KR19990015435A - Motion capture device and method using sensor panel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가상 현실 시스템의 센서 패널과 마그네틱 센서를 이용한 발의 움직임 포착(Motion Capturing) 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적을 위하여 몸에 부착되어 자장속에서 자장의 변화를 감지하는 센서들, 상기 센서들에서 감지된 자장의 변화에 따라 위치 및 방향의 수치값을 계산하는 변화값 계산부, 복수개의 센서들이 부착되어 발바닥의 움직을 검지하여 그 값을 산출하는 센서판넬, 상기 변화값 계산부와 센서판넬에서 발생하는 수치값들을 계산하여 움직임 데이터를 생성하는 컴퓨터를 포함한다. 본 발명에 의하면, 발바닥의 지면 부착 여부를 테스트할 수있어 3차원 캐릭터 구현시 캐릭터 전체의 상하 흔들림 현상을 방지하고 발모양의 부자연스러움을 제거할 수있다.The present invention relates to a motion capturing device of a foot using a sensor panel and a magnetic sensor of a virtual reality system and a method thereof. Sensors attached to the body for detecting the change of the magnetic field in the magnetic field for the purpose of the present invention, a change value calculation unit for calculating a numerical value of the position and direction in accordance with the change in the magnetic field detected by the sensors, a plurality of sensors And a sensor panel which detects movement of the sole and calculates a value thereof, and a computer for generating movement data by calculating numerical values generated by the change value calculator and the sensor panel. According to the present invention, it is possible to test whether or not the sole of the foot attached to the ground, it is possible to prevent the shaking of the whole character when removing the three-dimensional character and to remove the unnaturalness of the foot shape.
Description
본 발명은 가상 현실(Virtual Reality) 시스템에 관한 것으로서, 특히 센서 패널과 마그네틱 센서를 이용한 발의 움직임 포착(Motion Capturing) 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 일반적으로 가상 현실은 고도의 컴퓨터 그래픽 기술과 시뮬레이션 기능을 이용하여 실제로는 존재하지 않는 상황을 마치 실제로 존재하는 것과 같이 사람이 느낄 수 있도록하는 컴퓨터의 이용 분야이다. 예를 들어 하나의 건물을 설계하는 과정에서 사람이 직접 건물에 들어가 돌아 다니는 것과 같은 경험을 하도록 함으로써 실제 건물에 존재하는 문제점등을 미리 발견할 수가 있다. 이러한 가상 현실에는 움직임 포착 장치가 중요한 요소이다. 이 움직임 포착을 위하여 통상적으로 마그네틱 센서를 이용하고 있다. 이 마그네틱 센서는 자장발생기(도시 안됨)에서 자장을 발생시킨 후 움직임에 의한 자장 변화를 감지하여 물체의 위치와 방향 정보를 알아낸다. 움직임을 포착하기 위하여 마그네틱 센서들을 몸의 각 관절 및 신호를 수신하고자하는 몸 부위에 부착하며, 발의 경우는 도 1에 도시된 바와 같이 발목과 발등에 마그네틱 센서들(110)을 부착한다. 따라서 발목이나 발등이 움직이면 그곳에 부착된 마그네틱 센서(110)도 같이 움직이므로 컴퓨터(도시안됨)는 이 마그네틱 센서(110)로부터 신호를 수신하여 움직임 값을 계산하고 각 마그네틱 센서(110)들의 위치를 측정함으로서 발목과 발등의 위치 즉, 발의 위치 및 움직을 감지한다. 그러나 종래에는 발바닥에 대한 센서가 없기 때문에 움직임 포착시에 발바닥이 지면에 부착되어 있음에도 불구하고 신호의 왜곡에 의해 발의 위치가 고정되지 않아 발의 움직임이 부자연스러운 단점이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a virtual reality system, and more particularly, to an apparatus and method for capturing motion of a foot using a sensor panel and a magnetic sensor. In general, virtual reality is a field of use of a computer that allows a person to feel as if it exists in reality by using advanced computer graphics technology and simulation function. For example, in the process of designing a building, people can experience the same problem as having to walk around the building. The motion capture device is an important factor in this virtual reality. Magnetic sensors are typically used to capture this movement. The magnetic sensor generates a magnetic field from a magnetic field generator (not shown), and then detects the magnetic field change caused by the movement to obtain the position and direction information of the object. In order to capture the movement, magnetic sensors are attached to each joint of the body and a part of the body to receive a signal, and in the case of the foot, magnetic sensors 110 are attached to the ankle and the foot as shown in FIG. 1. Therefore, when the ankle or instep is moved, the magnetic sensor 110 attached thereto moves together, so the computer (not shown) receives a signal from the magnetic sensor 110, calculates a movement value, and measures the position of each magnetic sensor 110. By detecting the position of the ankle and the back of the foot, ie the position and movement of the foot. However, conventionally, since there is no sensor for the sole of the foot, even though the sole is attached to the ground at the time of capturing the motion, the position of the foot is not fixed due to signal distortion.
본 발명이 이루고자하는 기술적과제는 발바닥의 움직임을 체크하기 위하여 센서 패널을 사용하고 발목과 발등에 부착된 마그네틱 센서들과 센서 패널에서 출력되는 신호들을 조합하여 정확한 발의 움직임을 포착하는 장치를 제공하는 데있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a device for using the sensor panel to check the movement of the sole and the magnetic sensor attached to the ankle and the back and the signal output from the sensor panel to capture the accurate movement of the foot have.
본 발명이 이루고자하는 기술적과제는 발바닥의 움직임을 체크하기 위하여 센서 패널을 사용하고 발목과 발등에 부착된 마그네틱 센서들과 센서 패널에서 출력되는 신호들을 조합하여 정확한 발의 움직임을 포착하는 방법을 제공하는 데있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to use a sensor panel to check the movement of the sole and to provide a method of capturing accurate movement of the foot by combining the magnetic sensors attached to the ankle and the back and the signals output from the sensor panel have.
도 1은 종래의 발에 부착된 마그네틱 센서를 도시한 것이다.1 illustrates a magnetic sensor attached to a conventional foot.
도 2는 본 발명에 의한 센서판넬을 이용한 움직임 포착 장치를 보이는 도면이다.2 is a view showing a motion capture device using a sensor panel according to the present invention.
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 센서판넬에서 포착되는 발의 움직임을 도시한 것이다.3a to 3c show the movement of the foot captured in the sensor panel of FIG.
도 4는 도 2의 장치의 컴퓨터에서 발의 움직임 포착 방법을 보이는 흐름도이다.4 is a flow chart illustrating a method of capturing motion of a foot in a computer of the apparatus of FIG. 2.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 가상 현실 시스템의 움직임 포착 장치에 있어서, 몸에 부착되어 자장속에서 자장의 변화를 감지하는 센서들; 상기 센서들에서 감지된 자장의 변화에 따라 위치 및 방향의 수치값을 계산하는 변화값 계산부; 복수개의 센서들이 부착되어 발바닥의 움직을 검지하여 그 값을 산출하는 센서판넬; 상기 변화값 계산부와 센서판넬에서 발생하는 수치값들을 계산하여 움직임 데이터를 생성하는 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서판넬을 이용한 움직임 포착 장치이다.In order to solve the above technical problem, a motion capture device of a virtual reality system, comprising: sensors attached to the body for detecting a change in the magnetic field in the magnetic field; A change value calculator for calculating a numerical value of a position and a direction according to the change of the magnetic field sensed by the sensors; A sensor panel to which a plurality of sensors are attached to detect movement of the sole and calculate a value thereof; And a computer for generating motion data by calculating numerical values generated in the change value calculator and the sensor panel.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 가상 현실 시스템의 발의 움직임 포착 방법에 있어서, 발의 움직임을 감지하는 센서가 부착된 센서판넬로부터 동작 신호가 발생하는가를 판별하는제1단계; 상기 제1단계에서 동작 신호가 발생하면 발의 어느 부위가 센서판넬에 부착되었는가를 판정하고, 그 부착된 바닥부위를 기준으로 발의 다른 부위를 보정하고 그 바닥 부위의 위치 데이터를 고정하는 제2단계; 상기 제2단계에서 고정된 데이터에 따라 움직임 포착 데이터를 계산하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서판넬을 이용한 움직임 포착 방법이다.In order to solve the above other technical problem, a method of capturing the movement of a foot of a virtual reality system, comprising: a first step of determining whether an operation signal is generated from a sensor panel equipped with a sensor for detecting a foot movement; A second step of determining which part of the foot is attached to the sensor panel when the operation signal is generated in the first step, correcting another part of the foot based on the attached bottom part and fixing position data of the bottom part; And a third step of calculating motion capture data according to the data fixed in the second step.
이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 센서판넬을 이용한 움직임 포착 장치를 보이는 도면이며, 몸에 부착된 마그네틱 센서들(230), 복수개의 센서들이 부착된 패널로 구성된 센서판넬(210), 마그네틱 센서들(230) 감지된 전류량의 변화값을 수치화하는 변화값 계산부(224), 변화값 계산부(224) 및 센서판넬(210)에서 발생하는 데이터들을 계산하여 위치 및 방향의 움직임을 포착하는 컴퓨터(220)로 구성된다.2 is a view showing a motion capture device using a sensor panel according to the present invention, the magnetic sensor attached to the body 230, the sensor panel consisting of a panel attached to a plurality of sensors, magnetic sensors 230 Computer 220 for capturing the movement of the position and direction by calculating the data generated from the change value calculation unit 224, the change value calculation unit 224 and the sensor panel 210 to quantify the change value of the detected current amount It consists of.
도 2에 도시된 바와 같이 마그네틱 센서(230)를 장착한 사람은 센서 패널(210)위를 움직인다. 우선, 변화값 계산부(224)는 자기장의 변화에 의한 위치 및 방향의 전류 변화값을 수치화한다. 또한 센서판넬(210)은 딛고 서있음을 알리는 신호(온 또는 오프)를 컴퓨터(220)에 전송하고, 센서 패널(210)은 센서들에 의해 발생되는 딛고 선 사람의 발의 위치 및 발의 부위, 닿은 면적에 해당하는 신호를 출력한다. 따라서 컴퓨터(220)는 센서판넬(210)에서 출력되는 수치값을 받아 발목과 발등, 발바닥의 위치를 계산할 때, 센서 패널(210)에서 출력되는 센서 출력을 계산하여 발바닥이 지면에 닿았는지 아닌지를 검사한다. 이때 변화값 계산부(220)의 데이터에 의해 계산된 발바닥의 접지 여부와 센서 판넬(2100에서 발생되는 센서 출력값을 통해 인지된 발바닥의 접지 여부가 같지 않으면 센서 판넬(210)의 센서 출력값의 결과를 기준으로 변화값 계산부(224)에서 출력되는 데이터의 오차를 수정한다.As shown in FIG. 2, a person equipped with the magnetic sensor 230 moves on the sensor panel 210. First, the change value calculator 224 digitizes the change value of the current in the position and the direction caused by the change in the magnetic field. In addition, the sensor panel 210 transmits a signal (on or off) indicating that the user is standing on the computer 220, and the sensor panel 210 is the position of the foot of the person standing on the foot and the area of the foot touched by the sensors. Outputs a signal corresponding to Therefore, when the computer 220 receives the numerical value output from the sensor panel 210 and calculates the position of the ankle, the instep, and the sole, the computer 220 calculates the sensor output output from the sensor panel 210 to determine whether the sole is in contact with the ground. Check it. In this case, if the ground of the sole calculated by the data of the change calculator 220 and the ground of the sole recognized by the sensor output value generated in the sensor panel 2100 are not the same, the result of the sensor output value of the sensor panel 210 is determined. As a reference, an error of data output from the change value calculator 224 is corrected.
도 4는 도 2의 장치의 컴퓨터에서 발의 움직임 포착 방법을 보이는 흐름도이다.4 is a flow chart illustrating a method of capturing motion of a foot in a computer of the apparatus of FIG. 2.
먼저, 마그네틱 센서들(230)과 센서판넬(210)로 부터의 신호를 입력한다(410과정). 다음 센서판넬(210)로부터 신호가 입력되는가를 판단하여(420과정) 신호가 없으면 기존의 마그네틱 센서(230) 데이터만을 입력한다(480과정). 즉, 센서판넬(210)에서 발이 떨어지는 경우는 발목과 발등에 부착된 마그네틱 센서(230)만으로 계산한다. 다음 420과정에서 센서판넬(210)로부터 신호가 발생되면 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 센서판넬을 딛고 서있는 경우 발앞쪽 혹은 뒤쪽만 닿아 있을 수가 있으므로 발 앞쪽(도 3c) 또는 뒤쪽(도 3b)이 센서판넬(210)에 닿았는가를 판정한다(430,440과정). 즉, 발앞쪽과 발뒤쪽이 센서판넬(210)에 닿으면(430, 440과정) 발바닥을 기준으로 발목, 발등의 데이터를 보정하여 발바닥의 그 위치 데이터를 고정 시킨다(450과정). 한편 430과정에서 발앞쪽이 센서판넬(210)에 닿지 않았으면 발의 뒤쪽을 기준으로 다른 센서 데이터(발목, 발등의 마그네틱 센서로부터 발생되는 데이터)를 보정하고 발앞쪽의 그 위치 데이터를 고정하며(460과정), 440과정에서 발뒤쪽이 센서판넬(210)에 닿지 않았으면 발의 앞쪽을 기준으로 다른 센서 데이터(발목, 발등의 마그네틱 센서로부터 발생되는 데이터)를 보정하고 발뒤쪽의 그 위치 데이터를 고정한다(470과정). 따라서 450과정, 460과정, 470과정, 480과정으로부터 발생되는 데이터를 가지고 위치 및 방향의 움직임을 계산한다(490과정). 여기서 마그네틱 센서들(230)과 센서판넬(210)로 부터의 출력되는 신호는 x축 방향의 평균값과 y축 방향의 평균값으로 현재의 이동 방향과 위치를알 수있다.First, the signals from the magnetic sensors 230 and the sensor panel 210 are input (step 410). Next, it is determined whether a signal is input from the sensor panel 210 (step 420). If there is no signal, only the existing magnetic sensor 230 data is input (step 480). That is, when the foot falls from the sensor panel 210 is calculated only by the magnetic sensor 230 attached to the ankle and the back of the foot. When the signal is generated from the sensor panel 210 in the next step 420, when standing on the sensor panel as shown in Figs. 3a to 3c, only the front or rear of the foot may touch the front (Fig. 3c) or the rear (Fig. 3b) ) Determines whether the sensor panel 210 has touched the sensor panel 210 (steps 430 and 440). That is, when the front and back of the foot touches the sensor panel 210 (steps 430 and 440), the position data of the foot is fixed by correcting the data of the ankle and the foot on the basis of the foot (step 450). If the front of the foot does not touch the sensor panel 210 in step 430, the sensor data is corrected based on the back of the foot (data generated from the magnetic sensor of the ankle and the foot) and the position data of the front of the foot is fixed (460) Process), if the back of the foot does not touch the sensor panel 210 in step 440, correct the other sensor data (data generated from the magnetic sensor of the ankle and the foot) based on the front of the foot and fix the position data of the back of the foot. (470 course). Accordingly, the position and the movement of the direction are calculated using the data generated from the 450, 460, 470, and 480 processes (step 490). Here, the signals output from the magnetic sensors 230 and the sensor panel 210 may know the current moving direction and position by the average value in the x-axis direction and the average value in the y-axis direction.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 발바닥의 지면 부착 여부를 테스트할 수있어 3차원 캐릭터 구현시 캐릭터 전체의 상하 흔들림 현상을 방지하고 발모양의 부자연스러움을 제거할 수있다.As described above, according to the present invention, it is possible to test whether the sole of the sole is attached to the ground, so that when the three-dimensional character is implemented, it is possible to prevent the vertical shaking of the entire character and to remove the unnaturalness of the foot shape.
Claims (5)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970037561A KR19990015435A (en) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Motion capture device and method using sensor panel |
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| KR1019970037561A KR19990015435A (en) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Motion capture device and method using sensor panel |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19990015435A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100370369B1 (en) * | 2000-08-21 | 2003-01-30 | 한국과학기술원 | On-line Motion Retargetting of a Virtual Character |
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1997
- 1997-08-06 KR KR1019970037561A patent/KR19990015435A/en not_active Application Discontinuation
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