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문제 정의
- 본 논문에서는 다양한 용도로 사용할 수 있는 3차원 햅틱 인터페이스 장치를 설계, 제작하고 이를 이용하여 순발력 재활 훈련에 사용하기 위한 목적으로 입체 영상 시스템과 연동하여 기본적인 기능이 가능한 가상 테니스 시스템을 구현하였다. 이때 가상 공과 가상 라켓의 충돌 모델링과 햅틱 렌더링을 통하여 가상 공을 칠 때 사용자가 라켓으로 느끼는 충격과 반력을 제작한 3차원 햅틱 인터페이스 장치를 통하여 느낄 수 있도록 하였다.
- 본 논문에서는 입체 영상으로 가상공간을 만들고 테니스 운동을 할 수 있는 3차원 햅틱 인터페이스 장치를 구현하였다. 햅틱 인터페이스 장치를 이용하면 운동에 필요한 촉각 정보(운동감각정보)를 팔과 손의 움직임에 따라 느낄 수 있다.
- 제작된 3차원 햅틱 장치를 이용하여 순발력 재활 훈련에 사용할 목적으로 가상 테니스 연습 시스템을 구현하였다. 햅틱 장치와 함께 사용될 입체 영상 장치는 순발력 운동을 목적으로 하므로 한 사람 정도 서서 가벼운 스윙 동작을 할 수 있을 정도의 공간이 필요하다.
가설 설정
- 이 값을 기준으로 2차원 평면에서 해석하여 나온 움직임을 합하여 최종적인 공의 움직임이 표현된다. 그림 8의 모델링에서 공은 계수가 K인 탄성체로, 라켓은 질량을 무시한 강체로 가정하고, 공과 라켓의 충돌 계수는 B로 가정하였다. 또한 공과 라켓의 마찰은 반발력의 크기와 마찰계수에 의해 결정된다.
- 또한 공과 라켓의 마찰은 반발력의 크기와 마찰계수에 의해 결정된다. 라켓은 사용자의 움직임은 자유로우나 충돌 시 평면에 대한 각도는 일정한 상태로 가정하였고, 공기의 저항은 고려되지 않았다. 그림 8과 같이 공과 충돌하는 라켓은 때에 따라 벽 또는 바닥이 될 수도 있다.
- 원판의 반시계 방향 회전을 θ1 , θ2 , θ3 의 증가방향으로 가정하고, 아래 회전 원판의 현재 위치벡터, 그리고 L1 과 L4 에 수직이고 θ1 , θ2 , θ3 가 증가하는 방향으로의 단위 벡터를 각각 V1, V2, V3 로 가정하여 θ1 , θ2 , θ3 에 대해 표현하면 다음과 같다.
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