KR101743249B1 - Method, apparatus and program for finding reference vector for attaching sensor to determine movement of thumb - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엄지 손가락의 움직임을 파악하기 위해 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 방법, 장치 및 프로그램에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엄지 손가락의 각도를 달리하여 복수 개의 자세를 취한 손 모양을 각각 스캔하여 복수 개의 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계; 각각의 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 동일한 지점을 선정하고, 지점으로부터 소정의 방향을 갖는 후보 벡터를 복수 개 선정하되, 각각의 후보 벡터는 손 표면 상 지점 및 지점으로부터의 방향 중 적어도 하나가 달리되도록 선정하는 단계; 후보 벡터에 따른 지점으로부터 방향으로 3D 스캔 이미지의 손 표면을 따라 소정 길이 가상 곡선을 그렸을 때, 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를, 각각의 후보 벡터에 대해 모든 3D 스캔 이미지에서 측정하는 단계; 곡률 반지름 및 곡률 각도에 따라 지시값을 달리하는 센서가, 각각의 후보 벡터에 대해 모든 3D 스캔 이미지에서 측정된 곡률 반지름 및 곡률 각도인 경우에 나타낼 지시값을 구하는 단계; 각각의 후보 벡터에 대해 모든 3D 스캔 이미지마다 계산된 지시값을, 엄지 손가락의 각도 변화에 대해 선형 근사하여 기울기를 구하는 단계; 및 복수개의 후보 벡터 중 선형 근사한 직선의 기울기가 가장 크게 산출된 후보 벡터를 센서 부착을 위한 기준 벡터로 선정하는 단계를 포함한다. The present invention relates to a method, an apparatus, and a program for selecting a reference vector to which a sensor is attached for grasping the movement of a thumb, and more particularly, Generating a plurality of 3D scanned images; A plurality of candidate vectors having a predetermined direction from a point are selected, and each of the candidate vectors is selected such that at least one of directions from points and points on the hand surface is different Selecting step; Measuring a curvature radius and a curvature angle of a virtual curve in every 3D scan image for each candidate vector when drawing a predetermined length virtual curve along a hand surface of the 3D scan image from a point along a candidate vector; Obtaining an indication value to be indicated when the sensor whose indicator value differs according to the curvature radius and the curvature angle is a curvature radius and a curvature angle measured in every 3D scan image for each candidate vector; Calculating an indication value calculated for every 3D scan image for each candidate vector by linearly approximating the gradient of the angle of the thumb to obtain a slope; And selecting a candidate vector having the largest slope of a linear approximate straight line among the plurality of candidate vectors as a reference vector for attaching the sensor.

Description

엄지 손가락의 움직임을 파악하기 위해 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 방법, 장치 및 프로그램{METHOD, APPARATUS AND PROGRAM FOR FINDING REFERENCE VECTOR FOR ATTACHING SENSOR TO DETERMINE MOVEMENT OF THUMB}METHOD, APPARATUS AND PROGRAM FOR FINDING REFERENCE VECTOR FOR ATTACHING SENSOR TO DETERMINE MOVEMENT OF THUMB BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 엄지 손가락의 움직임을 파악하기 위해 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 방법, 장치 및 프로그램에 관한 것으로, 각기 다른 사용자의 손에 센서를 부착함에 있어서, 곡률 반지름 및 곡률 반경에 따라 지시값이 변하는 센서를 통해 엄지 손가락 움직임을 분석할 때, 각 사용자마다 손의 어떠한 지점 및 방향으로 센서를 부착할 때 가장 명확하게 엄지 손가락의 움직임을 파악할 수 있는지, 최적의 센서 부착 지점 및 방향을 선정하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method, an apparatus, and a program for selecting a reference vector to which a sensor is to be attached in order to grasp the movement of a thumb. In attaching a sensor to the hands of different users, When analyzing thumb movements with this changing sensor, it is necessary to select the most suitable point of attachment and orientation of sensor, Technology.

최근 의료 기술의 발달로 뇌졸중 혹은 척추손상 후에도 살아남은 환자의 수가 늘어났다. 그러나 뇌졸중이나 척추손상 이후 마비 증상이 발생함에 따라 재활의 필요성이 높아지고 있는데, 그 중 손의 마비가 가장 빈번이 발생한다. 이때 환자마다 손의 기능에 대한 정확한 평가가 이루어져야 적합한 재활 운동 처방을 할 수 있기 때문에, 환자의 손의 자세 및 동작의 범위를 정확하게 측정하는 것이 중요하다. Recent advances in medical technology have increased the number of patients who survived stroke or spinal injury. However, the need for rehabilitation is increasing due to paralysis after stroke or spinal cord injury, among which hand paralysis occurs most frequently. Therefore, it is important to accurately measure the range of the posture and the motion of the patient's hand, since an accurate evaluation of the function of the hand is required for each patient so that a proper rehabilitation exercise prescription can be made.

이를 위해 환자의 손의 자세를 측정하기 위하여 플렉서블 센서(벤딩 센서, 스트레쳐블 센서)를 사용하여 손가락의 관절마다 센서를 부착하여 손가락의 움직임을 측정하는 기술이 개발되고 있다. For this purpose, a technique of measuring the movement of the finger by attaching a sensor to each joint of the finger using a flexible sensor (bending sensor, strainable sensor) is being developed to measure the posture of the patient's hand.

그러나 엄지 손가락은 다른 손가락과 달리 내전과 외전(Abduction/Adduction), 굴곡과 신장(Flexion/Extension)과 같은 여러 움직임을 갖고, 사람마다 단모지외전근(Abductor Pollicis Brevis)의 크기가 다르다. 때문에 사람마다 단모지외전근 발달량에 따라 센서를 부착해야 할 위치가 달라, 엄지 손가락은 다른 손가락에 비하여 정확한 움직임을 파악하기 어려운 문제가 있다. However, unlike other fingers, the thumb has various movements such as abduction / adduction, flexion and extension, and the size of the abductor pollicis brevis varies from person to person. Therefore, there is a problem that it is difficult to grasp the exact movement of the thumb compared to other fingers because the location where the sensor should be attached differs depending on the amount of development of the abduction muscle.

한국 공개특허공보 제10-2015-0129919(2015.11.23)호: 손가락 움직임 측정 시스템 및 측정 방법Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0129919 (November 25, 2013): Finger Motion Measurement System and Measurement Method

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사람마다 엄지 손가락의 움직임을 측정하기 위해 센서를 부착할 최적의 지점 및 방향을 찾는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to find an optimal point and direction for attaching a sensor to measure the movement of the thumb in each person.

특히 사람마다 손의 모양 및 근육 발달량이 상이하여, 개개인의 손의 특징에 따라 엄지 손가락의 움직임을 파악하기 적절한 지점 및 방향을 찾고자 한다. Especially, the shape of the hand and the amount of muscle development are different for each person, so that it is sought to find a suitable point and direction for grasping the movement of the thumb according to the characteristics of the individual's hand.

다만, 본 발명의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 도출될 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서를 부착할 기준 벡터 선정 방법은 엄지 손가락의 각도를 달리하여 복수 개의 자세를 취한 손 모양을 각각 스캔하여 복수 개의 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계; 각각의 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 동일한 지점을 선정하고, 상기 지점으로부터 소정의 방향을 갖는 후보 벡터를 복수 개 선정하되, 각각의 후보 벡터는 상기 손 표면상 지점 및 상기 지점으로부터의 방향 중 적어도 하나가 달리되도록 선정하는 단계; 상기 후보 벡터에 따른 상기 지점으로부터 상기 방향으로 상기 3D 스캔 이미지의 손 표면을 따라 소정 길이 가상 곡선을 그렸을 때, 상기 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정하는 단계; 곡률 반지름 및 곡률 각도에 따라 지시값을 달리하는 센서가, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정된 곡률 반지름 및 곡률 각도인 경우에 나타낼 지시값을 구하는 단계; 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지마다 계산된 상기 지시값을, 상기 엄지 손가락의 각도 변화에 대해 선형 근사하여 기울기를 구하는 단계; 및 상기 복수개의 후보 벡터 중 상기 선형 근사한 직선의 기울기가 가장 크게 산출된 후보 벡터를 센서 부착을 위한 기준 벡터로 선정하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of selecting a reference vector for attaching a sensor, the method comprising: generating a plurality of 3D scanned images by scanning a plurality of hand shapes with different thumb angles; Selecting the same point on the hand surface of each 3D scan image and selecting a plurality of candidate vectors having a predetermined direction from the point, each candidate vector having at least one of a point on the hand surface and a direction from the point Selecting a different one; Wherein when a virtual curve of a predetermined length is drawn along the hand surface of the 3D scanned image in the direction from the point in accordance with the candidate vector, the curvature radius and the curvature angle of the virtual curve are calculated for all of the 3D scans Measuring in an image; Obtaining an indication value to be indicated when the sensor whose indication value differs according to the curvature radius and the curvature angle is a curvature radius and a curvature angle measured in all of the 3D scanned images with respect to each of the candidate vectors; Calculating a slope by linearly approximating the indication value calculated for each of the 3D scan images for each candidate vector with respect to a change in the angle of the thumb; And selecting a candidate vector having the largest slope of the linear approximate straight line among the plurality of candidate vectors as a reference vector for attaching the sensor.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서를 부착할 최적의 지점 및 방향 선정 장치는 엄지 손가락의 각도를 달리하여 복수 개의 자세를 취한 손 모양을 각각 스캔하여 복수 개의 3D 스캔 이미지를 생성하는 스캔부; 각각의 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 동일한 지점을 선정하고, 상기 지점으로부터 소정의 방향을 갖는 후보 벡터를 복수 개 선정하되, 각각의 후보 벡터는 상기 손 표면상 지점 및 상기 지점으로부터의 방향 중 적어도 하나가 달리되도록 선정하는 후보 벡터 선정부; 상기 후보 벡터에 따른 상기 지점으로부터 상기 방향으로 상기 3D 스캔 이미지의 손 표면을 따라 소정 길이 가상 곡선을 그렸을 때, 상기 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정하고, 곡률 반지름 및 곡률 각도에 따라 지시값을 달리하는 센서가, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정된 곡률 반지름 및 곡률 각도인 경우에 나타낼 지시값을 구하는 지시값 측정부; 및 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지마다 계산된 상기 지시값을, 상기 엄지 손가락의 각도 변화에 대해 선형 근사하여 기울기를 구하고, 상기 복수개의 후보 벡터 중 상기 선형 근사한 직선의 기울기가 가장 크게 산출된 후보 벡터를 센서 부착을 위한 기준 벡터로 선정하는 기준 벡터 선정부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus and method for selecting a point and a direction which are suitable for attaching a sensor, the apparatus comprising: a scan unit for generating a plurality of 3D scanned images by scanning a plurality of postures with different thumb angles; Selecting the same point on the hand surface of each 3D scan image and selecting a plurality of candidate vectors having a predetermined direction from the point, each candidate vector having at least one of a point on the hand surface and a direction from the point A candidate vector selection unit for selecting the candidate vector to be different; Wherein when a virtual curve of a predetermined length is drawn along the hand surface of the 3D scanned image in the direction from the point in accordance with the candidate vector, the curvature radius and the curvature angle of the virtual curve are calculated for all of the 3D scans A sensor that measures in the image and that varies the indication value according to the curvature radius and the curvature angle, calculates an indication value to obtain an indication value to be indicated when the curvature radius and the curvature angle are measured in all of the 3D scanned images with respect to each of the candidate vectors Measuring unit; And calculating a slope by linearly approximating the indication value calculated for each of the 3D scan images with respect to an angle change of the thumb with respect to each of the candidate vectors, and calculating a slope of the linear approximate straight line among the plurality of candidate vectors And a reference vector selection unit for selecting the candidate vector as a reference vector for attaching the sensor.

본 발명의 실시예에 따르면, 개개인이 여러 엄지손가락 각도를 취한 손모양을 분석하여, 엄지 손가락의 내전과 외전(Abduction/Adduction), 굴곡과 신장(Flexion/Extension)의 각도를 파악할 수 있는 정확한 지점 및 방향을 선정할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, an individual can analyze the shape of a hand having various thumb angles to determine an accurate point where the angle of abduction / adduction, flexion and extension (Flexion / Extension) And direction can be selected.

본 발명의 실시예에 대한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다. The effects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and various effects can be included within the scope that is obvious to a person skilled in the art from the following description.

도 1은 손을 구성하는 관절을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 엄지손가락이 움직일 수 있는 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 손 표면상에서 어느 일 지점에 대한 위상 좌표를 구하는 방법및 엄지 손가락의 움직임에 대한 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 방법의 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 후보 벡터를 선정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를 후보 벡터에 대해 3D 스캔 이미지에서 측정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 3D 스캔 이미지에서 측정된 곡률 반지름 및 곡률 각도인 경우에 지시값을 구하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 센서의 지시값을 엄지 손가락의 각도 변화에 대해 선형 근사하여 기울기를 구하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 기준 벡터로 선정하여 손에 센서를 부착할 지점과 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 모든 3D 스캔 이미지의 손 표면상에 복수 개의 동일한 지점을 기준점으로 선정하고, 기준점을 기준으로 모든 3D 스캔 이미지를 겹치는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 장치의 기능 블록을 나타낸 도면이다.
1 is a view for explaining a joint constituting a hand;
2 is a view for explaining a direction in which a thumb can be moved.
3 is a diagram for explaining a method of obtaining the phase coordinate for one point on the hand surface and an angle with respect to the movement of the thumb.
FIG. 4 is a diagram for explaining a procedure of a method of selecting a reference vector to which a sensor is attached according to an embodiment.
5 is a diagram for explaining a step of generating a 3D scan image.
6 is a diagram for explaining a step of selecting a candidate vector.
7 is a view for explaining a step of measuring a curvature radius and a curvature angle of a virtual curve in a 3D scan image with respect to a candidate vector.
8 is a view for explaining a step of obtaining an indication value in the case of a curvature radius and a curvature angle measured in a 3D scan image.
9 is a view for explaining a step of obtaining a slope by linearly approximating an indication value of a sensor with respect to an angle change of a thumb.
10 is a view for explaining a point and a direction for attaching a sensor to a hand by selecting a reference vector.
11 is a view for explaining a step of selecting a plurality of identical points on a hand surface of all 3D scanned images as reference points and overlapping all 3D scanned images with reference to a reference point.
12 is a functional block diagram of an apparatus for selecting a reference vector for attaching a sensor according to an embodiment.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.The embodiments disclosed herein should not be construed or interpreted as limiting the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art that the description including the embodiments of the present specification has various applications. Accordingly, any embodiment described in the Detailed Description of the Invention is illustrative for a better understanding of the invention and is not intended to limit the scope of the invention to embodiments.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.The functional blocks shown in the drawings and described below are merely examples of possible implementations. In other implementations, other functional blocks may be used without departing from the spirit and scope of the following detailed description. Also, although one or more functional blocks of the present invention are represented as discrete blocks, one or more of the functional blocks of the present invention may be a combination of various hardware and software configurations that perform the same function.

또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.In addition, the expression "including any element" is merely an expression of an open-ended expression, and is not to be construed as excluding the additional elements.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. Further, when a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that there may be other components in between.

또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다. Also, the expressions such as 'first, second', etc. are used only to distinguish a plurality of configurations, and do not limit the order or other features between configurations.

도 1은 손의 관절을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 엄지손가락이 움직일 수 있는 방향을 설명하기 위한 도면이다.Fig. 1 is a view for explaining a joint of a hand, and Fig. 2 is a view for explaining a direction in which a thumb can be moved.

도 1을 참고하면, 엄지는 Trapezium, Metacarpal, Proximal Phalanx, Distal Phalanx 라는 뼈와, CMC joint, MCP joint, IP joint라는 관절로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, the thumb consists of a bone called Trapezium, Metacarpal, Proximal Phalanx, and Distal Phalanx, and joints such as a CMC joint, an MCP joint, and an IP joint.

특히 엄지 손가락의 CMC joint는 다른 손가락과 달리 복잡한 움직임을 갖는데 이는 Trapezium 위에서 Metacarpal bone이 여러 방향으로 움직일 수 있기 때문이다.In particular, the CMC joint of the thumb has a complex motion unlike the other fingers because the Metacarpal bone can move in many directions on the Trapezium.

도 1 및 도 2를 참고하면, Radial/Ulnar 방향으로 뼈가 움직일 때를 Abduction/Adduction 이라 하고, Volar/Dorsal 방향으로 뼈가 움직일 때를 Flexion/Extension 이라 한다.1 and 2, when the bone moves in the Radial / Ulnar direction, it is called Abduction / Adduction, and when the bone moves in the Volar / Dorsal direction, it is called a Flexion / Extension.

기존에는 엄지 손가락의 움직임을 측정하기 위해 Trapezium 관절을 기준으로 잡고 움직임을 정의하였는데, 엄지 손가락의 Trapezium 관절의 움직임을 손의 표면에서 측정하는 것은 어렵다. 그 때문에 본 발명에서는 Trapezium 관절이 아닌, 손 표면 상에서 CMC joint가 움직이는 각도를 파악할 수 있도록 CMC Abduction각도와 CMC Extension 각도를 도 3과 같이 정의하였다. Previously, we defined the movement based on the Trapezium joint in order to measure the movement of the thumb. It is difficult to measure the motion of the Trapezium joint of the thumb on the surface of the hand. Therefore, in the present invention, the CMC abduction angle and the CMC extension angle are defined as shown in FIG. 3 so as to grasp the angle at which the CMC joint moves on the hand surface rather than the Trapezium joint.

도 3은 손 표면상에서 어느 일 지점에 대한 위상 좌표를 구하는 방법및 엄지 손가락의 움직임에 대한 각도를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a method of obtaining the phase coordinate for one point on the hand surface and an angle with respect to the movement of the thumb.

도 3을 참조하면, 우선 손등과 평행하는 평면을 만들기 위해, 예를 들면 3차원 공간에 대하여 손목 부근 임의의 지점을 원점 Pend, 둘째 손가락의 MCP joint 지점을 Pindex, 넷째 손가락의 MCP joint 지점을 Pring로 지정하여 Pend, Pindex, Pring을 지나는 평면 Sref을 생성하여 손등과 평행한 평면을 생성한다. 이 때 Sref 평면과 수직인 벡터를 X축, Pend와 Pindex를 잇는 벡터를 Z축, X축과 Z축에 수직인 벡터를 Y축으로 정의한다. Referring to FIG. 3, in order to make a plane parallel to the back of the hand, for example, an arbitrary point near the wrist with respect to the three-dimensional space is referred to as an origin Pend, an MCP joint point of a second finger is referred to as Pindex, and an MCP joint point of a fourth finger is Pring To create a plane Sref passing through the Pend, Pindex, and Pring to create a plane parallel to the back of the hand. In this case, the vector perpendicular to the Sref plane is defined as the X-axis, the vector connecting the Pend and Pindex is defined as the Z-axis, and the vector perpendicular to the X-axis and the Z-axis is defined as the Y-axis.

한편, 엄지의 CMC joint 지점을 Pcmc로 지정하여, Pindex, Pend, Pcmc를 지나는 평면 Sroll을 생성한다. 이때 Pth는 엄지 손가락의 MCP joint이며 Pcmc와 Pth를 두 점을 잇는 선분이 엄지 손가락의 Metacarpal bone에 해당한다. On the other hand, the CMC joint point of the thumb is designated as Pcmc, and a plane Sroll passing through Pindex, Pend, and Pcmc is generated. At this time, Pth is the MCP joint of the thumb, and the line connecting Pcmc and Pth to the two points corresponds to the Metacarpal bone of the thumb.

이에 Sroll 평면에 엄지 Metacarpal bone을 투사하였을 때, Z축과 Metacarpal bone이 이루는 각도를 CMC Abduction 각도라고 정의하며, Sroll 평면에 엄지 Metacarpal bone 벡터의 시작점만 투사하였을 때, Metacarpal bone 벡터와 Sroll 평면이 이루는 각도를 CMC Flexion 각도라고 정의한다. The CMC abduction angle is defined as the angle between the Z axis and the metacarpal bone when projecting the thumb Metacarpal bone on the Sroll plane. When projecting only the starting point of the thumb Metacarpal bone vector on the Sroll plane, the angle between the Metacarpal bone vector and the Sroll plane The angle is defined as the CMC Flexion angle.

일 실시예로서, 이와 같은 기준으로 X, Y, Z축이 정의되었을 때, 손 표면상 일 지점의 좌표 및 엄지손가락의 CMC Abduction 각도 및 CMC Flexion 각도를 측정할 수 있다. 다만, 이는 손에서의 일 지점을 특정하고 엄지 손가락의 각도를 측정하기 위한 하나의 예시일 뿐, 이에 한정되지는 않는다. In one embodiment, when the X, Y, and Z axes are defined on such a reference, the coordinates of one point on the hand surface and the CMC abduction angle and CMC flexion angle of the thumb can be measured. However, this is only one example for specifying a point in the hand and measuring the angle of the thumb, but the present invention is not limited thereto.

이에 엄지 손가락의 움직임에 따른 각도의 변화를 알기 위해 본 발명은 손가락의 움직임에 따라 사용자 개개인마다 손의 표면이 어떻게 변화하는지 분석하여, 센서를 부착할 지점 및 방향(기준 벡터)을 선정하며, 그 방법은 다음과 같다. In order to know the change of the angle according to the movement of the thumb, the present invention analyzes how the surface of the hand changes for each user according to the movement of the finger, selects the point and direction (reference vector) The method is as follows.

도 4는 일 실시예에 따른 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 방법의 순서를 설명하기 위한 도면이고, 도 5 내지 도 11은 방법의 각 단계를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 is a diagram for explaining a procedure of a method for selecting a reference vector to which a sensor is attached according to an embodiment, and FIGS. 5 to 11 are views for explaining each step of the method.

도 4를 참조하면, 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 방법은 엄지 손가락의 각도를 달리하여 복수 개의 자세를 취한 손 모양을 각각 스캔하여 복수 개의 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계(S110); 각각의 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 동일한 지점을 선정하고, 지점으로부터 소정의 방향을 갖는 후보 벡터를 복수 개 선정하되, 각각의 후보 벡터는 손 표면 상 지점 및 지점으로부터의 방향 중 적어도 하나가 달리되도록 선정하는 단계(S120); 후보 벡터에 따른 지점으로부터 방향으로 3D 스캔 이미지의 손 표면을 따라 소정 길이 가상 곡선을 그렸을 때, 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를, 각각의 후보 벡터에 대해 모든 3D 스캔 이미지에서 측정하는 단계(S130); 곡률 반지름 및 곡률 각도에 따라 지시값을 달리하는 센서가, 각각의 후보 벡터에 대해 모든 3D 스캔 이미지에서 측정된 곡률 반지름 및 곡률 각도인 경우에 나타낼 지시값을 구하는 단계(S140); 각각의 후보 벡터에 대해 모든 3D 스캔 이미지마다 계산된 지시값을, 엄지 손가락의 각도 변화에 대해 선형 근사하여 기울기를 구하는 단계(S150); 및 복수개의 후보 벡터 중 선형 근사한 직선의 기울기가 가장 크게 산출된 후보 벡터를 센서 부착을 위한 기준 벡터로 선정하는 단계(S160)를 포함한다.Referring to FIG. 4, a method of selecting a reference vector for attaching a sensor includes a step (S110) of generating a plurality of 3D scanned images by scanning a plurality of hand shapes with different thumb angles, respectively. A plurality of candidate vectors having a predetermined direction from a point are selected, and each of the candidate vectors is selected such that at least one of directions from points and points on the hand surface is different Selecting (S120); Measuring the curvature radius and the curvature angle of the virtual curve in all 3D scan images for each candidate vector when drawing a predetermined length virtual curve along the hand surface of the 3D scan image from the point along the candidate vector ); A step S140 of obtaining an indication value to be indicated when the sensor whose indication value differs according to the curvature radius and the curvature angle is the curvature radius and curvature angle measured in all the 3D scanned images with respect to each candidate vector; Calculating a slope by linearly approximating an instruction value calculated for every 3D scan image for each candidate vector with respect to a change in angle of a thumb (S150); And a step (S160) of selecting a candidate vector in which a slope of a linear approximate straight line among the plurality of candidate vectors is calculated as a reference vector for attaching the sensor.

도 5를 참조하면, 복수 개의 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계(S110)는 엄지 손가락의 각도를 달리하여 복수 개의 자세를 취한 손 모양을 각각 스캔할 수 있다. Referring to FIG. 5, the step of generating a plurality of 3D scanned images (S110) may respectively scan a hand shape having a plurality of postures with different angles of thumb.

예를 들면 도 5의 모형과 같이 엄지손가락의 Abduction 각도를 달리할 수 있는 5개의 구멍이 있는 밑판에, 9개의 가이드라인이 있는 회전판을 밑판 구멍에 바꿔 끼워가면서, 5개의 Abduction 각도 및 9개의 Flexion 각도를 바꿔가면서 엄지 손가락의 각도를 바꾼 자세를 취할 수 있다. 이러한 예시에 따르면 엄지 손가락을 각 가이드 라인에 따라 45개의 서로 다른 자세를 취할 수 있다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐, 다양한 방법으로 엄지 손가락의 각도를 달리할 수 있다. For example, as shown in FIG. 5, a five-hole bottom plate having different thumb angles can be inserted into a base plate, You can change the angle of the thumb while changing the angle. According to these examples, the thumb can be placed in 45 different positions according to each guideline. However, this is only one example, and the angle of the thumb can be varied in various ways.

이처럼 엄지 손가락 각도를 달리한 복수 개의 자세를 취하면, 3D 스캐너를 통해 손을 스캔하여 복수 개의 3D 스캔 이미지를 생성한다. When a plurality of postures with different thumb angles are taken, a plurality of 3D scan images are generated by scanning a hand through a 3D scanner.

도 6을 참조하면, 후보 벡터를 선정하는 단계(S120)는 각각의 3D 스캔 이미지 상에서 선정할 수 있으며, 후보 벡터의 수는 설정에 따라 달라질 수 있다.Referring to FIG. 6, the step of selecting a candidate vector (S120) may be selected on each 3D scan image, and the number of candidate vectors may vary depending on the setting.

후보 벡터는 일 지점과 일 방향을 선정하여 구성되는데, 선정된 지점은 센서의 일단이 부착되었다고 가정할 위상 좌표 (x, y, z)이다. 또한 선정된 지점에 대하여 센서의 타단이 향할 방향 Ø을 선정할 수 있는데 이는 선정된 방향을 향해 센서의 일단으로부터 손의 표면을 따라 센서의 타단이 부착되었다고 가정할 방향인 것이다. 이와 같이 선정된 지점과 방향을 합하여 후보 벡터 (x, y, z, Ø)라 하며, 본 실시예에서 사용되는 벡터의 의미는 시작점 (x, y, z)로부터 Ø 방향으로 나아가는 반직선을 의미한다. The candidate vector is constructed by selecting one point and one direction, and the selected point is the phase coordinate (x, y, z) assuming that one end of the sensor is attached. It is also possible to select the direction of the other end of the sensor with respect to the selected point, which is the direction to assume that the other end of the sensor is attached along the surface of the hand from one end of the sensor toward the selected direction. The vector used in the present embodiment means a line extending from the starting point (x, y, z) to the direction of? .

한편 상기와 같이 센서를 부착하였다고 가정하는 이유는, 선정된 후보 벡터에 대해 일일이 센서를 직접 부착하여 가장 적절한 위치를 찾는 것이 아니라, 센서가 부착되었다고 가정할 경우 그 센서가 나타낼 지시값을 예측하여 가장 적절한 위치를 찾을 것이기 때문이다. On the other hand, the reason for assuming that the sensor is attached as described above is that instead of locating the most suitable position by directly attaching the sensor to the selected candidate vector, assuming that the sensor is attached, It will find the right location.

이때 센서는 곡률 반지름 및 곡률 각도에 따라 지시값을 달리하는 센서가 사용될 수 있으며, 이와 같은 센서는 플렉서블 센서, 벤딩 센서 등이 있다. In this case, the sensor may be a sensor having a different indication value according to the curvature radius and the curvature angle. Such a sensor may be a flexible sensor, a bending sensor, or the like.

한편 후보 벡터는 손 표면상의 일 지점 및 상기 지점으로부터의 방향 중 적어도 하나가 달리되도록 복수 개를 선정한다. On the other hand, a plurality of candidate vectors are selected so that at least one of the one point on the surface of the hand and the direction from the point are different.

도 7을 참조하면, 각각의 후보 벡터에 대해 모든 3D 스캔 이미지에서 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를 측정하는 단계(S130)는 후보 벡터에 따른 일 지점 (x, y, z)로부터 일 방향 Ø 로 3D 스캔 이미지의 손 표면을 따라 소정 길이의 가상 곡선을 그렸을 때, 가상 곡선의 형태로부터 곡률 반지름 및 곡률 각도를 측정할 수 있다. 7, step S130 of measuring curvature radii and curvature angles of virtual curves in all 3D scanned images with respect to each candidate vector may be performed in the order of one direction (x, y, z) according to the candidate vector, The radius of curvature and the angle of curvature can be measured from the shape of the virtual curve when a virtual curve of a predetermined length is drawn along the hand surface of the 3D scanned image.

도 8을 참조하면, 모든 3D 스캔 이미지에서 측정된 곡률 반지름 및 곡률 각도인 경우에 나타낼 지시값을 구하는 단계(S140)는 실제로 후보 벡터에 센서가 부착될 경우 S130 단계의 가상 곡선과 같은 형태로 부착될 것이므로, 이로부터 센서가 나타낼 지시값은 실제로 센서를 후보 벡터에 부착하지 않아도 S130 단계에서 구한 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를 통해 알아낼 수 있다. Referring to FIG. 8, step S140 of obtaining an indication value to be indicated when the curvature radius and the curvature angle are measured in all 3D scanned images is performed in the same manner as the virtual curve of step S130 when the sensor is actually attached to the candidate vector. Therefore, the indication value to be indicated by the sensor can be obtained through the radius of curvature and the curvature angle of the virtual curve obtained in step S130 without actually attaching the sensor to the candidate vector.

예를 들어, 사용될 센서의 길이가 2 인치이면, 후보 벡터의 시작 지점으로부터 2인치 안에 들어가는 점들을 추려내고, 추려낸 점들로 이루어진 곡선과 곡률이 같은 원을 구하여, 이로부터 곡선의 곡률 반지름과 곡률 각도를 구할 수 있다. 이를 통해 모든 3D 스캔 이미지 상에서의 후보 벡터에 대하여 센서가 나타낼 지시값을 구할 수 있다. For example, if the length of the sensor to be used is 2 inches, the points within 2 inches from the starting point of the candidate vector are culled, a circle having the same curvature and curvature is selected from the selected points and the curvature radius and curvature angle Can be obtained. Thus, it is possible to obtain an indication value to be indicated by the sensor with respect to the candidate vector on all the 3D scan images.

도 9를 참조하면, 각각의 후보 벡터에 대해 모든 3D 스캔 이미지마다 계산된 지시값을 엄지 손가락의 각도 변화에 대해 선형 근사하여 기울기를 구하는 단계(S150)는, 예를 들어 3D 스캔 이미지가 45장이라면, 선정된 후보 벡터 1개를 기준으로 3D 스캔 이미지 45장에 대해 산출된 45개의 지시값을, 엄지 손가락의 각도 변화에 따라 선형 근사하여 기울기를 구할 수 있다. Referring to FIG. 9, step S150 of obtaining a slope by linearly approximating an indication value calculated for every 3D scan image for each candidate vector with respect to an angle change of a thumb may be performed, for example, , It is possible to obtain a slope by linearly approximating the 45 instruction values calculated for 45 3D scan images based on one selected candidate vector according to the change of the angle of the thumb.

이때 측정하고자 하는 엄지 손가락의 움직임 변화를 기준으로 센서의 지시값 변화를 선형 근사하여 기울기를 구할 수 있으며, 예를 들면 Abduction 또는 Flexion 움직임에 따른 엄지 손가락의 각도 변화에 따른 센서의 지시값 변화를 선형 근사하여 기울기를 구할 수 있다. At this time, the slope can be obtained by linearly approximating the change of the indication value of the sensor based on the change of the movement of the thumb to be measured. For example, when the change of the indication value of the sensor according to the angle change of the thumb according to the abduction or flexion movement, The slope can be approximated.

도 10을 참조하면, 센서 부착을 위한 기준 벡터를 선정하는 단계(S160)는 복수개의 후보 벡터로부터 선형 근사된 직선의 기울기가 가장 큰 후보 벡터를 기준 벡터로 선정한다. 기준 벡터는 사용자의 손에 실제 센서가 부착될 최적인 지점이다. Referring to FIG. 10, in step S160 of selecting a reference vector for attaching a sensor, a candidate vector having the largest slope of a linear approximated line from a plurality of candidate vectors is selected as a reference vector. The reference vector is the optimal point at which the actual sensor will be attached to the user's hand.

선형 근사된 직선의 기울기가 크다는 것은 엄지 손가락의 각도가 변화함에 따라 센서가 나타내는 지시값의 변화가 크다는 의미이다. 따라서 기울기가 클수록 엄지 손가락이 변하는 각도를 보다 미세하게 관측하기 용이하므로 선형 근사한 기울기가 가장 큰 후보 벡터를 선정한다. The large slope of the linear approximated straight line means that the change in the indicated value indicated by the sensor is large as the angle of the thumb changes. Therefore, the larger the slope, the easier it is to observe the angle at which the thumb changes more finely. Therefore, the candidate vector with the largest linear slope is selected.

한편 선형 근사한 기울기가 크다고 해도, 선형 근사한 직선과 실제 지시값의 오차 범위가 크다면, 엄지 손가락의 움직임 파악에 오류가 발생한다. 따라서 기준 벡터를 선정함에 있어서, 선형 근사 직선의 기울기뿐만 아니라, 추가적으로 선형 근사 직선에 대한 지시값의 표준 편차를 고려하여 기준 벡터를 선정할 수 있다. On the other hand, even if the linear approximate slope is large, if the error range between the linear approximate straight line and the actual indicated value is large, an error occurs in grasping the movement of the thumb. Therefore, in selecting the reference vector, the reference vector can be selected by taking into account not only the slope of the linear approximate straight line but also the standard deviation of the indicated value for the linear approximated straight line.

Figure 112016050752998-pat00001
Figure 112016050752998-pat00001

예를 들면, 상기 [수학식 1]과 같은 식을 사용하여 기준 벡터를 선정할 수 있는데, 여기서 a는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)의 선형 근사 직선의 기울기, e는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)에 대하여 선형 근사 직선에 대한 지시값의 표준 편차이다. 또한 w1, w2 는 상수로, 기울기 또는 표준 편차 중 어떤 것을 중요하게 고려할 것인지에 따라 달리 설정할 수 있다. For example, a reference vector can be selected using the equation (1), where a is the slope of the linear approximation straight line of the candidate vector (x, y, z, Ø), e is the candidate vector x, y, z, Ø). Also, w1 and w2 are constants, which can be set differently depending on whether the slope or the standard deviation is to be taken into consideration.

이때 선형 근사 직선의 기울기가 클수록 엄지 손가락의 각도 변화를 미세하게 관측할 수 있으며, 표준 편차가 작을수록 측정의 정확도가 높다. 따라서 J(x, y, z, Ø)의 값이 가장 작은 결과가 나오는 후보 벡터를 기준 벡터로 선정하여, 센서를 부착할 최적의 지점 및 방향을 선정할 수 있다. At this time, the larger the slope of the linear approximation line, the finer the change of the angle of the thumb can be observed, and the smaller the standard deviation, the higher the accuracy of the measurement. Therefore, a candidate vector with the smallest value of J (x, y, z, Ø) can be selected as the reference vector, and the optimal point and direction to attach the sensor can be selected.

이에 더하여 관심대상이 되는 손가락 각도 변화에 대하여, 관심대상이 움직임에 따라 움직임이 동반되는 다른 관절 각도 변화가 적은 지점을 고려할 수 있다. 예를 들어 엄지 손가락은 Abduction 움직임을 하더라도, 연결된 근육의 영향으로 Flexion 움직임이 동반된다. 따라서 하나의 관심대상의 움직임을 순수하게 관측하기 위해서는 움직임이 동반되는 다른 대상의 움직임도 고려하여 기준 벡터를 선정할 수 있다. In addition, it is possible to consider a point where there is little change in the angle of the other joint, which is accompanied by the movement according to the movement of the interested object, with respect to the change of the finger angle of interest. For example, even if the thumb moves in an abduction motion, the flexion movement is accompanied by the influence of the connected muscles. Therefore, in order to observe the motion of one object of interest in a pure manner, the reference vector can be selected by taking into consideration the motion of another object accompanied by the motion.

Figure 112016050752998-pat00002
Figure 112016050752998-pat00002

예를 들면, 상기 [수학식 2]와 같은 식을 사용하여 기준 벡터를 선정할 수 있는데, 여기서 a는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)의 선형 근사 직선의 기울기, e는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)에 대하여 선형 근사 직선에 대한 지시값의 표준 편차, Var는 모든 후보 벡터에 대해 구해진 근사 직선 기울기의 분산이다. 또한 w1, w2, w3 는 상수로, 관심대상의 기울기, 움직임이 동반되는 대상의 기울기 및 표준 편차 중 어떤 것을 중요하게 고려할 것인지에 따라 달리 설정할 수 있다.For example, a reference vector can be selected using Equation (2), where a is the slope of a linear approximation straight line of the candidate vector (x, y, z, Ø), e is a candidate vector x, y, z, Ø) and Var is the variance of the approximate straight line slope obtained for all candidate vectors. W1, w2, and w3 are constants and can be set differently depending on whether the slope of interest, the inclination of the subject accompanied by motion, and the standard deviation are considered important.

이때 관심대상의 선형 근사 직선의 기울기 a1이 클수록 엄지 손가락의 각도 변화를 미세하게 관측할 수 있고, 움직임이 동반되는 대상의 선형 근사 직선의 기울기 a2가 작을수록 관심대상의 움직임을 순수하게 관측할 수 있으며, 관심 대상의 선형 근사 직선에 대한 지시값의 표준 편차 e1이 작을수록 측정의 정확도가 높다. 따라서 J(x, y, z, Ø)의 값이 가장 작은 결과가 나오는 후보 벡터를 기준 벡터로 선정하여, 센서를 부착할 최적의 지점 및 방향을 선정할 수 있다. At this time, as the slope a1 of the linear approximation straight line of interest is larger, the angle change of the thumb can be observed finely, and as the slope a2 of the linear approximation line of the object with motion is smaller, , And the smaller the standard deviation e1 of the indicated value for the linear approximation line of interest, the higher the accuracy of the measurement. Therefore, a candidate vector with the smallest value of J (x, y, z, Ø) can be selected as the reference vector, and the optimal point and direction to attach the sensor can be selected.

도 11은 모든 3D 스캔 이미지의 손 표면상에 복수 개의 동일한 지점을 기준점으로 선정하고, 기준점을 기준으로 모든 3D 스캔 이미지를 겹치는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 11 is a view for explaining a step of selecting a plurality of identical points on a hand surface of all 3D scanned images as reference points and overlapping all 3D scanned images with reference to a reference point.

도 11을 참조하면, 센서를 부착할 기준 벡터 선정 방법은 다른 실시예로서, 복수개의 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계(S110) 이후에, 모든 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 복수 개의 동일한 지점을 기준점으로 선정하고, 기준점을 기준으로 상기 모든 3D 스캔 이미지를 겹치는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 겹쳐진 스캔 이미지 상에서 일률적으로 복수 개의 후보 벡터를 선정하고, 곡률 반지름 및 곡률 각도를 측정하여, 각각의 이미지에서 따로 각 단계를 수행함에 비해 정확성을 높일 수 있기 때문이다. 즉 모든 3D 스캔 이미지를 겹치는 단계 이후의 단계는 겹쳐진 스캔 이미지에서 각 단계가 수행될 수 있다. Referring to FIG. 11, a reference vector selection method for attaching a sensor is another embodiment. After generating a plurality of 3D scan images (S110), a plurality of identical points on a hand surface of all 3D scan images are set as reference points And overlapping all of the 3D scanned images based on the reference point. This is because a plurality of candidate vectors are uniformly selected on the overlapping scan image, the curvature radius and the curvature angle are measured, and accuracy can be improved as compared with performing each step separately in each image. That is, the step after the step of overlapping all the 3D scan images can be performed in each step in the overlapping scan image.

따라서 기준점은 각각의 3D 스캔 이미지상에서 엄지 손가락의 각도를 달리함에도 고유한 위상 좌표를 유지하는 지점으로 정함이 바람직하다. 엄지 손가락을 제외한 다른 손가락의 관절은 엄지 손가락이 움직임에도 관절의 위치가 변하지 않으므로, 검지 손가락과 중지 손가락의 Metacarpophalangeal joint 및 Carpometacarpal joint 지점(도 2 참조)을 기준점으로 정할 수 있다.Therefore, it is preferable that the reference point is defined as a point for maintaining a unique phase coordinate even though the angle of the thumb is different on each 3D scan image. The joints of the other fingers except for the thumb can be defined as the reference point of the metacarpophalangeal joint and the carpometacarpal joint (see FIG. 2) of the index finger and the stop finger, since the position of the joint does not change even when the thumb is moved.

한편, 상술한 엄지 손가락의 움직임을 파악하기 위해 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 방법의 각 단계는 컴퓨터의 프로세서에 의하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.Meanwhile, each step of the method for selecting the reference vector to which the sensor is to be attached in order to grasp the motion of the thumb can be implemented by a processor of the computer. For example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of hardware implementation, the method according to embodiments of the present invention may be implemented in one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs) , FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of an implementation by firmware or software, the method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure or a function for performing the functions or operations described above. The software code can be stored in a memory unit and driven by the processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various well-known means.

도 12는 일 실시예에 따른 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 장치의 기능 블록을 나타낸 도면이다.12 is a functional block diagram of an apparatus for selecting a reference vector for attaching a sensor according to an embodiment.

도 12를 참조하면 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 장치는 스캔부, 후보 벡터 선정부, 지시값 측정부 및 기준 벡터 선정부를 포함한다. Referring to FIG. 12, an apparatus for selecting a reference vector to which a sensor is attached includes a scan unit, a candidate vector selection unit, an indication value measurement unit, and a reference vector selection unit.

스캔부는 엄지 손가락의 각도를 달리하여 복수 개의 자세를 취한 손 모양을 각각 스캔하여 복수 개의 3D 스캔 이미지를 생성한다. The scan unit scans each of the plurality of postures with different thumb angles to generate a plurality of 3D scan images.

후보 벡터 선정부는 각각의 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 동일한 지점을 선정하고, 상기 지점으로부터 소정의 방향을 갖는 후보 벡터를 복수 개 선정하되, 각각의 후보 벡터는 손 표면상 지점 및 상기 지점으로부터의 방향 중 적어도 하나가 달리되도록 선정한다. The candidate vector selection unit selects the same point on the hand surface of each 3D scan image and selects a plurality of candidate vectors having a predetermined direction from the point, each candidate vector having a point on the hand surface and a direction from the point At least one of them is different.

이때 후보 벡터 선정부는 모든 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 복수 개의 동일한 지점을 기준점으로 선정하고, 기준점을 기준으로 모든 3D 스캔 이미지를 겹친 이후에 후보 벡터를 선정할 수 있는데, 상기 기준점은 각각의 3D 스캔 이미지상에서 상기 엄지 손가락의 각도를 달리함에도 고유한 위상 좌표를 유지하는 지점일 수 있다. 이러한 검지 손가락과 중지 손가락의 Metacarpophalangeal joint 및 Carpometacarpal joint 지점이 있다. In this case, the candidate vector selecting unit may select a plurality of identical points on the hand surface of all the 3D scan images as reference points, and may select candidate vectors after all the 3D scan images are overlapped on the reference point. May be a point that maintains the unique phase coordinates even though the angle of the thumb is different on the image. There are Metacarpophalangeal joints and Carpometacarpal joint points of these index finger and stop finger.

지시값 측정부는 후보 벡터에 따른 상기 지점으로부터 상기 방향으로 3D 스캔 이미지의 손 표면을 따라 소정 길이 가상 곡선을 그렸을 때, 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를, 각각의 후보 벡터에 대해 모든 3D 스캔 이미지에서 측정하고, 곡률 반지름 및 곡률 각도에 따라 지시값을 달리하는 센서가 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정된 곡률 반지름 및 곡률 각도인 경우에 나타낼 지시값을 구한다. The indication value measuring unit calculates the curvature radius and the curvature angle of the virtual curved line when the virtual curved line is drawn along the hand surface of the 3D scanned image in the direction from the point corresponding to the candidate vector, , And an indicator to be indicated when a sensor having a different indication value according to a curvature radius and a curvature angle has a curvature radius and a curvature angle measured in all of the 3D scanned images with respect to each candidate vector is obtained.

기준 벡터 선정부는 각각의 후보 벡터에 대해 모든 3D 스캔 이미지마다 계산된 지시값을 엄지 손가락의 각도 변화에 대해 선형 근사하여 기울기를 구하고, 복수개의 후보 벡터 중 상기 선형 근사한 직선의 기울기가 가장 크게 산출된 후보 벡터를 센서 부착을 위한 기준 벡터로 선정한다. The reference vector selection unit obtains a slope by linearly approximating the indication value calculated for every 3D scan image with respect to the angle change of the thumb with respect to each candidate vector and calculates a slope of the linear approximated straight line among the plurality of candidate vectors, The candidate vector is selected as the reference vector for attaching the sensor.

이때 기준 벡터 선정부는 선형 근사 직선에 대한 상기 계산된 지시값의 표준 편차를 추가적으로 고려하여 기준 벡터를 선정할 수 있으며, 또는 관심 대상의 움직임에 따라 움직임의 동반되는 다른 각도의 변화가 적은 지점을 고려할 수 있다. At this time, the reference vector selection unit may select the reference vector by further considering the standard deviation of the calculated indication value for the linear approximation line, or may take into account a point where there is little change in the other angles accompanying the movement according to the movement of the object of interest .

이하 도 12에 도시된 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 장치에 대한 구체적인 사항은 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 방법에 대한 것과 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 방법에 대한 설명으로 대체하기로 한다.The details of the device for selecting the reference vector for attaching the sensor shown in FIG. 12 are the same as the method for selecting the reference vector to attach the sensor. And a description of how to do so.

한편 상술한 실시예가 포함하는 후보 벡터 선정부, 지시값 측정부 및 기준 벡터 선정부는 이 들의 기능을 수행하도록 프로그램된 명령어를 포함하는 메모리, 및 상기 명령을 수행하는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있다. On the other hand, the candidate vector selecting unit, the instruction value measuring unit, and the reference vector selecting unit included in the above-described embodiments are provided with a memory including an instruction programmed to perform their functions, and a microprocessor for executing the instruction Can be implemented.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

200: 센서를 부착할 기준 벡터를 선정하는 장치
210: 스캔부
220: 후보 벡터 선정부
230: 선형 근사부
240: 기준 벡터 선정부
200: a device for selecting a reference vector to which a sensor is attached
210:
220: candidate vector selection unit
230: Linear approximation
240: Reference vector selection unit

Claims (16)

엄지 손가락의 각도를 달리하여 복수 개의 자세를 취한 손 모양을 각각 스캔하여 복수 개의 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계;
각각의 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 동일한 지점을 선정하고, 상기 지점으로부터 소정의 방향을 갖는 후보 벡터를 복수 개 선정하되, 각각의 후보 벡터는 상기 손 표면상 지점 및 상기 지점으로부터의 방향 중 적어도 하나가 달리되도록 선정하는 단계;
상기 후보 벡터에 따른 상기 지점으로부터 상기 방향으로 상기 3D 스캔 이미지의 손 표면을 따라 소정 길이 가상 곡선을 그렸을 때, 상기 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정하는 단계;
곡률 반지름 및 곡률 각도에 따라 지시값을 달리하는 센서가, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정된 곡률 반지름 및 곡률 각도인 경우에 나타낼 지시값을 구하는 단계;
상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지마다 계산된 상기 지시값을, 상기 엄지 손가락의 각도 변화에 대해 선형 근사하여 기울기를 구하는 단계; 및
상기 복수개의 후보 벡터 중 상기 선형 근사한 직선의 기울기가 가장 크게 산출된 후보 벡터를 센서 부착을 위한 기준 벡터로 선정하는 단계
를 포함하는 센서를 부착할 기준 벡터 선정 방법.
Generating a plurality of 3D scanned images by scanning each of the plurality of postures with different thumb angles;
Selecting the same point on the hand surface of each 3D scan image and selecting a plurality of candidate vectors having a predetermined direction from the point, each candidate vector having at least one of a point on the hand surface and a direction from the point Selecting a different one;
Wherein when a virtual curve of a predetermined length is drawn along the hand surface of the 3D scanned image in the direction from the point in accordance with the candidate vector, the curvature radius and the curvature angle of the virtual curve are calculated for all of the 3D scans Measuring in an image;
Obtaining an indication value to be indicated when the sensor whose indication value differs according to the curvature radius and the curvature angle is a curvature radius and a curvature angle measured in all of the 3D scanned images with respect to each of the candidate vectors;
Calculating a slope by linearly approximating the indication value calculated for each of the 3D scan images for each candidate vector with respect to a change in the angle of the thumb; And
Selecting a candidate vector having the largest slope of the linear approximate straight line among the plurality of candidate vectors as a reference vector for attaching the sensor
A method for selecting a reference vector to which a sensor including a sensor is attached.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계 이후에,
모든 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 복수 개의 동일한 지점을 기준점으로 선정하고, 상기 기준점을 기준으로 상기 모든 3D 스캔 이미지를 겹치는 단계;
를 더 포함하고,
상기 모든 3D 스캔 이미지를 겹치는 단계 이후의 단계는,
상기 겹쳐진 스캔 이미지에서 각 단계가 수행되는
센서를 부착할 기준 벡터 선정 방법.
The method according to claim 1,
After generating the plurality of 3D scan images,
Selecting a plurality of identical points on a hand surface of all 3D scanned images as reference points and overlapping all of the 3D scanned images with reference to the reference point;
Further comprising:
After the step of overlapping all of the 3D scanned images,
Each step in the superimposed scan image is performed
A method of selecting a reference vector to attach a sensor.
제2항에 있어서,
상기 기준점은,
각각의 3D 스캔 이미지상에서 상기 엄지 손가락의 각도를 달리함에도 고유한 위상 좌표를 유지하는 지점인
센서를 부착할 기준 벡터 선정 방법.
3. The method of claim 2,
The reference point,
Although the angles of the thumb are different on each 3D scan image,
A method of selecting a reference vector to attach a sensor.
제3항에 있어서,
상기 기준점은,
검지 손가락과 중지 손가락의 Metacarpophalangeal joint 및 Carpometacarpal joint 지점인
센서를 부착할 기준 벡터 선정 방법.
The method of claim 3,
The reference point,
Metacarpophalangeal joint and Carpometacarpal joint point of index finger and stop finger
A method of selecting a reference vector to attach a sensor.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 자세는,
엄지손가락의 Abduction 각도 또는 Flexion 각도를 달리한 자세인
센서를 부착할 기준 벡터 선정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of postures include:
Abduction angle of the thumb or Flexion angle
A method of selecting a reference vector to attach a sensor.
제1항에 있어서,
상기 기준 벡터로 선정하는 단계는,
상기 선형 근사 직선에 대한 상기 계산된 지시값의 표준 편차를 추가적으로 고려하여 기준 벡터를 선정하는
센서를 부착할 기준 벡터 선정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of selecting the reference vector comprises:
The reference vector is selected by further considering the standard deviation of the calculated indication value for the linear approximate straight line
A method of selecting a reference vector to attach a sensor.
제1항에 있어서,
상기 기준 벡터로 선정하는 단계는,
Figure 112016050752998-pat00003

상기 J 값이 가장 작은 값이 나오는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)를 기준 벡터로 선정하되,
상기 a1는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)에서 센서로 움직임을 파악하고자 하는 엄지 손가락의 제1 각도 변화에 대한 지시값 변화를 선형 근사한 제1 선형 근사 직선의 기울기이고, 상기 a2는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)에서 상기 제1 움직임에 따라 움직임이 동반되는 제2 각도 변화에 대한 지시값 변화를 선형 근사한 제2 선형 근사 직선의 기울기이며, 상기 e1는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)에 대하여 상기 제1 선형 근사 직선에 대한 지시값의 표준 편차이고, 상기 Var1은 모든 후보 벡터에 대해 구해진 모든 제1 선형 근사 직선 기울기들의 분산이며, 상기 Var2는 모든 후보 벡터에 대해 구해진 모든 제2 선형 근사 직선 기울기들의 분산이고, 상기 w1, w2, w3 는 소정의 상수인,
센서를 부착할 기준 벡터 선정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of selecting the reference vector comprises:
Figure 112016050752998-pat00003

A candidate vector (x, y, z, Ø) having the smallest J value is selected as a reference vector,
Wherein a1 is a slope of a first linear approximation linearly approximating a change in an indication value with respect to a first angle change of a thumb for grasping movement from a candidate vector (x, y, z, Ø) to a sensor, Wherein the gradient of the second linear approximation line is a linear approximation of the change in the indicator value with respect to the second angle change accompanied by the movement in accordance with the first movement in the vector (x, y, z, and Var1 is a variance of all first linear approximate straight line slopes obtained for all candidate vectors, and Var2 is a standard deviation of the first linear approximation straight line with respect to all candidate vectors, And w1, w2, and w3 are distributions of all second linear approximate linear slopes obtained for the first linear approximation linear slopes,
A method of selecting a reference vector to attach a sensor.
엄지 손가락의 각도를 달리하여 복수 개의 자세를 취한 손 모양을 각각 스캔하여 복수 개의 3D 스캔 이미지를 생성하는 스캔부;
각각의 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 동일한 지점을 선정하고, 상기 지점으로부터 소정의 방향을 갖는 후보 벡터를 복수 개 선정하되, 각각의 후보 벡터는 상기 손 표면상 지점 및 상기 지점으로부터의 방향 중 적어도 하나가 달리되도록 선정하는 후보 벡터 선정부;
상기 후보 벡터에 따른 상기 지점으로부터 상기 방향으로 상기 3D 스캔 이미지의 손 표면을 따라 소정 길이 가상 곡선을 그렸을 때, 상기 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정하고, 곡률 반지름 및 곡률 각도에 따라 지시값을 달리하는 센서가, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정된 곡률 반지름 및 곡률 각도인 경우에 나타낼 지시값을 구하는 지시값 측정부; 및
상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지마다 계산된 상기 지시값을, 상기 엄지 손가락의 각도 변화에 대해 선형 근사하여 기울기를 구하고, 상기 복수개의 후보 벡터 중 상기 선형 근사한 직선의 기울기가 가장 크게 산출된 후보 벡터를 센서 부착을 위한 기준 벡터로 선정하는 기준 벡터 선정부;
를 포함하는 센서를 부착할 최적의 지점 및 방향 선정 장치.
A scan unit for generating a plurality of 3D scanned images by scanning a plurality of postures with different thumb angles, respectively;
Selecting the same point on the hand surface of each 3D scan image and selecting a plurality of candidate vectors having a predetermined direction from the point, each candidate vector having at least one of a point on the hand surface and a direction from the point A candidate vector selection unit for selecting the candidate vector to be different;
Wherein when a virtual curve of a predetermined length is drawn along the hand surface of the 3D scanned image in the direction from the point in accordance with the candidate vector, the curvature radius and the curvature angle of the virtual curve are calculated for all of the 3D scans A sensor that measures in the image and that varies the indication value according to the curvature radius and the curvature angle, calculates an indication value to obtain an indication value to be indicated when the curvature radius and the curvature angle are measured in all of the 3D scanned images with respect to each of the candidate vectors Measuring unit; And
Calculating a slope by linearly approximating the indication value calculated for each of the 3D scanned images with respect to the angle change of the thumb with respect to each of the candidate vectors, and calculating a slope of the linear approximate straight line among the plurality of candidate vectors A reference vector selection unit for selecting the calculated candidate vector as a reference vector for attaching the sensor;
And a sensor for detecting the position of the sensor.
제8항에 있어서,
상기 후보 벡터 선정부는,
모든 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 복수 개의 동일한 지점을 기준점으로 선정하고, 상기 기준점을 기준으로 상기 모든 3D 스캔 이미지를 겹친 이후에 후보 벡터를 선정하는
센서를 부착할 최적의 지점 및 방향 선정 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the candidate vector selecting unit comprises:
A plurality of identical points are selected as reference points on the hand surface of all the 3D scan images, and all the 3D scan images are overlapped on the basis of the reference points, and a candidate vector is selected
Optimum point and orientation selection device to attach sensor.
제9항에 있어서,
상기 기준점은,
각각의 3D 스캔 이미지상에서 상기 엄지 손가락의 각도를 달리함에도 고유한 위상 좌표를 유지하는 지점인
센서를 부착할 최적의 지점 및 방향 선정 장치.
10. The method of claim 9,
The reference point,
Although the angles of the thumb are different on each 3D scan image,
Optimum point and orientation selection device to attach sensor.
제10항에 있어서,
상기 기준점은,
검지 손가락과 중지 손가락의 Metacarpophalangeal joint 및 Carpometacarpal joint 지점인
센서를 부착할 최적의 지점 및 방향 선정 장치.
11. The method of claim 10,
The reference point,
Metacarpophalangeal joint and Carpometacarpal joint point of index finger and stop finger
Optimum point and orientation selection device to attach sensor.
제8항에 있어서,
상기 복수 개의 자세는,
엄지손가락의 Abduction 각도 또는 Flexion 각도를 달리한 자세인
센서를 부착할 최적의 지점 및 방향 선정 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of postures include:
Abduction angle of the thumb or Flexion angle
Optimum point and orientation selection device to attach sensor.
제8항에 있어서,
상기 기준 벡터 선정부는,
상기 선형 근사 직선에 대한 상기 계산된 지시값의 표준 편차를 추가적으로 고려하여 기준 벡터를 선정하는
센서를 부착할 최적의 지점 및 방향 선정 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the reference vector selection unit comprises:
The reference vector is selected by further considering the standard deviation of the calculated indication value for the linear approximate straight line
Optimum point and orientation selection device to attach sensor.
제8항에 있어서,
상기 기준 벡터 선정부는,
Figure 112016050752998-pat00004

상기 J값이 가장 작은 값이 나오는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)를 기준 벡터로 선정하되,
상기 a1는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)에서 센서로 움직임을 파악하고자 하는 엄지 손가락의 제1 각도 변화에 대한 지시값 변화를 선형 근사한 제1 선형 근사 직선의 기울기이고, 상기 a2는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)에서 상기 제1 움직임에 따라 움직임이 동반되는 제2 각도 변화에 대한 지시값 변화를 선형 근사한 제2 선형 근사 직선의 기울기이며, 상기 e1는 후보 벡터 (x, y, z, Ø)에 대하여 상기 제1 선형 근사 직선에 대한 지시값의 표준 편차이고, 상기 Var1은 모든 후보 벡터에 대해 구해진 모든 제1 선형 근사 직선 기울기들의 분산이며, 상기 Var2는 모든 후보 벡터에 대해 구해진 모든 제2 선형 근사 직선 기울기들의 분산이고, 상기 w1, w2, w3 는 소정의 상수인,
센서를 부착할 최적의 지점 및 방향 선정 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the reference vector selection unit comprises:
Figure 112016050752998-pat00004

A candidate vector (x, y, z, Ø) having the smallest J value is selected as a reference vector,
Wherein a1 is a slope of a first linear approximation linearly approximating a change in an indication value with respect to a first angle change of a thumb for grasping movement from a candidate vector (x, y, z, Ø) to a sensor, Wherein the gradient of the second linear approximation line is a linear approximation of the change in the indicator value with respect to the second angle change accompanied by the movement in accordance with the first movement in the vector (x, y, z, and Var1 is a variance of all first linear approximate straight line slopes obtained for all candidate vectors, Var2 is a standard deviation of the first linear approximation straight line with respect to all candidate vectors, And w1, w2, and w3 are distributions of all second linear approximate linear slopes obtained for the first linear approximation linear slopes,
Optimum point and orientation selection device to attach sensor.
엄지 손가락의 각도를 달리하여 복수 개의 자세를 취한 손 모양을 각각 스캔하여 복수 개의 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계;
각각의 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 동일한 지점을 선정하고, 상기 지점으로부터 소정의 방향을 갖는 후보 벡터를 복수 개 선정하되, 각각의 후보 벡터는 상기 손 표면상 지점 및 상기 지점으로부터의 방향 중 적어도 하나가 달리되도록 선정하는 단계;
상기 후보 벡터에 따른 상기 지점으로부터 상기 방향으로 상기 3D 스캔 이미지의 손 표면을 따라 소정 길이 가상 곡선을 그렸을 때, 상기 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정하는 단계;
곡률 반지름 및 곡률 각도에 따라 지시값을 달리하는 센서가, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정된 곡률 반지름 및 곡률 각도인 경우에 나타낼 지시값을 구하는 단계;
상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지마다 계산된 상기 지시값을, 상기 엄지 손가락의 각도 변화에 대해 선형 근사하여 기울기를 구하는 단계; 및
상기 복수개의 후보 벡터 중 상기 선형 근사한 직선의 기울기가 가장 크게 산출된 후보 벡터를 센서 부착을 위한 기준 벡터로 선정하는 단계
를 수행하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 프로그램.
Generating a plurality of 3D scanned images by scanning each of the plurality of postures with different thumb angles;
Selecting the same point on the hand surface of each 3D scan image and selecting a plurality of candidate vectors having a predetermined direction from the point, each candidate vector having at least one of a point on the hand surface and a direction from the point Selecting a different one;
Wherein when a virtual curve of a predetermined length is drawn along the hand surface of the 3D scanned image in the direction from the point in accordance with the candidate vector, the curvature radius and the curvature angle of the virtual curve are calculated for all of the 3D scans Measuring in an image;
Obtaining an indication value to be indicated when the sensor whose indication value differs according to the curvature radius and the curvature angle is a curvature radius and a curvature angle measured in all of the 3D scanned images with respect to each of the candidate vectors;
Calculating a slope by linearly approximating the indication value calculated for each of the 3D scan images for each candidate vector with respect to a change in the angle of the thumb; And
Selecting a candidate vector having the largest slope of the linear approximate straight line among the plurality of candidate vectors as a reference vector for attaching the sensor
On a computer-readable recording medium.
엄지 손가락의 각도를 달리하여 복수 개의 자세를 취한 손 모양을 각각 스캔하여 복수 개의 3D 스캔 이미지를 생성하는 단계;
각각의 3D 스캔 이미지의 손 표면 상에서 동일한 지점을 선정하고, 상기 지점으로부터 소정의 방향을 갖는 후보 벡터를 복수 개 선정하되, 각각의 후보 벡터는 상기 손 표면상 지점 및 상기 지점으로부터의 방향 중 적어도 하나가 달리되도록 선정하는 단계;
상기 후보 벡터에 따른 상기 지점으로부터 상기 방향으로 상기 3D 스캔 이미지의 손 표면을 따라 소정 길이 가상 곡선을 그렸을 때, 상기 가상 곡선의 곡률 반지름 및 곡률 각도를, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정하는 단계;
곡률 반지름 및 곡률 각도에 따라 지시값을 달리하는 센서가, 상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지에서 측정된 곡률 반지름 및 곡률 각도인 경우에 나타낼 지시값을 구하는 단계;
상기 각각의 후보 벡터에 대해 상기 모든 3D 스캔 이미지마다 계산된 상기 지시값을, 상기 엄지 손가락의 각도 변화에 대해 선형 근사하여 기울기를 구하는 단계; 및
상기 복수개의 후보 벡터 중 상기 선형 근사한 직선의 기울기가 가장 크게 산출된 후보 벡터를 센서 부착을 위한 기준 벡터로 선정하는 단계
를 수행하는 명령어를 포함하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
Generating a plurality of 3D scanned images by scanning each of the plurality of postures with different thumb angles;
Selecting the same point on the hand surface of each 3D scan image and selecting a plurality of candidate vectors having a predetermined direction from the point, each candidate vector having at least one of a point on the hand surface and a direction from the point Selecting a different one;
Wherein when a virtual curve of a predetermined length is drawn along the hand surface of the 3D scanned image in the direction from the point in accordance with the candidate vector, the curvature radius and the curvature angle of the virtual curve are calculated for all of the 3D scans Measuring in an image;
Obtaining an indication value to be indicated when the sensor whose indication value differs according to the curvature radius and the curvature angle is a curvature radius and a curvature angle measured in all of the 3D scanned images with respect to each of the candidate vectors;
Calculating a slope by linearly approximating the indication value calculated for each of the 3D scan images for each candidate vector with respect to a change in the angle of the thumb; And
Selecting a candidate vector having the largest slope of the linear approximate straight line among the plurality of candidate vectors as a reference vector for attaching the sensor
The program comprising the steps of: < - >
KR1020160064770A 2016-05-26 2016-05-26 Method, apparatus and program for finding reference vector for attaching sensor to determine movement of thumb KR101743249B1 (en)

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KR20230071447A (en) 2021-11-16 2023-05-23 한국전기연구원 Glove type multi function sensor module

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JP2012506579A (en) 2008-10-23 2012-03-15 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ Apparatus, method, and computer program for recognizing gesture in image, and apparatus, method, and computer program for controlling device

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