体の位
置情報をコンピュータへ入力するための非接触型物体追
跡装置を実現した。
[Effect] A non-contact type object tracking device for inputting positional information of an object to a computer, which can track a three-dimensional movement of a target and can be performed with high accuracy even when controlling a distance to the target, has been realized. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る非接触型物体追跡装置に使用する
センサー部1の概観図である。
FIG. 1 is a schematic view of a sensor unit 1 used in a non-contact type object tracking device according to the present invention.

【図2】図1のX−X線及びY−Y線に沿って切断した
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX and YY of FIG.

【図3】センサー部の駆動部を示す。FIG. 3 shows a driving unit of a sensor unit.

【図4】本発明の非接触型物体追跡装置を用いた追尾シ
ステムのブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a tracking system using the non-contact type object tracking device of the present invention.

【図5】本発明の追尾システムにおいて目標との間に一
定の間隔を持たせる制御方法のフローチャートを示す。
FIG. 5 shows a flow chart of a control method in the tracking system of the present invention in which a constant distance is provided between the target and the target.

【図6】本発明の非接触型物体追跡装置を、仮想空間操
作の為の空間インターフェースとして応用した説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram in which the non-contact object tracking device of the present invention is applied as a space interface for virtual space operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 センサー部 2 光センサー 3 アーム部 4 ステッピングモータ 1 sensor part 2 optical sensor 3 arm part 4 stepping motor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 物体の位置を読み取るためのセンサー部
と、センサー部を支えてセンサー部を三次元に動かすア
ーム部と、アーム部を動かす駆動部と、センサー部から
の信号を受けとって、センサー部の位置制御を行う駆動
装置をフィードバック的に制御する制御部とを具備する
ことを特徴とする非接触型物体追跡装置。
1. A sensor for reading the position of an object, an arm for supporting the sensor to move the sensor in three dimensions, a drive for moving the arm, and a sensor for receiving a signal from the sensor. A non-contact type object tracking device, comprising: a control unit that feedback-controls a drive device that controls the position of the unit.
JP5080750A 1993-04-07 1993-04-07 Non-contact type object tracking device Pending JPH06295222A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5080750A JPH06295222A (en) 1993-04-07 1993-04-07 Non-contact type object tracking device

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JP5080750A JPH06295222A (en) 1993-04-07 1993-04-07 Non-contact type object tracking device

Publications (1)

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JPH06295222A true JPH06295222A (en) 1994-10-21

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ID=13727087

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JP5080750A Pending JPH06295222A (en) 1993-04-07 1993-04-07 Non-contact type object tracking device

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JP (1) JPH06295222A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08154920A (en) * 1994-12-06 1996-06-18 Takuo Hattori Image ether apparatus and detector used therefor
JP2009288958A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 Keio Gijuku Operation input device and operation input method
CN102262459A (en) * 2011-06-11 2011-11-30 厦门馨家园网络科技有限公司 Finger-sleeve type handwriting pen capable of being automatically fastened and unfastened

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