KR100477756B1 - 카메라를 통한 3차원 위치변화 데이터 생성장치 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 3차원 공간 내에서 위치변화를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본원 발명은 중력에 의해 움직여지는 입자, 입자가 담겨져 있는 모체, 입자의 위치를 인지하기 위한 카메라, 현재 압력값을 저장하는 기억장치, 기능선택을 위한 버튼 장치, 측정한 각도, 혹은 압력과 버튼의 입력을 변환하여 3차원 공간상에서의 위치 변화를 연산하는 중앙처리장치, 및 위에서 연산한 결과를 외부의 장치로 송신하기 위한 송신장치로 구성되어 있다. 본원 발명에서는 중력과의 기울어짐, 혹은 가속도에 의한 입자의 위치를 감지하여 장치가 기울어진 각도를 측정하고 이를 길이로 환산함으로써 중력에 수직인 평면에서의 위치변화를 구하고, 장치에서 상승 또는 하강하는 경우의 입력값의 변화를 통해서 이동량을 구함으로써 3차원 공간상에서의 위치변화를 산출한다.

Description

카메라를 통한 3차원 위치변화 데이터 생성장치{A DEVICE FOR MAKING 3D MOVEMENT DATA BY DETECTING AN OBJECT IN 3D SPACE BY CAMERA}

본 발명은 3차원 공간에서 물체의 상대적인 위치변화를 측정할 수 있도록 한 3차원 위치변화 측정장치 및 위치변화 측정방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 주로 광학방식을 이용해 입자의 이동거리를 통해 두 시점간에서 물체의 상대적인 위치변화를 측정하고자 하는 것이다.

종래의 통상적인 위치변화 측정장치는 2차원 상에서 흔히 사용되는 컴퓨터용 마우스가 있다. 종래의 컴퓨터용 마우스는 볼의 구름을 측정하고 단위 시간마다 구른 횟수를 측정하여 상대적인 물체의 이동을 추출하거나 광센서를 이용하여 물체의 상대적인 위치 변화를 측정한다. 또한, 종래의 위치변화 측정장치에는 노트북이나 PDA 등에서 사용되는 터치패드 또는 터치 펜 등이 있다.

이러한 종래의 통상적인 위치변화 측정장치들은 그 움직임이 2차원 공간으로 제한되어 있어서 움직임이 자유롭지 못하다는 문제점이 있으며, 이들로부터 얻을 수 있는 좌표도 2차원 좌표에 불과하다는 문제점이 있다.

본 발명은 3차원 공간내의 한 지점에서 장치가 기울어짐으로써 입자가 밀폐된 공간을 이동하고 이때 생기는 이동거리를 이용하여 2차원 좌표를 얻고, 나아가 상하 방향으로의 이동에 의하여 발생되는 입자의 이동량과 압력센서에 전해지는 데이터를 이용하여 상하 방향으로의 좌표를 추출함으로써 3차원 공간상에서의 상대적인 이동에 관한 정보를 얻을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치는 장치의 기울어짐이나 상하운동에 의하여 제1 방향(중력방향), 제2 및 제3 방향(중력방향에 수직인 평면상에서 서로 직교하는 두 방향)에서 위치변화를 생성하는 위치변화 생성장치; 상기 위치변화장치로부터 위치를 측정하기 위한 카메라장치(감지장치1); 제1 방향으로의 위치변화를 측정하기 위한 압력센서장치(감지장치2); 상기 카메라장치와 압력센서장치에서 측정한 위치데이터들을 저장하기 위한 기억장치; 상기 기억장치에서 저장된 위치데이터들을 연산처리하여 3차원 공간상에서 상대적인 위치변화 데이터로 변환하는 중앙처리장치 및; 상기 변환된 데이터를 외부의 장치로 송신하기 위한 송신장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 3차원 위치변화 측정방법은 중력 및 관성력에 의해 발생한 입자의 위치변화를 인지하는 입자위치 측정단계; 상기의 측정된 입자의 위치를 원 위치와 이전 시간의 위치에서부터 떨어진 거리를 계산하는 제2 단계; 제1 방향으로의 움직임 중 중력방향으로의 움직임을 확인하는 제3 단계; 상기의 측정 및 변환된 입력값을 저장하는 제4 단계; 상기 저장된 입력값을 이용하여 제2 및 제3 방향에서의 위치변화를 연산하는 제5 단계; 및 상기 저장된 입력값을 이용하여 제1 방향에서의 위치변화를 연산하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 참조하여 자세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 구성요소를 나타낸다. 입자 하우징(100)은 중력 및 관성력에 따라서 입자가 이동하여 근본적인 이동거리를 발생시키는 장치로서, 반구의 형태, 입체적인 다면체의 형태, 그리고 그 속을 액체, 기체등으로 채울 수 있다. 입자 하우징(100)에서 움직인 입자는 카메라(200) 혹은 기타의 광학방식으로 인해 인지될 수 있다. 이렇게 인지된 입자의 위치는 중앙처리장치(300)에서 해당 위치를 파악하여 수치로 변환한다. 이후 압력센서(900)을 통해 제1 방향으로의 움직임을 측정한다. 이 수치들은 필터링을 통해 보다 정확한 값으로 보정이 되어 기억장치(400)에 저장되는데, 중앙처리장치(300)에서는 소정의 시간마다 카메라(200)에서 읽어들인 입자의 위치를 이용하여 제2, 제3 방향으로의 위치변환을 연산한다. 동시에 제1 내지 제3 방향과 이루는 각도와 제1 내지 제2 방향과 이루는 각도를 연산한며 제1 방향으로의 가속도 운동을 탐지한다. 다음으로 중앙처리장치는 이 값을 통해 가속도의 변화를 구하고 이를 이용하여 위치변화를 연산한다. 송신장치(800)에서는 위에서 얻어진 3차원 위치변화 데이터를 외부장치(도시되지 않음)로 송신한다.

도5는 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정방법의 각 단계를 나타내며, 측정방법은, 입자의 위치를 측정하는 단계(S101). 이 측정된 위치를 통해 입자의 이동거리 및 각도를 연산하는 단계(S102), 압력센서에 전해지는 값을 측정하는 단계(S103), 상기 구해진 입력값을 저장하는 입력값의 저장단계(S104). 상기 저장된 입력값을 이용하여 제2, 제3 방향으로의 위치변화를 연산하는 단계(S105), 및 상기 저장된 입력값을 이용하여 제1 방향으로의 위치변화를 연산하는 단계(S106)로 구성된다.

이하에서는 위치변화를 측정하는 각 단계에서 본 발명의 각 구성요소의 기능에 대하여 자세히 설명한다.

입자 하우징(100)은 반구형, 구형, 다면체 등 여러 가지 형상으로 구현될 수 있다. 입자 하우징(100)의 형상에 대해서는 아래에서는 반구형에 대한 실시예에 대해서만 설명을 한다. 카메라(200)은 입자 하우징(100)에 근접하게 본체에 고정되어 있는 것으로 제2, 제3 방향으로의 이동거리를 측정하기 위한 입자 하우징(100)의 수직 아래로 보는 형태의 카메라 1대와 제2, 혹은 제3 방향중 한 곳에 고정되어 입자 하우징(100)을 측면으로 보는 형태의 카메라 1대로 구성된다. 이러한 카메라는 아날로그일 경우 적당한 변환기를 거쳐 중앙처리장치(300)로 연결되고 디지털일 경우 그 출력부를 그대로, 혹은 적당한 변환기를 거쳐 중앙처리장치(300)로 연결될 수 있다. 이렇게 연결된 카메라를 통해 입자와 하우징의 화상이 중앙처리장치로 전송이 되어 화소의 집합중 입자에 해당하는 패턴이 어디에 있는지 인식하는 입자 위치 측정단계(S101)를 거쳐 초기화때와 이전 주기의 기억장치(400)에 저장되어 있는 이전의 위치와 비교해 입자의 이동거리를 계산한다(S102). 제1 방향인 중력방향으로 놓여진 압력센서에서 입력값을 측정하여 중앙처리장치로 전해진다(S103). 계산된 값은 기억장치에 수치적, 의미적으로 기억이 되고(S104), 이 값을 바탕으로 제2, 제3 방향에서의 위치변화를 추출해낼 수 있게 된다(S105). 이러한 제2, 제3 방향으로의 위치변화 값은 또 다른 연산과 입력값에 의해 제1 방향으로의 위치변화 값을 생성해 내게된다(S106).

중앙처리장치(300)에서 상기 디지털 데이터를 저장하는 방식은 다음과 같다 중앙처리장치(300)에서는 일정한 주기마다 상기 데이터를 샘플링한다. 주기마다 샘플링을 하면서 현재 기억장치(400)에 저장된 값과 비교하는데 현재 기억장치(400)에 저장된 값과 샘플링한 값에 소정 비율(예를 들어 10%) 이하의 차이가 있는 경우에는 샘플링한 값으로 현재값을 대체하고 그렇지 않은 경우에는 샘플링한 값을 오류로 처리하여 다음 샘플링 값과 기억장치(400)에 저장된 값을 다시 비교한다. 이와 같은 방식으로 기억장치(400)에는 매 샘플링 시점에서 측정한 위치변화 값이 저장된다.

3차원 공간상에서 위치변화를 측정하기 위하여 중앙처리장치(300)는 기억장치(400)에 저장된 위치변화 값을 이용한다. 중앙처리장치(300)에서 위치변화를 측정하는 단계는 제2 및 제3 방향에서의 위치변화를 연산하는 단계(S105)와 제1 방향에서의 위치변화를 연산하는 단계(S106)로 구분된다.

중앙처리장치(300)에서는 다음과 같은 방법으로 제2 및 제3 방향으로의 위치변화를 연산한다(S104). 제1 방향에 작용하는 힘은 중력인데 하우징이 기울어짐에 따라 이 중력에 의해 입자 역시 움직이게 된다. 이렇게 움직이게 되면 하우징을 평면도로 내려다보고 있게 고정되어 있는 카메라(제1 카메라)에서는 제2, 제3 방향으로의 입자의 움직임을 포착하게 된다. 이때, 각 방향으로 움직인 거리와 각도는 삼각함수로 나타난다(구체적인 공식에 대해서는 아래의 실시예에서 예시하기로 한다). 이와같은 과정을 통하여 제2, 제3 방향으로의 위치변화를 측정할 수 있다.

제1 방향으로의 위치변화는 입자 하우징을 측면도로 보고있게 고정되어 있는 카메라(제2 카메라)과 입자 하우징의 가장 아래에 있는 압력센서에서 포착할 수 있는데 이렇게 얻어진 데이터는 초기화 이후 이미 알고 있는 중력값에 기초하여 위치의 변화를 나타낼 수 있다. 이때 사용되는 변환식은 필요에 따라서 여러 가지가 될 수 있다. 대표적으로는 압력센서에서 얻어진 압력값에서 제1 방향으로의 가속도가 없을 때 기울어진 각도에 따른 압력센서의 입력값을 빼주어서 순수한 가속도에 의한 압력 변화값을 얻을 수 있다. 이후 이 압력 변화값에 와의 적당한 함수를 통해 제1 방향으로의 상대적인 이동치를 구할 수 있다.

제1 방향에서의 상대적인 위치변화를 나타내는 또 다른 방법으로는 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치에 부착된 상승 및 하강 버튼장치(650, 620)를 이용하는 것이다. 중앙처리장치(300)에서는 버튼을 누른 시간이나 누른 횟수, 사용한 버튼의 종류에 따라서 상대적인 위치 변화를 연산할 수 있다. 이 경우에는 물체가 실제로 움직인 거리를 측정하는 것이 아니고 위치의 변화를 인위적으로 만들어 내는 것으로서 본 발명에 의한 3차원 위치변화 측정장치를 가지고 외부장치를 제어하고자 하는 목적으로 사용하기에 적당할 것이다.

위에서 얻어진 결과를 합하면 3차원 공간에서의 상대적인 위치변화를 나타내는 좌표를 얻을 수 있다. 이를 송신부(800)를 거쳐서 외부 장치(도시하지 않음)로 송신을 한다. 송신 방식에 관한 사항은 당업자가 용이하게 변경할 수 있는 사항이다. 수신부를 포함하는 외부장치(도시되지 않음)에서는 송신된 데이터를 필요에 따라 여러가지 용도로 사용할 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 3차원 위치변화 측정장치를 연속적으로 기울이거나 이동시키는 데는 한계가 있으므로 측정범위에 제한이 있을 수 있다. 그러나 이러한 문제점은 일시정지 버튼(610)을 이용하여 해결할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 의한 측정장치를 한계 범위까지 이동시킨 후에 일시정지 버튼(610)을 눌러서 현재 좌표의 위치를 저장하고, 버튼(610)을 누른 상태에서 본 장치의 위치를 초기화 한 후에 버튼(610)을 놓으면 상기에서 저장된 위치로부터 연속적으로 위치변화를 측정할 수 있다. 이러한 버튼의 조작 방식은 당업자에 의해 용이하게 변경될 수 있을 것이다.

도2 내지 도4에 도시된 장치는 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치를 응용한 장치의 하나로서 손가락과 손목에 끼워서 사용할 수 있는 것으로서, 손의 움직임을 측정하거나 손의 움직임으로 외부장치를 제어하는 데 사용할 수 있을 것이다. 입자 하우징, 입자 감지장치, 기억장치, 중앙처리장치, 및 송신장치 등의 각 구성요소는 메인 박스(730) 내부에 장착되어 있다.

이하에서는 입자위치 측정단계(S101) 및 제1 방향으로의 위치연산단계(S106)에 대해 설명한다. 입자 하우징이 달라지면 작동원리는 동일하나 중앙처리장치(300)에서 각도를 연산하기 위해 사용하는 물리적인 공식에 차이가 발생하게 된다. 따라서 이 공식은 아래의 실시예에 국한되어 예시될 것이다. 또한, 각 방향을 도6에서처럼 정의하고 반구의 반지름을 r, g를 중력가속도, 를 제1 방향으로 기울어진 각, 를 제2, 제3 방향에서 기울어진 각, 를 제2 방향으로 이동된 거리, 를 제3 방향으로 이동된 거리라고 하자.

제1 실시예:

도9-1과 도9-2는 각각 본 실시예에서 사용된 입자 하우징의 측면도와 평면도이다. 본 실시예에서 사용되는 카메라는 각각 하우징의 수직 윗방향과 수평 옆방향에 달려있다.

입자이동거리 계산단계(S102)에서 측정하는 이동값은 다음과 같이 표시된다. 중력이 항상 아랫방향으로 작용하게 되므로 제2 혹은 제3 방향에서 구를 향해 달려있는 카메라는 도9-1과 같은 화상을, 제1 방향에 수직인 면으로 달려있는 카메라는 도9-2와 같은 화상을 얻을 수 있다. 이때, 입자가 반구의 중심에서 떨어진 거리를 라 한다. 이때 와 는 화상의 인식에 의해 얻어진 값이라고 할 때,

제2 실시예:

하우징이 아랫방향으로 가속도를 얻게 되면 관성에 의해 입자는 하우징에서 직접적으로 떨어져 제2 카메라에서 도10과 같은 화상을 얻게 된다. 이때, 화상처리를 통해 얻어진 원점에서 입자가 떨어진 거리를 이라고 하고, 제1 방향으로의 이동거리를 z라고 할 때,

제3 실시예:

하우징이 윗방향으로 가속도를 얻게 되면 관성에 의해 입자는 하우징에서 최저인 지점으로 움직이고 제2 카메라에서 도9-1, 도9-2와 같은 화상을 얻게 된다. 하지만 압력센서가 있어 제1 방향으로의 이동값은 제1 실시예의 그것과는 다르게 된다. 이때, 화상처리를 통해 얻어진 원점에서 입자가 떨어진 거리를 이라고 하고, 제1 방향으로의 이동거리를 라고 하고 P를 압력센서를 통해 얻어진 압력, c를 기울어진 각도에 따른 일정량의 상수이고 f를 적당한 함수라고 할 때,

본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치는 움직임이 2차원 평면상에 제한되지 않으므로 장소에 따른 사용의 제약이 없으며, 3차원 공간상에서의 상대적인 위치 이동에 관한 데이터를 얻을 수 있는 효과가 있다.

외부장치는 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치에서 제공된 데이터를 용도에 맞도록 변환하여 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 응용 범위는 무수히 많다고 할 것이다. 컴퓨터 마우스 장치나 리모트 컨트롤과 같이 특정 장치를 제어하기 위한 용도로서도 사용될 수 있을 것이며, 본 장치를 3차원 공간상에서 운동하고 있는 물체에 부착하여 물체의 운동궤적을 추적하는 데도 응용할 수 있을 것이다. 후자의 예로서 모션 캡쳐장치나 비행체의 자세제어용 자세 측정 장치등이 있을 것이다.

도1은 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 일실시예를 나타내는 구성도.

도2는 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 일실시예를 나타내는 사시도.

도3은 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 일실시예를 나타내는 측면도.

도4는 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 일실시예를 나타내는 정면도.

도5는 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 3차원 위치변화 측정단계를 나타내는 순서도.

도6은 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 방향에 대한 정의를 하는 정의도.

도7은 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 반구의 형태의 하우징을 활용한 이동거리 발원장치의 사시도.

도8은 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 반구의 형태의 하우징을 활용한 이동거리 발원장치의 측면도.

도9-1은 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 반구의 형태의 하우징을 활용한 이동거리 발원장치가 기울어 졌을 때의 측면도.

도9-2은 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 반구의 형태의 하우징을 활용한 이동거리 발원장치가 기울어 졌을 때의 평면도.

도10은 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치의 반구의 형태의 하우징을 활용한 이동거리 발원장치가 기울어진 후 아랫방향으로 이동했을 때의 측면도.

도11은 본 발명에 따른 3차원 위치변화 측정장치에서 이동거리발원장치를 제외한 나머지 부분의 일실시예를 나타내는 블록도.

도12는 본 발명의 일실시예에 포함된 메인박스 내부의 배치도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100: 입자를 담고있는 입자 하우징

110: 하우징 안에 든 작은 고체

120: 하우징을 채우고 있는 액체, 혹은 기체

200: 카메라

300: 상기의 데이터를 인지속도에 가깝게 처리하기 위한 제어부를 포함하고 있는 중앙처리장치

400: 기억장치

500: 전원장치

510: 전원장치의 연결부

600: 버튼부

610 ∼ 650: 버튼

700: 몸체

710: 접힘 장치

720: 조임 장치

730: 메인 박스

900: 압력센서

Claims (14)

1. 가속도 운동에 의하여 발생하는 관성력의 변화 및 제1 방향(중력방향), 제2 및 제3 방향(중력방향에 수직인 평면상에서 서로 직교하는 두 방향)으로부터 상기 장치가 기울어전 각도에 따라서 상기 각 방향에서의 중력의 변화에 의한 위치변화를 발생시키는 입자 하우징 장치;

   상기 입자 하우징 장치에서 발생시킨 위치변화를 측정하기 위한 카메라 장치;

   상기 입자 하우징 장치에서 발생시킨 위치변화중 중력방향의 데이터를 추출하기 위한 센서 장치;

   상기 입자 하우징 장치에서 측정한 위치변화 데이터들을 저장하기 위한 기억장치;

   일시정지 버튼, 상승 버튼, 하강 버튼을 포함하며 상기 각 버튼에 의해 발생하는 제어신호를 중앙처리장치에 전달하는 버튼장치;

   상기에서 감지한 위치변화 데이터들을 3차원 공간 상에서의 상대적인 위치 변화를 나타내는 데이터로 변환하는 중앙처리장치 및;

   상기 변환된 데이터를 외부의 장치로 송신하기 위한 송신 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 입자 하우징 장치 안의 입자는 구형의 고체인 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 카메라 장치가 중앙처리장치에 제공하는 화상 데이터는 디지털화된 데이터인 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   입자 하우징 장치는 반구체 형상의 고체인 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 입자 하우징 장치의 안을 채우고 있는 것은 액체인 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 입자 하우징 장치의 안을 채우고 있는 것은 기체인 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 입자 하우징 장치의 하단면은 정사각형이고, 상단면은 상기 정사각형의 한 변의 길이와 각각 동일한 네 개의 선분과 중심이 도형의 외부에 존재하는 네 개의 동일한 원호모양의 곡선으로 구성되고 상기 선분들과 곡선들은 하나의 닫힌 도형을 만들도록 번갈아 가며 연결되어 있는 것으로서, 상기 하단면과 상기 상단면은 중심이 일치하고 하단면의 네 변과 상단면의 네 선분이 각각 서로 평행하도록 배치되어 있으며,

   상기 하단면과 상기 상단면 사이의 영역은 하단면쪽의 제1 영역과 상단면쪽의 제2 영역으로 구성되는데, 제2 영역의 높이는 상기 하단면의 정사각형의 한 변의 길이와 동일하며, 상기 제2 영역에서 단면의 모양은 상기 상단면과 동일하고, 상기 제1 영역에서 단면의 모양은 상기 상단면과 유사한 형상으로서 네 개의 선분은 어디서나 길이가 동일하며 서로 평행을 이루고 있고, 곡선부분은 하단에서 상단으로 올라갈수록 길이가 증가하여 제1 영역의 하단에서는 곡선부분이 존재하지 않고 제1 영역의 상단에서는 곡선부분이 제2 영역의 하단의 곡선과 일치하도록 구성되어 있는 몸체의 내부에 구형의 고체가 포함된 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정장치.
8. 제 1항에 있어서,

   가속도 운동에 의한 관성력 및 중력에 의해 발생하는 위치변화는 압력센서를 통해 얻어지는 값을 측정하는 것으로 얻어지는 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정장치.
9. 가속도 운동에 의한 관성력 및 중력에 의해 발생하는 입자의 위치변화를 측정하는 제1 단계;

   상기 측정된 위치변화를 이용하여 이동거리를 계산하는 제2 단계;

   제1 방향으로의 움직임 중 중력방향으로의 움직임을 확인하는 제3 단계;

   상기 측정된 입력값을 저장하는 제4 단계;

   상기 저장된 입력을 이용하여 제1 방향(중력방향), 제2 및 제3 방향(중력방향에 수직인 평면상에서 서로 직교하는 두 방향)과 이루는 각도를 연산하고 각도 데이터를 소정의 변환식을 이용하여 길이 데이터로 변환하는 제5 단계; 및

   제1 방향으로의 가속도 운동을

   제1 방향에서 발생하는 관성력에 의한 위치변화 값의 변화를 이용하여 상기 제1 방향에서의 상대적인 위치의 변화를 연산하는 제6 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제6 단계는

    상기 측정한 위치변화 값을 일정시간마다 샘플링하여 샘플링한 값과 상기 저장된 현재 입력값을 비교하는 제1 과정; 및

    상기 비교결과 두 값의 차이가 소정의 값 이하인 경우에는 상기 샘플링 값을 새로운 현재 입력값으로서 저장하고, 상기 차이가 상기 소정의 값을 초과하는 경우에는 상기 샘플링 값을 무시하고 현재 입력값을 유지하는 제2 과정

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정방법.
11. 제 9 항에 있어서

    상기 제6 단계에서 제1 방향으로의 상대적인 위치변화를 연산하는 방법은,

    제1 샘플링 시간마다 관성력에 의해 발생하는 입자의 위치 변화를 측정하는 제1 과정;

    상기 측정한 입력의 변화로부터 가속도의 변화를 연산하는 제2과정;

    상기 제1 샘플링 시간보다 긴 제2 샘플링시간 동안 상기 가속도의 변화를 분석하여 상기 제2 샘플링 시간동안 위치의 변화방향을 판단하는 제3과정; 및

    상기 제2 샘플링 시간동안 가속도를 적분함으로써 위치변화를 연산하는 제4과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정방법.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 입자하우징 장치의 위치를 판독하는 것이 적외선센서의 집합인 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정장치.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 입자하우징 장치를 판독하는 것이 제1 방향(중력방향)에 수평으로 놓여진 제1 카메라와 제1 방향에 직교하는 제2, 제3 방향에 수평으로 놓여진 제2 카메라를 이용하는 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정장치.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 입자하우징 장치의 위치를 판독하는 것이 렌즈를 이용해 화상의 왜곡을 줄이는 것을 특징으로 하는 3차원 위치변화 측정장치.