KR20160005316A - 센서를 이용한 동작 인식 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센서를 이용한 동작 인식 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 다수의 센서를 통해 수집되는 센서 값을 조합하여 동작인식장치의 회전 각도를 순차적으로 설정된 범위에 따라 파악하고, 이를 기반으로 동작 인식 결과를 제공함으로써, 동작 인식을 위해 가속도 센서 및 자이로 센서 값을 측정할 때 순차적으로 여러 측정 단계를 지정하고, 각 단계마다 인식을 위한 센서 측정 값의 범위와 시간을 지정하여, 이전 단계에서 동작이 인식된 경우에만 다음 인식 단계로 진입하게 함으로써 복잡한 동작 인식 지원 등의 효율을 증가시키고 오인식률을 줄일 수 있다.

Description

센서를 이용한 동작 인식 방법 및 장치{Method for recognition motion using sensor and apparatus thereof}

본 발명은 센서를 이용한 동작 인식 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 센서를 통해 수집되는 센서 값을 조합하여 동작인식장치의 회전 각도를 순차적으로 설정된 범위에 따라 파악하고, 이를 기반으로 동작 인식 결과를 제공하는 센서를 이용한 동작 인식 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동통신망의 발달과 단말기 사양의 발전에 따라 종래의 단순한 통신장치 또는 정보 제공 장치의 범주를 벗어나 이동통신단말기는 현대인의 필수 소지품이 되었고, 토탈 엔터테인먼트 기기로 진화해 가고 있는 추세에 있다.

이러한 단말기는 전화 기능뿐만 아니라 다양한 하드웨어가 탑재되면서 보급이 확산되고, 전화 기능에만 국한되지 않고 다양화 되고 있다. 특히, 단말기에 탑재되는 센서는 종류가 다양화되고 성능도 좋아지고 있어 센서들을 활용한 서비스들이 많이 선보이고 있다.

단말기에 탑재되는 센서는 가속도, 지자기, 자이로, 근접, 조도 등이 있으며, 최근에는 온도, 습도 및 기압 센서도 탑재되고 있다. 한편, 사용자의 단말 동작에 대해 감지하는 가속도 센서 또는 자이로 센서 등과 더불어 단말기의 직접적인 움직임이 없어도 사용자의 동작을 감지하는 근접 센서 및 모션 센서들도 단말에 많이 탑재되고 있는 추세이다.

이러한, 근접 센서 또는 조도 센서를 활용한 사용자 동작 인식은 인식법이 간단하여 동작 인식의 오차가 크지 않다. 하지만 가속도 센서 또는 자이로 센서를 활용하여 단말기 자체가 움직임이 있음을 감지할 경우에는 명확하게 값의 범위를 지정하지 않으면 오인식률이 높아지는 문제점을 갖고 있으며, 하나의 동작이 아닌 여러 동작 등의 복잡한 동작에 대해서 인식할 수 있는 범위가 좁아지게 되어 간단한 동작에 대해서만 인식을 할 수 있는 확장성이 결여된다.

따라서, 단말기에 탑재된 센서들을 활용하여 동작을 인식하기 위해 구체화되고 명확화된 인식 값 및 범위를 지정해 주어야 할 필요성이 있다.

한국공개특허 10-2006-0035148 A, 2006년 04월 26일 공개 (명칭: 모바일 기기의 동작 인식 장치 및 이를 이용한 사용자의 동작 인식 방법)

본 발명은 종래의 가속도 센서 또는 자이로 센서를 활용하여 동작인식장치 자체의 움직임을 감지할 때 발생할 수 있는 오인식률을 줄이며, 여러 동작의 복잡한 동작에 대해서 인식할 수 있는 범위를 넓이기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다수의 센서를 통해 수집되는 센서 값을 조합하여 동작인식장치의 회전 각도를 순차적으로 설정된 범위에 따라 파악하고, 이를 기반으로 동작 인식 결과를 제공할 수 있는 센서를 이용한 동작 인식 방법 및 장치를 제공하고자 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 센서를 이용한 동작 인식 방법은 동작인식장치가 대기모드에서 센서 값의 변화가 감지되면, 동작 인식을 위한 최초의 동작 인식 단계로 진입하고, 센서 값이 포함되는 범위와 해당 범위 내 지속 시간에 따라 순차적으로 다음 동작 인식 단계를 수행하는 하나 이상의 동작 인식 단계 및 동작인식장치가 기 설정된 하나 이상의 동작 인식 단계 중 최종 동작 인식 단계의 완료 여부에 따라 동작 결과에 대한 데이터를 획득하는 동작 인식 종료 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 센서를 이용한 동작 인식 방법에 있어서, 동작 인식 단계 이전에, 동작인식장치가 센서 값에 따라 회전 각도를 순차적으로 구분하여 범위를 지정하는 단계와, 동작인식장치가 지정된 범위에 대한 각각의 동작 인식 단계를 설정하는 단계 및 동작인식장치가 각각의 범위에 대한 지속 시간을 지정하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 센서를 이용한 동작 인식 방법에 있어서, 동작 인식 단계는 동작인식장치가 최초의 동작 인식 단계를 수행하기 이전에, 사용자 동작을 감지하기 위하여 센서 값의 변화에 대한 소정의 범위를 지정하고, 특정 센서 값이 지정된 범위를 만족하는 경우에 동작 인식 대기 모드를 수행하는 동작 인식 대기 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 센서를 이용한 동작 인식 방법에 있어서, 동작 인식 단계는 동작인식장치가 다수의 센서를 통해 감지되는 센서 값을 수집하는 단계 및 동작인식장치가 수집된 센서 값을 조합하여 회전 각도를 계산하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 센서를 이용한 동작 인식 방법에 있어서, 동작 인식 단계는 동작인식장치가 각각의 동작 인식 단계에서 현재 센서 값을 확인하고, 확인된 센서 값이 기 설정된 해당 범위 내에 존재하지 않는 경우, 아이들(idle) 상태로 전환하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 동작인식장치는 다수의 센서를 통해 센서 값을 획득하는 센서 값 획득모듈 및 사용자 동작을 인식하기 위한 센서 값의 변화가 감지되면, 동작 인식을 위한 최초의 동작 인식 단계로 진입하고, 센서 값이 포함되는 범위와 해당 범위 내 지속 시간에 따라 순차적으로 다음 동작 인식 단계를 수행하고, 기 설정된 하나 이상의 동작 인식 단계 중 최종 동작 인식 단계의 완료 여부에 따라 동작 결과에 대한 데이터를 획득하는 동작인식모듈을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 동작인식장치에 있어서, 사용자 동작 인식을 위하여 각 단계별로 최대 각도, 최소 각도, 각각의 범위 내 지속 시간에 대한 데이터를 정의한 동작 관리 테이블을 저장하는 저장모듈을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 동작인식장치에 있어서, 중력 가속도의 값을 측정하여 동작인식장치의 회전 각도를 감지하는 3축 가속도 센서 및 3개의 축을 통해 동작인식장치의 회전 각속도를 측정하는 자이로 센서를 포함하는 센서모듈을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 동작인식장치에 있어서, 센서 값 획득모듈을 통해 수집되는 센서 값을 조합하여 회전 각도로 계산하는 회전각 계산모듈을 더 포함한다.

본 발명의 과제 해결을 위한 또 다른 수단으로서, 센서를 이용한 동작 인식 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.

본 발명에 따르면, 동작 인식을 위해 가속도 센서 및 자이로 센서 값을 측정할 때 순차적으로 여러 측정 단계를 지정하고, 각 단계마다 인식을 위한 센서 측정 값의 범위와 시간을 지정하여, 이전 단계에서 동작이 인식된 경우에만 다음 인식 단계로 진입하게 함으로써 복잡한 동작 인식 지원 등의 효율을 증가시키고 오인식률을 줄일 수 있다. 즉, 복잡한 동작에 대해서도 단계별 인식을 통해 오인식률을 줄여 신뢰성을 향상시키고 의도한 동작을 세분화된 테이블로 관리하여 다양한 동작 및 각 동작에서 정확한 세부 동작 정의가 가능하여 확장성 측면에서도 장점을 가진다.

또한, 복수개의 논리적 단계를 두어 인식 대상 동작에 제한을 두지 않고 복잡한 동작에 대한 인식도 지원하며, 인식 대기 단계를 통해 동작인식장치에서 초기에 센서 측정 값을 통해 실시간으로 동작 인지에 반응한다. 이에 따라, 각 인식 단계에서 최소/최대 각도의 범위 및 인식 시간을 지정하여 정확한 동작에 대한 인식을 가능하게 한다.

또한, 동작 관리 테이블을 두어 복수의 독립적인 동작과 각 동작에서의 세부 각도 및 시간을 효율적으로 확장성 있게 관리할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 동작인식장치의 구성을 나타내는 블록도 이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 센서를 이용한 동작 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서를 이용한 동작 인식 방법을 설명하기 위한 예시도 이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작인식장치는 센서를 구비하여 동작 인식을 수행할 수 있는 장치로서, 이동통신단말기를 대표적인 예로서 설명하지만 단말기는 이동통신단말기에 한정된 것이 아니고, 모든 정보통신기기, 멀티미디어 단말기, 유선 단말기, 고정형 단말기 및 IP(Internet Protocol) 단말기 등의 다양한 단말기에 적용될 수 있다. 또한, 단말기는 휴대폰, PMP(Portable Multimedia Player), MID(Mobile Internet Device), 스마트폰(Smart Phone), 데스크톱(Desktop), 태블릿컴퓨터(Tablet PC), 노트북(Note book), 넷북(Net book) 및 정보통신 기기 등과 같은 다양한 이동통신 사양을 갖는 모바일(Mobile) 단말기일 때 유리하게 활용될 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 동작인식장치의 구성을 나타내는 블록도 이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 동작인식장치(100)는 센서 값 획득모듈(10), 회전각 계산모듈(20), 동작인식모듈(30) 및 센서모듈(40), 저장모듈(50)로 구성된다. 여기서, 저장모듈(50)은 어플리케이션(50a)과, 동작 관리 테이블(50b)을 포함한다.

센서모듈(40)은 가속도 센서, 자이로 센서를 통해 위치와 동작의 변화를 감지하기 위한 센서 값을 수집하며, X, Y, Z 축의 로우(RAW) 데이터, 방위각, 롤(Roll) 및 피치(Pitch)에 대한 정보를 제공한다.

특히, 가속도 센서는 지구에 작용하는 중력가속도의 값도 측정이 가능하며, 이를 통해 동작인식장치(100)가 어떻게 놓여있는지 판단 가능하다. 예를 들어, 동작인식장치(100)가 지면 위에 눕혀져 있으면, Z 축이 중력가속도의 영향을 받게 되어 약 1G(=9.8m/s2)의 값을 출력하게 된다. 이러한 특성을 활용하여 동작인식장치(100)의 Pitch(X축 기준 회전각), Roll(Y축 기준 회전각) 등의 절대각도를 파악할 수 있다.

한편, 자이로 센서는 가속도 센서와 마찬가지로 3개의 축(X, Y, Z축)을 통해 동작인식장치(100)의 회전 각속도를 측정한다. 자이로 센서를 통해 동작인식장치(100)가 어느 방향으로 어떤 속도로 회전했는지 파악이 가능하다. 이때, 자이로 센서는 동작인식장치(100)가 움직이지 않을 경우에는 0에 수렴하는 값을 출력하고, 동작인식장치(100)가 회전하는 경우에 각 축의 기준으로 회전 정도를 값으로 표현한다. 이를 통해 동작인식장치(100)가 실제로 회전했는지의 여부를 판단할 수 있다.

센서 값 획득모듈(10)은 센서모듈(40)을 통해 수집된 센서 값에 따라 회전 각도를 순차적으로 구분하여 센서 값의 범위를 지정한다. 그리고, 센서 값 획득모듈(10)은 지정된 범위에 대한 각각의 동작 인식 단계를 설정하고, 각각의 범위에 대한 지속 시간을 지정한다. 이렇게 설정된 각각의 동작 인식 단계에 대한 데이터는 동작 관리 테이블로 저장될 수 있다.

회전각 계산모듈(20)은 다수의 센서를 포함하는 센서모듈(40)을 통해 감지되는 센서 값을 조합하여 회전 각도를 계산한다. 여기서, 회전 각도는 360도를 기준으로 순차적으로 구분된 범위에 연관하여 계산될 수 있다.

동작인식모듈(30)은 사용자 동작을 인식하기 위한 대기모드를 수행한다. 그리고, 동작인식모듈(30)은 대기모드에서 센서 값의 변화가 감지되면, 동작 인식을 위한 최초의 동작 인식 단계로 진입하고, 센서 값이 포함되는 범위와 해당 범위 내 지속 시간에 따라 순차적으로 다음 동작 인식 단계를 수행한다. 한편, 동작인식모듈(30)은 각각의 동작 인식 단계에서 현재 센서 값을 확인하고, 확인된 센서 값이 기 설정된 해당 범위 내에 존재하지 않는 경우, 아이들(idle) 상태로 전환한다.

동작인식모듈(30)은 기 설정된 하나 이상의 동작 인식 단계 중 최종 동작 인식 단계의 완료 여부에 따라 동작 결과에 대한 데이터를 획득한다. 이후, 동작인식모듈(30)은 사용자의 동작 인식에 대한 데이터를 적어도 하나의 어플리케이션에 적용한다.

저장모듈(50)은 데이터를 저장하기 위한 장치로, 주 기억 장치 및 보조 기억 장치를 포함하고, 동작인식장치(100)의 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 저장한다. 이러한 저장모듈(50)는 크게 프로그램 영역과 데이터 영역을 포함할 수 있다. 여기서, 동작인식장치(100)는 사용자의 요청에 상응하여 각 기능을 활성화하는 경우, 센서 값 획득모듈(10), 회전각 계산모듈(20) 및 인식모듈(30)의 제어 하에 해당 응용 프로그램들을 실행하여 각 기능을 제공하게 된다. 특히, 본 발명에 따른 저장모듈(50)는 동작인식장치(100)를 부팅시키는 운영체제, 센서 값을 획득하는 프로그램, 회전각을 계산하는 프로그램, 동작인식 프로그램 등을 저장한다. 또한, 저장모듈(50)은 사용자의 동작 결과를 적용하는 어플리케이션(50a)과, 사용자 동작 인식을 위하여 각 단계별로 최대 각도, 최소 각도, 각각의 범위 내 지속 시간에 대한 데이터를 정의한 동작 관리 테이블(50b)을 저장한다.

한편, 동작인식장치(100)에 탑재되는 메모리는 그 장치 내에서 정보를 저장한다. 일 구현예의 경우, 메모리는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 일 구현 예에서, 메모리는 휘발성 메모리 유닛 일 수 있으며, 다른 구현예의 경우, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛 일 수도 있다. 일 구현예의 경우, 저장장치는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 다양한 서로 다른 구현 예에서, 저장장치는 예컨대 하드디스크 장치, 광학디스크 장치, 혹은 어떤 다른 대용량 저장장치를 포함할 수도 있다.

즉, 본 발명에 따른 동작인식장치(100)의 가속도 센서, 자이로 센서가 동작(On) 되어 측정이 가능한 시기에 동작인식장치(100)는 인식 대기 단계가 된다. 이때, 사용자가 동작인식장치(100)를 정의한 동작대로 움직이면, 인식 대기 단계에서 인식 단계로 전환된다. 이 단계는 동작인식장치(100)의 동작을 구간 별로 정의하여 순차적으로 세부 단계를 나누게 되고, 각 단계마다 센서의 측정 값 범위를 지정하여 동작인식장치(100)의 동작 시 센서의 측정 값이 지정한 범위 내에 있을 경우에만 다음 단계로 진입하여 인식을 계속 수행한다. 만약, 센서의 측정 값이 지정한 범위 내에 없는 경우에는 다음 단계로 진입하지 않고 인식 대기 상태로 롤백(roll-back)을 수행한다. 마지막 인식 단계에서도 인식이 완료되면 최종 동작 인식이 완료되어 사용자에게 인식이 되었음을 전달한다.

본 발명에 따른 동작인식장치(100)에 탑재되는 프로세서는 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 프로그램 명령을 처리할 수 있다. 일 구현 예에서, 이 프로세서는 싱글 쓰레드(Single-threaded) 프로세서일 수 있으며, 다른 구현 예에서 본 프로세서는 멀티 쓰레드(Multi-threaded) 프로세서일 수 있다. 나아가 본 프로세서는 메모리 혹은 저장 장치 상에 저장된 명령을 처리하는 것이 가능하다.

입력모듈(미도시)은 숫자 및 문자 정보 등의 다양한 정보를 입력 받고, 각종 기능을 설정 및 동작인식장치(100)의 기능 제어와 관련하여 입력되는 신호를 다른 모듈로 전달한다. 또한, 입력모듈은 사용자의 터치 또는 조작에 따른 입력 신호를 발생하는 키패드와 터치패드 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 입력모듈은 표시모듈과 함께 하나의 터치패널(또는 터치스크린(Touch screen))의 형태로 구성되어 입력과 표시 기능을 동시에 수행할 수 있다. 또한, 입력모듈은 키보드, 키패드, 마우스, 조이스틱 등과 같은 입력 장치 외에도 향후 개발될 수 있는 모든 형태의 입력 수단이 사용될 수 있다.

표시모듈(미도시)은 동작인식장치(100)의 기능 수행 중에 발생하는 일련의 동작상태 및 동작결과 등에 대한 정보를 표시한다. 또한, 표시모듈은 동작인식장치(100)의 메뉴 및 사용자가 입력한 사용자 데이터 등을 표시할 수 있다. 여기서, 표시모듈은 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 초박막 액정표시장치(TFT-LCD, Thin Film Transistor LCD), 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode), 유기 발광다이오드(OLED, Organic LED), 능동형 유기발광다이오드(AMOLED, Active Matrix OLED), 레티나 디스플레이(Retina Display), 플렉시블 디스플레이(Flexible display) 및 3차원(3 Dimension) 디스플레이 등으로 구성될 수 있다. 이때, 표시모듈이 터치스크린 형태로 구성된 경우, 표시모듈은 입력모듈의 기능 중 일부 또는 전부를 수행할 수 있다.

통신모듈(미도시)은 통신망(미도시)을 통해 다른 장치와 통신하여 데이터를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 여기서, 통신모듈은 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신 수단과 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신 수단 등을 포함한다. 이러한 통신모듈은 무선통신 모듈(미도시) 및 유선통신 모듈(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 무선통신 모듈은 무선 통신 방법에 따라 데이터를 송수신하기 위한 구성이며, 동작인식장치(100)가 무선 통신을 이용하는 경우, 무선망 통신 모듈, 무선랜 통신 모듈 및 무선팬 통신 모듈 중 어느 하나를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 유선통신 모듈은 유선으로 데이터를 송수신하기 위한 것이다. 유선통신 모듈은 유선을 통해 통신망에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다.

비록 본 명세서와 도면에서는 예시적인 장치 구성을 기술하고 있지만, 본 명세서에서 설명하는 기능적인 동작과 주제의 구현물들은 다른 유형의 디지털 전자 회로로 구현되거나, 본 명세서에서 개시하는 구조 및 그 구조적인 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 혹은 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 결합으로 구현 가능하다. 본 명세서에서 설명하는 주제의 구현물들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 본 발명에 따른 장치의 동작을 제어하기 위하여 혹은 이것에 의한 실행을 위하여 유형의 프로그램 저장매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장 장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조성물 혹은 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있다.

이를 통해, 본 발명은 동작 인식을 위해 가속도 센서 및 자이로 센서 값을 측정할 때 순차적으로 여러 측정 단계를 지정하고, 각 단계마다 인식을 위한 센서 측정 값의 범위와 시간을 지정하여, 이전 단계에서 동작이 인식된 경우에만 다음 인식 단계로 진입하게 함으로써 복잡한 동작 인식 지원 등의 효율을 증가시키고 오인식률을 줄일 수 있다. 즉, 복잡한 동작에 대해서도 단계별 인식을 통해 오인식률을 줄여 신뢰성을 향상시키고 의도한 동작을 세분화된 테이블로 관리하여 다양한 동작 및 각 동작에서 정확한 세부 동작 정의가 가능하여 확장성 측면에서도 장점을 가진다. 또한, 복수개의 논리적 단계를 두어 인식 대상 동작에 제한을 두지 않고 복잡한 동작에 대한 인식도 지원하며, 인식 대기 단계를 통해 동작인식장치에서 초기에 센서 측정 값을 통해 실시간으로 동작 인지에 반응한다. 이에 따라, 각 인식 단계에서 최소/최대 각도의 범위 및 인식 시간을 지정하여 정확한 동작에 대한 인식을 가능하게 한다. 또한, 동작 관리 테이블을 두어 복수의 독립적인 동작과 각 동작에서의 세부 각도 및 시간을 효율적으로 확장성 있게 관리할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 센서를 이용한 동작 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서를 이용한 동작 인식 방법을 설명하기 위한 예시도 이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 동작인식장치(100)는 S11 단계에서 아이들(idle) 모드를 수행한다. 여기서, 아이들 모드는 동작인식장치(100)가 통신에 사용되지 않고 유휴 상태에 있는 것을 의미한다. 이에 앞서, 동작인식장치(100)는 센서 값에 따라 회전 각도를 순차적으로 구분하여 범위를 지정하고, 지정된 범위에 대한 각각의 동작 인식 단계를 설정한다. 그리고, 동작인식장치(100)는 각각의 범위에 대한 지속 시간을 지정하여 저장한다.

동작인식장치(100)는 S13 단계에서 동작이 감지되는지 확인한다. 즉, 동작인식장치(100)는 센서 값에 의해 동작 변화를 확인할 수 있다. 동작 변화가 감지되면, 동작인식장치(100)는 S15 단계에서 동작 인식 대기모드를 수행한다.

동작인식장치(100)는 S17 단계에서 동작 인식 대기모드 중 센서 값의 변화가 감지되는지 확인한다. 여기서, 동작인식장치(100)는 다수의 센서를 통해 감지되는 센서 값을 수집하고, 수집된 센서 값을 조합하여 회전 각도를 계산한다.

센서 값의 변화가 감지되면, 동작인식장치(100)는 S19 단계에서 동작 인식 단계로 진입한다. 이때, 동작인식장치(100)는 최초 동작 인식 단계로 진입하는 것이며, 이러한 동작 인식 단계는 복수 개(a, b, c 등)로 구성될 수 있고, 각각의 동작 인식 단계는 센서 값의 범위 및 지속 시간에 대한 정보를 포함한다.

동작인식장치(100)는 S21 단계에서 최초 동작 인식 단계 중 해당 동작 인식 단계에 대한 센서 값의 범위와 지속 시간의 매칭 여부를 확인한다. 그리고, 동작인식장치(100)는 센서 값의 범위 및 지속 시간에 따라 다음 동작 인식 단계로 진입 할 수 있다. 한편, 동작인식장치(100)는 각각의 동작 인식 단계에서 현재 센서 값을 확인하고, 확인된 센서 값이 기 설정된 해당 범위 내에 존재하지 않는 경우, 아이들(idle) 상태로 전환할 수 있다.

동작인식장치(100)는 S23 단계에서 현재 동작 인식 단계가 최종 동작 인식 단계인지 판단한다. 현재 동작 인식 단계가 최종 동작 인식 단계인 경우, 동작인식장치(100)는 S25 단계에서 동작 인식을 종료하고, 동작 결과에 대한 데이터를 획득한다. 한편, 현재 동작 인식 단계가 최종 동작 인식 단계가 아니면, 동작인식장치(100)는 해당 동작 인식 단계에 대한 센서 값의 범위와 지속 시간의 매칭 여부를 확인하는 단계를 수행한다.

이후, 동작인식장치(100)는 S27 단계에서 획득된 데이터를 어플리케이션에 적용할 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 동작인식장치(100)는 인식 대기 단계에서 사전에 정의된 특정 각도 내(A˚~ B˚: 401)에 위치한 경우 인식 대기 상태를 유지한다. 한편, 동작인식장치(100)는 해당 각도 내에 동작인식장치(100)가 위치하지 않는 경우에는 인식 대기 단계에 진입하지 않는다.

동작인식장치(100)는 인식 대기 단계에서 지정한 각도를 벗어나게 되면, 첫 번째 인식 단계(a)로 진입하게 된다. 첫 번째 인식 단계(a)에서도 일정 시간 동안 사전에 정의된 특정 각도 내(B˚~ C˚: 403)에 위치하고 있는지 확인하며, 위치가 확인되면 다음 인식 단계인 두 번째 인식 단계(b)로 전환된다. 한편, 첫 번째 인식 단계(a)의 지정 각도 내에 동작인식장치(100)가 위치하지 않은 경우에는 두 번째 인식 단계(b)로 진입하지 않으며, 동작인식장치(100)의 위치가 인식 대기 단계의 조건을 만족할 때까지 동작인식장치(100)는 아이들(idle) 상태로 전환한다.

그리고, 동작인식장치(100)는 첫 번째 인식 단계(a)에서 지정한 각도를 벗어나게 되면, 두 번째 인식 단계(b)로 진입하게 되는데, 두 번째 인식 단계(b)에서도 일정 시간 동안 사전에 정의된 특정 각도 내(C˚이상: 405)에 위치하고 있는지 확인하며, 위치가 확인되면 다음 인식 단계인 세 번째 인식 단계(c)로 전환된다. 한편, 두 번째 인식 단계(b)의 지정 각도 내에 동작인식장치(100)가 위치하지 않은 경우에는 세 번째 인식 단계(c)로 진입하지 않으며, 동작인식장치(100)의 위치가 인식 대기 단계의 조건을 만족할 때까지 동작인식장치(100)는 아이들 상태로 전환한다.

그리고, 동작인식장치(100)는 두 번째 인식 단계(b)에서 지정한 각도를 벗어나게 되면, 세 번째 인식 단계(c)로 진입하게 되는데, 세 번째 인식 단계(c)에서도 일정 시간 동안 사전에 정의된 특정 각도 내(C˚~ B˚: 407)에 위치하고 있는지 확인하며, 위치가 확인되면 다음 인식 단계인 네 번째 인식 단계(d)로 전환된다. 한편, 세 번째 인식 단계(c)의 지정 각도 내에 동작인식장치(100)가 위치하지 않은 경우에는 네 번째 인식 단계(d)로 진입하지 않으며, 동작인식장치(100)의 위치가 인식 대기 단계의 조건을 만족할 때까지 동작인식장치(100)는 아이들 상태로 전환한다.

그리고, 동작인식장치(100)는 세 번째 인식 단계(c)에서 지정한 각도를 벗어나게 되면, 네 번째 인식 단계(d)로 진입하게 되는데, 네 번째 인식 단계(d)에서도 일정 시간 동안 사전에 정의된 특정 각도 내(B˚~ A˚: 409)에 위치하고 있는지 확인하며, 위치가 확인되면 마지막(최종) 인식 단계인 다섯 번째 인식 단계(e)로 전환된다. 한편, 네 번째 인식 단계(d)의 지정 각도 내에 동작인식장치(100)가 위치하지 않은 경우에는 다섯 번째 인식 단계(e)로 진입하지 않으며, 동작인식장치(100)의 위치가 인식 대기 단계의 조건을 만족할 때까지 동작인식장치(100)는 아이들 상태로 전환한다.

한편, 동작인식장치(100)는 순차적으로 구분된 인식 단계 중 마지막 인식 단계를 통과하게 되면, 최종적으로 인식 종료 단계에 진입한다.

이때, 상기의 동작 인식 단계에서 각각의 동작에 대한 데이터는 동작 관리 테이블 <표 1>과 같이 저장되어 관리될 수 있다.

동작	단계 (STEP)	최소 각도 (Min Angle)	최대 각도 (Max Angle)	지속 시간 (Duration)
동작 1	인식 대기	A?	B?	D+E+F+?
	첫 번째 인식 (a)	B?	C?	D
	두 번째 인식 (b)	C?	-	E
	세 번째 인식 (c)	B?	C?	F
	...	...	...	...
	인식 종료	-	-	D+E+F+?

<표 1>과 같이, 동작 인식을 위해 각 단계별로 조건을 정의할 수 있다. 조건은 크게 동작 인식 각도와 시간으로 정의 가능하다. 상기의 동작 관리 테이블을 통해 복수의 독립적인 동작과 각 동작에서의 세부 각도 및 시간을 효율적으로 관리가 가능하다.

본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호연결되도록 전개될 수 있다.

방법 단계들은 온 입력(on input) 데이터를 동작시키고 출력을 발생시킴으로써 기능들을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그램가능 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 방법 단계들은 또한 특수 목적 논리 회로조직, 예를 들어 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application-specific integrated circuit)에 의해 수행될 수 있고, 장치는 이들로서 구현될 수 있다.

컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

본 발명은 다수의 센서를 통해 수집되는 센서 값을 조합하여 동작인식장치의 회전 각도를 순차적으로 설정된 범위에 따라 파악하고, 이를 기반으로 동작 인식 결과를 제공할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 동작 인식을 위해 가속도 센서 및 자이로 센서 값을 측정할 때 순차적으로 여러 측정 단계를 지정하고, 각 단계마다 인식을 위한 센서 측정 값의 범위와 시간을 지정하여, 이전 단계에서 동작이 인식된 경우에만 다음 인식 단계로 진입하게 함으로써 복잡한 동작 인식 지원 등의 효율을 증가시키고 오인식률을 줄일 수 있다. 즉, 복잡한 동작에 대해서도 단계별 인식을 통해 오인식률을 줄여 신뢰성을 향상시키고 의도한 동작을 세분화된 테이블로 관리하여 다양한 동작 및 각 동작에서 정확한 세부 동작 정의가 가능하여 확장성 측면에서도 장점을 가진다. 이는 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.

100: 동작인식장치 10: 센서 값 획득모듈
20: 회전각 계산모듈 30: 동작인식모듈
40: 센서모듈 50: 저장모듈
50a: 어플리케이션 50b: 동작 관리 테이블

Claims (11)

1. 센서로부터 센서값을 수신하는 동작인식장치가 상기 센서값의 범위를 다수의 연속적인 구간들로 분할하여 정의한 동작관리 테이블을 토대로 동작인식을 수행하는 방법에 있어서,
   상기 다수의 연속적인 구간들 중 특정 구간에서 상기 센서값이 감지되면 상기 특정 구간의 센서값의 범위에 연속된 센서값의 범위를 가지는 다음 구간에 진입하는 단계;
   상기 다수의 연속적인 구간들 중 최종 구간에서 상기 센서값이 감지되면 동작에 대한 데이터를 획득하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 동작 인식 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 획득하는 단계는
   상기 분할된 다수의 연속적인 구간들을 순차적으로 거쳐 상기 최종 구간에 진입한 후 상기 최종 구간에서 상기 센서값이 감지된 경우, 상기 특정 동작에 대한 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 동작 인식 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 동작관리 테이블은
   상기 분할된 연속적인 구간들 각각에 대하여 상기 센서값의 감지 지속시간을 더 정의하며,
   상기 진입하는 단계는
   상기 센서값이 상기 지속시간 이상 감지되는 경우 상기 다음 구간에 진입하는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 동작 인식 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 진입하는 단계 이전에,
   상기 동작인식장치가 소정 범위의 센서값을 감지하는 경우, 동작 인식 대기 모드를 수행하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 동작 인식 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 동작인식장치가 상기 다음 구간으로 진입한 후, 상기 감지된 센서값이 상기 진입한 구간에 대응하는 센서 값의 범위 내에 존재하지 않는 경우, 아이들(idle) 상태로 전환하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 동작 인식 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 적어도 하나의 항에 기재된 센서를 이용한 동작 인식 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 기재된 센서를 이용한 동작 인식 방법을 실행시키도록 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
8. 적어도 하나 이상의 센서를 통해 움직임을 감지하여 센서 값을 감지하는 센서 값 획득모듈;
   상기 적어도 하나의 센서를 통해 감지하는 특정 동작에 대응하는 센서값의 범위를 다수의 연속적인 구간으로 분할하여 정의한 동작 관리 테이블을 저장하는 저장모듈; 및
   상기 센서값 획득모듈로부터 상기 감지된 센서값을 수신하며, 상기 수신된 센서값이 상기 다수의 연속적인 구간 중 특정 구간에 포함되면 상기 특정 구간의 센서값의 범위에 연속된 센서값의 범위를 가지는 다음 구간에 진입하며, 상기 수신된 센서값이 상기 다수의 연속적인 구간들 중 최종 구간에 포함되면 상기 특정 동작에 대한 데이터를 획득하는 동작인식모듈;
   을 포함하는 동작인식장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 동작인식모듈은
   상기 분할된 다수의 연속적인 구간을 순차적으로 진입하여, 상기 최종 구간에 진입한 경우, 상기 특정 동작에 대한 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 동작인식장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 저장모듈은
    상기 분할된 연속적인 구간들 각각에 대하여 상기 센서값의 감지 지속시간을 추가로 정의하는 동작 관리 테이블을 저장하는 것을 특징으로 하는 동작인식장치.
11. 제8항에 있어서,
    중력 가속도의 값을 측정하여 상기 동작인식장치의 회전 각도를 감지하는 3축 가속도 센서 및 3개의 축을 통해 상기 동작인식장치의 회전 각속도를 측정하는 자이로 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서모듈;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동작인식장치.

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