KR100953861B1 - End point detection method, mouse device applying the end point detection method and operating method using the mouse device - Google Patents

End point detection method, mouse device applying the end point detection method and operating method using the mouse device Download PDF

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Abstract

가속도계에서 출력되는 가속도 신호의 DC 바이어스를 제거하는 단계; 상기 가속도 신호의 노이즈를 제거하는 로우 패스 필터링 단계; 상기 로우 패스 필터링 단계를 거친 가속도 신호의 k번째 샘플 A(k)에 대한 σp(k)(여기서, 상기 σp(k)는 표준 편차 또는 분산이다)를 구하는 단계; 상기 σp(k) 에서 국지 최저값(local minimum) σp LV(n) 을 구하는 단계; 인접한 두 개의 σp LV(n) 사이의 국지 최대값(local maximum) σp max(n) 을 구하는 단계; 상기 σp max(n) 를 문턱값 σp th 와 비교함으로써 시작점과 끝점을 검출하는 단계; 상기 σp(k) 에서 국지 최저값(local minimum) σp LV(n)을 이용하여 A(k)의 극점을 추출하는 단계;를 포함하는 끝점 검출 방법과, 이를 적용한 마우스 장치와, 마우스 장치의 작동 방법을 개시한다.Removing the DC bias of the acceleration signal output from the accelerometer; Low pass filtering to remove noise of the acceleration signal; Obtaining σ p (k) for a k th sample A (k) of the acceleration signal subjected to the low pass filtering step, where σ p (k) is a standard deviation or variance; Obtaining a local minimum σ p LV (n) from the σ p (k); Obtaining a local maximum σ p max (n) between two adjacent σ p LV (n); Detecting a starting point and an ending point by comparing the sigma p max (n) with a threshold sigma p th ; The end point detecting method, a mouse device and a mouse device in accordance with this including a; the σ p (k) a local minimum value (local minimum) σ p using the LV (n) extracting the pole of A (k) in Discuss the method of operation.

Description

끝점 검출 방법, 이를 적용한 마우스 장치와 그 작동 방법{End point detection method, mouse device applying the end point detection method and operating method using the mouse device}End point detection method, mouse device applying the end point detection method and operating method using the mouse device}

본 발명은 끝점 검출 방법 및 이를 적용한 마우스 장치와 그 작동 방법으로서, 보다 상세하게는 TV 리모컨처럼 다수의 버튼 입력 기능과 3차원 마우스의 화면내 포인팅 기능을 통합한 마우스 장치 및 그 작동 방법과, 이러한 마우스 장치에 있어서 버튼 입력 및 포인팅 정확도를 향상시킬 수 있는 새로운 끝점 검출 방법에 대한 것이다.The present invention relates to an endpoint detection method, a mouse device using the same, and a method of operating the same, and more particularly, a mouse device integrating a plurality of button input functions and an in-screen pointing function of a three-dimensional mouse, such as a TV remote control, and a method of operating the same. The present invention relates to a new end point detection method that can improve button input and pointing accuracy in a mouse device.

TV와 컴퓨터를 별개의 장치로 사용하는 기존의 컴퓨팅 환경과는 달리 TV와 컴퓨터가 하나로 통합되어 가정의 홈서버 역할을 담당하는 홈 오토메이션 시대가 도래하고 있다. 홈 오토메이션 시스템에서 모든 제어는 홈서버를 통해 이루어지며 이를 모니터링하기 위한 효율적인 방편으로서 커다란 평판 디스플레이가 가정의 중심에 자리 잡게 된다. 또한 홈 오토메이션의 구현을 위하여 가정용 로봇의 수요가 극적으로 증가할 것으로 예상되며 가정용 로봇 역시 홈서버에 네트워크로 물려 통제되는 컴퓨팅 환경이 예상된다. Unlike traditional computing environments that use a TV and a computer as separate devices, the era of home automation is coming, in which a TV and a computer are integrated into a home server. In a home automation system, all the control is done through a home server, which is an effective way to monitor this and a large flat panel display is placed in the center of the home. In addition, the demand for home robots is expected to increase dramatically for the implementation of home automation, and home robots are expected to be controlled by a network controlled by a home server.

이러한 컴퓨팅 환경의 변화는 컴퓨터와 TV 등, 주변 기기 간의 통합을 촉발시키고 있으며 이를 겨냥한 상품화가 활성화되고 있다. 방송, 통신, 제어 환경의 통합은 가정을 기본단위로 상정하고 진행되기 때문에 파급효과가 연령에 구애되지 않고 전 세대에 미칠 수 있어야 한다. These changes in computing environment have triggered the integration between peripheral devices such as computers and TVs, and the commercialization for them is being activated. The integration of broadcasting, telecommunications and control environment assumes the basic assumption and proceeds, so the ripple effect should be applicable to all generations regardless of age.

그러나, 이러한 변화의 추세는 환경 변화에 소극적인 실버 세대에게 크나큰 장애가 아닐 수 없다. 본 발명은 정보화에 소외되고 있는 실버 세대를 주 사용자로 선정하고 TV의 리모트 콘트롤러와 컴퓨터의 마우스를 통합한 차세대 정보입력장치를 제공하고자 한다.However, this trend of change is a big obstacle for the silver generation who is passive in changing the environment. The present invention aims to provide a next-generation information input device incorporating a silver generation, which is alienated in information, as a main user, and integrating a TV remote controller and a computer mouse.

신체적으로 청각/시각이 노화함에 따라 작고 복잡한 사물에 대해 사용상 제약을 갖으며 뇌신경계의 퇴화로 인해 정보 통합이 늦어진다. 이는 하나의 기기에 여러 기능을 통합시키는 디지털 컨버전스라는 산업계의 흐름에 역행하는 것으로서 실버 세대가 갖는 특수성이다. 또한 감성적으로 학습을 통한 새로운 기기 사용에 대한 거부감이 강하며 제품의 기능성보다는 편리성에 비중을 둔다. 즉 이미 사용이 익숙한 매체를 고집하며 새로운 변화를 수용하려 들지 않는 경향이 강하다.Physically hearing / visual aging has limitations on use for small and complex objects and slows down the integration of information due to degeneration of the cranial nervous system. This is in contrast to the industry trend of digital convergence, which integrates multiple functions in one device, which is unique to the Silver generation. In addition, emotionally resisting the use of new devices through learning, the emphasis is on the convenience rather than the functionality of the product. In other words, they tend to stick to the media they are already used to and do not want to accept new changes.

실버 세대의 이러한 특징을 반영하여 버튼 수를 최소화하여 복잡도를 최소화하고, 정보 전달 방식을 다양화할 수 있는 마우스 장치가 제공될 필요가 있다. 뿐만 아니라, 새로운 학습 없이 사용 가능하도록 직관성을 최대화해야 하며, 실버 세대에게 친숙한 매체를 활용하여 마우스 사용에 대한 거부감을 최소화할 수 있어야 한다.Reflecting this feature of the silver generation, there is a need to provide a mouse device capable of minimizing complexity by minimizing the number of buttons and diversifying information transmission methods. In addition, intuition should be maximized so that it can be used without new learning, and it should be possible to minimize the objection to the use of the mouse by using a medium familiar to the Silver generation.

본 발명은 상술한 필요성을 감안한 것으로서, 가속도계 센서만을 사용하여 마우스 기능을 모사(simulation)하는데 있어서 마우스를 쥔 손의 움직임의 유무를 판단하는 것이 우선되어야 하는데, 이를 위해 저주파 특성을 갖는 시계열 신호의 실시간 끝점 검출 방법과 이와 동시에 패턴 인식을 위한 특징 성분 추출 기능을 수행하는 새로운 방법을 제안하며, 이러한 끝점 검출 방법을 적용하여 버튼 입력 및 포인팅 정확도가 향상된 새로운 마우스 장치 및 그 작동 방법을 제공하는 것이다.In view of the above-described necessity, the present invention has to be prioritized to determine the movement of a hand holding a mouse in simulating a mouse function using only an accelerometer sensor. The present invention proposes a new method for performing an end point detection method and a feature component extraction function for pattern recognition at the same time, and provides a new mouse device having improved button input and pointing accuracy by applying the end point detection method, and a method of operating the same.

본 발명의 마우스 장치는 포인팅을 위한 좌표 변환 기능과 숫자 버튼 등의 입력을 위한 동작 인식 기능을 수행한다. 좌표 변환 기능과 동작 인식 기능은 기능 구분용 버튼에 의하여 절환된다. The mouse device of the present invention performs a coordinate transformation function for pointing and a gesture recognition function for input of a numeric button. The coordinate conversion function and the motion recognition function are switched by a button for function classification.

기능 구분용 버튼의 오프(off) 상태에서 마우스 장치가 이동될 때 이를 감지하여 좌표 변환 기능을 수행할 때는, 오프셋 오차를 제거하는 ZVC 알고리즘을 거칠 필요없이 끝점 검출 방법(EPS)을 이용하여 동작의 시작점과 끝점을 구한 다음 좌표의 변환에 사용한다. 기능 구분용 버튼이 눌려진 온(on) 상태에서 마우스 장치가 이동될 때 이를 감지하여 동작 인식 기능을 수행할 때는, 끝점 검출 방법(EPS)을 이용하여 동작의 시작점과 끝점을 구한 다음, 특징 성분을 추출하고 ZVC 알고리즘을 거쳐 패턴 인식함으로써 동작을 인식한다.When performing the coordinate transformation function by detecting when the mouse device is moved in the off state of the function classification button, the end point detection method (EPS) can be used to perform the coordinate conversion function without removing the offset error. Get the start and end points and use them to transform the coordinates. When performing the motion recognition function by detecting the movement of the mouse device when the function classification button is pressed on, the start point and the end point of the motion are obtained by using the end point detection method (EPS), and then the feature The operation is recognized by extracting and pattern recognition through the ZVC algorithm.

따라서, 기능 구분용 버튼이 온 상태에서 입력된 가속도 신호는 끝점 검출 방법을 거친 후 ZVC 알고리즘을 거쳐 패턴 인식된다. 기능 구분용 버튼이 오프 상 태에서 입력된 가속도 신호는, 시작점과 끝점이 검출된 후 시작점과 끝점 사이에 존재하는 극점의 관계가 분석되어 좌표 변환된다. Therefore, the acceleration signal input while the function classification button is turned on is pattern-recognized through the ZVC algorithm after the endpoint detection method. The acceleration signal input when the function classification button is turned off is coordinated by analyzing the relationship between the poles existing between the start point and the end point after the start point and the end point are detected.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 끝점 검출 방법은, 가속도계에서 출력되는 가속도 신호의 DC 바이어스를 제거하는 단계; 상기 가속도 신호의 노이즈를 제거하는 로우 패스 필터링 단계; 상기 로우 패스 필터링 단계를 거친 가속도 신호의 k번째 샘플 A(k)에 대한 σp(k)(여기서, 상기 σp(k)는 표준 편차 또는 분산이다)를 구하는 단계; 상기 σp(k) 에서 국지 최저값(local minimum) σp LV(n) 을 구하는 단계; 인접한 두 개의 σp LV(n) 사이의 국지 최대값(local maximum) σp max(n) 을 구하는 단계; 상기 σp max(n) 를 문턱값 σp th 와 비교함으로써 시작점과 끝점을 검출하는 단계; 를 포함한다.In order to achieve the above object, the endpoint detection method of the present invention, the step of removing the DC bias of the acceleration signal output from the accelerometer; Low pass filtering to remove noise of the acceleration signal; Obtaining σ p (k) for a k th sample A (k) of the acceleration signal subjected to the low pass filtering step, where σ p (k) is a standard deviation or variance; Obtaining a local minimum σ p LV (n) from the σ p (k); Obtaining a local maximum σ p max (n) between two adjacent σ p LV (n); Detecting a starting point and an ending point by comparing the sigma p max (n) with a threshold sigma p th ; It includes.

한편, 본 발명의 끝점 검출 방법은, 가속도계에서 출력되는 가속도 신호에 대한 σp(k)(여기서, 상기 σp(k)는 표준 편차 또는 분산이다) 를 구하고, 상기 σp(k) 영역에서 찾은 국지 최저값들을 시작점과 끝점의 후보군으로 선정 후, 상기 국지 최저값 간의 국지 최대값들을 문턱값과 비교함으로써 상기 후보군에서 시작점과 끝점을 선택한 다음, 상기 시작점과 끝점에 존재하는 오프셋 오차를 제거하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the endpoint detection method of the present invention obtains σ p (k) (wherein σ p (k) is a standard deviation or variance) for an acceleration signal output from an accelerometer, and calculates the σ p (k) region. After selecting the found local minimum values as a candidate group of the starting point and the end point, selecting the starting point and the end point in the candidate group by comparing the local maximum values between the local minimum values with a threshold value, and then eliminating the offset error existing in the starting point and the end point. It is done.

그리고, 본 발명의 마우스 장치는, 적어도 하나의 가속도계와 기능 구분용 버튼을 구비하며 상기 가속도계에서 출력된 가속도 신호를 디지털 신호로 변환하는 가속도계 유니트; 상기 가속도계 유니트에서 출력된 상기 디지털 신호를 로우 패스 필터링한 데이터인 A(k)를 구하고, 상기 A(k)에 대한 표준 편차 또는 분산의 영역에서 시작점과 끝점을 검출하며, 좌표 정보의 변화를 인식하거나, 상기 시작점 및 상기 끝점으로 규정되는 구간 내에 존재하는 오프셋 오차를 제거한 다음 상기 가속도 신호에서 특징 성분을 추출하여 패턴 인식함으로써 동작을 인식하는 제어부; 를 포함한다.The mouse device of the present invention includes an accelerometer unit including at least one accelerometer and a function distinguishing button, and converting an acceleration signal output from the accelerometer into a digital signal; Obtain A (k), which is low pass filtered data of the digital signal output from the accelerometer unit, detect a start point and an end point in a region of standard deviation or variance with respect to A (k), and recognize a change in coordinate information. Or a controller configured to recognize an operation by removing a offset error existing within a section defined by the start point and the end point, and extracting a feature component from the acceleration signal to perform pattern recognition; It includes.

또한, 본 발명의 마우스 장치의 작동 방법은, 가속도계에서 출력되는 가속도 신호의 DC 바이어스를 제거하는 단계; 상기 가속도 신호의 노이즈를 제거하는 로우 패스 필터링 단계; 상기 로우 패스 필터링 단계를 거친 가속도 신호의 k번째 샘플 A(k)에 대한 σp(k)(여기서, 상기 σp(k)는 표준 편차 또는 분산이다)를 구하는 단계; 상기 σp(k) 에서 국지 최저값(local minimum) σp LV(n) 을 구하는 단계; 인접한 두 개의 σp LV(n) 사이의 국지 최대값(local maximum) σp max(n) 을 구하는 단계; 상기 σp max(n) 를 문턱값 σp th 와 비교함으로써 시작점과 끝점을 검출하는 단계; 상기 마우스 장치의 좌표 변환 정보를 인식하는 단계; 상기 시작점 및 상기 끝점에 존재하는 상기 가속도 신호의 오프셋 오차를 제거하는 ZVC(Zero Velocity Compensation) 단계; 상기 가속도 신호의 특징 성분(feature)을 추출하고 패턴 인식함으로써 상기 마우스 장치의 동작을 인식하는 단계; 를 포함한다.In addition, the operating method of the mouse device of the present invention, removing the DC bias of the acceleration signal output from the accelerometer; Low pass filtering to remove noise of the acceleration signal; Obtaining σ p (k) for a k th sample A (k) of the acceleration signal passed through the low pass filtering step, where σ p (k) is a standard deviation or variance; Obtaining a local minimum σ p LV (n) from the σ p (k); Obtaining a local maximum σ p max (n) between two adjacent σ p LV (n); Detecting a starting point and an ending point by comparing the sigma p max (n) with a threshold sigma p th ; Recognizing coordinate transformation information of the mouse device; A zero velocity compensation (ZVC) step of eliminating offset errors of the acceleration signals existing at the start point and the end point; Recognizing a motion of the mouse device by extracting a feature feature of the acceleration signal and pattern recognition; It includes.

한편, 본 발명의 마우스 장치의 작동 방법은, 펜 타입 마우스 장치에 부착된 기능 구분용 버튼의 온/오프(On/ Off) 여부에 따라 마우스 커서의 좌표 변환 기능을 수행할 것인지 동작 인식 기능을 수행할 것인지 선택하며, 가속도계에서 출력되는 가속도 신호에 대한 σp(k)(여기서, 상기 σp(k)는 표준 편차 또는 분산이다) 를 구하고, 상기 σp(k)에서 국지 최소값을 검출하며, 상기 국지 최소값 간의 구간에서 국지 최대값을 구하여 문턱값과 비교함으로써 상기 국지 최소값 중에서 시작점과 끝점을 선택 후, 상기 기능 구분용 버튼이 온 상태이면 시작점과 끝점 간의 신호를 패턴 인식하여 동작 인식하고, 상기 기능 구분용 버튼이 오프 상태이면 마우스 커서의 좌표 변환 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the operation method of the mouse device of the present invention, whether to perform the coordinate conversion function of the mouse cursor according to whether the on / off (On / Off) of the function classification button attached to the pen type mouse device performs a motion recognition function Determine whether or not to calculate σ p (k) for the acceleration signal output from the accelerometer, where σ p (k) is the standard deviation or variance, and detect the local minimum value at σ p (k), After selecting the local maximum value in the section between the local minimum value and comparing with the threshold value, select the starting point and the end point of the local minimum value, if the button for the function classification is ON state recognizes the signal between the starting point and the end point and operation recognition When the function classification button is in the off state, the coordinate transformation information of the mouse cursor is acquired.

본 발명의 마우스 장치는 일반적인 TV용 리모트 콘트롤러와 같은 버튼 입력 기능과 3차원 마우스 커서의 좌표 변환 기능의 통합을 목표로 제공되며, 복잡도를 최대한 억제하고 직관성을 극대화하며 특히 실버 세대에 적합한 장점을 갖는다.The mouse device of the present invention is aimed at integrating a button input function such as a general TV remote controller and a coordinate transformation function of a 3D mouse cursor, and has an advantage of minimizing complexity and maximizing intuition and particularly suitable for silver generation. .

본 발명의 끝점 검출 방법은 직관성을 최대화하기 위하여 가속도계를 이용한 동작인식에 초점을 맞추어 버튼 입력 기능을 대체하고 마우스 커서의 좌표 정보를 변환시키는데 이용될 수 있다. The endpoint detection method of the present invention can be used to replace the button input function and transform the coordinate information of the mouse cursor by focusing on motion recognition using an accelerometer in order to maximize intuition.

이러한 끝점 검출 방법 및 마우스 장치의 작동 방법은 동작 인식을 위해 가 속도를 적분하는 방법에 의한 궤적 추정이 아니라, 가속도 신호 자체를 가지고 패턴 인식을 시도하는 것으로 끝점 검출을 담당하는 "극점 샘플링(EPS : Extreme Points Sampling)" 알고리즘에 의하여 구현된다. This method of detecting the end point and the operation of the mouse device is not the estimation of the trajectory by integrating the acceleration for motion recognition, but the pattern detection with the acceleration signal itself. Extreme Points Sampling) "algorithm.

본 발명의 마우스 장치의 작동 방법에 따르면 좌표 정보 변화를 간단하고 신속하게 구할 수 있다. According to the operating method of the mouse device of the present invention, the change of coordinate information can be obtained simply and quickly.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms that are specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

일반적으로 사용되는 마우스의 기능은 모니터 화면의 커서를 상하 좌우로 움직이는 경우 커서의 포인팅을 위한 좌표 변환 기능이며, TV 등의 입력 수단으로 사용되는 일반적인 리모트 컨트롤러는 숫자 키 및 채널 키 등의 버튼 기능을 나열한 것이다. 본 발명에서 제안하고자 하는 마우스 장치는 일반적인 마우스의 포인팅을 위한 좌표 변환 기능과 일반적인 리모트 컨트롤러의 버튼 입력을 위한 동작 인식 기능을 통합 수행할 수 있도록 구성된다.A commonly used mouse function is a coordinate conversion function for pointing the cursor when the cursor on the monitor screen is moved up, down, left, and right. A general remote controller used as an input means such as a TV has a button function such as a number key and a channel key. It is listed. The mouse device proposed in the present invention is configured to integrate a coordinate transformation function for pointing a general mouse and a motion recognition function for button input of a general remote controller.

본 발명에서는 실버 세대에 적합한 마우스 장치를 제공하기 위하여, 키보드나 마우스 등의 정보입력장치 이전부터 익숙하게 사용해온 정보입력장치로서 ‘펜’을 주목한다. 그 결과, 직관성을 최대한 활용하기 위해 손의 동작에 직관적으로 반응을 보이는 가속도계 기반의 동작 인식 수단으로서 펜 타입의 마우스 장치를 제공한다. 그러나 본 발명의 마우스 장치의 형상은 반드시 펜 타입에 한정되는 것은 아니다. 직관성을 최대한 활용하기 위한 목적을 달성할 수 있는 다양한 형상의 마우스 장치가 실시예로 될 수 있다. 그리고, 버튼 기능 및 좌표 변환은 마우스 장치에 구비된 가속도계를 이용한 동작 인식 알고리즘으로 구현한다.In the present invention, in order to provide a mouse device suitable for the silver generation, attention is given to a 'pen' as an information input device that has been familiarly used before information input devices such as a keyboard and a mouse. As a result, a pen-type mouse device is provided as an accelerometer-based gesture recognition means that responds intuitively to hand movements in order to make the most of intuition. However, the shape of the mouse device of the present invention is not necessarily limited to the pen type. Various embodiments of the mouse device may be used to achieve the object of maximizing intuition. The button function and coordinate transformation are implemented by a motion recognition algorithm using an accelerometer provided in the mouse device.

먼저, 버튼 입력을 위한 동작 인식 기능에 대하여 설명한다. 3축 가속도계만을 사용하여 동작을 추정하려는 초기의 연구는, 점차 3축 자이로 센서를 추가 장착하거나 6 자유도의 IMU(Inertia Measurement Unit)를 추가 사용하는 연구로 발전하였다. 그러나 3축 가속도계에 비해 3축 자이로 센서와 IMU는 가격도 비싸고 크기가 커 상업화에 불리한 문제점이 있으므로 3축 가속도계만을 사용한 궤적 추정을 구현하되 인식 정확도를 높이는 것이 본 발명의 목적이다.First, an operation recognition function for button input will be described. Early work on estimating motion using only three-axis accelerometers has gradually evolved into the addition of three-axis gyro sensors or six additional degrees of Inertia Measurement Unit (IMU). However, since three-axis gyro sensors and IMUs are expensive and large in size, and have disadvantages in commercialization, compared to three-axis accelerometers, it is an object of the present invention to implement a trajectory estimation using only a three-axis accelerometer but increase recognition accuracy.

한편, 컴퓨터 비전(vision) 시스템을 추가 장착하여 동작 인식에 활용할 수 있으나 비용 및 장치의 크기 측면에서 바람직하지 못하며 GPS 시스템이나 광 센서를 추가 장착하여 동작을 인식할 수 있지만 장치의 크기 측면에서 바람직하지 못하므로, 본 발명에서는 3축 가속도계만을 사용하여 궤적을 추정하고자 한다. 3축 가속도계만을 사용하여 궤적을 추정할 때 해결해야 할 주요 과제를 요약하면 다음과 같다. On the other hand, an additional computer vision system can be used to recognize the motion, but it is not preferable in terms of cost and size of the device, and additionally, a GPS system or an optical sensor can be added to recognize the motion, but it is not desirable in terms of device size. In the present invention, the trajectory is estimated using only a 3-axis accelerometer. The main tasks to be solved when estimating trajectory using only 3-axis accelerometer are as follows.

가속도계를 구비한 펜 타입 마우스 장치에 있어서, 기울기가 변해서 중력방향이 바뀔 경우에 발생하는 오류, 가속도계 자체의 측정오류, 회전 동작시 발생하는 회전 표류 오류 등이 가속도계의 표류 오류(drift error)를 유발하게 되는데 이들 중에서 기울기 변화에 따라 발생하는 오류가 가장 치명적이므로 이러한 오류에 대한 대처 능력을 확보해야 한다.In a pen-type mouse device equipped with an accelerometer, an error that occurs when the direction of gravity changes due to a change in inclination, a measurement error of the accelerometer itself, a rotational drift error that occurs during rotation operation, and the like cause a drift error of the accelerometer. Among them, the error caused by the change of the slope is the most fatal, so it is necessary to secure the ability to cope with such an error.

도 1과 같이 펜(10)을 수평면(20)에 대하여 초기에 φ 각도로 기울인 자세에서 이산적인 시간 t=k 일 때 가속도를 A(k)라 하면 가속도는 다음의 수학식 1과 같이 표현된다.When the acceleration is A (k) at a discrete time t = k in a posture in which the pen 10 is initially inclined with respect to the horizontal plane 20 as shown in FIG. 1, the acceleration is expressed as Equation 1 below. .

A(k)=Amotion(k) + {gsinφ + gsin(φ-θ(k))} + Abias A (k) = A motion (k) + {gsinφ + gsin (φ-θ (k))} + A bias

여기서, Amotion(k) 는 펜(10)의 움직임에 의해 발생하는 동(動) 가속도이고, Abias 는 가속도계가 갖는 자체 오류이다. {gsinφ + gsin(φ-θ(k))} 는 중력에 의해 발생하는 정 가속도이며, φ-θ(k) 는 펜(10)의 움직임에 따라 바뀌는 펜(10)과 수평면(20) 사이에 생기는 각의 편차를 나타낸다. Here, A motion (k) is a dynamic acceleration generated by the movement of the pen 10, and A bias is a self error of the accelerometer. {gsinφ + gsin (φ-θ (k))} is the positive acceleration generated by gravity, and φ-θ (k) is between the pen 10 and the horizontal plane 20 which changes according to the movement of the pen 10. It represents the deviation of the angle that occurs.

도 2의 왼쪽 첫번째 그래프는 펜이 움직인 실제 궤적이고, 도 2의 두번째 그래프는 실제 궤적을 움직이는 동안 펜의 3축에 개별 설치된 3개의 가속도계에서 측정된 가속도 신호이며, 도 2의 맨 오른쪽에 위치한 세번째 그래프는 가속도 신호를 두 번 적분한 추정 궤적이다. 시작점과 끝점에서 펜의 기울기가 일치하지 않으면 실제 궤적의 시작점과 끝점까지의 가속도 신호 역시 달라져서 이를 한 번 적분한 속도 또는 두 번 적분한 추정 궤적은 실제 궤적에 비하여 오프셋(offset) 오류(또는 드리프트(drift) 오류라 한다)를 내포하게 된다. 적분한 궤적이 실제로 펜이 움직인 궤적과 차이를 보이는 이유는, 시작점과 끝점에 대한 가속도 신호의 오프셋(offset) 오류가 적분에 포함되어 실제 궤적보다 적분된 궤적이 양의 무한대 방향으로 증가하기 때문이다.The first graph on the left of FIG. 2 is the actual trajectory of the pen movement, and the second graph of FIG. 2 is the acceleration signal measured by three accelerometers separately installed on the three axes of the pen while moving the actual trajectory, The third graph is the estimated trajectory of integrating the acceleration signal twice. If the inclination of the pen at the start and end points does not coincide, the acceleration signal from the start and end points of the actual trajectory will also change, so that the velocity of one integration or the estimated trajectory of two integrations is offset error (or drift) drift) error. The integral trajectory actually differs from the trajectory of the pen movement because the integral includes the offset error of the acceleration signal for the start and end points, which increases the integrated trajectory in the positive infinity direction. to be.

이에 대한 대책으로서, 고주파통과필터(high pass filter)를 사용하여 시작점과 끝점에 대한 가속도 신호의 오프셋(offset) 오류를 제거하는 방법을 생각해 볼 수 있으나 가속도 신호의 손상을 초래할 염려가 있다. 또 다른 대책으로서, ZVC(Zero Velocity Compensation) 알고리즘을 이용하여 가속도 신호의 오프셋 오류를 제거하는 방법을 생각해 볼 수 있다. 본 발명은 ZVC(Zero Velocity Compensation) 알고리즘 그 자체를 제안하는 것은 아니며 ZVC 알고리즘을 정확하게 수행할 수 있는 새로운 끝점 검출 방법과 효율적이고 신속한 마우스 장치의 작동 방법을 제공하는 것이다.As a countermeasure, a method of eliminating the offset error of the acceleration signal with respect to the start point and the end point by using a high pass filter may be considered, but it may cause damage to the acceleration signal. As another countermeasure, a method of eliminating an offset error of an acceleration signal using a zero velocity compensation (ZVC) algorithm may be considered. The present invention does not propose a Zero Velocity Compensation (ZVC) algorithm itself, but provides a new endpoint detection method and an efficient and fast mouse device operation method capable of accurately performing the ZVC algorithm.

도 3은 ZVC를 그래프와 수식으로 설명한다. 펜의 움직임은 순간적인 동작의 멈춤 여부로 시작과 끝을 구분한다. 따라서, 시작점(k1)과 끝점(k2)에서 속도는 거의 0이다. 이를 이용하여 가속도 신호의 오프셋 오류를 바로잡는 것이 ZVC이다.3 illustrates ZVC in graphs and equations. The pen movement distinguishes the beginning and the end by whether the momentary motion is stopped. Thus, the velocity is almost zero at the starting point k 1 and the ending point k 2 . It is ZVC to use this to correct the offset error of the acceleration signal.

설명의 편의상 x축 가속도계에서 출력된 가속도 신호를 도 3에 도시하였다. 먼저, 맨 위의 그래프는 x축 가속도계에서 출력된 가속도 신호 Ax 를 나타낸다. 수평축은 샘플링 수를 나타낸다. 두 번째 그래프는 가속도 신호 Ax 를 한 번 적분한 값으로 속도 신호 Vx 이다. k번째 샘플에 대한 속도는 다음의 수학식 2와 같다.For convenience of explanation, the acceleration signal output from the x-axis accelerometer is shown in FIG. 3. First, the top graph shows the acceleration signal A x output from the x-axis accelerometer. The horizontal axis represents the sampling number. The second graph shows the velocity signal V x as the integral of the acceleration signal A x once. The velocity for the k th sample is given by Equation 2 below.

Figure 112008007603053-pat00001
Figure 112008007603053-pat00001

여기서, Ts 는 샘플링 주기이다.Where T s is the sampling period.

다음으로 시작점(k1) 이전의 속도는 0으로 두고, 시작점 이후 구간에 나타나는 속도에서 시작점(k1)의 오프셋 성분을 제거한 속도 신호

Figure 112008007603053-pat00002
는 다음의 수학식 3과 같다.Next, the velocity signal before the starting point (k 1 ) is zero, and the velocity signal is obtained by removing the offset component of the starting point (k 1 ) from the velocity appearing in the interval after the starting point.
Figure 112008007603053-pat00002
Is as shown in Equation 3 below.

Figure 112008007603053-pat00003
Figure 112008007603053-pat00003

다음으로 끝점(k2) 이후의 속도는 0으로 두고, 끝점(k2)에서 얻어진 오프셋 성분을 시작점과 끝점 사이 구간에 걸쳐 제거한 속도 신호

Figure 112008007603053-pat00004
는 다음의 수학식 4와 같다.Next, the velocity signal after the end point k 2 is set to 0, and the velocity signal obtained by removing the offset component obtained at the end point k 2 over the interval between the start point and the end point.
Figure 112008007603053-pat00004
Is the same as Equation 4 below.

Figure 112008007603053-pat00005
Figure 112008007603053-pat00005

이를 미분하면 ZVC알고리즘에 의하여 오프셋 오류가 제거된 가속도 신호

Figure 112008007603053-pat00006
를 구할 수 있으며, 다음의 수학식 5로 표시된다.By differentiating this, the acceleration signal eliminates the offset error by the ZVC algorithm.
Figure 112008007603053-pat00006
It can be obtained, and is represented by the following equation (5).

Figure 112008007603053-pat00007
Figure 112008007603053-pat00007

따라서, n번째 가속도계에 대하여 k번째 샘플링된 가속도 신호인

Figure 112008007603053-pat00008
를 ZVC알고리즘으로 오프셋 오류를 제거한 값인
Figure 112008007603053-pat00009
는 다음의 수학식 6과 같이 구해진다.Therefore, the kth sampled acceleration signal for the nth accelerometer
Figure 112008007603053-pat00008
Is a value that eliminates offset errors with the ZVC algorithm.
Figure 112008007603053-pat00009
Is obtained as in Equation 6 below.

Figure 112008007603053-pat00010
Figure 112008007603053-pat00010

위에서 설명한 ZVC를 살펴보면 알고리즘 상에 몇 가지 제약이 있음을 알 수 있다. Looking at ZVC described above, there are some limitations in the algorithm.

첫째, 시작점(k1)과 끝점(k2) 사이에서 발생할 수 있는 펜의 기울기 변화 φ-θ(k) 는 단조 증가 또는 단조 감소한다는 가정이 필요하다. 이러한 가정의 물리적 의미를 도 4의 참조 부호 401로 나타내었다. 이러한 가정을 잘 만족하려면 Δk= k2 - k1 이 짧아야 하는 제약 조건이 수반된다.First, it is necessary to assume that the change in inclination φ-θ (k) of the pen that can occur between the starting point k 1 and the ending point k 2 is monotonically increasing or monotonically decreasing. The physical meaning of this assumption is indicated by reference numeral 401 of FIG. 4. To satisfy this assumption well, Δk = k 2 This entails a constraint that k 1 must be short.

둘째, 끝점(k2) 을 찾기 전에는 ZVC를 적용할 수 없다. 따라서 ZVC는 온라 인(on-line) 보정에는 응용될 수 없고 오프라인(off-line) 보정 처리에만 응용될 수 있다. Second, ZVC cannot be applied until the endpoint k 2 is found. Therefore, ZVC can not be applied to on-line correction but only to off-line correction processing.

세째, 시작점(k1)과 끝점(k2)을 제대로 찾지 못하면 ZVC의 성능은 신뢰할 수 없다. 즉, 끝점 검출 성능의 신뢰도가 ZVC의 신뢰도와 직결된다. 시작점(k1)과 끝점(k2)을 제대로 찾지 못한 경우에 ZVC 처리된 가속도 신호의 신뢰도가 저하되는 경향을 도 5의 참조 부호 501 및 502에 나타내었다. 따라서, 끝점 검출 알고리즘의 성능이 ZVC의 성능과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있다.Third, the performance of ZVC is unreliable if the start point (k 1 ) and end point (k 2 ) are not found correctly. That is, the reliability of endpoint detection performance is directly related to the reliability of ZVC. The tendency of the reliability of the ZVC processed acceleration signal to deteriorate when the start point k 1 and the end point k 2 is not properly found is indicated by reference numerals 501 and 502 of FIG. 5. Therefore, it can be seen that the performance of the endpoint detection algorithm is closely related to the performance of ZVC.

끝점 검출이란 시계열 데이터의 패턴 인식 문제에서 다루어지는 것으로서 자동 음성 인식(ASR : Automatic Speech Recognition) 분야에서는 중요한 연구 테마이다. 음성 인식 분야에서 끝점 검출이란 실시간으로 얻어지는 시계열 데이터에서 패턴인식에 적용할 음성 데이터만 추출하고 나머지는 버리는 작업을 뜻한다. 음성 인식에서는 주로 신호의 에너지 크기나 신호의 주파수 크기에 적절한 문턱값(threshold)을 부여하며, 문턱값을 넘어서는 시작점 신호와 문턱값보다 작아지는 끝점 사이의 신호를 유용한 신호로 취한다. 그러나, 음성 인식 분야에서 개발된 끝점 검출 알고리즘은 가속도계 신호보다 높은 주파수를 갖는 음성 신호에 적합한 것으로서, 주파수가 상대적으로 낮은 가속도계 신호에는 적용될 수 없다. Endpoint detection is addressed in the problem of pattern recognition of time series data and is an important research theme in the field of Automatic Speech Recognition (ASR). In the speech recognition field, endpoint detection refers to a process of extracting only speech data to be applied to pattern recognition from the time series data obtained in real time and discarding the rest. In speech recognition, an appropriate threshold is given to the energy magnitude of the signal or the frequency magnitude of the signal. The signal between the start point signal exceeding the threshold value and the end point smaller than the threshold value is taken as a useful signal. However, the endpoint detection algorithm developed in the speech recognition field is suitable for a speech signal having a higher frequency than the accelerometer signal and cannot be applied to an accelerometer signal having a relatively low frequency.

따라서, 상대적으로 저주파수를 갖는 가속도계 신호에 적합한 새로운 끝점 검출 방법을 본 발명에서 제안한다.Thus, the present invention proposes a novel endpoint detection method suitable for accelerometer signals having a relatively low frequency.

가속도와 거리는 2차 미분관계에 있다는 사실은 물리적으로 자명한 사실이 다. 그러나 이를 이산화된 시계열 신호에 적용하는 데는 여러 제약이 존재한다. 앞서 제안한 ZVC도 이를 해결하기 위한 것이지만 앞에서 설명한 한계점을 내재하고 있다. 특히 궤적이 원과 같은 곡선을 포함하면 가속도를 2차 적분시 발생하는 표류 오류가 더욱 심해진다. 이를 보완하기 위해 3축 자이로 센서를 함께 사용하는 방안을 생각해 볼 수 있지만, 앞에서 설명한 바와 같이 가격도 비싸고 크기가 커 상업화에 불리한 문제점은 물론 표류 오류를 원천적으로 봉쇄할 수 없다.It is physically obvious that acceleration and distance are in the second derivative. However, there are several limitations in applying this to discretized time series signals. The previously proposed ZVC is to solve this problem, but it has the limitations described above. In particular, if the trajectory includes a curve like a circle, the drift error caused by the second integration of the acceleration is more severe. In order to compensate for this, a three-axis gyro sensor may be used together. However, as described above, the price is expensive and large, and it is impossible to block the drift error as well as the disadvantages of commercialization.

따라서, 가속도계의 신호를 적분하여 궤적을 추정하기보다 패턴인식의 방법을 가속도계의 신호에 적용하는 방법을 사용한다. 즉, 3축 가속도계의 시계열 신호를 패턴 인식하는 것만으로도 상업화 가능한 동작 인식 성능을 얻고자 한다. 따라서, 본 발명은 가속도 신호의 2차 적분에 의하여 궤적 추정(trajectory estimation)을 하는 종래의 방법에 의하지 않고 시계열 신호의 특징 성분을 추출(feature extration)하고 패턴 인식함으로써 동작을 인식(motion recognition)하는 방법을 제안한다. Therefore, rather than integrating the accelerometer signal and estimating the trajectory, a pattern recognition method is applied to the accelerometer signal. In other words, it is intended to obtain a motion recognition performance that can be commercialized only by pattern recognition of a time-series signal of a 3-axis accelerometer. Accordingly, the present invention provides a method for motion recognition by extracting feature components and pattern recognition of a time series signal without using a conventional method of trajectory estimation by second order integration of an acceleration signal. Suggest a method.

도 6은 본 발명의 끝점 검출 방법과 비교를 위하여 제시되는 끝점 검출 방법의 비교예이다. 도 6에서, 실선은 n번째 가속도계에 대한 가속도 신호의 절대값(│An│)을 로우 패스 필터링한 값을 표시하고, 원이 부분적으로 표시된 실선은 가속도 신호(│An│)의 절대값의 부분 표준 편차(

Figure 112008007603053-pat00011
)를 표시하며, 일점 쇄선은 표준 편차의 문턱값(σth )을 표시한다. 도 6의 예에서, 샘플 수 S=10, 문턱값 σth=0.28, 동작을 만들기 위한 최소한의 샘플 수 W=50, H=20, 샘플링 주기 Ts=100 msec이다. Figure 6 is a comparative example of the endpoint detection method presented for comparison with the endpoint detection method of the present invention. In Fig. 6, the solid line represents the low pass filtered value of the absolute value (│An│) of the acceleration signal for the nth accelerometer, and the solid line partially indicated by the circle is the portion of the absolute value of the acceleration signal (│An│). Standard Deviation(
Figure 112008007603053-pat00011
), And the dashed-dotted line indicates the threshold value of standard deviation (σ th ). In the example of FIG. 6, the sample number S = 10, the threshold σ th = 0.28, the minimum number of samples W = 50 for making the operation, H = 20, and the sampling period T s = 100 msec.

앞에서 끝점 검출 성능이 ZVC의 성능과 밀접한 관련이 있음을 이미 설명하였다. 이하에서는 도 6에 도시한 비교예의 끝점 검출 알고리즘의 문제점을 설명하고 이를 해결하기 위한 본 발명의 끝점 검출 방법을 설명한다.We have already explained that endpoint detection performance is closely related to the performance of ZVC. Hereinafter, a problem of the endpoint detection algorithm of the comparative example shown in FIG. 6 will be described and an endpoint detection method of the present invention for solving the problem will be described.

도 6에서 제시된 끝점 검출 알고리즘은 다음의 수학식 7로 요약된다. The endpoint detection algorithm presented in FIG. 6 is summarized by the following equation.

Figure 112008007603053-pat00012
Figure 112008007603053-pat00012

여기서,

Figure 112008007603053-pat00013
는 선택된 어느 하나의 가속도계에서 출력되는 가속도의 절대값인│A│의 표준 편차를 S 샘플마다 구한 값이다. 따라서,
Figure 112008007603053-pat00014
의 관계가 성립한다. 결국
Figure 112008007603053-pat00015
의 값이 문턱값 σth 보다 커진 후에 H 기간 동안 문턱값보다 큰 값을 유지할 경우 시작점(k1)으로 잡는다. 반대로
Figure 112008007603053-pat00016
의 값이 문턱값보다 작아진 후에 H 기간 동안 문턱값보다 작은 값을 유 지할 경우 끝점(k2)으로 추출한다. here,
Figure 112008007603053-pat00013
Is the value obtained for each S sample of the standard deviation of | A | which is the absolute value of the acceleration output from the selected accelerometer. therefore,
Figure 112008007603053-pat00014
The relationship is established. finally
Figure 112008007603053-pat00015
If the value of is greater than the threshold value σ th and then maintains a value larger than the threshold value for H period, it is set as the starting point k 1 . Contrary
Figure 112008007603053-pat00016
After the value of is smaller than the threshold value, if the value is smaller than the threshold value during the H period, it is extracted as the end point (k 2 ).

이때, 본 발명과 비교를 위한 도 6 및 이를 설명하는 수학식 7은 물론, 본 발명에서 제안되는 끝점 검출 방법에서 표준편차 대신 분산을 사용해도 동일한 수학식 및 동일한 결과를 얻을 수 있으며, 끝점 검출 성능은 동일함을 먼저 밝혀둔다.In this case, the same equation and the same result can be obtained by using the variance instead of the standard deviation in the end point detection method proposed in the present invention, as well as Equation 7 and FIG. 7 for comparison with the present invention. Is the same first.

H라는 시간 동안 일관성 있는

Figure 112008007603053-pat00017
를 유지하는 순간을 시작점과 끝점으로 추출하는 도 6에 도시한 비교예는 다음과 같은 알고리즘의 문제점을 갖는다. Consistent over time
Figure 112008007603053-pat00017
The comparative example shown in FIG. 6 extracting the moment of maintaining the starting point and the ending point has the problem of the following algorithm.

첫째, 설정해주어야 하는 매개변수(H, S, W, σth)가 4개나 되기 때문에 최적의 조합을 찾는 것이 어렵고 결국 동작을 짧은 시간에 정확하게 인식하는데 방해가 된다. First, since there are four parameters (H, S, W, σ th ) that need to be set, it is difficult to find the optimal combination, which in turn hinders the accurate recognition of the operation in a short time.

둘째,

Figure 112008007603053-pat00018
를 구할 때 S 샘플을 단위로 하기 때문에 대략적인 끝점을 검출하게 된다. S의 크기를 줄이면 시간상의 정확도는 증가하지만 동작에 대한 민감도 역시 증가해 무의미한 사소한 움직임에도 반응을 보이게 된다.second,
Figure 112008007603053-pat00018
Since we are using S sample as a unit, we find the approximate end point. Reducing the size of S increases the accuracy in time but also increases the sensitivity to motion, making it responsive to nonsensical minor movements.

도 6에서 설명된 비교예의 끝점 검출 방법을 보완하고 좀 더 신뢰성 있는 끝점 검출 방법을 제시하기 위하여, 본 발명은 "극점 샘플링(EPS : Extreme Points Sampling)"으로 명명되는 새로운 끝점 검출 방법을 제안함으로써 ZVC의 정확도를 개선하고자 한다.In order to supplement the end point detection method of the comparative example described in FIG. 6 and to present a more reliable end point detection method, the present invention proposes a new end point detection method called "Extreme Point Sampling (EPS)". We want to improve the accuracy of.

한편, 도 6에서 설명하는 부분 표준 편차 또는 부분 분산은 이하에서 설명하는 일정 구간별 표준 편차 또는 일정 구간별 분산의 하위 개념으로서 그 일 실시예에 속하는 개념이다. 예를 들어 총 25개의 샘플이 있을 때 이중에서 5개를 단위로 구간을 나누면 총 5개의 구간이 발생하고 각 구간마다 표준편차를 계산하면 총 5개의 표준 편차가 발생하는데 이를 부분 표준 편차(부분 분산도 마찬가지이다)라고 부른다. 부분 표준 편차를 구하는 방법은 다음의 표로 나타낼 수 있다.Meanwhile, the partial standard deviation or partial variance described in FIG. 6 is a subordinate concept of the standard deviation for each section or the variance for each section described below, and is a concept belonging to one embodiment. For example, if there are 25 samples in total, if you divide the interval into 5 units among them, you will get 5 total intervals, and if you calculate the standard deviation for each interval, you will get 5 standard deviations. It is also the same). The method of obtaining the partial standard deviation can be shown in the following table.

Figure 112008007603053-pat00019
Figure 112008007603053-pat00019

한편, 본 발명의 일 실시예로서 설명하는 일정 구간별 표준 편차(일정 구간별 분산도 마찬가지이다)는 똑같이 25개의 샘플이 있는데 이때 5개를 단위로 구간을 잡고 표준 편차를 계산한다. 그 후에 1만큼 옆으로 이동후(여기서, 1은 이동 길이에 해당하며, 이동 길이는 임의로 선정될 수 있다) 다시 5개를 단위로 구간을 잡고 표준 편차를 계산한다. 이런 방법으로 계산하면 다음의 표와 같이 25개의 일정 구간별 표준 편차(piecewise standard deviation)가 계산된다. 이 경우 중복 길이 x는 일정 구간의 길이인 5 에서 이동 길이인 1을 뺀 4가 된다. 만약 이동 길이를 2로 변경하면 중복 길이 x는 일정 구간의 길이인 5에서 이동 길이인 2를 뺀 3이 되므로 계산시 처리 속도를 향상시킬 수 있다. On the other hand, the standard deviation for each section (same as the variance for each section) described as an embodiment of the present invention is equally 25 samples, at which time the standard deviation is calculated by taking five intervals. After that, it is moved sideways by 1 (where 1 corresponds to the movement length, and the movement length can be arbitrarily selected). Then, the interval is divided into five units and the standard deviation is calculated. In this way, 25 piecewise standard deviations are calculated as shown in the following table. In this case, the overlap length x is equal to 4 minus 1, which is the length of the movement. If the moving length is changed to 2, the overlap length x becomes 3 minus the moving length 2 minus 3, which is the length of a predetermined section, thereby improving the processing speed in the calculation.

즉, 일정 구간별 표준 편차의 중복 길이 x = 일정 구간의 길이 - 이동 길이 N 으로 표현할 수 있으며, 이동 길이 N은 1보다 같거나 크고 상기 일정 구간의 길이보다 작거나 같은 정수값이 된다. 만약 이동 길이 N이 일정 구간의 길이와 같은 경우 중복 길이 x 는 0이 되고 산출된 일정 구간별 표준 편차 또는 일정 구간별 분산은 상술한 부분 표준 편차 또는 부분 분산이 된다.That is, the overlap length x of the standard deviation for each section x = the length of the section-the moving length N, the moving length N is an integer value greater than or equal to 1 and less than or equal to the length of the predetermined section. If the moving length N is equal to the length of a certain section, the overlap length x becomes 0, and the calculated standard deviation for each section or variance for each section is the partial standard deviation or partial variance described above.

Figure 112008068172646-pat00020

다시 설명하면, 계산시 처리 속도를 더욱 빠르게 하기 위해서는 일정 구간의 길이를 줄이고 이동 길이 N 을 일정 구간의 길이와 같아질 때까지 늘림으로써 중복 길이 x를 0으로 놓는 방법도 가능하다. 이때는 일정 구간별 표준 편차는 부분 표준 편차와 동일하게 된다.
본 발명의 σp(k)는 상술한 바와 같이 일정 구간별 표준 편차 또는 일정 구간별 분산이 되는 것이 계산 속도의 향상을 위하여 바람직하지만, 이에 한정되지 않고 본 발명의 σp(k)가 상술한 부분 표준 편차 또는 부분 분산은 물론 기타 다른 방법에 의하여 구한 표준 편차 또는 분산이 되어도 무방한 것은 자명한 사실이다.
Figure 112008068172646-pat00020

In other words, in order to further increase the processing speed in the calculation, it is also possible to set the overlap length x to 0 by reducing the length of the predetermined section and increasing the moving length N until it is equal to the length of the predetermined section. At this time, the standard deviation for each interval is equal to the partial standard deviation.
Σ p (k) of the invention by the predetermined length by the standard deviation or a certain to be distributed each section preferably in order to improve the calculation speed, but this is not limited σ p (k) of the present invention as described above described above It is obvious that the standard deviation or variance obtained by the partial standard deviation or partial variance as well as by other methods may be used.

도 7은 본 발명의 극점 샘플링에 의한 끝점 검출 방법을 설명하는 그래프이다. 도 7을 참조하며 본 발명의 끝점 검출 방법을 설명하면 다음과 같다. 앞에서 언급한 바와 같이 표준편차 대신 분산을 대입해도 동일한 식이 성립하며 끝점 검출 성능도 동일하다.7 is a graph for explaining an end point detection method by pole sampling according to the present invention. Referring to Figure 7 and describes the endpoint detection method of the present invention. As mentioned earlier, the same equation holds for substituting variance instead of standard deviation, and the end point detection performance is the same.

첫째, σp(k)를 구한다.
이를 위하여 먼저, 가속도계에서 출력되는 가속도 신호의 DC 바이어스를 제거하고 이를 로우 패스 필터링하여 노이즈를 제거한다. 여기서 DC 바이어스라 함은 도 8의 상단 첫번째 그래프를 예로 들어 설명하면 가속도 신호의 기준값이 원점에 대하여 수직 방향으로 상측 또는 하측으로 편중되는 바이어스량을 말하며, 시작점 이전의 가속도 신호 또는 끝점 이후의 가속도 신호를 볼 때 원점으로부터 편중된 값이 DC 바이어스임을 한 눈에 알 수 있다. 도 7의 상단 첫번째 그래프를 예로 들어 설명하면 가속도계에서 출력되는 가속도 신호의 DC 바이어스를 제거하고 이를 로우 패스 필터링한 결과를 나타내며, 시작점 이전 또는 끝점 이후의 가속도 신호값이 0에 수렴하고 있음을 볼 때 DC 바이어스가 제거되었음을 알 수 있다.
다음으로, 로우 패스 필터(low pass filter)를 통과한 가속도 신호의 시계열 데이터의 k번째 샘플 A(k)(도 7의 상단 그래프에 도시되었다)에 대한 일정 구간별 표준 편차(piecewise standard deviation) σp(k)를 구한다. 일정 구간별 표준 편차 σp(k)는 시계열 데이터의 샘플수 S 개를 단위로 하여 매 샘플마다 표준 편차를 구한 값으로서 도 7의 하단 그래프에 도시되며 다음의 수학식 8로 표현될 수 있다. 여기서 Γlowpass 는 로우 패스 필터에 의하여 필터링된 데이터를 의미한다.
First, σ p (k) is obtained.
To this end, first, the DC bias of the acceleration signal output from the accelerometer is removed and low pass filtering is used to remove noise. In this case, the DC bias refers to the amount of bias in which the reference value of the acceleration signal is biased upward or downward in the vertical direction with respect to the origin, and the acceleration signal before the start point or the acceleration signal after the end point. It can be seen at a glance that the value biased from the origin is DC bias. Referring to the upper first graph of FIG. 7 as an example, a result of removing the DC bias of the acceleration signal output from the accelerometer and performing low pass filtering is shown. When the acceleration signal value before or after the end point converges to 0, It can be seen that the DC bias has been removed.
Next, a piecewise standard deviation σ for the k th sample A (k) (shown in the upper graph of FIG. 7) of the time series data of the acceleration signal passing through the low pass filter. Find p (k). The standard deviation σ p (k) for each interval is a value obtained by obtaining a standard deviation for each sample on the basis of S samples of time series data, and is shown in the lower graph of FIG. 7 and may be expressed by Equation 8 below. Here, Γ lowpass means data filtered by a low pass filter.

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σp(k) = std(Γlowpass [A(k-S+1), A(k-S+2),...., A(k)])σ p (k) = std (Γ lowpass [A (k-S + 1), A (k-S + 2), ..., A (k)])

둘째, σp(k) 에서 극소값에 해당하는 국지 최저값(local minimum) σp LV(n) 을 찾는다. σp LV(n) 는 도 7의 하단 그래프에서 중공 원으로 표시되었다.Second, find the local minimum σ p LV (n) corresponding to the local minimum at σ p (k). σ p LV (n) is indicated by the hollow circle in the bottom graph of FIG. 7.

셋째, 인접한 두 개의 σp LV(n) 사이의 국지 최대값(local maximum)인 σp max(n) 을 구한다. σp max(n)는 도 7의 하단 그래프에서 중실 원으로 표시되었으며, 다음의 수학식 9로 표현될 수 있다. Third, sigma p max (n), which is the local maximum between two adjacent sigma p LV (n), is found. sigma p max (n) is represented by a solid circle in the lower graph of FIG. 7, and may be represented by Equation 9 below.

σp max(n) = max[σp LV(n-1), σp LV(n)]σ p max (n) = max [σ p LV (n-1), σ p LV (n)]

넷째, σp max(n) 이 문턱값인 σp th 보다 커지면 k(n-1)을 시작점(SP : start point)으로 놓는다. 이는 다음의 수학식 10으로 표현될 수 있다.Fourth, when sigma p max (n) is greater than the threshold sigma p th , k (n-1) is set as a start point (SP). This may be represented by the following equation (10).

if σp max(n) > σp th , start point = k(n-1)if σ p max (n)> σ p th , start point = k (n-1)

다섯째, σp max(n) 이 문턱값인 σp th 보다 작아지면 k(n)을 끝점(EP : end point) 으로 놓는다. 이는 다음의 수학식 11로 표현될 수 있다.Fifth, when σ p max (n) is smaller than the threshold σ p th , k (n) is set as an end point (EP). This can be expressed by the following equation (11).

if σp max(n) < σp th , end point = k(n)if σ p max (n) <σ p th , end point = k (n)

여기서, 중실원인 σp max(n) 를 포함한 포락선을 검출한 다음 상기 포락선의 좌표값을 문턱값과 비교함으로써 상기 시작점과 끝점을 찾을 수 있다. Here, the start point and the end point can be found by detecting an envelope including a solid circle σ p max (n) and then comparing the envelope coordinates with a threshold value.

도 7을 참조하면, 로우 패스 필터링한 가속도 신호와 일정 구간별 표준 편차(또는 일정 구간별 분산)의 관계와, σp LV 및 σp max 의 물리적 의미를 볼 수 있다. 도 7의 하단 그래프에서 중공 원으로 표시된 부분이 국지 최저점 σp LV 를 나타내는데, 도 7의 상단 그래프에서 이 위치는 가속도 신호의 극값에 해당됨을 알 수 있다. 도 7의 하단 그래프에서 중실 원으로 표시된 점은 인접한 2개의 σp LV 사이의 최대값인 σp m ax 이다. Referring to FIG. 7, the relationship between the low-pass filtered acceleration signal and the standard deviation (or variance by a certain section) for each section, and the physical meaning of σ p LV and σ p max can be seen. In the lower graph of FIG. 7, the portion indicated by the hollow circle represents the local lowest point σ p LV . In the upper graph of FIG. 7, it can be seen that this position corresponds to the extreme value of the acceleration signal. The point indicated by the solid circle in the lower graph of FIG. 7 is σ p m ax which is the maximum value between two adjacent σ p LVs .

여섯째, 시작점 이후 끝점을 찾는 동안 국지 최저점 σp LV(n) 이 발생할 때마 다, 도 7의 상단에 도시된 가속도 신호의 그래프에서 좌표 (k(n), Γlowpass [A(k(n))])가 ΔA(n)·ΔA(n-1) < 0 을 만족하는 극점(extreme points)인지 확인한다. 이때 ΔA(n)은 Γlowpass [A(k(n))-A(k(n-1))]이다. 이 단계에서 가속도 신호의 그래프의 좌표 (k(n), Γlowpass [A(k(n))])가 극점이 아니면 상기 σp LV(n)은 잘못된 국지 최저점으로 판단되어 버려진다.Sixth, whenever a local lowest point σ p LV (n) occurs during the search for the end point after the start point, the coordinates (k (n), Γ lowpass [A (k (n))) in the graph of the acceleration signal shown at the top of FIG. ]) Is an extreme point that satisfies ΔA (n) · A (n-1) <0. ΔA (n) is Γ lowpass [A (k (n))-A (k (n-1))]. If the coordinates (k (n), Γ lowpass [A (k (n)))) of the graph of the acceleration signal are not extremes at this stage, then σ p LV (n) is determined to be an incorrect local minimum and discarded.

가속도 신호의 그래프에서 잘못된 극점을 버리는 예가 도 8 내지 도 10에 도시되었다. 도 8은 도 11에 도시된 본 발명의 마우스 장치에 마련된 x축, y축, z축 가속도계에서 출력된 가속도 신호를 로우 패스 필터링한 A(k)를 최상단 그래프에 도시하고, 각각의 가속도 신호에 대한 일정 구간별 표준 편차 σp(k) 및 국지 최저값 σp LV(n) 를 그 아래에 차례로 도시한다. 도 9는 도 8의 각각의 일정 구간별 표준 편차에 대한 국지 최저값 σp LV(n)과, 국지 최대값(local maximum) σp max(n)와, 문턱값 σp th 를 도시한다. 도 10은 국지 최저점 σp LV(n) 에 대응되는 신호 중 잘못된 극점으로 판단되어 버려지는 극점을 적색 타원으로 표시한 그래프이다.Examples of discarding false poles in the graph of the acceleration signal are shown in FIGS. 8 to 10. FIG. 8 shows A (k) obtained by low pass filtering the acceleration signals output from the x-axis, y-axis, and z-axis accelerometers provided in the mouse device shown in FIG. For each interval, the standard deviation σ p (k) and the local minimum σ p LV (n) are shown in order below. FIG. 9 shows a local minimum σ p LV (n), a local maximum sigma p max (n), and a threshold σ p th for each of the standard deviations of each interval of FIG. 8. FIG. 10 is a graph showing red poles indicating poles that are determined to be wrong poles among signals corresponding to the local minimum point σ p LV (n).

다음으로, 본 발명의 EPS를 적용한 마우스 장치의 구조를 설명한다. 도 11은 이러한 마우스 장치의 구조를 도시한다. 이를 참조하면, 마우스 장치는 가속도계 유니트(100)와, 제어부(300)를 포함한다. 일 실시예로서, 가속도계 유니트(100)는 x축, y축, z축 등 3축에 대하여 마련되는 가속도계(accelerometer)(110), 가속도계(110)에서 출력된 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(120), 동작 인식 기능과 좌표 변환 기능을 절환하는데 사용되는 기능 구분용 버튼(105), 제어부(300) 및 가속도계 유니트(100) 사이에 입출력 신호를 전달하는 인터페이스부(130)를 구비한다. 인터페이스부(130)는 A/D 변환기(120)에서 출력된 디지털 신호를 제어부(300)에 전달한다. 피드백부(301)는 제어부가 보낸 신호를 사용자에게 시각, 청각, 촉각 등의 정보로 전달한다. 피드백부(301)는 도시된 바와 같이 제어부(300)와 함께 설치되거나 도시되지는 않았지만 가속도계 유니트(100) 내부에 설치될 수 있다. Next, the structure of the mouse device to which the EPS of the present invention is applied will be described. 11 shows the structure of such a mouse device. Referring to this, the mouse device includes an accelerometer unit 100 and a controller 300. In one embodiment, the accelerometer unit 100 is an accelerometer (110) provided for the three axes, such as the x-axis, y-axis, z-axis, A / to convert the signal output from the accelerometer 110 to a digital signal / D converter 120, a function classification button 105 used to switch the motion recognition function and the coordinate conversion function, and the interface unit 130 for transmitting the input and output signals between the control unit 300 and the accelerometer unit 100 do. The interface unit 130 transmits the digital signal output from the A / D converter 120 to the controller 300. The feedback unit 301 transmits the signal sent by the controller to the user as information such as visual, auditory, and tactile. The feedback unit 301 may be installed together with the control unit 300 as shown or may be installed inside the accelerometer unit 100 although not shown.

도 12는 본 발명의 마우스 장치의 동작 중 버튼 입력 기능을 대체하는 동작 인식 기능을 설명한 블럭도이다. 이를 참조하면, 가속도계 유니트(100)는 인터페이스부(130)를 통하여 제어부(300)와 가속도 신호를 주고받는다. 제어부(300)에 입수된 가속도 신호 데이터는 로우 패스 필터링 단계(310), 끝점 검출 단계(320), ZVC 단계(330), 특징 성분 추출 및 동작 인식 단계(340)를 거침으로써 버튼 기능 및 커서 좌표변환 기능을 구현할 수 있다. 12 is a block diagram illustrating a motion recognition function that replaces a button input function during operation of the mouse device of the present invention. Referring to this, the accelerometer unit 100 exchanges an acceleration signal with the control unit 300 through the interface unit 130. The acceleration signal data obtained by the controller 300 is passed through the low pass filtering step 310, the end point detection step 320, the ZVC step 330, and the feature component extraction and motion recognition step 340. You can implement the conversion function.

본 발명의 극점 샘플링(Extreme Points Sampling)에 의하면 가속도 신호의 극값 위치를 찾으면서 동시에 σp max 영역(또는 σp(k) 영역)에서 시작점과 끝점을 찾는다. 본 발명의 "극점 샘플링(Extreme Points Sampling)을 통해 찾아진 극값" 은 패턴 인식을 위한 특징 성분(feature)으로 사용된다. 따라서 두 번 적분이나 궤 적 추정 등의 별도의 과정(350, 360)을 거칠 필요없이 도 12에 도시된 바와 같이 ZVC 단계(330) 이후에 참조부호 340 단계에서 가속도 신호의 극값을 그대로 이용하여 특징 성분 추출(feature extration)함으로써 펜 타입 마우스 장치의 동작 인식(motion recognition)이 가능한 장점이 있다. According to the extreme point sampling of the present invention, the start point and the end point are found in the? P max region (or? P (k) region) while finding the extreme position of the acceleration signal. The "extreme value found through Extreme Points Sampling" of the present invention is used as a feature for pattern recognition. Therefore, as shown in FIG. 12, the extreme value of the acceleration signal is used as it is in step 340 after the ZVC step 330 as shown in FIG. 12 without having to go through separate processes 350 and 360 such as the integration or the trajectory estimation. By feature extraction, motion recognition of the pen-type mouse device is possible.

다음으로, 본 발명의 마우스 장치의 동작 인식으로 버튼 기능을 구현하는 방법에 대하여 설명한다. 실험을 통하여 본 발명의 끝점 검출 방법 및 이를 통한 동작 인식 성능을 검증하기 위하여 20~40대의 남녀 6명씩, 총 12명으로부터 14개의 동작(하기 그림 참조)을 각 11번씩 얻었다(12×14×11=1848개). Next, a method for implementing a button function by the motion recognition of the mouse device of the present invention will be described. In order to verify the end-point detection method and motion recognition performance of the present invention through experiments, 14 motions (see the figure below) were obtained 11 times (12 × 14 × 11) from 6 persons in 20 to 40 years. = 1848).

Figure 112008007603053-pat00021
Figure 112008007603053-pat00021

이 중에서 각각의 14개 동작에 대한 템플릿(template) 제작을 위해 168개의 데이터를 사용하고, 나머지 데이터(1680개)는 DTW(Dynamic Time Warp)를 이용하여 인식률을 확인/비교하는 데에 사용하였다. Of these, 168 data were used to create a template for each of the 14 operations, and the remaining data (1680) were used to confirm / compare the recognition rate using Dynamic Time Warp (DTW).

가속도신호의 패턴인식을 위해 음성인식에 일반적인 HMM을 사용할 경우 non-stationary 신호의 모델링을 위해 state가 증가해야 하고 따라서 DTW와 비슷해진다. 또한 DTW는 끝점 검출의 성능에 민감한 반응을 보이므로 끝점 검출 알고리즘의 성능 비교를 위해 적격하다.In case of using HMM for speech recognition for pattern recognition of acceleration signal, state should be increased for modeling non-stationary signal, and thus it is similar to DTW. In addition, DTW is sensitive to the performance of endpoint detection, so it is suitable for performance comparison of endpoint detection algorithm.

인식 결과는 다음 표 1로 정리되었다. 도 6에 도시된 비교예에 의하여 끝점을 검출하고 동작을 인식하는 case1과, 도 7에 도시된 본 발명의 "극점 샘플링" 에 의하여 끝점을 검출하고 동작을 인식하는 case2를 비교하였다. 각각의 경우에 대하여 인식률이 표 1에 정리되었다. The recognition results are summarized in Table 1 below. The case 1 detecting the end point and recognizing the motion by the comparative example shown in FIG. 6 was compared with the case 2 detecting the end point and recognizing the motion by the “pole sampling” of the present invention shown in FIG. 7. Recognition rates for each case are summarized in Table 1.

Figure 112008007603053-pat00022
Figure 112008007603053-pat00022

표 1을 참조하면, 0과 6의 동작이 비슷하고 선형 가속도만을 측정하는 가속도계 때문에 곡선이 포함된 숫자의 인식률이 상대적으로 낮다. 결과적으로 , case1 보다 본 발명의 case2의 끝점 검출 방법이 높은 인식률을 보임을 알 수 있다.Referring to Table 1, the recognition rate of numbers with curves is relatively low due to the accelerometers that have similar behaviors of 0 and 6 and only measure linear acceleration. As a result, it can be seen that the endpoint detection method of case2 of the present invention exhibits a higher recognition rate than that of case1.

다음으로, 도 13 내지 도 22를 참조하며, 본 발명의 마우스 장치를 이용하여 좌표 변환 기능을 구현하는 방법에 대하여 설명한다. 가속도계를 통한 궤적 추정 없이 좌표 변환 기능을 구현할 수 있도록 앞에서 설명한 극점 샘플링(EPS)을 단순화하였다.Next, referring to FIGS. 13 to 22, a method of implementing a coordinate transformation function using the mouse device of the present invention will be described. The aforementioned pole sampling (EPS) has been simplified to implement the coordinate transformation without the accelerometer trajectory estimation.

직선 운동은 벡터 운동이므로 힘의 방향과 힘의 크기로 표현될 수 있다. 직선 운동에 대한 힘의 방향과 힘의 크기는 직교 좌표계(예를 들면 도 11의 x축 및 z축)의 단위 벡터의 스케일링 팩터(scaling factor) 합으로 표현 가능하다. 힘이 측정되는 축을 검출하고 해당 축에서 발생한 힘의 크기와 방향을 알면 직선 운동의 방향과 스케일링 팩터(scaling factor)를 결정할 수 있다. 이미 시작된 힘의 작용이 끝나는 시간은 신호가 사라지는 순간으로 판별 가능하다.Since linear motion is a vector motion, it can be expressed by the direction of force and the magnitude of force. The direction of the force and the magnitude of the force with respect to the linear motion can be expressed as the sum of the scaling factors of the unit vectors of the Cartesian coordinate system (for example, the x-axis and the z-axis of FIG. 11). Detecting the axis where the force is measured and knowing the magnitude and direction of the force generated in the axis can determine the direction and scaling factor of the linear motion. The time when the action of the force already started can be determined by the moment the signal disappears.

도 13 내지 도 22는 마우스 장치의 궤적에 따라 도 11에 도시된 x축 가속도계 및 z축 가속도계에서 출력되는 가속도 신호의 그래프와, 힘 벡터를 나타낸다. 파란색 실선으로 표시된 그래프가 x축 가속도계의 신호를 나타내며, 녹색 실선으로 표시된 그래프가 z축 가속도계의 신호를 나타낸다. 가속도 신호의 그래프에서 중공원은 일반 수학에서 정의된 극점을 나타낸다. 이에 비하여, 중실원은 본 발명의 EPS를 통해 찾아진 극값을 나타내며, 참조부호 x1~x4, z1~z4로 표시되었다. 13 to 22 show graphs of the acceleration signals output from the x-axis accelerometer and the z-axis accelerometer shown in FIG. 11 according to the trajectory of the mouse device, and a force vector. The graph shown in blue solid lines represents the signal of the x-axis accelerometer, and the graph represented in green solid lines represents the signal of the z-axis accelerometer. In the graph of the acceleration signal, the hollow circle represents the pole defined in general mathematics. In contrast, the solid circle represents the extreme value found through the EPS of the present invention and is denoted by reference numerals x1 to x4 and z1 to z4.

도시된 바와 같은 단순화된 EPS 방법을 통하여, i) 직선 운동에 한해서, ii) 어떤 축에서 움직임이 발생하였는지를 알 수 있다. 예를 들어 x축과 z축 신호에 모두 EPS로 추출된 극값이 발생하면 x축과 z축 모두에 대하여 움직임이 발생하는 대각선 방향의 직선 운동을 알 수 있다. 따라서, 3차원 마우스 운동에 대하여 좌표 변환 기능을 구현할 수 있다.Through the simplified EPS method as shown, it can be seen that i) linear motion only, ii) on which axis the motion occurred. For example, if an extreme value extracted as EPS is generated in both the x-axis and the z-axis signal, the linear motion in the diagonal direction in which the movement occurs in both the x-axis and the z-axis can be known. Therefore, the coordinate transformation function can be implemented for the 3D mouse movement.

또한, iii) 해당 축에서 어느 방향으로 움직이는지를 알 수 있다. 즉, EPS로 얻어진 극값의 처음 점과 둘째 점의 크기 차이가 양인지 음인지에 따라서 움직임의 방향을 알 수 있다. Also, iii) it can be seen in which direction the axis moves. That is, the direction of the movement can be known depending on whether the magnitude difference between the first point and the second point of the extreme value obtained by the EPS is positive or negative.

그리고, iv) 힘의 크기를 알 수 있다. 즉, EPS로 얻어진 극값의 처음 점과 둘째 점의 크기 차이의 절대값이 힘의 크기이다. And iv) the magnitude of the force. In other words, the absolute value of the magnitude difference between the first and second points of the extreme value obtained by EPS is the magnitude of the force.

또한, v) 힘이 작용하는 시간을 EPS에 의해 추출된 끝점으로써 알 수 있다. 만약 대각선 운동이라면, x축과 z축의 벡터합으로 표현되므로 위에서 언급한 방법을 양축에 대하여 동시에 진행함으로써 좌표 인식 결과를 계산한다.Also, v) the time at which the force acts can be seen as the end point extracted by EPS. If it is a diagonal motion, it is expressed as the vector sum of the x-axis and the z-axis. Therefore, the coordinate recognition result is calculated by simultaneously performing the above-described method on both axes.

도 13은 마우스 장치를 오른쪽으로 직선 이동한 경우에 x축 가속도계 및 z축 가속도계의 가속도 신호를 나타낸다. 이를 참조하면, x축 신호에 대한 4개의 극점(x1~x4)만이 EPS로 추출된다. 도 14는 이때의 궤적과 힘 벡터를 나타낸다. 힘 벡터의 상측에 그려진 사각형은 양의 방향으로 작용하는 힘의 크기를 나타낸다. Fig. 13 shows acceleration signals of the x-axis accelerometer and the z-axis accelerometer when the mouse device is linearly moved to the right. Referring to this, only four poles x1 to x4 for the x-axis signal are extracted as EPS. 14 shows the trajectory and the force vector at this time. The rectangle drawn above the force vector represents the magnitude of the force acting in the positive direction.

도 15는 왼쪽으로 직선 이동한 경우에 x축 가속도계 및 z축 가속도계의 가속도 신호를 나타낸다. 이를 참조하면, x축 신호에 대한 4개의 극점(x1~x4)만이 EPS로 추출된다. 도 16은 이때의 궤적과 힘 벡터를 나타낸다. 힘 벡터의 하측에 그려진 사각형은 음의 방향으로 작용하는 힘의 크기를 나타낸다. Fig. 15 shows acceleration signals of the x-axis accelerometer and the z-axis accelerometer when the linear movement is to the left. Referring to this, only four poles x1 to x4 for the x-axis signal are extracted as EPS. 16 shows the trajectory and the force vector at this time. The square drawn below the force vector represents the magnitude of the force acting in the negative direction.

도 17은 위쪽으로 직선 이동한 경우에 x축 가속도계 및 z축 가속도계의 가속도 신호를 나타낸다. 이를 참조하면, z축 신호에 대한 4개의 극점(z1~z4)만이 EPS로 추출된다. 도 18은 이때의 궤적과 힘 벡터를 나타낸다. 힘 벡터의 상측에 그려진 사각형은 양의 방향으로 작용하는 힘의 크기를 나타낸다. Fig. 17 shows acceleration signals of the x-axis accelerometer and the z-axis accelerometer when linearly moved upward. Referring to this, only four poles z1 to z4 for the z-axis signal are extracted as EPS. 18 shows the trajectory and the force vector at this time. The rectangle drawn above the force vector represents the magnitude of the force acting in the positive direction.

도 19는 아래쪽으로 직선 이동한 경우에 x축 가속도계 및 z축 가속도계의 가속도 신호를 나타낸다. 이를 참조하면, z축 신호에 대한 4개의 극점(z1~z4)만이 EPS로 추출된다. 도 20은 이때의 궤적과 힘 벡터를 나타낸다. 힘 벡터의 하측에 그려진 사각형은 음의 방향으로 작용하는 힘의 크기를 나타낸다. Fig. 19 shows acceleration signals of the x-axis accelerometer and the z-axis accelerometer when linearly moved downward. Referring to this, only four poles z1 to z4 for the z-axis signal are extracted as EPS. 20 shows the trajectory and the force vector at this time. The square drawn below the force vector represents the magnitude of the force acting in the negative direction.

도 21은 오른쪽 위에서 왼쪽 아래의 대각선 방향으로 직선 이동한 경우에 x축 가속도계 및 z축 가속도계의 가속도 신호를 나타낸다. 이를 참조하면, x축 신호에 대한 4개의 극점(x1~x4) 및 z축 신호에 대한 4개의 극점(z1~z4)이 모두 EPS로 추출된다. 도 22는 이때의 궤적과 힘 벡터를 나타낸다. 21 illustrates acceleration signals of the x-axis accelerometer and the z-axis accelerometer when the linear movement is performed in the diagonal direction from the upper right to the lower left. Referring to this, all four poles x1 to x4 for the x-axis signal and four poles z1 to z4 for the z-axis signal are extracted as EPS. 22 shows the trajectory and the force vector at this time.

단순화된 EPS방법에 의한 좌표 인식 방법을 요약하면 다음과 같다. 좌표 변환을 위하여 필요한 정보는 각축에 대한 방향(D), 방향에 대한 힘의 크기(F), 동작이 지속된 시간(T)이다. 오른쪽 위에서 왼쪽 아래의 대각선 방향으로 직선 이동한 경우에 발생하는 가속도 신호를 EPS처리한 결과가 도 21과 같다고 가정하고, 각축의 극점을 참조부호 x1~x4, z1~z4로 표시하였다. 이때, x축에 대한 움직임의 방향(Dx), 힘(Fx), 시간(Tx)을 구하는 방법을 수식화하면 다음과 같다.The coordinate recognition method by the simplified EPS method is as follows. The information necessary for the coordinate transformation is the direction (D) for each axis, the magnitude of the force (F) for the direction, and the time (T) for which the operation was continued. It is assumed that the result of EPS processing the acceleration signal generated when the linear movement in the diagonal direction from the upper right to the lower left is as shown in FIG. 21, and poles of each axis are denoted by reference numerals x1 to x4 and z1 to z4. In this case, a method of obtaining a direction (D x ), a force (F x ), and a time (T x ) of the movement with respect to the x-axis is as follows.

Figure 112008007603053-pat00023
Figure 112008007603053-pat00023

각 축에 대하여 구한 움직임의 방향과 힘의 크기로 벡터를 구성하고 이들의 벡터합으로써 좌표 정보의 변화를 인식한 결과는 도 22에 예시되어 있다. 이러한 좌표 인식 결과는 도시된 바와 같이 x축 및 z축에 대한 벡터합에 한정되지 않으며 도시되지는 않았지만 1개의 축 또는 3개의 축에 대하여도 마찬가지로 성립함은 당연하다. The result of recognizing the change of coordinate information by constructing a vector by the direction of the motion and the magnitude | size of a force calculated about each axis, and summating these vectors is illustrated in FIG. The result of the coordinate recognition is not limited to the vector sum of the x-axis and the z-axis as shown, and although not shown, the same holds true for one axis or three axes.

다시 한 번 설명하면, 예를 들어 x축에 해당하는 제1축에 대하여 특징 성분(ESP로 추출한 가속도 신호의 극값)의 첫번째 값을 Ax(x(1)), 특징 성분의 두번째 값을 Ax(x(2))라고 할 때, Ax(x(2))에서 Ax(x(1)) 을 뺀 값의 부호 및 Ax(x(2))에서 Ax(x(1)) 을 뺀 값의 절대값에 의하여 구해지는 벡터를 근거로 하여 제1축에 대한 좌표 정보의 변화를 인식한다. 이를 확장하면, 다수의 축에 대하여 상기 벡터를 각각 구한 다음, 상기 벡터들의 벡터합을 근거로 하여 다수의 축에 대한 좌표 정보의 변화를 인식할 수 있다.Once again, for example, the first value of the feature component (extreme value of the acceleration signal extracted with ESP) for the first axis corresponding to the x-axis is A x (x (1)), and the second value of the feature component is A. x (x (2)) when said, a x (x (2) ) a x (x (1) in the a x (x (1)) code and the a x (x (2)) of the value obtained by subtracting from the The change of the coordinate information about the first axis is recognized based on the vector obtained by the absolute value of the value obtained by subtracting). In this case, the vectors may be obtained for a plurality of axes, and then the change of the coordinate information for the plurality of axes may be recognized based on the vector sum of the vectors.

그리고, 상기 제1축(예를 들면 x축이다)에 대하여 상기 특징 성분(예를 들면 Ax(x(1)), Ax(x(2)), Ax(x(3)), Ax(x(4))이다)이 존재하는 구간(예를 들면 x(1)~x(4)이다)의 길이를 근거로 하여 상기 제1축에 대한 동작이 지속되는 시간(예를 들면 Tx = │x(4)-x(1)│이다)을 인식한다. 이를 확장하면, 다수의 축에 대하여 특징 성분이 존재하는 구간의 길이를 각각 구한 다음, 이를 바탕으로 다수의 축에 대한 동작이 지속되는 시간을 인식할 수 있다. And, wherein said characteristic component with respect to the first axis (e.g., x axis) (e.g. A x (x (1)), A x (x (2)), A x (x (3)), A Based on the length of the interval where x (x (4)) exists (for example, x (1) to x (4)), the time for which the operation for the first axis is continued (for example, T x = X (4) -x (1)). If this is extended, the lengths of the sections in which the feature components exist for the plurality of axes can be obtained, and then, based on this, the time for which the operation for the plurality of axes is continued can be recognized.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 일반적인 TV용 리모트 콘트롤러의 버튼 입력을 위한 동작 인식 기능과 3차원 마우스의 좌표 변환 기능의 통합을 목표로 하되, 복잡도를 최대한 억제하고 직관성을 극대화하며 특히 실버 세대에 적합한 마우스 장치를 제공한다.As described above, the present invention aims at integrating a motion recognition function for button input of a general TV remote controller and a coordinate conversion function of a three-dimensional mouse, while minimizing complexity and maximizing intuition, particularly in silver generation. Provided is a suitable mouse device.

그리고, 직관성을 최대화하기 위하여 가속도계를 이용한 동작인식에 초점을 맞추어 버튼 입력 기능을 대체하고 좌표 정보를 변환시키기 위한 알고리즘을 제안하였다. 가속도를 적분한 궤적 추정이 아니라, 가속도 신호 자체를 가지고 패턴 인식을 시도하였으며 이를 위하여 끝점 검출과 특징 성분 추출을 동시에 수행하는 방법을 제안하였다. 또한, EPS를 단순화시켜 궤적 추정을 하지 않고 좌표 정보 변화를 구하는 방법을 제시하였다. In order to maximize intuition, we focused on motion recognition using accelerometers and proposed algorithms for replacing button input functions and transforming coordinate information. We tried pattern recognition with the acceleration signal itself, not the trajectory estimation by integrating the acceleration, and proposed a method of performing end point detection and feature extraction simultaneously. In addition, we proposed a method to obtain the change of coordinate information without estimating trajectory by simplifying EPS.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments of the present invention are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the following claims.

도 1은 펜과 수평면의 자세를 도시한 측면도이다.1 is a side view showing the posture of the pen and the horizontal plane.

도 2는 도 1의 펜이 움직인 실제 궤적과, 가속도 신호와, 추정 궤적을 도시한 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing an actual trajectory, an acceleration signal, and an estimated trajectory of the pen of FIG. 1;

도 3 내지 도 5는 ZVC를 그래프와 수식으로 설명한다.3 to 5 illustrate ZVC in graphs and equations.

도 6은 본 발명의 끝점 검출 방법과 비교를 위하여 제시되는 끝점 검출 방법의 비교예이다.Figure 6 is a comparative example of the endpoint detection method presented for comparison with the endpoint detection method of the present invention.

도 7은 본 발명의 극점 샘플링에 의한 끝점 검출 방법을 설명하는 그래프이다.7 is a graph for explaining an end point detection method by pole sampling according to the present invention.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 끝점 검출 방법을 설명하기 위한 그래프이다.8 to 10 are graphs for explaining the endpoint detection method of the present invention.

도 11 및 도 12는 본 발명의 마우스 장치의 구조와 동작을 도시한다.11 and 12 show the structure and operation of the mouse device of the present invention.

도 13 내지 도 22는 본 발명의 마우스 장치를 이용하여 좌표 변환 기능을 구현하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.13 to 22 are diagrams for describing a method of implementing a coordinate transformation function using a mouse device of the present invention.

Claims (21)

가속도계에서 출력되는 가속도 신호의 DC 바이어스를 제거하는 단계;Removing the DC bias of the acceleration signal output from the accelerometer; 상기 가속도 신호의 노이즈를 제거하는 로우 패스 필터링 단계;Low pass filtering to remove noise of the acceleration signal; 상기 로우 패스 필터링 단계를 거친 가속도 신호의 k번째 샘플 A(k)에 대한 σp(k)(여기서, 상기 σp(k)는 표준 편차 또는 분산이다)를 구하는 단계;Obtaining σ p (k) for a k th sample A (k) of the acceleration signal subjected to the low pass filtering step, where σ p (k) is a standard deviation or variance; 상기 σp(k) 에서 국지 최저값(local minimum) σp LV(n) 을 구하는 단계;Obtaining a local minimum σ p LV (n) from the σ p (k); 인접한 두 개의 σp LV(n) 사이의 국지 최대값(local maximum) σp max(n) 을 구하는 단계;Obtaining a local maximum σ p max (n) between two adjacent σ p LV (n); 상기 σp max(n) 를 문턱값 σp th 와 비교함으로써 시작점과 끝점을 검출하는 단계; Detecting a starting point and an ending point by comparing the sigma p max (n) with a threshold sigma p th ; 상기 σp(k) 에서 국지 최저값(local minimum) σp LV(n)을 이용하여 A(k)의 극점을 추출하는 단계; 를 포함하는 끝점 검출 방법.Extracting a pole of A (k) from the sigma p (k) using a local minimum sigma p LV (n); Endpoint detection method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 σp max(n) 가 상기 문턱값보다 커지면 k(n-1)을 상기 시작점으로 추출하고, 상기 σp max(n) 가 상기 문턱값보다 작아지면 k(n)을 상기 끝점으로 추출하는 것는 것을 특징으로 하는 끝점 검출 방법.When σ p max (n) is greater than the threshold value, k (n-1) is extracted as the starting point, and when σ p max (n) is less than the threshold value, k (n) is extracted as the end point. End point detection method characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 국지 최저점 σp LV 는 상기 가속도 신호 A(k)의 극값에 해당하는 것을 특징으로 하는 끝점 검출 방법.And the local lowest point σ p LV corresponds to an extreme value of the acceleration signal A (k). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가속도 신호 A(k)의 극값 위치를 찾으면서 이와 동시에 상기 σp max(n) 영역에서 상기 시작점과 상기 끝점을 검출하는 것을 특징으로 하는 끝점 검출 방법.Finding the extreme value position of the acceleration signal A (k) and simultaneously detecting the starting point and the ending point in the sigma p max (n) region. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표준 편차의 계산시 중복 길이 x는 일정 구간의 길이에서 이동 길이 N을 뺀 값이며, 상기 이동 길이 N은 1보다 같거나 크고 상기 일정 구간의 길이보다 작거나 같은 정수인 것을 특징으로 하는 끝점 검출 방법.In calculating the standard deviation, the overlap length x is a value obtained by subtracting the moving length N from the length of a predetermined section, and the moving length N is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to the length of the predetermined section. . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 σp(k)의 신호에 대해 포락선 검출 후 이를 상기 문턱값과 비교함으로써 상기 시작점과 상기 끝점을 추출하는 것을 특징으로 하는 끝점 검출 방법.And extracting the start point and the end point by detecting an envelope of the signal σ p (k) and comparing it with the threshold value. 삭제delete 기능 구분용 버튼의 온/오프(on/off) 여부에 따라 버튼 입력을 위한 동작 인식 기능 및 포인팅을 위한 좌표 변환 기능을 선택적으로 수행할 수 있는 것으로, It is possible to selectively perform the motion recognition function for button input and the coordinate conversion function for pointing according to whether the function classification button is on or off. 상기 기능 구분용 버튼의 오프(off) 상태에서 이동을 감지하여 상기 좌표 변환 기능을 수행할 때는 끝점 검출 방법(EPS : Extreme Points Sampling)을 이용하여 동작의 시작점과 끝점을 구함으로써 좌표를 변환하고,When performing the coordinate conversion function by detecting the movement in the off state of the function classification button, the coordinates are converted by obtaining a starting point and an end point of an operation using an extreme point detection method (EPS), 상기 기능 구분용 버튼의 온(on) 상태에서 이동을 감지하여 상기 동작 인식 기능을 수행할 때는 끝점 검출 방법(EPS : Extreme Points Sampling)을 이용하여 동작의 시작점과 끝점을 구한 다음 특징 성분을 추출하고 ZVC(Zero Velocity Compensation) 알고리즘을 거쳐 패턴 인식함으로써 동작을 인식하는 것을 특징으로 하는 마우스 장치.When performing the motion recognition function by detecting the movement in the on state of the function classification button, the start point and the end point of the operation are obtained by using an endpoint detection method (EPS: Extreme Points Sampling), and then the feature components are extracted. Mouse device characterized in that the movement is recognized by pattern recognition through a Zero Velocity Compensation (ZVC) algorithm. 적어도 하나의 가속도계와 기능 구분용 버튼을 구비하며 상기 가속도계에서 출력된 가속도 신호를 디지털 신호로 변환하는 가속도계 유니트; An accelerometer unit having at least one accelerometer and a button for distinguishing a function, and converting an acceleration signal output from the accelerometer into a digital signal; 상기 가속도계 유니트에서 출력된 상기 디지털 신호를 로우 패스 필터링한 데이터인 A(k)를 구하고, 상기 A(k)에 대한 표준 편차 또는 분산의 영역에서 시작점과 끝점을 검출하여 좌표 정보의 변화를 인식하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마우스 장치. Obtaining A (k), which is low pass filtered data of the digital signal output from the accelerometer unit, and detecting a start point and an end point in a region of standard deviation or variance with respect to A (k) to recognize a change in coordinate information Control unit; Mouse device comprising a. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제어부는 상기 가속도 신호에서 특징 성분을 추출함으로써 패턴 인식을 통해 동작을 인식하되, 상기 특징 성분은 상기 A(k)의 극값인 것을 특징으로 하는 마우스 장치.The control unit recognizes an operation through pattern recognition by extracting a feature component from the acceleration signal, wherein the feature component is an extreme value of A (k). 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제어부가 보낸 신호를 사용자에게 시각, 청각, 촉각 등의 정보로 전달하는 피드백부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마우스 장치. Feedback unit for transmitting the signal sent by the controller to the user information such as visual, auditory, tactile; Mouse device further comprises. 가속도계에서 출력되는 가속도 신호의 DC 바이어스를 제거하는 단계;Removing the DC bias of the acceleration signal output from the accelerometer; 상기 가속도 신호의 노이즈를 제거하는 로우 패스 필터링 단계;Low pass filtering to remove noise of the acceleration signal; 상기 로우 패스 필터링 단계를 거친 가속도 신호의 k번째 샘플 A(k)에 대한 σp(k)(여기서, 상기 σp(k)는 표준 편차 또는 분산이다)를 구하는 단계;Obtaining σ p (k) for a k th sample A (k) of the acceleration signal subjected to the low pass filtering step, where σ p (k) is a standard deviation or variance; 상기 σp(k) 에서 국지 최저값(local minimum) σp LV(n) 을 구하는 단계;Obtaining a local minimum σ p LV (n) from the σ p (k); 인접한 두 개의 σp LV(n) 사이의 국지 최대값(local maximum) σp max(n) 을 구하는 단계;Obtaining a local maximum σ p max (n) between two adjacent σ p LV (n); 상기 σp max(n) 를 문턱값 σp th 와 비교함으로써 시작점과 끝점을 검출하는 단계; Detecting a starting point and an ending point by comparing the sigma p max (n) with a threshold sigma p th ; 상기 가속도 신호로부터 좌표 정보의 변화를 인식하는 단계;Recognizing a change in coordinate information from the acceleration signal; 상기 시작점 및 상기 끝점에 존재하는 오프셋 오차를 제거하는 ZVC(Zero Velocity Compensation) 단계;A zero velocity compensation (ZVC) step of eliminating offset errors present in the start point and the end point; 상기 가속도 신호의 특징 성분(feature)을 추출함으로써 패턴 인식을 통해 동작을 인식하는 단계; 를 포함하는 마우스 장치의 작동 방법.Recognizing motion through pattern recognition by extracting feature features of the acceleration signal; Method of operation of the mouse device comprising a. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 시작점과 상기 끝점을 찾는 동안 상기 국지 최저점 σp LV 이 발생할 때마다 좌표 (k(n), Γlowpass [A(k(n))])가 ΔA(n)·ΔA(n-1) < 0 을 만족하는 극점(extreme points)인지 확인하는 단계; 를 더 포함하며,Whenever the local lowest point σ p LV occurs while finding the starting point and the end point, the coordinate (k (n), Γ lowpass [A (k (n))]) is ΔA (n) · ΔA (n-1) < Checking for extreme points satisfying zero; More, 상기 ΔA(n)은 Γlowpass [A(k(n))-A(k(n-1))] 이고, ΔA (n) is Γ lowpass [A (k (n))-A (k (n-1))], 상기 좌표가 상기 극점이 아니면 상기 국지 최저점을 버리는 것을 특징으로 하는 마우스 장치의 작동 방법.And if said coordinate is not said pole, said local lowest point is discarded. 가속도계에서 출력되는 가속도 신호에 대한 σp(k)(여기서, 상기 σp(k)는 표준 편차 또는 분산이다) 를 구하고, Obtain σ p (k) for the acceleration signal output from the accelerometer, where σ p (k) is the standard deviation or variance, 상기 σp(k) 영역의 국지 최대값들을 문턱값과 비교함으로써 시작점과 끝점을 찾아서 좌표 정보의 변화를 인식하고, By comparing the local maximum values of the σ p (k) region with a threshold value, the starting point and the end point are found to recognize a change in coordinate information. 상기 시작점 및 상기 끝점에 존재하는 오프셋 오차를 제거하고 상기 가속도 신호의 극값에 해당하는 특징 성분을 추출함으로써 동작을 인식하는 것을 특징으로 하는 마우스 장치의 작동 방법.And recognizing motion by removing offset errors present in the start point and the end point and extracting a feature component corresponding to an extreme value of the acceleration signal. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 제1축에 대하여 상기 특징 성분의 첫번째 값을 Ax(x(1)), 상기 특징 성분의 두번째 값을 Ax(x(2))라고 할 때,When the first value of the feature component is A x (x (1)) and the second value of the feature component is A x (x (2)) with respect to the first axis, 상기 Ax(x(2))에서 상기 Ax(x(1)) 을 뺀 값의 부호 및 상기 Ax(x(2))에서 상기 Ax(x(1)) 을 뺀 값의 절대값에 의하여 구해지는 벡터를 근거로 하여 상기 제1축에 대한 좌표 정보의 변화를 인식하는 것을 특징으로 하는 마우스 장치의 작동 방법.A x (x (2)) minus A x (x (1)) minus sign and A x (x (2)) minus A x (x (1)) minus value And recognizing a change in the coordinate information on the first axis based on the vector obtained by the method. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 다수의 축에 대하여 상기 벡터를 각각 구한 다음, 상기 벡터들의 벡터합을 근거로 하여 상기 다수의 축에 대한 좌표 정보의 변화를 인식하는 것을 특징으로 하는 마우스 장치의 작동 방법.Obtaining each of the vectors for a plurality of axes, and then recognizing a change in the coordinate information for the plurality of axes based on the vector sum of the vectors. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제1축에 대하여 상기 특징 성분이 존재하는 구간의 길이를 근거로 하여 상기 제1축에 대한 동작이 지속되는 시간을 인식하는 것을 특징으로 하는 마우스 장치의 작동 방법.And recognizing a time duration of the operation on the first axis based on a length of a section in which the feature component exists with respect to the first axis. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 다수의 축에 대하여 상기 특징 성분이 존재하는 구간의 길이를 각각 구한 다음, 상기 다수의 축에 대한 동작이 지속되는 시간을 인식하는 것을 특징으로 하는 마우스 장치의 작동 방법.Obtaining a length of a section in which the feature component exists for a plurality of axes, and then recognizing a time duration of the operation for the plurality of axes. 가속도계에서 출력되는 가속도 신호에 대한 σp(k)(여기서, 상기 σp(k)는 표준 편차 또는 분산이다) 를 구하고, Obtain σ p (k) for the acceleration signal output from the accelerometer, where σ p (k) is the standard deviation or variance, 상기 σp(k) 영역의 국지 최대값들을 문턱값과 비교함으로써 시작점과 끝점을 찾은 다음 좌표 정보의 변화를 인식하고, 상기 시작점과 상기 끝점 사이에 존재하는 상기 가속도 신호의 특징 성분을 추출함으로써 패턴 인식을 통해 동작을 인식하는 것을 특징으로 하는 마우스 장치의 작동 방법.Finding a starting point and an end point by comparing local maximums of the σ p (k) region with a threshold value, recognizing a change in coordinate information, and extracting a feature component of the acceleration signal existing between the starting point and the end point A method of operating a mouse device, characterized in that the recognition of the movement through the recognition. 적어도 하나의 가속도계와 기능 구분용 버튼을 구비하며 상기 가속도계에서 출력된 가속도 신호를 디지털 신호로 변환하는 가속도계 유니트; An accelerometer unit having at least one accelerometer and a button for distinguishing a function, and converting an acceleration signal output from the accelerometer into a digital signal; 상기 가속도계 유니트에서 출력된 상기 디지털 신호의 바이어스를 제거하고 이를 로우 패스 필터링한 데이터인 A(k)를 구하고, 상기 A(k)에 대한 표준 편차 또는 분산의 영역에서 시작점과 끝점을 검출하며, 상기 시작점 및 상기 끝점으로 규정되는 구간 내에 존재하는 오프셋 오차를 제거하고, 상기 가속도 신호에서 특징 성분을 추출함으로써 패턴 인식을 통해 동작을 인식하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마우스 장치. Obtaining A (k), which is data obtained by removing the bias of the digital signal output from the accelerometer unit and performing low pass filtering, detecting a starting point and an ending point in a region of standard deviation or variance with respect to the A (k), A controller configured to recognize an operation through pattern recognition by removing an offset error existing within a section defined by a start point and the end point, and extracting a feature component from the acceleration signal; Mouse device comprising a. 삭제delete
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