KR20090076018A - Apparatus and method for pointing in three dimensions - Google Patents

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KR20090076018A KR1020080001737A KR20080001737A KR20090076018A KR 20090076018 A KR20090076018 A KR 20090076018A KR 1020080001737 A KR1020080001737 A KR 1020080001737A KR 20080001737 A KR20080001737 A KR 20080001737A KR 20090076018 A KR20090076018 A KR 20090076018A
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조상현
권육
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엘지전자 주식회사
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Abstract

A 3D pointing apparatus and a method thereof are provided to input a user interface command by sensing the movement in a space through a gyro sensor, magnetometer sensor and acceleration sensor. A gyro sensor(11) detects a movement distance through rotation angular velocity according to the motion of an input device. A magnetometer sensor(12) senses a terrestrial magnetism value according to the motion of the input device to detect the azimuth. An accelerometer sensor(13) detects a pitch angle and roll angle corresponding to the slope of the input device. A controller(14) moves the position of a pointing apparatus according to the detected movement distance and azimuth.

Description

3차원 공간상의 포인팅 장치 및 방법{Apparatus and method for pointing in three dimensions}Apparatus and method for pointing in three dimensions}

본 발명은 3차원 공간상의 포인팅 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a pointing device and method in three-dimensional space.

전자기술의 발달에 힘입어 디스플레이 장치는 점점 다양한 기능을 구비하게 되었다. 이러한 다양한 기능을 효과 적으로 활용할 수 있도록 하기 위하여, 디스플레이 화면 상에 커서를 표시하고 커서 표시 위치를 이동시켜 원하는 기능을 용이하게 선택할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.BACKGROUND With the development of electronic technology, display devices are increasingly equipped with various functions. In order to effectively utilize these various functions, it is common to display a cursor on the display screen and to easily select a desired function by moving the cursor display position.

이러한 기능을 위해서는 마우스, 리모콘, 조이스틱 등과 같은 입력 장치를 이용하여 커서의 위치를 이동시켜야 한다. For this function, the position of the cursor must be moved by using an input device such as a mouse, a remote controller, or a joystick.

마우스를 예로 들면, 마우스의 이동 방향에 대응되도록 커서를 이동시켜 원하는 메뉴 상에 커서가 위치할 수 있도록 한다. 하지만, 마우스와 같은 종래 입력 장치는 평면 상에 놓여진 상태에서만 동작한다는 한계가 있었다.For example, the mouse is moved to correspond to the moving direction of the mouse so that the cursor can be positioned on a desired menu. However, there is a limit that the conventional input device such as a mouse operates only when placed on a plane.

이러한 점을 극복하기 위하여, 평면을 따라 이동하는 입력장치가 아닌 3차원 공간 상에서 이동하는 입력장치를 이용하여 커서를 조정하는 기술에 대한 관심이 커지고 있다. In order to overcome this problem, there is a growing interest in a technique of adjusting a cursor using an input device moving in a three-dimensional space rather than an input device moving along a plane.

본 발명은 자이로 센서, 지자기 센서, 가속도 센서를 이용하여 공간상에서의 움직임을 감지하여 메뉴 선택 등을 위한 커서의 이동 등의 사용자 인터페이스 명령을 입력할 수 있는 3차원 공간상의 포인팅 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention provides a pointing device and method in three-dimensional space that can input a user interface command such as movement of a cursor for menu selection by detecting a movement in space using a gyro sensor, a geomagnetic sensor, and an acceleration sensor. The purpose is.

본 발명에 따른 3차원 공간상의 포인팅 방법은, 공간상에서 움직이는 입력장치를 이용한 포인팅 방법에 있어서, 상기 입력장치의 움직임에 따른 이동거리와 방위각을 검출단계; 상기 검출된 이동거리와 방위각에 따라 포인팅 수단의 위치가 이동되도록 제어하는 제어신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A pointing method in a three-dimensional space according to the present invention includes a pointing method using an input device moving in space, the method comprising: detecting a moving distance and an azimuth angle according to a movement of the input device; And outputting a control signal for controlling the position of the pointing means to be moved according to the detected movement distance and azimuth angle.

또한, 본 발명에 따른 3차원 공간상의 포인팅 장치는, 입력장치의 움직임에 따라 회전 각속도를 통해 이동거리를 검출하는 자이로 센서와; 입력장치의 움직임에 따라 3차원 축의 지자기 값을 감지하여 방위각을 검출하는 지자기 센서와; 입력장치의 기울기에 따른 피치각과 롤각을 검출하여 지자기 센서로 출력하는 가속도 센서와; 상기 자이로 센서에서 검출된 이동거리와 지자기 센서에서 검출된 방위각에 따라 포인팅 수단의 위치가 이동되도록 하는 제어신호가 출력되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the pointing device in the three-dimensional space according to the present invention, the gyro sensor for detecting the moving distance through the rotational angular velocity in accordance with the movement of the input device; A geomagnetic sensor for detecting azimuth angle by detecting a geomagnetic value of a three-dimensional axis according to the movement of the input device; An acceleration sensor for detecting a pitch angle and a roll angle according to an inclination of the input device and outputting the pitch to a geomagnetic sensor; And a controller configured to output a control signal for moving the position of the pointing means according to the movement distance detected by the gyro sensor and the azimuth angle detected by the geomagnetic sensor.

본 발명에 따른 3차원 공간상의 포인팅 장치 및 방법에 의하면, 자이로 센서, 지자기 센서, 가속도 센서를 이용하여 공간상에서 입력장치의 움직임을 감지하여 디스플레이 장치의 화면에 표시되는 커서에 대해 공간상에서 절대적인 포인팅이 가능하도록 하는 입력을 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 효과가 있다. According to the three-dimensional pointing device and method according to the present invention, by using a gyro sensor, a geomagnetic sensor, an acceleration sensor to detect the movement of the input device in the space absolute pointing in the space for the cursor displayed on the screen of the display device It has the effect of providing a user interface for input that makes it possible.

본 발명의 실시 예에 따른 3차원 공간상의 포인팅 방법은, 공간상에서 움직이는 입력장치를 이용한 포인팅 방법에 있어서, 상기 입력장치의 움직임에 따른 이동거리와 방위각을 검출단계; 상기 검출된 이동거리와 방위각에 따라 포인팅 수단의 위치가 이동되도록 제어하는 제어신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A pointing method in a three-dimensional space according to an embodiment of the present invention includes a pointing method using an input device moving in space, the method comprising: detecting a moving distance and an azimuth angle according to a movement of the input device; And outputting a control signal for controlling the position of the pointing means to be moved according to the detected movement distance and azimuth angle.

본 발명에서, 상기 입력장치의 기울기에 따라 피치각과 롤각을 검출하여 방위각을 보상하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, detecting the pitch angle and the roll angle according to the slope of the input device to compensate for the azimuth angle.

본 발명에서, 상기 제어신호를 수신하여 디스플레이 장치의 화면 크기에 따른 절대적인 포인팅이 가능하도록 포인팅 수단의 위치를 이동시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, receiving the control signal to move the position of the pointing means to enable the absolute pointing according to the screen size of the display device; characterized in that it further comprises.

본 발명에서, 상기 입력장치를 이용하여 디스플레이 장치의 화면 크기에 따른 절대적인 포인팅이 가능하도록 기준위치를 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of setting the reference position to enable the absolute pointing according to the screen size of the display device using the input device; characterized in that it further comprises.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 공간상의 포인팅 장치는, 입력장치의 움직임에 따라 회전 각속도를 통해 이동거리를 검출하는 자이로 센서와; 입력장치의 움직임에 따라 3차원 축의 지자기 값을 감지하여 방위각을 검출하는 지자기 센서와; 입력장치의 기울기에 따른 피치각과 롤각을 검출하여 지자기 센서로 출력하는 가속도 센서와; 상기 자이로 센서에서 검출된 이동거리와 지자기 센서에서 검출된 방위각에 따라 포인팅 수단의 위치가 이동되도록 하는 제어신호가 출력되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a pointing device in a three-dimensional space according to an embodiment of the present invention, the gyro sensor for detecting the moving distance through the rotational angular velocity in accordance with the movement of the input device; A geomagnetic sensor for detecting azimuth angle by detecting a geomagnetic value of a three-dimensional axis according to the movement of the input device; An acceleration sensor for detecting a pitch angle and a roll angle according to an inclination of the input device and outputting the pitch to a geomagnetic sensor; And a controller configured to output a control signal for moving the position of the pointing means according to the movement distance detected by the gyro sensor and the azimuth angle detected by the geomagnetic sensor.

본 발명에서, 상기 제어신호는 IrDA, RF, 블루투스를 포함하는 무선 방식 또는 PS2, USB를 포함하는 유선 방식을 통해 출력되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control signal is characterized in that it is output through a wireless system including IrDA, RF, Bluetooth or a wired system including PS2, USB.

본 발명에서, 상기 제어부는 입력장치의 기울기에 따라 피치각 및 롤각이 검출되면 상기 피치각 및 롤각을 이용하여 방위각이 보상되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, if the pitch angle and the roll angle is detected according to the inclination of the input device, the control unit is characterized in that the control to compensate for the azimuth angle using the pitch angle and the roll angle.

본 발명에서, 상기 제어부는 제어신호가 출력되는 디스플레이 장치의 화면 크기에 따라 절대적인 포인팅이 가능하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller is characterized in that the control to enable the absolute pointing according to the screen size of the display device to which the control signal is output.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 공간상의 포인팅 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a pointing device in a three-dimensional space according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 입력장치(10)가 움직일 때 회전 각속도 정보로부터 상대적인 X축, Y축의 이동거리를 감지하는 자이로 센서(11)와, 입력장치(10)의 움직임에 따라 각 축의 지자기 값을 감지하여 방위각을 검출하는 지자기 센서(12)와, 입력장 치(10)의 움직임에 따라 틸트 보상을 위한 피치각과 롤각을 지자기 센서로 출력하는 가속도 센서(12)와, 상기 자이로 센서에서 검출된 이동거리와 지자기 센서에서 검출된 방위각을 이용하여 디스플레이 장치(20)의 화면 상에서 커서의 위치가 이동되도록 하는 제어신호를 전송부(15)로 출력하는 제어부(14)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, when the input device 10 moves, the gyro sensor 11 which detects a moving distance of the relative X and Y axes from the rotational angular velocity information, and geomagnetic values of each axis according to the movement of the input device 10. Geomagnetic sensor 12 for sensing and detecting azimuth angle, acceleration sensor 12 for outputting pitch angle and roll angle for tilt compensation according to the movement of input device 10 to geomagnetic sensor, and movement detected by gyro sensor And a controller 14 outputting a control signal to the transmitter 15 to move the position of the cursor on the screen of the display apparatus 20 using the distance and the azimuth angle detected by the geomagnetic sensor.

여기서, 상기 입력장치(10)는 마우스, 리모컨, 휴대폰 등이 될 수 있으며, 디스플레이 장치(20)는 PC 모니터, TV 등이 될 수 있다.The input device 10 may be a mouse, a remote controller, a mobile phone, and the like, and the display device 20 may be a PC monitor or a TV.

먼저, 3차원 공간상의 포인팅에 대해 설명하면, 입력장치(10)가 디스플레이 장치(20)의 화면 전방의 공중에서 움직일 수 있고 사용자 인터페이스가 이들 움직임을 직접 사용자 인터페이스 명령, 예를 들어 디스플레이 화면 상에서의 커서의 이동으로 변환할 수 있다는 것을 의미하는 것으로, TV와 리모콘 간에 IrDA 또는 RF 또는 블루투스 등의 무선 방식 또는 유선 방식으로 연결되어 3차원 공간상에서 포인팅을 수행할 수 있도록 하는 것이다.First, pointing in three-dimensional space, the input device 10 can move in the air in front of the screen of the display device 20 and the user interface can direct these movements directly to user interface commands, e.g., on the display screen. It means that it can be converted by the movement of the cursor, and it is possible to perform pointing in a three-dimensional space by connecting a wireless or wired method such as IrDA, RF, or Bluetooth between the TV and the remote controller.

여기서, 상기 커서 등은 화면에 표시되는 포인팅 수단이 될 수 있으며 다양한 모양으로 표시 가능하다. Here, the cursor or the like may be a pointing means displayed on the screen and may be displayed in various shapes.

상기 자이로 센서(Gyro sensor)(11)는 회전 각속도를 측정하는 관성 센서로서 예를 들면, 본 발명에서는 X축, Y축으로의 이동거리를 검출하기 위해 2축 자이로 센서를 사용하여 회전 각속도로부터 공간상에서 움직이는 입력장치(10)의 이동거리를 검출한다. The gyro sensor 11 is an inertial sensor for measuring rotational angular velocity. For example, in the present invention, the gyro sensor 11 uses a two-axis gyro sensor to detect a moving distance to the X and Y axes. The movement distance of the input device 10 moving in the phase is detected.

상기 지자기 센서(Magnetometer sensor)(12)는 지구 표면에 수평적으로 형성되어 있는 자기장(magnetic field)정보를 이용하여 방위각(Azimuth)을 검출하는 센 서이다.The magnetometer sensor 12 is a sensor that detects azimuth using magnetic field information horizontally formed on the earth's surface.

예를 들면, 본 발명에서는 입력장치(10)를 이용하여 공간상에서의 포인팅을 위한 움직임을 검출할 수 있도록 도 2와 같이 3축 지자기 센서를 이용하여 각 축에 대한 지자기 값(Hx, Hy, Hz)을 이용하여 입력장치(10)가 이동하는 방위각을 산출한다. For example, in the present invention, the geomagnetic values (Hx, Hy, Hz) for each axis by using the 3-axis geomagnetic sensor as shown in FIG. 2 to detect the movement for pointing in space using the input device 10. The azimuth angle at which the input device 10 moves is calculated using.

여기서, 상기 방위각은 X-축 자세(attitude)(롤(roll)), Y-축 고도(elevation)(피치(patch)), Z-축 지향(heading)(요(raw)) 움직임의 조합을 통해 공간상에서 포인팅되는 방위각을 검출할 수 있으며, 다음의 수학식 1로 계산된다.Here, the azimuth angle is a combination of X-axis attitude (roll), Y-axis elevation (patch), and Z-axis heading (raw) motion. Through this, the azimuth angle pointed in space can be detected and calculated by the following equation (1).

Figure 112008001152595-PAT00001
Figure 112008001152595-PAT00001

Figure 112008001152595-PAT00002
Figure 112008001152595-PAT00002

Figure 112008001152595-PAT00003
Figure 112008001152595-PAT00003

여기서,

Figure 112008001152595-PAT00004
는 피치각이고
Figure 112008001152595-PAT00005
는 롤각이며, Azimuth는 방위각이다.here,
Figure 112008001152595-PAT00004
Is the pitch angle
Figure 112008001152595-PAT00005
Is the roll angle and Azimuth is the azimuth angle.

또한, 입력장치(10)를 어떻게 잡고 포인팅을 하냐에 따라 사용자에게 투명한 인터페이스를 제공하기 위해 틸트(tilt) 보상을 수행해야 한다. In addition, depending on how the input device 10 is held and pointing, tilt compensation should be performed to provide a transparent interface to the user.

예를 들면, 사용자는 리모콘 등을 TV 화면에 정확하게 수직 및 수평이 맞도록 손에 잡고 움직이지 않을 수 있다. 즉 리모콘을 사용자가 TV를 보는 자세에 따라 좌/우 또는 상/하로 기울여 포인팅을 시도하는 경우가 발행하며 이러한 경우에 는 기울기를 보상해주어야 기울기에 영향을 받지 않고 정확한 포인팅이 수행되도록 할 수 있다. For example, the user may not move by holding the remote control or the like in a hand so that the TV screen is exactly vertical and horizontal. That is, when a user tries to point by tilting the remote control left / right or up / down according to the posture of the user watching TV, in this case, the tilt should be compensated so that accurate pointing can be performed without being affected by the tilt.

본 발명에서는 상기 틸트 보상을 위해 가속도 센서(Accelerometer sensor)(13)를 이용하여 입력장치(10)의 기울기를 측정하고 이를 통해 피치각 및 롤각을 산출하여 지자기 센서(12)로 출력한다.In the present invention, the tilt of the input device 10 is measured using an accelerometer sensor 13 for the tilt compensation, and the pitch angle and the roll angle are calculated and output to the geomagnetic sensor 12.

예를 들면, 본 발명에서는 도 3a와 같이 3축 가속도 센서를 이용하여 입력장치(10)가 이동될 때 각 축의 mass plate가 휘어지는 차징(charging)변화를 이용하여 가속도를 검출할 수 있으며, 도 3b와 같이 피치각

Figure 112008001152595-PAT00006
와 롤각
Figure 112008001152595-PAT00007
은 다음의 수학식 2로 계산된다. For example, in the present invention, the acceleration can be detected using a charging change in which the mass plate of each axis is bent when the input device 10 is moved using the 3-axis acceleration sensor as shown in FIG. 3A, and FIG. 3B. Pitch angle
Figure 112008001152595-PAT00006
And roll angle
Figure 112008001152595-PAT00007
Is calculated by the following equation (2).

Figure 112008001152595-PAT00008
Figure 112008001152595-PAT00008

Figure 112008001152595-PAT00009
Figure 112008001152595-PAT00009

상기 제어부(14)는 상기 자이로 센서(11)의 이동거리와 지자기 센서(12)에서 검출된 방위각을 이용하여 디스플레이 장치(20)의 화면 상에서 커서의 위치가 이동되도록 제어하는 제어신호를 전송부(15)를 통해 출력되도록 제어한다. The control unit 14 transmits a control signal for controlling the movement of the cursor on the screen of the display apparatus 20 by using the moving distance of the gyro sensor 11 and the azimuth detected by the geomagnetic sensor 12. Control to output through 15).

여기서, 상기 전송부(15)는 IrDA 또는 RF 또는 블루투스 등의 무선 방식 또 는 PS2, USB 등의 유선 방식을 통해 제어신호를 디스플레이 장치(20)로 전송한다. Here, the transmitter 15 transmits a control signal to the display apparatus 20 through a wireless method such as IrDA or RF or Bluetooth, or a wired method such as PS2 or USB.

예를 들면, 제어부(14)는 자이로 센서(11)의 회전 각속도에 의한 산출되는 입력장치의 이동거리와 지자기 센서(12)의 방위각을 이용하여 실시간으로 사용자에 의해 움직이는 입력장치의 공간상에서의 포인팅에 대응되어 디스플레이 장치(20) 화면의 커서가 이동되도록 제어신호를 출력한다.For example, the controller 14 uses the moving distance of the input device calculated by the rotational angular velocity of the gyro sensor 11 and the azimuth angle of the geomagnetic sensor 12 to point in space of the input device moving by the user in real time. In response to the control signal is output so that the cursor on the screen of the display device 20 is moved.

또한, 제어부(14)는 상기 방위각이 산출될 때 가속도 센서(13)에서 검출되는 입력장치의 기울기에 따른 피치각 및 롤각을 이용하여 지자기 센서(12)에서 검출되는 방위각이 보상되도록 제어한다. In addition, the controller 14 controls the azimuth angle detected by the geomagnetic sensor 12 to be compensated by using the pitch angle and the roll angle according to the inclination of the input device detected by the acceleration sensor 13 when the azimuth is calculated.

또한, 제어부(14)는 제어신호가 출력되는 디스플레이 장치의 화면 크기에 따라 절대적인 포인팅이 가능하도록 제어한다.In addition, the controller 14 controls to allow absolute pointing according to the screen size of the display device to which the control signal is output.

예를 들면, 입력장치를 이용하여 포인팅을 수행하기 전에 디스플레이 장치의 화면에 커서의 초기위치를 설정하면, 상기 초기위치를 기준으로 좌/우, 상/하로 커서가 움직일 수 있는 최대 방위각이 설정되어 상기 최대 방위각이 넘지 않는 범위내에서 입력장치의 움직임에 따라 커서가 움직이도록 제어하는 것이다. For example, if the initial position of the cursor is set on the screen of the display device before performing the pointing using the input device, the maximum azimuth angle at which the cursor can move left / right, up / down based on the initial position is set. The cursor is controlled to move according to the movement of the input device within the range not exceeding the maximum azimuth angle.

이와 같이, 본 발명은 자이로 센서, 지자기 센서, 가속도 센서를 이용하여 공간상에서 입력장치의 움직임에 따라 디스플레이 장치의 화면에 표시되는 커서가 이동되도록 하여 사용자 명령을 입력하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention provides an interface for inputting a user command by using a gyro sensor, a geomagnetic sensor, and an acceleration sensor to move the cursor displayed on the screen of the display device as the input device moves in space. There is.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 공간상의 포인팅 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a pointing method in a three-dimensional space according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 입력장치를 이용하여 공간상의 포인팅이 가능하도록 디스플레이장치의 화면에 기준위치를 셋팅한다(S41).Referring to FIG. 4, a reference position is set on the screen of the display apparatus to enable pointing in space using the input apparatus (S41).

예를 들면, 입력장치를 통해 기준위치 셋팅 메뉴 등을 선택하면 도 5와 같이 화면상의 중앙위치(51)를 포인팅을 위한 기준위치로 셋팅할 수 있도록 점선으로 표시하여 사용자가 상기 점선에 커서를 위치시켜 초기 기준위치를 셋팅하도록 한다. For example, if a reference position setting menu is selected through an input device, the user places the cursor on the dotted line so that the center position 51 on the screen can be set as a reference position for pointing as shown in FIG. 5. To set the initial reference position.

상기와 같이 초기위치가 셋팅되면 커서가 움직이는 X축의 방위각의 범위가 ±x로 설정되고 +x는 중심위치(51)를 기준으로 우측으로 이동하는 방위각이 될 수 있으며 -x는 중심위치(51)를 기준으로 좌측으로 이동하는 방위각이 될 수 있다.When the initial position is set as above, the range of the azimuth angle of the X-axis moving the cursor is set to ± x, and + x may be the azimuth angle moving to the right based on the center position 51, and -x is the center position 51 It may be an azimuth angle moving to the left based on.

또한, 커서가 움직이는 Y축의 방위각의 범위는 ±y로 설정되고 +y는 중심위치(51)를 기준으로 위쪽으로 이동하는 방위각이 될 수 있으며 -y는 중심위치(51)를 기준으로 아래쪽으로 이동하는 방위각이 될 수 있다. 상기 초기 기준위치는 제품 출시전에 미리 셋팅되어 판매될 수도 있다. In addition, the range of the azimuth angle of the Y axis that the cursor moves to is set to ± y, + y may be an azimuth angle to move upwards relative to the center position (51), and -y moves downward relative to the center position (51) Can be an azimuth angle. The initial reference position may be set and sold in advance before product launch.

예를 들면, 상기 초기 기준위치가 셋팅되면 디스플레이 장치의 화면 크기에 따라 절대적인 포인팅이 가능하도록 셋팅된다.For example, when the initial reference position is set, it is set to enable absolute pointing according to the screen size of the display device.

즉, +x로 이동하는 최대 방위각이 60도이면 입력장치가 움직이는 방위각이 60도를 넘게되는 경우 커서의 이동은 중지되며, 입력장치에서 계산되는 60도를 넘는 방위각은 모두 60도로 조정되어 커서가 디스플레이 화면안에 있도록 한다. That is, if the maximum azimuth moving to + x is 60 degrees, the movement of the cursor stops when the azimuth of the input device moves more than 60 degrees, and the azimuth over 60 degrees calculated by the input device is adjusted to 60 degrees so that the cursor Be within the display screen.

이때, 입력장치를 반대로 움직여 방위각이 60도 이하가 되면 다시 입력장치의 움직임에 따라 커서의 위치를 이동시킨다. At this time, if the azimuth becomes less than 60 degrees by moving the input device in reverse, the position of the cursor is moved again according to the movement of the input device.

이후, 입력장치의 움직임을 감지한다(S42). 예를 들면, 자이로 센서(Gyro sensor)를 이용하여 입력장치의 움직임을 감지할 수 있으며, 상기 자이로 센서를 통해 입력장치의 이동거리 등을 검출한다. Then, the movement of the input device is detected (S42). For example, a movement of the input device may be detected using a gyro sensor, and a moving distance of the input device may be detected through the gyro sensor.

이후, 입력장치가 이동하는 방위각을 산출한다(S43). 예를 들면, 입력장치를 이용한 공간상의 포인팅은 X-축 자세(attitude)(롤(roll)), Y-축 고도(elevation)(피치(patch)), Z-축 지향(heading)(요(raw))를 포함하는 각 축의 움직임 조합으로 입력장치가 포인팅을 위해 공간상에서 움직이는 방위각을 검출하며 상기에서 설명한 수학식 1을 통해 방위각을 계산할 수 있다. Thereafter, the azimuth angle at which the input device moves is calculated (S43). For example, pointing in space using an input device can be described in terms of X-axis attitude (roll), Y-axis elevation (patch), and Z-axis heading (yaw). The azimuth angle of the input device in the space for pointing is detected by the combination of the motions of each axis including the raw), and the azimuth angle can be calculated using Equation 1 described above.

이후, 입력장치의 기울기에 따라 방위각을 보상한다(S44). 예를 들면, 입력장치를 어떻게 잡고 포인팅을 하느냐에 따라 발생되는 입력장치의 기울기를 보상하기 위한 피치각 및 롤각을 상기에서 설명한 수학식 2로 계산하여 지자기 센서에서 검출되는 방위각을 보상한다. Thereafter, the azimuth angle is compensated according to the tilt of the input device (S44). For example, the pitch angle and the roll angle for compensating the tilt of the input device generated according to how the user grasps and points the input device are calculated by Equation 2 described above to compensate for the azimuth angle detected by the geomagnetic sensor.

이후, 입력장치의 움직임에 대응되어 디스플레이 장치의 화면상에 표시되는 커서의 위치를 이동시킨다(S45). Thereafter, in response to the movement of the input device, the position of the cursor displayed on the screen of the display device is moved (S45).

예를 들면, 자이로 센서에서 이동거리가 검출되면 지자기 센서를 이용하여 입력장치가 움직이는 방위각을 산출하고, 상기 가속도 센서를 이용하여 방위각을 보상하여, 상기 이동거리와 방위각에 따라 커서의 위치를 이동시키기 위한 제어신호를 입력장치에서 디스플레이 장치로 출력하고, 디스플레이 장치는 상기 제어신호를 수신하여 기준위치의 설정에 따라 화면 크기에 따른 절대적인 포인팅이 가능하도록 상기 제어신호에 대응시켜 커서의 위치를 이동시킨다. For example, when a movement distance is detected by a gyro sensor, the azimuth angle of the input device is calculated using a geomagnetic sensor, and the azimuth angle is compensated using the acceleration sensor to move the position of the cursor according to the movement distance and the azimuth angle. The control signal is output from the input device to the display device, and the display device receives the control signal and moves the position of the cursor in response to the control signal to enable absolute pointing according to the screen size according to the setting of the reference position.

즉, 본 발명의 실시 예에 따르면 입력장치내의 센서들로부터 수신된 이동거 리, 방위각 등의 데이터를 이용하여 사용자가 입력장치를 잡고 있으면서 그 손을 디스플레이 장치의 전방에서 좌측에서 우측으로 움직일 때 디스플레이 장치의 화면에 표시되는 커서는 좌측에서 우측 방향으로 이동되어 메뉴 등을 선택하는 입력을 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. That is, according to an exemplary embodiment of the present invention, when the user moves the hand from the front of the display device to the left side while holding the input device by using data such as movement distance and azimuth angle received from the sensors in the input device, the display is displayed. The cursor displayed on the screen of the device may move from left to right to provide a user interface for input of selecting a menu or the like.

여기서, 상기 커서 등은 화면에 표시되는 포인팅 수단이 될 수 있으며 다양한 모양으로 표시 가능하다. Here, the cursor or the like may be a pointing means displayed on the screen and may be displayed in various shapes.

이와 같이, 본 발명은 자이로 센서, 지자기 센서, 가속도 센서를 이용하여 공간상에서 입력장치의 움직임을 감지하여 디스플레이 장치의 화면에 표시되는 커서에 대해 공간상에서 절대적인 포인팅이 가능하도록 하는 입력을 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 효과가 있다. As described above, the present invention provides a user interface for input that detects the movement of an input device in space using a gyro sensor, a geomagnetic sensor, and an acceleration sensor to enable absolute pointing in space with respect to a cursor displayed on a screen of a display device. It is effective to provide.

이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, these are only examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may have an abnormality within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not illustrated. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 공간상의 포인팅 장치의 구성을 나타내는 도면. 1 is a view showing the configuration of a pointing device in a three-dimensional space according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 지자기 센서에 의해 방위각이 계산되는 입력장치를 보여주는 도면. 2 is a view showing an input device for calculating an azimuth angle by a geomagnetic sensor according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가속도 센서에 의해 피치각과 롤각이 계산되는 입력장치를 보여주는 도면.3 is a view showing an input device for calculating the pitch angle and the roll angle by the acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 공간상의 포인팅 방법을 나타내는 흐름도.4 is a flowchart illustrating a pointing method in a three-dimensional space according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 절대적 포인팅을 위한 설정을 보여주는 도면.5 is a diagram illustrating a setting for absolute pointing according to an embodiment of the present invention.

Claims (8)

공간상에서 움직이는 입력장치를 이용한 포인팅 방법에 있어서,In the pointing method using an input device moving in space, 상기 입력장치의 움직임에 따른 이동거리와 방위각을 검출단계; Detecting a movement distance and an azimuth angle according to the movement of the input device; 상기 검출된 이동거리와 방위각에 따라 포인팅 수단의 위치가 이동되도록 제어하는 제어신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간상의 포인팅 방법.And outputting a control signal for controlling the position of the pointing means to move according to the detected movement distance and azimuth angle. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 입력장치의 기울기에 따라 피치각과 롤각을 검출하여 방위각을 보상하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간상의 포인팅 방법.Compensating the azimuth angle by detecting the pitch angle and the roll angle according to the inclination of the input device. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제어신호에 따라 디스플레이 장치의 화면 크기에 따른 절대적인 포인팅이 가능하도록 포인팅 수단의 위치를 이동시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간상의 포인팅 방법.And moving the position of the pointing means to enable absolute pointing according to the screen size of the display device according to the control signal. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 입력장치를 이용하여 디스플레이 장치의 화면 크기에 따른 절대적인 포인팅이 가능하도록 기준위치를 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간상의 포인팅 방법.And setting a reference position to enable absolute pointing according to the screen size of the display device by using the input device. 입력장치의 움직임에 따라 회전 각속도를 통해 이동거리를 검출하는 자이로 센서와;A gyro sensor for detecting a moving distance through a rotational angular velocity according to the movement of the input device; 입력장치의 움직임에 따라 지자기 값을 감지하여 방위각을 검출하는 지자기 센서와; A geomagnetic sensor for detecting azimuth angle by detecting a geomagnetic value according to the movement of the input device; 입력장치의 기울기에 따른 피치각과 롤각을 검출하여 지자기 센서로 출력하는 가속도 센서와;An acceleration sensor for detecting a pitch angle and a roll angle according to an inclination of the input device and outputting the pitch to a geomagnetic sensor; 상기 자이로 센서에서 검출된 이동거리와 지자기 센서에서 검출된 방위각에 따라 포인팅 수단의 위치가 이동되도록 하는 제어신호가 출력되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간상의 포인팅 장치.And a controller configured to output a control signal for moving the position of the pointing means according to the movement distance detected by the gyro sensor and the azimuth angle detected by the geomagnetic sensor. 2. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 제어신호는 IrDA, RF, 블루투스를 포함하는 무선 방식 또는 PS2, USB를 포함하는 유선 방식을 통해 출력되는 것을 특징으로 하는 3차원 공간상의 포인팅 장치.The control signal is a pointing device in a three-dimensional space, characterized in that output via a wireless system including IrDA, RF, Bluetooth or a wired system including PS2, USB. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 제어부는 입력장치의 기울기에 따라 피치각 및 롤각이 검출되면 상기 피치각 및 롤각을 이용하여 방위각이 보상되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3차 원 공간상의 포인팅 장치.And the controller controls the azimuth angle to be compensated using the pitch angle and the roll angle when the pitch angle and the roll angle are detected according to the inclination of the input device. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 제어부는 제어신호가 출력되는 디스플레이 장치의 화면 크기에 따라 절대적인 포인팅이 가능하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간상의 포인팅 장치.The control unit is a pointing device on a three-dimensional space, characterized in that for controlling the absolute pointing according to the screen size of the display device to which the control signal is output.
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