KR20110100369A - Data glove using stretch sensor - Google Patents

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KR20110100369A KR1020100019290A KR20100019290A KR20110100369A KR 20110100369 A KR20110100369 A KR 20110100369A KR 1020100019290 A KR1020100019290 A KR 1020100019290A KR 20100019290 A KR20100019290 A KR 20100019290A KR 20110100369 A KR20110100369 A KR 20110100369A
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민동빈
이재용
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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements

Abstract

본 발명은 스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브에 있어서, 사람의 손가락에 대응하여 마련된 핑거 착용부를 갖는 글러브와; 손가락의 움직임에 따라 신축 가능하게 상기 각 핑거 착용부에 설치되는 스트레치 센서와; 상기 스트레치 센서에 의해 감지 결과에 기초하여 상기 손가락의 움직임에 대응하는 핑거 스트레치 신호를 생성하는 제스처 신호 생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 스트레치 센서를 이용하여 손가락의 움직임을 감지함으로써, 적은 비용으로 손가락의 제스처를 인식하기 위한 데이터 글러브의 제작이 가능하게 된다.The present invention provides a data glove using a stretch sensor, comprising: a glove having a finger wearing part provided corresponding to a human finger; A stretch sensor installed in each of the finger wearing parts so as to be stretchable as the finger moves; And a gesture signal generation module configured to generate a finger stretch signal corresponding to the movement of the finger based on the sensing result by the stretch sensor. Accordingly, by sensing the movement of the finger using the stretch sensor, it is possible to produce a data glove for recognizing the gesture of the finger at a low cost.

Description

스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브{DATA GLOVE USING STRETCH SENSOR}DATA GLOVE USING STRETCH SENSOR}

본 발명은 스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스트레치 센서를 이용하여 손가락의 움직임을 감지함으로써 적은 비용으로 손가락의 제스처를 감지할 수 있는 스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브에 관한 것이다.
The present invention relates to a data glove using a stretch sensor, and more particularly, to a data glove using a stretch sensor capable of detecting a gesture of a finger at a low cost by detecting a finger movement using a stretch sensor.

인간과 외부 환경과의 상호 작용에 의해서 발생되는 힘은 인간에게 감각의 정보를 제공한다. 환경이 현실이 아닌 가상 환경의 경우에는 인간에게 힘의 감각을 전달할 수 있는 힘 또는 촉각 제시 기구가 필요하며, 이러한 장치가 유발하는 힘과 촉각은 사용자가 가상 환경에 존재하는 물체를 인지하기 위한 중요한 정보가 된다.The forces generated by human interaction with the external environment provide humans with sensory information. In the case of a virtual environment where the environment is not a reality, a force or a tactile presentation mechanism that can transmit a sense of power to a human being is required, and the force and tactile sensation generated by these devices are important for a user to recognize an object in the virtual environment. It is information.

힘 또는 접촉에 의하여 인간이 느낄 수 있는 감각을 분류하면, 크게 운동 감각과 촉각으로 나눌 수 있다. 그리고, 운동 감각은 다시 균형감, 운동감, 역감으로 분류될 수 있으며, 촉각은 형상감, 재질감, 온도감 등으로 나눌 수 있다.By classifying the senses that humans can feel by force or contact, they can be divided into motion and touch. In addition, the sense of motion may be further classified into a sense of balance, a sense of motion, and a sense of dysfunction, and the sense of touch may be divided into a shape, a texture, and a temperature.

일반적으로 힘과 촉각에 대한 감각을 통합하여 제시할 수 있는 장치를 햅틱(Haptic) 장치라 하는데, 사용자의 움직임, 위치 등을 입력하는 역할과 가상 환경 및 원격지에서 발생하는 사건에 상응하는 힘과 촉각을 사용자에게 출력하는 역할을 동시에 담당한다.In general, a device that can present a sense of force and tactile sense is called a haptic device, which inputs a user's movement and position, and a force and tactile touch corresponding to an event occurring in a virtual environment and a remote place. It is responsible for outputting to the user at the same time.

이러한 양방향 정보 전달의 특성 및 쉽고 직관적인 입ㅇ출력을 수행할 수 있는 햅틱 장치는 차세대 컴퓨터 인터페이스로서 매우 효과적인 장치로 부각되고 있으며, 차세대 PC의 입출력 인터페이스에서는 물론 원격 의료 장치, 산업용 원격 로봇, 사이버 공간에서의 제품 광고, 첨단 오락기기 등 여러 산업 분야에 널리 적용될 수 있는 신규 기술로 대두 되면서 컴퓨터 이용이 불편한 노약자나 장애인 등에게도 새로운 컴퓨터 사용의 가능성을 제시하고 있다.The characteristics of this bidirectional information transmission and easy and intuitive input and output, the haptic device is emerging as a very effective device as a next-generation computer interface, remote medical devices, industrial remote robots, cyber space as well as input and output interface of the next-generation PC As a new technology that can be widely applied to various industries such as product advertisement and high-tech entertainment equipment, Esau presents the possibility of using a new computer even for the elderly and the disabled who have difficulty using the computer.

한편, 최근의 유비쿼터스 컴퓨팅 환경은 사회적/기술적 환경 변화에 따라 사용자의 요구가 다양하게 변화하고 있고 융ㅇ복합화의 진전으로 제품ㅇ정보의 복잡성(Complexity)이 크게 증가함에 따라 제스처 인식 등과 같은 사용하기 쉽고, 직관적인 인터페이스에 대한 요구가 증가하고 있다. 따라서 최근의 컴퓨터 사용자들은 디지털의 편리함과 아날로그의 감성을 동시에 추구하는 경향이 강하며, 보다 인간 친화적이며 직관적이고 혁신적인 햅틱 장치 기반의 촉각 인터페이스를 선호하고 있다.On the other hand, the recent ubiquitous computing environment is easy to use such as gesture recognition as the user's needs are variously changed according to the change of social / technical environment, and the complexity of product information is greatly increased due to the progress of convergence and integration. Increasingly, the need for an intuitive interface is increasing. Recently, computer users tend to pursue digital convenience and analog emotion simultaneously, and they prefer haptic devices based on a more human-friendly, intuitive and innovative haptic device.

근래에, 햅틱 장치 기반의 촉각 인터페이스 장치의 하나로 데이터 글러브가 주목받고 있다. 데이터 글러브는 사용자가 장갑 형태의 데이터 글러브를 손에 착용하고, 사용자의 손과 손가락의 움직임, 즉 제스처를 감지하여 이를 입력 신호로 사용하는 인터페이스 장치이다.Recently, data gloves have attracted attention as one of haptic device-based tactile interface devices. The data glove is an interface device in which a user wears a glove-shaped data glove on a hand and senses a movement, or gesture, of a user's hand and finger and uses it as an input signal.

데이터 글러브가 사용자의 손과 손가락의 움직임을 감지하는 방식으로는 영상 기반 또는 광학 마커 방식, Fiber-Optic Flex Sensor 등을 제안되고 있으며, 기존의 고가의 데이터 글러브를 대체할 수 있는 저비용/고효율성의 데이터 글러브로 인식되고 있다.As a method of detecting the movement of a user's hand and finger, the data glove has proposed an image-based or optical marker method, a fiber-optic flex sensor, and low-cost / high-efficiency data that can replace the existing expensive data glove. It is recognized as a glove.

그러나, 영상 기반 또는 광학 마커 방식, Fiber-Optic Flex Sensor 방식의 데이터 글러브도 기업 차원의 상용화 기술로 사용되기 위해서는 아직 그 비용이 고가에 속하고, 그 제조 기술 또한 아직 학문적인 연구 수준에 미지치 못하고 있는 실정이다.However, the image-based, optical marker, or fiber-optic flex sensor data glove is still expensive to be used as a commercialization technology at the enterprise level, and the manufacturing technology is still at the level of academic research. There is a situation.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 스트레치 센서를 이용하여 손가락의 움직임을 감지함으로써, 적은 비용으로 손가락의 제스처를 인식할 수 있는 스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브를 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, by detecting the movement of the finger using a stretch sensor, to provide a data glove using a stretch sensor that can recognize the gesture of the finger at a low cost. There is this.

상기 목적은 본 발명에 따라, 스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브에 있어서, 사람의 손가락에 대응하여 마련된 핑거 착용부를 갖는 글러브와; 손가락의 움직임에 따라 신축 가능하게 상기 각 핑거 착용부에 설치되는 스트레치 센서와; 상기 스트레치 센서의 감지 결과에 기초하여 상기 손가락의 움직임에 대응하는 핑거 스트레치 신호를 생성하는 제스처 신호 생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브에 의해서 달성된다.According to the present invention, a data glove using a stretch sensor, comprising: a glove having a finger wearing portion provided corresponding to a human finger; A stretch sensor installed in each of the finger wearing parts so as to be stretchable as the finger moves; And a gesture signal generation module configured to generate a finger stretch signal corresponding to the movement of the finger based on the sensing result of the stretch sensor.

여기서, 상기 스트레치 센서는 상기 핑거 착용부의 상기 글러브의 손등 방향에 설치되어 손가락의 움직임에 따라 신축될 수 있다.Here, the stretch sensor may be installed in the back of the hand of the glove of the finger wearing part and may be stretched according to the movement of the finger.

그리고, 상기 제스처 신호 생성 모듈은 상기 글러브의 손등 방향에 설치되며; 상기 각 핑거 착용부에 설치되는 상기 각 스트레치 센서는 일단이 상기 제스처 신호 생성 모듈로부터 인출되고, 상기 핑거 착용부의 손등 방향을 따라 순환하여 상기 제스처 신호 생성 모듈로 인입될 수 있다.
And, the gesture signal generation module is installed in the back of the hand of the glove; One end of each of the stretch sensors installed in each finger wearing unit may be drawn out from the gesture signal generating module, and may be circulated along the back of the hand of the finger wearing unit and introduced into the gesture signal generating module.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명에 따르면, 스트레치 센서를 이용하여 손가락의 움직임을 감지함으로써, 적은 비용으로 손가락의 제스처를 인식하기 위한 데이터 글러브의 제작이 가능한 스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브가 제공된다.
According to the present invention by the above configuration, by using a stretch sensor to detect the movement of the finger, there is provided a data glove using a stretch sensor capable of manufacturing a data glove for recognizing the gesture of the finger at a low cost.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 데이터 글러브의 구성을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 데이터 글러브의 제스처 신호 생성 모듈의 구성을 도시한 도면이다.1 and 2 are views showing the configuration of a data glove according to the present invention,
3 is a diagram illustrating a configuration of a gesture signal generation module of a data glove according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

본 발명에 다른 데이터 글러브(1)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 글러브(10)와, 스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)와, 제스처 신호 생성 모듈(12)을 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the data glove 1 according to the present invention includes the glove 10, the stretch sensors 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e, and the gesture signal generation module 12. It includes.

글러브(10)는 사람이 손에 착용 가능한 통상적인 장갑 형태로 마련되며, 사람의 손가락에 대응하여 핑거 착용부(10a,10b,10c,10d,10e)가 마련된다. 그리고, 글러브(10)는 사람의 손가락의 움직임이 원활하도록 신축성 있는 재질로 마련된다.The glove 10 is provided in the form of a conventional glove that a person can wear on his or her hand, and finger wearing parts 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e are provided to correspond to a human finger. In addition, the glove 10 is made of an elastic material to facilitate the movement of a finger of a person.

스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)는 손가락의 움직임에 따라 신축 가능하게 각 핑거 착용부(10a,10b,10c,10d,10e)에 설치된다. 여기서, 스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)는 고무줄과 같은 외형을 가지며, 길이의 변화에 따라 저항값이 변하게 되고, 이러한 저항값의 변화를 제스처 신호 생성 모듈(12)이 인식하여 사람의 손가락의 움직임을 인식하게 된다. The stretch sensors 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e are installed in the finger wearing parts 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e so as to be stretchable as the finger moves. Here, the stretch sensors 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e have an appearance such as rubber bands, and the resistance value changes according to the change in the length, and the gesture signal generation module 12 recognizes the change in the resistance value. The movement of a human finger is recognized.

여기서, 본 발명에 따른 스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)는 핑거 착용부(10a,10b,10c,10d,10e)의 윗면, 즉 글러브(10)의 손등 방향에 설치되어 손가락의 움직임에 따라 신축된다. 이에 따라, 사용자가 본 발명에 따른 데이터 글러브(1)를 착용한 상태에서 손가락 마디를 움직이게 되면, 각 손가락의 굽힘 정도에 따라 스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)가 늘어나거나 줄어들게 되고, 이에 따른 저항값의 변화가 발생하게 된다.Here, the stretch sensors 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e according to the present invention are installed on the upper surface of the finger wearing parts 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e, that is, in the direction of the back of the hand of the glove 10. Stretch according to the movement. Accordingly, when the user moves the finger node while wearing the data glove 1 according to the present invention, the stretch sensors 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e increase or decrease according to the bending degree of each finger. As a result, a change in resistance value occurs.

제스처 신호 생성 모듈(12)은 스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)의 감지 결과, 즉 저항값의 변화에 기초하여 손가락의 움직임에 대응하는 스트레치 신호를 생성한다. 본 발명에서는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제스처 신호 생성 모듈(12)이 글러브(10)의 손등 방향에 설치되는 것을 예로 하고 있다.The gesture signal generation module 12 generates a stretch signal corresponding to the movement of the finger based on the detection result of the stretch sensors 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e, that is, the change in the resistance value. In the present invention, as shown in Figures 1 and 2, the gesture signal generation module 12 is installed in the back of the hand of the glove 10 as an example.

그리고, 각 핑거 착용부(10a,10b,10c,10d,10e)에 설치되는 각각의 스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일단이 제스처 신호 생성 모듈(12)로부터 인출되고, 핑거 착용부(10a,10b,10c,10d,10e)의 손등 방향을 따라 순환하여 다시 제스처 신호 생성 모듈(12)로 인입되도록 마련된다. 이에 따라, 하나의 스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)가 하나의 핑거 착용부(10a,10b,10c,10d,10e)에 2 열로 배열됨으로써, 손가락의 움직임을 보다 정확하게 감지할 수 있게 된다.Each stretch sensor 11a, 11b, 11c, 11d, or 11e installed in each of the finger wearing parts 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e has one end generating a gesture signal, as shown in FIG. The module 12 is drawn out from the module 12, and is circulated along the back of the hand of the finger wearing parts 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e to be brought back into the gesture signal generation module 12. Accordingly, one stretch sensor 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e are arranged in two rows on one finger wearing portion 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e, so that a finger movement can be detected more accurately. Will be.

도 3은 본 발명에 따른 제스처 신호 생성 모듈(12)의 구성을 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 제스처 신호 생성 모듈(12)은 제1 인터페이스부(13), 아날로그 처리 모듈(14), 디지털 처리 모듈(15) 및 제2 인터페이스부(16)를 포함할 수 있다.3 is a diagram illustrating a configuration of the gesture signal generation module 12 according to the present invention. The gesture signal generation module 12 according to the present invention may include a first interface unit 13, an analog processing module 14, a digital processing module 15, and a second interface unit 16.

제1 인터페이스부(13)에는 각 핑거 착용부(10a,10b,10c,10d,10e)에 설치된 스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)가 연결되어 손가락의 움직임에 따른 스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)의 저항값의 변화가 입력된다.The stretch sensors 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e installed in the finger wearing parts 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e are connected to the first interface unit 13, so that the stretch sensors 11a according to the movement of the finger are connected. The change of the resistance value of 11b, 11c, 11d, and 11e is input.

아날로그 처리 모듈(14)은 제1 인터페이스부(13)를 통해 입력되는 각 스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)의 저항값의 변화를 감지한다. 여기서, 아날로그 처리 모듈(14)은 아날로그 신호 형태인 저항값의 변화를 증폭하고, 노이즈를 제거함으로서 디지털 처리 모듈(15)의 사용에 적합한 아날로그 신호로 변환한다.The analog processing module 14 detects a change in the resistance value of each of the stretch sensors 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e input through the first interface unit 13. Here, the analog processing module 14 amplifies a change in the resistance value in the form of an analog signal and converts it into an analog signal suitable for use of the digital processing module 15 by removing noise.

디지털 처리 모듈(15)은 아날로그 처리 모듈(14)로부터 전달되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 그리고, 디지털 처리 모듈(15)은 변환된 디지털 신호를 이용하여 각 스트레치 센서(11a,11b,11c,11d,11e)에 대해 감지된 손가락의 움직임에 대응하는 핑거 제스처 신호를 생성한다.The digital processing module 15 converts the analog signal transmitted from the analog processing module 14 into a digital signal. In addition, the digital processing module 15 generates a finger gesture signal corresponding to the movement of the finger detected for each of the stretch sensors 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e by using the converted digital signal.

그리고, 디지털 처리 모듈(15)에 의해 생성된 핑거 제스처 신호는 제2 인터페이스부(16)를 통해 본 발명에 따른 데이터 글러브(1)가 연결된 컴퓨터 등과 같은 정보처리 장치로 전달된다. 여기서, 제2 인터페이스부(16)는 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 컴퓨터와 연결 가능함은 물론이다.In addition, the finger gesture signal generated by the digital processing module 15 is transmitted to the information processing apparatus such as a computer connected to the data glove 1 according to the present invention through the second interface unit 16. Here, of course, the second interface unit 16 may be connected to the computer through a wired or wireless communication method.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 별명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
Although several embodiments of the present invention have been shown and described, those skilled in the art will appreciate that various modifications may be made without departing from the principles and spirit of the invention . The scope of the alias will be defined by the appended claims and their equivalents.

1 : 데이터 글러브 10 : 글러브
10a,10b,10c,10d,10e : 핑거 착용부
11a,11b,11c,11d,11e : 스트레치 센서
12 : 제스처 신호 생성 모듈 13 : 제1 인터페이스부
14 : 아날로그 처리 모듈 15 : 디지털 처리 모듈
16 : 제2 인터페이스부1: data glove 10: glove
10a, 10b, 10c, 10d, 10e: finger wearing part
11a, 11b, 11c, 11d, 11e: Stretch Sensor
12: gesture signal generation module 13: the first interface unit
14: analog processing module 15: digital processing module
16: second interface unit

Claims (3)

스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브에 있어서,
사람의 손가락에 대응하여 마련된 핑거 착용부를 갖는 글러브와;
손가락의 움직임에 따라 신축 가능하게 상기 각 핑거 착용부에 설치되는 스트레치 센서와;
상기 스트레치 센서의 감지 결과에 기초하여 상기 손가락의 움직임에 대응하는 핑거 스트레치 신호를 생성하는 제스처 신호 생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브.In a data glove using a stretch sensor,
A glove having a finger wearing portion provided corresponding to a human finger;
A stretch sensor installed in each of the finger wearing parts so as to be stretchable as the finger moves;
And a gesture signal generation module configured to generate a finger stretch signal corresponding to the movement of the finger based on the sensing result of the stretch sensor. 제1항에 있어서,
상기 스트레치 센서는 상기 핑거 착용부의 상기 글러브의 손등 방향에 설치되어 손가락의 움직임에 따라 신축되는 것을 특징으로 하는 스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브.The method of claim 1,
The stretch sensor is installed in the back of the hand of the glove of the finger wearing portion, the data glove using a stretch sensor, characterized in that stretched according to the movement of the finger. 제2항에 있어서,
상기 제스처 신호 생성 모듈은 상기 글러브의 손등 방향에 설치되며;
상기 각 핑거 착용부에 설치되는 상기 각 스트레치 센서는 일단이 상기 제스처 신호 생성 모듈로부터 인출되고, 상기 핑거 착용부의 손등 방향을 따라 순환하여 상기 제스처 신호 생성 모듈로 인입되는 것을 특징으로 하는 스트레치 센서를 이용한 데이터 글러브.The method of claim 2,
The gesture signal generation module is installed in the back of the hand of the glove;
Each stretch sensor installed in each of the finger wearing parts may have one end drawn out from the gesture signal generating module, and may be circulated along the back of the hand of the finger wearing part and introduced into the gesture signal generating module. Data glove.
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