KR20060063187A - 핸드 인터페이스를 이용한 가상 생산 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

핸드 인터페이스를 통하여 제품의 생산 시뮬레이션을 수행하는 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따라, 가상 생산 시스템은 가상 생산 환경을 3차원 그래픽 화면으로 만들어 입체영상 디스플레이 장치를 통해 사용자에게 보여 주고, 사용자의 입력에 따라 상기 가상 생산 환경을 변화시키는 시나리오를 기록한 스크립트를 해석하여 상기 가상 생산 환경 그래픽 화면을 갱신하는 가상 생산 그래픽 처리부; 사용자 입력을 받아들이는 핸드 인터페이스에 따라 손의 움직임과 관련된 데이터를 입력받아 처리하는 핸드 인터페이스 처리부; 및 상기 가상 생산 환경과 상기 핸드 인터페이스 처리부를 통한 손의 움직임간의 인터랙션 처리를 수행하여, 상기 핸드 인터페이스 처리부를 통해 사용자가 느끼게 할 반력 또는 압력을 계산하여 상기 핸드 인터페이스 처리부에 전달하는 가상 생산 상호작용 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 가상 생산 환경하에서의 몰입감을 증대시킬 수 있다.

Description

핸드 인터페이스를 이용한 가상 생산 시스템 및 그 방법 {Virtual manufacturing system using hand interface and method thereof}
도 1은 본 발명에 따른 핸드 인터페이스를 이용한 가상 생산 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 가상 생산 그래픽 처리부의 상세 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 핸드 인터페이스 처리부의 상세 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 핸드 인터페이스 처리부를 구비한 장갑형 장치의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 가상 생산 상호작용 처리부의 상세 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 핸드 인터페이스를 이용한 가상 생산 방법의 흐름도이다.
본 발명은 가상환경하에서의 제품 생산 시뮬레이션에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핸드 인터페이스를 통하여 제품의 생산 시뮬레이션을 수행하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 제품을 실제로 만들어 보지 않고 제품 생산에 관련된 전 공정을 가상환경으로 구축하고 그 가상환경하에서 제품의 생산을 시뮬레이션해 봄으로써, 제품의 시장 출시 기간의 단축과 개발 비용을 획기적으로 절감하여 제조업의 경쟁력을 향상시키고 있다. 이와 같이 가상환경을 구축하고 시뮬레이션하는데 있어서, 핸드 인터페이스 기술이 필요하다. 핸드 인터페이스 기술은, 인간의 손과 가상환경의 각 물체들간의 인터페이스 기술로써, 기존의 시각 및 청각적 특수 효과를 보완하여 한차원 높은 몰입감을 제공하는 인간 중심의 인터페이스 기술로서, 게임 및 가상 의료 분야에서 사용되고 있으나 아직까지 가상적 제품 생산 등의 제조업 분야에서 적용될 수 있는 방법은 개시되지 않았다.
상기 핸드 인터페이스 기술에 관한 한국특허공개공보 2003-0085683, 가상 현실과 햅틱 장치를 이용한 소화기 내시경 수련 시스템은, 가상 현실과 햅틱(haptic) 장치를 이용하여 수련의가 가상 현실을 통해 내시경 시뮬레이션을 수행하는 것을 가능하게 하는 소화기 내시경 시스템을 개시하고 있다. 햅틱(haptic) 기술은 가상의 환경에서 실제 환경을 느끼도록 하거나 물리적으로 촉감을 전달해 주는 기술을 말한다. 그러나, 이는 제품의 생산을 시뮬레이션해 보는 것이 아니라, 내시경 시뮬레이션이라는 일종의 서비스 관련 시뮬레이션이다.
또한, 한국특허공개공보 2004-0051264, 햅틱 인터페이스 장치를 기반으로 하는 가상현실 재활 시스템 및 방법은, 가상현실과 햅틱 인터페이스를 이용하여 재활학습을 수행할 수 있는 환경을 재활이 요구되는 환자에게 제공하고, 재활 치료를 수행하는 과정과 그 결과에 대한 정보를 네트워크를 통해 원격지에서 수신함으로 써, 원격지에서 재활 치료 및 예방을 수행할 수 있도록 한 가상현실 재활 시스템을 개시하고 있다. 그러나, 여기에서는 발목 착용형 햅틱 인터페이스를 가지고 있을뿐, 본 발명과 같이 핸드 인터페이스를 이용한 가상 생산 시스템과는 차이가 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가상 생산을 위해 마련된 3차원 가상 공간내에서 장갑형 핸드 인터페이스 장치를 이용하여 현실감있는 반력감 및 압박감을 직접 느껴가면서 제품 생산 공정을 시뮬레이션할 수 있는 가상 생산 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
다시 말하면, 가상 품평 및 가상 훈련 등 뿐만 아니라 가상 생산을 위하여 핸드 인터페이스를 사용함으로써 현실감 있는 반력감 및 압박감을 느낄 수 있게 하여 몰입감을 증대 시킬 수 있는 시스템과 그 방법에 관한 것으로, 제품 생산 공정을 실제와 유사하게 시뮬레이션화하여 제품 설계의 오류, 제품의 조립시의 문제점 또는 사용상 결함 등을 사전에 발견하기 위한 가상 생산 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제는 본 발명에 따라, 가상 생산 환경을 3차원 그래픽 화면으로 만들어 입체영상 디스플레이 장치를 통해 사용자에게 보여 주고, 사용자의 입력에 따라 상기 가상 생산 환경을 변화시키는 시나리오를 기록한 스크립트를 해석하여 상기 가상 생산 환경 그래픽 화면을 갱신하는 가상 생산 그래픽 처리부; 사용자 입력을 받아들이는 핸드 인터페이스에 따라 손의 움직임과 관련된 데이터를 입력받 아 처리하는 핸드 인터페이스 처리부; 및 상기 가상 생산 환경과 상기 핸드 인터페이스 처리부를 통한 손의 움직임간의 인터랙션 처리를 수행하여, 상기 핸드 인터페이스 처리부를 통해 사용자가 느끼게 할 반력 또는 압력을 계산하여 상기 핸드 인터페이스 처리부에 전달하는 가상 생산 상호작용 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 생산 시스템에 의해 달성된다.
상기 가상 생산 그래픽 처리부는, 생산하고자 하는 제품 또는 부품에 대한 데이터 및 작업환경을 가상 현실상으로 구현하기 위한 그래픽 데이터를 저장하고 있는 CAD 데이터 저장부; 상기 CAD 데이터 저장부에서 읽어온 CAD 데이터를 가상현실 데이터로 변환하기 위하여 3차원 렌더링을 수행하는 CAD-to-VR 데이터 변환부; 상기 렌더링된 3차원 그래픽 데이터에서 소정의 방법에 따라 불필요한 그래픽 데이터를 제거하는 초대용량 3차원 모델 실시간 가시화부; 미리 정해진 소정의 방식에 따라, 사용자의 입력을 상기 가상 생산 환경에 반영하기 위한 시나리오를 저장하는 시나리오 스크립트 저장부; 및 상기 초대용량 3차원 데이터 실시간 가시화부와 상기 시나리오 스크립트 저장부로부터 수신된 데이터를 3차원 디스플레이 장치에서 입체적으로 디스플레이할 수 있는 데이터 형태로 만드는 입체영상 가시화부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 핸드 인터페이스 처리부는, 사용자의 손 움직임을 검출하고, 손의 움직임 정도에 반발력을 주는 핸드 구동부; 상기 검출된 손 움직임에 따라 발생한 전기적인 신호를 상기 핸드 구동부로부터 수신하여, 손과 손가락의 위치 및 움직임 방향을 해석하고, 손에 반력감 및 압박감을 주기 위한 전기적인 신호로 만들어 상기 핸드 구동부에 전달하는 핸드 인터페이스 제어부; 및 상기 손의 움직임 정보를 상기 가상 생산 상호작용 처리부에 무선으로 전달하여, 충돌처리 및 물리 기반 모델링을 수행하는 핸드 인터페이스 통신부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 가상 생산 상호작용 처리부는, 상기 가상 생산 환경에서 상기 핸드 인터페이스 처리부와 가상 물체와의 정확한 충돌점 및 충돌표면을 계산하는 실시간 충돌 처리부; 가상 생산 환경상에서 가상 물체와의 상호작용을 위한 반발력 생성 모델링을 수행하여 강체 및 비정형 물체에 대해 동역학 시뮬레이션을 수행하는 물리 기반 모델링부; 및 현실감 있는 손의 반력감 및 압박감을 주기 위하여 햅틱 디스플레이 정보를 생성하여 상기 핸드 인터페이스 처리부로 전송하는 햅틱 디스플레이 정보 처리부를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 기술적 과제는 (a) 가상 생산 환경을 3차원 그래픽 화면으로 만들어 입체영상 디스플레이 장치를 통해 사용자에게 보여주고, 사용자의 입력에 따라 상기 가상 생산 환경을 변화시키는 시나리오를 기록한 스크립트를 해석하여 가상환경 그래픽 화면을 만드는 단계; (b) 사용자 입력을 받아들이는 핸드 인터페이스에 따라 손의 움직임과 관련된 데이터를 입력받아 처리하는 단계; 및 (c) 상기 가상 환경과 상기 핸드 인터페이스를 통한 손의 움직임간의 인터랙션의 처리를 수행하여, 사용자에게 느끼도록 할 반력 또는 압력을 계산하여 상기 핸드 인터페이스를 통해 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 생산 방법에 의해서도 달성된다.
상기 (a) 단계는, CAD-to-VR 데이터 변환, 초대용량 3차원 데이터 가시화를 수행하여 가상 생산 환경을 위한 그래픽 처리를 수행하고, 미리 입력된 방식에 따라 만들어진 시나리오 스크립트를 구동하며 이후 사용자가 장갑형 구동장치를 사용하여 만들어낸 손의 움직임 정보를 감지하고 처리하여, 사용자의 손 움직임 정보를 입력받는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 핸드 인터페이스를 이용한 가상 생산 시스템의 구성도이다.
가상 생산 시스템(100)은 가상 생산 그래픽 처리부(110), 핸드 인터페이스 처리부(120) 및 가상 생산 상호작용 처리부(130)를 포함한다. 가상 생산 그래픽 처리부(110)는 제품에 대한 가상 생산 환경을 그래픽 화면으로 만들어 입체영상 디스플레이 장치(140)로 전달하여 사용자에게 가상 환경을 보여주고, 사용자의 입력에 따라 가상 환경을 변화시키는 시나리오를 기록한 스크립트를 해석하여 가상환경 그래픽 화면을 만든다. 핸드 인터페이스 처리부(120)는 사용자의 손의 움직임의 방향, 세기 등을 입력받아 처리하여 만든 손 움직임 정보를 가상 생산 그래픽 처리부(110)로 전달한다. 가상 생산 상호작용 처리부(130)는 가상 환경과 핸드 인터페이스간의 충돌 처리, 반력 및 압력을 계산하여 핸드 인터페이스 처리부(120)에 전달하여 실제의 몰입감을 사용자가 느끼도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 가상 생산 그래픽 처리부의 상세 구성도이다.
도 2를 참조하면, 가상 생산 그래픽 처리부(110)는 CAD 데이터 저장부(210), CAD-to-VR 데이터 변환부(220), 초대용량 3차원 모델 실시간 가시화부(230), 입체영상 가시화부(240) 및 시나리오 스크립트 저장부(250)를 포함한다.
CAD-to-VR 데이터 변환부(220)는, 가상 생산 환경을 구축하기 위한 그래픽 데이터를 저장하고 있는 CAD 데이터 저장부(210)에서 읽어 온다. CAD 데이터는 생산하고자 하는 제품 또는 부품과, 작업 환경을 가상 현실상으로 구현하기 위한 데이터이다. 그리고, 읽어온 CAD 데이터는 가상현실(Virtual Reality, VR) 데이터로 변환되어 3차원 렌더링이 수행된다. 초대용량 3차원 모델 실시간 가시화부(230)는 렌더링된 3차원 그래픽 데이터의 양이 너무 많은 경우에는, 사용자가 시점(view point)을 바꾸거나 모델을 움직이는 동안 끊김 현상이 나타날 수 있는데 이를 줄이기 위한 차단부위 골라내기(occlusion culling)를 수행하거나, 3차원 그래픽 데이터를 다단계(Level Of Detail) 형태로 표현하여 레벨별로 그 상세도에 차이를 둔다.
한편, 배경중에서 필요한 부분만을 골라내는 것을 컬링(culling)이라고 한다. 컬(cull)이란, 어떤 무리에서 따서 골라낸다는 뜻으로 배경중에서 눈에 보이는 부분만을 따서 골라내고 나머지는 버리는 작업을 의미한다. 컬링에는 Backface culling, view frustum culling 및 Occlusion Culling 등이 있는데, Occlusion culling은 완전히 불투명한 벽과 같은 물체에 완전히 가려진 물체는 View Frustum 상에 들어온다고 하더라도 표시할 필요가 없다는 점을 이용하여 골라내는 것을 말한다.
시나리오 스크립트 저장부(250)는 미리 입력된 방식으로 사용자가 가상 품평 이나 가상 훈련뿐만 아니라 가상 생산의 시뮬레이션 가능하도록 작성된 스크립트를 저장한다. 입체영상 가시화부(240)는 초대용량 3차원 데이터 실시간 가시화부(230)와 시나리오 스크립트 저장부(250)에서 입력된 데이터를 특수안경이나 기타 3차원 디스플레이 장치에서 입체적으로 디스플레이할 수 있는 데이터 형태로 만들어 입체영상 디스플레이 장치(150)로 출력한다.
도 3은 본 발명에 따른 핸드 인터페이스 처리부의 상세 구성도이다.
핸드 인터페이스 처리부(120)는 핸드 구동부(310), 핸드 인터페이스 제어부(320) 및 핸드 인터페이스 통신부(330)를 포함한다. 핸드 구동부(310)는 사용자가 핸드 구동부(310)가 부착된 장갑과 같은 장치를 착용하여 입력한 손 움직임 정보를 받아들여 손의 위치와 방향 및 손가락 관절의 구부러짐 정도를 검출하는 센서를 구비한다. 그리고, 핸드 구동부(310)는 손을 움직여 가상 물체를 잡았을 경우, 현실감을 위하여 손가락 각각에 반력감과 압박감을 줄 수 있도록 액츄에이터(actuator)를 구비한다. 핸드 인터페이스 제어부(320)는 손의 움직임으로부터 발생한 전기적인 신호를 핸드 구동부(310)로부터 전달받아, 손과 손가락의 위치 및 움직임 방향을 해석하고 손의 반력감 및 압박감을 주기 위한 전기적인 신호를 액츄에이터에 전달한다. 핸드 인터페이스 통신부(330)는 손의 움직임 정보를 가상 생산 상호작용 처리부에 무선으로 전달하여, 충돌처리 및 물리 기반 모델링을 수행할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 핸드 인터페이스 처리부를 구비한 장갑형 장치의 구성도이다.
핸드 구동부(310)는 장갑과 같은 장치가 될 수 있으며, 공압식 공기주머니(410), 광학식 손가락 관절 센서(420) 및 공압식 근육 액츄에이터(430)를 포함한다. 공압식 공기 주머니(410)는 각 손가락 마디마다 2개씩 위치한다. 그리고, 손바닥에도 커다란 공압식 공기 주머니(410) 1개가 위치한다. 따라서, 공압식 공기 주머니(410)는 손가락과 손바닥으로 가상 물체를 잡은 경우 손가락과 손바닥에 압박감을 준다. 광학식 손가락 관절 센서(420)는 손가락 관절의 구부러짐 정도를 측정한다. 공압식 근육 액츄에이터(430)는 손가락의 손등 방향으로 부착이 되어 있어 손가락에 반력감을 준다.
도 5는 본 발명에 따른 가상 생산 상호작용 처리부의 상세 구성도이다.
가상 생산 상호작용 처리부(130)는 실시간 충돌 처리부(510), 물리 기반 모델링부(520) 및 햅틱 디스플레이 정보 처리부(530)를 포함한다. 실시간 충돌 처리부(510)는 복잡하게 구성된 가상 생산 환경에서 핸드 인터페이스 처리부(120)를 통한 가상 물체와의 정확한 충돌점 및 충돌표면을 계산한다. 물리 기반 모델링부(520)는 가상 생산 환경상에서 가상 물체와의 상호작용을 위한 반발력 생성 모델링을 수행하여 강체 및 비정형 물체에 대해 동역학 시뮬레이션을 수행한다. 햅틱 디스플레이 정보 처리부(530)는 현실감 있는 손의 반력감 및 압박감을 주기 위하여 햅틱 디스플레이 정보를 핸드 인터페이스 통신부(330)에 전송하여 핸드 구동부(310)를 구동시키게 한다.
도 6은 본 발명에 따른 핸드 인터페이스를 이용한 가상 생산 방법의 흐름도이다.
우선, CAD-to-VR 데이터 변환, 초대용량 3차원 데이터 가시화를 수행하여 가상 생산 환경을 위한 그래픽 처리를 수행한다. 그리고 미리 입력된 방식에 따라 만들어진 시나리오 스크립트를 구동한다(S610). 이후 사용자가 장갑형 구동장치 등을 사용하여 만들어낸 손의 움직임 정보를 핸드 인터페이스 처리부(120)를 통해 감지하고 처리하여(S620), 사용자의 손 움직임 정보를 입력받는다(S630). 그리고, 사용자 손을 움직이는 동안 가상 생산 환경내의 가상 물체와 충돌하였는지 판단하고(S640), 충돌이 발생하였을 경우에는 핸드 인터페이스 처리부(120)를 통해 구동되는 충돌된 가상 물체와의 반력감 및 압력감을 사용자에게 전달한다(S650). 충돌이 없는 경우에는, 사용자의 손 움직임 정보를 계속해서 입력받는다(S630). 마지막으로, 사용자의 손의 움직임을 통해 변경된 가상 생산 환경 내의 가상 물체의 위치, 움직임 등의 변경 데이터를 가상 생산 그래픽 처리부(110)에 전달하여 가상 생산 환경을 업데이트 한다(S660).
한편, 전술한 가상 생산 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 가상 생산 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체, 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본 질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 산업계에서 요구되고 있는 가상 품평 및 가상 훈련뿐만 아니라 가상 생산을 핸드 인터페이스를 통하여 시뮬레이션함으로써 현실감 있는 반력감 및 압박감을 사용자에게 느낄 수 있도록 하여, 가상 생산 환경하에서의 몰입감을 증대시킬 수 있다. 또한, 종래의 3차원 시각화에 의존하는 가상 생산 시스템에서 벗어나 핸드 인터페이스를 통해 사용자가 보다 직관적으로 제품을 디자인, 품평, 조립 등의 제작 공정을 시뮬레이션 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 가상 생산 환경을 3차원 그래픽 화면으로 만들어 입체영상 디스플레이 장치를 통해 사용자에게 보여 주고, 사용자의 입력에 따라 상기 가상 생산 환경을 변화시키는 시나리오를 기록한 스크립트를 해석하여 상기 가상 생산 환경 그래픽 화면을 갱신하는 가상 생산 그래픽 처리부;
    사용자 입력을 받아들이는 핸드 인터페이스에 따라 손의 움직임과 관련된 데이터를 입력받아 처리하는 핸드 인터페이스 처리부; 및
    상기 가상 생산 환경과 상기 핸드 인터페이스 처리부를 통한 손의 움직임간의 인터랙션 처리를 수행하여, 상기 핸드 인터페이스 처리부를 통해 사용자가 느끼게 할 반력 또는 압력을 계산하여 상기 핸드 인터페이스 처리부에 전달하는 가상 생산 상호작용 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 생산 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가상 생산 그래픽 처리부는
    생산하고자 하는 제품 또는 부품에 대한 데이터 및 작업환경을 가상 현실상으로 구현하기 위한 그래픽 데이터를 저장하고 있는 CAD 데이터 저장부;
    상기 CAD 데이터 저장부에서 읽어온 CAD 데이터를 가상현실 데이터로 변환하기 위하여 3차원 렌더링을 수행하는 CAD-to-VR 데이터 변환부;
    상기 렌더링된 3차원 그래픽 데이터에서 소정의 방법에 따라 불필요한 그래픽 데이터를 제거하는 초대용량 3차원 모델 실시간 가시화부;
    미리 정해진 소정의 방식에 따라, 사용자의 입력을 상기 가상 생산 환경에 반영하기 위한 시나리오를 저장하는 시나리오 스크립트 저장부; 및
    상기 초대용량 3차원 데이터 실시간 가시화부와 상기 시나리오 스크립트 저장부로부터 수신된 데이터를 3차원 디스플레이 장치에서 입체적으로 디스플레이할 수 있는 데이터 형태로 만드는 입체영상 가시화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 생산 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 초대용량 3차원 모델 실시간 가시화부는
    사용자가 시점(view point)을 바꾸거나 가상 환경상의 물체를 움직이는 동안 발생하는 끊김 현상을 제거하기 위하여 차단부위 골라내기(occlusion culling)를 수행하거나, 3차원 그래픽 데이터를 다단계 형태(Level Of Detail)로 표현하는 것을 특징으로 하는 가상 생산 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 핸드 인터페이스 처리부는
    사용자의 손 움직임을 검출하고, 손의 움직임 정도에 반발력을 주는 핸드 구동부;
    상기 검출된 손 움직임에 따라 발생한 전기적인 신호를 상기 핸드 구동부로부터 수신하여, 손과 손가락의 위치 및 움직임 방향을 해석하고, 손에 반력감 및 압박감을 주기 위한 전기적인 신호로 만들어 상기 핸드 구동부에 전달하는 핸드 인터페이스 제어부; 및
    상기 손의 움직임 정보를 상기 가상 생산 상호작용 처리부에 무선으로 전달하여, 충돌처리 및 물리 기반 모델링을 수행하는 핸드 인터페이스 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 생산 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 핸드 구동부는
    사용자로부터의 손 움직임을 감지하여 손의 위치와 방향 및 손가락 관절의 구부러짐 정도를 검출하는 센서; 및
    손을 움직여 가상 물체를 잡았을 경우, 현실감을 주기 위하여 손가락 각각에 반력감과 압박감을 줄 수 있도록 액츄에이터(actuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 생산 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가상 생산 상호작용 처리부는
    상기 가상 생산 환경에서 상기 핸드 인터페이스 처리부와 가상 물체와의 정확한 충돌점 및 충돌표면을 계산하는 실시간 충돌 처리부;
    가상 생산 환경상에서 가상 물체와의 상호작용을 위한 반발력 생성 모델링을 수행하여 강체 및 비정형 물체에 대해 동역학 시뮬레이션을 수행하는 물리 기반 모델링부; 및
    현실감 있는 손의 반력감 및 압박감을 주기 위하여 햅틱 디스플레이 정보를 생성하여 상기 핸드 인터페이스 처리부로 전송하는 햅틱 디스플레이 정보 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 생산 시스템.
  7. (a) 가상 생산 환경을 3차원 그래픽 화면으로 만들어 입체영상 디스플레이 장치를 통해 사용자에게 보여주고, 사용자의 입력에 따라 상기 가상 생산 환경을 변화시키는 시나리오를 기록한 스크립트를 해석하여 가상환경 그래픽 화면을 만드는 단계;
    (b) 사용자 입력을 받아들이는 핸드 인터페이스에 따라 손의 움직임과 관련된 데이터를 입력받아 처리하는 단계; 및
    (c) 상기 가상 환경과 상기 핸드 인터페이스를 통한 손의 움직임간의 인터랙 션의 처리를 수행하여, 사용자에게 느끼도록 할 반력 또는 압력을 계산하여 상기 핸드 인터페이스를 통해 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 생산 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 (a) 단계는
    CAD-to-VR 데이터 변환, 초대용량 3차원 데이터 가시화를 수행하여 가상 생산 환경을 위한 그래픽 처리를 수행하고, 미리 입력된 방식에 따라 만들어진 시나리오 스크립트를 구동하며 이후 사용자가 장갑형 구동장치를 사용하여 만들어낸 손의 움직임 정보를 감지하고 처리하여, 사용자의 손 움직임 정보를 입력받는 것을 특징으로 하는 가상 생산 방법.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100906576B1 (ko) * 2007-12-17 2009-07-10 한국전자통신연구원 핸드 햅틱 인터페이스 장치 및 방법
KR101877739B1 (ko) * 2017-01-04 2018-07-12 가이아쓰리디 주식회사 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법
KR101972569B1 (ko) * 2018-06-20 2019-04-29 주식회사 풀다이브테크놀로지 비현실 촉감 전달 글러브
KR20190053623A (ko) * 2017-11-10 2019-05-20 한양대학교 산학협력단 핸드 햅틱 장치
CN110867113A (zh) * 2019-12-11 2020-03-06 贵州电网有限责任公司 一种基于vr模拟现场的触电急救训练平台及其训练方法
CN111897415A (zh) * 2020-06-22 2020-11-06 东南大学 基于肌电信号和变刚度控制的虚拟假手柔顺直观控制方法
US11127201B2 (en) 2017-01-04 2021-09-21 Gaia3D Inc. Method for providing 3D GIS web services

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101956073B1 (ko) 2012-12-20 2019-03-08 삼성전자주식회사 시각적 인디케이터를 이용하여 사용자 인터페이스를 제공하는 3차원 입체 영상 표시 장치 및 그 장치를 이용한 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9108497D0 (en) * 1991-04-20 1991-06-05 Ind Limited W Human/computer interface
US6424356B2 (en) 1999-05-05 2002-07-23 Immersion Corporation Command of force sensations in a forceback system using force effect suites
KR100424675B1 (ko) * 2000-12-26 2004-03-27 한국전자통신연구원 손 재활 훈련을 위한 햅틱 그립프 장치 및 그를 이용한 햅틱 시스템의 환자용 클라이언트/의사용 서버/햅틱 그립프 제어 장치와 재활 훈련 방법
KR20040055309A (ko) * 2002-12-20 2004-06-26 한국전자통신연구원 햅틱 응용프로그래밍 인터페이스를 지원하기 위한소프트웨어 구조 및 이것을 이용한 컴퓨터 게임 시스템
KR20050054731A (ko) * 2003-12-05 2005-06-10 한국전자통신연구원 햅틱 시뮬레이션 시스템 및 그 시스템에서의 실시간 촉감지원 방법
KR100571428B1 (ko) 2003-12-24 2006-04-17 한국전자통신연구원 착용형 인터페이스 장치
KR100538351B1 (ko) * 2004-04-20 2005-12-21 광주과학기술원 햅틱 인터페이스의 안정화 방법 및 이를 적용한 햅틱시스템

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100906576B1 (ko) * 2007-12-17 2009-07-10 한국전자통신연구원 핸드 햅틱 인터페이스 장치 및 방법
KR101877739B1 (ko) * 2017-01-04 2018-07-12 가이아쓰리디 주식회사 3차원 지리 정보 시스템 웹 서비스를 제공하는 방법
US11127201B2 (en) 2017-01-04 2021-09-21 Gaia3D Inc. Method for providing 3D GIS web services
KR20190053623A (ko) * 2017-11-10 2019-05-20 한양대학교 산학협력단 핸드 햅틱 장치
KR101972569B1 (ko) * 2018-06-20 2019-04-29 주식회사 풀다이브테크놀로지 비현실 촉감 전달 글러브
CN110867113A (zh) * 2019-12-11 2020-03-06 贵州电网有限责任公司 一种基于vr模拟现场的触电急救训练平台及其训练方法
CN111897415A (zh) * 2020-06-22 2020-11-06 东南大学 基于肌电信号和变刚度控制的虚拟假手柔顺直观控制方法

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