KR100543701B1 - 공간형 입력 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자가 정보를 입력하기 위해서 이용하는 입력 장치의 공간상의 위치를 복원하여 정보를 입력하는 공간형 정보 입력 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명의 사용자의 입력을 복원하는 공간형 입력 장치는, 동체 좌표계에서의 입력 장치의 제 1 속도를 측정하는 제 1 센서부; 동체 좌표계의 서로 직교하는 3축에 대한 입력 장치의 가속도 및 각속도를 측정하는 제 2 센서부; 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여, 공간상에서의 입력 장치의 자세를 나타내는 자세 정보를 생성하는 자세 정보 생성부; 자세 정보를 이용하여 제 1 속도를 절대 좌표계에서의 제 2 속도로 변환하는 속도 변환부; 및 제 2 속도를 적분하여 입력 장치의 위치를 복원하는 위치 복원부를 포함한다.

Description

공간형 입력 장치 및 방법{Apparatus and method for inputting information spatially}
도 1a 는 본 발명에서 이용되는 좌표계를 설명하는 도면이고, 도 1b 는 본 발명의 각종 센서가 입력 장치에 장착된 예를 도시하는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공간형 입력 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3a 내지 도 3e 는 오일러 각을 이용한 동체 좌표계와 절대 좌표계간의 변환 과정을 설명하는 도면이다.
도 4 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공간형 입력 방법을 설명하는 흐름도이다.
본 발명은 정보 입력 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 사용자가 정보를 입력하기 위해서 이용하는 입력 장치의 공간상의 위치를 복원하여 정보를 입력하는 공간형 정보 입력 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재, 개인 휴대용 단말기 또는 컴퓨터 응용기기에 펜의 필기 내용을 입력하 기 위하여 LCD 테블릿(tablet)이나 디지타이저 테블릿(digitizer tablet) 등과 같은 2차원 센서 배열을 포함하는 입력 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한 입력 장치는 비교적 대면적의 2차원 센서 배열을 필요로 하기 때문에 별도의 감지 평면이 필요하다. 따라서, 휴대하기가 불편하고 소정의 공간을 차지하게 되며, 또한 가격면에서도 고가인 단점이 있다. 기술적인 추세로 볼 때, 개인 휴대용 단말기는 점차 소형화되어 손목시계 형태나 지갑 형태의 휴대용 단말기로 변화하는 추세이다. 이러한 소형화 추세에 따라 그 표시화면도 줄어들기 때문에 종래의 테블릿을 이용한 필기 방식은 입력 공간이 줄어들어 자연스러운 필기 동작에 의한 데이타 입력이 더욱 어렵게 된다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 물리적인 테블릿이 없이 일반 평면상에서 단일 전자펜 만을 이용하여 문서 입력이 가능하다면 종래의 펜 입력 장치(pen input device)에 비해 넓은 입력 공간을 제공하기 때문에 자연스러운 필기 입력이 가능하므로 매우 효과적이다. 이러한 자기 운동 감지 방식의 전자펜을 이용한 문서 또는 그림의 입력을 위해서는 어떤 기준 좌표계에 대한 전자펜의 팁의 위치 좌표를 연속적으로 구할 수 있어야 한다. 그러나, 대부분의 필기 동작은 펜을 지면과 접촉한 상태에서 필기를 하고, 이동할 경우에는 펜을 지면으로부터 분리한 상태가 된다. 펜의 연속적인 좌표값을 구하기 위해서는 접촉 또는 비접촉 상태에서도 그 위치 값을 정밀하게 측정할 수 있는 수단을 필요로 한다.
상술한 문제를 해결하기 위한 종래의 전자펜 형태의 입력장치로서, 리코사(Richo)(미국 특허 제 5,902,968호, 미국 특허 제 5,981,884호)에서는 펜 내 부에 3축 가속도 센서와 3축 Gyro센서를 내장하여 일반적인 3차원 필기 운동을 하는 펜팁의 위치를 구하는 방법과 이를 이용한 전자펜을 제안하고 있다. 이 방법은 일반적인 INS(Inertial Navigation System)을 전자펜에 적용한 것으로, 전자펜에 장착된 3축 가속도 센서는 x, y, 및 z 축상의 동체 가속도를 구하고, 3축 각속도 센서는 롤각(φ), 피치각(θ), 및 요각(Ψ)으로 표현되는 오일러 각을 각각 측정하여, 전자펜의 자세 및 절대 좌표상의 가속도를 측정하여 사용자의 필기 입력을 복원하게 된다.
그러나, 상술한 전자펜의 경우에는 가속도 센서를 이용한 가속도를 이중적분하여 전자펜의 위치를 복원하는데, 이 경우에, 가속도 센서에서 발생한 오차까지 이중 적분되므로, 가속도 오차로 인해 발생되는 위치 오차는 시간에 따라 현저히 증가하여, 전자펜의 정확한 위치를 복원할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 종래의 관성 항법 시스템에 속도 센서를 추가하여, 정확한 위치를 복원할 수 있는 공간형 입력 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 사용자의 입력을 복원하는 공간형 입력 장치는, 동체 좌표계에서의 입력 장치의 제 1 속도를 측정하는 제 1 센서부; 동체 좌표계의 서로 직교하는 3축에 대한 입력 장치의 가속도 및 각속도를 측정하는 제 2 센서부; 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여, 공간상에서의 입력 장치의 자세를 나타내는 자세 정보를 생성하는 자세 정보 생성부; 자세 정보를 이용하여 제 1 속도를 절대 좌표계에서의 제 2 속도로 변환하는 속도 변환부; 및 제 2 속도를 적분하여 입력 장치의 위치를 복원하는 위치 복원부를 포함한다.
또한, 전술한 공간형 입력 장치의 속도 변환부는, 자세 정보를 이용하여 동체 좌표계를 절대 좌표계로 변환하는데 이용되는 방향 코사인 매트릭스를 생성하고, 방향 코사인 매트릭스에 상기 제 1 속도를 대입하여, 제 1 속도를 제 2 속도로 변환하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 공간형 입력 장치의 자세정보 생성부는, 입력 장치가 정지한 동안의 측정 가속도를 이용하여 입력 장치의 초기 자세에 관한 정보를 생성하는 초기 자세 정보 생성부; 및 측정된 각속도 및 초기 자세 정보를 이용하여, 시간에 따라서 움직이는 입력 장치의 움직임 자세 정보를 생성하는 움직임 자세 정보 생성부를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상술한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 사용자의 입력을 복원하는 공간형 입력 방법은, (a) 동체 좌표계에서의 입력 장치의 제 1 속도, 가속도, 및 각속도를 측정하는 단계; (b) 측정된 가속도 및 가속도를 이용하여, 공간상에서의 입력 장치의 자세를 나타내는 자세 정보를 생성하는 단계; (c) 자세 정보를 이용하여 상기 제 1 속도를 절대 좌표계에서의 제 2 속도로 변환하는 단계; 및 (d) 제 2 속도를 적분하여 입력 장치의 위치를 복원하는 단계를 포함한다.
또한, 전술한 공간형 입력 방법의 (c) 단계는, 자세 정보를 이용하여 동체 좌표계를 절대 좌표계로 변환하는데 이용되는 방향 코사인 매트릭스를 생성하는 단 계; 및 방향 코사인 매트릭스에 제 1 속도를 대입하여, 제 1 속도를 상기 제 2 속도로 변환하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 공간형 입력 방법의 (b) 단계는, 입력장치가 정지한 동안의 측정 가속도를 이용하여 입력 장치의 초기 자세에 관한 초기 자세 정보를 생성하는 단계; 및 측정된 각속도 및 초기 자세 정보를 이용하여, 시간에 따라서 움직이는 입력 장치의 움직임 자세 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1a 는 본 발명에서 이용되는 좌표계를 설명하는 도면이고, 도 1b 는 본 발명의 각종 센서가 입력 장치에 장착된 예를 도시하는 도면이다.
도 1a 를 참조하면, 본 발명에서 이용되는 좌표계는 절대 좌표계와 동체 좌표계로 구분된다. 도 1a 에 도시된 바와 같이, 절대 좌표계는 Z 축이 중력 방향과 일치하고 나머지 X 축과 Y 축이 서로 직교하는 좌표계를 의미하고, 동체 좌표계는 서로 직교하는 세 축으로 구성되고, 공간형 입력장치의 특정 방향에 특정의 축을 일치시킨 좌표계로서, 도 1a 에 도시된 예에서는 동체 좌표계의 Z 축이 공간형 입력 장치(100)의 길이 방향(촉방향)을 향하도록 설정되었다. 한편, 도 1b는 본 발명에서 이용되는 속도 센서, 가속도 센서 및 각속도 센서 등이 공간형 입력 장치에 설치된 예를 동체 좌표계와 함께 도시하였다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공간형 입력 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 본 발명의 공간형 입력 장치는, 동체 좌표계의 각 축 방향으로입력 장치가 움직이는 속도를 측정하는 속도 센서부(200), 동체 좌표계의 각 축 방 향으로 움직임에 따라서 발생되는 입력 장치의 가속도를 측정하는 가속도 센서부(210), 및 동체 좌표계의 각 축 방향으로의 입력 장치의 각속도를 측정하는 각속도 센서부(220)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 속도 센서로서 레이저 기술과 도플러 효과를 이용하여 센서에 대한 표면의 움직임을 동체 좌표계상의 각 축의 속도로서 출력하는 OTM(Optical Translation Measurement) 센서를 이용하고, 가속도 센서 및 각속도 센서로서 3축 가속도 및 각속도 센서를 이용한다.
또한, 본 발명의 공간형 입력 장치는, 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여 공간상에서의 입력 장치의 자세를 나타내는 자세정보를 생성하는 자세정보 생성부(230)를 포함하고, 자세 정보 생성부(230)는 입력 장치가 공간에 정지해 있는 동안의 중력에 의한 측정 가속도 값을 이용하여 입력 장치의 초기 자세 정보를 생성하는 초기 자세정보 생성부(232), 및 입력 장치가 움직이는 동안에 측정된 각속도와 초기 자세 정보를 이용하여 입력 장치가 움직이는 동안의 자세 정보를 생성하는 움직임 자세정보 생성부(234)를 포함한다.
또한, 본 발명의 공간형 입력 장치는 자세 정보를 이용하여 속도 센서부(200)로 입력된 동체 좌표계상의 속도를 절대 좌표계상의 속도로 변환하는 속도 변환부(240) 및 변환된 절대 좌표계상의 속도를 적분하여 공간형 입력 장치의 위치를 복원하는 위치 복원부(250)를 포함한다.
한편, 자세정보 생성부(230)는 입력 장치의 자세 정보를 오일러각[롤각(φ), 피치각(θ), 요각(Ψ)]으로 표현하여 속도 변환부(240)로 출력하며, 속도 변환부(240)로 입력된 오일러 각은 동체 좌표계를 절대 좌표계로 변환하여 속도 센서부(200)에서 측정된 속도를 절대 좌표계상의 속도로 변환하는데 이용된다.
도 3a 내지 도 3e 는 오일러 각을 이용한 동체 좌표계와 절대 좌표계간의 변환 과정을 설명하는 도면이다. 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 오일러 각과 좌표 변환에 관하여 설명한다.
도 3a 는 xyz 좌표계와 x2y2z2 좌표계를 도시한다. 공간상에 존재하는 임의의 점이나 벡터는 좌표계에 따라 달리 표현된다. xyz 좌표계를 기준으로 하는 경우, 공간상에 존재하는 임의의 위치나 벡터는 xyz 좌표계를 기준으로 본 x2y2z2 좌표계의 원점 O2의 위치와 방향 코사인 행렬 (direction cosine matrix)로 수학적으로 완벽하게 기술된다. 마찬가지로 x2y2z2 좌표계를 기준으로 하는 경우, 임의의 점이나 벡터는 x2y2z2 좌표계를 기준으로 한 xyz 좌표계의 원점 O의 위치와 방향 코사인 행렬로 기술된다. 방향 코사인 행렬은 두 좌표계 간의 상대적인 회전을 기술하는 행렬이며 오일러각 (Euler angle)으로 표현된다. 오일러 각은 다시 세 가지 구성 요소, 즉, 롤 (roll - Φ), 피치 (pitch - θ), 요 (yaw - Ψ)의 세가지 값으로 이루어짐은 전술한 바와 같다.
방향 코사인 행렬 및 오일러각을 상술하기 위해 도 3b를 참조한다. 도 3b 는 도 3a 의 두 좌표계의 원점을 일치시켜 도시한 도면이다. 방향 코사인 행렬은 두 좌표계 간의 상대적인 회전 관계를 기술하는 것이며, 두 좌표계의 원점간의 거리와는 무관하므로 도 3b 을 기반으로 설명한다.
xyz 좌표계로부터 x2y2z2 좌표계로의 변환은 3단계의 회전 변환 과정을 거친 다. 첫 번째로 xyz 좌표계를 z축을 기준으로 하여 Ψ 만큼 회전하면 도 3c 의 새로운 좌표계 x1y1z를 얻는다. 이 회전 변환은 다음의 수학식 1 로 표현된다.
Figure 112003021568717-pat00001
수학식 1에서 Ψ 는 요각으로 정의된다.
한편, 요 변환에 의해 얻어진 x1y1z 좌표계의 y1축을 기준으로 해당 좌표계를 θ만큼 회전하면 다시 도 3d 에 도시된 바와 같은 x2y1z1 좌표계를 얻는다. 도 3d 의 회전 변환은 다음의 수학식 2 로 표현된다.
Figure 112003021568717-pat00002
수학식 2에서 θ는 피치각으로 정의된다.
동일한 방식으로 수학식 2 에 기재된 피치 변환에 의해 얻어진 좌표계 x2y1z1을 x2 축을 기준으로 Φ만큼 회전하면 도 3e 에 도시된 바와 같은 새로운 좌표계 x2y2z2를 얻게 된다. 도 3e에 도시된 롤 각 변환은 다음의 수학식 3 과 같이 표현된다.
Figure 112003021568717-pat00003
여기서 Φ는 롤각으로 정의된다.
수학식 1 내지 3 에 기술된 요, 피치, 롤각 변환 수식을 결합하면 xyz 좌표계와 x2y2z2 좌표계간의 변환 관계 수식을 얻을 수 있다.
Figure 112003021568717-pat00004
여기서
Figure 112003021568717-pat00005
는 방향 코사인 행렬로 정의되며 다음과 같은 정규직교성 (orthonomality)을 갖는다.
Figure 112003021568717-pat00006
여기서 ()T는 임의의 행렬의 전치 (transpose) 행렬이며 I는 단위 행렬이다.
상술한 바와 같이 방향 코사인 행렬은 두 좌표계 간의 회전 관계를 기술하며 이 행렬은 다시 롤, 피치, 요 각으로 기술된다. 따라서 롤, 피치, 요 각을 구함으로써 두 좌표계 간의 회전 관계를 기술할 수 있다.
방향 코사인 행렬을 이용하면 xyz 좌표계를 기준으로 표현된 공간상의 임의의 벡터는 x2y2z2 좌표계에서는 다음의 수학식 6을 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112003021568717-pat00007
여기서 v는 벡터이며,
Figure 112003021568717-pat00008
와
Figure 112003021568717-pat00009
는 각각 x2y2z2 좌표계와 xyz 좌표계를 기준으로 한 벡터 v의 표현이다. 따라서, 본 발명의 동체 좌표계의 속도 및 가속도는 상술한 방향 코사인 행렬을 이용하여 절대 좌표계의 속도 및 가속도로 각각 변환할 수 있다.
이하에서, 동체 좌표계상의 속도 또는 가속도 벡터를 절대 좌표계상의 속도 또는 가속도 벡터로 변환하는 방향 코사인 행렬은 다음의 수학식 7 에 정의된 방향 코사인 행렬을 이용하며,
Figure 112003021568717-pat00010
은 수학식 4 에 기재된 행렬의 전치 행렬임을 알 수 있다.
Figure 112003021568717-pat00011
수학식 7에서, φc 는 cos(φ)를, φs 는 sin(φ)를 각각 나타낸다. 마찬가 지로, θc 는 cos(θ)를, θs 는 sin(θ)를, Ψc 는 cos(Ψ)를, Ψ s 는 sin(Ψ)를 각각 나타낸다.
도 4 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공간형 입력 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 4 를 더 참조하면, 본 발명의 공간형 입력 장치가 구동되면, 내부에 설치된 속도 센서부(200), 가속도 센서부(210), 및 각속도 센서부(220)는 각각 동체 좌표계상의 각 축에 대하여 입력 장치의 속도[Vbx,Vby,Vbz], 가속도[A bx,Aby,Abz], 및 각속도[ωbx,ωby,ωbz]를 측정한다(S400).
자세정보 생성부(230)는 가속도 센서부(210) 및 각속도 센서부(220)에서 측정된 가속도 및 각속도를 입력받아, 입력장치의 절대 좌표계상에서의 자세를 나타내는 자세 정보를 생성하는데, 생성된 자세 정보는 오일러각으로 표현된다(S410).
구체적으로, 입력 장치가 정지한 동안에도, 중력의 영향으로 인하여 가속도 센서부(210)는 일정한 가속도 값을 초기 자세 정보 생성부(232)로 출력하고, 초기 자세 정보 생성부(232)는 다음의 수학식 8 에 따라서, 절대 좌표계상의 중력 가속도 g 와 초기 가속도 센서의 출력값간의 관계를 이용하여 정지 상태의 피치각과 롤각을 구한다(S412).
Figure 112003021568717-pat00012
수학식 8로부터
Figure 112003021568717-pat00013
및
Figure 112003021568717-pat00014
를 얻을 수 있고, 이를 각각 풀면, 다음의 수학식 9와 같이 피치각 및 롤각을 구할 수 있다.
Figure 112003021568717-pat00015
움직임 자세 정보 생성부(234)는 초기 자세 정보 생성부(232)로부터 입력된 초기 자세 정보 및 각속도 센서부(220)로부터 입력된 각 축의 각속도 값을 이용하여 오일러각으로 표현되는 움직임 자세 정보를 생성하여 속도 변환부(240)로 출력한다(S414).
움직임 자세 정보 생성부(234)는 초기 피치각 및 롤각과, 각속도 센서부(220)로부터 입력된 각속도[ωbx,ωby,ωbz]를 이용하여, 관성 항법 시스템 분야에서 당업자에게 잘 알려진, 오일러각과 각속도간의 관계를 나타내는 다음의 수학식 10 에 기재된 미분 방정식을 계산하여 움직임 자세 정보인 오일러각을 속도 변환부(240)로 출력한다.
Figure 112003021568717-pat00016
속도 변환부(240)는 다음의 수학식 11과 같이, 입력된 오일러각을 상술한 수 학식 7 에 대입하여 방향 코사인 행렬을 구하고, 방향 코사인 행렬을 이용하여 속도 센서부(200)로부터 입력된 입력 장치의 동체 좌표계상의 속도[Vbx,Vby,V bz]를 절대 좌표계상의 속도[Vnx,Vny,Vnz]로 변환하여 위치 복원부(250)로 출력한다(S420).
Figure 112003021568717-pat00017
위치 복원부(250)는 입력된 절대 좌표계의 속도를 적분하여 절대 좌표계상의 입력 장치의 위치를 복원한다(S430).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 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.
상술한 바와 같이, 본 발명은 관성 항법 시스템에 속도 센서를 결합함으로써, 종래의 공간형 입력 장치에서 측정된 가속도를 이중 적분하여 위치를 복원함으로 인해서 발생하는, 시간에 따라 누적되는 가속도 오차로 인한 복원된 위치의 오차를 해결하는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 공간형 입력장치가 3 내지 4초만에 한번씩 정지하여 영속도 보정을 통해서 오차를 보정하여야 하는 한계를 극복하고, 10초 이상의 연속된 공간형 입력에도 충실한 위치 복원이 가능한 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 사용자의 입력을 복원하는 공간형 입력 장치로서,
    동체 좌표계에서의 상기 입력 장치의 제 1 속도를 측정하는 제 1 센서부;
    상기 동체 좌표계의 서로 직교하는 3축에 대한 상기 입력 장치의 가속도 및 각속도를 측정하는 제 2 센서부;
    상기 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여, 공간상에서의 상기 입력 장치의 자세를 나타내는 자세 정보를 생성하는 자세 정보 생성부;
    상기 자세 정보를 이용하여 상기 제 1 속도를 절대 좌표계에서의 제 2 속도 로 변환하는 속도 변환부; 및
    상기 제 2 속도를 적분하여 상기 입력 장치의 위치를 복원하는 위치 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간형 입력 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 속도 변환부는
    상기 자세 정보를 이용하여 동체 좌표계를 절대 좌표계로 변환하는데 이용되는 방향 코사인 매트릭스를 생성하고, 상기 방향 코사인 매트릭스에 상기 제 1 속도를 대입하여, 상기 제 1 속도를 상기 제 2 속도로 변환하는 것을 특징으로 하는 공간형 입력 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 자세정보 생성부는
    상기 입력 장치가 정지한 동안의 측정 가속도를 이용하여 상기 입력 장치의 초기 자세에 관한 정보를 생성하는 초기 자세 정보 생성부; 및
    상기 측정된 각속도 및 상기 초기 자세 정보를 이용하여, 시간에 따라서 움직이는 상기 입력 장치의 움직임 자세 정보를 생성하는 움직임 자세 정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간형 입력 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 센서부는
    상기 동체 좌표계의 서로 직교하는 3축 각각에 대한 속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 공간형 입력 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 동체 좌표계는 서로 직교하는 3축으로 구성되며, 상기 3축 중 어느 하나는 상기 입력 장치의 소정 방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 공간형 입력 장치.
  6. 사용자의 입력을 복원하는 공간형 입력 방법으로서,
    (a) 동체 좌표계에서의 입력 장치의 제 1 속도, 가속도, 및 각속도를 측정하는 단계;
    (b) 상기 측정된 가속도 및 가속도를 이용하여, 공간상에서의 상기 입력 장치의 자세를 나타내는 자세 정보를 생성하는 단계;
    (c) 상기 자세 정보를 이용하여 상기 제 1 속도를 절대 좌표계에서의 제 2 속도로 변환하는 단계; 및
    (d) 상기 제 2 속도를 적분하여 상기 입력 장치의 위치를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간형 입력 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    상기 자세 정보를 이용하여 동체 좌표계를 절대 좌표계로 변환하는데 이용되는 방향 코사인 매트릭스를 생성하는 단계; 및
    상기 방향 코사인 매트릭스에 상기 제 1 속도를 대입하여, 상기 제 1 속도를 상기 제 2 속도로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간형 입력 방 법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 입력 장치가 정지한 동안의 측정 가속도를 이용하여 상기 입력 장치의 초기 자세에 관한 초기 자세 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 측정된 각속도 및 상기 초기 자세 정보를 이용하여, 시간에 따라서 움직이는 상기 입력 장치의 움직임 자세 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간형 입력 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 (a) 단계는
    상기 동체 좌표계의 서로 직교하는 3축 각각에 대한 속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 공간형 입력 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 동체 좌표계는 서로 직교하는 3축으로 구성되며, 상기 3축 중 어느 하나는 상기 입력 장치의 소정 방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 공간형 입력 방법.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 공간형 입력 방법을 컴퓨터에서 판독할 수 있고, 실행 가능한 프로그램 코드로 기록한 기록 매체.
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