Evaluation of the Head Mouse System using Gyro-and Opto-Sensors

각속도 및 광센서를 이용한 헤드 마우스의 평가

In this research, we designed the head mouse system for disabled and gamers, a mouse controller which can be controlled by head movements and eye blinks only, and compared its performance with other regular mouse controller systems. The head mouse was moved by a gyro-sensor, which can measure an angular rotation of a head movement, and the eye blink was used as a clicking event of the mouse system. Accumulated errors caused by integral, which was a problem that previous head mouse system had, were removed periodically, and treated as dead zones in the non-linear relative point graph, and direct mouse point control was possible using its moving distance and acceleration calculation. We used the active light sources to minimize the influence of the ambient light changes, so that the head mouse was not affected by the change in external light source. In a comparison between the head mouse and the gazing tracking mouse (Quick Glance), the above method resulted about 21% higher score on the clicking event experiment called "20 clicks", about 25% higher on the dasher experiment, and about 37% higher on on-screen keyboard test respectively, which concludes that the proposed head mouse has better performance than the standard mouse system.

본 연구에서는 장애인이나 게이머를 위해 눈의 움직임과 머리의 움직임으로 제어가 가능한 헤드 마우스를 제안하였고, 제안한 마우스를 기존의 마우스와 비교하였다. 마우스 포인터의 이동은 머리 움직임의 회전각도 정보를 활용하였고, 클릭이나 더블 클릭의 이벤트는 눈의 깜빡임을 이용하였다. 기존의 각속도계를 이용한 마우스에서 적분으로 인한 누적오차는 적분을 하지 않고 데드 존을 갖는 비선형 상대 좌표계 방식을 통하여 해결하였고, 추가적으로 이동 거리와 가속도를 함께 고려하여 직관적인 마우스 포인터 제어가 가능하도록 하였다. 주변광의 영향을 최소화하도록 광원 제어 회로를 설계하여 외부 광원의 변화에도 마우스 이벤트 검출에 영향을 받지 않도록 하였다. 제안한 마우스를 응시점을 이용한 마우스(퀵글랜스)와 비교한 결과, 20회 클릭하는 실험에서는 약 21%, Dasher를 이용한 문자입력실험에서도 약 25%, 화상키보드를 이용한 문자입력 실험에서도 약 37% 짧은 입력 시간을 보였다. 그리고 카메라 마우스와의 비교에서도 제안한 헤드 마우스가 우수한 성능을 보였다.