KR100598311B1 - 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇교육시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템에 관한것으로, 그 목적은 로봇이나 지능로봇의 구조, 작동원리 및 제어에 대하여 교육받고 실습하는 피교육자가 이론만이 아닌 실제 로봇의 구성요소들의 구조나 작동원리를 시각적으로 확인할 수 있고, 이러한 로봇의 구성요소들의 각각의 구조를 제어수단을 사용하여 작동시키면서 로봇 구성요소의 실제적인 작동을 확인할 수 있으며, 또한 실제 구동가능한 지능로봇을 위한 제어 프로그래밍 실습에 의해 교육용로봇의 작동을 확인할 수 있는 통합적인 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템을 제공하는데 있다. 본 발명의 구성은 피교육자가 구체적인 지능로봇이나 로봇의 구조 및 작동원리를 확인할 수 있는 지능로봇실습키트수단과, 이와 동일한 구조로 구성된 교육용로봇수단과, 상기 각각을 제어하는 수단을 구비한 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템을 특징으로 한다.

지능로봇, 지능로봇실습키트, 영상센서, 초음파센서, 구동모터

Description

지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템{Education system of intelligent robot using intelligent robot kit and intelligent robot}

도 1은 본 발명의 개략적인 전체 시스템 구성도이고,

도 2a, 2b, 3은 본 발명 지능로봇실습키트의 구성을 보인 사시 사진이고,

도 4는 본 발명 통신수단의 일 실시예도이고,

도 5은 본 발명 지능로봇의 사시사진이고,

도 6은 본 발명 지능로봇의 구동수단을 보인 저면도이고,

도 7은 본 발명의 매트수단을 보인 사진이고,

도 8은 본 발명의 지지수단 및 벽체장애물수단을 보인 사진이고,

도 9는 본 발명의 색상지장애물수단을 보인 사진이고,

도 10은 본 발명 키보드 조작에 의한 지능로봇의 구동을 보인 실시예도이고,

도 11은 본 발명 조이스틱 조작에 의한 조이스틱구동 창을 보인 실시예도이고,

도 12, 13은 본 발명 지능로봇의 작동을 보인 실시사진이고,

도 14는 본 발명 제어프로그램의 모터실습창을 보인 실시예도이고,

도 15는 본 발명 모터실습창의 가속도 및 속도제어 실습을 보인 실시예도이고,

도 16은 본 발명 모터실습창의 위치제어 및 LIMIT 센서 실습을 보인 실시예도이고,

도 17은 본 발명 초음파센서 실습창을 보인 실시예도이고,

도 18은 본 발명 초음파센서 실습창의 초음파가이드레일 실습을 보인 실시예도이고,

도 19는 본 발명 초음파센서 실습창의 주변 건물을 이용한 초음파센서 실습을 보인 실시예도이고,

도 20은 본 발명 영상처리 실습창을 보인 실시예도이고,

도 21은 본 발명 소리 입출력 실습창을 보인 실시예도이고,

도 22는 본 발명 소리 입출력과정 중 음성 및 문자에 의한 변환 과정을 보인 실시예도이고,

도 23은 본 발명 명령 프로그래밍에 사용되는 명령어를 나열한 예시도이고,

도 24는 본 발명 명령프로그램의 편집단계를 보인 예시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 지능로봇실습키트 (2) : 지능로봇

(3) : 실습환경수단 (4) : 통신수단

(5) : 원격제어수단

본 발명은 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템에 관한 것으로, 자세하게는 지능로봇을 공부하는 실습자가 지능로봇의 구조 및 구동을 시각적으로 확인하고 이를 바탕으로 지능 로봇에 대하여 실제로 제어 및 프로그래밍 실습 하도록 구성한 통합적인 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템에 관한 것이다.

현대의 로봇 기술은 산업용 및 비산업용등의 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 특히 최근에는 산업용 로봇 못지 않게 비산업용 지능로봇의 수요가 폭증하고 있다.

지능로봇이란 인간과의 상호작용을 통하여 인간의 명령 및 감정을 이해하고, 반응하며 최첨단 기술을 바탕으로 인간에게 다양한 서비스를 제공하는 로봇으로 이러한 지능로봇은 기본적으로 로봇의 각 구성부를 제어하는 프로그램 및 이를 포함한 장치들로 구성되는 제어수단과; 모터, 구동바퀴, 궤도와 같은 구동수단과; 장애물 또는 주변부를 인식하는 각종 센서수단등으로 구성되어, 목적한 임무에 따라 지능로봇이 자율적으로 작동하도록 구성된다.

상기한 지능로봇의 종류로는 가사로봇, 생활지원로봇, 오락용로봇, 공공복지용로봇 등이 있다.

보다 구체적으로 설명하자면 가사로봇으로는 청소용, 집안관리용로봇등이 있고, 생활지원로봇으로는 의료용, 보안/경비용, 도우미용로봇등이 있으며, 오락용로봇으로는 게임용, 완구용로봇등이 있고, 공공복지로봇으로는 청소로봇, 안내로봇등이 있다.

따라서 상기와 같이 다양한 로봇 분야로 분화되고 있는 지능로봇의 기술발전 속도에 따라 지능 로봇기술을 이해하고 이를 제어 및 프로그래밍할 수 있는 다수의 인적 인프라가 구축되어야만 한다.

하지만 이러한 인적 인프라 구축을 위한 종래의 교육방법은 지능로봇 또는 로봇의 구조, 작동원리 및 이를 제어하는 프로그래밍에 대하여 이론만으로 배우거나, 실습을 하더라도 지능 로봇의 일부구조를 보인 실습부재나 아니면 프로그래밍 과정만을 따로 공부하는 등의 이원화된 교육으로 통합화된 교육이 아니어서 통합적으로 이해할수 있는 실질적인 지능로봇에 대한 교육방법이 없었다.

물론 이러한 문제점을 해결하기 위해 유무선 제어기를 이용해 지능로봇을 작동하는 등의 로봇을 이용한 교육방법이 일부 있으나, 이러한 로봇을 이용한 교육방법의 수준은 흔히 알고 있는 무선 또는 유선으로 모형자동차, 비행기, 배, 장난감로봇를 제어하는 리모트컨트롤러를 작동하는 것과 같은 수준에 지나지 않는 것으로, 피교육자에게 로봇 또는 지능로봇에 대한 흥미나 호기심 정도는 유발할 수 있을지는 몰라도 구체적인 지능로봇의 구조, 작동원리 및 이러한 로봇을 제어하는 프로그래밍등을 실질적이고 구체적으로 교육시킬 수 없다는 구조적인 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 로봇이나 지능로봇의 구조, 작동원리 및 제어에 대하여 교육받고 실습하는 피교육자가 이론만이 아닌 실제 로봇의 구성요소들의 구조나 작동원리를 시각적으로 확인할 수 있고, 이러한 로봇의 구성요소들의 각각의 구조를 제어수단을 사용하여 작동시키면서 로봇 구성요소의 실제적인 작동을 확인할 수 있으며, 또한 실제 구동가능한 지능로봇을 위한 제어 프로그래밍 실습에 의해 교육용로봇의 작동을 확인할 수 있는 통합적인 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템을 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 피교육자가 구체적인 지능로봇이나 로봇의 구조 및 작동원리를 확인할 수 있는 지능로봇실습키트수단과, 이와 동일한 구조로 구성된 교육용로봇수단과, 상기 각각을 제어하는 수단을 구비한 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템을 제공함으로써 달성된다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 개략적인 전체 시스템 구성도, 도 2a 내지 3은 본 발명 지능로봇실습키트의 구성을 보인 사시사진, 도 4는 본 발명 통신수단의 일 실시예도, 도 5은 본 발명 지능로봇의 사시사진이고, 도 6은 본 발명 지능로봇의 구동수단을 보인 저면도이고, 도 7은 본 발명의 매트수단을 보인 사진이고, 도 8은 본 발명의 지지수단 및 벽체장애물수단을 보인 사진이고, 도 9는 본 발명의 색상지장애물수단을 보인 사진, 도 10은 본 발명 키보드 조작에 의한 지능로봇의 구동을 보인 실시예도이고, 도 11은 본 발명 조이스틱 조작에 의한 조이스틱구동 창을 보인 실시예도인데, 이를 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면 이동을 위한 구동수단(11)과, 장애물 식별 및 로봇의 위치인식을 위한 다수의 초음파센서(121)와 영상센서(122)로 구성되는 센서수단과, 경고음 또는 안내음등의 음성을 입력받는 마이크(123) 및 출력하는 스피커(124)가 내부 동일평면상의 부재위에서 개방장치된 이동용 수납수단(12)과, 이동용 수납수단 외부 일측에 설치되는 입출력단자에 회로연결되어 상기 각 장치수단을 제어하는 제어수단(13)으로 구성되어 작동함으로써 지능로봇의 구조 및 작동원리를 시각적으로 확인할 수 있도록 구성한 지능로봇실습키트(1)와;

상기 지능로봇실습키트수단과 동일한 구성요소가 통상적인 로봇 형태의 케이스 내외부에 장치되어 작동되는 지능로봇(2)과;

상기 지능로봇의 하부 구동수단과 접하는 조립식 매트수단(31)과; 초음파센서 또는 영상센서의 실습을 위해 상기 매트수단의 상부 임의의 위치에서 하부에 설치되는 지지수단(321)에 끼워져 설치되는 벽체장애물수단(32)과, 영상센서의 실습을 위해 상기 매트수단의 임의의 위치에 놓여지는 색상지장애물수단(33)으로 구성되는 실습환경수단(3)과;

상기 지능로봇실습키트 및 지능로봇과 실습자가 제어하는 원격제어수단간을 연결하는 통신수단(4)과;

상기 통신수단을 이용 지능로봇실습키트 및 지능로봇에 실습자가 제어프로그램을 사용하여 작성한 실습용 명령 프로그램을 전송하여 작동시키거나 직접조종수단을 사용하여 작동시키도록 구성한 실습자의 원격제어수단(5)으로 구성된다.

상기 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 제어수단과, 실습자의 원격제어수단은 각각 제어프로그램의 실행절차가 화면에 보여지는 디스플레이수단과, 로봇의 각 구성수단을 제어하는 제어프로그램 및 윈도 또는 리눅스 중에서 선택된 하나의 OS가 저장된 저장수단(도시없음)과, 제어프로그램을 읽어 실행시키는 연산장치(도시없음)와; 디스플레이에 영상을 처리하는 영상처리장치(도시없음)와, 음성이나 텍스트를 입력받아 디지털음으로 변환하고 출력하는 소리입출력장치(도시없음)를 포함하는 통상적인 컴퓨터 장치로 구성된다.

또한 상기 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 제어수단은 각각 제어프로그램의 실행절차가 화면에 보여지는 디스플레이수단과, 로봇의 각 구성수단을 제어하는 제어프로그램 및 리눅스가 저장된 저장수단(도시 없음)과, 제어프로그램을 읽어 실행시키는 연산장치(도시 없음)와; 디스플레이에 영상을 처리하는 영상처리장치(도시없음)와, 음성이나 텍스트를 입력받아 디지털음으로 변환하고 출력하는 소리입출력장치(도시 없음)를 포함하는 인베디드컴퓨터 장치로 구성할 수 있다.

이와 같이 통상의 컴퓨터가 아니고 인베디드컴퓨터로 구성시 원가 및 작동 속도가 빠르다는 장점이 있다. 하지만 그 어느것으로 구성하여도 관계없다.

이하 보다 구체적으로 설명한다.

도 2a, 2b, 2c, 3은 본 발명 지능로봇실습키트의 구성을 보인 사시사진에서 보는 바와 같이 지능로봇실습키트의 구동수단은 구동 회전축에 장치된 바퀴(111)를 각각 정·역회전시키는 DC모터(112) 2개 및 이를 제어하는 모터드라이버(113)로 구성하고, 초음파센서(121)는 장애물 식별 및 로봇의 위치인식을 위하여 초음파센서드라이버(1211)에 의해 제어되는 다수의 초음파 센서로 구성되는데, 다수의 초음파센서 중 좌측에 있는 높이가 작은 초음파센서들은 일정각도 간격으로 설치되어 각도에 따른 초음파센서의 작동을 실습토록 구성된다. 또한 상부 및 우측에 설치된 높이가 큰 초음파센서는 거리에 따른 초음파센서의 작동을 실습하도록 초음파를 반사하는 반사체(1212)가 가이드레일(1213) 위에서 초음파센서쪽으로 슬라이딩되도록 하여 거리 가변에 따라 작동되도록 구성한다. 영상 센서는 CCD카메라로 구성된다.

도 4에서는 본 발명 통신수단의 일 실시예도로서 무선랜을 도시하고 있지만 본 발명의 통신 수단은 지능로봇실습키트 및 지능로봇과 실습자가 제어하는 원격제어수단 양 측에 각각 설치되는 유선랜, 무선랜, RF장치 중에서 선택된 하나로 구성할 수 있다.

도 5은 본 발명 지능로봇의 사시사진이고, 도 6은 본 발명 지능로봇의 구동수단을 보인 저면도인데, 지능로봇의 구동수단은 지능로봇의 하부 저면부에 돌출된 구동 회전축에 장치된 바퀴를 각각 정·역회전시키는 DC모터 2개 및 이를 제어하는 케이스 내부에 장치된 모터드라이버로 구성된다. 또한 저면부에는 DC모터 2개와 연결된 구동 바퀴 말고도 중심을 잡기 위한 비구동 바퀴가 상기 구동바퀴와 직각을 이뤄 설치되어 있다. 또한 센서수단 중 초음파센서는 장애물 식별 및 로봇의 위치인식을 위하여 케이스 외부 하부 둘레방향으로 일정각도를 가지고 설치되고, 이를 제어하는 케이스 내부에 장치된 초음파센서드라이버로 구성하고, 영상 센서는 케이스의 상부에 설치된 CCD카메라로 구성하였다.

도 7은 본 발명의 매트수단을 보인 사진인데, 지능로봇의 하부 구동수단과 접하는 매트수단은 일정크기를 가지는 단위 매트가 임의의 모양으로 조립되도록 둘레 가장자리가 요철처리되어 인접하는 단위 매트와 조립되도록 구성되고 그 재질은 지능로봇의 하중을 견디는 완충력을 가지는 부재로 구성된다.

도 8은 본 발명의 지지수단 및 벽체장애물수단을 보인 사진인데, 벽체장애물수단은 일정크기를 가지는 단위 수단이 단위 지지수단에 끼워져 설치되고, 지능로봇과의 충돌을 감안해 완충부재를 사용한다. 또한 도시된 바와 같이 지지수단은 가운데 부분에 일정높이로 벽체장애물 삽입용 홈이 있어 여기에 벽체장애물이 끼워지고, 이러한 삽입용 홈과 직각방향으로 양측에 지지부재가 형성되는데 이 지지부재와 매트와의 접지부분 면적이 작아 적은 충돌에도 쉽게 넘어지도록 구성하여 지능로봇의 파손을 방지하도록 구성한다.

도 9는 본 발명의 색상지장애물수단을 보인 사진인데, 영상센서의 실습을 위해 매트수단의 임의의 위치에 놓여지는 색상지장애물수단은 교육목적을 달성하기 위해 판별력이 좋은 RGB색으로만 구성한다. 여기서 RGB색은 빨강, 녹색, 파랑색이다. 또한 단일 색상의 색상지장애물수단에 원과 같은 그림을 그리고 그 숫자를 달리하여 변형함으로써 이러한 색깔, 모양 및 개수에 따른 영상센서의 식별력을 교육하게 된다.

도 10은 본 발명 키보드 조작에 의한 지능로봇의 구동을 보인 실시예도이고, 도 11은 본 발명 조이스틱 조작에 의한 조이스틱구동 창을 보인 실시예도인데, 본 발명의 직접조종수단은 능로봇의 각 구성요소를 제어하는 명령기능을 구비한 키보드 또는 조이스틱을 사용할 수 있다.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이 키보드의 임의의 키에 지능로봇의 구동을 제어할 수 있는 제어키를 설정하여 누름으로써 설정된 명령에 따라 지능로봇이 작동하게 된다.

또한 도 11과 같이 조이스틱을 사용하여 구동시 지능로봇의 구동에 따라 변화되는 주변상황 및 지능로봇의 위치 상태가 겐서수단에 의해 그러한 센싱값이 화면에 개시되어 이러한 센서로부터 출력된 정보를 가지고 실습자가 지능로봇을 원격 제어하게 된다.

도 12, 13은 본 발명 지능로봇의 작동을 보인 실시사진인데, 지능로봇이 키 보드나 조이스틱에 의한 직접조정이나, 프로그래밍된 명령프로그램에 의해 작동하는 모습을 도시하고 있는데, 직접조정시 실수 또는 명령프로그램의 프로그래밍이 잘못된 경우 벽체장애물과 충돌하여 벽체장애물이 넘어짐을 알 수 있다. 이와 같은 과정을 통해 지능로봇의 제어에 대한 이해가 증진하게 된다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 지능로봇의 작동을 위한 프로그램 및 이러한 프로그램의 조작을 이하 설명한다.

먼저 본 발명의 제어수단을 이루는 저장수단에는 지능로봇실습키트수단 및 지능로봇의 제어수단과 실습자의 원격제어수단을 제어하는 제어프로그램이 저장되는데, 이 제어프로그램은 실습자의 원격제어수단으로부터 명령프로그램을 전송 받아 자신의 저장수단에 저장 후 이를 연산처리장치에서 실행하여 제어수단을 제어하는 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 각 서브제어프로그램과; 이 서브제어프로그램에 명령프로그램을 전송하여 저장시키고, 저장된 명령프로그램을 불러와 수정 후 재전송하는 원격제어수단의 메인제어프로그램으로 구성하고, 이 메인제어프로그램은 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 각 구성장치의 동작을 디스플레이된 화면의 입력창에 임의의 정보값을 입력하여 원격제어실습하는 단계와, 지능로봇실습키트 및 지능로봇에 저장된 명령프로그램을 불러와 화면에 디스플레이된 에디터로 수정하거나 새로운 명령프로그램을 작성하여 저장장치에 저장한 후 이를 컴파일하여 통신수단을 이용 지능로봇실습키트 및 지능로봇에 전송하는 단계로 구성된다.(도 24 참조)

상기 본 발명의 제어프로그램은 피교육자의 로봇제어 실습을 원활히 하기 위해 Q-베이직 언어로 작성되는데, 도 23에는 이러한 본 발명 명령 프로그래밍에 사용되는 명령어가 나열되어 있다.

도 14는 본 발명 제어프로그램의 모터실습창을 보인 실시예도이고, 도 15는 본 발명 모터실습창의 가속도 및 속도제어 실습을 보인 실시예도이고, 도 16은 본 발명 모터실습창의 위치제어 및 LIMIT 센서 실습을 보인 실시예도인데, 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 각 구성장치의 동작을 원격제어실습하는 단계에서 구동모터의 제어는 화면에 디스플레이된 제어프로그램의 모터실습창에서 구동모드전환스위치, LED선택버튼, 리미트선택버튼, 모터구동구동버튼을 선택적으로 누르고, 가속도설정영역, 속도설정영역, 위치설정영역의 입력창에 입력범위 내의 수치를 입력하여 화면상의 결과값과 이와 연동되어 작동하는 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 작동을 원격제어실습하도록 구성한 것이다.

상기 구동모터를 제어하는 변수(가속도, 속도, 위치설정, 리미트 값)를 직접 변화시켜 봄으로써 서로 다른 변수값을 조작하여도 동일한 결과가 나올수 있음을 경험하여 프로그래밍시 가장 최적의 프로그래밍이 무엇인지를 경험하게 된다.

도 17은 본 발명 초음파센서 실습창을 보인 실시예도이고, 도 18은 본 발명 초음파센서 실습창의 초음파가이드레일 실습을 보인 실시예도이고, 도 19는 본 발명 초음파센서 실습창의 주변 건물을 이용한 초음파센서 실습을 보인 실시예도인 데, 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 각 구성장치의 동작을 원격제어실습하는 단계에서 초음파센서의 제어는 화면에 디스플레이된 제어프로그램의 초음파센서실습창에서 초음파센서선택버튼을 눌러 최소거리창, 최대거리측정창에 수치를 입력하여 센싱되는 결과값과 이와 연동되어 작동하는 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 작동을 원격제어실습하도록 구성한 것이다.

이와 같은 작동 실습에 따라 장애물과 접촉시 지능로봇이 충돌하지 않기 위한 가장 최적의 프로그래밍이 무엇인지를 경험하게 된다.

도 20은 본 발명 영상처리 실습창을 보인 실시예도인데, 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 각 구성장치의 동작을 원격제어실습하는 단계에서 영상센서의 제어는 화면에 디스플레이된 제어프로그램의 영상처리 실습창에서 설정초기화버튼을 선택적으로 누르고, 인식 색 범위조절 슬라이드, 인식 물체 크기조절 슬라이드, 영상 색상조절 슬라이드, 영상 채도조절 슬라이드, 영상 명암조절 슬라이드를 조절 후 인식 내용을 저장하여 센싱되는 영상처리 결과값과 이와 연동되어 작동하는 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 작동을 원격제어실습하도록 구성한 것으로, 이와 같은 영상 인식 및 색상 저장방법을 교육받음으로써 지능로봇이 영상인식 프로그래밍시 가장 최적의 프로그래밍이 무엇인지를 경험하게 된다.

도 21은 본 발명 소리 입출력 실습창을 보인 실시예도이고, 도 22는 본 발명 소리 입출력과정 중 음성 및 문자에 의한 변환 과정을 보인 실시예도인데, 지능로 봇실습키트 및 지능로봇의 각 구성장치의 동작을 원격제어실습하는 단계에서 소리입출력 제어는 화면에 디스플레이된 제어프로그램의 소리입출력 실습창에서 음성입력일 경우는 사운드 컨트롤 패널에서 입력된 음성을 디지털음으로 변환 후 재생, 녹음, 저장 단계를 거치도록 하고, 문자입력일 경우는 TTS 컨트롤 패널의 문자입력창에 문자를 입력한 후 디지털 합성음으로 듣기, 저장 단계를 거치도록 한 후 변환된 디지털음의 출력음과 이와 연동되어 작동하는 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 작동을 원격제어실습하도록 구성한 것이다.

도 23은 본 발명 명령 프로그래밍에 사용되는 명령어를 나열한 예시도이고, 도 24는 본 발명 명령프로그램의 편집단계를 보인 예시도이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 지능로봇과 동일한 구성을 가지는 지능로봇실습키트를 사용함으로써 로봇이나 지능로봇의 구조에 대하여 교육받고 실습하는 피교육자가 이론만이 아닌 실제 로봇의 구성요소들의 구조나 작동원리를 시각적으로 확인할 수 있어 피교육자의 로봇에 대한 이해를 획기적으로 높일 수 있다는 장점과,

또한 지능로봇실습키트가 피교육자의 제어에 의해 지능로봇과 동일하게 작동함으로써 제어에 따른 구성요소의 동작을 보면서 지능로봇의 작동원리에 대한 이해를 획기적으로 높일 수 있다는 장점과,

또한 지능로봇실습키트 및 지능로봇에 대한 다양한 제어프로그램을 직접 프로그래밍하여 그 작동을 확인함으로 프로그래밍 능력을 획기적으로 높일 수 있다는 장점과,

또한 다양한 주변환경에 대한 지능로봇의 제어를 실습하기 위한 실습환경수단이 구비됨으로써 실습자가 다양한 임의의 형태로 장애물을 변형하여 주변 상황에 따른 지능 로봇의 반응 및 그에 따른 다양한 프로그래밍을 실습할 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명이다.

Claims (4)

1. 이동을 위한 구동수단과, 장애물 식별 및 로봇의 위치인식을 위한 다수의 초음파센서와 영상센서로 구성되는 센서수단과, 경고음 또는 안내음등의 음성을 입력받는 마이크 및 출력하는 스피커가 내부 동일평면상의 부재위에서 개방장치된 이동용 수납수단과, 이동용 수납수단 외부 일측에 설치되는 입출력단자에 회로연결되어 상기 각 장치수단을 제어하는 제어수단으로 구성되어 작동함으로써 지능로봇의 구조 및 작동원리를 시각적으로 확인할 수 있도록 구성한 지능로봇실습키트와;

   상기 지능로봇실습키트수단과 동일한 구성요소가 통상적인 로봇 형태의 케이스 내외부에 장치되어 작동되는 지능로봇과;

   상기 지능로봇의 하부 구동수단과 접하는 조립식 매트수단과; 초음파센서 또는 영상센서의 실습을 위해 상기 매트수단의 상부 임의의 위치에서 하부에 설치되는 지지수단에 끼워져 설치되는 벽체장애물수단과, 영상센서의 실습을 위해 상기 매트수단의 임의의 위치에 놓여지는 색상지장애물수단으로 구성되는 실습환경수단과;

   상기 지능로봇실습키트 및 지능로봇과 실습자가 제어하는 원격제어수단간을 연결하는 유선랜, 무선랜, RF장치 중에서 선택된 하나의 장치수단으로 구성된 통신수단과;

   상기 통신수단을 이용 지능로봇실습키트 및 지능로봇에 실습자가 제어프로그램을 사용하여 작성한 실습용 명령 프로그램을 전송하여 작동시키거나 직접조종수 단을 사용하여 작동시키도록 구성한 실습자의 원격제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 제어수단과, 실습자의 원격제어수단은 각각 제어프로그램의 실행절차가 화면에 보여지는 디스플레이수단과;

   로봇의 각 구성수단을 제어하는 제어프로그램 및 윈도 또는 리눅스 중에서 선택된 하나의 OS가 저장된 저장수단과;

   제어프로그램을 읽어 실행시키는 연산장치와;

   디스플레이에 영상을 처리하는 영상처리장치와;

   음성이나 텍스트를 입력받아 디지털음으로 변환하고 출력하는 소리입출력장치;

   를 포함하는 통상적인 컴퓨터 장치 또는 인베디드컴퓨터 장치중에서 선택된 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 지능로봇실습키트의 구동수단은 구동 회전축에 장치된 바퀴를 각각 정 ·역회전시키는 DC모터 2개 및 이를 제어하는 모터드라이버로 구성하고,

   상기 지능로봇실습키트의 센서수단 중 초음파센서는 장애물 식별 및 로봇의 위치인식을 위하여 초음파센서드라이버에 의해 제어되는 다수의 초음파 센서로 구성하되, 다수의 초음파센서 중 일부는 일정각도 간격으로 설치되어 각도에 따른 초음파센서의 작동을 실습토록 구성하고, 일부는 거리에 따른 초음파센서의 작동을 실습하도록 초음파를 반사하는 반사체가 가이드레일 위에서 초음파센서쪽으로 슬라이딩되도록 하여 거리 가변에 따라 작동되도록 구성하고,

   상기 지능로봇실습키트의 센서수단 중 영상 센서는 CCD카메라로 구성한 것을 특징으로 하는 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 저장수단에는 지능로봇실습키트수단 및 지능로봇의 제어수단과 실습자의 원격제어수단을 제어하는 제어프로그램이 저장되어 구성되는데, 이 제어프로그램은 실습자의 원격제어수단으로부터 명령프로그램을 전송 받아 자신의 저장수단에 저장 후 이를 연산처리장치에서 실행하여 제어수단을 제어하는 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 각 서브제어프로그램과; 이 서브제어프로그램에 명령프로그램을 전송하여 저장시키고, 저장된 명령프로그램을 불러와 수정 후 재전송하는 원격제어수단의 메인제어프로그램으로 구성하고, 이 메인제어프로그램은 지능로봇실습키트 및 지능로봇의 각 구성장치의 동작을 디스플레이된 화면의 입력창에 임의의 정보값을 입력하여 원격제어실습하는 단계와, 지능로봇실습키트 및 지능로봇에 저장된 명령프로그램을 불러와 화면에 디스플레이된 에디터로 수정하거나 새로운 명령프로그램을 작성하여 저장장치에 저장한 후 이를 컴파일하여 통신수단을 이용 지능로봇실습키트 및 지능로봇에 전송하는 단계로 구성한 것을 특징으로 하는 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇 교육시스템.

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