SK107896A3 - Method of movement sensing and a data glove for carrying out the method - Google Patents
Method of movement sensing and a data glove for carrying out the method Download PDFInfo
- Publication number
- SK107896A3 SK107896A3 SK107896A SK107896A SK107896A3 SK 107896 A3 SK107896 A3 SK 107896A3 SK 107896 A SK107896 A SK 107896A SK 107896 A SK107896 A SK 107896A SK 107896 A3 SK107896 A3 SK 107896A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- data glove
- conductive rubber
- local
- glove according
- motion
- Prior art date
Links
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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1124—Determining motor skills
- A61B5/1125—Grasping motions of hands
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
- A61B5/224—Measuring muscular strength
- A61B5/225—Measuring muscular strength of the fingers, e.g. by monitoring hand-grip force
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
- A61B5/4528—Joints
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Predmet vynálezu sa týka nového spôsobu snímania pohybu, najmä v systémoch virtuálnej reality a v kybernetike a dátovej rukavice na uskutočnenie tohoto spôsobu. Predmet vynálezu spadá do oblasti snímacej techniky.The present invention relates to a novel motion sensing method, in particular in virtual reality systems and in cybernetics and a data glove for carrying out the method. The present invention is in the field of scanning technology.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V snímacej technike, prvým a najstarším spôsobom snímania pohybu jednotlivých častí ľudského tela, napr. ruky, bol,spôsob snímania pohybu pomocou potenciometrov. Potenciometer sa uchytil napr. nad kĺbovú časť prsta. Vystieranie alebo sťahovanie prsta spôsobovalo pohyb regulačnej páčky potenciometra, čím dochádzalo k zmene odporu potenciometra. Teda tento spôsob bol založený na zmene odporu potenciometra. Tento spôsob sa dnes nevyužíva, lebo je ťažkopádny, naviac použité potenciometre sú náročné na presnosť.In the sensing technique, the first and oldest way of sensing the movement of individual parts of the human body, e.g. hand, was, a way of sensing movement using potentiometers. The potentiometer was attached e.g. above the articulated part of the finger. Wiping or pulling the finger caused the potentiometer control lever to move, changing the potentiometer resistance. Thus, this method was based on changing the potentiometer resistance. This method is not used today because it is cumbersome, moreover, the potentiometers used are precision-intensive.
Druhým spôsobom snímania, ktorý sa dodnes najviac používa, je snímanie pomocou sklenených vláken. Spôsob je založený na snímaní svetelného toku pri ohýbajúcich sa navzájom oddelených dvoch sklených vláknách. Obe sklené vlákna sú nasmerované proti sebe. Čim je viac napr. prst vystretý, tým viac svetla preniká z jedného vlákna do druhého a naopak. Samozrejme, že vlákna musia byt umiestnené v tme a konce vláken musia byť čo najrovnejšie. Je to veľmi praktické riešenie, pretože na snímanie polohy vplýva okolie iba minimálne. Nevýhodou tohoto spôsobu snímania je náročné elektronické vybavenie a presnosť mechanickej konštrukcie.The second method of sensing that is most widely used to date is glass-fiber sensing. The method is based on sensing the luminous flux by bending two glass fibers apart. Both glass fibers are directed against each other. The more e.g. finger out, the more light penetrates from one thread to the other and vice versa. Of course, the fibers must be placed in the dark and the ends of the fibers must be as straight as possible. This is a very practical solution, because the location is only minimally affected by the location. The disadvantage of this method of scanning is the demanding electronic equipment and the precision of the mechanical construction.
Ďalší známy spôsob snímania pomocou infračervených lúčov vyžaduje umiestnenie špeciálnych guličiek napr. na ruku, ktoré odrážajú infračervené lúče do všetkých strán. Odrazené infračervené lúče sa od ruky potom snímajú infračervenými kamerami minimálne z troch uhlov. V praxi sa zaužíval spôsob snímania štyrmi kamerami.Tento spôsob je však nákladný, pretože okrem samotných kamier je nutný aj vhodný inteligentný Software a výkonný počítač na určenie polohy v priestore. Výhodou tohoto spôsobu snímania však je možnosť snímania absolútnej polohy celého tela v priestore. Predošle popísané spôsoby snímania polohy nedokážu určiť absolútnu polohu snímaného telesa v priestore.Another known method of sensing with infrared rays requires the placement of special balls e.g. on the hand, which reflect infrared rays in all directions. The reflected infrared rays are then captured by hand using infrared cameras from at least three angles. In practice, the method of scanning by four cameras has been used. However, this method is expensive because, in addition to the cameras themselves, a suitable intelligent software and a powerful computer for positioning in space are required. However, the advantage of this method of sensing is the possibility of sensing the absolute position of the entire body in space. The previously described position sensing methods cannot determine the absolute position of the sensed body in space.
Spôsob snímania pohybu pomocou ultrazvuku je zrejme najpoužívanejší spôsob. Umožňuje aj určenie absolútnej polohy v priestore. Na zisťovanie natočenia sa používa ultrazvukovýUltrasound sensing is probably the most widely used method. It also allows to determine the absolute position in the space. Ultrasonic is used to detect rotation
I spôsob snímania v kombinácii s dvoma snímačmi. Častejšie sa však používa snímanie pomocou dvoch malých gyroskopov, ktoré snímajú natočenie buď vzhľadom na gravitačné pole zeme, alebo magnetické pole zeme.I method of sensing in combination with two sensors. More often, however, two small gyroscopes are used to sense rotation either with respect to the gravitational field of the earth or the magnetic field of the earth.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Vyššie uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje spôsob snímania pohybu a dátová rukavica podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že pohyb sa sníma zmenou elektrickej vodivosti vodivej gumy pri jej naťahovaní.The above-mentioned drawbacks are largely eliminated by the motion sensing method and the data glove according to the invention, which is based on the fact that the motion is sensed by changing the electrical conductivity of the conductive rubber as it is stretched.
K tomuto novému spôsobu bola vyvinutá dátová rukavica, ktorej podstata spočíva v tom, že na jej lokálnych miestach sú umiestnené snímače pohybu z vodivej gumy. Lokálne miesta sú najmä miesta zhybov na prstoch a zápästí.For this new method, a data glove has been developed, the essence of which is that its local locations are fitted with motion sensors of conductive rubber. In particular, the localities are the folds of the fingers and wrists.
Kvalitatívne, podstata vynálezu je ďalej rozšírená tým, že snímače pohybu z vodivej gumy majú presne definovaný tvar, najmä je to prúžok.Qualitatively, the nature of the invention is further expanded in that the motion sensors of conductive rubber have a precisely defined shape, in particular a strip.
Ďalšia podstata vynálezu spočíva v charakteristickom spôsobe uchytenia snímačov pohybu z vodivej gumy k rukavici. Výhodné je, ak snímače pohybu z vodivej gumy sú k rukavici aspoň zčasti tepelne uchytené, napríklad prižehlené, alebo sú prilepené vhodným lepidlom.Another object of the present invention is to provide a characteristic method of attaching a conductive rubber motion sensor to a glove. It is advantageous if the motion sensors of the conductive rubber are at least partially thermally attached to the glove, for example ironed, or are glued with a suitable adhesive.
Podstatu vynálezu kvantitatívne dotvára tá skutočnosť, že snímače pohybu z vodivej gumy sú opatrené vývodmi ústiacimi do A/D prevodníka. V ďalšom vyhotovení dátová rukavica môže byť opatrená aj ultrazvukovým vysielačom na zisťovanie absolútnej polohy v priestore.The invention is quantitatively completed by the fact that the motion sensors of conductive rubber are provided with terminals leading to the A / D converter. In another embodiment, the data glove may also be provided with an ultrasonic transmitter to determine the absolute position in the space.
Napokon kvantitatívnou podstatou vynálezu je aj to, že lokálnymi miestami dátovej rukavice sú presne špecifikované miesta vrchnej časti prstov, miesta medzi jednotlivými prstami, miesto na zápästí, miesto v spodnej palcovej časti, miesto na vonkajšej dlaňovej časti a napokon miesto od spodnej časti zápästia točivo smerujúce po spodnú časť predlaktia.Finally, the quantitative essence of the invention is that the local locations of the data glove are precisely specified upper finger locations, inter-finger locations, wrist space, lower thumb area, outer palm area, and finally a rotationally pointing away from the lower wrist. to the lower forearm.
Výhodou tohoto snímania pohybu a rukavice na to uspôsobenej je to, že snímanie prebieha až 83 krát za sekundu vďaka A/D prevodníku. Ďalej dátová rukavica zabezpečuje širší rozsah použiteľných polôh. Rukavica je tak výhodná pre rôzne tvary a veľkosti rúk. Prednosťou snímačov pohybu z vodivej gumy je aj to, že z nim možno vyrobiť rôzne tvary snímačov pohybu. Výhodný je však tvar prúžku. Veľmi jednoduché je aj uchytenie snímača pohybu na rukavicu. Výhoda je aj v tom, že sú dostačujúce len dva vývody od snímača pohybu z vodivej gumy, oproti trom vodičom pri sklenených vláknách. Všetky tieto výhody sa napokon prejavia aj v cene samotného výrobku.The advantage of this motion sensing and the glove adapted to it is that sensing takes place up to 83 times per second thanks to the A / D converter. Furthermore, the data glove provides a wider range of usable positions. The glove is thus advantageous for different shapes and sizes of hands. The advantage of conductive rubber motion sensors is that they can be used to make various shapes of motion sensors. However, the shape of the strip is preferred. It is also very easy to attach the motion sensor to the glove. The advantage is that only two outlets from the conductive rubber motion sensor are sufficient, as opposed to three conductors with glass fibers. All these benefits will ultimately be reflected in the price of the product itself.
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Predmet vynálezu je ďalej objasnený na výkresoch, kde obr.l znázorňuje rozmiestnenie lokálnych miest (la,lc,le,lf) na telese dátovej rukavice. Obr.2 znázorňuje umiestnenie ďalších lokálnych miest (lb,ld) na telese dátovej rukavice. Obr.3 a obr.4 znázorňuje uchytenie snímačov (2) pohybu na dátovej rukavici v lokálnych miestach (la až lf).The subject matter of the invention is further elucidated in the drawings, wherein Fig. 1 shows the location of the local locations (1a, 1c, 1e, 1f) on the data glove body. Fig. 2 shows the location of additional local sites (1b, 1d) on the data glove body. 3 and 4 show the attachment of the motion sensors (2) to the data glove at local locations (1a-1f).
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Spôsob snímania pohybu ruky podľa vynálezu je založený na tom, že pohyb sa sníma zmenou elektrickej vodivosti vodivej gumy pri jej naťahovaní. Pri ohýbaní prsta alebo inej časti ruky vsunutej do dátovej rukavice sa snímač 2 pohybu vyrobený z elektricky vodivej gumy natiahne a tým sa zmení elektrická vodivosť vodivej gumy. Zmeny elektrickej vodivosti sa vedú signálovou cestou do A/D prevodníka 4 a následuje ďalšie počítačové spracovanie informácii.The method of sensing the movement of a hand according to the invention is based on the movement being sensed by changing the electrical conductivity of the conductive rubber as it is stretched. When bending a finger or other part of the hand inserted into the data glove, the motion sensor 2 made of an electrically conductive rubber is stretched and thus the electrical conductivity of the conductive rubber is changed. The changes in the electrical conductivity are signaled to the A / D converter 4 and further computerized information processing follows.
K tomuto spôsobu snímania pohybu ruky bola vyvinutá dátová rukavica podľa vynálezu. Riešenie dátovej rukavice je následovné. Na lokálnych miestach la až lf dátovej rukavice sú umiestnené snímače 2 pohybu vyrobené z vodivej gumy. Lokálnymi miestami dátovej rukavice sú miesta la vrchnej časti prstov, miesto lc na zápästí, miesto le v spodnej palcovej časti, a miesto lf od spodnej časti zápästia točivo smerujúce po spodnú časť predlaktia, tak ako je to znázornené na obr.l. Ďalšími lokálnymi miestami dátovej rukavice sú miesta lb medzi jednotlivými prstami a miesto ld na vonkajšej dlaňovej časti tak, ako je to znázornené na obr. 2. Nezáleží na materiály z akého je dátová rukavica vyrobená, musí byť však jednoznačne splnená podmienka, aby to bol materiál nevodivý (guma, koža). Pritom je výhodné ak snímač 2 pohybu je tvaru pásika, prúžku. Vlastný snímač 2 z vodivej gumy je k lokálnym miestam la až lf rukavice aspoň zčasti prilepený alebo tepelne inak pripevnený vhodným lepidlom, alebo v jednoduchom prípade prižehlený. Každý snímač 2 z vodivej gumy obsahuje dva vývody 3., ktoré sú v jednej variante uskutočnenia vyvedené káblom mimo dátovú rukavicu. V ďalšej variante uskutočnenia sú vývody 3. z jednotlivých snímačov 2 pohybu napojené na 12 bitový A/D prevodník 4, tak ako je to znázornené na obr.3. Ak je na dátovú rukavicu kladená požiadavka zisťovania absolútnej polohy v priestore, tak táto je ešte naviac vybavená ultrazvukovým vysielačom 5, tak ako je to znázornené na obr.4.A data glove according to the invention has been developed for this method of sensing hand movement. The data glove solution is as follows. Motion sensors 2 made of conductive rubber are disposed at local locations 1a to 1f of the data glove. The local locations of the data glove are the top of the toe locations 1, the wrist site 1c, the le area at the lower thumb portion, and the ff location from the lower wrist portion rotating to the lower forearm, as shown in Figure 1. Other local locations of the data glove are locations 1b between individual fingers and location 1d on the outer palm portion as shown in FIG. 2. No matter what the data glove is made of, the condition must be unambiguously fulfilled that the material is non-conductive (rubber, leather). In this case, it is advantageous if the motion sensor 2 is in the form of a strip, a strip. The conductive rubber sensor 2 itself is at least partially adhered or thermally otherwise bonded with a suitable adhesive to the local points 1a to 1f of the glove or ironed in a simple case. Each conductive rubber sensor 2 comprises two terminals 3 which, in one embodiment, are led out of the data glove by a cable. In a further embodiment variant, the terminals 3 of the individual motion sensors 2 are connected to a 12-bit A / D converter 4 as shown in FIG. If the data glove is required to determine the absolute position in space, it is additionally equipped with an ultrasonic transmitter 5, as shown in Fig. 4.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Spôsob snímania pohybu podľa vynálezu je možné použiť nielen na snímanie pohybu ruky, ale aj na snímanie pohybu nohy a iných častí tela. So snímačmi pohybu podľa vynálezu je možné vyhotoviť nielen dátovú rukavicu, ale aj dátovú topánku alebo dátový oblek.The motion sensing method of the invention can be used not only to sense the movement of the hand, but also to sense the movement of the foot and other body parts. With the motion sensors according to the invention, it is possible to make not only a data glove, but also a data shoe or data suit.
Claims (8)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK107896A SK107896A3 (en) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Method of movement sensing and a data glove for carrying out the method |
AU40383/97A AU4038397A (en) | 1996-08-21 | 1997-08-20 | Data glove for sensing movements |
PCT/SK1997/000007 WO1998007368A1 (en) | 1996-08-21 | 1997-08-20 | Data glove for sensing movements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK107896A SK107896A3 (en) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Method of movement sensing and a data glove for carrying out the method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK107896A3 true SK107896A3 (en) | 1998-07-08 |
Family
ID=20434241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK107896A SK107896A3 (en) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Method of movement sensing and a data glove for carrying out the method |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU4038397A (en) |
SK (1) | SK107896A3 (en) |
WO (1) | WO1998007368A1 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1332422A1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-08-06 | Senseboard Technologies AB | Wearable data input interface |
AU2002368511A1 (en) * | 2002-12-30 | 2004-07-22 | Massimo Bergamasco | Goniometric sensor |
TWI413451B (en) * | 2009-09-29 | 2013-10-21 | Tzung Hsien Lee | Glove with automatic sensing switch controlled by fingers |
CN102773861B (en) * | 2011-05-13 | 2015-01-07 | 苏茂 | Outer frame type data glove |
CN104545930A (en) * | 2013-10-21 | 2015-04-29 | 苏茂 | Human hand forefinger movement detection device |
CN104626203A (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-20 | 苏茂 | Straight rod type index finger motion detecting device |
EP3208687B1 (en) * | 2014-10-17 | 2019-11-27 | Yamaha Corporation | Data glove |
JP6649645B2 (en) * | 2016-02-17 | 2020-02-19 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Method and apparatus for estimating a gripping posture of an object |
DE102017121991A1 (en) * | 2017-09-22 | 2019-03-28 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Sensor arrangement for detecting movements of the thumb and input device and method for detecting hand and / or finger movements |
RU207390U1 (en) * | 2021-04-28 | 2021-10-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Muscle Strength Glove |
CN113730899A (en) * | 2021-09-22 | 2021-12-03 | 叶靓 | Somatosensory glove with real touch feeling |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4444205A (en) * | 1980-05-31 | 1984-04-24 | University Of Strathclyde | Apparatus for assessing joint mobility |
US4414537A (en) * | 1981-09-15 | 1983-11-08 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Digital data entry glove interface device |
ATE77164T1 (en) * | 1985-08-19 | 1992-06-15 | Jaron Z Lanier | APPARATUS FOR ENTERING AND HANDLING COMPUTER DATA. |
US5086785A (en) * | 1989-08-10 | 1992-02-11 | Abrams/Gentille Entertainment Inc. | Angular displacement sensors |
-
1996
- 1996-08-21 SK SK107896A patent/SK107896A3/en unknown
-
1997
- 1997-08-20 WO PCT/SK1997/000007 patent/WO1998007368A1/en active Application Filing
- 1997-08-20 AU AU40383/97A patent/AU4038397A/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1998007368A1 (en) | 1998-02-26 |
AU4038397A (en) | 1998-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6128004A (en) | Virtual reality glove system with fabric conductors | |
KR100960577B1 (en) | System and method for gesture based control system | |
EP0211984B1 (en) | Computer data entry and manipulation apparatus | |
SK107896A3 (en) | Method of movement sensing and a data glove for carrying out the method | |
US6828958B2 (en) | Ergonomic side grip computer mouse | |
JP4078027B2 (en) | Optical pointing device | |
US6677927B1 (en) | X-Y navigation input device | |
CN100585329C (en) | Location system of video finger and location method based on finger tip marking | |
US20080218996A1 (en) | Hand-Worn Signaling Device | |
WO2016140924A1 (en) | Embedded grasp sensing devices, systems, and methods | |
US20020163495A1 (en) | Multi-functional ergonomic interface | |
WO2003081412A3 (en) | Low cost interactive program control system and method | |
WO2016044251A1 (en) | Method and System for Joint Position Measurement | |
JPH07213742A (en) | Video game controller | |
CN110780731B (en) | Finger gesture detection device and control assembly | |
KR100452917B1 (en) | Method and System for sensing Three-Dimensional body motion using color marker | |
WO1997043953A1 (en) | Glove for making goniometric measures | |
US6967596B2 (en) | Wearable data input device employing wrist and finger movements | |
KR101170236B1 (en) | Three-demensional body motion recognition method using led marker and wearable device using the same | |
KR20100074461A (en) | 3d mouse apparatus and method that control using action sense | |
KR20160098878A (en) | A finger motion measurement system and measurement method of finger motion | |
JP2005292883A (en) | Information input device | |
RU2004135060A (en) | CURSOR MANAGEMENT DEVICE | |
CN109501796A (en) | A kind of intelligent steering wheel, which is parked, assists exchange method and its device | |
US7576729B2 (en) | Foot controlled computer mouse with finger clickers |