KR20220018855A - Band-shaped detachable motion measurement device - Google Patents

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KR20220018855A
KR20220018855A KR1020200099501A KR20200099501A KR20220018855A KR 20220018855 A KR20220018855 A KR 20220018855A KR 1020200099501 A KR1020200099501 A KR 1020200099501A KR 20200099501 A KR20200099501 A KR 20200099501A KR 20220018855 A KR20220018855 A KR 20220018855A
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Abstract

The present invention discloses a motion recognition glove using a multi-joint bending measurement device, wherein data processing efficiency can be improved. The present invention comprises: a glove composed of rubber having a wrist resistance body (RB1), which has a flexible resistance body (RL) installed adjacently to finger resistance bodies (FR1-FR5) grouped for each finger shape and a median nerve to be arranged on each finger part and to measure the bending degree of each joint of a finger, thereby measuring the strength of a wrist tendon, arranged to correspond to the positions of the fingers of the glove and the position of the median nerve on the outer circumference surface of the glove composed of rubber, which is composed of nitrile rubber or natural latex and has been primarily molded and dried, and secondarily molded and dried; a housing installed and fixed to the outer circumference surface of the glove composed of rubber; and a constant voltage supply part for supplying constant voltage to the finger resistance bodies (FR1-FR5) and the wrist resistance body (RB1), each resistance measurement part included to generate a resistance value for each finger as digital data when constant voltage is supplied to the finger resistance bodies (FR1-FR5) and the wrist resistance body (RB1), a control part for collecting data measured by enabling each resistance measurement part sequentially and generating transmission data from the collected information based on a preset protocol, and a data transmission part for transmitting the transmission data to a receiving device under the command of the control part in a wired or wireless manner, which are installed inside the housing.

Description

탈부착이 가능한 밴드형 모션측정 장비{BAND-SHAPED DETACHABLE MOTION MEASUREMENT DEVICE}Detachable band-type motion measurement equipment {BAND-SHAPED DETACHABLE MOTION MEASUREMENT DEVICE}

본 발명은 다관절 굽힘 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 손가락 마디별의 회전 각도 및 강도를 측정하여 용이하게 전송 처리할 수 있는 다관절 굽힘 측정장치 및 이를 이용한 손가락 동작인식 장비에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-joint bending measurement apparatus, and more particularly, to a multi-joint bending measurement apparatus capable of measuring rotation angles and strength for each knuckle and easily transmitting the same, and to a finger motion recognition device using the same.

최근 IT 기술 등의 발전으로 인해 가상형실(Virtual Reality) 및 증강현실(Agumented Reality) 기술이 발전하고 있느며 일상생활에도 널리 적용되고 있는 추세에 있다. 이 같은 가상현실 및/또는 증강현실을 구현하기 위해서는 사용자의 움직임을 인식하는 모션인식 장치와, 실제 사물과 가상의 대상물을 동시에 시각적으로 표현하며 모션인식장치로부터 정보를 전달받아 해당 모션에 대한 기능을 시각적으로 구현하는 디스플레이부 등 다양한 기기가 필요하다. 여기서 모션인식 장치의 예로는 신발, 장갑, 옷 등이 있으며, 이중에서 사용자의 손에 착용하여 모션을 지휘 내지 인식하는 대표적인 것으로 장갑이 있다.Recently, due to the development of IT technology, virtual reality and augmented reality technologies are developing and are being widely applied to daily life. In order to implement such virtual reality and/or augmented reality, a motion recognition device that recognizes the user's motion, visually expresses real and virtual objects simultaneously, and receives information from the motion recognition device to determine the function of the motion. Various devices such as a display unit that can be implemented visually are required. Here, examples of the motion recognition device include shoes, gloves, and clothes. Among them, a glove is a representative example that is worn on a user's hand to command or recognize a motion.

이와 같은 증강현실용 장갑의 하나의 종래예가 한국 특허 제10-1738870호에 개시되어 있다. 특허 제10-1738870호에 공지된 증강현실용 모션 인식장갑은, 장갑의 각 손가락부에 구비되어 손가락의 움직임을 감지하는 손가락모션 감지센서와, 장갑의 손등부에 구비되어 손등의 움직임을 감지하는 손등모션 감지센서와, 손가락모션 감지센서의 위치를 이동시키는 센서이동유닛과, 장갑의 손등부 또는 손목부에 구비되고 손가락모션 감지센서 및 손등모션 감지센서와 배선으로 연결되어 전원을 공급하며감지된 움직임을 분석 및 외부로 전송하는 메인회로부와, 메인회로부와 연결되어 전원을 공급하며 장갑의 손목부에 구비되는 배터리부로 구성되어 있다.One conventional example of such a glove for augmented reality is disclosed in Korean Patent No. 10-1738870. The motion recognition glove for augmented reality known in Patent No. 10-1738870 includes a finger motion sensor provided on each finger part of the glove to detect the movement of the finger, and a finger motion sensor provided on the back of the glove to detect the movement of the back of the hand. The back of the hand motion sensor, the sensor moving unit that moves the position of the finger motion sensor, is provided on the back or wrist of the glove and is connected to the finger motion sensor and the back motion sensor by wiring to supply power and detect the detected motion. It consists of a main circuit unit that analyzes and transmits movement to the outside, and a battery unit that is connected to the main circuit unit to supply power and is provided on the wrist of the glove.

이와 같이 구성된 장갑은, 착용자의 손 크기 및 관절위치에 따라 손가락모션 감지센서의 위치를 변경할 수 있으므로 보다 정밀하게 모션을 감지 및 분석할 수 있고, IMU 센서를 적용함으로써 손가락 및 손등의 광범위한 움직임을 정밀하게 감지할 수 있으며, 장갑의 손목부에 배터리를 일체형으로 구비함으로써 착용자가 배선에 의해 불편함을 느끼는 부분을 제거하였고, 손등부와 손목부 사이에 공간확보부재를 구비함으로써 제조 및 유지보수가 용이한 효과를 제공하는 것이다.The glove configured as described above can detect and analyze motion more precisely because the position of the finger motion sensor can be changed according to the wearer's hand size and joint position. By having a battery in the wrist part of the glove integrally, the part where the wearer feels uncomfortable due to wiring is removed, and by providing a space securing member between the back of the hand and the wrist, manufacturing and maintenance are easy to provide an effect.

다른 하나의 종래예로서 한국 특허 제10-0907103호에 장갑 기반 휴먼 컴퓨터 인터페이스 장치가 개시되어 있다. 한국 특허 제10-0907103호의 장갑은 손가락 중 적어도 하나의 손가락에 굽힘 센서가 장갑의 안쪽 면에 구비되어 있으며, 그 굽힘 센서는 장갑의 손가락 말단 마디에 위치되며 그 장갑의 손가락에 밀착되도록 부착되는 말단 굽힘센서와, 장갑의 손바닥 방향으로 위치하며 하단은 장갑의 상기 손가락에 밀착되도록 부착되며 상단은 손가락에 부착되지 않도록 구비되어 말단 굽힘 센서의 위쪽을 덮도록 배치되는 내측 굽힘 센서를 포함하며, 내측 굽힘 센서의 상단을 장갑의 손가락과 연결시켜 손가락이 펴지는 경우 내측 굽힘 센서의 상단이 장갑 방향으로 밀착되도록 하는 링크가 구비되는 구성적 특징을 갖는다.As another conventional example, Korean Patent No. 10-0907103 discloses a glove-based human computer interface device. In the glove of Korean Patent No. 10-0907103, a bending sensor is provided on the inner surface of at least one finger of the glove, and the bending sensor is located at the finger distal joint of the glove and is attached to the finger of the glove so as to be in close contact with the glove. It includes a bend sensor and an inner bend sensor positioned in the palm direction of the glove, the lower end is attached to be in close contact with the finger of the glove, and the upper end is provided so as not to be attached to the finger and is disposed to cover the upper side of the end bend sensor, By connecting the upper end of the sensor with the finger of the glove, a link is provided so that the upper end of the inner bending sensor is in close contact with the glove when the finger is stretched.

이와 같은 구성적 특징에 의해 가상 공간에서 가상 객체와 가상 손이 접촉을 할 때 실제 공간에서의 실제 손의 위치가 정확하게 반영되는 효과가 제공하는 것이다. 그러나 상기 특허들을 포함한 종래의 가상현실 또는 증강현실용 장갑은 다소의 문제점을 초래하는 것으로 나타났다. 즉, 사용자가 장갑을 착용한 상태에서 가상현실 또는 증강현실을 체험하고자 손을 움직이는 경우 주변의 시설물 또는 장애물에 접촉하거나 충돌하는 경우 장갑에 구비된 다양한 부품들이 손상되거나 고장나는 문제점이 있다.Due to such a structural feature, when the virtual object and the virtual hand make contact in the virtual space, the effect of accurately reflecting the position of the real hand in the real space is provided. However, conventional gloves for virtual reality or augmented reality including the above patents have been shown to cause some problems. That is, when the user moves his/her hand to experience virtual reality or augmented reality while wearing the glove, various parts provided in the glove may be damaged or broken if the user touches or collides with surrounding facilities or obstacles.

그리고 주변 시설물 또는 장애물에 심하게 충돌하는 경우 사용자의 손에 심각한 상해가 초래되는 문제점이 있다. 또한 부품의 손상 또는 고장의 우려 때문에 장갑의 세척이 불가하며, 장갑 자체 뿐 아니라 부품들의 유지, 관리 및 보수가 곤란한 문제점이 있다. 또한, 종래의 가상현실 또는 증강현실용 장갑은 다량의 부품으로 구성됨에 따라 단가 상승의 원인이 될 뿐만 아니라, 손가락의 굽힘 강도를 측정할 수 없어 입체적 데이터 수집이 어렵다는 문제가 존재한다.In addition, there is a problem in that a serious injury to the user's hand is caused when the user's hand severely collides with surrounding facilities or obstacles. In addition, it is impossible to wash the gloves because of the risk of damage or breakdown of the parts, and there is a problem in that it is difficult to maintain, manage and repair the parts as well as the gloves themselves. In addition, as the conventional gloves for virtual reality or augmented reality are composed of a large number of parts, not only does it cause an increase in unit price, but also there is a problem that it is difficult to collect three-dimensional data because the bending strength of the finger cannot be measured.

1. 대한민국 등록 특허 제 10-1738870 호1. Republic of Korea Patent No. 10-1738870 2. 대한민국 등록 특허 제 10-0907103 호2. Republic of Korea Patent No. 10-0907103

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 손가락의 굽힘 정도와 더불어 굽힘 강도를 동시에 측정할 수 있도록 3차원 측정이 가능한 다관절 굽힘 측정장치를 제공함에 있다.The present invention was created to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a multi-joint bending measuring device capable of three-dimensional measurement so that the bending strength and the degree of bending of a finger can be simultaneously measured.

본 발명의 다른 목적은, 장갑의 제조 과정에서 손가락 관절 센서를 인입시켜 햅틱 장갑을 구성함으로써, 증강현실 또는 가상현실에 적용이 용이하고, 제조 단가를 격감시킬 수 있는 다관절 굽힘 측정장치를 이용한 손가락 동작인식 장갑을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to construct a haptic glove by inserting a finger joint sensor in the manufacturing process of the glove, so that it is easy to apply to augmented reality or virtual reality and a finger using a multi-joint bending measuring device that can drastically reduce the manufacturing cost It is to provide a motion recognition glove.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 다관절 굽힘 측정장치는, 다관절 굽힘을 측정하기 위한 장치에 있어서, 서로다른 저항측정대역을 갖는 적어도 둘 이상의 플렉시블 저항체(RL)가 직렬로 접속되며, 일단으로 정격 전압이 공급될 때, 상기 적어도 둘 이상의 플렉시블 저항체(RL)를 도통하는 전류를 측정하는 전류측정모듈; 상기 전류측정모듈에서 측정된 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 디지털 변환기와, 상기 디지털 변환기에 제공되는 디지털 데이터를 기반으로 상기 적어도 둘 이상의 플렉시블 저항체(RL)의 저항값을 산출하는 저항 산출부; 및 상기 저항 산출부의 출력 정보를 기 설정된 프로토콜에 따라 외부로 전송하는 데이터 전송부로 구성되는 것을 특징으로 한다.A multi-joint bending measuring apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object is an apparatus for measuring multi-joint bending, wherein at least two or more flexible resistors (RL) having different resistance measurement bands are connected in series and , when a rated voltage is supplied to one end, a current measurement module for measuring the current flowing through the at least two or more flexible resistors (RL); a digital converter that converts the analog signal measured by the current measuring module to digital, and a resistance calculator that calculates resistance values of the at least two flexible resistors (RL) based on digital data provided to the digital converter; and a data transmitter for transmitting the output information of the resistance calculator to the outside according to a preset protocol.

또한, 본 발명의 하는 다관절 굽힘 측정장치에 따른 상기 플렉시블 저항체(RL)는, 인체 손가락 관절에 대응하도록, 원위지 관절(RL1), 근위지 관절(RL2), 지절간 관절(RL4) 및 중수지 관절(RL3) 부위에 위치하고, 상기 플렉시블 저항체(RL)는 적어도 둘 이상의 저항체가 직렬 접속되며; 상기 원위지 관절(RL1)의 저항체는 10Ω ~ 90Ω의 플렉시블 저항체로 설정되고, 상기 근위지 관절(RL2)의 저항체는 1KΩ ~ 9KΩ의 플렉시블 저항체로 설정되며, 상기 중수지 관절(RL3)의 저항체는 100KΩ ~ 900KΩ의 플렉시블 저항체로 설정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the flexible resistance body (RL) according to the multi-joint bending measurement device of the present invention, so as to correspond to the finger joints of the human body, the distal joint (RL1), the proximal joint (RL2), the interphalangeal joint (RL4) and the metacarpophalangeal joint (RL4) Located in the finger joint (RL3), the flexible resistor (RL) is at least two or more resistors are connected in series; The resistor of the distal joint (RL1) is set as a flexible resistor of 10Ω to 90Ω, the resistor of the proximal joint (RL2) is set as a flexible resistor of 1KΩ to 9KΩ, and the resistor of the metacarpophalangeal joint (RL3) is It is characterized in that it is set as a flexible resistor of 100KΩ to 900KΩ.

한편, 본 발명에 따른 다관절 굽힘 측정장치를 이용한 동작인식 장갑은, 손가락 부위별로 구비되어 손가락의 각 관절별로 굽힘정도를 측정하기 위해 상기 플렉시블 저항체(RL)가 손가락 형상별 그룹화된 핑거 저항체(FR1 ~ FR5)와 정중신경에 근접하도록 설치되어 손목힘줄의 강도를 측정하는 손목 저항체(RB1)가, 니트릴 고무 또는 천연 라텍스 재질로 1차 성형 및 건조된 고무재질 장갑의 외주면 상으로 장갑의 손가락 위치 및 정중신경 위치에 대응하도록 배열된 후 2차 성형 및 건조된 고무재질 장갑; 상기 고무재질 장갑의 외주면 상으로 고정 설치된 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되며, 상기 핑거 저항체(FR1 ~ FR5) 및 손목 저항체(RB1)로 정격 전압을 공급하는 정전압 공급부, 상기 핑거 저항체(FR1 ~ FR5) 및 손목 저항체(RB1)으로 정격 전압이 공급될 때, 각각 손가락별 저항값을 디지털 데이터로 생성하도록 구비되는 각각의 저항측정부, 상기 각 저항측정부를 순차적으로 인에이블시켜 측정된 데이터를 수집하고, 수집된 정보를 기 설정된 프로토콜에 기반하여 전송 데이터를 생성하는 제어부, 상기 제어부의 지시하에 상기 전송 데이터를 수신장치로 유선 또는 무선으로 송출하는 데이터 전송부로 이루어진 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the motion recognition glove using the multi-joint bending measuring device according to the present invention, the flexible resistor (RL) is grouped by finger shape to measure the degree of bending for each joint provided for each finger part (FR1). ~ FR5) and the wrist resistor (RB1), which is installed close to the median nerve and measures the strength of the wrist tendon, is first molded with nitrile rubber or natural latex material and dried on the outer periphery of the rubber glove. Secondary molded and dried rubber gloves arranged to correspond to the position of the median nerve; a housing fixedly installed on the outer circumferential surface of the rubber glove; A constant voltage supply unit that is installed inside the housing and supplies rated voltage to the finger resistors FR1 to FR5 and the wrist resistor RB1, and the rated voltage is supplied to the finger resistors FR1 to FR5 and the wrist resistor RB1 Each resistance measuring unit provided to generate a resistance value for each finger as digital data, each resistance measuring unit is sequentially enabled to collect the measured data, and the collected information is transmitted based on a preset protocol It characterized in that it consists of a control unit that generates data, and a data transmission unit that transmits the transmission data to a receiving device by wire or wirelessly under the instruction of the control unit.

또한, 상기 핑거 저항체(FR)는 인체 손가락에 대응하도록 5개의 그룹으로 형성되고, 엄지에 해당하는 핑거 저항체(FR1)는 2개의 플렉시블 저항체(RL1, RL3)으로 구성되며, 검지, 중지, 약지, 소지에 해당하는 핑거 저항체(FR2 ~ FR5)는 3개의 플렉시블 저항체(RL1, RL2, RL3)로 구성되고, 상기 손목 저항체(RB1)는 정중 신경에 근접한 위치에 설치되어 손가락의 굽힘 정도를 측정하는 것으로 밴드 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the finger resistor FR is formed in five groups to correspond to the fingers of the human body, and the finger resistor FR1 corresponding to the thumb is composed of two flexible resistors RL1 and RL3, the index finger, middle finger, ring finger, Finger resistors (FR2 ~ FR5) corresponding to the base are composed of three flexible resistors (RL1, RL2, RL3), and the wrist resistor (RB1) is installed in a position close to the median nerve to measure the degree of bending of the finger. It is characterized in that it is configured in the form of a band.

또한, 상기 프로토콜은 통신 스타트를 규정하기 위한 프리엠블 신호가 2비트로 할당되고, 데이터 전송 방향을 설정하는 1비트의 디렉션 신호가 할당되며, 1바이트의 시간정보와, 36바이트의 데이터를 포함하여 최종단에는 체크섬(Checksum)을 포함하며; 상기 시간정보는 상기 제어부가 각 핑거 저항체 및 손목 저항체에 대응하는 각각의 저항측정부를 인에이블시킨 시간정보이고; 상기 36바이트의 데이터는 각 핑거별 저항체 및 손목 저항체에 대한 각 5바이트의 정보와 식별 코드 1바이트 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the protocol, a preamble signal for defining the communication start is allocated with 2 bits, a direction signal of 1 bit for setting the data transmission direction is allocated, and the final result including 1 byte of time information and 36 bytes of data end includes a checksum; the time information is time information at which the controller enables each resistance measuring unit corresponding to each finger resistor and wrist resistor; The 36-byte data includes 5 bytes of information and 1 byte of identification code information for each finger and wrist resistor.

본 발명에서 제시하는 다관절 굽힘 측정장치 및 이를 이용한 손가락 동작인식 장갑은, 손가락의 굽힘 정도와 더불어 굽힘 강도를 동시에 측정할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에서는 장갑의 제조 과정에서 손가락 관절 센서를 인입시켜 햅틱 장갑을 구성함으로써, 증강현실 또는 가상현실에 적용이 용이하고, 제조 단가를 격감시킬 수 있는 효과가 있다.The multi-joint bending measuring device and the finger gesture recognition glove using the same provided in the present invention provide the effect of simultaneously measuring the bending strength as well as the bending degree of the finger. In addition, in the present invention, by inserting a finger joint sensor in the manufacturing process of the glove to configure the haptic glove, it is easy to apply to augmented reality or virtual reality, and there is an effect that can drastically reduce the manufacturing cost.

도 1은 본 발명에 따른 다관절 굽힘 측정장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 동작인식 장갑을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 통신 프로토콜을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram showing an apparatus for measuring multi-joint bending according to the present invention.
2 is a configuration diagram for explaining a gesture recognition glove according to the present invention.
3 is a diagram for explaining a communication protocol according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명에서 제시하는 다관절 굽힘 측정장치는, 각 관절에 근접하게 위치하여 관절의 굽힘정도를 측정하는 것으로서 플렉시블 저항체를 이용함이 바람직할 것이다. 상기 플렉시블 저항체는 필름 형태로 구성되어 굽힘 정도에 대응하는 저항값 변화가 이루어진다. 상기 플렉시블 저항체는 각 관절별로 위치하며, 각 위치별 저항측정 대역을 설정함으로써, 적어도 둘 이상의 관절의 굽힘 정도를 하나의 저항값으로 측정한다.First, the multi-joint bending measuring device proposed in the present invention is positioned close to each joint to measure the degree of bending of the joint, and it will be preferable to use a flexible resistor. The flexible resistor is configured in the form of a film, so that the resistance value changes corresponding to the degree of bending. The flexible resistor is positioned for each joint, and by setting a resistance measurement band for each location, the degree of bending of at least two or more joints is measured as one resistance value.

도 1은 본 발명에 따른 다관절 굽힘 측정장치를 나타낸 구성도이다. 도시한 바와 같이, 서로다른 저항측정대역을 갖는 적어도 둘 이상의 플렉시블 저항체(RL)가 직렬로 접속되며, 일단으로 정격 전압이 공급될 때, 상기 적어도 둘 이상의 플렉시블 저항체(RL)를 도통하는 전류를 측정하는 전류측정모듈(101)과, 상기 전류측정모듈(101)에서 측정된 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 디지털 변환기(103)와, 상기 디지털 변환기(103)에 제공되는 디지털 데이터를 기반으로 상기 적어도 둘 이상의 플렉시블 저항체(RL)의 저항값을 산출하는 저항 산출부(105)와, 상기 저항 산출부(105)의 출력 정보를 기 설정된 프로토콜에 따라 외부로 전송하는 데이터 전송부(107)로 구성된다.1 is a block diagram showing an apparatus for measuring multi-joint bending according to the present invention. As shown, at least two or more flexible resistors (RL) having different resistance measurement bands are connected in series, and when a rated voltage is supplied to one end, the current flowing through the at least two or more flexible resistors (RL) is measured a current measurement module 101, a digital converter 103 that converts the analog signal measured by the current measurement module 101 to digital, and the at least two It consists of a resistance calculator 105 that calculates the resistance value of the flexible resistor RL, and a data transmitter 107 that transmits the output information of the resistance calculator 105 to the outside according to a preset protocol.

상기 다관절 굽힘 측정장치는 도시한 바와 같이, 인체의 손가락 등의 관절별 굽힘 정도를 측정하는 것으로, 각 플렉시블 저항체(RL)는 인체 손가락 관절 예컨대, 원위지 관절(RL1), 근위지 관절(RL2), 지절간 관절(RL4) 및 중수지 관절(RL3) 부위에 위치한다. 상기 원위지 관절(RL1)은 손가락의 종단부 관절이고, 근위치 관절은(RL2)은 손가락의 중간부 관절이며, 상기 중수지 관절(RL3)은 손가락과 손바닥 사이의 관절이고, 상기 지절간 관절(RL4)은 엄지 손가락의 종단부 관절이다.As shown in the figure, the multi-joint bending measuring device measures the degree of bending of each joint, such as a finger of the human body. ), interphalangeal joint (RL4) and metacarpophalangeal joint (RL3). The distal joint (RL1) is the distal joint of the finger, the proximal joint (RL2) is the middle joint of the finger, the metacarpophalangeal joint (RL3) is the joint between the finger and the palm, and the interphalangeal joint (RL4) is the distal joint of the thumb.

한편, 상기 플렉시블 저항체(RL)는 적어도 둘 이상의 저항체가 직렬 접속되는 구조이며, 각 저항체는 저항설치 간격배율을 갖고 각각의 저항측정대역이 설정된다. 예컨대, 상기 원위지 관절(RL1)의 저항체는 10Ω ~ 90Ω의 플렉시블 저항체로 설정되며, 상기 근위지 관절(RL2)의 저항체는 1KΩ ~ 9KΩ의 플렉시블 저항체로 설정되고, 상기 중수지 관절(RL3)의 저항체는 100KΩ ~ 900KΩ의 플렉시블 저항체로 설정될 수 있다.Meanwhile, the flexible resistor RL has a structure in which at least two or more resistors are connected in series, and each resistor has a resistance installation interval multiplier and a respective resistance measurement band is set. For example, the resistor of the distal joint RL1 is set as a flexible resistor of 10Ω to 90Ω, the resistor of the proximal joint RL2 is set as a flexible resistor of 1KΩ to 9KΩ, and the metacarpophalangeal joint RL3 The resistor can be set as a flexible resistor of 100KΩ to 900KΩ.

본 발명에서는 손가락의 관절에 대한 다관절 굽힘을 측정하기 위한 것으로, 최소 두 개의 관절과 최대 3개의 관절에 대한 굽힘 정도를 측정한다. 따라서, 플렉시블 저항체의 저항측정 대역은 3종류로 한정할 수 있을 것이다.In the present invention, to measure multi-joint bending of the joints of the fingers, the degree of bending of at least two joints and up to three joints is measured. Accordingly, the resistance measurement band of the flexible resistor may be limited to three types.

상기 저항측정대역은 관절의 위치별로 정의되고 있으며, 저항측정 대역 간의 간격 즉, 저항설치간격배율은 100배율로 정의함으로써, 저항 산출 과정에서의 중첩을 사전에 제거할 수 있을 것이다. 즉, 원위지 관절(RL1)의 플렉시블 저항체의 저항측정대역이 10Ω ~ 90Ω으로 정의됨으로써, 상기 근위지 관절(RL2)의 저항체에서 측정되는 저항값 즉, 1KΩ ~ 9KΩ의 저항값과 중첩되지 않도록 하는 것이다. 일반적으로, 플렉시블 저항체의 측정값은 저항측정대역 범위에 존재하나, 측정의 오차가 10% 이내이므로, 측정 오차를 감안하더라도, 각 관절별로 측정된 저항값의 중첩은 발생하지 않게 된다.The resistance measurement band is defined for each joint position, and the interval between the resistance measurement bands, that is, the resistance installation interval multiplier, is defined as 100 times, so that the overlap in the resistance calculation process can be removed in advance. That is, the resistance measurement band of the flexible resistor of the distal joint (RL1) is defined as 10Ω to 90Ω, so that the resistance value measured in the resistor of the proximal joint (RL2), that is, the resistance value of 1KΩ to 9KΩ does not overlap. will be. In general, the measurement value of the flexible resistor exists in the resistance measurement band range, but since the measurement error is within 10%, the overlapping of the resistance values measured for each joint does not occur even if the measurement error is taken into account.

즉, 원위지 관절(RL1)에서 측정된 저항값은 10Ω ~ 90Ω 범위이고, 근위지 관절(RL2)에서 측정되 저항값이 1KΩ ~ 9KΩ으로서 측정 오차 10%를 적용하더라도, 0.9KΩ ~ 9.9KΩ으로서 두개의 관절에서 측정된 저항값은 910Ω ~ 9,990Ω이 되어 실질적으로 측정 저항값은 측정 결과의 자릿 수로부터 동시 측정이 가능하게 된다.That is, the resistance value measured at the distal joint (RL1) is in the range of 10Ω ~ 90Ω, and the resistance value measured at the proximal joint (RL2) is 1KΩ ~ 9KΩ, and even if 10% of measurement error is applied, it is 0.9KΩ ~ 9.9KΩ. The resistance value measured at the two joints becomes 910Ω ~ 9,990Ω, so that the measured resistance value can be measured simultaneously from the number of digits of the measurement result.

예컨대, 상기 원위지 관절(RL1)과 근위지 관절(RL2)에서 측정된 직렬 저항값이 1,030Ω일 경우에는 원위지 관절(RL1)의 저항값은 하위 두 자릿 수인 30Ω이고, 근위지 관절(RL2)에 대한 저항값은 상위 두 자릿 수인 10KΩ으로서, 하나의 직렬 저항값을 측정함으로써, 두 관절의 굽힘 정도를 각각으로 산출하게 되는 것이다.For example, when the series resistance value measured at the distal joint RL1 and the proximal joint RL2 is 1,030Ω, the resistance value of the distal joint RL1 is 30Ω, which is the lower two digits, and the proximal joint RL2 ) is the upper two digits of 10KΩ, and by measuring one series resistance value, the degree of bending of the two joints is calculated individually.

동일한 방법으로, 상기 중수지 관절(RL3)의 저항설치 간격배율을 100배율로 정의하기 위해, 상기 근위지 관절(RL2)의 저항측정대역(1KΩ ~ 9KΩ)의 100배인 저항측정대역을 100KΩ ~ 900KΩ으로 정의할 경우에, 중수지 관절(RL3)에 대한 저항체 오차율 10%를 감안하더라도, 상기 근위지 관절(RL2)의 측정 저항값과 중첩되지 않게 된다.In the same way, in order to define the resistance installation interval multiplier of the metacarpophalangeal joint (RL3) as 100 times, the resistance measurement band of 100 times the resistance measurement band (1KΩ ~ 9KΩ) of the proximal limb joint (RL2) is 100KΩ ~ 900KΩ When defined as , even when a 10% error rate of the resistor for the metacarpophalangeal joint RL3 is taken into consideration, it does not overlap the measured resistance value of the proximal limb joint RL2.

즉, 상기 원위지 관절(RL1)의 측정 저항이 30Ω이고, 근위지 관절(RL2)의 측정 저항이 3.5KΩ이며, 상기 중수지 관절(RL3)의 측정 저항이 230KΩ일 경우, 3개의 관절로부터 측정된 하나의 저항값은 230KΩ + 3.5KΩ + 30Ω으로 총 저항값은 233.53KΩ으로서, 233,530Ω이 된다. 이는 하위 두 자릿 수, 중간 두 자릿 수 및 상위 두 자릿 수로 데이터를 분리함으로써, 각 관절에 대한 굽힘 정도를 하나의 데이터 값으로 측정할 수 있게 된다.That is, when the measured resistance of the distal joint (RL1) is 30Ω, the measured resistance of the proximal joint (RL2) is 3.5KΩ, and the measured resistance of the metacarpophalangeal joint (RL3) is 230KΩ, it is measured from three joints One resistance value is 230KΩ + 3.5KΩ + 30Ω, and the total resistance value is 233.53KΩ, which is 233,530Ω. By separating the data into the lower two digits, the middle two digits, and the upper two digits, the degree of bending for each joint can be measured as one data value.

이와 같이, 인체의 손가락을 예시할 경우, 각 손가락의 마디 즉, 관절에 대응하는 원위지 관절(RL1)과 근위지 관절(RL2)과 중수지 관절(RL3)에 위치한 각각의 플렉시블 저항체(RL)는 직렬 접속되고 일단으로 정격 전압이 공급됨에 따라, 타단에 접속되는 저항측정부(110)에 의해 디지털화된 저항값 정보를 제공받는다. 상기 저항측정부(110)는 전술된 바와 같이, 플렉시블 저항체(RL)로 흐르는 전류를 측정하고, 이를 디지털 신호로 변환한 후 병렬 접속된 플렉시블 저항체(RL)의 전체 저항값을 산출하는 것으로, 산출된 저항값 정보는 상기 데이터 전송부(107)를 통해 외부로 전송된다.As such, when exemplifying the fingers of the human body, each flexible resistor (RL) located at the joint of each finger, that is, the distal joint (RL1), the proximal joint (RL2), and the metacarpophalangeal joint (RL3) corresponding to the joint. is connected in series and as a rated voltage is supplied to one end, digitized resistance value information is provided by the resistance measuring unit 110 connected to the other end. As described above, the resistance measuring unit 110 measures the current flowing through the flexible resistor RL, converts it into a digital signal, and calculates the total resistance value of the parallel-connected flexible resistor RL. The resistance value information is transmitted to the outside through the data transmission unit 107 .

상기 데이터 전송부(107)는 외부에 마련된 수신장치(미도시함)로 설정된 프로토콜을 기반으로 유선 전송되거나, 근거리 통신 시스템을 기반으로 무선 전송될 수 있을 것이다. 본 발명에 따른 플렉시블 저항체(RL)가 3관절에 적용될 경우에는 상기 데이터 전송부(107)는 500KΩ의 데이터를 전송하기 위해 5바이트의 데이터 용량이 필요할 것이다. 물론, 인체의 손가락 관절별로 데이터를 송출하기 위해서는 손가락을 식별하기 위한 최소 3비트를 더 필요로 할 것이며, 최종 6바이트의 데이터만으로 장갑의 동작인식이 가능할 것이다.The data transmission unit 107 may be transmitted by wire based on a protocol set by a receiving device (not shown) provided outside, or wirelessly based on a short-distance communication system. When the flexible resistor (RL) according to the present invention is applied to three joints, the data transmission unit 107 will need a data capacity of 5 bytes to transmit data of 500KΩ. Of course, in order to transmit data for each finger joint of the human body, at least 3 more bits to identify the finger will be required, and only the final 6 bytes of data will be able to recognize the glove's motion.

도 2는 본 발명에 따른 손가락 동작인식 장갑으로 적용되는 플렉시블 저항체의 접속 구조를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a connection structure of a flexible resistor applied as a finger gesture recognition glove according to the present invention.

먼저, 본 발명에서 적용되는 동작인식 장갑은 니트릴-부타디엔 고무(니트릴 고무(nitrile rubber))에 의해 제조되는 장갑이거나, 천연 라텍스 재질로 구성될 수 있을 것이다. 니트릴 고무 또는 천연 라텍스는 장갑 형상의 성형물의 표면으로 도포하여 건조시키는 것으로 재질의 특성 상 탄성력이 매우 높아 다용도로 사용된다. 본 발명에서는 이러한 니트릴 고무 또는 천연 라텍스 재질의 장갑을 기반으로 동작인식 장갑을 제공한다.First, the motion recognition glove applied in the present invention may be a glove made of nitrile-butadiene rubber (nitrile rubber), or may be composed of a natural latex material. Nitrile rubber or natural latex is applied to the surface of a glove-shaped molded product and dried. Due to the nature of the material, it has very high elasticity and is used for many purposes. The present invention provides a motion recognition glove based on such gloves made of nitrile rubber or natural latex.

이를 위해, 장갑 형상의 성형물의 표면으로 니트릴 고무 또는 천연 라텍스를 도포 및 건조시키는 과정을 1회 이상 진행한 후 장갑 형상을 구현한 후, 전술된 플렉시블 저항체를 장갑의 손가락 형상에 따라 배열시킨 후 니트릴 고무 또는 천연 라텍스를 2차 도포 및 건조시킴으로써, 플렉시블 저항체가 장갑 재질의 내부로 수용되도록 한다. 물론, 플렉시블 저항체 이외의 디지털 변환기(103), 데이터 정송부(107), 컨트롤러, 2차 배터리 등에 대한 별도의 PCB는 장갑의 외주면 상으로 부착되도록 한다. 따라서, 플렉시블 저항체가 장갑 재질의 내부로 수용되어 장갑의 사용 편의성과 더불어, 플렉시블 저항체의 탄성도 및 내구성을 향상시킬 수 있을 것이다.To this end, after the process of applying and drying nitrile rubber or natural latex to the surface of the glove-shaped molded product is carried out one or more times, the glove shape is realized, and the above-described flexible resistor is arranged according to the shape of the finger of the glove, and then nitrile By applying and drying rubber or natural latex secondary, the flexible resistor is accommodated inside the glove material. Of course, a separate PCB for the digital converter 103, the data transmission unit 107, the controller, the secondary battery, etc. other than the flexible resistor is attached to the outer peripheral surface of the glove. Therefore, the flexible resistor is accommodated inside the glove material, so that it is possible to improve the elasticity and durability of the flexible resistor as well as ease of use of the glove.

도시된 바와 같이, 인체의 손가락 관절별로 플렉시블 저항을 구성한 것으로, 엄지에 해당하는 두 개의 플렉시블 저항으로 RL1, RL2가 직렬 접속되며, 검지, 중지, 약지, 소지에 해당하는 세 개의 플렉시블 저항으로 RL1, RL2, RL3가 직렬 접속된다. 또한, 손가락의 굽힘정도와 더불어, 손가락의 굽힘 강도를 측정하기 위해, 인체의 손목 하단부 즉, 손목힘줄 또는 정중신경에 근접하여 설치되어 손목 힘줄의 변형을 측정하기 위한 플렉시블 저항체(RB1)을 더 포함할 수 있다.As shown, flexible resistors are configured for each finger joint of the human body, and RL1 and RL2 are connected in series as two flexible resistors corresponding to the thumb, and RL1, RL2 and RL3 are connected in series. In addition, in order to measure the bending strength of the finger in addition to the degree of bending of the finger, it is installed close to the lower part of the wrist of the human body, that is, the wrist tendon or median nerve, and further includes a flexible resistor (RB1) for measuring the deformation of the wrist tendon. can do.

이는 손가락 동작인식 장갑을 구현하기 위해, 장갑 손가락의 각 관절부위에서 관절의 굽힘정도를 각각으로 측정하기 위한 핑거 저항체(FR1 ~ FR5)와, 손목의 하단부로서 정중신경 또는 손목 힘줄에 근접하도록 위치하여 손목 힘줄의 변형정도를 측정하기 위한 손목 저항체(RB1)를 구비함으로써, 손가락의 굽힘 정도 및 굽힘 강도를 하나의 데이터로 생성하는 것이다.In order to implement finger gesture recognition gloves, the finger resistors (FR1 ~ FR5) for measuring the degree of joint bending in each joint part of the glove finger, and the lower part of the wrist, located close to the median nerve or wrist tendon By providing the wrist resistor RB1 for measuring the strain degree of the tendon, the bending degree and bending strength of the finger are generated as one data.

손가락의 관절별로 측정된 데이터가 하나의 정보로 측정하는 것은, 동작인식장갑의 센싱 속도를 높여 동작인식 장갑에 대응하는 원격 디바이스의 반응속도를 높이게 된다. 이는 동작인식 장갑의 관절별 움직임을 실시간으로 측정할 수 있는 것으로, 동작인식 장갑에 대응하여 반응하는 원격 디바이스의 동작 지연을 사전에 방지하여 동작의 정밀성을 향상시키게 된다.Measuring the data measured for each joint of the finger as one piece of information increases the sensing speed of the gesture recognition glove, thereby increasing the reaction speed of the remote device corresponding to the gesture recognition glove. This is to measure the movement of each joint of the gesture recognition glove in real time, and it improves the precision of the movement by preventing the delay of the remote device that responds to the gesture recognition glove in advance.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 동작인식 장갑은 손가락 부위별로 구비되어 손가락의 각 관절별로 굽힘정도를 측정하는 핑거 저항체(FR1 ~ FR5)와 정중신경에 근접하도록 설치되어 손목힘줄의 강도를 측정하는 손목 저항체(RB1)로 정격 전압을 공급하는 정전압 공급부(213)와, 상기 핑거 저항체(FR1 ~ FR5) 및 손목 저항체(RB1)으로 정격 전압이 공급될 때, 각각 손가락별 저항값을 디지털 데이터로 생성하도록 구비되는 각각의 저항측정부(103)와, 상기 각 저항측정부(103)를 순차적으로 인에이블시켜 측정된 데이터를 수집하고, 수집된 정보를 기 설정된 프로토콜에 기반하여 전송 데이터를 생성하는 제어부(201)와, 상기 제어부(201)의 지시하에 상기 전송 데이터를 수신장치(210)로 유선 또는 무선으로 송출하는 데이터 전송부(107)로 이루어진다.As described above, the motion recognition glove according to the present invention is provided for each finger part and installed close to the finger resistors (FR1 to FR5) for measuring the degree of bending for each joint of the finger and the median nerve to measure the strength of the wrist tendon. When the rated voltage is supplied to the constant voltage supply unit 213 for supplying the rated voltage to the wrist resistor RB1 and the finger resistors FR1 to FR5 and the wrist resistor RB1, each finger generates a resistance value as digital data. Each resistance measuring unit 103 provided so as to collect the measured data by sequentially enabling each of the resistance measuring units 103, and a control unit for generating transmission data based on the collected information based on a preset protocol (201) and a data transmission unit (107) that transmits the transmission data to the receiving device (210) by wire or wirelessly under the instruction of the control unit (201).

상기 프로토콜은 각 핑거 저항체(FR1 ~ FR5) 및 손목 저항체(RB1)에 대한 측정 저항값으로서 5바이트의 데이터와, 각 핑거 저항체 및 손목 저항체를 식별하기 위한 식별 코드가 포함된 1바이트의 데이터로서 총 6바이트의 데이터를 포함한다.The above protocol is a total of 5 bytes of data as measured resistance values for each finger resistor (FR1 ~ FR5) and wrist resistor (RB1), and 1 byte of data that includes an identification code for identifying each finger resistor and wrist resistor. Contains 6 bytes of data.

도시한 바와 같이, 핑거 저항체(FR)는 인체 손가락에 대응하도록 5개의 그룹으로 형성되며, 엄지에 해당하는 핑거 저항체(FR1)는 2개의 플렉시블 저항체(RL1, RL3)으로 구성되며, 검지, 중지, 약지, 소지에 해당하는 핑거 저항체(FR2 ~ FR5)는 3개의 플렉시블 저항체(RL1, RL2, RL3)로 구성된다. 또한 손목 저항체(RB1)는 정중 신경에 근접한 위치에 설치되어 손목 힘줄의 강도 즉, 굽힘 정도를 측정하는 것으로 밴드 형태로 구성된다.As shown, the finger resistors FR are formed in five groups to correspond to the fingers of the human body, and the finger resistors FR1 corresponding to the thumb are composed of two flexible resistors RL1 and RL3. The finger resistors (FR2 ~ FR5) corresponding to the ring and small fingers are composed of three flexible resistors (RL1, RL2, RL3). In addition, the wrist resistor RB1 is installed in a position close to the median nerve to measure the strength of the wrist tendon, that is, the degree of bending, and is configured in the form of a band.

각 핑거 저항체는 원위지 관절에 해당하는 위치에 플렉시블 저항체(RL1)이 위치하고, 근위지 관절에 해당하는 위치에 플렉시블 저항체(RL2)가 위치하며, 중수지 관절에 해당하는 위치에 플렉시블 저항체(RL3)이 위치하여 각 관절의 움직임 정도를 하나의 데이터로 생성하게 된다.Each finger resistor has a flexible resistor (RL1) at the position corresponding to the distal joint, a flexible resistor (RL2) at the position corresponding to the proximal joint, and a flexible resistor (RL3) at the position corresponding to the metacarpophalangeal joint. At this location, the degree of movement of each joint is generated as one data.

각 핑거 저항체는 적어도 둘 이상의 플렉시블 저항체에 대한 직렬 저항값을 디지털 신호로 생성하기 위해 저항측정부1 내지 저항측정부6로 이루어진 저항측정부(103)를 구비한다. 따라서, 상기 제어부(201)는 각각의 저항측정부를 순차적으로 인에이블시켜 각 핑거 저항체 및 손목 저항체(RB1)에 대한 저항값 정보를 수집한다.Each of the finger resistors includes a resistance measuring unit 103 composed of a resistance measuring unit 1 to a resistance measuring unit 6 to generate a series resistance value for at least two or more flexible resistors as a digital signal. Accordingly, the control unit 201 sequentially enables each resistance measuring unit to collect resistance value information for each finger resistor and wrist resistor RB1.

상기 제어부(201)는 핑거 저항체 및 손목 저항체별로 저항값을 측정함에 있어, 엄지, 검지, 중지, 약지, 소지 및 손목의 정중신경에 대응하는 위치별 고유 코드를 생성하는 것으로, 엄지에 해당하는 핑거 저항체(FR5)의 측정 값은 식별 코드는 바이널리 '0001'로 부여하고, 검지에 해당하는 식별 코드는 바이널리 '0010'으로 부여하며, 중지에 해당하는 식별 코드는 바이널리 '0011'로 부여하고, 약지 및 소지에 해당하는 식별 코드는 바이널리 '0100' 및 '0101'로 부여할 수 있을 것이다. 또한, 손목 저항체에 해당하는 식별 코드는 바이널리 '0111'로 부여하여 각각의 핑거 저항체 및 손목 저항체에 대한 식별 코드를 생성할 수 있을 것이다.The control unit 201 generates a unique code for each position corresponding to the median nerve of the thumb, index finger, middle finger, ring finger, small finger, and wrist when measuring the resistance value for each finger resistor and wrist resistor, and the finger corresponding to the thumb For the measurement value of the resistor (FR5), the identification code is assigned as binary '0001', the identification code corresponding to the index finger is assigned as binary '0010', and the identification code corresponding to the middle finger is assigned as binary '0011' and identification codes corresponding to the ring finger and the holding finger may be assigned as binary '0100' and '0101'. In addition, the identification code corresponding to the wrist resistor may be assigned as binary '0111' to generate an identification code for each finger resistor and wrist resistor.

따라서, 상기 제어부(201)는 식별 코드에 대응하는 1바이트의 정보와, 각 핑거 저항체 및 손목 저항체에 대응하는 5바이트의 정보로 이루어진 6바이트 정보를 시리얼 정보로 생성하여 상기 데이터 전송부(107)로 제공하는 것이다.Accordingly, the control unit 201 generates 6-byte information consisting of 1-byte information corresponding to the identification code and 5 bytes of information corresponding to each finger resistor and wrist resistor as serial information, and the data transmission unit 107 generates serial information. will be provided as

도 3은 본 발명에 따른 통신 프로토콜을 설명하기 위한 구성도이다.3 is a configuration diagram for explaining a communication protocol according to the present invention.

도시된 바와 같이, 통신 스타트를 규정하기 위한 프리엠블 신호가 2비트로 할당되고, 데이터 전송 방향을 설정하는 1비트의 디렉션 신호가 할당되며, 이어서 1바이트의 시간정보와, 36바이트의 데이터를 포함하여 최종단에는 체크섬(Checksum)을 포함하고 있다.As shown, the preamble signal for defining the communication start is allocated with 2 bits, and the direction signal of 1 bit for setting the data transmission direction is allocated, followed by 1 byte of time information and 36 bytes of data. The final stage includes a checksum.

여기서, 상기 시간정보는 상기 제어부(201)가 각 핑거 저항체 및 손목 저항체에 대응하는 각각의 저항측정부(103)를 인에이블시키는 시간으로, 1/16 초 단위로 인에이블할 경우 초당 16개의 데이터에 대한 시간 순서를 의미한다. 즉, 1바이트의 시간정보는 손가락의 움직임을 1/16 초 단위로 측정한 결과를 식별하기 위한 시간정보인 것이다. 이는 손가락에 해당하는 모든 관절에 대한 굽힘 정도 및 굽힘 강도를 초당 16번으로 분해하여 송출하는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 동작인식 장갑을 AR, VR 디바이스로 적용할 경우, 사용자의 손가락 반응정도를 실시간으로 전송할 수 있어 응용범위를 확대할 수 있을 것이다.Here, the time information is a time for the controller 201 to enable each resistance measuring unit 103 corresponding to each finger resistor and wrist resistor, and when enabled in units of 1/16 second, 16 data per second means the time sequence for That is, one byte of time information is time information for identifying the result of measuring finger movements in units of 1/16 of a second. This is to decompose and transmit the bending degree and bending strength for all joints corresponding to the finger 16 times per second. Therefore, when the motion recognition glove according to the present invention is applied to an AR or VR device, the user's finger reaction degree can be transmitted in real time, thereby expanding the scope of application.

한편, 상기 36바이트의 데이터는 각 핑거별 저항체 및 손목 저항체에 대한 각 5바이트의 정보와 식별 코드 1바이트 정보로서 6바이트의 정보가 6개 그룹으로 형성되는 것으로, 36바이트의 정보가 초당 16회씩 전송된다.On the other hand, the 36-byte data is formed of 6 groups of 6-byte information as 5 bytes of information and 1 byte of identification code information on the resistor for each finger and wrist resistor, and the 36-byte information is transmitted 16 times per second. is sent

상기 프로토콜에 따라 생성되는 데이터는 상기 데이터 전송부(107)에 의해 상기 수신장치(210)로 제공된다. 상기 수신장치(210)는 수신 데이터를 기반으로 활용되는 어플리케이션이 포함될 수 있을 것이다.Data generated according to the protocol is provided to the receiver 210 by the data transmitter 107 . The receiving device 210 may include an application utilized based on the received data.

RL : 플렉시블 저항체 101 : 전류측정모듈
103 : 디지털 변환기 105 : 저항 산출부
107 : 데이터 전송부 110 : 저항측정부
FR : 핑거 저항체 RB1 : 손목 저항체
201 : 제어부 210 : 수신장치
213 : 정전압 공급부
RL: flexible resistor 101: current measurement module
103: digital converter 105: resistance output unit
107: data transmission unit 110: resistance measuring unit
FR: finger resistor RB1: wrist resistor
201: control unit 210: receiving device
213: constant voltage supply

Claims (5)

다관절 굽힘을 측정하기 위한 장치에 있어서,
서로다른 저항측정대역을 갖는 적어도 둘 이상의 플렉시블 저항체(RL)가 직렬로 접속되며, 일단으로 정격 전압이 공급될 때, 상기 적어도 둘 이상의 플렉시블 저항체(RL)를 도통하는 전류를 측정하는 전류측정모듈(101);
상기 전류측정모듈(101)에서 측정된 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 디지털 변환기(103)와, 상기 디지털 변환기(103)에 제공되는 디지털 데이터를 기반으로 상기 적어도 둘 이상의 플렉시블 저항체(RL)의 저항값을 산출하는 저항 산출부(105); 및 상기 저항 산출부(105)의 출력 정보를 기 설정된 프로토콜에 따라 외부로 전송하는 데이터 전송부(107)로 구성되는 것을 특징으로 하는 다관절 굽힘 측정장치.
An apparatus for measuring multi-joint bending, comprising:
At least two or more flexible resistors (RL) having different resistance measurement bands are connected in series, and when a rated voltage is supplied to one end, a current measuring module ( 101);
A digital converter 103 that converts the analog signal measured by the current measurement module 101 to digital, and the resistance value of the at least two flexible resistors RL based on the digital data provided to the digital converter 103 a resistance calculator 105 for calculating ; and a data transmission unit (107) for transmitting the output information of the resistance calculation unit (105) to the outside according to a preset protocol.
제 1 항에 있어서,
상기 플렉시블 저항체(RL)는 인체 손가락 관절에 대응하도록, 원위지 관절(RL1), 근위지 관절(RL2), 지절간 관절(RL4) 및 중수지 관절(RL3) 부위에 위치하고, 상기 플렉시블 저항체(RL)는 적어도 둘 이상의 저항체가 직렬 접속되며;
상기 원위지 관절(RL1)의 저항체는 10Ω ~ 90Ω의 플렉시블 저항체로 설정되고, 상기 근위지 관절(RL2)의 저항체는 1KΩ ~ 9KΩ의 플렉시블 저항체로 설정되며, 상기 중수지 관절(RL3)의 저항체는 100KΩ ~ 900KΩ의 플렉시블 저항체로 설정되는 것을 특징으로 하는 다관절 굽힘 측정장치.
The method of claim 1,
The flexible resistor (RL) is located in the distal joint (RL1), the proximal joint (RL2), the interphalangeal joint (RL4) and the metacarpophalangeal joint (RL3) to correspond to the human finger joint, and the flexible resistor (RL) ) indicates that at least two or more resistors are connected in series;
The resistor of the distal joint (RL1) is set as a flexible resistor of 10Ω to 90Ω, the resistor of the proximal joint (RL2) is set as a flexible resistor of 1KΩ to 9KΩ, and the resistor of the metacarpophalangeal joint (RL3) is Multi-joint bending measuring device, characterized in that it is set as a flexible resistor of 100KΩ ~ 900KΩ.
제 1 항에 따른 다관절 굽힘 측정장치를 이용한 동작인식 장갑에 있어서,
손가락 부위별로 구비되어 손가락의 각 관절별로 굽힘정도를 측정하기 위해 상기 플렉시블 저항체(RL)가 손가락 형상별 그룹화된 핑거 저항체(FR1 ~ FR5)와 정중신경에 근접하도록 설치되어 손목힘줄의 강도를 측정하는 손목 저항체(RB1)가, 니트릴 고무 또는 천연 라텍스 재질로 1차 성형 및 건조된 고무재질 장갑의 외주면 상으로 장갑의 손가락 위치 및 정중신경 위치에 대응하도록 배열된 후 2차 성형 및 건조된 고무재질 장갑;
상기 고무재질 장갑의 외주면 상으로 고정 설치된 하우징;
상기 하우징의 내부에 설치되며, 상기 핑거 저항체(FR1 ~ FR5) 및 손목 저항체(RB1)로 정격 전압을 공급하는 정전압 공급부(213), 상기 핑거 저항체(FR1 ~ FR5) 및 손목 저항체(RB1)으로 정격 전압이 공급될 때, 각각 손가락별 저항값을 디지털 데이터로 생성하도록 구비되는 각각의 저항측정부(103), 상기 각 저항측정부(103)를 순차적으로 인에이블시켜 측정된 데이터를 수집하고, 수집된 정보를 기 설정된 프로토콜에 기반하여 전송 데이터를 생성하는 제어부(201), 상기 제어부(201)의 지시하에 상기 전송 데이터를 수신장치(210)로 유선 또는 무선으로 송출하는 데이터 전송부(107)로 이루어진 것을 특징으로 하는 다관절 굽힘 측정장치를 이용한 동작인식 장갑.
In the motion recognition glove using the multi-joint bending measuring device according to claim 1,
In order to measure the degree of bending for each joint of each finger provided for each finger part, the flexible resistor (RL) is installed close to the finger resistors (FR1 to FR5) grouped by finger shape and the median nerve to measure the strength of the wrist tendon. After the wrist resistor (RB1) is arranged to correspond to the position of the finger and median nerve of the glove on the outer circumferential surface of the rubber glove that is first molded and dried with nitrile rubber or natural latex material, the secondary molded and dried rubber glove ;
a housing fixedly installed on the outer circumferential surface of the rubber glove;
A constant voltage supply unit 213 installed inside the housing and supplying rated voltage to the finger resistors FR1 to FR5 and the wrist resistor RB1, rated to the finger resistor FR1 to FR5 and the wrist resistor RB1 When a voltage is supplied, each resistance measuring unit 103 provided to generate a resistance value for each finger as digital data, each resistance measuring unit 103 is sequentially enabled to collect the measured data and collect A control unit 201 that generates transmission data based on a preset protocol, and a data transmission unit 107 that transmits the transmission data to the receiving device 210 by wire or wirelessly under the direction of the control unit 201 Motion recognition gloves using a multi-joint bending measuring device, characterized in that made.
제 3 항에 있어서,
상기 핑거 저항체(FR)는 인체 손가락에 대응하도록 5개의 그룹으로 형성되고, 엄지에 해당하는 핑거 저항체(FR1)는 2개의 플렉시블 저항체(RL1, RL3)으로 구성되며, 검지, 중지, 약지, 소지에 해당하는 핑거 저항체(FR2 ~ FR5)는 3개의 플렉시블 저항체(RL1, RL2, RL3)로 구성되고, 상기 손목 저항체(RB1)는 정중 신경에 근접한 위치에 설치되어 손가락의 굽힘 정도를 측정하는 것으로 밴드 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 다관절 굽힘 측정장치를 이용한 동작인식 장갑.
4. The method of claim 3,
The finger resistors FR are formed in five groups to correspond to the fingers of the human body, and the finger resistors FR1 corresponding to the thumb are composed of two flexible resistors RL1 and RL3. The corresponding finger resistors FR2 to FR5 are composed of three flexible resistors RL1, RL2, RL3, and the wrist resistor RB1 is installed in a position close to the median nerve to measure the degree of bending of the finger. Motion recognition gloves using a multi-joint bending measuring device, characterized in that it consists of.
제 3 항에 있어서,
상기 프로토콜은 통신 스타트를 규정하기 위한 프리엠블 신호가 2비트로 할당되고, 데이터 전송 방향을 설정하는 1비트의 디렉션 신호가 할당되며, 1바이트의 시간정보와, 36바이트의 데이터를 포함하여 최종단에는 체크섬(Checksum)을 포함하며;
상기 시간정보는 상기 제어부(201)가 각 핑거 저항체 및 손목 저항체에 대응하는 각각의 저항측정부(103)를 인에이블시킨 시간정보이고;
상기 36바이트의 데이터는 각 핑거별 저항체 및 손목 저항체에 대한 각 5바이트의 정보와 식별 코드 1바이트 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절 굽힘 측정장치를 이용한 동작인식 장갑.
4. The method of claim 3,
In the protocol, a preamble signal for defining the communication start is allocated with 2 bits, a direction signal of 1 bit for setting the data transmission direction is allocated, and the final end includes 1 byte of time information and 36 bytes of data. contains a checksum;
the time information is time information at which the controller 201 enables each resistance measuring unit 103 corresponding to each finger resistor and wrist resistor;
The 36-byte data is a motion recognition glove using a multi-joint bending measuring device, characterized in that it includes 5 bytes of information and 1 byte of identification code information for each finger and wrist resistance body.
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