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회전 관절로 연결된 복수의 로봇 암 중 일단부는 회전 축을 기준으로 이와 직교하는 수평 축과 수직 축의 3축으로 회전 가능하고, 타단부는 손잡이와 연결되며, 상기 손잡이의 운동에 의해 변경된 상기 로봇 암의 3차원 회전 각도를 감지하여 출력하며, 제어 신호에 따라 모터를 구동하여 상기 로봇 암의 3축에 회전 동력을 인가함으로써 상기 손잡이까지 힘을 전달하는 햅틱 기구부;상기 햅틱 기구부로부터 상기 로봇암의 3차원 회전 각도를 입력받아 상기 손잡이의 위치를 산출하고, 상기 손잡이에 대응되는 햅틱 프루브(Haptic Probe) 및 상기 햅틱 프루브가 통과할 수 있는 가상 물체를 포함하는 입체 영상 정보를 생성하여 3차원 가상 공간상에 출력하며, 상기 3차원 가상 공간 내에서 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체 간의 충돌 여부를 검사하여 충돌이 발생하는 경우, 상기 충돌에 따른 힘을 계산하여 사용자에게 피드백하는 햅틱 렌더링부; 및상기 충돌이 발생하는 경우 정상적인 이동 경로에서 벗어난 것으로 판단하여 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체의 충돌 횟수를 카운팅하고, 상기 충돌 횟수에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 운동 능력 평가부를 포함하고,상기 햅틱 렌더링부는상기 가상 물체의 제작 시 상기 가상 물체의 통로 내부벽을 리지드(Rigid) 또는 소프트(Soft)하게 구현 가능하며, 상기 가상 물체의 통로 내부벽을 리지드 상태에서 소프트 상태로 변환하거나 소프트 상태에서 리지드 상태로 변환 가능한 것을 특징으로 하는 가상현실과 햅틱 기반의 재활 치료 시스템
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제1항에 있어서,상기 햅틱 렌더링부는상기 햅틱 프루브가 통과할 수 있는 입구, 통로 및 출구를 구비하는 상지재활치료모델을 개발한 후, 3D 모델링 프로그램을 이용하여 상기 상지재활치료모델을 3D 모델링함으로써 상기 가상 물체를 제작하는 것을 특징으로 하는 가상현실과 햅틱 기반의 재활 치료 시스템
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제1항에 있어서,상기 운동 능력 평가부는상기 가상 물체의 통로 내부벽이 소프트 상태인 경우, 상기 충돌에 따른 힘이 미리 설정된 임계값을 초과하면 상기 햅틱 프루브가 상기 가상 물체의 통로 내부벽을 투과한 것으로 판단하고, 상기 판단 결과를 상기 운동 능력의 평가에 반영하는 것을 특징으로 하는 가상현실과 햅틱 기반의 재활 치료 시스템
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회전 관절로 연결된 복수의 로봇 암 중 일단부는 회전 축을 기준으로 이와 직교하는 수평 축과 수직 축의 3축으로 회전 가능하고, 타단부는 손잡이와 연결되며, 상기 손잡이의 운동에 의해 변경된 상기 로봇 암의 3차원 회전 각도를 감지하여 출력하며, 제어 신호에 따라 모터를 구동하여 상기 로봇 암의 3축에 회전 동력을 인가함으로써 상기 손잡이까지 힘을 전달하는 햅틱 기구부;상기 햅틱 기구부로부터 상기 로봇암의 3차원 회전 각도를 입력받아 상기 손잡이의 위치를 산출하고, 상기 손잡이에 대응되는 햅틱 프루브(Haptic Probe) 및 상기 햅틱 프루브가 통과할 수 있는 가상 물체를 포함하는 입체 영상 정보를 생성하여 3차원 가상 공간상에 출력하며, 상기 3차원 가상 공간 내에서 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체 간의 충돌 여부를 검사하여 충돌이 발생하는 경우, 상기 충돌에 따른 힘을 계산하여 사용자에게 피드백하는 햅틱 렌더링부; 및상기 충돌이 발생하는 경우 정상적인 이동 경로에서 벗어난 것으로 판단하여 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체의 충돌 횟수를 카운팅하고, 상기 충돌 횟수에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 운동 능력 평가부를 포함하고,상기 운동 능력 평가부는상기 햅틱 프루브가 상기 가상 물체를 통과할 때 상기 가상 물체의 입구에서 출구까지 소요되는 이동 시간을 측정하고, 상기 측정된 이동 시간을 토대로 상기 사용자가 재활 치료에 걸리는 시간을 피드백하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 것을 특징으로 하는 가상현실과 햅틱 기반의 재활 치료 시스템
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회전 관절로 연결된 복수의 로봇 암 중 일단부는 회전 축을 기준으로 이와 직교하는 수평 축과 수직 축의 3축으로 회전 가능하고, 타단부는 손잡이와 연결되며, 상기 손잡이의 운동에 의해 변경된 상기 로봇 암의 3차원 회전 각도를 감지하여 출력하며, 제어 신호에 따라 모터를 구동하여 상기 로봇 암의 3축에 회전 동력을 인가함으로써 상기 손잡이까지 힘을 전달하는 햅틱 기구부;상기 햅틱 기구부로부터 상기 로봇암의 3차원 회전 각도를 입력받아 상기 손잡이의 위치를 산출하고, 상기 손잡이에 대응되는 햅틱 프루브(Haptic Probe) 및 상기 햅틱 프루브가 통과할 수 있는 가상 물체를 포함하는 입체 영상 정보를 생성하여 3차원 가상 공간상에 출력하며, 상기 3차원 가상 공간 내에서 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체 간의 충돌 여부를 검사하여 충돌이 발생하는 경우, 상기 충돌에 따른 힘을 계산하여 사용자에게 피드백하는 햅틱 렌더링부; 및상기 충돌이 발생하는 경우 정상적인 이동 경로에서 벗어난 것으로 판단하여 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체의 충돌 횟수를 카운팅하고, 상기 충돌 횟수에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 운동 능력 평가부를 포함하고,상기 운동 능력 평가부는상기 3차원 가상 공간상에서 상기 햅틱 프루브의 이동 좌표 데이터를 저장하고, 상기 이동 좌표 데이터를 토대로 상기 햅틱 프루브의 이동 경로를 파악하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 것을 특징으로 하는 가상현실과 햅틱 기반의 재활 치료 시스템
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제6항에 있어서,상기 운동 능력 평가부는상기 가상 물체의 입구에서 출구까지의 최단 통과 거리를 미리 계산하고, 상기 햅틱 프루브의 이동 경로를 상기 최단 통과 거리와 비교하여 그 차이 값을 산출하며, 상기 산출된 차이 값에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 것을 특징으로 하는 가상현실과 햅틱 기반의 재활 치료 시스템
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회전 관절로 연결된 복수의 로봇 암 중 일단부는 회전 축을 기준으로 이와 직교하는 수평 축과 수직 축의 3축으로 회전 가능하고, 타단부는 손잡이와 연결되며, 상기 손잡이의 운동에 의해 변경된 상기 로봇 암의 3차원 회전 각도를 감지하여 출력하며, 제어 신호에 따라 모터를 구동하여 상기 로봇 암의 3축에 회전 동력을 인가함으로써 상기 손잡이까지 힘을 전달하는 햅틱 기구부;상기 햅틱 기구부로부터 상기 로봇암의 3차원 회전 각도를 입력받아 상기 손잡이의 위치를 산출하고, 상기 손잡이에 대응되는 햅틱 프루브(Haptic Probe) 및 상기 햅틱 프루브가 통과할 수 있는 가상 물체를 포함하는 입체 영상 정보를 생성하여 3차원 가상 공간상에 출력하며, 상기 3차원 가상 공간 내에서 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체 간의 충돌 여부를 검사하여 충돌이 발생하는 경우, 상기 충돌에 따른 힘을 계산하여 사용자에게 피드백하는 햅틱 렌더링부; 및상기 충돌이 발생하는 경우 정상적인 이동 경로에서 벗어난 것으로 판단하여 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체의 충돌 횟수를 카운팅하고, 상기 충돌 횟수에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 운동 능력 평가부를 포함하고,상기 손잡이에는 상기 사용자의 악력을 측정하기 위한 센서가 구비되고,상기 운동 능력 평가부는상기 센서의 악력 측정 결과를 상기 사용자의 운동 능력 평가에 반영하는 것을 특징으로 하는 가상현실과 햅틱 기반의 재활 치료 시스템
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회전 관절로 연결된 복수의 로봇 암 중 일단부는 회전 축을 기준으로 이와 직교하는 수평 축과 수직 축의 3축으로 회전 가능하고, 타단부는 손잡이와 연결되며, 상기 손잡이의 운동에 의해 변경된 상기 로봇 암의 3차원 회전 각도를 감지하여 출력하며, 제어 신호에 따라 모터를 구동하여 상기 로봇 암의 3축에 회전 동력을 인가함으로써 상기 손잡이까지 힘을 전달하는 햅틱 기구부로부터, 재활 치료 시스템의 햅틱 렌더링부가 상기 로봇암의 3차원 회전 각도를 입력받아 상기 손잡이의 위치를 산출하는 단계;상기 햅틱 렌더링부가 상기 손잡이에 대응되는 햅틱 프루브(Haptic Probe) 및 상기 햅틱 프루브가 통과할 수 있는 가상 물체를 포함하는 입체 영상 정보를 생성하여 3차원 가상 공간상에 출력하는 단계;상기 햅틱 렌더링부가 상기 3차원 가상 공간 내에서 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체 간의 충돌 여부를 검사하여 충돌이 발생하는 경우, 상기 충돌에 따른 힘을 계산하여 사용자에게 피드백하는 단계;상기 재활 치료 시스템의 운동 능력 평가부가 상기 충돌이 발생하는 경우 정상적인 이동 경로에서 벗어난 것으로 판단하여 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체의 충돌 횟수를 카운팅하는 단계; 및상기 운동 능력 평가부가 상기 충돌 횟수에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 단계를 포함하고,상기 운동 능력을 평가하는 단계는상기 햅틱 프루브가 상기 가상 물체를 통과할 때 상기 가상 물체의 입구에서 출구까지 소요되는 이동 시간을 측정하는 단계;상기 측정된 이동 시간을 토대로 상기 사용자가 재활 치료에 걸리는 시간을 피드백하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실과 햅틱 기반의 재활 치료 방법
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회전 관절로 연결된 복수의 로봇 암 중 일단부는 회전 축을 기준으로 이와 직교하는 수평 축과 수직 축의 3축으로 회전 가능하고, 타단부는 손잡이와 연결되며, 상기 손잡이의 운동에 의해 변경된 상기 로봇 암의 3차원 회전 각도를 감지하여 출력하며, 제어 신호에 따라 모터를 구동하여 상기 로봇 암의 3축에 회전 동력을 인가함으로써 상기 손잡이까지 힘을 전달하는 햅틱 기구부로부터, 재활 치료 시스템의 햅틱 렌더링부가 상기 로봇암의 3차원 회전 각도를 입력받아 상기 손잡이의 위치를 산출하는 단계;상기 햅틱 렌더링부가 상기 손잡이에 대응되는 햅틱 프루브(Haptic Probe) 및 상기 햅틱 프루브가 통과할 수 있는 가상 물체를 포함하는 입체 영상 정보를 생성하여 3차원 가상 공간상에 출력하는 단계;상기 햅틱 렌더링부가 상기 3차원 가상 공간 내에서 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체 간의 충돌 여부를 검사하여 충돌이 발생하는 경우, 상기 충돌에 따른 힘을 계산하여 사용자에게 피드백하는 단계;상기 재활 치료 시스템의 운동 능력 평가부가 상기 충돌이 발생하는 경우 정상적인 이동 경로에서 벗어난 것으로 판단하여 상기 햅틱 프루브와 상기 가상 물체의 충돌 횟수를 카운팅하는 단계; 및상기 운동 능력 평가부가 상기 충돌 횟수에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 단계를 포함하고,상기 운동 능력을 평가하는 단계는상기 3차원 가상 공간상에서 상기 햅틱 프루브의 이동 좌표 데이터를 저장하는 단계; 및상기 이동 좌표 데이터를 토대로 상기 햅틱 프루브의 이동 경로를 파악하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실과 햅틱 기반의 재활 치료 방법
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제11항에 있어서,상기 운동 능력을 평가하는 단계는상기 가상 물체의 입구에서 출구까지의 최단 통과 거리를 미리 계산하는 단계;상기 햅틱 프루브의 이동 경로를 상기 최단 통과 거리와 비교하여 그 차이 값을 산출하는 단계; 및상기 산출된 차이 값에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실과 햅틱 기반의 재활 치료 방법
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