KR20090072435A - Wireless game controller with infra-red position tracker and accelerometer for user's motion recognition - Google Patents

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KR20090072435A
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최승문
전석희
최승진
김상기
어홍준
정석주
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주식회사 케이티
포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

A wireless game controller combining an infrared position tracker and an accelerometer, a game server and a user operation recognition method are provided to simultaneously perform motion tracking by accelerometer and position tracking by an infrared position tracker, thereby quickly recognizing various motions. An acceleration tracking unit(22) produces acceleration data. An infrared transmitting unit(24) transmits an infrared signal to an infrared camera mounted on a game server. A wireless communication unit(23) performs wireless telecommunication with the game server. A central processing unit(21) transmits the acceleration data produced by the acceleration tracking unit to a server through the wireless communication unit. The central processing unit processes the inputted signal.

Description

적외선 위치추적과 가속도 추적을 결합한 무선 게임 제어장치와, 게임 서버 및 사용자 동작 인식 방법{Wireless Game Controller with Infra-red Position Tracker and Accelerometer for User's Motion Recognition}Wireless Game Controller with Infra-red Position Tracker and Accelerometer for User's Motion Recognition}

본 발명은 무선 게임 제어장치와 게임 서버에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 가속도 추적기를 사용한 움직임 추적과 적외선 비디오 카메라를 이용한 위치추적을 동시에 수행함으로써 가속도 추적과 적외선 위치추적의 장단점을 서로 보완하여 사용자의 동작을 인식할 수 있는 무선 게임 제어장치와, 게임 서버 및 사용자 동작 인식 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless game control device and a game server, and more particularly, by simultaneously performing a motion tracking using an acceleration tracker and a location tracking using an infrared video camera, the advantages and disadvantages of acceleration tracking and infrared location tracking are complemented with each other. The present invention relates to a wireless game control device capable of recognizing an object, a game server, and a user motion recognition method.

게임 사용자에게 가상의 환경에 몰입할 수 있게 하는 것은 게임 시스템이 제공해야 할 중요한 요소 중의 하나이다. 몰입도를 증가시키기 위해 사실적인 시각 효과와 청각효과를 주는 것은 물론이고 최근에 많이 등장한 체험형 게임 시스템들은 촉감까지 줄 수 있는 특별한 휴대용 게임 제어장치를 사용자에게 제공하고 있다. 게임 제어장치는 사용자가 자연스러운 동작을 통해서 게임을 진행하기 위한 입 력 장치로 사용되는 것은 물론이고 촉감을 제공하기 위한 출력 장치의 역할도 수행한다.Allowing game users to immerse themselves in a virtual environment is one of the important elements that a game system must provide. In addition to providing realistic visual and auditory effects to increase immersion, many of the more recent experience-based game systems provide users with a special handheld game control device that can give them a tactile touch. The game controller is not only used as an input device for the user to play the game through natural movement but also serves as an output device for providing a tactile touch.

게임 제어장치가 입력 장치로 사용되기 위해서는 게임 제어장치의 위치상태에 대한 추적이 필요하다. 기존에 많이 사용된 추적 방법은 내부에 가속도 추적기를 장착하여 게임 제어장치를 움직일 때 발생하는 가속도를 측정하는 방법이다. 이 가속도 측정 방법은 모듈화된 가속도 추적기만 장착하면 되기 때문에 간단하게 구현할 수 있다. 가속도 추적기를 사용하면 3축의 가속도 정보를 얻을 수 있고 가속도 추적기의 성능과 주변 기기의 통신 속도에 따라 다르지만 보통 1초에 200번에서 2000번 정도로 새로운 가속도 정보를 얻을 수 있다.In order to use the game controller as an input device, it is necessary to track the position of the game controller. The conventionally used tracking method is to measure the acceleration generated when the game controller is moved with an acceleration tracker inside. This acceleration measurement method is simple to implement because it requires only a modular acceleration tracker. Using an acceleration tracker, you can get three-axis acceleration information and get new acceleration information, typically 200 to 2000 times per second, depending on the performance of the acceleration tracker and the communication speed of the peripherals.

가속도 정보는 순차적으로 들어오는 데이터에서 동작이 이루어지고 있는 부분을 추출하는데 효율적으로 사용될 수 있다. 동작이 이루어지는 경우 장시간 동안 등속 운동을 하는 것은 불가능하기 때문에 항상 가속도 성분이 나타나게 된다. 즉 동작이 일어나는 구간에서 발생하는 가속도의 변화를 이용해서 효율적으로 동작 영역의 추출을 할 수 있다.Acceleration information can be efficiently used to extract the part where the operation is made from sequentially incoming data. When the movement is made, it is impossible to carry out constant motion for a long time, so the acceleration component always appears. In other words, it is possible to efficiently extract the motion region by using the change in acceleration occurring in the section where the motion occurs.

하지만, 가속도 추적기를 이용한 방법은 게임 제어장치의 가속도 정보밖에 알 수 없기 때문에, 게임 제어장치의 위치에 상관없이 움직임의 변화만을 보고 판단할 수 있는 동작인 경우에는 게임 서버가 그 동작을 쉽게 인식할 수 있지만 위치가 중요한 동작일 경우에는 쉽게 인식할 수 없는 문제점이 있다. 예를 들면 0과 6 이라는 숫자를 쓰는 동작의 경우 가속도 정보만으로는 두 동작을 구별하는데 어려움이 있다. 즉, 두 동작 초기에는 모두다 왼쪽으로의 가속도 성분이 보이다 점차적 으로 아래, 오른쪽, 위, 왼쪽의 순서로 움직임의 변화가 생기게 되어 가속도 정보에 나타나게 된다. 사용자가 일정한 속도로 동작을 수행한다고 하면 각 방향 성분의 크기와 지속 시간 등으로 동작의 구별이 어느 정도 가능하지만, 실제 사용시에는 수행마다 속도가 다르고 한 동작 내에서도 속도가 달라질 수 있기 때문에 동작을 구별하는데 한계가 있다.However, since the method using the acceleration tracker knows only the acceleration information of the game controller, the game server can easily recognize the motion when the motion can be determined only by the change of the motion regardless of the position of the game controller. However, if location is an important operation, there is a problem that cannot be easily recognized. For example, in the case of using the numbers 0 and 6, it is difficult to distinguish the two operations only by the acceleration information. That is, at the beginning of both movements, the acceleration component to the left is shown. Gradually, the movement changes in the order of down, right, up, and left, and appears in the acceleration information. If the user performs the motion at a constant speed, the motion can be distinguished to some extent by the size and duration of each direction component.However, in actual use, the motion is different depending on the performance and the speed can be changed even within one motion. There is a limit.

한편, 게임 제어장치를 이용하여 게임 사용자의 동작을 이용하는 체험형 컨텐츠를 사용자에게 적절히 제공하려면 많은 경우에 게임 제어장치의 위치와 방향을 추적할 필요가 있다. 그리고 게임 제어장치의 위치와 방향을 추적함에 있어서 그것의 상대적인 추적 정보 만으로는 적용할 수 있는 어플리케이션에 한계가 있기 때문에 사용자가 주시하고 있는 화면을 중심으로 하는 절대적인 위치와 방향 추적이 필요하다. 예를 들어, 게임 제어장치를 레이저 포인터와 같은 위치 표시 기기로 사용하여 사격게임과 같은 어플리케이션에 적용하기 위해서는 게임 제어장치의 절대 좌표를 추적하는 것이 필요하다.On the other hand, in order to properly provide the user with experience-based content using the game user's motion by using the game controller, in many cases it is necessary to track the position and direction of the game controller. In order to track the position and direction of the game control device, there is a limitation in the application that can be applied only by its relative tracking information, so it is necessary to track the absolute position and direction around the screen that the user is looking at. For example, it is necessary to track the absolute coordinates of the game controller in order to apply it to an application such as a shooting game using the game controller as a position indicator device such as a laser pointer.

넓은 면적의 절대 위치 추적 방법에는 여러 가지가 있지만 적외선 카메라를 사용한 비전 추적 방법이 널리 사용되고 있다. 적외선 카메라를 사용하는 방법은 다른 방법에 비해서 추적하는 대상에 복잡한 센서의 추가 없이 간단한 마커만으로 위치 추적이 가능하고 비교적 넓은 추적 면적을 가질 수 있다는 장점을 지닌다. 적외선 카메라를 사용하는 방법은 주위 빛 환경에 민감한 점, 마커가 가리는 문제 등이 단점이 될 수 있지만 실내 환경, 게임에 관련된 한정된 움직임 반경이라는 특수 점 때문에 이런 단점들은 최소화될 수 있다. 또한 비전 추적을 담당하는 카메라와 서버가 존재한다면 추적을 수행하는 모듈을 게임 제어장치와 완전히 분리시켜 복잡한 계산을 고성능의 서버 측에 부담시킬 수 있는 장점이 있다. 이는 기본적으로 무선인 게임 제어장치의 특성과 현재 하드웨어 구성을 유지하면서 단지 위치 추적을 위한 마커들만을 게임 제어장치 외부에 부착함으로써 절대 위치 추적이 가능하다. 그리고 게임 제어장치에 부착될 마커의 개수를 4개까지 늘림으로써 게임 제어장치의 3차원 위치뿐만 아니고 3차원 방향 정보도 얻을 수 있다.There are many ways to track a large area of absolute location, but vision tracking with infrared cameras is widely used. Using an infrared camera has the advantage of being able to track a position with a simple marker and having a relatively large tracking area, without adding a complex sensor to a tracking object, compared to other methods. The use of infrared cameras can be disadvantageous because they are sensitive to the ambient light environment and the problem of markers being hidden, but these disadvantages can be minimized due to the special nature of the indoor environment and limited game radius. In addition, if there is a camera and server responsible for tracking the vision, the module that performs the tracking can be completely separated from the game controller, so that complex calculations can be burdened on the high performance server side. This allows absolute positioning by simply attaching markers for positioning to the outside of the game controller, while maintaining the characteristics of the game controller that is essentially wireless and the current hardware configuration. In addition, by increasing the number of markers to be attached to the game controller up to four, not only the three-dimensional position but also three-dimensional direction information of the game controller may be obtained.

하지만 이런 비전 추적 방법은 적외선 카메라의 한계와 많은 내부 계산량 때문에 추적 속도가 그리 빠르지 않은 단점이 있다. 이로 인하여 각 동작을 인식할 때 사용할 수 있는 데이터의 양이 적어지게 되고 일반적인 동작의 인식에서 가속도 정보를 이용하는 방법에 비하여 성능이 낮아지게 된다.However, this vision tracking method has the disadvantage that the tracking speed is not very fast due to the limitations of the infrared camera and the large internal calculations. As a result, the amount of data that can be used to recognize each motion is reduced, and the performance is lower than that of using the acceleration information in the recognition of the general motion.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 가속도 추적기를 사용한 움직임 추적과 적외선 비디오 카메라를 이용한 위치추적을 동시에 수행함으로써 가속도 추적과 적외선 위치추적의 장단점을 서로 보완하여 사용자의 동작을 인식할 수 있는 무선 게임 제어장치와, 게임 서버 및 사용자 동작 인식 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and complements the advantages and disadvantages of acceleration tracking and infrared location tracking by simultaneously performing a motion tracking using an acceleration tracker and a location tracking using an infrared video camera. An object of the present invention is to provide a wireless game controller capable of recognizing a user's motion, a game server, and a method of recognizing a user's motion.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 게임 제어장치는, 게임 서버와 무선 통신하는 게임 제어장치에 있어서, 가속도 데이터를 생성하기 위한 가속도 추적수단; 상기 게임 서버에 장착된 적외선 카메라로 적외선 신호를 송출하기 위한 적외선 송신수단; 상기 게임 서버와 무선 통신하기 위한 무선 통신수단; 및 상기 가속도 추적수단에 의해 생성된 가속도 데이터를 상기 무선 통신수단을 통해 서버로 전송하고, 입력된 신호를 처리하기 위한 중앙 처리수단을 포함한다.A game control apparatus according to the present invention for achieving the above object, the game control apparatus for wireless communication with the game server, acceleration tracking means for generating acceleration data; Infrared transmitting means for transmitting an infrared signal to an infrared camera mounted to the game server; Wireless communication means for wireless communication with the game server; And central processing means for transmitting the acceleration data generated by the acceleration tracking means to the server through the wireless communication means and processing the input signal.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 게임 서버는, 게임 제어기와 무선 통신하는 게임 서버에 있어서, 상기 게임 제어기로부터 적외선 신호를 수신하기 위한 적외선 카메라; 상기 게임 제어기로부터 가속도 데이터를 수신하기 위한 무선 통신수단; 상기 적외선 카메라에 의해 획득된 화상을 이진 화상으로 생성하고, 상기 이진 화상에 대한 윤곽 곡선을 계산하여 3차원 위치 데이터를 추출하는 위치 추적수단; 상기 무선 통신수단을 통해 수신된 가속도 데이터에서 중력 가속도에 의한 가속도 성분을 제거하고 잡음을 제거하는 전처리수단; 상기 전처리수단에 의해 전처리된 가속도 데이터에 대해 각 동작 영역의 가속도 데이터를 추출하는 블록 추출수단; 상기 위치 추적수단에 의해 추출된 위치 데이터와 상기 블록 추출수단에 의해 추출된 각 동작 영역의 가속도 데이터를 이용해 은닉 마르코프 모델을 학습하는 모델 학습 수행수단; 및 상기 위치 추적수단에 의해 추출된 위치 데이터와 상기 블록 추출수단에 의해 추출된 각 동작 영역의 가속도 데이터에 대해 상기 모델 학습 수행수단에 의해 학습된 모델과의 유사도를 계산하여 동작을 결정하는 동작 결정수단을 포함한다.In addition, a game server according to the present invention for achieving the above object, the game server for wireless communication with a game controller, comprising: an infrared camera for receiving an infrared signal from the game controller; Wireless communication means for receiving acceleration data from the game controller; Position tracking means for generating an image obtained by the infrared camera as a binary image, calculating contour curves for the binary image, and extracting three-dimensional position data; Preprocessing means for removing acceleration components due to gravity acceleration and removing noise from the acceleration data received through the wireless communication means; Block extraction means for extracting acceleration data of each operation region from the acceleration data preprocessed by the preprocessing means; Model learning performing means for learning a hidden Markov model using the position data extracted by the position tracking means and the acceleration data of each operation region extracted by the block extracting means; And determining a motion by calculating a similarity between the position data extracted by the position tracking means and the acceleration data of each motion region extracted by the block extracting means with the model trained by the model learning performing means. Means;

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사용자 동작 결정 방법은, 게임 서버에서의 사용자 동작 인식 방법에 있어서, (a) 적외선 카메라에 의해 획득된 화상을 이진 화상으로 생성하고, 상기 이진 화상에 대한 윤곽 곡선을 계산하여 3차원 위치 데이터를 추출하는 단계; (b) 게임 제어기로부터 수신된 가속도 데이터에서 중력 가속도에 의한 가속도 성분을 제거한 후, 각 동작 영역의 가속도 데이터를 추출하는 단계; (c) 상기 추출된 위치 데이터와 상기 추출된 각 동작 영역의 가속도 데이터를 이용해 은닉 마르코프 모델을 학습하는 단계; 및 (d) 상기 추출된 위치 데이터와 상기 추출된 각 동작 영역의 가속도 데이터에 대해 상기 (c) 단계에서 학습된 모델에 대입하여 유사도 계산을 통해 동작을 결정하는 단계를 포함한다.In addition, the user motion determination method according to the present invention for achieving the above object, in the user motion recognition method in the game server, (a) generates an image obtained by the infrared camera as a binary image, for the binary image Calculating three-dimensional position data by calculating a contour curve; (b) removing the acceleration component due to gravity acceleration from the acceleration data received from the game controller, and then extracting acceleration data of each motion region; (c) training a hidden Markov model using the extracted position data and the acceleration data of each of the extracted motion regions; And (d) substituting the model learned in step (c) with respect to the extracted position data and the acceleration data of each of the extracted motion regions to determine an operation through similarity calculation.

상기와 같은 본 발명은, 가속도 추적기를 사용한 움직임 추적과 적외선 비디오 카메라를 이용한 위치추적을 동시에 수행함으로써, 가속도 추적과 적외선 위치추적의 장단점을 서로 보완하여 기존의 방법보다 빠르고 정확하게 다양한 동작을 인식할 수 있다.The present invention as described above, by performing the motion tracking using the acceleration tracker and the location tracking using the infrared video camera at the same time, by complementing the advantages and disadvantages of the acceleration tracking and infrared location tracking can recognize a variety of operations faster and more accurately than the conventional method have.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명이 적용되는 게임 시스템을 간단히 나타낸 것으로, 게임 시스템은 게임 제어기(13)와 적외선 카메라(12)를 장착한 게임 서버(11)로 구성된다.1 shows a game system to which the present invention is applied. The game system includes a game controller 11 equipped with a game controller 13 and an infrared camera 12.

게임 제어기(13)는 게임 사용자가 손으로 들고 게임 명령들을 주는 역할을 하는 기기이다. 게임 제어기(13)는 무선 휴대기기이기 때문에 자체 전원부를 가지고 가속도 추적기를 내장하고 게임 서버(11)와 통신을 위해서 블루투스 무선 통신 기능을 가진다. 그리고 마커 역할을 하는 적외선 LED에 전원을 공급할 수 있는 장치를 가진다.The game controller 13 is a device that serves to hold game hands and give game commands. Since the game controller 13 is a wireless portable device, it has an internal power tracker and has a Bluetooth wireless communication function for communication with the game server 11. It also has a device that can power an infrared LED that acts as a marker.

게임 서버(11)는 적외선 카메라(12)와 유선으로 연결되어 적외선 카메라(12)에서 받아들인 영상을 이용해 게임 제어기의 위치추적을 수행한다. 그리고 게임 서버(11)는 이 위치추적 정보와 게임 제어기로부터 무선을 통해 전달받은 가속도 정보를 이용해서 동작인식을 수행한다. 또한, 게임 서버(11)는 이와 같은 사용자의 입력신호를 바탕으로 게임을 실행하게 되고 실행된 결과는 여러 가지 디스플레이를 통해서 사용자에게 제공한다.The game server 11 is connected to the infrared camera 12 by wire and performs location tracking of the game controller using the image received from the infrared camera 12. The game server 11 performs motion recognition using the location tracking information and the acceleration information transmitted from the game controller through the radio. In addition, the game server 11 executes the game based on the user's input signal, and provides the result to the user through various displays.

도 2는 본 발명에 따른 게임 제어기의 블록 구성도로, 게임 제어기는 중앙 처리부(21)와, 가속도 추적기(22)와, 적외선 송신부(24) 및 무선 통신부(23)를 포함한다.2 is a block diagram of a game controller according to the present invention, wherein the game controller includes a central processing unit 21, an acceleration tracker 22, an infrared transmitter 24, and a wireless communication unit 23.

중앙 처리부(21)는 ATMEGA48칩을 이용한 AvrMall Mega8 Board V2.1 모듈을 사용해서 구성할 수 있다. 가속도 추적기(22)는 STMicroelectronics 사의 LIS3LV02DQ칩을 사용해서 구성할 수 있다. 이 칩은 최고 16 비트의 해상도, 2560Hz의 주기로 동작하지만, 중앙 처리부와의 안정적인 통신 및 안정적인 작동을 위해 12 비트의 해상도, 640Hz의 주기로 동작하도록 한다. 가속도 추적기(22)는 SPI 통신을 통해 중앙 처리부(21)로 현재의 X, Y, Z축에 가해지는 가속도 정보를 전달한다.The central processing unit 21 can be configured using the AvrMall Mega8 Board V2.1 module using the ATMEGA48 chip. The acceleration tracker 22 can be configured using the LIS3LV02DQ chip from STMicroelectronics. The chip operates at up to 16-bit resolution and 2560 Hz, but operates at 12-bit resolution and 640 Hz for stable communication and stable operation with the central processing unit. The acceleration tracker 22 transmits acceleration information applied to the current X, Y, and Z axes to the central processing unit 21 through SPI communication.

무선 통신부(23)는 게임 서버와 무선 통신을 수행하기 위한 것으로, 본 발명에서는 블루투스 방식을 이용한다. 블루투스 모듈은 Comfile Technology사의 ACODE 300A 모듈을 이용해 구성할 수 있다. 원활한 통신을 위해 115200bps로 동작하도록 했으며 서버 측의 블루투스 수신기와 통신한다. 무선 통신부(23)는 저장된 가속도 정보를 서버 측으로 전달하는 역할과 서버 측의 명령을 수신하는 역할을 수행한다.The wireless communication unit 23 is for performing wireless communication with the game server, and the present invention uses a Bluetooth method. The Bluetooth module can be configured using the ACODE 300A module from Comfile Technology. It operates at 115200bps for smooth communication and communicates with server-side Bluetooth receiver. The wireless communication unit 23 serves to deliver the stored acceleration information to the server side and to receive a server side command.

적외선 송신부(24)는 위치 추적을 위한 적외선 신호를 송출하는 기능을 수행한다. 도 3을 참조하여 적외선 송신부(24)의 구조에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.The infrared transmitter 24 performs a function of transmitting an infrared signal for location tracking. The structure of the infrared transmitter 24 will be described in more detail with reference to FIG. 3.

도 3은 적외선 송신부의 발광 다이오드의 부착 상태를 나타내는 것이다.3 shows the attachment state of the light emitting diode of the infrared transmitter.

적외선 발광 다이오드는 적외선 카메라와 게임 제어기가 1미터에서 10미터 정도까지 떨어져 있고 가로 640, 세로 480의 해상도를 가지는 카메라로 위치 추적을 했을 때 98% 이상의 확률로 인식될 수 있도록 구현된다. 본 발명에서 발광 다이오드는 4개 이상으로 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 4개의 발광 다이오드(32)는 한 평면상에 위치하지 않도록 배치된다. 다시 말해, 발광 다이오드는 서로 다른 높이를 갖는 지지체의 상부에 설치되어, 동일 평면상에 위치하지 않도록 배치된다. 그리고 도 3에서 31에 전력 공급단자가 연결된다.Infrared light emitting diodes are implemented so that the infrared camera and the game controller can be recognized with a probability of more than 98% when the position tracking is performed with a camera having a resolution of 640 horizontal and 480 vertically from 1 meter to 10 meters apart. In the present invention, the light emitting diode may be composed of four or more. As shown in FIG. 3, the four light emitting diodes 32 are arranged not to be located on one plane. In other words, the light emitting diodes are installed on the upper portions of the supports having different heights, and are arranged not to be located on the same plane. 3 and 31, the power supply terminal is connected.

한편, 발광 다이오드에서 방출되는 적외선은 발광 다이오드가 향하고 있는 방향으로 10도 정도의 깔때기 모양 내로만 방출되므로, 만약 적외선 카메라가 그 외부에 위치하면 적외선을 감지할 수 없다. 또한 발광 다이오드가 향하는 방향 중심으로 갈수록 방출되는 빛의 양이 많아지기 때문에 발광 다이오드가 정확하게 적외선 카메라가 위치한 쪽으로 향하게 되면 순간적으로 카메라가 받아들이는 영상이 하얗게 변해버린다. 이렇게 되면 발광 다이오드의 정확한 위치를 추적할 수 없게 된다.Meanwhile, since the infrared rays emitted from the light emitting diodes are emitted only in a funnel shape of about 10 degrees in the direction toward which the light emitting diodes are directed, if the infrared camera is located outside the infrared rays cannot be detected. In addition, since the amount of light emitted toward the center toward which the light emitting diode is directed increases, when the light emitting diode is precisely directed toward the infrared camera, the image received by the camera turns white. This makes it impossible to track the exact location of the light emitting diode.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 발광 다이오드를 얇은 종이 테이프로 감싸 발광 다이오드로부터 방출되는 적외선이 종이를 투과하면서 산란되어 모든 방향으로 퍼지도록 하였다. 이에 따라 발광 다이오드가 어느 방향으로 향하든 적외선 카메라는 동일한 양의 적외선을 수신받게 되어, 발광 다이오드가 어느 방향으로 향하고 있던지 정확한 위치 추적이 가능하다.In order to solve this problem, in the present invention, the light emitting diode is wrapped with a thin paper tape so that infrared light emitted from the light emitting diode is scattered while passing through the paper and spread in all directions. As a result, the infrared camera receives the same amount of infrared light in which direction the light emitting diode is directed, thereby enabling accurate location tracking of which direction the light emitting diode is directed.

도 4는 본 발명에 따른 게임 서버의 블록 구성도로, 게임 서버는 적외선 카 메라(41)와, 위치 추적부(42)와, 무선 통신부(43)와, 전처리부(44)와, 블록 추출부(45)와 동작 결정부(47)와, 모델 학습 수행부(46)를 포함한다.4 is a block diagram of a game server according to the present invention, wherein the game server includes an infrared camera 41, a position tracking unit 42, a wireless communication unit 43, a preprocessor 44, and a block extraction unit. 45, an operation determining unit 47, and a model learning performing unit 46.

적외선 카메라(41)는 적외선 필터를 렌즈 앞에 장착한 일반 비디오 카메라를 사용할 수 있다. 적외선 필터를 카메라 렌즈 앞에 부착함으로써 가시광선 영역의 빛은 모두 차단되고 적외선 영역의 빛만 카메라 센서(CCD 혹은 CMOS)까지 투과된다. 이 적외선 카메라는 게임 서버와 USB 또는 IEEE1394 또는 카메라 전용 캡쳐 보드를 통해 연결될 수 있다.The infrared camera 41 can use a general video camera equipped with an infrared filter in front of the lens. By attaching an infrared filter in front of the camera lens, all light in the visible region is blocked and only the infrared light is transmitted to the camera sensor (CCD or CMOS). The infrared camera can be connected to a game server via USB or IEEE1394 or a camera-specific capture board.

위치 추적부(42)는 적외선 카메라(41)로부터 입력된 영상을 이용해 게임 제어기의 위치를 추적한다. 위치 추적부(42)의 구체적인 동작을 도 5를 참조하여 설명한다.The position tracking unit 42 tracks the position of the game controller using the image input from the infrared camera 41. A detailed operation of the position tracking unit 42 will be described with reference to FIG. 5.

먼저, 위치 추적을 위해 적외선 카메라의 내부 파라미터와 4개의 발광 다이오드 간의 위치관계를 측정한다. 이는 프로그램 개발 단계에서 수행된다. 카메라의 내부 파라미터는 카메라가 가지고 있는 고유한 성질로써 카메라의 초점 거리, 이미지 중심, 해상도, 화면의 왜곡 정도 등이 있다. 이 성질들을 측정하는 이유는 3차원 위치를 추출할 때 카메라 고유의 성질들이 영향을 미치기 때문에다. 이러한 고유 성질들은 한번 측정을 하면 카메라가 바뀌지 않는 한 고정되어 있기 때문에 한번 측정을 해 주면 된다. 이 파라미터 측정 과정을 합쳐서 카메라 보정 과정이라 부른다.First, the positional relationship between the internal parameters of the infrared camera and the four light emitting diodes is measured for position tracking. This is done at the program development stage. The camera's internal parameters are unique to the camera, including the camera's focal length, image center, resolution, and screen distortion. The reason for measuring these properties is that camera-specific properties influence the extraction of three-dimensional positions. These intrinsic properties are fixed as long as the camera is not changed once measured, so you only need to measure it once. This parameter measurement process is collectively called the camera calibration process.

발광 다이오드의 3차원 위치를 추적하기 위해서 우선 매 카메라 프레임마다 카메라가 2차원 화면상의 4개의 발광 다이오드 위치를 추출해야 한다. 이를 위해서 매 프레임마다 다음과 같은 과정이 수행된다.In order to track the three-dimensional position of the light emitting diode, the camera first extracts four positions of the light emitting diode on the two-dimensional screen for each camera frame. To this end, the following process is performed every frame.

먼저 위치 추적부(42)는 적외선 카메라(41)로부터 입력된 원본 화상을 가우시안 필터를 적용해서 화면상의 잡음을 제거한다(501, 502). 가우시안 필터는 화상을 흐리게 하여 작은 영역의 점 잡음을 상쇄시켜 주는 역할을 한다.First, the position tracking unit 42 removes noise on the screen by applying a Gaussian filter to the original image input from the infrared camera 41 (501 and 502). Gaussian filters help to blur the image and cancel out point noise in small areas.

그리고 위치 추적부(42)는 전체 화상에 대해서 한계 함수(Threshold Function)를 적용하여 이진 화상을 생성한다(503). 이 과정에서 한계(Threshold) 값과 카메라의 민감도는 찾아진 발광 다이오드의 개수에 따라 순응적으로 변하게 된다. 또한 비정상적인 적외선 빛으로 인한 발광 다이오드의 번짐 현상이 간혹 발생하는데 이를 막기 위해서 카메라 민감도를 조절한다.The position tracking unit 42 generates a binary image by applying a threshold function to the entire image (503). In this process, the threshold value and the camera's sensitivity change according to the number of light emitting diodes found. In addition, bleeding of the light emitting diode is sometimes caused by abnormal infrared light, and the camera sensitivity is adjusted to prevent this.

그런 다음 위치 추적부(42)는 구한 이진 화상에 대한 윤곽(Contour) 곡선을 계산한다(504). 윤곽 곡선을 계산하는 것은 이진 화상의 각 떨어진 영역에 대한 닫힌 외곽선을 구하는 과정이다. 이를 위해 화상의 주사선(Scan Line)을 따라가면서 이진 화상의 변화점을 추적하여 윤곽선을 구하는 알고리즘인 주사선 윤곽 찾기(Scan Line Contour Finding) 알고리즘을 사용한다. 이렇게 찾은 윤곽의 무게중심이 발광 다이오드의 위치가 된다. 이 과정을 거치면 4개의 발광 다이오드의 2차원 좌표들을 얻을 수 있다(505).The position tracking unit 42 then calculates a contour curve for the obtained binary image (504). Calculating the contour curve is a process of obtaining a closed outline for each distant area of the binary image. To this end, a Scan Line Contour Finding algorithm, which is an algorithm that traces a change point of a binary image and obtains a contour while following a scan line of an image, is used. The center of gravity of the found contour is the position of the light emitting diode. Through this process, two-dimensional coordinates of four light emitting diodes may be obtained (505).

그리고 이렇게 구한 4개의 2차원 위치를 이용해서 게임 제어기의 3차원 위치와 방향을 계산한다(506). 2차원 위치를 이용해 3차원 위치와 방향을 계산하는 방법은 POSIT(미국 특허공보 5,388,059 참조) 알고리즘을 이용한다. 이 알고리즘은 미리 위치관계를 알고 있는 4개 이상의 마커들의 2차원 위치만을 추적하여 마커들 전체의 3차원 위치와 방향을 실시간에 추적해 내는 알고리즘이다.The three-dimensional position and the direction of the game controller are calculated using the four two-dimensional positions thus obtained (506). The method for calculating the three-dimensional position and orientation using the two-dimensional position uses a POSIT (see US Patent No. 5,388,059) algorithm. This algorithm tracks the two-dimensional positions of four or more markers whose position relationships are known in advance, and tracks the three-dimensional positions and directions of the markers in real time.

무선 통신부(43)는 게임 제어기로부터 가속도 정보를 수신한다. 전처리부(44)는 무선 통신부(43)로부터 전달된 가속도 정보에서 상쇄 필터를 이용해 중력 가속도에 의한 가속도 성분을 제거하고, 저주파 필터를 이용해 잡음을 제거한다.The wireless communication unit 43 receives the acceleration information from the game controller. The preprocessor 44 removes the acceleration component due to gravity acceleration from the acceleration information transmitted from the wireless communication unit 43, and removes the noise using the low frequency filter.

블록 추출부(45)는 전처리부(44)로부터 입력되는 가속도 정보의 절대 크기와 시간에 따른 변화량을 기준으로 각 동작 영역의 데이터를 추출한다.The block extractor 45 extracts data of each operation region based on the absolute magnitude of the acceleration information input from the preprocessor 44 and the amount of change over time.

모델 학습 수행부(46)는 인식하고자 하는 동작들의 다수의 샘플들을 수집하고 이 샘플을 이용하여 각 동작에 대한 모델을 학습한다. 즉, 모델 학습 수행부(46)는 블록 추출부에 의해 가속도 데이터에 대한 동작 영역 추출이 이루어진 이후 해당 동작 영역의 가속도 데이터와 위치 추적부(42)에 의해 추적된 절대 위치 데이터를 이용하여 은닉 마르코프 모델(HMM)을 학습한다.The model learning performer 46 collects a plurality of samples of the operations to be recognized and learns a model for each operation by using the samples. That is, the model learning performer 46 hides the moving mark using the absolute position data tracked by the position tracking unit 42 and the acceleration data of the corresponding operation region after the motion region extraction of the acceleration data is performed by the block extractor. Learn the model (HMM).

그리고 동작 결정부(47)는 위치 추적부(42)로부터 입력된 위치정보와 블록 추출부(45)로부터 입력된 동작 영역 데이터에 대해 모델 학습 수행부(46)에 의해 학습된 각 모델과의 유사도를 계산하여 유사도가 가장 큰 모델의 동작으로 인식한다.In addition, the motion determiner 47 may compare the position information input from the position tracker 42 with each model trained by the model learning performer 46 with respect to the motion region data input from the block extractor 45. It is calculated to recognize the behavior of the model with the highest similarity.

본 발명에서 동작 인식은 은닉 마르코프 모델(Hidden Markov Model)을 이용한다. 이는 가속도 정보와 위치정보를 기반으로 하여 각 동작을 은닉 마르코프 모델로 모델링하고 학습된 모델을 바탕으로 동작 인식을 수행하는 것이다.In the present invention, motion recognition uses a Hidden Markov Model. This is to model each motion as a hidden Markov model based on the acceleration information and the location information and perform motion recognition based on the learned model.

도 6을 참조하여 이와 같은 본 발명에 따른 동작 인식 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 6 described in detail the motion recognition process according to the present invention as follows.

게이 제어기로부터 전달되는 가속도 정보는 중력 가속도에 의해서 사용자의 동작에 의해 나타나는 가속도 이외의 성분이 존재하게 된다. 이는 게임 제어기의 방향에 의해서 나타나게 되는 성분으로 정확한 동작인식을 위해서는 제거되어야 한다. 전처리부는 상쇄 필터(Offset Filter)를 이용하여 중력 가속도에 의한 가속도 성분을 제거한다. 또한 사용자의 손 떨림이나 센서의 잡음 등으로 센서에서 나오는 가속도 정보는 고주파의 잡음을 가지게 되는데 필터를 통해 이 잡음을 제거한다(601).The acceleration information transmitted from the gay controller has components other than the acceleration indicated by the user's motion by the gravity acceleration. This is a component that appears by the direction of the game controller and must be removed for accurate motion recognition. The preprocessor removes the acceleration component due to gravity acceleration by using an offset filter. In addition, the acceleration information from the sensor due to the shaking of the user or the noise of the sensor has a high frequency noise, and the filter removes the noise (601).

다음 블록 추출 과정으로, 전처리된 가속도 정보는 시간의 흐름에 따라 계속적으로 들어오는 신호로 각 동작에 해당하는 시간영역으로 잘라내는 과정이 필요하다. 블록 추출 과정에서는 가속도 정보의 절대 크기와 시간에 따른 변화량을 기준으로 각 동작 영역의 데이터를 추출한다. 즉, 블록간의 간격이 기준보다 짧으면 블록을 합치고 블록의 크기가 기준보다 작으면 그 블록은 버리게 된다.In the next block extraction process, the preprocessed acceleration information is a signal that is continuously input over time and needs to be cut into a time domain corresponding to each operation. In the block extraction process, data of each operation region is extracted based on the absolute size of the acceleration information and the amount of change over time. That is, if the interval between blocks is shorter than the reference, the blocks are merged. If the size of the blocks is smaller than the reference, the blocks are discarded.

동작 결정부는 추출된 동작 영역의 가속도 데이터와 절대 위치 데이터를 학습된 각각의 동작 모델에 대입하여 유사도를 계산한다(603). 그리고 동작 결정부는 가중치를 보정한다(604). 가중치 보정은 제작자의 의도에 따라 특정 동작의 선택 가능성을 조절하는 부분이다. 이 가중치 보정 과정 없이도 동작 결정에는 무리가 없으나 각 동작의 경계부분의 입력 데이터에 대한 동작 인식의 결과를 조절할 수 있다. 마지막으로 동작 결정부는 입력 데이터의 각 동작 모델에 대한 유사도가 가장 큰 동작으로 동작 인식으로 결정한다(605).The motion determiner calculates the similarity by substituting the extracted acceleration data and the absolute position data into the learned motion models in operation 603. The operation determiner corrects the weight (604). Weight correction is a part of adjusting the possibility of selecting a specific motion according to the intention of the manufacturer. Even without this weight correction process, it is not difficult to determine the motion, but the result of motion recognition on the input data of the boundary portion of each motion can be adjusted. Finally, the motion determiner determines the motion recognition as the motion having the greatest similarity with respect to each motion model of the input data (605).

여기서, 위치 데이터와 동작 영역의 가속도 데이터를 획득하는 주기가 서로 상이한 것에 의해 문제가 발생되는데, 본 발명에서는 갱신 주기가 긴 절대 위치 데이터를 기준으로 하여 가속도 데이터를 병합하여 이러한 문제를 해결한다.Here, a problem arises because the periods for acquiring the position data and the acceleration data of the operation region are different from each other. In the present invention, the problem is solved by merging the acceleration data based on the absolute position data having a long update period.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.On the other hand, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the written program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and read and executed by a computer to implement the method of the present invention. The recording medium may include any type of computer readable recording medium.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

도 1은 본 발명이 적용되는 게임 시스템의 블록 구성도,1 is a block diagram of a game system to which the present invention is applied;

도 2는 본 발명에 따른 게임 제어장치의 블록 구성도,2 is a block diagram of a game control device according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 적외선 발광 다이오드의 설치 구조를 나타낸 도면,3 is a view showing the installation structure of the infrared light emitting diode according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 게임 서버의 블록 구성도,4 is a block diagram of a game server according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 위치 추적 방법을 설명하기 위한 흐름도,5 is a flowchart illustrating a location tracking method according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 사용자 동작 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of determining a user operation according to the present invention.

Claims (19)

게임 서버와 무선 통신하는 게임 제어장치에 있어서,In the game control device for wireless communication with the game server, 가속도 데이터를 생성하기 위한 가속도 추적수단;Acceleration tracking means for generating acceleration data; 상기 게임 서버에 장착된 적외선 카메라로 적외선 신호를 송출하기 위한 적외선 송신수단;Infrared transmitting means for transmitting an infrared signal to an infrared camera mounted to the game server; 상기 게임 서버와 무선 통신하기 위한 무선 통신수단; 및Wireless communication means for wireless communication with the game server; And 상기 가속도 추적수단에 의해 생성된 가속도 데이터를 상기 무선 통신수단을 통해 서버로 전송하고, 입력된 신호를 처리하기 위한 중앙 처리수단Central processing means for transmitting the acceleration data generated by the acceleration tracking means to the server through the wireless communication means, and processing the input signal 을 포함하는 게임 제어장치.Game control device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적외선 송신수단은,The infrared transmission means, 복수 개의 발광 다이오드로 구성되고, 각 발광 다이오드는 동일 평면상에 위치하지 않도록 서로 다른 높이를 갖는 지지대 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 게임 제어장치.The game control device comprising a plurality of light emitting diodes, each light emitting diode is installed on the support having a different height so as not to be located on the same plane. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 발광 다이오드는 적외선이 투과되면서 산란되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 게임 제어장치.The light emitting diode is a game control device, characterized in that the infrared rays are transmitted so as to be scattered. 게임 제어기와 무선 통신하는 게임 서버에 있어서,A game server in wireless communication with a game controller, 상기 게임 제어기로부터 적외선 신호를 수신하기 위한 적외선 카메라;An infrared camera for receiving an infrared signal from the game controller; 상기 게임 제어기로부터 가속도 데이터를 수신하기 위한 무선 통신수단;Wireless communication means for receiving acceleration data from the game controller; 상기 적외선 카메라에 의해 획득된 화상을 이진 화상으로 생성하고, 상기 이진 화상에 대한 윤곽 곡선을 계산하여 3차원 위치 데이터를 추출하는 위치 추적수단;Position tracking means for generating an image obtained by the infrared camera as a binary image, calculating contour curves for the binary image, and extracting three-dimensional position data; 상기 무선 통신수단을 통해 수신된 가속도 데이터에서 중력 가속도에 의한 가속도 성분을 제거하고 잡음을 제거하는 전처리수단;Preprocessing means for removing acceleration components due to gravity acceleration and removing noise from the acceleration data received through the wireless communication means; 상기 전처리수단에 의해 전처리된 가속도 데이터에 대해 각 동작 영역의 가속도 데이터를 추출하는 블록 추출수단;Block extraction means for extracting acceleration data of each operation region from the acceleration data preprocessed by the preprocessing means; 상기 위치 추적수단에 의해 추출된 위치 데이터와 상기 블록 추출수단에 의해 추출된 각 동작 영역의 가속도 데이터를 이용해 은닉 마르코프 모델을 학습하는 모델 학습 수행수단; 및Model learning performing means for learning a hidden Markov model using the position data extracted by the position tracking means and the acceleration data of each operation region extracted by the block extracting means; And 상기 위치 추적수단에 의해 추출된 위치 데이터와 상기 블록 추출수단에 의해 추출된 각 동작 영역의 가속도 데이터에 대해 상기 모델 학습 수행수단에 의해 학습된 모델과의 유사도를 계산하여 동작을 결정하는 동작 결정수단Motion determining means for determining an operation by calculating a similarity between the position data extracted by the position tracking means and the acceleration data of each motion region extracted by the block extracting means and the model trained by the model learning performing means; 을 포함하는 게임 서버.Game server comprising a. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 위치 추적수단은,The position tracking means, 가우시안 필터를 이용해 화면상의 잡음을 제거한 후, 이진 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 게임 서버.Game server, characterized in that to remove the noise on the screen using a Gaussian filter, to generate a binary image. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 위치 추적수단은,The position tracking means, 전체 화상에 대해 한계 함수를 적용하여 이진 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 게임 서버.And a binary image is generated by applying a limit function to the entire image. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 위치 추적수단은,The position tracking means, 화상의 주사선을 따라가면서 이진 화상의 변화점을 추적하여 윤곽 곡선을 계산하는 것을 특징으로 하는 게임 서버.The game server, characterized by calculating the contour curve by tracking the change point of the binary image while following the scanning line of the image. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 전처리수단은,The pretreatment means, 상쇄 필터를 이용해 중력 가속도에 의한 가속도 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 게임 서버.The game server, characterized in that to remove the acceleration component due to gravity acceleration using the offset filter. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 블록 추출수단은,The block extracting means, 가속도 데이터의 절대 크기와 시간에 따른 변화량을 기준으로 각 동작 영역의 가속도 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 게임 서버.Game server, characterized in that for extracting the acceleration data of each motion area based on the absolute size of the acceleration data and the amount of change over time. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 동작 결정수단은,The operation determining means, 위치 데이터와 각 동작 영역의 가속도 데이터를 상기 모델 학습 수행수단에 의해 학습된 각각의 동작 모델에 대입하여 유사도를 측정하고, 상기 유사도가 가장 큰 동작으로 동작 인식을 결정하는 것을 특징으로 하는 게임 서버.And assigning position data and acceleration data of each motion region to each motion model learned by the model learning performing means to measure similarity and determine motion recognition as the motion having the largest similarity. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 동작 결정수단은,The operation determining means, 가중치를 보정하여, 보정된 가중치에 의해 동작 결정을 수행하는 것을 특징으로 하는 게임 서버.And correcting the weight so as to determine an operation by the corrected weight. 게임 서버에서의 사용자 동작 인식 방법에 있어서,In the user gesture recognition method in the game server, (a) 적외선 카메라에 의해 획득된 화상을 이진 화상으로 생성하고, 상기 이진 화상에 대한 윤곽 곡선을 계산하여 3차원 위치 데이터를 추출하는 단계;(a) generating an image obtained by an infrared camera as a binary image, calculating contour curves for the binary image, and extracting three-dimensional position data; (b) 게임 제어기로부터 수신된 가속도 데이터에서 중력 가속도에 의한 가속도 성분을 제거한 후, 각 동작 영역의 가속도 데이터를 추출하는 단계;(b) removing the acceleration component due to gravity acceleration from the acceleration data received from the game controller, and then extracting acceleration data of each motion region; (c) 상기 추출된 위치 데이터와 상기 추출된 각 동작 영역의 가속도 데이터를 이용해 은닉 마르코프 모델을 학습하는 단계; 및(c) training a hidden Markov model using the extracted position data and the acceleration data of each of the extracted motion regions; And (d) 상기 추출된 위치 데이터와 상기 추출된 각 동작 영역의 가속도 데이터에 대해 상기 (c) 단계에서 학습된 모델에 대입하여 유사도 계산을 통해 동작을 결정하는 단계(d) substituting the model trained in step (c) for the extracted position data and the acceleration data of each of the extracted motion regions to determine an operation through similarity calculation 를 포함하는 게임 서버에서의 사용자 동작 결정 방법.Method of determining a user action in a game server comprising a. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 (a) 단계는,In step (a), 상기 적외선 카메라에 의해 획득된 화상에서 잡음을 제거하는 단계;Removing noise from an image obtained by the infrared camera; 전체 화상에 대해 한계 함수를 적용하여 이진 화상을 생성하는 단계;Generating a binary image by applying a limit function to the entire image; 상기 생성된 이진 화상에 대한 윤곽 곡선을 계산하는 단계; 및Calculating a contour curve for the generated binary image; And 상기 계산된 윤곽 곡선에 의해 획득된 2차원 좌표를 이용해 3차원 위치 방향을 계산하는 단계Calculating a three-dimensional position direction using the two-dimensional coordinates obtained by the calculated contour curve 를 포함하는 게임 서버에서의 사용자 동작 결정 방법.Method of determining a user action in a game server comprising a. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 화상에서 잡음을 제거하는 단계는, 가우시안 필터를 이용해 이루어지는 것을 특징으로 하는 게임 서버에서의 사용자 동작 결정 방법.Removing noise from the image is performed using a Gaussian filter. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 윤곽 곡선은,The contour curve is, 화상의 주사선을 따라가면서 상기 생성된 이진 화상의 변화점을 추적하여 계산되는 것을 특징으로 하는 게임 서버에서의 사용자 동작 결정 방법.And a change point of the generated binary image is calculated by following the scanning line of the image. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 (b) 단계에서 상쇄 필터를 이용해 상기 게임 제어기로부터 수신된 가속도 데이터에서 중력 가속도에 의한 가속도 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 게임 서버에서의 사용자 동작 결정 방법.And removing the acceleration component due to gravity acceleration from the acceleration data received from the game controller in the step (b). 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 (b) 단계에서 상기 각 동작 영역의 가속도 데이터는,In the step (b), the acceleration data of each operation region is 중력 가속도에 의해 가속도 성분이 제거된 가속도 데이터의 절대 크기와 시간에 따른 변화량을 기준으로 추출되는 것을 특징으로 하는 게임 서버에서의 사용자 동작 결정 방법.A method for determining a user's motion in a game server, characterized in that it is extracted based on the absolute amount of acceleration data from which acceleration components are removed by gravity acceleration and the amount of change over time. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 (d) 단계는,In step (d), 상기 추출된 위치 데이터와 상기 추출된 각 동작 영역의 가속도 데이터를 상기 학습된 모델에 대입하여 유사도를 측정하고, 상기 유사도가 가장 큰 동작으로 동작 인식을 결정하는 것을 특징으로 하는 게임 서버에서의 사용자 동작 결정 방법.The user's motion in the game server, characterized in that the degree of similarity is measured by substituting the extracted position data and the acceleration data of each extracted motion region into the learned model, and determining the motion recognition as the motion having the largest similarity. How to decide. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (d) 단계는,In step (d), 상기 유사도를 측정한 후 가중치 보정을 통해 동작을 결정하는 것을 특징으로 하는 게임 서버에서의 사용자 동작 결정 방법.And determining the motion by weight correction after measuring the similarity.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9759804B2 (en) 2011-06-22 2017-09-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for estimating 3D position and orientation through sensor fusion

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