KR101339386B1 - System for gesture recognition using tracking pose of a trainee - Google Patents

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KR101339386B1
KR101339386B1 KR1020120065652A KR20120065652A KR101339386B1 KR 101339386 B1 KR101339386 B1 KR 101339386B1 KR 1020120065652 A KR1020120065652 A KR 1020120065652A KR 20120065652 A KR20120065652 A KR 20120065652A KR 101339386 B1 KR101339386 B1 KR 101339386B1
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Inventor
이영민
박영섭
정순기
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에이알비전 (주)
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    • G06T2207/30204Marker

Abstract

The present invention relates to a system for gesture recognition using tracking pose of a trainee. According to the present invention, the system for gesture recognition using tracking pose of a trainee includes an image recognition part; a posture analysis part; a control part; and a key operation part. The image recognition part include an IR marker. Therefore, the present invention improves a training effect. [Reference numerals] (104) Key control part;(110) Image recognition part;(120) Posture analysis part;(130) Control part

Description

훈련자의 자세추적을 통한 몸동작 인식시스템{System for gesture recognition using tracking pose of a trainee}System for gesture recognition using tracking pose of a trainee}

본 발명은 훈련자의 자세추적을 통한 몸동작 인식시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상 인식을 통한 훈련자의 동작 패턴으로부터 의미 있는 몸동작(gesture)을 분류할 수 있는 동작 인식시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a system for recognizing a body motion through a posture tracking of a trainer, and more particularly, to a motion recognition system capable of classifying meaningful gestures from a pattern of motion of a trainer through image recognition.

일반적으로 군이나 경찰, 또는 그에 관련된 훈련생들에게는 전시 또는 대 테러, 재난구호, 시위진압 시에 필요로 하는 전술 훈련 또는 사격 훈련 등을 실시하게 되는데, 반복되는 훈련 과정을 거치면서 각 훈련생들은 정확하고 올바른 사격 자세 및 의미 있는 수기신호(몸동작)를 익힐 수 있게 되며, 이러한 훈련 과정은 실전 대비를 위해 반드시 필요하다.In general, military, police or related trainees will be given tactical or fire drills necessary for wartime or anti-terrorism, disaster relief, and suppression of protests. You will be able to learn the correct shooting posture and meaningful semaphores (body movements), and this training course is essential for preparation.

한편 훈련생이 전술 훈련 또는 사격 훈련 등에 필요한 임의의 동작을 수행하게 될 때, 정확한 자세에서 정확한 동작을 수행하는 것이 여러모로 중요하며, 실제적으로도 효과적인 훈련이 이루어짐을 간과할 수 없다.On the other hand, when the trainee performs any movements necessary for tactical training or shooting training, it is important to perform the correct movement in the correct posture in many ways, and can not be overlooked that the effective training is achieved in practice.

그러나 최근까지는 훈련생들의 훈련과정을 보다 효율적으로 이끌 수 있는 방법이 개발되지 못하였기 때문에, 전술 훈련 또는 사격 훈련의 경우 육안으로만 보고 따라하는 훈련이 대부분이며, 따라서 훈련생은 자신의 동작이 어떠한지를 정확하게 알 수 없으므로, 자신의 훈련 모습이나 훈련 결과 데이터를 동시에 눈으로 보면서 확인할 수 있는 필요성이 대두되고 있다.
However, until recently, no method was developed to lead the trainees more efficiently. Therefore, most of the tactical or target training is based only on the naked eye. Since it is not known, the necessity of visually confirming the shape of the training and the training result data is emerging.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, IR 마커와 IR 카메라를 이용한 영상 인식을 통해 가상 환경의 인식과 훈련에 참여하는 훈련자의 동작 패턴을 분석하고 그 분석 결과로부터 훈련자의 의미있는 몸동작(gesture) 및 사격훈련자세를 분류해낼 수 있도록 하여, 개인별 및 집단별 훈련 결과정보를 관리할 수 있게 하고, 효과적인 훈련을 도모할 수 있는 훈련자의 자세추적을 통한 몸동작 인식시스템을 제공하고자 하는 것이다.
The present invention was created to solve the above problems, by analyzing the motion pattern of the trainer participating in the recognition and training of the virtual environment through the image recognition using the IR marker and the IR camera and the meaningful body movement of the trainer from the analysis result ( It is to provide a body movement recognition system through tracking the posture of trainers, which enables to classify gestures and shooting training postures, to manage individual and group training result information, and to promote effective training.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 훈련자의 몸체 부착되는 다수 그룹의 IR 마커 및 IR 마커를 포함하는 영상을 촬영하기 위한 다수 그룹의 IR 카메라를 구비하여 훈련자의 움직임을 촬영하는 영상 인식부, 영상 인식부를 통해 촬영되는 훈련자에 대한 IR 마커를 포함하는 영상신호를 분석하여 훈련자의 의미 있는 몸동작을 분류해내는 자세 분석부, 및 자세 분석부의 분석 결과를 입력받아 훈련자의 개인별 훈련 결과정보로 누적하고 저장하는 제어부를 포함하는 훈련자의 자세추적을 통한 몸동작 인식시스템이다.
One embodiment of the present invention for achieving the above object, a plurality of groups of IR markers attached to the body of the trainer and an image having a plurality of groups of IR cameras for capturing the image including the IR marker to shoot the movement of the trainer Recognition unit, posture analysis unit for classifying the meaningful body movements of the trainees by analyzing the image signal including the IR markers for the trainees photographed through the image recognition unit, and trainees' individual training result information by receiving the analysis results Body movement recognition system through tracking the position of the trainer including a control unit to accumulate and store.

본 발명에 의하면, IR 카메라와 IR 마커를 이용한 영상 인식을 통해 훈련자의 동작 패턴에 따른 몸동작을 분류하고 그 분석 결과로 개인별 훈련 결과정보를 저장 및 제공할 수 있게 되므로, 훈련시 각 훈련 참여자들에 대한 올바르고 정확한 훈련 실시 여부를 정확하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 비용대비 훈련효과를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
According to the present invention, it is possible to classify the body motion according to the movement pattern of the trainer through image recognition using the IR camera and the IR marker, and to store and provide the individual training result information as an analysis result, so that each training participant is trained. It is not only able to accurately determine whether the correct and accurate training is performed, but also has the advantage of improving the training cost-effectiveness.

도 1은 본 발명에 따른 훈련자의 자세추적을 통한 몸동작 인식시스템의 전체적인 구성을 예시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 시스템에 대한 개념적인 모식도이다.
도 3은 본 발명 시스템에서 훈련자를 중심으로 설치되는 IR 카메라의 위치를 설명하기 위하여 예시한 참고도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에서 훈련자의 움직임 감지에 사용되는 IR 마커의 부착 위치를 설명하기 위하여 예시한 참고사진이다.
도 5은 자세 분석부에서 훈련자의 동작패턴으로부터 분류해내는 사격훈련 자세의 종류를 예시하는 도면이다.
도 6은 자세 분석부에서 훈련자의 동작으로부터 분류해내는 수기신호의 종류를 예시하는 도면이다.
도 7은 도 6의 수기신호를 분류해내기 위한 머리와 손의 위치 및 움직임 특징이 갖는 분별력을 설명하기 위하여 예시한 개념도이다.
Figure 1 is a block diagram illustrating the overall configuration of the body movement recognition system through the posture tracking of the trainer according to the present invention.
2 is a conceptual schematic diagram of the system of FIG.
3 is a reference diagram illustrating the position of the IR camera installed around the trainer in the system of the present invention.
4A to 4D are reference pictures exemplified for explaining an attachment position of an IR marker used for detecting a trainee's motion in the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating the types of shooting training postures that are classified by the training pattern of the trainer in the posture analyzing unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating the types of handwritten signals classified by the trainer's motion in the posture analyzing unit.
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating the discernment of the position and movement characteristics of the head and hand for classifying the handwritten signal of FIG. 6.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 훈련자의 자세추적을 통한 몸동작 인식시스템의 구성 및 동작을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation of a gesture recognition system through a posture tracking of a trainer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
It is to be understood that the words or words used in the present specification and claims are not to be construed in a conventional or dictionary sense and that the inventor can properly define the concept of a term in order to describe its invention in the best possible way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, since the embodiments described in the specification and the configuration shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention, it is understood that there may be various equivalents and modifications that can replace them at the time of the present application. shall.

도 1은 본 발명에 따른 훈련자의 자세추적을 통한 몸동작 인식시스템의 전체적인 구성을 예시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 시스템에 대한 개념적인 모식도로서, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 훈련자의 영상을 촬영하는 영상 인식부(110), 자세 분석부(120), 제어부(130), 및 키조작부(104)로 구성된다. 1 is a block diagram illustrating the overall configuration of a system for recognizing a body motion through a posture tracking of a trainer according to the present invention, and FIG. 2 is a conceptual schematic diagram of the system of FIG. 1. The image recognition unit 110, a posture analysis unit 120, a control unit 130, and a key operation unit 104 for capturing an image of the image are configured.

영상 인식부(110)는 훈련자의 몸체에 부착되는 다수 그룹의 IR 마커, 및 상기 IR 마커를 포함하는 영상을 촬영하기 위한 다수 그룹의 IR 카메라를 구비하여 훈련자의 움직임을 촬영한다. 이때 IR(Iinfra-Red) 카메라는 적외선 카메라를 이용하고, 각 IR 마커는 적외선을 반사시키는 구형태의 마커를 사용하는 것이 바람직하다. The image recognition unit 110 includes a plurality of groups of IR markers attached to the body of the trainer, and a plurality of groups of IR cameras for capturing an image including the IR markers to capture the movement of the trainer. In this case, the IR (Iinfra-Red) camera is preferably an infrared camera, and each IR marker is preferably a spherical marker that reflects infrared rays.

자세 분석부(120)는 영상 인식부를 통해 촬영되는 훈련자에 대한 IR 마커를 포함하는 영상신호를 분석하여 훈련자의 의미 있는 몸동작을 분류해낸다.The posture analysis unit 120 classifies meaningful body movements of the trainer by analyzing an image signal including an IR marker for a trainer photographed through the image recognition unit.

제어부(130)는 자세 분석부의 분석 결과를 입력받아 훈련자의 개인별 훈련 결과정보로 누적하고 저장한다.The controller 130 receives the analysis result of the posture analyzer and accumulates and stores the training result information for each individual trainer.

키조작부(104)는 다수의 키를 구비하여, 훈련자 또는 운영자가 임의 조작하는 키입력에 따른 훈련자 정보 입력을 위한 키조작신호를 발생시켜 제어부(130)로 전달한다.The key manipulation unit 104 includes a plurality of keys, and generates and transmits a key manipulation signal for inputting trainer information according to a key input arbitrarily operated by a trainer or an operator to the controller 130.

도 3은 본 발명 시스템에서 훈련자를 중심으로 설치되는 IR 카메라의 위치를 설명하기 위하여 예시한 참고도로서, 예를 들어 스크린(101)이 설치된 쪽이 훈련 공간(11)의 전면이라고 가정하는 경우, 영상 인식부(110)는 도 3에 예시된 바와 같이 훈련자의 손과 머리 위치를 촬영하기 위한 제1그룹 IR 카메라(112a,112b), 훈련자의 양 발 위치를 촬영하기 위한 제2그룹 IR 카메라(112c), 훈련자의 머리위치를 촬영하기 위한 제3그룹 IR 카메라(112f)를 포함하여 구성한다. 3 is a reference diagram illustrating the position of an IR camera installed around a trainer in the system of the present invention, for example, assuming that the side where the screen 101 is installed is the front of the training space 11, As illustrated in FIG. 3, the image recognition unit 110 may include first group IR cameras 112a and 112b for capturing the hands and head positions of the trainer and second group IR cameras for capturing the positions of both feet of the trainer. 112c), a third group IR camera 112f for photographing the head position of the trainer.

제1그룹 IR 카메라(112a,112b)는 스크린(101)의 상부 좌,우 양측에 각각 설치되어 훈련자의 손과 머리에 부착되는 IR 마커를 포함하는 영상신호를 촬영한다. The first group IR cameras 112a and 112b are respectively installed on the upper left and right sides of the screen 101 to capture an image signal including an IR marker attached to the hand and the head of the trainer.

제2그룹 IR 카메라(112c)는 스크린의 상부 중앙 측에 설치되어 훈련자의 양 발에 부착되는 IR 마커를 포함하는 영상신호를 촬영한다.The second group IR camera 112c captures an image signal including an IR marker installed at the upper center side of the screen and attached to both feet of the trainer.

제3그룹 IR 카메라(112f)는 훈련 공간의 천정 후방측 중앙부에 설치되어 훈련자의 머리에 부착되는 IR 마커를 포함하는 영상신호를 촬영한다.The third group IR camera 112f is installed in the center of the ceiling rear side of the training space and captures an image signal including an IR marker attached to the head of the trainer.

특히 이러한 영상 인식부(110)는 훈련자의 머리 위치를 표시하기 위한 제1그룹 IR 마커(111a-111c), 훈련자의 한쪽 손(바람직하게는 왼쪽 손)의 위치를 표시하기 위한 제2그룹 IR 마커(111d-111g), 훈련자의 한쪽 발의 위치를 표시하기 위한 제3그룹 IR 마커(111h), 및 훈련자의 다른 한쪽 발의 위치를 표시하기 위한 제4그룹 IR 마커(111i)를 포함하여 구성한다. 도 4a 내지 도 4d는 본 발명에서 훈련자의 움직임 감지에 사용되는 IR 마커의 부착 위치를 설명하기 위하여 예시한 참고사진으로서, 제1그룹 IR 마커(111a-111c)는 도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이 훈련자가 머리에 착용하는 헬멧 또는 모자의 상부에 부착되는 세 개의 IR 마커로 이루어지며, 각각의 IR 마커는 정수리를 중심으로 하여 방사상으로 등간격 이격되는 위치에 각각 부착된다. 제2그룹 IR 마커(111d-111g)는 도 4c에 예시된 바와 같이 훈련자가 한쪽 팔목에 착용하는 팔목 밴드의 둘레에 부착되는 네 개의 IR 마커로 이루어지며, 각각의 IR 마커는 등간격 이격되게 나열되어 부착된다. 제3그룹 IR 마커(111h) 및 제4그룹 IR 마커(111i)는 도 4d에 예시된 바와 같이 훈련자가 두 발목에 각각 착용하는 각 발목 밴드의 둘레에 앞쪽으로 부착되는 각각의 IR 마커로 이루어진다.In particular, the image recognition unit 110 may include the first group IR markers 111a-111c for indicating the position of the head of the trainer, and the second group IR marker for indicating the position of one hand (preferably the left hand) of the trainer. 111d-111g, a third group IR marker 111h for indicating the position of one of the trainers, and a fourth group IR marker 111i for indicating the position of the other of the trainers. 4A to 4D are reference photographs for explaining an attachment position of an IR marker used for detecting a motion of a trainer in the present invention, and the first group IR markers 111a to 111c are illustrated in FIGS. 4A and 4B. As shown, it consists of three IR markers attached to the upper part of the helmet or hat worn by the trainer, and each IR marker is attached to radially equidistant positions about the crown. The second group IR markers 111d-111g consist of four IR markers attached to the circumference of the wrist band worn by the trainer on one wrist as illustrated in FIG. 4C, with each IR marker spaced at equal intervals. Is attached. The third group IR marker 111h and the fourth group IR marker 111i consist of respective IR markers attached forwardly around the respective ankle bands that the trainer wears on both ankles, as illustrated in FIG. 4D.

자세 분석부(120)는 영상 인식부(110)의 제1그룹 IR 카메라(112a,112b)와 제2그룹 IR 카메라(112c) 및 제3그룹 IR 카메라(112f)를 통해 촬영되는 영상신호를 분석하여 훈련자의 몸에 부착된 IR 마커를 인식하고, 각 IR 마커의 위치와 움직임, IR 마커들 간의 거리, IR 마커의 인식 유/무에 대한 특성을 분석하여 훈련자의 동작 패턴으로부터 의미 있는 몸동작들을 분류해낸다. 특히 이러한 자세 분석부(120)는 각 그룹의 IR 마커들로부터 인식되는 머리와 손의 거리, 머리와 손의 위치, 머리와 손의 각도, 손의 움직임, 머리와 발의 거리에 대한 각각의 특징을 분석하기 위하여, 높이의 상/중/하, 거리의 원/근, 각도의 높/낮이에 대한 각각의 미리 설정된 기준치를 가지며, 그 특징들과 기준치를 이용하여 훈련자의 의미 있는 몸동작을 분류해낼 수 있게 된다.The posture analyzer 120 analyzes image signals captured by the first group IR cameras 112a and 112b, the second group IR cameras 112c, and the third group IR cameras 112f of the image recognition unit 110. It recognizes IR markers attached to the trainee's body and analyzes the characteristics of the position and movement of each IR marker, the distance between IR markers, and whether or not the IR marker is recognized. Do it. In particular, the posture analysis unit 120 is characterized by the characteristics of the head and hand distance, head and hand position, head and hand angle, hand movement, head and foot distance recognized from the IR markers of each group To analyze, we have preset values for each of the upper / mid / lower of the height, the circle / root of the distance, and the height / lower of the angle, and use the features and the reference to classify the meaningful body movements of the trainer. It becomes possible.

도 5는 본 발명에서의 자세 분석부(120)가 가상의 영상 환경을 인식하도록 설정되는 경우, 가상의 영상 인식과 훈련자의 동작패턴으로부터 분류해내는 5 종류의 사격훈련자세(서서쏴, 쪼그려쏴, 무릎쏴, 제1엎드려쏴, 제2엎드려쏴)와 가상 영상에 대한 환경 인식 결과에 따라 자동 설정되는 2 종류의 사격훈련자세(앉아쏴, 입사호쏴)를 예시하는 참고도면이고, 도 6은 자세 분석부(120)에서 훈련자의 동작패턴으로부터 분류해내는 수기신호의 9 종류를 예시하는 참고도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating five types of training postures that are classified from virtual image recognition and a training pattern of a trainer when the posture analysis unit 120 is configured to recognize a virtual video environment. , Knee shooting, first down shooting, second down shooting) and two types of shooting training positions (sitting shooting, incident arc shooting) which are automatically set according to the environmental recognition result of the virtual image. It is a reference drawing which illustrates 9 types of handwritten signals which the posture analysis part 120 classifies from the training pattern of a trainer.

도 5에 예시된 바와 같은 사격훈련 자세의 5종류(서서쏴, 쪼그려쏴, 무릎쏴, 제1엎드려쏴, 제2엎드려쏴)를 분류해내기 위하여 본 발명에서의 자세 분석부(120)는, 머리와 발에 부착된 IR 마커들에서 인식되는 머리 높이와 발의 위치를 표시하기 위한 IR 마커 감지 유/무를 체크하며, 다음의 5가지 사격훈련 자세에 대한 분류기준을 갖는다.In order to classify five types of shooting training postures (such as standing shot, squat shot, knee shot, first down shot, and second down shot) as illustrated in FIG. IR marker detection to check head height and foot position recognized by IR markers attached to head and foot is checked and it has classification criteria for the following five training positions.

1. 머리 위치가 높은 위치에 있고, 양 발의 IR 마커가 모두 감지되는 경우 "서서쏴"에 대한 사격훈련자세를 분류해낸다. 본 발명에서의 자세 분석부(120)가 가상의 영상 환경을 인식하도록 설정되는 경우, 이러한 "서서쏴"에 대한 사격훈련자세는 가상 환경에 혼합된 훈련자 객체영상이 평지에 위치하게 될 때 분류되는 사격 훈련 자세이며, 만약 훈련자 객체 영상이 가상 환경의 구덩이 등에 위치하는 경우에는 "입사호쏴"에 대한 사격 훈련자세로 자동으로 변경된다. 1. If the head is in a high position and both IR markers are detected, sort out the firing posture for "Stand Shoot." When the posture analyzing unit 120 in the present invention is set to recognize the virtual video environment, the shooting training posture for the "standing shooting" is classified when the trainer object image mixed in the virtual environment is placed on the flat surface. It is a shooting training posture, and if a trainer object image is located in a pit of a virtual environment, the shooting training posture for "incident arc shoot" is automatically changed.

2. 머리 위치가 중간 위치에 있고, 양 발의 IR 마커가 모두 감지되는 경우 "쪼그려쏴"에 대한 사격훈련자세를 분류해낸다. 본 발명에서의 자세 분석부(120)가 가상의 영상 환경을 인식하도록 설정되는 경우, 이러한 "쪼그려쏴"에 대한 사격훈련자세는 가상 환경에 혼합된 훈련자 객체영상이 습지 또는 화생방 환경에 위치하게 될 때 분류되는 사격훈련자세이며, 만약 훈련자 객체 영상이 평지에 위치하는 경우에는 "앉아쏴"에 대한 사격 훈련자세로 자동으로 변경된다. 2. If the head is in the middle position and both feet 'IR markers are detected, sort out the shooting position for "quat shoot". When the posture analysis unit 120 in the present invention is set to recognize the virtual video environment, the shooting training posture for the "quat shoot" is that the trainer object image mixed in the virtual environment will be located in the wetland or CBR environment. It is classified as a shooting training posture, and if the training object image is located on a flat surface, the training posture for the "sitting and shooting" is automatically changed.

3. 머리 위치가 중간 위치에 있고, 한쪽 발의 IR 마커가 감지되는 경우 "무릎쏴"에 대한 사격훈련자세를 분류해낸다. 3. If the head is in the middle position and the IR marker on one foot is detected, sort out the shooting position for "knee shoot".

4. 머리 위치가 낮은 위치에 있고, 양 발의 IR 마커가 모두 감지되는 경우 "제1엎드려쏴"에 대한 사격훈련자세를 분류해낸다. 4. If the head is in a low position and both IR markers are detected, sort out the shooting position for "first shoot down."

5. 머리 위치가 낮은 위치에 있고, 한쪽 발의 IR 마커가 감지되는 경우 "제2엎드려쏴"에 대한 사격훈련자세를 분류해낸다.
5. If the head is in a low position and an IR marker on one foot is detected, sort out the shooting training posture for "second shoot down."

상기 설명된 사격 훈련자세에 대한 분류기준은 표 1에 상세히 예시되어 있다.The classification criteria for the fire training posture described above are illustrated in detail in Table 1.

사격훈련자세Shooting training 서서쏴Stand and shoot 쪼그려쏴Squat 무릎쏴Knee shoot 제1엎드려쏴Shoot down first 제2엎드려쏴2nd down 발마커 감지Foot marker detection 양 쪽both side 양 쪽both side 한 쪽One side 양 쪽both side 한 쪽One side 머리위치Head position Prize medium medium Ha Ha

도 7은 도 6에 예시된 수기신호 분류 기준이 되는 머리와 손의 위치 및 움직임 특징을 예시한 개념도로서, 본 발명에서의 자세 분석부(120)는 머리와 손의 위치에 대한 상/중/하 위치, 머리와 손의 거리에 대한 원/근, 머리와 손의 각도에 대한 높/낮이, 및 손의 움직임에 대한 정지, 수직 반복, 수평 반복, 수평과 수직반복, 좌우 반복, 전후 반복 여부에 따라 훈련자의 의미 있는 몸동작을 상세하게 분류해낸다.FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating the position and movement characteristics of the head and hand serving as the classification criteria of the handwritten signal illustrated in FIG. 6, and the posture analyzer 120 according to the present invention has an upper / middle / Lower position, circle / root for head and hand distance, height / lower for head and hand angle, and stop for hand movement, vertical repeat, horizontal repeat, horizontal and vertical repeat, left and right repeat, front and rear repeat Depending on whether or not the trainer's meaningful body movements are classified in detail.

본 발명에서의 자세 분석부(120)는 다음의 9가지 수기신호에 대한 분류기준을 갖는다.The posture analyzing unit 120 according to the present invention has classification criteria for the following nine handwritten signals.

1. 머리와 손의 위치가 높은 위치와 중간 위치에 걸쳐 있고, 머리와 손의 거리가 가까우며, 손의 움직임이 정지되는 특징으로 분석되는 경우 "정지하라"는 수기신호에 대한 몸동작을 분류해낸다.1. If the head and hand are located in a high and intermediate position, the head and hand are close, and the movement of the hand is analyzed as a feature that stops, "Stop" classifies the motion to the handwritten signal.

2. 머리와 손의 위치가 높은 위치와 중간 위치에 걸쳐 있고, 머리와 손의 거리가 가까우며, 손의 움직임이 수직 반복되는 특징으로 분석되는 경우 "신속히 이동하라"는 수기신호에 대한 몸동작을 분류해낸다. 2. If the head and hand are located in a high and intermediate position, the head and hand are close, and the movement of the hand is analyzed as a vertical repetition, classify the motion to the handwritten signal "move quickly". Do it.

3. 머리와 손의 위치가 중간 위치와 낮은 위치에 걸쳐 있고, 머리와 손의 거리가 멀며, 머리와 손의 각도가 낮고, 손의 움직임이 좌우 반복되는 특징으로 분석되는 경우 "천천히 이동하라"는 수기신호에 대한 몸동작을 분류해낸다. 3. If the head and hands are located in the middle and low positions, the head and hands are far from each other, the head and hand angles are low, and the movements of the hands are repeated from side to side, "move slowly." Classifies gestures to handwritten signals.

4. 머리와 손의 위치가 낮은 위치에 있고, 머리와 손의 거리가 멀며, 머리와 손의 각도가 높고, 손의 움직임이 수직 반복되는 특징으로 분석되는 경우 "자세를 낮추어라"는 수기신호에 대한 몸동작을 분류해낸다. 4. Handwritten signal "lower posture" when the head and hand are in a low position, the head and hand are far from each other, the head and hand angle is high, and the hand movement is vertically repeated. Classify gestures for.

5. 머리와 손의 위치가 높은 위치와 중간 위치에 걸쳐 있고, 손의 움직임이 수평, 수직 반복되는 특징으로 분석되는 경우 "소산하라"는 수기신호에 대한 몸동작을 분류해낸다. 5. If the head and hands are in high and intermediate positions, and the hand movements are analyzed by horizontal and vertical repetition, "dissipate" classifies gestures to handwritten signals.

6. 머리와 손의 위치가 높은 위치에 있고, 머리와 손의 거리가 가까우며, 손의 움직임이 수평 반복되는 특징으로 분석되는 경우 "주목하라"는 수기신호에 대한 몸동작을 분류해낸다. 6. If the head and hand are in a high position, the head and hand are close, and the movement of the hand is analyzed as a horizontal repeating feature, "note" classifies the body motion to the handwritten signal.

7. 머리와 손의 위치가 높은 위치에 있고, 머리와 손의 거리가 멀며, 머리와 손의 각도가 높고, 손의 움직임이 정지되는 특징으로 분석되는 경우 "주시하라"는 수기신호에 대한 몸동작을 분류해낸다. 7. If the head and hand are in a high position, the head and hand are far from each other, the head and hand angle is high, and the movement of the hand stops. Classify

8. 머리와 손의 위치가 높은 위치에 있고, 머리와 손의 거리가 멀며, 머리와 손의 각도가 낮고, 손의 움직임이 전후 반복되는 특징으로 분석되는 경우 "접근 또는 공략하라"는 수기신호에 대한 몸동작을 분류해낸다.8. A handwritten signal of "approach or attack" if the head and hand are in a high position, the head and hand are far from each other, the head and hand angle is low, and the hand movement is repeated before and after. Classify gestures for.

9. 머리와 손의 위치가 높은 위치에 있고, 머리와 손의 거리가 멀며, 머리와 손의 각도가 낮고, 손의 움직임이 정지되며, 총기 격발에 의한 탄착 위치좌표가 인식되는 특징으로 분석되는 경우 "사격 방향"에 대한 수기신호를 분류해낸다.
9. The head and hand position is high, the head and hand distance is far, the head and hand angle is low, the movement of the hand is stopped, and the impact position coordinates by the gun trigger are analyzed. In this case, handwritten signal for "fire direction" is classified.

상기 설명된 8종의 수기신호에 대한 분류기준은 표 2에 상세히 예시되어 있다.The classification criteria for the eight handwritten signals described above are illustrated in detail in Table 2.

수기신호Handwriting 머리와 손의 위치Head and hand position 머리와 손의 거리Street of head and hands 머리와 손의 각도Head and hand angle 손의 움직임Hand movement 정지하라Stop 상중Season 가까움nearness 정지stop 신속히 이동하라Move quickly 상중Season 가까움nearness 수직반복Vertical repeat 천천히 이동하라Move slowly 중하Medium mum 낮음lowness 좌우반복Left and Right Repeat 자세를 낮추어라Lower your posture Ha mum 높음height 수직반복Vertical repeat 소산하라Dissipate 상중Season 수평수직반복Horizontal Vertical Repeat 주목하라Pay attention Prize 가까움nearness 수평반복Horizontal repeat 주시하라Keep an eye on Prize mum 높음height 정지stop 접근 또는 공략하라Approach or target Prize mum 높음height 좌우반복Left and Right Repeat

제어부(130)는 키조작부(104)를 통해 훈련자 또는 운영자가 임의 조작하는 키입력신호로부터 훈련자 정보를 입력받아 훈련자 정보의 인증을 실시하며, 이러한 인증을 통해 각 훈련 참여자를 구분할 수 있도록 한다. The controller 130 receives the trainer information from the key input signal that the trainer or the operator arbitrarily manipulates through the key manipulation unit 104, and authenticates the trainer information.

또한 제어부(130)는 상기 자세 분석부(120)에서 영상인식을 통해 분류된 훈련자의 의미 있는 몸동작 분석 결과가 입력되면 그 결과를 입력받아 개인별 훈련 결과정보로 누적하여 저장하게 된다.
In addition, the controller 130 receives a result of a meaningful motion analysis of the trainees classified by the image recognition in the posture analyzer 120 and receives the result and accumulates the result as individual training result information.

이상과 같이 본 발명의 시스템은 특정 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있을 것이다. 또한 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
As described above, the system of the present invention has been described with reference to a specific embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, but is a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by a computer. It may also be implemented in the form of. In addition, it is possible for those skilled in the art to various modifications and variations from this description. Accordingly, it is intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto, and that all equivalent or equivalent variations thereof fall within the scope of the present invention.

101 : 스크린 104 : 키조작부
110 : 영상 인식부 111a-111i : IR 마커
112a-112c,112f : IR 카메라 120 : 자세 분석부
130 : 제어부
101: screen 104: key control unit
110: image recognition unit 111a-111i: IR marker
112a-112c, 112f: IR camera 120: posture analysis unit
130:

Claims (23)

훈련자의 몸체에 부착되는 다수 그룹의 IR 마커, 및 상기 IR 마커를 포함하는 영상을 촬영하기 위한 다수 그룹의 IR 카메라를 구비하여 훈련자의 움직임을 촬영하는 영상 인식부;
상기 영상 인식부를 통해 촬영되는 훈련자에 대한 IR 마커를 포함하는 영상신호를 분석하여 훈련자의 의미 있는 몸동작을 분류해내는 자세 분석부;
상기 자세 분석부의 분석 결과를 입력받아 훈련자의 개인별 훈련 결과정보로 누적하고 저장하는 제어부; 및
훈련자 개인정보 입력을 위한 키조작신호를 발생시켜 제어부로 전달하는 키조작부;를 포함하여 구성되며,
상기 영상 인식부는,
훈련자의 머리 위치를 표시하기 위한 제1그룹 IR 마커, 훈련자의 한쪽 손의 위치를 표시하기 위한 제2그룹 IR 마커, 훈련자의 한쪽 발의 위치를 표시하기 위한 제3그룹 IR 마커 및 훈련자의 다른 한쪽 발의 위치를 표시하기 위한 제4그룹 IR 마커를 포함하며,
상기 자세 분석부는,
상기 각 그룹의 IR 마커의 위치와 움직임, IR 마커들 간의 거리, IR 마커의 인식 유/무에 대한 특성을 분석하되, 머리와 발에 부착된 IR 마커들에서 인식되는 머리 높이와 발의 위치를 표시하기 위한 IR 마커 감지 유/무를 체크하여 훈련자의 의미있는 몸동작을 분류하며,
머리와 손의 위치에 대한 상/중/하 위치;
머리와 손의 거리에 대한 멀고 가까움;
머리와 손의 각도에 대한 높낮이; 및,
상기 손의 움직임에 대한 정지, 수직 반복, 수평 반복, 수평과 수직반복, 좌우 반복, 전후 반복 여부에 따라 훈련자의 의미 있는 몸동작을 분류하는 것을 특징으로 하는 훈련자의 자세추적을 통한 몸동작 인식시스템.
An image recognizing unit including a plurality of groups of IR markers attached to the body of the trainer and a plurality of groups of IR cameras for capturing an image including the IR markers to capture the movement of the trainer;
A posture analyzer configured to classify meaningful motions of the trainer by analyzing an image signal including an IR marker for the trainer photographed through the image recognizer;
A control unit which receives the analysis result of the posture analyzing unit and accumulates and stores the training result information for each individual trainer; And
It is configured to include; key operation unit for generating a key operation signal for the trainee personal information input to the control unit;
Wherein the image recognizing unit comprises:
The first group IR marker for indicating the position of the trainer's head, the second group IR marker for indicating the position of the trainer's one hand, the third group IR marker for indicating the position of the trainer's one foot and the other foot of the trainer's A fourth group IR marker for indicating location;
The posture analysis unit,
Analyze the position and movement of the IR markers of each group, the distance between the IR markers, and whether the IR markers are recognized or not, and indicate the head height and the position of the feet recognized by the IR markers attached to the head and foot. It checks the presence / absence of IR marker detection to classify meaningful body movements of the trainer,
Upper / middle / lower position relative to head and hand position;
Distant and close to the distance of the head and hands;
Pitch for head and hand angles; And
The body movement recognition system according to the posture tracking of the trainer, characterized in that the classification of meaningful movements of the trainer according to whether the movement of the hand motion, the vertical repetition, horizontal repetition, horizontal and vertical repetition, left and right repetition, front and rear repeat.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 영상 인식부는,
스크린의 상부 좌,우 양측에 각각 설치되어 훈련자의 손과 머리에 부착되는 IR 마커를 포함하는 영상신호를 촬영하는 제1그룹 IR 카메라;
상기 스크린의 상부 중앙 측에 설치되어 훈련자의 양 발에 부착되는 IR 마커를 포함하는 영상신호를 촬영하는 제2그룹 IR 카메라;
훈련 공간의 천정 후방측 중앙부에 설치되어 훈련자의 머리에 부착되는 IR 마커를 포함하는 영상신호를 촬영하는 제3그룹 IR 카메라;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 훈련자의 자세추적을 통한 몸동작 인식시스템.
The method of claim 1,
Wherein the image recognizing unit comprises:
A first group IR camera installed at both upper left and right sides of the screen to capture an image signal including an IR marker attached to a trainer's hand and head;
A second group IR camera installed at an upper center side of the screen to capture an image signal including an IR marker attached to both feet of the trainer;
A third group IR camera installed in the center of the ceiling rear side of the training space and capturing an image signal including an IR marker attached to the head of the trainer; .
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