각종 센서 기술의 발달로 일반 사용자들이 스마트폰, 콘솔게임기와 같은 동작인식 장치를 접해 볼 수 있는 환경이 증가하면서 동작인식 기반 입력장치에 대한 사용자 요구가 증가하는 추세이다. 기존 동작인식 마우스는 소형으로 제작이 되어 버튼을 조작하는데 어려움이 있으며, 동작인식 기술을 커서의 포인팅에만 사용되어 동작인식 기술을 적용에는 한계가 있다. 이에 본 논문에서는 MEMS 기반 동작인식 센서를 이용, 인체의 2지점(엄지와 검지)의 동작을 인식하여 동작데이터와 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 무선 송신하는 컴퓨터 입력장치에 관해 연구하였다.
각종 센서 기술의 발달로 일반 사용자들이 스마트폰, 콘솔게임기와 같은 동작인식 장치를 접해 볼 수 있는 환경이 증가하면서 동작인식 기반 입력장치에 대한 사용자 요구가 증가하는 추세이다. 기존 동작인식 마우스는 소형으로 제작이 되어 버튼을 조작하는데 어려움이 있으며, 동작인식 기술을 커서의 포인팅에만 사용되어 동작인식 기술을 적용에는 한계가 있다. 이에 본 논문에서는 MEMS 기반 동작인식 센서를 이용, 인체의 2지점(엄지와 검지)의 동작을 인식하여 동작데이터와 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 무선 송신하는 컴퓨터 입력장치에 관해 연구하였다.
The development of a variety of sensor technology, users smart phone, the use of motion recognition apparatus such as a console game machines is increasing. It tends to user needs motion recognition-based input device are increasing. Existing motion recognition mouse is equipped with a modified form...
The development of a variety of sensor technology, users smart phone, the use of motion recognition apparatus such as a console game machines is increasing. It tends to user needs motion recognition-based input device are increasing. Existing motion recognition mouse is equipped with a modified form of the mouse button on the outside and serves as a wheel mouse left and right buttons. Existing motion recognition mouse is to manufacture a small, there is a difficulty to operate the button. It is to apply the motion recognition technology the motion recognition technology is used only pointing the cursor there is a limit. In this paper, use of MEMS-based motion recognition sensor, the body of the two-point operation data by recognizing the operation of the (thumb and forefinger) and generating a control signal, followed by studies on the generated control signal to a wireless transmitting computer input device.
The development of a variety of sensor technology, users smart phone, the use of motion recognition apparatus such as a console game machines is increasing. It tends to user needs motion recognition-based input device are increasing. Existing motion recognition mouse is equipped with a modified form of the mouse button on the outside and serves as a wheel mouse left and right buttons. Existing motion recognition mouse is to manufacture a small, there is a difficulty to operate the button. It is to apply the motion recognition technology the motion recognition technology is used only pointing the cursor there is a limit. In this paper, use of MEMS-based motion recognition sensor, the body of the two-point operation data by recognizing the operation of the (thumb and forefinger) and generating a control signal, followed by studies on the generated control signal to a wireless transmitting computer input device.
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문제 정의
이에 본 논문에서는 MEMS 기반 동작인식 센서를 이용, 인체의 2지점(엄지와 검지)의 동작을 인식하여 동작데이터를 생성하고 이를 기초로 하여 사전 결정된 매칭테이블(커서이동 및 마우스 버튼 이벤트)과 비교, 판단하여 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 무선 송신하는 컴퓨터 입력장치에 관해 연구하였다.
제안 방법
가속도센서와 자이로센서를 분리 측정하여 출력특성을 파악하고 가공, 조합하여 신호처리하고 사용 시 가속도센서의 시작점을 지면과 45° 기울어진 상태이므로 가속도센서 측정을 센서보드를 45° 기울인 상태에서 측정하였다.
본 논문에서는 제 1 감지부 및 제 2 감지부에는 자이로 센서 및 가속도 센서를 적용하였다. 이에 따라, 컴퓨터 입력장치는 제 1 감지부 및 제 2 감지부에 자이로 센서 및 가속도 센서가 구성함으로써 3축(x축, y축, z축) 상으로 이동되는 컴퓨터 입력장치의 3차원 움직임을 감지할 수 있다.
센서의 Rawdata를 가공하여 신호처리 함. 즉 변위값을 1회 적분하여 속도를, 2회 적분하여 위치값을 도출할 수 있음.
움직임에 대한 보정을 수행한 이후 저장부를 통해 제 1 감지부 및 제 2 감지부에 대해 감지된 움직임의 결과를 패턴을 분석하여 저장한다. 만약, 제 1 감지부 및 제 2 감지부의 동일한 움직임을 수행할 경우, 저장된 움직임의 패턴을 근거로 하여 제 1 감지부 및 제 2 감지부의 움직임을 판단할 수 있다.
움직임을 판단한 후 컨트롤부에 의해 저장된 제 1 감지부 및 제 2 감지부의 움직임 패턴과 미리 설정된 신호 테이블을 비교한다. 제 1 감지부 및 제 2 감지부로부터 생성된 제 1 움직임데이터 및 제 2 움직임데이터의 조합과 미리 설정된 컨트롤 신호 테이블과 비교 판단한다.
움직임을 판단한 후 컨트롤부에 의해 저장된 제 1 감지부 및 제 2 감지부의 움직임 패턴과 미리 설정된 신호 테이블을 비교한다. 제 1 감지부 및 제 2 감지부로부터 생성된 제 1 움직임데이터 및 제 2 움직임데이터의 조합과 미리 설정된 컨트롤 신호 테이블과 비교 판단한다.
성능/효과
본 논문에서 설계한 플랫폼은 인체의 움직임을 이용한 컴퓨터 입력장치는, 인체의 움직임을 이용하여 입력장치를 제어하기 때문에, 사용자가 별도로 제어장치의 사용법을 익히지 않고도 손쉽게 입력장치를 제어할 수 있다.
한 쌍의 센서보드의 출력값을 MCU에서 읽어 이를 윈도우 OS드라이버로 전송하고 일반적인 3축가속도 센서의 감도 스케일은 ±1.5g(±1mg) ~ ±16g(±3mg)이지만 본 논문에서는 ±1.5g(±1mg) 이하의 영역을 사용하여 감도를 1mg단위로 세밀하게 측정 할 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
동작인식기술 중 접촉 방식은 무엇인가?
동작인식기술은 크게 비접촉식 방식과 접촉식 방식으로 나뉘는데 비접촉 방식은 카메라를 이용한 동작인식 방법이라 할 수 있으며, 접촉 방식은 센서를 움직임을 인식하는 장소에 부착하여 동작을 인식하는 방식이다[10].
인체의 움직임을 인식하여 전자기기 및 컴퓨터를 제어하기 위한 제어장치의 문제점은 무엇인가?
더욱이, 이러한 인체의 움직임을 인식하여 전자기기 및 컴퓨터를 제어하기 위한 제어장치 들은 높은 가격대를 형성하고 있고, 사용자가 사용법을 새로이 익혀야 하기 때문에 매우 번거로울 뿐만 아니라 사용자가 사용법을 완전하게 익히지 못하면 제어장치의 기능을 충분히 사용하지 못하는 문제점이 있다.
인체의 움직임을 이용하여 전자기기 및 컴퓨터를 제어할 수 있는 입력장치는 어떻게 개발되고 있는가?
이러한 입력장치들은 초기에는 단순히 버튼 만으로 구성되어 있었지만, 현재 버튼은 물론 조이스틱(Joystick), 휠 등을 조합하는 등 다양한 방법으로 전자기기를 제어할 수 있도록 진화하고 있으며, 특히 가속도 센서, 자이로 센서 및 지자기 센서와 같은 관성 센서들을 탑재하여 인체의 움직임을 이용하는 제어방법이 활발히 개발되고 있다[8, 9].
참고문헌 (10)
S. K. Heo, G. H. Lee, "A Method of Augmenting Touch Input on Mobile Devices with Finger-Controlled Touch Screen Using a Built-in Accelerometer," Human Computer Interaction2011, pp.261- 263, 2011.
J. G. Lee, J. H. Kim, T. Y. Kim, "Fingertip Extraction and Hand Motion Recognition Method for Augmented Reality Applications," JOURNAL OF KOREA MULTIMEDIA SOCIETY, vol. 13, no. 2, pp.316-323, 2010.
V. Kaajakari, Practical MEMS: Design of microsystems, accelerometers, gyroscopes, RF MEMS, optical MEMS, and microfluidic systems, Las Vegas, NV: Small Gear Publishing, 2009.
C. M. Ho, Y. C. Tai, "Review: MEMS and its applications for flow control," Journal of Fluids Engineering, vol. 118, no.3, pp. 437-447, Sep.1996.
Frohlich, Bernd, and John Plate. "The cubic mouse: a new device for three-dimensional input," Proceedings of the SIGCHI conference on Human Factors in Computing Systems, ACM New York, pp. 526-531, 2000.
B. Evans, J. D. Logan, System and method for emulating a mouse input device with a touchpad input device, US Patent 5,327,161, Patent and Trademark Office, Washington D.C., 1994.
P. Jiang, Computer Input Device, US Patent 20,160,062,643. Patent and Trademark Office, Washington D.C., 2016.
R. Malaviya, A. Narayanan, Computer input device power savings, US Patent 9,229,517. 5. Patent and Trademark Office, Washington D.C., 2016.
W. B. Lee, "Implementation of non-Wearable Air-Finger Mouse by Infrared Diffused Illumination," The journal of the institute of internet, broadcasting and communication, vol. 15, no. 2, pp.167-173, Apr. 2015.
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