KR100887630B1 - Travel System using Force Sensing Resistors in Immersive Virtual Environments - Google Patents
Travel System using Force Sensing Resistors in Immersive Virtual Environments Download PDFInfo
- Publication number
- KR100887630B1 KR100887630B1 KR1020060065960A KR20060065960A KR100887630B1 KR 100887630 B1 KR100887630 B1 KR 100887630B1 KR 1020060065960 A KR1020060065960 A KR 1020060065960A KR 20060065960 A KR20060065960 A KR 20060065960A KR 100887630 B1 KR100887630 B1 KR 100887630B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pressure
- virtual environment
- sensor
- sensors
- fsr
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
- G06F3/0202—Constructional details or processes of manufacture of the input device
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
- G01L13/02—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
본 발명은 몰입형 가상환경에서 두 개의 FSR 센서를 이용하여 이동 속도 및 방향을 직관적이고 효과적으로 결정하는 이동 시스템을 제안한다. 본 발명의 FSR 센서를 이용한 몰입형 가상환경에서의 이동 시스템은 플렉시블 타입의 제1 압력 센서 및 제2 압력 센서와, 이 제1 및 제2 압력 센서의 눌린 순서와 압력에 대한 정보를 가지고 있는 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부를 구비한 제어유닛을 포함하여 이루어진다. 본 발명에 의하면, 가상환경에서 마우스나 조이스틱을 사용하지 않고 손가락 하나로 용이하게 이동 제어를 할 수 있을 뿐 아니라 전체적인 시스템 크기를 줄일 수 있어 휴대성을 향상시킬 수 있다. The present invention proposes a movement system that intuitively and effectively determines movement speed and direction using two FSR sensors in an immersive virtual environment. The moving system in the immersive virtual environment using the FSR sensor of the present invention is a flexible type of the first pressure sensor and the second pressure sensor, and the analogue having information about the pressed order and pressure of the first and second pressure sensors And a control unit having an A / D converter for converting the signal into digital data. According to the present invention, it is possible to easily control movement with one finger without using a mouse or a joystick in a virtual environment, and to reduce the overall system size, thereby improving portability.
가상환경, 내비게이션, 이동, 압력 센서, FSR, 속도, 방향, 제어 Virtual environment, navigation, movement, pressure sensor, FSR, speed, direction, control
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상환경에서의 이동 시스템의 블록도.1 is a block diagram of a mobile system in a virtual environment according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시한 센서유닛을 나타내는 사시도.2 is a perspective view of the sensor unit shown in FIG.
도 3은 도 2에 도시한 FSR 센서를 나타내는 분해 사시도.3 is an exploded perspective view showing the FSR sensor shown in FIG.
도 4는 도 1에 도시한 제어유닛을 설명하기 위한 순서도.4 is a flow chart for explaining the control unit shown in FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 센서유닛10: sensor unit
11 : 제1 FSR 센서11: first FSR sensor
12 : 제2 FSR 센서12: second FSR sensor
20 : 제어유닛20: control unit
22 : A/D 변환부22: A / D converter
30 : 파워(power)30: power
40 : 서버40: server
42 : HMD(head mounted display)42: head mounted display (HMD)
본 발명은 몰입형 가상환경에서의 내비게이션 기술에 관한 것으로서, 특히 두 개의 플렉시블(flexible) 타입의 압력 센서를 이용하여 이동 속도와 방향을 결정하는 몰입형 가상환경에서의 이동 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
몰입형 가상환경에서 참여자가 행하는 두 개의 주된 작업은 물체들의 조작(manipulation)과 내비게이션(navigation)이다. 내비게이션은 크게 두 가지의 단계를 거쳐 수행되는데, 그 중에 하나는 내비게이션을 위한 물리적 장치를 조작하여 가상환경에서의 움직임을 바꾸는 단계이고, 나머지 하나는 처음으로 접하는 가상환경에 대한 공간적인 지식을 만들어가거나 선험적으로 이미 지니고 있는 가상환경에 대한 공간적인 지식을 이용하여 길찾기(wayfinding)를 하는 인식 단계이다. 일반적으로 물리적인 장치를 조작하여 가상환경에서의 움직임을 바꾸는 단계를 이동(locomotion)이라고도 한다.The two main tasks of participants in an immersive virtual environment are the manipulation and navigation of objects. Navigation is performed in two stages, one of which is to manipulate physical devices for navigation to change the movement in the virtual environment, and the other is to create spatial knowledge of the virtual environment for the first time. This is a recognition step that uses a prior knowledge of spatial knowledge of the virtual environment to perform wayfinding. In general, a step of changing a movement in a virtual environment by manipulating a physical device is also referred to as locomotion.
가상환경에서의 일반적인 이동(travel)은 대부분의 가상환경에서 요구되는 중요하고 기본적인 상호작용(interaction) 기술 중의 하나이다. 가상환경에서 이동 속도를 제어하는 일반적인 방법들에는 다음과 같이 몇 가지가 있다.General travel in virtual environments is one of the important and basic interaction techniques required in most virtual environments. There are a few common ways to control the speed of movement in a virtual environment.
첫째로는 버튼을 누르는 횟수나 기어(gear) 등을 통해 이산적 데이터를 얻고 얻은 데이터 값을 이용하여 속도를 제어하는 방법이 있다. 이 방법은 가상현실뿐 아니라 일반적인 데스크탑 컴퓨터 환경에서도 널리 사용되고 있다.First, there is a method of controlling speed by using discrete data obtained by obtaining discrete data through the number of button presses or gears. This method is widely used not only for virtual reality but also for general desktop computer environments.
둘째로는 시간을 이용한 속도 제어 방법으로서 시간에 따라 속도에 일정한 가속도를 적용하고 버튼을 누르고 떼는 동안의 시간 간격으로 속도의 증가와 감소를 주는 방법이 있다. 이 방법은 버튼과 같은 장치를 사용하여 사용자가 시간 간격을 정함으로써 속도 제어를 할 수 있도록 구성된다.Secondly, as a speed control method using time, there is a method of applying a constant acceleration to the speed according to time and increasing and decreasing the speed at a time interval while pressing and releasing a button. This method is configured to allow the user to control the speed by setting a time interval using a device such as a button.
셋째로는 영역(range)을 통한 속도 제어 방법으로서 일정한 영역에 범위를 나누고 각 범위에 따라 서로 다른 가속도를 적용하는 방법이 있다. 이 방법은, 다이얼이나 슬라이더와 같이, 범위를 가질 수 있는 장치를 사용할 수 있고, 전술한 시간을 이용한 속도 제어 방법보다 다양한 속도의 변화를 가질 수 있다.Third, as a speed control method through a range, there is a method of dividing a range into a certain area and applying different accelerations to each range. This method can use a device that can have a range, such as a dial or a slider, and can have a variety of speed changes than the speed control method using the aforementioned time.
넷째로는 힘의 정도에 따른 속도 제어 방법으로서 원하는 이동 속도의 정도를 사용자가 직접 압력 센서에 힘을 가해 제어하는 방법이 있다. 이 방법은 다른 제어 방법보다 직접적이고 자연스럽다.Fourth, as a speed control method according to the degree of force, there is a method in which a user directly applies a force to the pressure sensor to control the desired degree of moving speed. This method is more direct and natural than other control methods.
앞서 언급한 제어 방법들 중 힘을 이용한 이동 속도 제어 방법에서 사용자가 압력 센서에 가한 힘의 세기는 압력 센서를 통해 아날로그 신호의 형태로 얻어진 후 가상환경에서 사용할 수 있는 디지털 신호로 전환된다. 압력 센서로는 전도성의 고무(tactile rubber)를 이용한 센서, 피에조 필름(piezo film)을 이용한 센서, FSR(force sensing resistors) 센서 등이 주로 이용되고 있다.In the above-described control method of moving speed using force, the strength of the force applied to the pressure sensor is obtained in the form of an analog signal through the pressure sensor and then converted into a digital signal for use in a virtual environment. As pressure sensors, sensors using tactile rubber, sensors using piezo films, and force sensing resistors (FSR) sensors are mainly used.
종래의 힘을 이용한 이동 속도 제어 방법의 일례로는 마우스(mouse)나 조이스틱(joy stick)을 들 수 있는데, 마우스나 조이스틱에서는 1개의 FSR 센서를 설치하여, FSR 센서의 눌려진 압력에 따라 가상환경에서의 속도 변화가 생기도록 동작 한다. 한편, 가상현실 시스템에서 사용되는 HMD(head mounted display)는 사람이 머리에 쓰는 형식의 출력장치로서, 이 출력 장치에서는 설치된 안경의 왼쪽과 오른쪽 각각에 독립적인 영상을 표시하여 영상이 입체적으로 보이도록 동작한다.An example of a conventional method of controlling the moving speed by using a force is a mouse or a joy stick. In a mouse or joystick, a single FSR sensor is installed, and in a virtual environment according to the pressed pressure of the FSR sensor. It operates so that the speed change of. Meanwhile, the head mounted display (HMD) used in the virtual reality system is an output device of a human head type, which displays an independent image on each of the left and right sides of the installed glasses so that the image can be seen in three dimensions. It works.
전술한 HMD와 함께 마우스나 조이스틱을 이용하는 가상환경을 고려해 보면, 전술한 가상환경에서는 마우스나 조이스틱을 조작하기 위하여 마우스나 조이스틱을 지지하거나 고정하기 위한 별도의 장치가 요구될 수 있으며 게다가 사용자의 적어도 한 손은 마우스나 조이스틱을 조작하기 위해 거의 고정적으로 사용되어야 하는 제약이 따른다. 아울러, 마우스나 조이스틱은 손의 크기와 비교할 때 비교적 크기 때문에 휴대하거나 휴대하고 조작하기가 불편하다는 단점이 있다.Considering a virtual environment using a mouse or a joystick with the above-described HMD, the above-described virtual environment may require a separate device for supporting or fixing the mouse or the joystick in order to operate the mouse or the joystick, and at least one of the users. The hand is constrained to be used almost statically to manipulate the mouse or joystick. In addition, a mouse or joystick has a disadvantage in that it is inconvenient to carry, carry, and operate because it is relatively large compared to the size of a hand.
본 발명의 목적은 마우스나 조이스틱을 사용하지 않고 2개의 플렉시블 타입의 압력 센서를 이용하여 가상환경에서 이동 속도 및 방향을 손쉽게 제어할 수 있는 가상환경에서의 이동 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a moving system in a virtual environment that can easily control the moving speed and direction in a virtual environment using two flexible pressure sensors without using a mouse or a joystick.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 측면에 의하면, 플렉시블 타입의 제1 압력 센서 및 제2 압력 센서; 및 상기 제1 및 제2 압력 센서의 눌린 순서 및 압력에 대한 정보를 가지고 있는 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부를 구비한 제어유닛을 포함하는 가상환경에서의 이동 시스템을 제공 할 수 있다.According to a preferred aspect of the present invention to achieve the above object, a first pressure sensor and a second pressure sensor of the flexible type; And a control unit having an A / D converter for converting an analog signal having information about the pressed order and pressure of the first and second pressure sensors into digital data. have.
여기에서, 상기 제1 및 제2 압력 센서는 센서의 액티브 표면에 가해진 힘이 증가할 때 저항이 감소되는 FSR 센서일 수 있다.Here, the first and second pressure sensors may be FSR sensors whose resistance decreases when the force applied to the active surface of the sensor increases.
또한, 상기 제1 및 제2 압력 센서에 대응하는 제1 및 제2 FSR 센서는 일렬로 인접하게 배치될 수 있다.In addition, the first and second FSR sensors corresponding to the first and second pressure sensors may be disposed adjacent to each other in a line.
또한, 상기 제1 및 제2 FSR 센서 각각은, 액티브 영역에 반도체가 인쇄된 상부 플렉시블 기판과, 상기 액티브 영역과 마주하는 또 다른 액티브 영역에 깍지낀 형태의 한 쌍의 전극들이 인쇄된 하부 플렉시블 기판, 및 상기 상부 플렉시블 기판과 상기 하부 플렉시블 기판을 접합시키며, 상기 액티브 영역들에 대응하는 개구부를 구비하는 스페이서를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, each of the first and second FSR sensors may include an upper flexible substrate on which a semiconductor is printed on an active region, and a lower flexible substrate on which a pair of electrodes are printed on another active region facing the active region. And a spacer bonded to the upper flexible substrate and the lower flexible substrate and having openings corresponding to the active regions.
또한, 상기 A/D 변환부는 상기 입력된 아날로그 신호를 128단계의 디지털 데이터로 변환하여 상기 압력의 정도를 출력할 수 있다.The A / D converter may output the degree of pressure by converting the input analog signal into digital data of 128 steps.
또한, 상기 제어유닛은 상기 압력의 정도를 128단계로 나눌 때, 50 이상이면 눌림으로 판단할 수 있다.In addition, when the control unit divides the degree of pressure in 128 steps, it may be determined that the pressure is 50 or more.
또한, 상기 제어유닛은 상기 A/D 변환부의 출력을 2로 나누어 최상위 비트가 비워지도록 동작할 수 있다.The control unit may operate by dividing the output of the A / D converter by two to make the most significant bit empty.
또한, 상기 제어유닛은 상기 제1 압력 센서가 먼저 눌리고 상기 제2 압력 센서가 나중에 눌리면 최상위비트에 1를 출력하고, 상기 제2 압력 센서가 먼저 눌리고 상기 제1 압력 센서가 나중에 눌리면 최상위비트에 0을 출력하도록 구성할 수 있다.Further, the control unit outputs 1 to the most significant bit when the first pressure sensor is pressed first and the second pressure sensor is pressed later, and 0 when the first pressure sensor is pressed first and the second pressure sensor is pressed later. Can be configured to output
또한, 상기 제어유닛은 RS-232 프로토콜을 통해 상기 디지털 데이터를 상기 가상환경의 서버 및 출력장치 중 적어도 하나로 전송할 수 있다.The control unit may transmit the digital data to at least one of a server and an output device of the virtual environment through an RS-232 protocol.
또한, 상기 RS-232 프로토콜은 unsigned char 타입으로 8-비트의 상기 디지털 데이터 전송타입을 포함하며, 상기 8비트 중 최상위 비트는 상기 방향 정보를 담고, 나머지 하위 7-비트는 속도를 표시할 수 있다.In addition, the RS-232 protocol may include the 8-bit digital data transmission type as an unsigned char type, the most significant bit of the 8 bits may contain the direction information, and the remaining lower 7 bits may indicate a speed. .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 본 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 충분히 이해하도록 하기 위한 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are provided to fully understand the present invention for those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상환경에서의 이동 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a mobile system in a virtual environment according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 가상환경에서의 이동 시스템은 입력부로써 2개의 플렉시블 타입의 압력 센서(12, 14)를 포함하여 이루어지는 센서유닛(10)과, 센서유닛(10)의 출력을 가상환경에서 이용할 수 있는 데이터로 변환하는 A/D(analog/digital) 변환부(22)를 포함하여 이루어지는 제어유닛(20)과, 전술한 센서유닛(10)과 제어유닛(20)에 전력을 공급하는 전원유닛(power; 30)으로 구성된다.Referring to FIG. 1, the mobile system in the virtual environment of the present invention virtualizes the output of the
센서유닛(10)은 표면에 가해지는 압력에 따라 예컨대 전기 저항값이 5㏀까지 감소되며 압력이 없을 때는 높은 저항값 예컨대 수백만㏁ 이상의 값을 가지는 제1 압력 센서(12) 및 제2 압력 센서(14)를 한 줄로 장착하여 이루어지며, 제1 및 제2 압력 센서(12, 14)를 통해 사용자 손가락의 압력과 이동 방향에 대한 정보를 입력받는다. 제1 및 제2 압력 센서(12, 14)로는 기존의 다양한 압력 센서를 사용할 수 있으며, 다만 사용되는 압력 센서는 탄성적인 표면을 구비하고, 표면에 압력이 가해질 때 저항이 변화하는 플렉시블 타입의 압력 센서인 것이 바람직하며, 특히 FSR(force sensing resistor) 센서인 것이 더욱 바람직하다.The
제어유닛(20)은 센서유닛(10)의 출력값을 받아 A/D 변환부(22)를 통해 사용자 손가락의 압력과 이동 방향을 분석하여 가상환경에서의 이동 방향 및 속도를 알아내고, 이동 방향과 속도에 대한 정보를 가지고 있는 디지털 데이터를 시리얼(serial) 통신으로 서버(40)로 전송한다. 여기서, 이동 방향은 예컨대 사용자가 손가락을 위에서 아래로 내렸을 때를 전진 방향 또는 제1 방향으로 하고, 사용자가 손가락을 아래에서 위로 올렸을 때를 후진 방향 또는 제2 방향으로 할 수 있다. 그리고 이동 속도는 A/D 변환부(22)를 이용하여 7비트 즉 128단계로 나누어져 처리될 수 있다. 전술한 제어유닛(20)으로는 ATMEL사의 ATMEGA128 등의 마이크로컨트롤러가 사용될 수 있으며, 이 경우 디지털 데이터는 37600bps로 10㎳마다 가상환경의 서버(40)나 출력장치(42)로 전송될 수 있다.The
전원유닛(30)으로는 FAIRCHILD SEMICONDUCTOR사의 제품인 KA7805를 사용할 수 있으며, 이 경우 3-터미널 1A의 포지티브 전압 레귤레이터로 본 시스템의 전원을 5V 1A로 안정하게 공급할 수 있다.As the
전술한 본 발명의 구성에 의하면, 일렬로 설치된 2개의 FSR 센서를 이용하여 센서들의 눌려진 순서와 압력 정도를 근거로 가상환경에서의 이동 방향 및 이동 속 도를 직관적이면서 효과적으로 결정할 수 있다.According to the configuration of the present invention described above, it is possible to intuitively and effectively determine the moving direction and the moving speed in the virtual environment based on the pressed order of the sensors and the degree of pressure using two FSR sensors installed in a line.
도 2는 도 1에 도시한 센서유닛을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 FSR 센서를 나타내는 분해 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view showing the sensor unit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded perspective view showing the FSR sensor shown in FIG. 2.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서 센서유닛(10)의 제1 FSR 센서(12)와 제2 FSR 센서(14)는 일렬로 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 일렬로 인접하게 배치된다는 것은 사용자가 손가락 하나를 폈다가 구부리거나 구부렸다가 펴는 동작만으로 두 개의 FSR 센서(12, 14)에 대하여 제1 방향 또는 이 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 임의의 압력을 가할 수 있도록 배치된다는 것을 의미한다. Referring to FIG. 2, in the present embodiment, the
본 발명에 의하면, 두 FSR 센서(12, 14)를 일렬로 배치함으로써, 사용자는 손가락을 Xa-Xb 직선상에서 Xa 방향 또는 Xb 방향으로 이동시키면서 두 FSR 센서(12, 14)에 힘을 가해 이동하고자 하는 방향과 속도를 입력할 수 있다.According to the present invention, by arranging the two
전술한 FSR 센서(12, 14)는 센서의 액티브 영역 표면에 가해지는 힘이 증가하는 만큼 저항이 감소하는 중합체의 필름(polymer film) 장치이다. 사용자가 압력 센서인 FSR 센서(12, 14)에 힘을 가하면 센서에서는 힘의 크기에 반비례하는 저항이 형성된다. 따라서, 두 FSR 센서(12, 14)의 각 전극들(18a, 18b)에 연결된 고정저항기(R)의 양단에 인가되는 전압은 상기 저항에 반비례하는 전압(Va, Vb)을 발생시키고, 발생한 전압(Va, Vb)은 A/D 변환부에서 디지털 데이터로 변환되어 가상환경의 입력으로 전송된다.The
제1 및 제2 FSR 센서 각각(12, 14)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 서로 분리 된 두 액티브 영역에 반도체(16)가 인쇄된 상부 플렉시블 기판(15)과, 두 액티브 영역 각각에 깍지낀 형태의 한 쌍의 전극들(18a, 18b)이 인쇄된 하부 플렉시블 기판(17), 및 상부 플렉시블 기판(15)과 하부 플렉시블 기판(17)을 접합시키며 두 액티브 영역들에 대응하는 두 개구부(19a)를 구비하는 스페이서(19)를 포함하여 이루어진다. 도 3에서 상부 플렉시블 기판(15)은 하부 플렉시블 기판(17)과의 접합시 180도 뒤집여져서 반도체(16)가 하부 플렉시블 기판(17)을 향하도록 접합된다.Each of the first and
한편 전술한 FSR 센서(12, 14)는 압력 측정 센서의 일종인 전도성의 고무(tactile rubber)와 비교해 볼 때 전기적 인력현상이 거의 없고 가격이 낮다는 장점이 있다. 또한 FSR 센서(12, 14)는 압력 측정 센서로 널리 사용되고 있는 피에조 필름(piezo film)과 비교해 볼 때 진동과 열에 훨씬 더 영향이 적다는 장점이 있다. 따라서, 본 실시예에서는 FSR 센서를 이용하여 가상환경에서의 이동 방향과 속도를 효과적으로 얻을 수 있다.On the other hand, the
도 4는 도 1에 도시한 제어유닛을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flow chart for explaining the control unit shown in FIG.
도 4에 도시한 바와 같이, 제어유닛은 이동 방향과 속도에 대한 정보를 가지고 있는 아날로그 신호를 센서유닛으로부터 받고, 받은 신호를 가상환경에서 사용할 수 있는 디지털 데이터로 변환하여 출력한다.As shown in FIG. 4, the control unit receives an analog signal having information about a moving direction and a speed from the sensor unit, converts the received signal into digital data for use in a virtual environment, and outputs the converted signal.
이를 위해, 제어유닛은 먼저 시스템 구동시 초기화된다(S10). 다음, 제어유닛은 A/D 변환부를 통해 센서유닛의 제1 및 제2 FSR 센서로부터 들어오는 아날로그 값을 디지털 값으로 각각 변환한다(S12). 다음, 제어유닛은 먼저 제1 FSR 센서로부 터 들어오는 값을 토대로 제1 FSR 센서가 기준값 이상의 압력으로 눌렸는지를 판단한다(S14). 이때, 제어유닛은 A/D 변환부에서 예컨대 8-비트의 디지털 데이터 중 7-비트의 128레벨로 변환된 값 중에서 50레벨 이상의 압력으로 눌려진 센서가 있는지를 판단할 수 있다.To this end, the control unit is first initialized when the system is driven (S10). Next, the control unit converts the analog values coming from the first and second FSR sensors of the sensor unit through the A / D converter into digital values, respectively (S12). Next, the control unit first determines whether the first FSR sensor is pressed at a pressure equal to or greater than the reference value based on the value coming from the first FSR sensor (S14). In this case, the control unit may determine whether there is a sensor pressed by a pressure of 50 or more levels among the values converted into 128 levels of 7 bits among 8-bit digital data by the A / D converter.
상기 판단 결과, 제1 FSR 센서가 기준값 이상의 압력으로 눌렸다고 판단되면, 제어유닛은 제2 FSR 센서로부터 들어온 값을 2로 나누어 메모리에 저장함으로써 이동 방향을 표시하기 위한 최상위 비트를 확보한다(S16). 그리고 제어유닛은 최상위 비트에 1을 삽입함으로써 이동 방향을 제1 방향 즉 제1 FSR 센서로부터 제2 FSR 센서로 향하는 방향으로 설정하고, 이동 속도를 제2 FSR 센서로부터 얻은 결과값으로 설정한다(S18).As a result of the determination, when it is determined that the first FSR sensor is pressed at a pressure equal to or greater than the reference value, the control unit divides the value received from the second FSR sensor into two and stores it in the memory to secure the most significant bit for indicating the moving direction (S16). . Then, the control unit sets the moving direction to the first direction, that is, the direction from the first FSR sensor to the second FSR sensor by inserting 1 into the most significant bit, and sets the moving speed to the resultant value obtained from the second FSR sensor (S18). ).
또한 상기 판단 결과, 제1 FSR 센서가 기준값 이상의 압력으로 눌리지 않았다고 판단되면, 제어유닛은 제2 FSR 센서가 기준값 이상의 압력으로 눌렸는지를 판단한다(S15). 다음, 제어유닛은 제1 FSR 센서로부터 들어온 값을 2로 나누어 메모리에 저장함으로써 이동 방향을 표시하기 위한 최상위 비트를 확보한다(S17). 그리고 제어유닛은 최상위 비트에 0을 삽입함으로써 이동 방향을 제1 방향에 반대되는 제2 방향 즉 제2 FSR 센서로부터 제1 FSR 센서로 향하는 방향으로 설정하고, 이동 속도를 제1 FSR 센서로부터 얻은 결과값으로 설정한다(S19).In addition, if it is determined that the first FSR sensor is not pressed at the pressure higher than the reference value, the control unit determines whether the second FSR sensor is pressed at the pressure higher than the reference value (S15). Next, the control unit secures the most significant bit for indicating the moving direction by dividing the value input from the first FSR sensor by 2 and storing it in the memory (S17). The control unit inserts 0 into the most significant bit to set the moving direction in the second direction opposite to the first direction, that is, the direction from the second FSR sensor to the first FSR sensor, and the moving speed is obtained from the first FSR sensor. Set to a value (S19).
특히 상기 단계들에서 제어유닛은 일렬로 설치된 제1 FSR 센서 및 제2 FSR 센서의 눌린 순서의 조합에 따라 전진 또는 후진 방향을 감지한다. 여기서 전진은 예컨대 헤드셋이나 허리벨트 또는 의복에 장착된 센서유닛 상에서 사용자가 손가락 을 위에서 아래로 눌러 내린 경우이며, 후진은 사용자가 손가락을 아래에서 위로 눌러 올린 경우에 해당할 수 있다. 이를 표로 나타내면 다음과 같다.In particular, in the above steps, the control unit detects the forward or backward direction according to the combination of the pressed order of the first FSR sensor and the second FSR sensor installed in a line. Here, the forward is, for example, when the user pushes the finger down from the top on the sensor unit mounted on the headset or the waist belt or the garment, and the reverse may correspond to the case when the user pushes the finger up from the bottom. This is shown in the table below.
한편, 상기 단계(S15)의 판단 결과, 기준값 이상의 압력으로 눌린 센서가 없다고 판단되면, 제어유닛은 A/D 변환부의 다음 출력 값을 대상으로 상기 판단 과정을 반복 수행한다.On the other hand, if it is determined in step S15 that no sensor is pressed with a pressure equal to or greater than the reference value, the control unit repeatedly performs the determination process on the next output value of the A / D converter.
다음, 제어유닛은 RS-232 프로토콜을 이용하여 본 시스템에 연결된 가상환경의 서버 또는 출력장치로 속도와 방향에 대한 데이터를 전송한다(S20). 여기서, 전송타입은 unsigned char 타입으로 8-비트를 전송하며, 이때 최상위 비트는 방향 정보를 넣고 하위 7-비트는 속도를 표시하는 것이 바람직하다.Next, the control unit transmits data about the speed and direction to the server or output device of the virtual environment connected to the system using the RS-232 protocol (S20). Here, the transmission type transmits 8-bits as an unsigned char type. In this case, it is preferable that the most significant bit contains direction information and the lower 7 bits indicate a speed.
이와 같이 본 발명은 2개의 FSR 센서를 이용하여 센서의 눌린 순서와 압력을 방향과 속도로 변환하여 이용함으로써 가상환경에서 이동 경로의 방향 및 속도를 손가락 하나로 간단히 조작하여 표시할 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention has the advantage of using the two FSR sensors by converting the order and pressure of the sensors into directions and speeds to display and manipulate the direction and speed of the movement path with a single finger in a virtual environment.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 마우스나 조이스틱을 사용하지 않고 2개의 플렉시블 타입의 압력 센서를 이용하여 가상환경에서 이동 방향과 속도를 간단히 제어할 수 있다. 특히 손가락 하나로 가상환경에서의 이동 방향 및 속도를 제어할 수 있고, 그로 인해 사용자 편의가 증대될 수 있다. 아울러, 전체적인 시스템의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있고, 그로 인해 휴대하기가 편리하다는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to simply control the direction and speed of movement in a virtual environment by using two flexible pressure sensors without using a mouse or a joystick. In particular, one finger can control the direction and speed of movement in the virtual environment, thereby increasing user convenience. In addition, it is possible to reduce the size and weight of the overall system, which has the advantage of being convenient to carry.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060065960A KR100887630B1 (en) | 2006-07-13 | 2006-07-13 | Travel System using Force Sensing Resistors in Immersive Virtual Environments |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060065960A KR100887630B1 (en) | 2006-07-13 | 2006-07-13 | Travel System using Force Sensing Resistors in Immersive Virtual Environments |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080006794A KR20080006794A (en) | 2008-01-17 |
KR100887630B1 true KR100887630B1 (en) | 2009-03-11 |
Family
ID=39220410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060065960A KR100887630B1 (en) | 2006-07-13 | 2006-07-13 | Travel System using Force Sensing Resistors in Immersive Virtual Environments |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100887630B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5160918A (en) * | 1990-07-10 | 1992-11-03 | Orvitek, Inc. | Joystick controller employing hall-effect sensors |
US5854622A (en) * | 1997-01-17 | 1998-12-29 | Brannon; Daniel J. | Joystick apparatus for measuring handle movement with six degrees of freedom |
KR20060013507A (en) * | 2003-04-16 | 2006-02-10 | 아이이이 인터내셔날 일렉트로닉스 앤드 엔지니어링 에스.에이. | Position detection device |
-
2006
- 2006-07-13 KR KR1020060065960A patent/KR100887630B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5160918A (en) * | 1990-07-10 | 1992-11-03 | Orvitek, Inc. | Joystick controller employing hall-effect sensors |
US5854622A (en) * | 1997-01-17 | 1998-12-29 | Brannon; Daniel J. | Joystick apparatus for measuring handle movement with six degrees of freedom |
KR20060013507A (en) * | 2003-04-16 | 2006-02-10 | 아이이이 인터내셔날 일렉트로닉스 앤드 엔지니어링 에스.에이. | Position detection device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20080006794A (en) | 2008-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2016204964B2 (en) | Electronic devices with shear force sensing | |
Burdea et al. | Virtual reality technology | |
US9778778B2 (en) | Removable input/output module with adjustment mechanism | |
US6452584B1 (en) | System for data management based on hand gestures | |
US7133026B2 (en) | Information input device for giving input instructions to a program executing machine | |
JP6319328B2 (en) | Educational tactile sensation providing apparatus and system | |
US20150193038A1 (en) | Movable track pad with added functionality | |
US20110234483A1 (en) | Game controller glove | |
US20050151727A1 (en) | Wireless enabled touch pad pointing device with integrated remote control function | |
US20050012712A1 (en) | Hand-held pointing device | |
US20050195156A1 (en) | Control and a control arrangement | |
KR101703780B1 (en) | User interface device and method | |
WO2005003900A3 (en) | System and method for a miniature user input device | |
CN102109913B (en) | Controller pointer positioning method based on composite MEMS sensor and controller | |
JP2005056396A (en) | Dual navigation control computer keyboard | |
KR20180028968A (en) | Compensated haptic rendering for flexible electronic devices | |
WO2003071584A3 (en) | Electrically erasable writing surface | |
US20130278536A1 (en) | Electronic device | |
US20060164392A1 (en) | Integrated mouse and the keyboard device | |
US20140306893A1 (en) | Computer Pointing Device based on Hand/Foot Directional Pressure | |
TWI304179B (en) | Input device operated by digit | |
CN109952548B (en) | Detecting trigger motion without mechanical switch | |
JP2005292883A (en) | Information input device | |
US20130147722A1 (en) | Distant multipoint remote control device and system | |
CN205302186U (en) | Virtual reality control system based on external input |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130117 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140219 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150302 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160302 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190304 Year of fee payment: 11 |