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손가락 단위의 단방향 움직임을 갖는 복수의 손가락 접촉부를 구비하며, 사용자의 손가락이 상기 복수의 손가락 접촉부에 접촉하여 압력을 가하거나 접촉 상태로부터 이탈함에 따라 상응하는 신호를 송출하는 햅틱 컨트롤러; 및상기 햅틱 컨트롤러와 전기적으로 접속되며, 햅틱 컨트롤러로부터의 송출 신호를 수신하고, 수신 신호를 바탕으로 외골격 기반의 가상 손을 맵핑하며, 가상 손의 손가락에 의해 접촉되는 가상 물체의 접촉 위치와 가상 물체의 물리적 속성을 확인하고, 직선 구동부의 이동 속성을 변경하여 변경된 속성 정보와 접촉 위치 정보를 상기 햅틱 컨트롤러로 피드백시키는 컴퓨터 시스템을 포함하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템
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제1항에 있어서,상기 햅틱 컨트롤러는,사용자의 손가락이 상기 복수의 손가락 접촉부 중 적어도 어느 하나에 접촉하는 것을 감지하고, 손가락의 접촉에 따른 대응하는 압력값을 획득하는 입력부; 및상기 입력부를 통해 획득된 압력값 데이터에 따라 직선 이동하는 직선 구동부를 포함하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템
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제2항에 있어서,상기 손가락 접촉부에는 손가락의 접촉을 감지하는 접촉 센서와, 손가락의 접촉에 따라 손가락이 누르는 압력을 측정하는 압력 센서 중 적어도 어느 하나가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템
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제3항에 있어서,상기 손가락 접촉부에 접촉 센서가 설치된 경우, 상기 손가락 접촉부에 손가락이 접촉되었을 경우 상기 직선 구동부는 정해진 속도로 길이가 줄어드는 방향으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템
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제4항에 있어서,상기 손가락 접촉부에 손가락이 접촉되지 않았을 경우, 상기 직선 구동부는 정해진 속도로 길이가 늘어나는 방향으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템
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제3항에 있어서,상기 손가락 접촉부에 압력 센서가 설치된 경우, 상기 손가락 접촉부에 손가락이 접촉되어 손가락에 의한 압력이 발생할 경우 상기 직선 구동부는 누르는 압력의 크기에 연동하여 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템
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제6항에 있어서,상기 직선 구동부는 누르는 압력의 크기에 연동하여 이동하도록 구성됨에 있어서, 압력 유지 단계의 경우에는 상기 직선 구동부는 이동하지 않도록 구성되고, 누르기 단계의 경우 상기 직선 구동부는 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템
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제6항에 있어서,상기 손가락 접촉부에 손가락이 접촉되어 손가락에 의한 압력이 발생하지 않는 경우에는 상기 직선 구동부는 정해진 속도로 길이가 늘어나는 방향으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템
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제1항에 있어서,상기 컴퓨터 시스템은,상기 직선 구동부에서 움직인 변위에 따라 외골격 기반의 가상 손의 손가락의 관절 각도를 맵핑하는 가상 손 맵핑부;상기 가상 손의 손가락이 가상 물체와 접촉되면, 접촉된 지점의 위치 정보를 획득하여 저장하는 물리 접촉부;상기 가상 손의 손가락이 가상 물체와 접촉할 경우, 접촉되는 가상 물체의 물리적 속성을 확인하는 물리 속성 확인부; 및상기 물리 속성 확인부에 의해 확인된 물리적 속성에 따라 직선 구동부의 이동 속성을 변경하고, 변경된 속성 정보와 상기 물리 접촉부에 의해 획득된 접촉 위치 정보를 상기 햅틱 컨트롤러의 입력부로 피드백시키는 직선 구동 속성 변경부를 포함하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템
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제9항에 있어서,상기 가상 손 맵핑부에 의해 맵핑되는 외골격 기반의 가상 손의 손가락의 관절 각도는 손가락의 3개의 관절을 A, B, C라 할 때, 다음과 같은 수식 관계로 표현되는 것을 특징으로 하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템
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제9항에 있어서,상기 가상 물체의 물리적 속성은 물체의 단단함(stiffness) 정도를 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템
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입력부와 복수의 직선 구동부를 구비하는 햅틱 컨트롤러와; 가상 손 맵핑부, 물리 접촉부, 물리 속성 확인부, 직선 구동 속성 변경부를 구비하는 컴퓨터 시스템을 포함하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템에 기반한 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 방법으로서,a) 상기 햅틱 컨트롤러의 입력부에 의해 사용자 손가락의 손가락 접촉부에의 접촉을 감지 및 손가락의 접촉에 따른 대응하는 압력값을 획득하는 단계;b) 상기 햅틱 컨트롤러의 직선 구동부가 상기 입력부를 통해 획득된 압력값 데이터에 따라 직선 이동하는 단계;c) 상기 컴퓨터 시스템의 가상 손 맵핑부에 의해 상기 직선 구동부에서 움직인 변위에 따라 가상 손의 손가락의 관절 각도를 매핑하는 단계;d) 가상 손의 손가락이 가상 물체와 접촉되면, 상기 물리 접촉부에 의해 접촉된 지점의 위치 정보를 획득하여 저장하는 단계;e) 가상 손의 손가락이 가상 물체와 접촉할 경우, 상기 물리 속성 확인부에 의해 손가락이 접촉되는 가상 물체의 물리적 속성을 확인하는 단계; 및f) 상기 직선 구동 속성 변경부가 상기 확인된 물리적 속성에 따라 직선 구동부의 이동 속성을 변경하고, 변경된 속성 정보와 상기 물리 접촉부에 의해 획득된 접촉 위치 정보를 상기 햅틱 컨트롤러의 입력부로 피드백시키는 단계를 포함하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 방법
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제12항에 있어서,상기 단계 c)에서 가상 손 맵핑부에 의해 상기 직선 구동부에서 움직인 변위에 따라 가상 손의 손가락의 관절 각도를 매핑함에 있어서, 가상 손의 손가락의 관절 각도는 손가락의 3개의 관절을 A, B, C라 할 때, 다음과 같은 수식 관계로 표현되는 것을 특징으로 하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 방법
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제12항에 있어서,상기 단계 e)에서 상기 가상 물체의 물리적 속성은 물체의 단단함 (stiffness) 정도를 포함하는 것을 특징으로 하는 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 방법
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