KR101482965B1 - Motion tracker system for improved accuracy in motion detection - Google Patents

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KR101482965B1
KR101482965B1 KR20140110294A KR20140110294A KR101482965B1 KR 101482965 B1 KR101482965 B1 KR 101482965B1 KR 20140110294 A KR20140110294 A KR 20140110294A KR 20140110294 A KR20140110294 A KR 20140110294A KR 101482965 B1 KR101482965 B1 KR 101482965B1
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light
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hand
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김봉구
심승보
정영호
김강경
김석남
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연합정밀주식회사
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Abstract

The present invention relates to a motion tracker system with improved accuracy of motion detection and, more specifically, to a motion tracker system including: a reflection target group (100) which is disposed on the hands of a user; an infrared ray stereoscopic camera (200) which detects an infrared ray to be reflected from the reflection target group (100); and a controlling unit (300) which simulates the motion of the hands of the user using the detected infrared ray in a virtual space. The motion tracker system with improved accuracy of motion detection can detect an accurate operation performed by the finger motion of the user clearly. Accordingly, the present invention can implement various motions of the hands such as a button operation or the like in the virtual space.

Description

움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템{MOTION TRACKER SYSTEM FOR IMPROVED ACCURACY IN MOTION DETECTION}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a motion tracking system,

본 발명은 모션 트래커 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a motion tracker system, and more particularly, to a motion tracker system with improved motion detection accuracy.

컴퓨팅 환경이 향상되고, 다양한 단말 장치들의 전기적 연결이 가능해지면서, 사용자 친화적인 입출력 장치들에 대한 연구들이 증가하고 있다. 예를 들면, 통상적인 컴퓨터 모니터, TV 스크린과 달리, 최근에는 사용자의 손목, 안경 등에 착용되어 데이터를 표시하는 갤럭시 기어, 구글 글래스 등과 같은 입출력 장치들이 개발되었다. 또한, 종래의 대표적인 입력 장치인 키보드, 마우스와 다르게, 표시 화면을 손가락으로 터치하여 직감적인 입력을 제공하는 터치스크린도 널리 보급되고 있다.
As the computing environment is improved and electrical connection of various terminal devices becomes possible, researches on user friendly input / output devices are increasing. Unlike conventional computer monitors and TV screens, for example, in recent years, input / output devices such as Galaxy Gears, Google Glass, etc., which display data by being worn on a user's wrist or glasses, have been developed. In addition, unlike keyboards and mice, which are typical input devices of the related art, touch screens that provide intuitive input by touching the display screen with fingers are becoming popular.

이러한 추세에서, 닌텐도 위(Wii), 마이크로소프트의 Xbox 키넥트(Kinect) 등과 같이 사용자의 신체 움직임에 기초하여 입력을 제공받는 입력 장치들이 개발 및 보급되고 있다. 이러한 입력 장치들은 사용자의 움직임을 감지하는 모션 트래커(motion tracker)를 포함할 수 있다.
In this trend, input devices that receive inputs based on user's body movements, such as Nintendo Wii, Microsoft's Xbox Kinect, etc., are being developed and popularized. These input devices may include a motion tracker for sensing the motion of the user.

종래의 모션 트래커의 경우, 사용자의 전신을 감지 대상으로 하여, 인체의 골반, 무릎 등 큰 관절의 움직임을 감지하거나, 팔 전체의 동작을 감지함으로써, 입력 신호를 제공받을 수 있다.
In the case of the conventional motion tracker, the input signal can be provided by detecting movement of a large joint such as the pelvis, knee, or the like of a human body, or sensing the motion of the whole arm, by sensing the whole body of the user.

그러나 종래의 모션 트래커는 사용자의 손에 포함된 각각의 손가락들의 움직임을 감지하거나, 손가락들이 굽혀져서 사라지거나, 두 손가락이 겹쳐졌다가 떨어지는 등, 손에 의해 표현되는 정밀한 움직임들은 감지할 수 없는 한계가 있다.However, the conventional motion tracker can detect the movement of each of the fingers included in the user's hand, the fingers bent and disappear, or the two fingers overlapping and falling, .

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 사용자의 손에 배치된 반사 타깃 그룹으로부터 반사되는 적외 광을 감지하여 사용자의 손의 움직임을 가상공간에서 시뮬레이션하되, 반사 타깃 그룹은 복수의 흡광부들을 포함한 비대칭적인 반사 패턴을 갖는 제1 반사 타깃과 사용자의 적어도 2개의 손가락들(예컨대, 엄지 및 검지)에 각각 배치되는 제2 및 제3 반사 타깃을 포함함으로써, 사용자의 손가락 움직임에 의해 수행되는 정밀한 동작을 명확하게 감지할 수 있고, 그에 따라 가상공간에서의 계기판 조작, 버튼 조작 등 다양한 손 움직임을 구현할 수 있는, 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the previously proposed methods, and it is an object of the present invention to simulate the movement of a user's hand in a virtual space by sensing infrared light reflected from a group of reflective targets placed in a user's hand, The reflective target group includes a first reflective target having an asymmetrical reflection pattern including a plurality of light absorbers and second and third reflective targets respectively disposed on at least two fingers of the user (e.g., thumb and index finger) There is provided a motion tracker system capable of clearly detecting a precise motion performed by a finger movement of a user and thereby realizing a variety of hand movements such as manipulation of the instrument panel in a virtual space, For that purpose.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템은,According to an aspect of the present invention, there is provided a motion tracker system having improved motion detection accuracy,

사용자의 손에 배치되는 반사 타깃 그룹;A reflective target group disposed in a user's hand;

상기 반사 타깃 그룹으로부터 반사되는 적외 광을 감지하는 적외선 스테레오 카메라; 및An infrared stereo camera for sensing infrared light reflected from the reflective target group; And

상기 감지된 적외 광을 이용하여 상기 사용자의 손의 움직임을 가상공간에서 시뮬레이션하는 제어부를 포함하되,And a controller for simulating the motion of the user's hand in a virtual space using the detected infrared light,

상기 반사 타깃 그룹은,The reflective target group includes:

중심점 또는 상기 중심점을 지나는 가상 직선에 대하여 비대칭적인 형상을 갖는, 복수의 흡광부들이 배치된 반사 패턴을 포함하고, 상기 사용자의 손에 배치되는 제1 반사 타깃;A first reflection target disposed on the user's hand, the reflection target having a reflection pattern in which a plurality of light absorbers having an asymmetrical shape with respect to a virtual straight line passing through the center point or the center point is disposed;

상기 손의 제1 손가락에 배치되고, 상기 제1 반사 타깃보다 작은 크기를 갖는 제2 반사 타깃; 및A second reflective target disposed on the first finger of the hand and having a size smaller than the first reflective target; And

상기 제1 손가락과 다른 상기 손의 제2 손가락에 배치되고, 상기 제1 반사 타깃보다 작은 크기를 갖는 제3 반사 타깃을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
And a third reflective target disposed on the second finger of the hand different from the first finger and having a smaller size than the first reflective target.

바람직하게는,Preferably,

상기 제1 반사 타깃은 상기 손의 손등에 배치되도록 구성될 수 있다.
The first reflective target may be configured to be disposed on the back of the hand.

바람직하게는,Preferably,

상기 흡광부들 중 적어도 어느 2개의 흡광부들은 서로 다른 면적을 갖도록 구성될 수 있다.
At least two of the light absorbers may have different areas.

더욱 바람직하게는,More preferably,

상기 흡광부들 중 상기 중심점에 대해 제1 방향에 배치되는 제1 흡광부는, 상기 중심점에 대해 상기 제1 방향과 다른 제2 방향에 배치되는 제2 흡광부보다 크도록 구성될 수 있다.
The first light-absorbing portion disposed in the first direction with respect to the center point of the light-absorbing portions may be configured to be larger than the second light-absorbing portion disposed in the second direction different from the first direction with respect to the center point.

바람직하게는,Preferably,

상기 반사 패턴은, 상기 흡광부들이 반사부에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다.
The reflection pattern may be arranged so that the light absorbers are surrounded by the reflective portion.

바람직하게는, 상기 흡광부들은,Preferably, the light-absorbing portions include:

원, 타원 및 다각형 중 적어도 어느 하나의 형상을 갖도록 구성될 수 있다.
And may have a shape of at least one of a circle, an ellipse, and a polygon.

바람직하게는,Preferably,

상기 제1 손가락은 상기 손의 엄지이고, 상기 제2 손가락은 상기 손의 검지인 것으로 구성될 수 있다.The first finger may be a thumb of the hand, and the second finger may be a finger of the hand.

본 발명에서 제안하고 있는 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템에 따르면, 사용자의 손에 배치된 반사 타깃 그룹으로부터 반사되는 적외 광을 감지하여 사용자의 손의 움직임을 가상공간에서 시뮬레이션하되, 반사 타깃 그룹은 복수의 흡광부들을 포함한 비대칭적인 반사 패턴을 갖는 제1 반사 타깃과 사용자의 적어도 2개의 손가락들(예컨대, 엄지 및 검지)에 각각 배치되는 제2 및 제3 반사 타깃을 포함함으로써, 사용자의 손가락 움직임에 의해 수행되는 정밀한 동작을 명확하게 감지할 수 있고, 그에 따라 가상공간에서의 계기판 조작, 버튼 조작 등 다양한 손 움직임을 구현할 수 있다.According to the motion tracker system with improved motion detection accuracy proposed in the present invention, the movement of the user's hand is simulated in the virtual space by sensing infrared light reflected from the reflective target group disposed in the user's hand, Includes a first reflection target having an asymmetrical reflection pattern including a plurality of light absorbers and second and third reflection targets respectively disposed on at least two fingers (e.g., thumb and index finger) of the user, It is possible to clearly detect the precise motion performed by the motion, thereby realizing various hand movements such as the operation of the instrument panel in the virtual space, the operation of the buttons, and the like.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 블록 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 반사 타깃 그룹이 배치된 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 반사 타깃 그룹을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 반사 타깃 그룹에 의해 반사된 적외 광이 감지되는 모습을 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a motion tracker system with improved motion detection accuracy according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a block diagram of a motion tracker system with improved motion detection accuracy according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a reflection target group of a motion tracker system with improved motion detection accuracy according to an exemplary embodiment of the present invention; FIG.
4 illustrates a reflective target group of a motion tracker system with improved motion detection accuracy according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a state in which infrared light reflected by a reflective target group of a motion tracker system having improved motion detection accuracy according to an exemplary embodiment of the present invention is detected.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The same or similar reference numerals are used throughout the drawings for portions having similar functions and functions.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 블록 구성을 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템은 반사 타깃(100), 적외선 스테레오 카메라(200) 및 제어부(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 반사 타깃(100)은 사용자의 신체 일부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 반사 타깃(100)은 사용자의 손에 배치될 수 있다. 이러한 반사 타깃(100)은 복수 개가 그룹으로 사용자의 신체 부위에 배치될 수 있다. 적외선 스테레오 카메라(200)는 반사 타깃(100)으로부터 반사되는 적외 광을 감지할 수 있다. 제어부(300)는 적외선 스테레오 카메라(200)에 의해 감지된 광을 이용하여 소정의 타깃 객체를 가상공간상에서 시뮬레이션할 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 각각의 구성요소에 대해 상세히 설명하도록 한다.
FIG. 1 is a block diagram of a motion tracker system with improved motion detection accuracy according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a motion tracker system having improved motion detection accuracy according to an exemplary embodiment of the present invention. Fig. 1 and 2, a motion tracker system having improved motion detection accuracy according to an exemplary embodiment of the present invention includes a reflective target 100, an infrared stereo camera 200, and a controller 300, . The reflective target 100 may be placed in a body part of the user. For example, the reflective target 100 may be disposed in a user's hand. A plurality of such reflective targets 100 may be disposed in the body part of the user in a group. The infrared stereo camera 200 can sense infrared light reflected from the reflective target 100. The control unit 300 can simulate a predetermined target object in a virtual space using the light sensed by the infrared stereo camera 200. [ Hereinafter, each component of the motion tracker system with improved motion detection accuracy according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

반사 타깃(100)은 소정의 파장대의 광을 반사하거나 흡수할 수 있는 부분으로서, 예를 들어, 적외 광에 대하여 반사 또는 흡수할 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 반사 타깃(100)은 복수 개가 그룹으로 사용자의 손에 배치될 수 있다. 예를 들어, 반사 타깃(100)은 사용자의 손등에 배치되는 제1 반사 타깃(110), 사용자의 엄지에 배치되는 제2 반사 타깃(120), 사용자의 검지에 배치되는 제3 반사 타깃(130) 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제2 반사 타깃(120) 및 제3 반사 타깃(130)은 다른 손가락들에 배치되거나, 또는 제4, 제5 반사 타깃 등이 다른 손가락들에 더 배치될 수 있다. 이하에서는, 제2 반사 타깃(120)이 엄지에 배치되고, 제3 반사 타깃(130)이 검지에 배치되는 실시예를 후술할 도 3 및 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
The reflective target 100 is a portion capable of reflecting or absorbing light of a predetermined wavelength band, and may be made of, for example, a material capable of reflecting or absorbing infrared light. A plurality of reflective targets 100 may be placed in the hands of the user in groups. For example, the reflective target 100 may include a first reflective target 110 disposed on the user's hand, a second reflective target 120 disposed on the user's thumb, a third reflective target 130 disposed on the user's index ), And the like. In other embodiments, the second reflective target 120 and the third reflective target 130 may be disposed on other fingers, or the fourth, fifth reflective targets, etc. may be further disposed on other fingers. Hereinafter, an embodiment in which the second reflective target 120 is disposed on the thumb and the third reflective target 130 is disposed on the index will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4, which will be described later.

적외선 스테레오 카메라(200)는 적외 광을 감지할 수 있는 부분으로서, 하나 또는 그 이상의 카메라들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적외선 스테레오 카메라(200)는 서로 다른 위치에 배치되는 적어도 2개의 카메라를 포함할 수 있다. 적외선 스테레오 카메라(200)는 적외 광을 출사하는 발광부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 발광부에 의해 방출된 적외 광이 반사 타깃(100)에 의해 부분적으로 반사될 수 있고, 상기 2개의 카메라들은 반사되는 적외 광을 감지할 수 있다. 또한, 적외선 스테레오 카메라(200)는 반사되는 적외 광을 가시광 또는 다른 파장대의 광과 구분하기 위한 적외선 필터를 더 포함할 수 있다. 적외선 스테레오 카메라(200)는 제어부(300)에 전기적으로 연결될 수 있는데, 이렇게 감지된 적외 영상이 제어부(300)에 제공될 수 있다.
The infrared stereo camera 200 is a part capable of sensing infrared light, and may include one or more cameras. For example, the infrared stereo camera 200 may include at least two cameras disposed at different locations. The infrared stereo camera 200 may further include a light emitting unit that emits infrared light. In this case, the infrared light emitted by the light emitting portion can be partially reflected by the reflection target 100, and the two cameras can sense the reflected infrared light. In addition, the infrared stereo camera 200 may further include an infrared ray filter for distinguishing reflected infrared light from visible light or light of another wavelength band. The infrared stereo camera 200 can be electrically connected to the control unit 300, and the infrared image thus sensed can be provided to the control unit 300.

제어부(300)는 적외선 스테레오 카메라(200)로부터 제공되는 적외 영상을 이용하여 가상공간에서 타깃 객체의 움직임을 시뮬레이션하는 부분일 수 있다. 예를 들어, 제어부(300)는 중앙 처리 유닛(CPU), 그래픽 처리 유닛(GPU), 마이크로 제어 유닛(MCU) 등과 같은 연산 유닛과, 소정의 메모리를 포함하여 구성될 수 있다. 제어부(300)가 시뮬레이션하는 가상공간은 예를 들어, 3차원 가상공간일 수 있다. 예를 들어, 제어부(300)는 3차원 카테시안 좌표계로 표현되는 가상공간에서, 각각의 좌표축들에 대하여 소정의 타깃 객체가 차지하는 위치를 지속적으로 계산하거나 추적하도록 구성될 수 있다.
The control unit 300 may be a part for simulating the movement of the target object in the virtual space using the infrared image provided from the infrared stereo camera 200. For example, the control unit 300 may include a calculation unit such as a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a micro control unit (MCU), and the like, and a predetermined memory. The virtual space simulated by the control unit 300 may be, for example, a three-dimensional virtual space. For example, the control unit 300 may be configured to continuously calculate or track a position occupied by a predetermined target object with respect to each coordinate axis in a virtual space represented by a three-dimensional Cartesian coordinate system.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 반사 타깃 그룹이 배치된 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 반사 타깃 그룹을 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 반사 타깃(100)은 사용자의 손에 배치되는 제1 반사 타깃(110), 제2 반사 타깃(120) 및 제3 반사 타깃(130)의 그룹을 포함할 수 있다. 제1 반사 타깃(110)은 제2 반사 타깃(120) 및 제3 반사 타깃(130)보다 큰 크기를 가질 수 있다. 제1 반사 타깃(110)은 예를 들어, 사용자의 손등에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 반사 타깃(110)은 사용자의 손목 부위, 손바닥 부위 등과 같이 비교적 넓은 다른 부분에 배치될 수 있다.
FIG. 3 is a view showing a state where a reflective target group of a motion tracker system having improved motion detection accuracy according to an exemplary embodiment of the present invention is arranged. FIG. 4 is a view for improving the motion detection accuracy according to an exemplary embodiment of the present invention Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > motion target tracker system. 3 and 4, the reflective target 100 includes a group of a first reflective target 110, a second reflective target 120, and a third reflective target 130 disposed in a user's hand can do. The first reflective target 110 may have a larger size than the second reflective target 120 and the third reflective target 130. The first reflective target 110 may be disposed, for example, in a user's hand. In other embodiments, the first reflective target 110 may be disposed at a relatively wide different portion, such as the wrist region of the user, the palm region, and the like.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 반사 타깃(110)은 복수의 흡광부들(111, 113, 115, 117) 및 반사부(118)를 갖는 반사 패턴을 포함할 수 있다. 이러한 반사 패턴은 중심점(C) 또는 중심점(C)을 통과하는 가상의 직선에 대해 비대칭적인 형상을 가질 수 있다. 반사 패턴은 예를 들어, 한 변(SO)이 약 4㎝ 내지 4.5㎝인 사각형의 형상을 가질 수 있다. 이러한 반사 패턴은 반사부(118)의 내에 배치되는 흡광부들(111, 113, 115, 117)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡광부들(111, 113, 115, 117)은, 중심점(C)을 포함하고 한 변(SI)이 약 3㎝인 사각 영역 내에 배치될 수 있다. 그에 따라, 반사부(118)가 흡광부들(111, 113, 115, 117)을 각각 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이러한 반사부(118)는 소정의 파장대의 광을 반사하는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사부(118)는 적외 광에 대한 반사율이 높은 재질을 포함할 수 있다.
As shown in FIG. 4, the first reflective target 110 may include a reflection pattern having a plurality of light absorbers 111, 113, 115, 117 and a reflection portion 118. This reflection pattern may have an asymmetrical shape with respect to a virtual straight line passing through the center point C or the center point C. [ The reflection pattern may have, for example, a rectangular shape with one side SO of about 4 cm to 4.5 cm. This reflection pattern may include absorbers 111, 113, 115, and 117 disposed within the reflective portion 118. [ For example, the absorbers 111, 113, 115, and 117 may be disposed in a rectangular area including the center point C and one side SI of about 3 cm. Accordingly, the reflective portion 118 can be disposed so as to surround the light absorbers 111, 113, 115, and 117, respectively. The reflective portion 118 may include a material that reflects light of a predetermined wavelength band. For example, the reflector 118 may include a material having a high reflectivity to infrared light.

흡광부들(111, 113, 115, 117)은 소정의 파장대의 광을 흡수하는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡광부들(111, 113, 115, 117)은 적외 광에 대한 흡수율이 높은 재질을 포함할 수 있다. 이러한 흡광부들(111, 113, 115, 117)은 중심점(C)에 대하여 서로 다른 방향에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 흡광부(111)는 중심점(C)에 대하여 제1 사분면에 대응하는 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 흡광부(113)는 중심점(C)에 대하여 제2 사분면에 대응하는 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 흡광부(115)는 중심점(C)에 대하여 제3 사분면에 대응하는 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 흡광부(117)는 중심점(C)에 대하여 제4 사분면에 대응하는 영역에 배치될 수 있다.
The light absorbers 111, 113, 115, and 117 may include a material that absorbs light of a predetermined wavelength band. For example, the light absorbers 111, 113, 115, and 117 may include a material having a high absorption coefficient for infrared light. These absorbers 111, 113, 115, and 117 may be arranged in different directions with respect to the center point C. For example, the first light absorbing portion 111 may be disposed in a region corresponding to the first quadrant with respect to the center point C. For example, the second light absorbing portion 113 may be disposed in a region corresponding to the second quadrant with respect to the center point C. For example, the third light-absorbing portion 115 may be disposed in an area corresponding to the third quadrant with respect to the center point C. For example, the fourth light-absorbing portion 117 may be disposed in an area corresponding to the fourth quadrant with respect to the center point C.

제1 내지 제4 흡광부들(111, 113, 115, 117)은 적어도 어느 하나의 크기가 다른 흡광부들의 크기와 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 흡광부(111)는 제2 내지 제4 흡광부들(113, 115, 117)에 비해 약 0.4㎝ 이상 약 0.5㎝ 이하만큼 길이가 긴 사각 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제2 내지 제4 흡광부들(113, 115, 117)은 한 변의 길이가, 예컨대, 약 0.7㎝ 이상 약 1.0㎝ 이하인 사각 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 복수의 흡광부들(111, 113, 115, 117)은 반사 패턴 내에서 중심점(C)을 기준으로 비대칭적으로 배치될 수 있다.
The sizes of the first to fourth light absorbers 111, 113, 115, and 117 may differ from those of the other light absorbers. For example, the first light absorbing part 111 may have a rectangular shape having a length of about 0.4 cm or more and about 0.5 cm or less in comparison with the second to fourth light absorbing parts 113, 115, and 117. In this case, the second to fourth light absorbers 113, 115, and 117 may have a rectangular shape with a side length of, for example, about 0.7 cm or more and about 1.0 cm or less. As described above, the plurality of light absorbers 111, 113, 115, and 117 can be arranged asymmetrically with respect to the center point C in the reflection pattern.

한편, 본 실시예에서는 제1 반사 타깃(110) 및 이에 포함된 흡광부들(111, 113, 115, 117)이 사각 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명의 특징에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 반사 타깃이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 반사 타깃(110) 및 그에 포함되는 흡광부들(111, 113, 115, 117)의 형상은, 원, 타원, 다각형, 굴곡진 변을 포함하는 다각형 등 다양하게 구성될 수 있다.
Although the first reflective target 110 and the absorptive portions 111, 113, 115, and 117 included therein are illustrated as having a rectangular shape in the present embodiment, the present invention is not limited thereto. For example, The reflection target of the motion tracker system with improved accuracy is not limited thereto. For example, the shape of the first reflective target 110 and the light absorbers 111, 113, 115, and 117 included therein may be variously formed, such as a circle, an ellipse, a polygon, .

제2 반사 타깃(120)은 사용자의 엄지에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 반사 타깃(120)은 사용자의 엄지의 단부에 배치될 수 있다. 이와 같이, 제2 반사 타깃(120)이 엄지의 단부에 배치됨에 따라, 제2 반사 타깃(120)에 의해 반사되는 광이 용이하게 감지될 수 있다.
The second reflective target 120 may be disposed at the user's thumb. For example, the second reflective target 120 may be disposed at an end of the user's thumb. Thus, as the second reflective target 120 is disposed at the end of the thumb, the light reflected by the second reflective target 120 can be easily sensed.

제3 반사 타깃(130)은 사용자의 검지에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 반사 타깃(130)은 사용자의 검지의 단부에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 제3 반사 타깃(130)은 사용자의 검지의 마디부, 또는 마디와 마디 사이 등에 배치될 수 있다.
The third reflective target 130 may be disposed at the user's detection. For example, the third reflective target 130 may be disposed at the end of the user's forefinger. In other embodiments, the third reflective target 130 may be located at the nodal portion of the user's index, or between nodes and nodes.

이와 같이, 제1 반사 타깃(110)이 흡광부들(111, 113, 115, 117)을 갖는 비대칭적인 반사 패턴을 포함함으로써, 제2 반사 타깃(120)이 배치된 엄지와, 제3 반사 타깃(130)이 배치된 검지의 움직임을 더욱 정확하게 감지할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 가장 큰 면적을 갖는 제1 흡광부(111)를 오른 편에 두도록, 중심점(C)으로부터 제2 흡광부(113)를 향하여 기준 벡터(RV)가 설정되는 경우, 이러한 기준 벡터(RV)에 대해 반시계 방향(CCW)에 위치한 영역에서 감지되는 반사 타깃은, 사용자의 엄지에 배치되는 제2 반사 타깃(120)인 것으로 식별될 수 있다. 비슷하게, 기준 벡터(RV)에 대해 시계 방향(CW)에 위치한 영역에서 감지되는 반사 타깃은, 사용자의 검지에 배치되는 제3 반사 타깃(130)인 것으로 식별될 수 있다. 이렇게, 사용자의 손등에 배치된 제1 반사 타깃(110)의 비대칭 반사 패턴에 기초하여, 사용자의 엄지에 배치된 제2 반사 타깃(120) 및 사용자의 검지에 배치된 제3 반사 타깃(130)을 식별함으로써, 사용자의 손 자체의 움직임뿐 아니라, 손가락들의 움직임까지 정확하게 감지할 수 있다. 그에 따라, 감지된 손가락들의 움직임을 제어부(300)에서 표현되는 가상공간에서 보다 높은 정확도로 시뮬레이션할 수 있다.
As described above, the first reflective target 110 includes the asymmetrical reflection pattern having the light absorbers 111, 113, 115, and 117, so that the thumb on which the second reflective target 120 is disposed and the third reflective target 130 can be detected more accurately. For example, as shown in FIG. 4, a reference vector RV is generated from the center point C toward the second light-absorbing portion 113 so that the first light-absorbing portion 111 having the largest area is located on the right side If so, the reflected target, which is sensed in an area located counterclockwise (CCW) relative to this reference vector RV, can be identified as being a second reflective target 120 disposed at the user's thumb. Similarly, a reflected target sensed in an area located in a clockwise direction (CW) relative to a reference vector RV may be identified as being a third reflected target 130 disposed in the user's detection. Thus, based on the asymmetric reflection pattern of the first reflective target 110 disposed on the user's hand, the second reflective target 120 disposed on the user's thumb and the third reflective target 130 disposed on the user's detection, It is possible to accurately detect not only the movement of the user's hand but also the movement of the fingers. Accordingly, the motion of the detected fingers can be simulated with a higher accuracy in the virtual space represented by the control unit 300.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템의 반사 타깃 그룹에 의해 반사된 적외 광이 감지되는 모습을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 적외선 스테레오 카메라(200)에 의해 감지되는 반사 타깃(100)의 영상(500)에서는, 제1 내지 제3 반사 타깃들(110, 120, 130)이 각각 감지될 수 있다. 즉, 비대칭적인 반사 패턴을 갖는 제1 반사 타깃(110)에 의한 제1 반사 영역(1)이 감지되는 경우, 이러한 비대칭 반사 패턴을 이용하여, 소정의 기준 벡터(RV)에 대해 반시계 방향(CCW) 및 시계 방향(CW)으로 각각, 제2 반사 타깃(120)에 의한 제2 반사 영역(2)과 제3 반사 타깃(3)에 의한 제3 반사 영역(3)이 감지될 수 있다. 이 경우, 상기 반사 패턴의 비대칭 방향에 기초하여, 제2 반사 영역(2)은 사용자의 엄지의 위치를 나타내는 것으로 식별될 수 있고, 제3 반사 영역(3)은 사용자의 검지의 위치를 나타내는 것으로 식별될 수 있다.
5 is a diagram illustrating a state in which infrared light reflected by a reflective target group of a motion tracker system having improved motion detection accuracy according to an exemplary embodiment of the present invention is detected. 5, in the image 500 of the reflective target 100 sensed by the infrared stereo camera 200, the first through third reflective targets 110, 120, and 130 may be respectively sensed have. That is, when the first reflection area 1 is detected by the first reflection target 110 having an asymmetrical reflection pattern, the asymmetrical reflection pattern is used to detect the first reference reflection vector in the counterclockwise direction The second reflection region 2 by the second reflection target 120 and the third reflection region 3 by the third reflection target 3 can be sensed in the CCW direction and CCW direction respectively. In this case, based on the asymmetrical direction of the reflection pattern, the second reflection region 2 can be identified as indicating the position of the user's thumb, and the third reflection region 3 indicates the position of the user's detection Lt; / RTI >

전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템에 따르면, 사용자의 손에 배치된 반사 타깃 그룹(100)으로부터 반사되는 적외 광을 감지하여 사용자의 손의 움직임을 가상공간에서 시뮬레이션하되, 반사 타깃 그룹은 복수의 흡광부들(111, 113, 115, 117)을 포함한 비대칭적인 반사 패턴을 갖는 제1 반사 타깃(110)과 사용자의 적어도 2개의 손가락들(예컨대, 엄지 및 검지)에 각각 배치되는 제2 및 제3 반사 타깃(120, 130)을 포함함으로써, 사용자의 손가락 움직임에 의해 수행되는 정밀한 동작을 명확하게 감지할 수 있고, 그에 따라 가상공간에서의 계기판 조작, 버튼 조작 등 다양한 손 움직임을 구현할 수 있다.
As described above, according to the motion tracker system having improved motion detection accuracy proposed in the present invention, infrared light reflected from the reflective target group 100 disposed in the user's hand is sensed, Wherein the reflective target group comprises a first reflective target 110 having an asymmetrical reflective pattern including a plurality of absorbers 111, 113, 115 and 117 and at least two fingers of the user And the second and third reflective targets 120 and 130 respectively disposed on the front and rear sides of the user's body, respectively, thereby accurately detecting the precise operations performed by the user's finger movements, Various hand movements such as manipulation can be realized.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics of the invention.

100: 반사 타깃 (그룹) 110: 제1 반사 타깃
111: 제1 흡광부 113: 제2 흡광부
115: 제3 흡광부 117: 제4 흡광부
118: 반사부 120: 제2 반사 타깃
130: 제3 반사 타깃 200: 적외선 스테레오 카메라
300: 제어부 500: 적외 영상100: reflective target (group) 110: first reflective target
111: first light absorbing part 113: second light absorbing part
115: third absorbing part 117: fourth absorbing part
118: reflective part 120: second reflective target
130: Third reflective target 200: Infrared stereo camera
300: control unit 500: infrared image

Claims (7)

모션 트래커 시스템으로서,
사용자의 손에 배치되는 반사 타깃 그룹(100);
상기 반사 타깃 그룹(100)으로부터 반사되는 적외 광을 감지하는 적외선 스테레오 카메라(200); 및
상기 감지된 적외 광을 이용하여 상기 사용자의 손의 움직임을 가상공간에서 시뮬레이션하는 제어부(300)를 포함하되,
상기 반사 타깃 그룹(100)은,
중심점(C) 또는 상기 중심점(C)을 지나는 가상 직선에 대하여 비대칭적인 형상을 갖는, 복수의 흡광부들(111, 113, 115, 117)이 배치된 반사 패턴을 포함하고, 상기 사용자의 손에 배치되는 제1 반사 타깃(110);
상기 손의 제1 손가락에 배치되고, 상기 제1 반사 타깃(110)보다 작은 크기를 갖는 제2 반사 타깃(120); 및
상기 제1 손가락과 다른 상기 손의 제2 손가락에 배치되고, 상기 제1 반사 타깃(110)보다 작은 크기를 갖는 제3 반사 타깃(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템.
As a motion tracker system,
A reflective target group (100) disposed in a user's hand;
An infrared stereo camera 200 for sensing infrared light reflected from the reflective target group 100; And
And a controller 300 for simulating the movement of the user's hand in a virtual space using the detected infrared light,
The reflective target group (100)
(111, 113, 115, 117) having an asymmetrical shape with respect to a virtual straight line passing through the center point (C) or the center point (C) A first reflective target (110);
A second reflective target (120) disposed on the first finger of the hand and having a size smaller than the first reflective target (110); And
And a third reflective target (130) disposed on a second finger of the hand different from the first finger and having a size smaller than the first reflective target (110) Tracker system.
제1항에 있어서,
상기 제1 반사 타깃(110)은 상기 손의 손등에 배치되는 것을 특징으로 하는, 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first reflective target (110) is disposed in the back of the hand of the hand.
제1항에 있어서,
상기 흡광부들(111, 113, 115, 117) 중 적어도 2개의 흡광부들(111, 113)은 서로 다른 면적을 갖는 것을 특징으로 하는, 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein at least two light absorbers (111, 113) of the light absorbers (111, 113, 115, 117) have different areas.
제3항에 있어서,
상기 흡광부들(111, 113, 115, 117) 중 상기 중심점(C)에 대해 제1 방향에 배치되는 제1 흡광부(111)는, 상기 중심점(C)에 대해 상기 제1 방향과 다른 제2 방향에 배치되는 제2 흡광부(113)보다 큰 것을 특징으로 하는, 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템.
The method of claim 3,
The first light absorbing part 111 disposed in the first direction with respect to the center point C among the light absorbing parts 111, 113, 115 and 117 is disposed in the second direction different from the first direction with respect to the center point C, Direction of the second light-absorbing part (113).
제1항에 있어서,
상기 반사 패턴은, 상기 흡광부들(111, 113, 115, 117)이 반사부(118)에 의해 둘러싸이도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the reflection pattern is disposed such that the light absorber portions (111, 113, 115, 117) are surrounded by the reflection portion (118).
제1항에 있어서, 상기 흡광부들(111, 113, 115, 117)은,
원, 타원 및 다각형 중 적어도 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템.
The light-emitting device according to claim 1, wherein the light absorbers (111, 113, 115, 117)
And a shape of at least one of a circle, an ellipse, and a polygon.
제1항에 있어서,
상기 제1 손가락은 상기 손의 엄지이고, 상기 제2 손가락은 상기 손의 검지인 것을 특징으로 하는, 움직임 감지 정확도를 향상시킨 모션 트래커 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first finger is a thumb of the hand and the second finger is a finger of the hand.
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