KR20190019693A - 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치 - Google Patents

3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190019693A
KR20190019693A KR1020170104935A KR20170104935A KR20190019693A KR 20190019693 A KR20190019693 A KR 20190019693A KR 1020170104935 A KR1020170104935 A KR 1020170104935A KR 20170104935 A KR20170104935 A KR 20170104935A KR 20190019693 A KR20190019693 A KR 20190019693A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
link member
finger
magnet
fixing
magnetic sensor
Prior art date
Application number
KR1020170104935A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101971882B1 (ko
Inventor
김민철
콩 부 룩
조재희
이주성
유범재
Original Assignee
재단법인 실감교류인체감응솔루션연구단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 실감교류인체감응솔루션연구단 filed Critical 재단법인 실감교류인체감응솔루션연구단
Priority to KR1020170104935A priority Critical patent/KR101971882B1/ko
Priority to CN201880004571.9A priority patent/CN109997099B/zh
Priority to US16/073,587 priority patent/US10901530B2/en
Priority to PCT/KR2018/006890 priority patent/WO2019035546A1/ko
Publication of KR20190019693A publication Critical patent/KR20190019693A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101971882B1 publication Critical patent/KR101971882B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/014—Hand-worn input/output arrangements, e.g. data gloves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/0206—Three-component magnetometers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본 발명은 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치는, 사용자의 손등을 고정하기 위한 손등 고정부재와; 손등 고정부재에 결합되며, 몸체의 내부에는 제1 자석이 설치되어 있는 제1 링크부재와; 제1 자석에 의해 발생한 자력선을 감지하기 위한 제1 자기 센서가 설치되어 있는 제2 링크부재와; 제2 링크부재를 제1 링크부재에 고정시켜주는 제1 고정부재와; 제1 고정부재에 피봇(pivot) 운동 가능하도록 결합되는 제3 링크부재와; 내부에 제2 자기 센서가 설치되어 있는 구관절부가 형성되어 있는 제4 링크부재와; 제4 링크부재를 제3 링크부재에 결합 및 고정시켜주는 제2 고정부재와; 제2 고정부재에 결합되며, 몸체의 내부에는 제2자석이 설치되어 있는 제5 링크부재와; 제5 링크부재에 결합되며, 손가락 안착부가 형성되어 있는 손가락 착용부재; 및 제1 자기 센서와 제2 자기 센서에 의해 감지된 각각의 자력선 변화에 따른 대응하는 센서 좌표계 값을 수신하고, 수신된 센서 좌표계 값을 바탕으로 각 링크의 피치(pitch) 및 요(yaw) 움직임을 추출하며, 추출된 피치(pitch) 및 요(yaw) 움직임 값을 바탕으로 사용자의 손가락의 위치를 계산하는 컴퓨터 시스템을 포함한다.

Description

3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치{Finger motion capture interface apparatus based on three-dimensional magnetic sensors}
본 발명은 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 저가형 비접촉 3차원 자기 센서를 활용하여 손가락의 움직임을 정확히 감지, 측정할 수 있는 4 자유도의 메커니즘을 적용함으로써, 제작 비용이 저렴하고 정확한 움직임을 측정할 수 있는 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치에 관한 것이다.
최근 저가의 HMD(Head Mounted Device)가 출시된 이후 가상현실에 대한 시장의 관심이 더욱 커지고 있다. 그로 인해 가상현실과 관련된 다양한 분야의 연구가 진행되고 있으며, 그 결과로 여러 종류의 하드웨어 및 소프트웨어 제품들이 출시되고 있다. 여러 연구 분야 중 사용자의 손동작을 추적하기 위한 핸드 모션 캡쳐(hand motion capture)는 사용자의 손을 어떠한 환경에서도 잘 인식하여 다양한 상황에서 실감적인 경험을 제공하는 것을 목표로 한다. 핸드 모션 캡쳐 분야는 아직 연구 단계에 머물러 있으며 다양한 시도가 이루어지고 있다.
사용자의 손가락 움직임을 측정하고 이를 가상현실에 적용하기 위한 기술에 대해서는 여러 차례 소개된 바 있다. 예를 들면, 손가락에 광학적 마커 (marker)를 달아 카메라로 추적을 하는 시스템, 혹은 굽힘 센서, 전위차계 (potentiometer) 등을 활용하여 장갑 및 외골격을 형성하여 손가락 움직임을 측정하는 기술 등을 들 수 있다. 하지만, 기존에 소개된 방식 중 광학 마커의 경우, 외부 카메라 시스템이 필요하고 마커 중첩 및 가림 현상 등의 문제가 있고, 후자의 경우 가격이 비싸거나 손가락당 1∼2 자유도 측정만이 가능하여 손가락 움직임을 정밀하게 측정할 수 없다. 또한, 이미지 및 적외선 센서의 경우 시야에 들어오는 움직임만 측정이 가능하고, 손가락 간 또는 손과 손가락 간 중첩 문제로 인해 이마저도 측정값이 정확하지 않다는 문제가 있다.
한편, 공개특허공보 제10-2014-0051554호(특허문헌 1)에는 "관성 센서를 이용한 모션 캡쳐 시스템"이 개시되어 있는바, 이에 따른 관성 센서를 이용한 모션 캡쳐 시스템은, 인체의 상부에 장착되는 다수의 제1 감지소자, 인체의 하부에 장착되는 다수의 제2 감지소자, 다수의 제1 감지소자에 각각 연결된 제1 통신부, 다수의 제2 감지소자에 각각 연결된 제2 통신부, 상기 제1 통신부와 제2 통신부에서 송신된 인체의 모션 데이터를 수집하는 모션 데이터 수집수단, 상기 모션 데이터 수집수단에서 수집된 인체의 모션을 표시하는 표시수단을 포함하고, 상기 다수의 제1 감지소자는 적어도 인체의 척추 중심 부근, 왼쪽 상박, 오른쪽 상박, 왼쪽 하박, 오른쪽 하박, 왼쪽 손, 오른쪽 손, 머리의 부분에 장착되어 관절의 움직임을 9축으로 감지하며, 상기 다수의 제2 감지소자는 적어도 인체의 골반, 왼쪽 허벅지, 오른쪽 허벅지, 왼쪽 종아리, 오른쪽 종아리, 왼쪽 발, 오른쪽 발의 부분에 장착되어 관절의 움직임을 9축으로 감지하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 특허문헌 1의 경우, 각 센서 노드에서 이미 데이터 분석을 완료하여 수집된 정보만을 출력기기에 전달하여 처리함으로써, 별도의 외부 작업 스테이션이 필요하지 않아 처리 속도와 비용 면에서 효율적으로 적용할 수 있는 효과가 있을지는 모르겠으나, 제1, 제2 감지소자가 지자기 센서, 가속도계 센서, 자이로 센서를 구비함에 따라 시스템의 제작비용이 비교적 비싸고, 관절의 움직임을 9축으로 감지함에 따라 상대적으로 모션 캡쳐 과정이 복잡하며, 사용시간이 증가함에 따라 측정오차가 점진적으로 증가한다는 문제를 내포하고 있다.
공개특허공보 제10-2014-0051554호(2014.05.02. 공개)
본 발명은 이상과 같은 사항을 종합적으로 감안하여 창출된 것으로서, 손가락의 움직임을 감지할 수 있는 저가형 비접촉 3차원 자기 센서를 활용하여 손가락의 움직임을 정확히 측정할 수 있는 4 자유도의 메커니즘을 적용함으로써, 제작비용이 저렴하고 정확한 움직임을 측정할 수 있는 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 손가락 끝에 촉감 생성 액츄에이터를 설치하고, 가상의 물체에 추적된 가상의 손가락이 닿게 되면 진동이 울리도록 함으로써, 실제 세계에 있는 사용자에게 마치 실존하는 물체를 만지는 듯한 촉감을 제공할 수 있는 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치는,
사용자의 손에 착용된 상태에서 사용자의 손가락의 움직임을 측정하는 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치로서,
사용자의 손등을 고정하기 위한 것으로, 몸체의 일측에는 다른 부품과의 결합을 위한 결합공이 형성되는 손등 고정부재와;
상기 손등 고정부재에 유동 가능하게 기계적으로 결합되며, 몸체의 내부에는 자기장 형성을 위한 제1 자석이 설치되어 있는 제1 링크부재와;
상기 제1 링크부재에 대해 구관절 운동 가능하도록 몸체의 일측 단부는 구관절부로 형성되고, 몸체의 타측 단부는 회전운동력을 전달할 수 있는 기어가 형성되어 있으며, 상기 구관절부 내부에는 상기 제1 링크부재의 제1 자석에 의해 발생한 자력선을 감지하기 위한 제1 자기 센서가 설치되어 있는 제2 링크부재와;
몸체의 소정 부위에는 상기 제2 링크부재의 기어와 치합되는 기어가 형성되어 있으며, 상기 제2 링크부재가 상기 제1 링크부재에 구관절 운동 가능하도록 상기 제2 링크부재를 상기 제1 링크부재에 고정시켜주는 제1 고정부재와;
몸체의 일측 단부가 상기 제1 고정부재에 피봇(pivot) 운동 가능하도록 결합되는 제3 링크부재와;
몸체의 일측 단부는 그 내부에 자력선을 감지하기 위한 제2 자기 센서가 설치되어 있는 구관절부로 형성되고, 몸체의 타측 단부는 회전운동력을 전달할 수 있는 기어가 형성되어 있는 제4 링크부재와;
몸체의 소정 부위에는 상기 제4 링크부재의 기어와 치합되는 기어가 형성되어 있으며, 상기 제4 링크부재를 상기 제3 링크부재에 결합 및 고정시켜주는 제2 고정부재와;
상기 제2 고정부재에 결합되며, 몸체의 내부에는 자기장 형성을 위한 제2자석이 설치되어 있는 제5 링크부재와;
상기 제5 링크부재에 결합되며, 사용자가 손가락을 밀어넣어 안착시킬 수 있는 손가락 안착부가 형성되어 있는 손가락 착용부재; 및
상기 제2 링크부재의 제1 자기 센서와 상기 제4 링크부재의 제2 자기 센서에 의해 감지된 각각의 자력선 변화에 따른 대응하는 센서 좌표계 값을 수신하고, 수신된 센서 좌표계 값을 바탕으로 각 링크의 피치(pitch) 및 요(yaw) 움직임을 추출하며, 추출된 피치(pitch) 및 요(yaw) 움직임 값을 바탕으로 사용자의 손가락의 위치를 계산하는 컴퓨터 시스템을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 바람직하게는 상기 손등 고정부재에 형성되는 결합공은 장공의 형태를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 링크부재의 몸체 내부에 설치되어 있는 제1 자석은 한 쌍의 자석으로 구성되고, 일측 자석의 N극으로부터 유출되는 자력선이 타측 자석의 S극으로 유입되는 형태로 한 쌍의 자석이 배치되되, 각 자석의 중심축선이 상호 직각으로 교차하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 링크부재의 단부에 형성되어 있는 기어와 상기 제1 고정부재에 형성되어 있는 기어는 서로 치합되어 하나의 베벨 기어 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 제4 링크부재의 단부에 형성되어 있는 기어와 상기 제2 고정부재에 형성되어 있는 기어는 서로 치합되어 하나의 베벨 기어 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 제5 링크부재의 몸체 내부에 설치되어 있는 제2 자석은 한 쌍의 자석으로 구성되고, 일측 자석의 N극으로부터 유출되는 자력선이 타측 자석의 S극으로 유입되는 형태로 한 쌍의 자석이 배치되되, 각 자석의 중심축선이 상호 직각으로 교차하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 손가락 착용부재의 손가락 안착부는 손가락의 바닥면이 접촉될 시 손가락의 바닥면에 자연스럽게 밀착될 수 있도록 소정 곡률의 곡면으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 손가락 착용부재의 단부에는 가상의 물체에 추적된 가상의 손가락이 닿게 되면 진동이 울리는 촉감 생성 액츄에이터가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 컴퓨터 시스템은 상기 제2 링크부재의 몸체 내부에 설치된 제1 자기 센서에서 2 자유도, 상기 제4 링크부재의 몸체 내부에 설치된 제2 자기 센서에서 2 자유도 움직임을 각각 읽어와 총 4 자유도의 움직임을 받을 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 컴퓨터 시스템은 상기 제1, 제2 자기 센서에서 각각 받아오는 자력 벡터의 값 Bx, By, Bz를 상기 제2 링크부재 및 제4 링크부재 각각의 회전 움직임으로 변환하고, 이를 순기구학 수식에 적용하여 다관절 외골격 메커니즘의 모양을 추출해 냄으로써 상기 손가락 착용부재의 위치 및 방향을 계산하도록 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 손가락의 움직임을 감지할 수 있는 저가형 비접촉 3차원 자기 센서를 활용하여 손가락의 움직임을 정확히 측정할 수 있는 4 자유도의 메커니즘을 적용함으로써, 제작비용이 저렴하고 정확한 움직임을 측정할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 손등 고정부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 제1 링크부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 제2 링크부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 제3 링크부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 제4 링크부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 제5 링크부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 손가락 착용부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 제1 고정부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 제2 고정부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 베벨 기어에 의한 관절의 움직임을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치에 채용되는 자기장 측정 센서와 그를 이용한 센서 좌표계를 나타낸 도면이다.
도 13은 사람 손가락의 기본적인 구조를 나타낸 도면대용 사진이다.
도 14는 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 첫 번째 조인트와 네 번째 조인트에 설치된 센서 및 자석의 배치를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 각 조인트 기준 센서의 데이터 값과 다관절 메커니즘의 움직임과의 연관성을 나타낸 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치(100)는, 사용자의 손에 착용된 상태에서 사용자의 손가락의 움직임을 측정하는 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치로서, 손등 고정부재(110), 제1 링크부재(120), 제2 링크부재(130), 제1 고정부재(180), 제3 링크부재(140), 제4 링크부재(150), 제2 고정부재(190), 제5 링크부재(160), 손가락 착용부재(170) 및 컴퓨터 시스템(195)을 포함하여 구성된다.
손등 고정부재(110)는 사용자의 손등을 고정하기 위한 것으로, 몸체의 일측에는 다른 부품(여기서는 제1 링크부재(120))과의 결합을 위한 결합공(110h)이 형성된다. 여기서, 바람직하게는 이와 같은 손등 고정부재(110)에 형성되는 결합공(110h)은 도 2에 도시된 바와 같이, 장공의 형태를 갖도록 형성된다. 이는 결합공(110h)에 결합되는 상기 제1 링크부재(120)의 좌우 유동성을 좋게 하기 위한 것이다. 도 2는 손등 고정부재(110)의 구조를 나타낸 것으로서, (A)는 정면도, (B)는 평면도, (C)는 측면도이다.
제1 링크부재(120)는 손등 고정부재(110)에 유동 가능하게 기계적으로 결합되며, 몸체의 내부에는 자기장 형성을 위한 제1 자석(120m)(도 14 참조)이 설치된다. 여기서, 이와 같이 제1 링크부재(120)의 몸체 내부에 설치되는 제1 자석 (120m)은 도 14에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 자석으로 구성되고, 일측 자석의 N극으로부터 유출되는 자력선이 타측 자석의 S극으로 유입되는 형태로 한 쌍의 자석이 배치되되, 각 자석의 중심축선이 상호 직각으로 교차하도록 배치될 수 있다.
여기서, 이상과 같이 한 쌍의 자석이 그 중심축선이 상호 직각으로 교차하도록 배치되는 것은 일측 자석의 N극으로부터 유출되어 타측 자석의 S극으로 유입되는 자력선에 대해 제1 자기 센서(130s)가 높은 효율로 감지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
여기서, 또한, 이상과 같은 제1 자석(120m)으로는 본 실시예(도 14)에는 영구자석이 사용되는 것으로 설명(도시)하고 있으나, 반드시 영구자석으로 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 전자석이 사용될 수도 있다. 도 3은 이상과 같은 제1 링크부재(120)의 구조를 나타낸 것으로서, (A)는 정면도, (B)는 평면도, (C)는 측면도이다.
제2 링크부재(130)는 제1 링크부재(120)에 대해 구관절 운동 가능하도록 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체의 일측 단부는 구관절부(130g)로 형성되고, 몸체의 타측 단부에는 회전운동력을 전달할 수 있는 기어가 형성되어 있으며, 상기 구관절부(130g) 내부에는 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제1 링크부재(120)의 제1 자석(120m)에 의해 발생한 자력선을 감지하기 위한 제1 자기 센서(130s)가 설치된다. 도 4는 이상과 같은 제2 링크부재(130)의 구조를 나타낸 것으로서, (A)는 정면도, (B)는 평면도, (C)는 측면도이다.
제1 고정부재(180)는 몸체의 소정 부위에 제2 링크부재(130)의 단부에 형성되어 있는 기어와 치합되는 기어가 형성되어 있으며, 제2 링크부재(130)가 제1 링크부재(120)에 구관절 운동 가능하도록 제2 링크부재(130)를 제1 링크부재(120)에 고정시켜 준다. 여기서, 상기 제2 링크부재(130)의 단부에 형성되어 있는 기어와 제1 고정부재(180)에 형성되어 있는 기어는 도 11에 도시된 바와 같이, 서로 치합되어 하나의 베벨 기어 구조를 갖는다. 도 9는 이상과 같은 제1 고정부재(180)의 구조를 나타낸 것으로서, (A)는 정면도, (B)는 평면도, (C)는 측면도이다. 여기서, 또한 도 11은 베벨 기어에 의한 관절의 움직임을 설명하는 도면으로서, ①의 움직임이 ②의 움직임을 초래하고, ③의 움직임이 ④의 움직임을 초래한다.
제3 링크부재(140)는 몸체의 일측 단부가 상기 제1 고정부재(180)에 피봇 (pivot) 운동 가능하도록 결합된다. 도 5는 이와 같은 제3 링크부재(140)의 구조를 나타낸 것으로서, (A)는 정면도, (B)는 평면도, (C)는 측면도이다.
제4 링크부재(150)는 몸체의 일측 단부가 도 6에 도시된 바와 같이, 그 내부에 자력선(후술하는 제5 링크부재(160)의 제2 자석(160m)으로부터 발생한 자력선)을 감지하기 위한 제2 자기 센서(150s)(도 14 참조)가 설치되어 있는 구관절부(150g)로 형성되고, 몸체의 타측 단부는 회전운동력을 전달할 수 있는 기어가 형성되어 있다. 도 6은 이와 같은 제4 링크부재(150)의 구조를 나타낸 것으로서, (A)는 정면도, (B)는 평면도, (C)는 측면도이다.
제2 고정부재(190)는 몸체의 소정 부위에 상기 제4 링크부재(150)의 몸체의 단부에 형성되어 있는 기어와 치합되는 기어가 형성되어 있으며, 상기 제4 링크부재(150)를 상기 제3 링크부재(140)에 결합 및 고정시켜 준다. 도 10은 이와 같은 제2 고정부재(190)의 구조를 나타낸 것으로서, (A)는 정면도, (B)는 평면도, (C)는 측면도이다.
여기서, 상기 제4 링크부재(150)의 단부에 형성되어 있는 기어와 상기 제2 고정부재(190)에 형성되어 있는 기어는 서로 치합되어 하나의 베벨 기어 구조를 갖는다.
제5 링크부재(160)는 상기 제2 고정부재(190)에 결합되며, 도 14에 도시된 바와 같이, 몸체의 내부에는 자기장 형성을 위한 제2 자석(160m)이 설치되어 있다. 여기서, 이와 같은 제5 링크부재(160)의 몸체 내부에 설치되어 있는 제2 자석(160m)은 한 쌍의 자석으로 구성되고, 일측 자석의 N극으로부터 유출되는 자력선이 타측 자석의 S극으로 유입되는 형태로 한 쌍의 자석이 배치되되, 각 자석의 중심축선이 상호 직각으로 교차하도록 배치될 수 있다.
여기서, 이상과 같이 한 쌍의 자석이 그 중심축선이 상호 직각으로 교차하도록 배치되는 것은 전술한 바와 같이, 일측 자석의 N극으로부터 유출되어 타측 자석의 S극으로 유입되는 자력선에 대해 제2 자기 센서(150s)가 높은 효율로 감지할 수 있도록 하기 위한 것이다. 여기서, 또한, 이상과 같은 제2 자석(160m)으로는 본 실시예(도 14)에는 영구자석이 사용되는 것으로 설명(도시)하고 있으나, 제1 자석(120m)의 경우와 마찬가지로 반드시 영구자석으로 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 전자석이 사용될 수도 있다. 도 7은 이상과 같은 제5 링크부재(160)의 구조를 나타낸 것으로서, (A)는 정면도, (B)는 평면도, (C)는 측면도이다.
손가락 착용부재(170)는 상기 제5 링크부재(160)에 결합되며, 도 8에 도시된 바와 같이, 그 몸체의 일측에는 사용자가 손가락을 밀어넣어 안착시킬 수 있는 손가락 안착부(170a)가 형성된다. 여기서, 이와 같은 손가락 착용부재(170)의 손가락 안착부(170a)는 손가락의 바닥면이 접촉될 시 손가락의 바닥면에 자연스럽게 밀착될 수 있도록 소정 곡률의 곡면으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 손가락 착용부재(170)의 손가락 안착부(170a)의 단부에는 가상의 물체에 추적된 가상의 손가락이 닿게 되면 진동이 울리는 촉감 생성 액츄에이터(예를 들면, 진동 액츄에이터)가 더 설치될 수 있다. 이와 같이 촉감 생성 액츄에이터로서의 진동 액츄에이터가 설치될 경우, 가상의 물체에 추적된 가상의 손가락이 닿게 되면 액츄에이터의 작동으로 진동이 울리게 되며, 이로써 실제 세계에 있는 사용자는 마치 실존하는 물체를 만지는 듯한 촉감을 체험할 수 있게 된다. 도 8은 이상과 같은 손가락 착용부재(170)의 구조를 나타낸 것으로서, (A)는 정면도, (B)는 평면도, (C)는 측면도이다.
컴퓨터 시스템(195)은 상기 제2 링크부재의 제1 자기 센서와 상기 제4 링크부재의 제2 자기 센서에 의해 감지된 각각의 자력선 변화에 따른 대응하는 센서 좌표계 값을 수신하고, 수신된 센서 좌표계 값을 바탕으로 각 링크의 피치(pitch) 및 요(yaw) 움직임을 추출하며, 추출된 피치(pitch) 및 요(yaw) 움직임 값을 바탕으로 사용자의 손가락의 위치를 계산한다. 여기서, 이와 같은 컴퓨터 시스템(195)은 상기 제2 링크부재(130)의 몸체 내부에 설치된 제1 자기 센서(130s)에서 2 자유도, 상기 제4 링크부재(150)의 몸체 내부에 설치된 제2 자기 센서(150s)에서 2 자유도 움직임을 각각 읽어와 총 4 자유도의 움직임을 받을 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(195)은 유선 또는 무선 네트워크를 통해 센서 데이터 혹은 계산된 위치 데이터를 전달하고, 필요한 정보를 수신할 수 있다.
또한, 상기 컴퓨터 시스템(195)은 상기 제1, 제2 자기 센서(130s)(150s)에서 각각 받아오는 자력 벡터의 값 Bx, By, Bz를 상기 제2 링크부재(130)) 및 제4 링크부재(150) 각각의 회전 움직임으로 변환하고, 이를 순기구학 수식에 적용하여 다관절 외골격 메커니즘의 모양을 추출해 냄으로써 상기 손가락 착용부재(170)의 위치 및 방향을 계산하도록 구성될 수 있다.
그러면, 이하에서는 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치(100)의 구성 및 동작 관계에 대해 부연 설명을 해보기로 한다.
도 12는 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치에 채용되는 자기장 측정 센서와 그를 이용한 센서 좌표계를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, (A)는 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치(100)에 채용되는 저가형 비접촉식 3축 자기장 측정 센서를 나타낸 것이고, (B)는 그를 이용한 센서 좌표계를 나타낸 것이다.
(A)에 나타낸 바와 같은 위치 측정이 가능한 1달러 이하의 저가형 비접촉식 3축 자기장 측정 센서들은 비접촉방식으로 3축 자기장 세기를 I2C(Inter-Integrated Circuit)와 같은 고속 직렬 통신을 통해 최대 3.3KHz의 속도로 획득할 수 있다. 따라서, 실시간 측정 성능이 우수하고, 이에 따라 고속 캡처링이 가능하다.
제1 링크부재(120)의 내부에 설치되어 있는 제1 자석(120m) 및 제5 링크부재(160)의 내부에 설치되어 있는 제2 자석(160m)으로부터 각각 발생하는 자력선 벡터의 방향과 크기가 (B)의 센서 좌표계의 기준 자속 Bx, By, Bz의 값으로 측정되어 나온다. 센서를 회전 중심에 고정시켜 놓고 자석으로 하여금 주변을 회전하게 한다면 이론상 벡터의 3 자유도 측정이 가능하다. 하지만, 특이점의 문제로 벡터 축 방향(롤)의 회전은 측정이 불가능하다. 따라서, 본 발명에서는 하나의 관절당 하나의 센서를 설치하여 총 두 개의 센서를 사용하는 4 자유도 회전의 측정이 가능한 다관절 외골격 메커니즘을 도입한다.
사람의 손가락은 기본적으로 4 자유도를 가지고 있다고 가정한다. 도 13과 같이, 첫 번째 조인트에서 피치(Pitch)와 요(Yaw) 모션이 가능하고, 그 다음 두 개의 조인트에서는 각각 피치 모션이 가능하다. 이를 토대로, 4 자유도 움직임이 가능한 메커니즘을 설계하면 손가락의 4 자유도를 모두 포착할 수 있는 형태의 외골격이 만들어진다. 도 13은 사람 손가락의 기본적인 구조를 나타낸 도면대용 사진이다.
사람 손가락이 로봇 관절과 같이 각각 개별적인 회전 조인트로 구성되어 있다면 설계가 간단하지만, 사람의 손가락은 하나의 관절에서 여러 가지 모션을 취하게 된다. 따라서 본 발명의 메커니즘에서도 하나의 관절에서 다양한 움직임을 허락하기 위해 구형의 조인트 구조를 채택하였으며, 조인트의 회전 움직임을 측정하기 위해 비접촉형 센서인 3D 자기 센서를 활용한다.
본 발명에 사용된 센서는 3D 자기 센서이지만 자력 벡터가 센서를 향하고 있을 때 피치와 요(yaw) 모션을 허용할 뿐, 자력 벡터 방향의 롤(Roll) 모션의 움직임은 측정이 불가능하다. 따라서, 4 자유도의 움직임을 총 두 개의 구형의 조인트에서의 각각의 피치와 요 움직임으로 변환해 주어야 한다. 이를 위해 본 발명에서는 베벨 기어 구조를 채택하였으며, 그러한 구조가 채택된 모델이 위에서 설명한 도 1의 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치(100)이다.
도 1을 참조하면, 첫 번째 조인트, 즉 제2 링크부재(130)에 삽입되어 있는 제1 자기 센서(130s)는 제2 링크부재(130)의 요(Yaw) 움직임을 그대로 요(Yaw) 움직임으로 읽어온다. 그리고 세 번째 링크(제3 링크부재(140))의 피치(Pitch) 움직임은 베벨 기어 구조로 인하여 첫 번째 조인트(제2 링크부재(130))에서 롤(Roll) 모션으로 변환되는데, 이는 링크 구조상의 롤 모션일 뿐 자력 벡터 기준의 롤 모션이 아니므로 자기 센서에서 측정이 가능하다. 또한, 세 번째 링크(제3 링크부재(140))의 피치 움직임은 네 번째 조인트(제4 링크부재(150))에서 롤 움직임으로, 마지막으로 네 번째 조인트(제4 링크부재(150))의 피치 움직임은 그대로 피치로 받아오게 된다. 결론적으로, 세 번째 링크(제3 링크부재(140))를 기준으로 전후의 다관절 결합구조가 대칭인 구조가 되며, 총 4 자유도의 움직임을 받아올 수 있는 메커니즘이 된다. 첫 번째 조인트와 네 번째 조인트에 삽입된 센서 및 자석의 배치는 도 14에 도시된 바와 같다.
도 15는 각 조인트 기준 센서의 데이터 값과 다관절 메커니즘의 움직임과의 연관성을 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 각 센서에서 받아온 자속 Bx, By, Bz 값은 다음의 수식을 통해 각 링크의 피치(pitch) 및 요(yaw) 움직임으로 변환이 가능하다.
< 첫 번째 조인트 >
Figure pat00001
< 네 번째 조인트 >
Figure pat00002
추출된 피치(Pitch) 및 요(Yaw) 움직임은, DH 표기법으로 아래와 같이 나타낼 수 있다. DH 파라미터를 활용하여 좌표 변환 및 순기구학을 통해 메커니즘의 말단, 즉 손가락의 말단 위치를 계산할 수 있다.
Figure pat00003
위에서
Figure pat00004
는 각 링크의 길이에 해당하는 수치이다.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치는 손가락의 움직임을 감지할 수 있는 저가형 비접촉 3차원 자기 센서를 활용하여 손가락의 움직임을 정확히 측정할 수 있는 4 자유도의 메커니즘을 적용함으로써, 제작비용이 저렴하고 정확한 움직임을 측정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 손가락 끝에 촉감 생성 액츄에이터(진동 액츄에이터)를 설치하여, 가상의 물체에 추적된 가상의 손가락이 닿게 되면 진동이 울리도록 함으로써, 실제 세계에 있는 사용자에게 마치 실존하는 물체를 만지는 듯한 촉감을 제공할 수 있는 장점이 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 손등 고정부재 120: 제1 링크부재
130: 제2 링크부재 140: 제3 링크부재
150: 제4 링크부재 160: 제5 링크부재
170: 손가락 착용부재 180: 제1 고정부재
190: 제2 고정부재 195: 컴퓨터 시스템
110h: 결합공 120m: 제1 자석
130g,150g: 구관절부 130s: 제1 자기 센서
150s: 제2 자기 센서 160m: 제2 자석
170a: 손가락 안착부

Claims (10)

  1. 사용자의 손에 착용된 상태에서 사용자의 손가락의 움직임을 측정하는 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치로서,
    사용자의 손등을 고정하기 위한 것으로, 몸체의 일측에는 다른 부품과의 결합을 위한 결합공이 형성되는 손등 고정부재와;
    상기 손등 고정부재에 유동 가능하게 기계적으로 결합되며, 몸체의 내부에는 자기장 형성을 위한 제1 자석이 설치되어 있는 제1 링크부재와;
    상기 제1 링크부재에 대해 구관절 운동 가능하도록 몸체의 일측 단부는 구관절부로 형성되고, 몸체의 타측 단부는 회전운동력을 전달할 수 있는 기어가 형성되어 있으며, 상기 구관절부 내부에는 상기 제1 링크부재의 제1 자석에 의해 발생한 자력선을 감지하기 위한 제1 자기 센서가 설치되어 있는 제2 링크부재와;
    몸체의 소정 부위에는 상기 제2 링크부재의 기어와 치합되는 기어가 형성되어 있으며, 상기 제2 링크부재가 상기 제1 링크부재에 구관절 운동 가능하도록 상기 제2 링크부재를 상기 제1 링크부재에 고정시켜주는 제1 고정부재와;
    몸체의 일측 단부가 상기 제1 고정부재에 피봇(pivot) 운동 가능하도록 결합되는 제3 링크부재와;
    몸체의 일측 단부는 그 내부에 자력선을 감지하기 위한 제2 자기 센서가 설치되어 있는 구관절부로 형성되고, 몸체의 타측 단부는 회전운동력을 전달할 수 있는 기어가 형성되어 있는 제4 링크부재와;
    몸체의 소정 부위에는 상기 제4 링크부재의 기어와 치합되는 기어가 형성되어 있으며, 상기 제4 링크부재를 상기 제3 링크부재에 결합 및 고정시켜주는 제2 고정부재와;
    상기 제2 고정부재에 결합되며, 몸체의 내부에는 자기장 형성을 위한 제2자석이 설치되어 있는 제5 링크부재와;
    상기 제5 링크부재에 결합되며, 사용자가 손가락을 밀어넣어 안착시킬 수 있는 손가락 안착부가 형성되어 있는 손가락 착용부재; 및
    상기 제2 링크부재의 제1 자기 센서와 상기 제4 링크부재의 제2 자기 센서에 의해 감지된 각각의 자력선 변화에 따른 대응하는 센서 좌표계 값을 수신하고, 수신된 센서 좌표계 값을 바탕으로 각 링크의 피치(pitch) 및 요(yaw) 움직임을 추출하며, 추출된 피치(pitch) 및 요(yaw) 움직임 값을 바탕으로 사용자의 손가락의 위치를 계산하는 컴퓨터 시스템을 포함하는 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 손등 고정부재에 형성되는 결합공은 장공의 형태를 갖는 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 링크부재의 몸체 내부에 설치되어 있는 제1 자석은 한 쌍의 자석으로 구성되고, 일측 자석의 N극으로부터 유출되는 자력선이 타측 자석의 S극으로 유입되는 형태로 한 쌍의 자석이 배치되되, 각 자석의 중심축선이 상호 직각으로 교차하도록 배치된 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 링크부재의 단부에 형성되어 있는 기어와 상기 제1 고정부재에 형성되어 있는 기어는 서로 치합되어 하나의 베벨 기어 구조를 가지는 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제4 링크부재의 단부에 형성되어 있는 기어와 상기 제2 고정부재에 형성되어 있는 기어는 서로 치합되어 하나의 베벨 기어 구조를 가지는 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제5 링크부재의 몸체 내부에 설치되어 있는 제2 자석은 한 쌍의 자석으로 구성되고, 일측 자석의 N극으로부터 유출되는 자력선이 타측 자석의 S극으로 유입되는 형태로 한 쌍의 자석이 배치되되, 각 자석의 중심축선이 상호 직각으로 교차하도록 배치된 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 손가락 착용부재의 손가락 안착부는 손가락의 바닥면이 접촉될 시 손가락의 바닥면에 자연스럽게 밀착될 수 있도록 소정 곡률의 곡면으로 형성된 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 손가락 착용부재의 단부에는 가상의 물체에 추적된 가상의 손가락이 닿게 되면 진동이 울리는 촉감 생성 액츄에이터가 더 설치된 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은 상기 제2 링크부재의 몸체 내부에 설치된 제1 자기 센서에서 2 자유도, 상기 제4 링크부재의 몸체 내부에 설치된 제2 자기 센서에서 2 자유도 움직임을 각각 읽어와 총 4 자유도의 움직임을 받을 수 있도록 구성된 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은 상기 제1, 제2 자기 센서에서 각각 받아오는 자력 벡터의 값 Bx, By, Bz를 상기 제2 링크부재 및 제4 링크부재 각각의 회전 움직임으로 변환하고, 이를 순기구학 수식에 적용하여 다관절 외골격 메커니즘의 모양을 추출해 냄으로써 상기 손가락 착용부재의 위치 및 방향을 계산하도록 구성된 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치.
KR1020170104935A 2017-08-18 2017-08-18 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치 KR101971882B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170104935A KR101971882B1 (ko) 2017-08-18 2017-08-18 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치
CN201880004571.9A CN109997099B (zh) 2017-08-18 2018-06-19 基于三维磁传感器的手指动作捕捉接口装置
US16/073,587 US10901530B2 (en) 2017-08-18 2018-06-19 Three-dimensional magnetic sensor based finger motion capture interface device
PCT/KR2018/006890 WO2019035546A1 (ko) 2017-08-18 2018-06-19 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170104935A KR101971882B1 (ko) 2017-08-18 2017-08-18 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190019693A true KR20190019693A (ko) 2019-02-27
KR101971882B1 KR101971882B1 (ko) 2019-04-24

Family

ID=65361942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170104935A KR101971882B1 (ko) 2017-08-18 2017-08-18 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10901530B2 (ko)
KR (1) KR101971882B1 (ko)
CN (1) CN109997099B (ko)
WO (1) WO2019035546A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111665933A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 财团法人实感交流人体感应研究团 虚拟或者增强现实中的对象操作方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030006020A (ko) * 2001-07-11 2003-01-23 삼성전자 주식회사 신체의 관절 각도를 이용한 정보 입력 장치 및 방법
KR20140051554A (ko) 2012-10-23 2014-05-02 이인택 관성 센서를 이용한 모션 캡쳐 시스템
KR101525226B1 (ko) * 2014-12-12 2015-06-04 영풍전자(주) 증강현실용 모션인식 장갑
KR101571314B1 (ko) * 2015-02-24 2015-11-26 한국과학기술연구원 손가락 관절의 회전각 계측 장치
KR101764328B1 (ko) * 2016-06-09 2017-08-02 울산과학기술원 역감 전달 시스템

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4986280A (en) * 1988-07-20 1991-01-22 Arthur D. Little, Inc. Hand position/measurement control system
JP3199130B2 (ja) * 1992-03-31 2001-08-13 パイオニア株式会社 ３次元座標入力装置
US6104379A (en) * 1996-12-11 2000-08-15 Virtual Technologies, Inc. Forearm-supported exoskeleton hand-tracking device
US6110130A (en) * 1997-04-21 2000-08-29 Virtual Technologies, Inc. Exoskeleton device for directly measuring fingertip position and inferring finger joint angle
JP3409160B2 (ja) * 2000-04-26 2003-05-26 独立行政法人産業技術総合研究所 把握データ入力装置
JP4142460B2 (ja) * 2003-01-31 2008-09-03 オリンパス株式会社 運動検出装置
KR100543710B1 (ko) * 2004-02-25 2006-01-20 삼성전자주식회사 동시에 발생되는 복수의 공간적 움직임으로부터 정보 완료신호를 인식하는 공간형 정보 입력 장치 및 방법
US8562049B2 (en) * 2009-09-22 2013-10-22 GM Global Technology Operations LLC Robotic finger assembly
US8543240B2 (en) * 2009-11-13 2013-09-24 Intuitive Surgical Operations, Inc. Master finger tracking device and method of use in a minimally invasive surgical system
AU2011318246A1 (en) * 2010-10-22 2013-05-09 Joshua Michael Young Methods devices and systems for creating control signals
US9104271B1 (en) * 2011-06-03 2015-08-11 Richard Adams Gloved human-machine interface
KR101521560B1 (ko) * 2013-09-03 2015-05-29 강순걸 핸드 햅틱 인터페이스 장치
CN105653044A (zh) * 2016-03-14 2016-06-08 北京诺亦腾科技有限公司 一种用于虚拟现实系统的动作捕捉手套及虚拟现实系统
JP6592416B2 (ja) * 2016-09-29 2019-10-16 マクセル株式会社 タスク実行順序決定システムおよびタスク実行方法
US20190005733A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Paul Alexander Wehner Extended reality controller and visualizer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030006020A (ko) * 2001-07-11 2003-01-23 삼성전자 주식회사 신체의 관절 각도를 이용한 정보 입력 장치 및 방법
KR20140051554A (ko) 2012-10-23 2014-05-02 이인택 관성 센서를 이용한 모션 캡쳐 시스템
KR101525226B1 (ko) * 2014-12-12 2015-06-04 영풍전자(주) 증강현실용 모션인식 장갑
KR101571314B1 (ko) * 2015-02-24 2015-11-26 한국과학기술연구원 손가락 관절의 회전각 계측 장치
KR101764328B1 (ko) * 2016-06-09 2017-08-02 울산과학기술원 역감 전달 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111665933A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 财团法人实感交流人体感应研究团 虚拟或者增强现实中的对象操作方法及装置
KR20200107311A (ko) * 2019-03-07 2020-09-16 재단법인 실감교류인체감응솔루션연구단 핸드 모션 캡쳐 장치를 기반으로 가상/증강 현실에서의 객체 조작 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101971882B1 (ko) 2019-04-24
US10901530B2 (en) 2021-01-26
CN109997099A (zh) 2019-07-09
US20200393916A1 (en) 2020-12-17
CN109997099B (zh) 2022-07-19
WO2019035546A1 (ko) 2019-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101427365B1 (ko) 관성 센서를 이용한 모션 캡쳐 시스템
Liu et al. High-fidelity grasping in virtual reality using a glove-based system
CN106445130B (zh) 一种用于手势识别的动作捕捉手套及其校准方法
JP5725603B2 (ja) 側面設置型力覚提示インターフェイス
KR101740310B1 (ko) 케이블을 이용한 착용형 손 외골격 장치
RU187548U1 (ru) Перчатка виртуальной реальности
CN114503057A (zh) 基于图像和惯性测量单元两者的取向确定
CN113341564A (zh) 一种计算机输入装置
CN102177004A (zh) 自主系统和用于测定表征关节链运动信息的方法
Mohammadi et al. Fingertip force estimation via inertial and magnetic sensors in deformable object manipulation
KR101971882B1 (ko) 3차원 자기 센서 기반의 손가락 모션 캡쳐 인터페이스 장치
RU2670649C1 (ru) Способ изготовления перчатки виртуальной реальности (варианты)
CN116610211A (zh) 基于磁敏传感器的指态感知手套
Sugiyama et al. NAVIgoid: robot navigation with haptic vision
CN210377375U (zh) 体感交互装置
Kaul et al. The sense of surface orientation—A new sensor modality for humanoid robots
Liu et al. Physical sensor difference-based method and virtual sensor difference-based method for visual and quantitative estimation of lower limb 3D gait posture using accelerometers and magnetometers
RU2673406C1 (ru) Способ изготовления перчатки виртуальной реальности
Feng et al. The research of motion capture technology based on inertial measurement
Kim et al. Implementation of Local Area VR Environment using Mobile HMD and Multiple Kinects.
Ghosh Capturing human hand kinematics for object grasping and manipulation
CN114327042B (zh) 检测手套、手势追踪方法、ar设备及按键方法
CN110815210A (zh) 一种基于自然人机界面和增强现实的新型远程控制方法
CN104545930A (zh) 人手食指运动检测装置
CN104552315A (zh) 直杆式小指运动检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant