KR100679634B1 - 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템은, 로봇의 형체를 구성하는 다수의 기계적인 프레임이 결합되고 상기 로봇의 외부 환경을 감지하는 입력센서 모듈들과 상기 로봇을 움직이는 액츄에이터 모듈들이 상기 로봇의 제어를 담당하는 컨트롤러 시스템과 결합되는 로봇과, 상기 로봇을 제어하는 제어 프로그램을 작성할 수 있도록 그림(파라미터) 또는 실사(문장) 형태의 아이콘 환경 인터페이스를 제공하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 소프트웨어와 상기 소프트웨어를 사용하여 작성된 로봇제어 프로그램을 상기 로봇으로 전송할 수 있는 데이터 송수신 장치를 구비한 컴퓨터 및 상기 컴퓨터에서 작성된 로봇 제어 프로그램을 상기 로봇으로 다운로드하기 위한 유무선 송수신 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 한글 또는 영문의 그림(파라미터) 형식 또는 로봇 조립시 사용되는 하드웨어 모듈의 실제 사진을 아이콘화한 실사(문장) 형식의 아이콘으로 로봇 제어 프로그램을 작성할 수 있는 직관적인 인터페이스를 제공하여 전자 공학이나 프로그램에 대한 지식이 없는 사용자에게도 효과적으로 로봇 교육을 제공할 수 있는 효과가 있다.

로봇제어 프로그램, 로봇 제작 키트, 아이콘 기반, 한글 사용 아이콘

Description

아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템 및 그 방법{Educational system for drawing up icon-based robot control program and its method}

도 1은 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 로봇을 제어하는 컨트롤러 시스템의 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 로봇 예시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 소프트웨어 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 5는 도 4의 소프트웨어를 구성하는 뷰 클래스 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 6은 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 소프트웨어 화면 예시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템 소프트웨어의 아이콘 예시도이다.

도 8은 디씨모터 아이콘의 다이얼로그 상자에 파라미터 값을 입력하고 이에 따라 아이콘 위의 설정값이 나타나는 예시도이다.

도 9는 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템 소프트웨어의 시작아이콘을 사용할 때 생성되는 코드 예제도이다.

도 10은 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 소프트웨어 메뉴 예시도이다.

도 11은 화면조절 메뉴에 의해 조절되는 화면 확대/축소에 따른 화면 예시도이다.

도 12는 프로그램 단계 메뉴에 의해 조절되는 프로그램 단계 증가/감소 화면 예시도이다.

도 13은 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 소프트웨어를 사용하여 로봇제어 프로그램을 작성하는 순서도이다.

도 14a는 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템 소프트웨어를 사용하여 로봇제어 프로그램을 작성하는 실시예의 순서도이다.

도 14b는 도 13a의 순서도에 따른 아이콘을 배치하여 아이콘 프로그램을 작성하는 예시도이다.

도 14c는 도 13b의 아이콘 프로그램 작성에 사용된 모듈이 로봇의 컨트롤러 시스템에 접속되는 상황을 확인하는 컨트롤러 보드 접속 상황 보기 예제도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 소프트웨어

200 : 로봇 컨트롤러 시스템

220 : 입력센서 모듈 240 : 액츄에이터 모듈

260 : 기계 프레임 300 : 데이터 송수신 장치

a11 내지 a14 : 서버모터 a21 내지 a24 :적외선센서/빛감지센서

a31 내지 a32 : 접촉센서/소리센서 a41 내지 a44 : 엘이디(LED)

a51 내지 a52 : 디씨모터 a61 : 멜로디

a71 : 다운로더 a81 : 전원

6a : 아이콘 프레임 6b : 프로그래밍 프레임

6c : 메뉴 툴바 6d : 블록좌표(x,y)

본 발명은 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로봇의 형체를 구성하는 다수의 기계적인 프레임이 결합되고 상기 로봇의 외부 환경을 감지하는 다수의 입력센서 모듈들과 상기 로봇을 움직이는 다수의 액츄에이터 모듈들이 상기 로봇의 제어를 담당하는 컨트롤러 시스템과 결합되는 로봇과 상기 로봇을 제어하는 프로그램을 작성하기 위한 그림 또는 실사 형태의 아이콘 환경 인터페이스 수단을 포함하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 소프트웨어와 상기 소프트웨어로 작성된 로봇제어 프로그램을 상기 로봇으로 전송하는 데이터 송수신 장치를 구비하는 컴퓨터 및 상기 컴퓨터에서 작성된 로봇제어 프로그램을 상기 로봇으로 다운로드하기 위한 유무선 송수신 장치를 포함 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 로봇 산업이 나날이 발전하고 있고 가까운 미래에 국가 경쟁력을 결정짓는 중요한 산업 가운데 하나가 될 것으로 예상되고 있다. 이에 따라 로봇 산업과 로봇 기술의 대중화를 위한 교육용 로봇 및 가정용 로봇에 대한 관심이 증대되고 있으며 초중등 학생들을 대상으로 하는 로봇 교육의 필요성 또한 절실해졌다. 그러나 국내에서는 이러한 시대적 흐름에 유연히 대처하지 못한 결과로 로봇에 대한 교육이 전무한 실정이다.

현재 로봇 교육에 사용되는 교육용 로봇은 대부분 범용 키트 형태로 제공되고 있다. 범용 키트의 대부분은 로봇 몸체 조립을 위해 여러 모양의 얇은 금속 및 플라스틱에 균일한 간격으로 무수하게 구멍이 뚫려 있는 기계적인 프레임을 사용한다. 범용적인 키트가 아닌 라인 트레이서나 6족 로봇 등과 같은 단일 품목으로 교육을 할 경우는 납땜부터 시작하거나, 이미 납땜과 로봇의 몸체가 반완제품 또는 완제품으로 나와 있는 로봇 키트의 경우는 제어 소프트웨어의 작성만을 다루는 교육 과정까지 다양하게 있다. 그러나 로봇 제품의 구성과 교육 과정을 살펴보면 그 종류와 소프트웨어 및 하드웨어가 서로 크게 다르지 않음을 볼 수 있다.

국내 교육용 로봇 시스템은 수입 브랜드인 레고닥타의 제품과 국내 업체인 하늘아이의 제품이 널리 쓰이고 있다. 이들 교육용 로봇 시스템은 아이콘 방식의 프로그래밍을 지원하여 직관적이고 이해하기 쉬운 소프트웨어 인터페이스와 다양한 센서와 조작하기 편리한 기능을 가진 하드웨어 인터페이스를 특징으로 한다. 그러나 로봇을 구성하는 하드웨어의 확장성이 제한적이고 로봇 제어 프로그램을 작성하 기 위한 소프트웨어가 그림만으로 표시된 아이콘 시스템으로 전자공학 관련 지식이 없는 사람의 경우 직관적으로 사용하기 힘든 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 로봇의 형체를 구성하는 다수의 기계적인 프레임이 결합되고 상기 로봇의 외부 환경을 감지하는 다수의 입력센서 모듈들과 상기 로봇을 움직이는 다수의 액츄에이터 모듈들이 상기 로봇의 제어를 담당하는 컨트롤러 시스템과 결합되는 로봇과 상기 로봇을 제어하는 프로그램을 작성하기 위한 그림 또는 실사 형태의 아이콘 환경 인터페이스 수단을 포함하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 소프트웨어와 상기 소프트웨어로 작성된 로봇제어 프로그램을 상기 로봇으로 전송하는 데이터 송수신 장치를 구비하는 컴퓨터 및 상기 컴퓨터에서 작성된 로봇제어 프로그램을 상기 로봇으로 다운로드하기 위한 유무선 송수신 장치를 통해 상기 로봇으로 다운로드 하여 상기 로봇을 제어하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 한글 또는 영문의 그림(파라미터) 아이콘 형식 또는 로봇 조립시 사용되는 하드웨어 모듈의 실제 사진을 아이콘화한 실사(문장) 아이콘 형식의 직관적인 아이콘 인터페이스 수단을 제공하여 전자 공학이나 프로그램에 대한 지식이 없는 사용자도 효과적으로 쉽게 로봇제어 프로그램을 작성할 수 있는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 교육 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템은, 로봇의 형체를 구성하는 다수의 기계적인 프레임이 결합되고 상기 로봇의 외부 환경을 감지하는 다수의 입력센서 모듈들과 상기 로봇을 움직이는 다수의 액츄에이터 모듈들이 상기 로봇의 제어를 담당하는 컨트롤러 시스템과 결합되는 로봇; 상기 로봇을 제어하는 프로그램을 작성하기 위한 그림 또는 실사 형태의 아이콘 환경 인터페이스 수단을 포함하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 소프트웨어와 상기 소프트웨어로 작성된 로봇제어 프로그램을 상기 로봇으로 전송하는 데이터 송수신 장치를 구비하는 컴퓨터; 및 상기 컴퓨터에서 작성된 로봇제어 프로그램을 상기 로봇으로 다운로드하기 위한 유무선 송수신 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 소프트웨어는 아이콘 기반 인터페이스 수단을 제공하는 뷰 클래스를 포함하는 그래픽 인터페이스부; 상기 그래픽 인터페이스부를 통해 제작된 아이콘 프로그램을 프로그램 코드로 생성하는 코드 생성 클래스를 포함하는 프로그램 코드 생성부; 상기 프로그램 코드 생성부에서 생성된 프로그램 코드를 로봇에서 인식 가능한 기계어 또는 데이터로 변환하는 컴파일 클래스를 포함하는 기계어 변환부; 및 상기 컨트롤러 시스템의 프로세서로 변환된 상기 기계어 또는 데이터를 전송하는 다운로드 클래스를 포함하는 다운로드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 아이콘 기반 인터페이스 수단을 제공하는 뷰 클래스는 상기 소프트웨어의 초기 환경 설정을 수행하는 초기화 생성 클래스; 상기 아이콘 기반 인 터페이스를 설정 및 디스플레이하는 드로잉 생성 클래스; 상기 아이콘의 선택 및 블록 배치에 따른 아이콘 프로그램을 생성하는 마우스 동작 클래스; 및 상기 블록에 위치한 아이콘 속성에 따른 파라미터 값을 입력받는 파라미터 설정 클래스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 드로잉 생성 클래스는 상기 고정 아이콘으로 프로그램의 시작과 끝을 나타내는 프로그램 기본 아이콘과 로봇을 움직이는 액츄에이터 출력 모듈 아이콘과 외부 환경의 변화를 감지하는 입력센서 모듈 아이콘 및 반복과 분기를 나타내는 아이콘을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드로잉 생성 클래스는 상기 아이콘에 동작 가능한 같은 종류의 모듈을 모두 나타내는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드로잉 생성 클래스는 상기 아이콘을 한글 또는 영어 모듈 이름과 그림 아이콘으로 나타내며 상기 프로그래밍 프레임에 위치한 상기 아이콘의 파라미터 값과 그에 따른 동작을 상기 그림 아이콘 위에 한글 또는 영문 파라미터 형태로 나타내는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드로잉 생성 클래스는 상기 아이콘을 로봇 조립시 사용되는 하드웨어 모듈의 실제 사진을 아이콘으로 나타내며 상기 프로그래밍 프레임에 위치한 상기 아이콘의 파라미터 값과 그에 따른 동작을 상기 실사 아이콘 위에 문장 형태로 나타내는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 드로잉 생성 클래스는 상기 프로그래밍 프레임에 위치한 아이콘의 파라미터 값에 의해 긍정 흐름을 나타내는 긍정 흐름선과 분기를 나타내는 부 정 흐름선 및 프로그램 단계가 다른 곳으로 분기된 경우 블럭의 테두리를 구분되게 표시하는 프로그램 흐름도가 자동으로 생성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 드로잉 생성 클래스는 상기 아이콘 프레임에 나타나는 아이콘들 각각에 대해 고유의 인덱스 값을 부여하고 상기 아이콘 프레임에서 선택된 아이콘이 상기 프로그래밍 프레임의 원점부터 임의의 위치(x,y)까지 자유롭게 배치되며 상기 아이콘의 위치를 고유 좌표로 나타내는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드로잉 생성 클래스는 상기 아이콘의 크기를 변경하는 사이즈 변경 모드와 상기 화면 단위 또는 일정 기능의 모듈 단위로 프로그램 단계를 조절하는 프로그램 단계 변경 모드를 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마우스 동작 클래스는 상기 드로잉 생성 클래스에서 생성한 아이콘 프레임에서 사용자가 아이콘을 선택했을 때 선택된 아이콘을 판별하고 선택된 아이콘의 이동 유무를 인식하여 상기 프로그래밍 프레임의 임의의 블록으로 배치시키고 상기 배치된 아이콘이 선택될 때 선택된 위치의 아이콘 인덱스와 블록 배열상의 위치 값이 상기 파라미터 설정 클래스로 전달되는 것을 특징한다.

상기 목적을 달성하기 위한 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 교육 방법은, 로봇제어 프로그램 작성에 사용할 그림 또는 실사 아이콘의 형태를 선택하는 단계; 로봇의 제어 순서에 대응하는 아이콘 프레임의 아이콘을 마우스로 선택하여 프로그래밍 프레임에 배치시키는 단계; 상기 프로그래밍 프레임에 위치한 각 아이콘을 선택하여 다이얼로그 상자에 아이콘의 동작 및 제어를 위한 파라미터 값을 설정하는 단계; 상기 파라미터 설정 값이 상기 프로그래밍 프레임의 상 기 아이콘 위로 디스플레이되는 단계; 상기 파라미터 설정 값에 의해 상기 프로그래밍 프레임의 상기 아이콘에 자동으로 프로그램 순서흐름도가 생성되는 단계; 상기 작성된 아이콘 프로그램의 문법을 체크하는 단계; 상기 아이콘 프로그램 문법 체크에서 이상이 없을 경우 프로그램 코드를 생성하는 단계; 상기 생성된 프로그램 코드를 컨트롤러 시스템에서 인식 가능한 기계어 또는 데이터로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 기계어 또는 데이터를 컨트롤러 시스템으로 다운로드하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로봇의 제어 순서에 대응하는 아이콘 프레임의 아이콘을 마우스로 선택하여 프로그래밍 프레임에 배치시키는 단계는 로봇의 제어 순서에 대응하는 순서도 작성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 아이콘 프로그램 문법을 체크하는 단계는 상기 프로그래밍 프레임에 사용된 시작 아이콘 유무 및 중복을 체크하는 단계; 상기 프로그래밍 프레임에 위치한 아이콘 중에 파라미터를 설정하지 않은 아이콘을 체크하는 단계; 및 상기 프로그래밍 프레임에 위치한 아이콘의 파라미터 설정에 따른 프로그램의 컨트롤 플로가 지시하는 부분 또는 좌표에 아이콘 배치 유무를 체크하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프로그램 코드를 컨트롤러 시스템에서 동작할 수 있는 기계어로 변환하는 단계는 사용자가 직접 프로그램 코드를 수정하는 인터프리트 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조 함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 1에 의하면, 본 발명의 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템은 로봇의 형체를 구성하는 다수의 기계적인 프레임(260)이 결합되고 로봇의 제어를 담당하는 컨트롤러 시스템(200)과 이에 결합되어 외부 환경을 감지하는 다수의 입력 센서 모듈(220)과 로봇을 움직이는 다수의 액츄에이터 모듈(240)의 결합으로 구성된 로봇(20)과 상기 로봇(20)을 구동하기 위한 제어 프로그램을 작성할 수 있는 그림(파라미터) 또는 실사(문장) 형태의 인터페이스 수단을 제공하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 소프트웨어(100)와, 상기 소프트웨어(100)에서 로봇제어 프로그램을 작성하고 이를 컴파일하여 상기 로봇(20)으로 전송할 수 있는 데이터 송수신 장치(300)를 구비한 컴퓨터(20) 및 로봇제어 프로그램을 다운로드하기 위한 유무선 송신장치(30)를 포함하여 구성된다.

도 2를 참조하여 상기 로봇(20)의 제어를 담당하는 컨트롤러 시스템(200)을 살펴보면, 상기 컨트롤러 시스템(200)의 외장 앞면에는 현재 상황(예를 들면 프로그램 실행과 정지 빛감지 센서 또는 적외선 센서의 입력 값)을 표시해 주는 엘씨디(Liquid Crystal Display : LCD) 표시창(202)과 프로그램을 시작하거나 정지시키는시작/정지 선택버튼(204) 및 프로그램 모드와 상기 엘씨디 표시창(202)으로 입력센서의 입력 값 또는 프로그램 실행 표시를 선택하는 선택 버튼(206)이 위치한다.

상기 컨트롤러 시스템(200)의 하단에는 전원을 공급 받기 위한 전원단자(a81)가 위치하고 우측 하단 옆면에는 상기 로봇제어 프로그램 작성 소프트웨어 (100)를 통해 작성된 로봇제어 프로그램을 다운받기 위한 다운로드단자(a71)가 위치한다.

상기 로봇(20)을 움직이고 동작 상황을 표시하는 다수의 액츄에이터 모듈들(240)은 상기 컨트롤러 시스템(200)의 상단 측면에 서보모터단자(a11, a12, a13, a14)와 아래쪽 양측에 엘이디단자(a41, a42, a43, a44)와 디씨모터단자(a51, a52)에 연결되며 상기 컨트롤러 시스템(200)의 내부에 위치하는 멜로디(a61)를 포함하여 상기 컨트롤러 시스템(200)은 동시에 11개 이상의 액츄에이터 모듈에 대한 제어가 가능하다.

상기 로봇(20)의 외부 환경을 감지하기 위한 다수의 입력센서 모듈들(220)은 상기 컨트롤러 시스템(200)의 위쪽 양측면에 에이디컨버터(Analog Digital Converter : ADC)를 이용하는 빛감지 센서 또는 적외선 센서로 사용되는 공용의 단자(a21, a22, a23, a24)와 인터럽트 방식을 사용하는 접속센서 또는 소리센서로 사용되는 공용의 단자(a31, a32)가 연결되며 상기 컨트롤러 시스템(200)은 동시에 6개 이상의 입력센서 모듈에 대한 제어가 가능하다.

따라서, 상기 컨트롤러 시스템(200)는 동시 동작이 가능한 매우 다양하고 흥미로운 로봇 조합 구성을 제공하며 이들의 제어는 컨트롤러 시스템(200) 내부의 프로세서(208)에 의해 이루어진다.

도 3은 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 로봇 예시도이다. 도 3을 참조하면, 사용자는 우선 다수의 기계적 프레임(260)으로 로봇의 외관을 구성하고 2개의 적외선 센서와 1개의 접촉센서 및 2개의 디씨모터가 컨트롤러 시스템(200)의 단자(적외선센서 단자 : a23, a24, 접촉센서 단자 : a31, 디씨모터 단자 : a51, a52)에 연결되어 있다. 이렇게 구성된 입력센서 모듈(220)과 액츄에이터 모듈(240)이 컨트롤러 시스템(200)과 연합하여 외부 환경에 반응하고 프로그램에 의해 동작하기 위해서는 로봇제어 프로그램이 필요하다.

도 4를 참조하여 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 소프트웨어(100) 구성을 살펴보면, 기능에 따라 크게 아이콘 기반 인터페이스 수단을 제공하는 뷰 클래스(122)를 포함하는 그래픽 인터페이스부(120)와 상기 그래픽 인터페이스부를 통해 사용자에 의해 제작된 아이콘 프로그램을 C언어와 같은 프로그램 코드로 생성하는 코드 생성 클래스(142)를 포함하는 프로그램 코드 생성부(140)와 상기 프로그램 코드 생성부에서 생성된 프로그램 코드를 로봇에서 인식 가능한 기계어 또는 데이터로 변환하는 컴파일 클래스(162)를 포함하는 기계어 변환부(160) 및 상기 컨트롤러 시스템의 프로세서로 변환된 상기 기계어 또는 데이터를 전송하는 다운로드 클래스(182)를 포함하는 다운로드부(180)를 포함하여 구성된다.

상기 코드 생성 클래스(142)는 아이콘이 위치한 각 블록을 한 블록씩 파악하여 그 위치에 해당하는 아이콘의 종류와 파라미터에 따른 코드를 생성한다. 상기 코드 생성부(140)에서 코드를 생성하기 전에 뷰 클래스(124)를 통해 아이콘 프로그램의 에러 또는 오동작 여부를 파악한다.

상기 다운로드 클래스(182)는 상기 기계어 변환부에서 생성된 기계어 및 데이터를 로봇(20)으로 다운로드하기 위해 로봇 컨트롤러 시스템(200)의 프로세서 (208)로 초기화 신호를 보내고 프로세서(208)로부터 응답 신호가 있는지 확인하여 데이터를 전송한다.

도 5는 그래픽 인터페이스부(120)의 뷰 클래스(122)를 구성하는 블록도이다.

상기 아이콘 기반 인터페이스 수단을 제공하는 뷰 클래스(122)는 상기 소프트웨어의 초기 환경 설정(초기화, 파일 읽기, 저장 등)을 수행하는 초기화 생성 클래스(122a)와 상기 아이콘 기반 인터페이스를 설정 및 디스플레이 하는 드로잉 생성 클래스(122b)와 상기 아이콘의 선택 및 블록 배치에 따른 아이콘 프로그램을 생성하는 마우스 동작 클래스(122c) 및 상기 블록에 위치한 아이콘 속성에 따른 파라미터 값을 입력받는 파라미터 설정 클래스(122d)를 포함한다.

도 6은 본 발명에 따른 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 소프트웨어 화면 예시도이다.

도 7은 도 6의 아이콘 프레임에 나타나는 고정 아이콘에 대한 예시도이다.

도 8은 도 6의 프로그래밍 프레임에 아이콘을 위치시키고 상기 아이콘에 대한 파라미터 값을 설정하는 예시도이다.

도 9는 아이콘 프레임의 시작 아이콘을 프로그래밍 프레임으로 배치하여 사용할 때 생성되는 코드 예제도이다.

도 10은 도 6의 툴바를 나타낸 메뉴 예시도이다.

상기 드로잉 생성 클래스(122a)는 화면의 일측에 프로그램에서 사용할 수 있는 고정 아이콘이 배치된 아이콘 프레임(6a)을 나타내고 다른 일측에 상기 아이콘 프레임(6a)에서 마우스로 아이콘을 선택하여 드로그 앤 드롭으로 배치시켜 프로그 램을 작성하는 블록과 좌표(6d)로 이루어진 프로그래밍 프레임(6b)이 구분선(6e)에 의해 구분되어 나타난다. 화면 상단에 프로그램에 사용되는 메뉴와 툴바(6c)가 나타낸다.

상기 아이콘 프레임(6a)에 나타나는 고정 아이콘(7a, 7b)은 각각에 대해 고유한 인덱스 값(예를 들면, 시작=0, 디씨모터=1, 서보모터=2, 엘이디=3, 멜로디=4, 반복=5, 종료=6, 적외선=7, 접촉=8, 빛=9, 소리=10, 분기=11)을 갖는다. 상기 인덱스는 프로그램 코드(예를 들면 C 언어 코드)를 생성하거나 화면에 디스플레이 할 때 차례대로 각 블록들을 체크하여 같은 종류의 모듈 중 몇 번째로 입력 되었는지 나타내는 값을 제공하고 이에 따라 해당 아이콘의 모든 변수 값을 정확히 알 수 있기 때문에 그에 상응하는 코드나 화면에 디스플레이가 가능하다.

상기 아이콘 프레임(6a)에서 선택된 아이콘은 프로그래밍 프레임(6b)의 원점(예를 들면 (1,1))부터 임의의 위치(x,y)까지 자유롭게 배치가 가능하며 아이콘의 위치는 그 아이콘만이 가지는 고유한 위치 좌표로 표시된다. 따라서 아이콘을 배치하고 설정할 때 그때의 좌표(x,y)를 같이 저장해서 데이터를 저장하고 찾아내는 인덱스로 사용하게 된다. 예를 들어 디씨모터 아이콘을 10개 배치하고 더블클릭해서 설정한 아이콘이 8개이면 동일 아이콘을 사용 값은 8이 된다. 이는 데이터 저장 인덱스를 각 아이콘별로 따로 행하기 위한 것이다.

상기 아이콘 프레임(6b)에 위치한 고정 아이콘(7a, 7b)은 그림 형태의 아이콘(7a) 또는 하드웨어 모듈의 실사 형태를 사용한 실사 형태의 아이콘(7b)으로 선택이 가능하다. 기본으로 설정된 그림 아이콘(7a)은 각 아이콘이 그림으로 그려져 있고 모듈의 이름이 한글이나 영어로 기술되어 있어 아이콘을 직관적으로 쉽게 알아볼 수 있으며 각 아이콘의 파라미터 값이 입력되면 파라미터 입력 값 또는 동작이 상기 그림 아아콘 위에 간단한 파라미터 형태로 나타난다.

상기 그림 아이콘(7a) 기능적으로는 동일한 실사 아이콘(7b)은 로봇 조립시 사용되는 하드웨어 모듈의 실제 사진을 아이콘화 한 것으로 사용자가 프로그램 작성시 사용한 아이콘과 실제 모듈이 일대일 매칭이 되므로 조립에 용이한 장점이 있으며 파라미터 값이 설정되면 그 파라미터 입력 값 또는 동작이 하나의 문장으로 나타나 아이콘을 읽으면서 바로 프로그램의 이해가 가능하다.

상기 그림 또는 실사 아이콘(7a, 7b)는 하나의 아이콘에 동작 가능한 액츄에이터 모듈들을 모두 표시하여 제어할 수 있다.

상기 로봇제어 프로그램 작성은 상기 아이콘 프레임(6a)에서 마우스로 아이콘을 선택하고 드래그 앤 드롭하여 프로그래밍 프래임(6b)에 배치하고 각각의 아이콘에 파라미터를 값을 설정하여 작성된다.

상기 그림 또는 실사 아이콘(7a, 7b)의 종류를 살펴보면, 상기 프로그램 시작 아이콘(70a, 70b)는 프로그램의 시작을 알리며 여러 반복문의 변수를 초기화하기 위해 프로그램을 작성할 때는 항상 프로그램의 첫 시작 부분에 위치시켜야 한다. 상기 프로그램 끝 아이콘(76a, 76b)는 프로그램의 끝을 나타내며 여러 액츄에이터와 입력센서 모듈들을 종료시키고 프로그램을 끝내고자 하는 곳에 위치시켜야 한다.

상기 로봇(20)의 실질적인 동작 부분을 담당하는 액츄에이터 모듈(240)을 나 타내는 아이콘은 디씨모터(71a, 71b), 서버모터(72a, 72b), 엘이디(73a, 73b) 및 멜로디(74a, 74b)로 표현된다.

상기 디씨모터(71a, 71b)는 360도를 고속으로 회전할 수 있는 바퀴나 회전축을 구성할 수 있는 모터로 상기 디씨모터(71a, 71b)의 동작을 결정하기 위해 설정하는 파라미터 값은 각각의 디씨모터의 동작 여부, 모터 속도, 모터 회전 방향, 증가 감소하는 동작 시간 등이다.

상기 서보모터(72a, 72b)는 0도에서 180도 범위에서 정해진 각도로 회전하여 정지할 수 있는 모터로 서보모터(72a, 72b)의 동작을 결정하기 위해 설정하는 파라미터 값은 서보모터 각각의 동작여부, 모터 각도, 모터 회전 방향, 동작 시간 등이다.

상기 엘이디(73a, 73b)는 색깔별로 빛을 내기 위해 설정하는 파라미터 값은 엘이디 중 켜고자 하는 엘이디를 체크해 주고 마찬가지로 끌 때 체크를 없애 준다. 상기 멜로디(73a, 73b)에서 설정하는 파라미터 값은 동작 여부와 멜로디 장치가 낼수 있는 음(멜로디, 버저, 차임벨, 테스트음 등) 중 듣고 싶은 음의 선택이다.

상기 로봇(20)의 외부 환경을 감지하는 입력센서 모듈(220)을 나타내는 아이콘은 적외선센서(77a, 77b), 접촉센서(78a, 78b), 빛센서(79a, 79b), 소리센서(80a, 80b) 아이콘이 있다.

상기 적외선센서(77a, 77b)는 거리에 따라 전방 장애물의 존재 유무와 색깔의 감지하는 센서로 적외선센서(77a, 77b)에 설정하는 파라미터 값은 사용할 센서의 번호, 0에서 255 사이의 센서 값이 나타내는 반사되어 돌아오는 빛의 양, 조건 을 만족하지 못할 경우 이동할 블록 좌표이다.

상기 접촉센서(78a, 78b)는 일반적으로 전기 회로에서 스위치와 동일하며 눌렀는지 안눌렀는지를 감지하는 센서로 접촉센서(78a, 78b)에 설정하는 파라미터 값은 사용할 센서의 번호, 조건을 만족하지 않을 경우 이동할 블록 좌표이다.

상기 빛감지센서(79a, 79b)는 빛을 받으면 저항 값이 변하는 가변 저항으로 이루어진 센서로 상기 컨트롤러 시스템(200)에서 적외선센서와 포트를 공유한다. 빛감지센서(79a, 79b)에 설정하는 파라미터 값은 사용할 센서의 번호, 0에서 255 사이의 센서 값이 나타내는 들오는 빛의 양, 조건을 만족하지 않을 경우 이동할 블록 좌표이다.

상기 소리센서(80a, 80b)는 마이크로 크고 짧은 소리를 감지하는 센서로 상기 컨트롤러 시스템(200)에서 접촉센서와 포트를 공유한다. 소리센서(80a, 80b)에 설정하는 파라미터 값은 사용할 센서의 번호, 조건을 만족하지 않을 경우 이동할 블록의 좌표이다.

상기 프로그램의 임의 제어 모듈 아이콘으로는 반복(75a, 75b)과 분기(81a, 81b)이 아이콘이 있다.

상기 반복(75a, 75b)은 이 아이콘을 지날 때마다 지나는 회수를 세어 설정된 회수보다 작으면 설정해 놓은 블록으로 이동하고 설정된 회수가 되면 다음 블록으로 이동시키는 역할을 한다. 이를 위해 상기 반복(75a, 75b) 아이콘에 설정하는 파라미터 값은 프로그램 흐름이 지나갈 때마다 체크하게 되는 반복 회수, 설정한 반복 회수 보다 작을 경우 이동할 블록 좌표이다.

상기 분기(81a, 81b)은 이 아이콘에 오면 무조건 설정한 좌표로 이동시키는 역할을 한다. 이를 위해 상기 분기(81a, 81b) 아이콘에 설정하는 파라미터 값은 무조건 이동할 블록의 좌표이다.

도 8을 참조하여 상기 프로그래밍 프레임(6b)에 위치한 아이콘의 파라미터 설정을 살펴보면, 상기 아이콘 프레임(6a)에서 그림 아이콘 디씨모터(71a) 또는 실사 아이콘 디씨모터(71b)를 선택하여 프로그래밍 프레임(6b)에 위치시키고 상기 프로그래밍 프레임(6b)에 위치한 아이콘(8a, 8a')를 더블클릭하여 띄워진 다이얼로그 상자(8b)에 파라미터 값(디씨모터 1을 속도 1단으로 시계방향으로 회전하되 0.2초간 움직이도록 하고 디씨모터 2를 정지)을 설정하였을 때 이에 따라 설정 값 및 동작이 그림 아이콘(71a)으로 작성 할 경우 상기 아이콘(8a)와 같이 디씨모터 아이콘(71a) 위에 상기 입력된 값이 파라미터 형식으로 나타난다. 반면 상기 실사 아이콘(71b)으로 작성 할 경우 상기 아이콘(8a')와 같이 디씨모터 아이콘(71b) 위에 상기 입력된 값이 한글 또는 영어 문장 형식으로 나타난다. 또한, 상기 입력된 파라미터 값에 흐름선(8c)이 자동으로 생성된다.

상기 드로잉 생성 클래스(122b)는 상기 프로그래밍 프레임(6b)에 위치한 각 아이콘별로 입력된 파라미터 값에 따른 프로그램의 긍정 흐름을 나타내는 긍정 흐름선(화살표)과 분기를 나타내는 부정 흐름선 및 프로그램 단계가 다른 곳으로 분기된 경우 흐름선과 함께 분기된 곳 블럭의 테두리를 보라색과 같이 구분되게 표시하는 프로그램 흐름도를 자동으로 생성한다.

또한, 상기 드로잉 생성 클래스(122b)는 상기 프로그래밍 프레임(6b)에 위치 하는 아이콘의 모듈과 매칭되는 'if(flow_num ==(10*x + y)){ }'라는 하나의 C 언어 구문을 생성한다. 여기서 x, y는 각각 해당되는 아이콘이 배치된 좌표(x, y)를 의미한다. 즉 아이콘을 (4,5)에 위치시켰다면 'if(flow_num == 45){ }'라는 if 구문이 생기고 그 안에서 각 모듈별로 필요한 구문이 생성된다. 이는 설명을 위한 예시일뿐 특정한 언어에 구속됨을 의미하는 것은 아니다.

도 9는 상기 아이콘 프레임(6a)의 시작 아이콘(70a, 70b)를 프로그래밍 프레임(6b)으로 배치하여 사용할 때 생성되는 코드 예제도이다. 상기 프로그램 시작 아이콘(70a, 70b)은 프로그램의 시작을 알리며 여러 반복문의 변수를 초기화 하기 위해 항상 프로그램의 첫 시작 부분에 위치하여야 한다. 상기 프로그램 시작 아이콘(70a, 70b)의 위치가 (1,1)이고 반복 아이콘을 100(ii:아이콘의 갯수)개까지 사용 가능하며 반복 아이콘의 반복 횟수 변수들을 초기화(for_cnt[ii]=0)하고 다음 좌표(1,2)로 제어권을 넘기는 코드가 생성된 예시도이다.

상기 마우스 동작 클래스(122c)는 상기 드로잉 생성 클래스(122b)에서 생성한 아이콘 프레임(6a)에서 사용자가 아이콘을 선택했을 때 선택된 아이콘을 판별하고 선택된 아이콘의 이동 유무를 인식하여 상기 프로그래밍 프레임(6b)의 임의의 블록(6d)으로 배치시키고 상기 배치된 아이콘이 선택될 때 선택된 위치의 아이콘 인덱스와 블록 배열상의 위치 값이 상기 파라미터 설정 클래스(122d)로 전달한다.

상기 파라미터 설정 클래스(122d)는 상기 마우스 동작 클래스(122c)에 의해 상기 프로그래밍 프레임에 위치한 상기 아아콘이 선택될 때 설정 다이얼로그 상자(8b)를 띄워 파라미터 값을 입력 받는다.

도 10은 도 6의 툴바를 나타낸 메뉴 예시도이다. 화면 상단에 위치한 프로그램을 실행하기 위한 각종 메뉴와 툴바를 살펴보면, 메뉴는 파일, 편집, 보기, 창, 설정, 프로그램, 도움말로 구성되고 빠른 선택이 가능하도록 그림 버튼으로 툴바를 구성하였다.

상기 툴바(6c)를 살펴보면, 상기 파일 메뉴(10.1)은 프로그램 작성 기본 동작에 관한 메뉴로 새파일을 작성하고 기존 파일을 열고 작성된 파일을 저장하고 인쇄하는 기능을 포함한다. 이는 상기 초기화 클래스(122a) 기능 제공하는 메뉴이다.

상기 화면 조절 메뉴(10.2)는 프로그램 작성시 규모가 작은 프로그램에서는 아이콘을 크고 시원하게 배치하고 규모가 큰 프로그램에서는 아이콘을 작게 해서 보다 많은 아이콘을 배치한다. 상기 화면 아이콘의 크기는 세가지 모드(120X80, 90X60, 60X40 pixel by pixel)로 변경이 가능하며 각 화면당 최고 10X10의 100개까지 아이콘 배치가 가능하다. 도 11의 11a는 아이콘의 크기를 크게 하였을 때의 화면 예시도이고 11b는 아이콘의 크기를 작게 하였을 때의 화면 예시도이다.

상기 입력 변수 설정 메뉴(10.3)는 한글을 사용한 그림(파라미터) 아이콘 또는 하드웨어 모듈의 실사를 사용한 실사(문장) 아이콘 형태를 선택하는 메뉴이며 상기 그림 아이콘과 상기 실사 아이콘은 기능상의 차이는 없다.

상기 프로그램 메뉴(10.4)는 프로그램의 올바른 작성 여부를 확인하기 위한 프로그램 롤체크, 아이콘 형식의 프로그램을 C 언어로 생성하는 프로그램 생성, C 언어 코드를 기계어로 변환하는 프로그램 컴파일 생성, 상기 과정을 한데로 묶은 프로그램 롤체크,생성,컴파일 원샷 기능을 포함한다. 또한 상기 컴파일을 통해 생 성된 기계어 또는 데이터를 컨트롤러 시스템(200)으로 다운로드하기 위한 다운로드(10.5) 기능을 포함한다.

상기 화면색 변경 메뉴(10.6)는 프로그램의 바탕화면, 프로그램이 차례대로 실행되거나 조건을 만족할 때 흐롬을 나타내는 긍정 흐름선(화살표)의 색변경, 프로그램의 조건을 만족하지 않을 때 흐름을 나타내는 부정 흐름선(화살표)의 색변경, 입력 받은 데이터를 아이콘 위에 기술할 때 기술문 색을 변경하기 위한 일반 설명 색변경 기능을 포함한다.

상기 컨트롤러 보드 접속 상황 보기 메뉴(10.7)는 사용자가 프로그램을 작성한 후 프로그램에서 사용된 모듈들이 실제 로봇 컨트롤러 시스템(200)의 어디에 연결되어야 하는지를 도시한 컨트롤러 시스템 접속 상황 다이얼로그를 지원한다. 상기 컨트롤러 시스템 접속 상황 다이얼로그에서는 프로그래밍에 사용된 모듈들의 위치가 붉은색 버튼으로 표시되고 사용되지 않은 모듈들이 파란색 버튼으로 표시되어 직관적으로 모듈의 연결을 인지할 수 있으며 로봇(20)의 조립시에도 연결이 용이하다.

상기 프로그램 단계 조절 메뉴(10.8)는 프로그래밍 프레임(6b)에 아이콘을 더 많이 배치하고 프로그램의 단계를 증가시키거나 이와 반대로 프로그램 단계를 감소시키는 기능을 제공한다. 상기 프로그램의 크기가 커져서 아이콘을 100개 이상 배치하거나 화면 단위로 어떤 일정한 기능을 하는 모듈화된 프로그램을 작성하고자 할 때 프로그램 단계를 이용하여 1에서 10까지 바꾸면서 프로그래밍 할 수 있다. 상기 프로그램 단계가 증가할수록 프로그래밍 프레임(6b)의 x좌표가 증가하면서 단 계1은 (1,1)에서 (10,10) 단계2는 (11,1)에서 (20,10)과 같은 식으로 단계 10은 (90,1)에서 (100,10)으로 나타나게 된다. 도 12의 12a는 프로그램 단계을 1로 감소하였을 때의 화면으로 좌표가 (1,1)에서 (10,10)까지 표현된 예시도이고 12b는 프로그램 단계를 5로 증가하였을 때의 화면으로 좌표가 (41,1)에서 (50,10)까지 표현된 예시도이다. 이와 같은 화면 단위로 구분화된 프로그래밍 방식은 함수의 개념이나 모듈화된 프로그래밍 능력을 키워 줄 수 있다.

상기 프로그램 코드 생성부(140)의 코드 생성 클래스(142)에서 상기 그래픽 인터페이스부(120)를 통해 사용자가 작성한 아이콘 프로그램을 프로그램 코드로 변환하기 전에 최소한의 에러나 오동작을 파악하는 아이콘 프로그램 문법 체크를 한다. 우선 상기 프로그래밍 프레임에 위치하는 아이콘 프로그램의 시작 아이콘을 사용하지 않았는지 혹은 2개이상 사용하는지 체크한다. 다음으로 아이콘을 배치해 놓았지만 더블 클릭하지 않았을 경우 그 아이콘은 설정되지 않으므로 체크한다. 그리고 각 블록의 긍정 흐름선 아래에 아이콘이 없을 경우 그 프로그램은 갈 곳 없는 미아가 되버리므로 체크하고 블록들이 아이콘이 있는 곳으로 점프 되었는지를 살핀다.

도 13를 참조하여 사용자가 로봇제어 프로그램을 작성하는 순서를 살펴보면, 로봇제어 프로그램 작성에 사용할 그림 또는 실사 아이콘의 형태를 선택(S10, S10a, S10b)하고 상기 로봇(20)의 제어 순서에 대응하는 아이콘 프레임(6a)의 아이콘을 마우스로 선택하여 프로그래밍 프레임(6b)에 배치(S20)시키고 상기 프로그래밍 프레임(6b)에 위치한 각 아이콘을 선택하여 다이얼로그 상자에 아이콘의 동작 및 제어를 위한 파라미터 값을 설정(S22)하여 상기 파라미터 설정 값이 상기 프로그래밍 프레임의 상기 아이콘 위로 디스플레이(S24)되고 상기 파라미터 설정 값에 의해 상기 프로그래밍 프레임의 상기 아이콘에 자동으로 프로그램 순서흐름도가 생성(S26)된다. 상기 아이콘 배치(S20)과 파라미터 설정(S22)은 각각의 아이콘 배치후 바로 파라미터 설정(S20, S20a, S20b, S22)이 이루어질 수도 있고, 아이콘 배치가 완료된 후 일괄적으로 파라미터 설정(S20, S20a, S22)이 이루어질 수도 있다. 이는 사용자에 의해 결정되며 상기 아이콘 배치와 파라미터 설정 단계가 본 발명을 한정하지는 않는다. 상기 작성된 아이콘 프로그램의 문법을 체크(S30)하고 상기 아이콘 프로그램 문법 체크에서 이상이 없을 경우 프로그램 코드를 생성(S32)한다. 다음으로 상기 생성된 프로그램 코드를 컨트롤러 시스템(200)에서 인식 가능한 기계어 또는 데이터로 변환(S40)하고 상기 변환된 기계어 또는 데이터를 컨트롤러 시스템으로 다운로드(S50)하여 상기 로봇(20)의 제어를 확인할 수 있다.

상기 로봇의 제어 순서에 대응하는 아이콘 프레임의 아이콘을 마우스로 선택하여 프로그래밍 프레임에 배치시키는 단계(S20)는 사용자의 수준에 따라 로봇의 제어 순서에 대응하는 순서도 작성 단계가 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 프로그램 코드를 컨트롤러 시스템에서 동작할 수 있는 기계어 또는 데이터로 변환하는 단계는 사용자가 직접 프로그램 코드를 수정하는 인터프리트 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 아이콘 프로그램 문법을 체크하는 단계(S40)는 프로그램을 동작시키기 위한 최소한의 문법에 대한 검사 과정으로 상기 프로그래밍 프레임에 사용된 시작 아이콘 유무 및 중복을 체크하고 상기 프로그래밍 프레임에 위치한 아이콘 중에 파라미터를 설정하지 않은 아이콘을 체크하며 상기 프로그래밍 프레임에 위치한 아이콘의 파라미터 설정에 따른 프로그램의 컨트롤 플로가 지시하는 부분 또는 좌표에 아이콘 배치 유무를 체크한다.

<실시예>

빛감지 센서1이 200 이상의 빛을 감지하면 멜로디가 흘러나오면서 물체가 회전하는 로봇 제어 프로그램을 작성한다.

도 14a는 상기 실시예와 같은 로봇제어 프로그램을 작성하기 위한 순서도이다. 빛감지 센서1의 값이 200 이상인지를 비교(S100)하여 클 경우 멜로디를 동작시키고(S110) 디씨모터 1을 시계 방향으로 계속해서 동작시킨다(S120). 만일 빛감지 센서1의 값이 200 보다 작으면 계속해서 빛감지 센서1의 값을 체크한다.

도 14b는 상기 순서도에 매칭되게 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템의 소프트웨어를 사용하여 작성된 아이콘 프로그램 예시도이다. 그림 아이콘을 선택하여 작성한 프로그램 예시(e1)와 실사 아이콘을 선택하여 작성한 프로그램 예시(e2)로 동일한 결과를 나타낸다. 상기 아이콘 프레임(6a)에서 프로그램의 시작을 나타내는 시작 아이콘을 선택하여 프로그래밍 프레임(6b)의 좌표(1,1)에 배치하고 빛감지 센서 아이콘을 좌표(2,1)에, 멜로디 아이콘을 좌표(3,1)에, 디씨모터 아이콘을 좌표(4.1)에 프로그램 종료를 나타내는 종료 아이콘을 좌표(5,1)에 배치한다. 상기 빛감지 센서 아이콘의 파라미터 값으로 사용할 센서의 번호를 1로, 0에서 255 사이의 센서 값이 나타내는 들오는 빛의 양의 크기를 200으로, 조건을 만족하 지 않을 경우 이동할 블록 좌표를 (1,1)로 설정(S100)한다. 상기 빛감지 센서의 조건이 만족할 경우 멜로디를 동작시키기 위해 파라미터 값으로 동작 유로 체크하고 멜로디가 장치가 낼수 있는 음 중 듣고 싶은 음으로 멜로디를 선택(S110)한다. 다음으로 디씨모터 파라미터 값으로 디씨모터 1을 속도 1로 시계 방향으로 계속해서 움직이도록 하고 디씨모터 2를 정지(S120)시킨다. 상기 아이콘 배치와 파라미터 설정이 완료되면 상기 설정 값이 상기 프로그래밍 프레임에 위치한 아이콘 위에 파라미터(p) 또는 문장(p') 형태로 나타나고 파라미터 설정에 따른 흐름을 나타내는 흐름도(f)가 자동으로 생성된다.

상기 작성된 프로그램에서 사용된 모듈들이 실제 컨트롤러 시스템(200)에서접속되는 위치 및 상황을 확인하기 위해 컨트롤러 보드 접속 상황(10.7)을 확인하면 도 14c와 같이 나타난다. 상기 프로그램에서 사용된 빛센서와 멜로디 및 디씨모터는 연결을 표시하는 붉은색으로 표시(m1, m2, m3)되고 그 밖에 사용되지 않아 연결이 설정되지 않은 곳에 파란색으로 나타난다.

이상의 본 발명은 상기에 기술한 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템은 적외선 센서, 빛감지 센서 등의 아날로그 값들을 컨트롤러 시스템에 부착된 엘씨디를 통해 직접 확인이 가능하여 로봇 구동을 구체적으로 확인하는 효 과가 있다.

또한, 상기 로봇은 컨트롤러 시스템에서 동시에 17개의 입출력 모듈을 제어를 가능하게 함으로써 다양한 형태의 구성과 동작을 구현하는 범용 확장성을 향상하는 효과가 있다.

또한, 한글 또는 영문의 그림(파라미터) 형식 또는 로봇 조립시 사용되는 하드웨어 모듈의 실제 사진을 아이콘화한 실사(문장) 형식의 아이콘으로 로봇제어 프로그램을 작성할 수 있는 직관적인 인터페이스를 제공하여 전자공학이나 프로그램에 대한 지식이 없는 사용자에게도 쉽고 효과적으로 로봇 교육을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 그림 또는 실사 아이콘에 설정된 파라미터 값이 그림 또는 실사 아이콘 위에 파리미터 또는 문장 형태로 나타나고 흐름도가 자동으로 생성됨으로 직관적으로 프로그램을 이해할 수 있는 효과가 있다.

또한, 로봇의 제어 순서도와 프로그램의 아이콘이 일대일로 대응되어 흐름을 파악하기 쉬운 효과가 있다.

또한 프로그램의 각 아이콘이 고유의 좌표(x,y)를 지내고 있고 파라미터 설정에 따라 프로그램의 흐름이 자동으로 생성되므로서 모델링 및 프로그래밍 능력을 자연스럽게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 아이콘 형식으로 작성된 프로그램이 실제 C 언어로 작성된 코드로 인터프리터되고 추가적으로 C 언어로 코드 수정이 가능함으로써 고급 로봇 제작을 위한 학습으로의 자연스러운 유도 효과가 있다.

또한, 로봇 제어 프로그램 작성에 사용된 하드웨어 센서 및 액츄에이터 모듈들이 실제 컨트롤러 시스템에 입출력으로 연결되는 바람직한 접속 상태를 소프트웨어적으로 확인하여 로봇 조립을 용이하게 하는 효과가 있다.

Claims (26)

1. 로봇의 형체를 구성하는 다수의 기계적인 프레임이 결합되고 상기 로봇의 외부 환경을 감지하는 다수의 입력센서 모듈들과 상기 로봇을 움직이는 다수의 액츄에이터 모듈들이 상기 로봇의 제어를 담당하는 컨트롤러 시스템과 결합되는 로봇;

   상기 로봇을 제어하는 프로그램을 작성하기 위한 그림 또는 실사 형태의 아이콘 환경 인터페이스 수단을 포함하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 소프트웨어와 상기 소프트웨어로 작성된 로봇제어 프로그램을 상기 로봇으로 전송하는 데이터 송수신 장치를 구비하는 컴퓨터; 및

   상기 컴퓨터에서 작성된 로봇제어 프로그램을 상기 로봇으로 다운로드하기 위한 유무선 송수신 장치를 포함하는데,

   상기 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 소프트웨어는 상기 소프트웨어의 초기 환경 설정을 수행하는 초기화 생성 클래스; 상기 아이콘 기반 인터페이스를 설정 및 디스플레이하는 드로잉 생성 클래스; 상기 아이콘의 선택 및 블록 배치에 따른 아이콘 프로그램을 생성하는 마우스 동작 클래스; 및 상기 블록에 위치한 아이콘 속성에 따른 파라미터 값을 입력받는 파라미터 설정 클래스를 포함하여 아이콘 기반 인터페이스 수단을 제공하는 뷰 클래스를 포함하는 그래픽 인터페이스부; 상기 그래픽 인터페이스부를 통해 제작된 아이콘 프로그램을 프로그램 코드로 생성하는 코드 생성 클래스를 포함하는 프로그램 코드 생성부; 상기 프로그램 코드 생성부에서 생성된 프로그램 코드를 로봇에서 인식 가능한 기계어 또는 데이터로 변환하는 컴파일 클래스를 포함하는 기계어 변환부; 및 상기 컨트롤러 시스템의 프로세서로 변환된 상기 기계어 또는 데이터를 전송하는 다운로드 클래스를 포함하는 다운로드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 컨트롤러 시스템은

   상기 기계적 프레임과 결합되고 상기 입력센서 모듈의 입력 값을 제공 받는 다수의 입력센서 모듈연결단자, 상기 액츄에이터 모듈과 연결되는 다수의 액츄에이터 모듈연결단자, 상기 제작된 로봇제어 프로그램을 다운받는 다운로더단자, 디스플레이 창, 상기 디스플레이 창에 나타날 값을 선택하는 선택버튼, 상기 로봇의 구 동 유무를 결정하는 시작/정지 버튼, 전원연결단자, 및 상기 입력센서의 입력 값과 상기 로봇제어 프로그램에 따라 상기 로봇을 제어하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 드로잉 생성 클래스는

   상기 화면의 일측에 고정 아이콘이 배치된 아이콘 프레임을 나타내고 다른 일측에 블록과 좌표로 이루어진 프로그래밍 프레임을 나타내는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 드로잉 생성 클래스는

   상기 고정 아이콘으로 프로그램의 시작과 끝을 나타내는 프로그램 기본 아이콘과 로봇을 움직이는 액츄에이터 출력 모듈 아이콘과 외부 환경의 변화를 감지하는 입력센서 모듈 아이콘 및 반복과 분기를 나타내는 아이콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 드로잉 생성 클래스는

   상기 아이콘에 동작 가능한 같은 종류의 모듈을 모두 나타내는 것을 특징으로 하는 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 드로잉 생성 클래스는

   상기 아이콘을 한글 또는 영어 모듈 이름과 그림 아이콘으로 나타내는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 드로잉 생성 클래스는

   상기 프로그래밍 프레임에 위치한 상기 아이콘의 파라미터 값과 그에 따른 동작을 상기 그림 아이콘 위에 한글 또는 영문 파라미터 형태로 나타내는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 드로잉 생성 클래스는

    상기 아이콘을 로봇 조립시 사용되는 하드웨어 모듈의 실제 사진을 아이콘으로 나타내는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 드로잉 생성 클래스는

    상기 프로그래밍 프레임에 위치한 상기 아이콘의 파라미터 값과 그에 따른 동작을 상기 실사 아이콘 위에 문장 형태로 나타내는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 드로잉 생성 클래스는

    상기 프로그래밍 프레임에 위치한 아이콘의 파라미터 값에 의해 긍정 흐름을 나타내는 긍정 흐름선과 분기를 나타내는 부정 흐름선 및 프로그램 단계가 다른 곳으로 분기된 경우 블럭의 테두리를 구분되게 표시하는 프로그램 흐름도가 자동으로 생성되는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 드로잉 생성 클래스는

    상기 아이콘 프레임에 나타나는 아이콘들 각각에 대해 고유의 인덱스 값을 부여하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
14. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 드로잉 생성 클래스는

    상기 아이콘 프레임에서 선택된 아이콘이 상기 프로그래밍 프레임의 원점부터 임의의 위치(x,y)까지 자유롭게 배치되며 상기 아이콘의 위치를 고유 좌표로 나타내는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 드로잉 생성 클래스는

    상기 아이콘의 크기를 변경하는 사이즈 변경 모드를 제공하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 드로잉 생성 클래스는

    상기 화면 단위 또는 일정 기능의 모듈 단위로 프로그램 단계를 조절하는 프로그램 단계 변경 모드를 제공하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 마우스 동작 클래스는

    상기 드로잉 생성 클래스에서 생성한 아이콘 프레임에서 사용자가 아이콘을 선택했을 때 선택된 아이콘을 판별하고 선택된 아이콘의 이동 유무를 인식하여 상기 프로그래밍 프레임의 임의의 블록으로 배치시키고 상기 배치된 아이콘이 선택될 때 선택된 위치의 아이콘 인덱스와 블록 배열상의 위치 값이 상기 파라미터 설정 클래스로 전달되는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
18. 제 1 항 또는 제 17 항에 있어서,

    상기 파라미터 설정 클래스는

    상기 마우스 동작 클래스에 의해 상기 프로그래밍 프레임에 위치한 상기 아아콘이 선택될 때 설정 다이얼로그 상자를 띄워 파라미터 값을 입력 받는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
19. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 내지 제 13 항, 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 프로그램 코드 생성부의 코드 생성 클래스에서

    상기 그래픽 인터페이스부의 상기 프로그래밍 프레임에 위치하는 아이콘 프로그램의 시작 아이콘을 사용 유무, 시작 아이콘의 사용 갯수, 아이콘의 파라미터 설정 유무, 각 아이콘의 긍정 흐름 아래 아이콘 유무 및 오동작을 체크하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 프로그램 코드 생성부의 코드 생성 클래스에서

    상기 그래픽 인터페이스부의 상기 프로그래밍 프레임에 위치하는 각 아이콘의 모듈에 해당되며 아이콘 배치된 좌표(x, y)에 매칭되는 하나의 언어 구문 코드가 생성되는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
21. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 뷰 클래스는 상기 아이콘 프로그램에서 사용된 모듈들이 상기 로봇 컨트롤러 시스템과 연결되는 위치 및 접속 상태를 도시한 컨트롤러 시스템 접속 상황 다이얼로그 상자를 제공하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육시스템.
22. 로봇제어 프로그램 작성에 사용할 그림 또는 실사 아이콘의 형태를 선택하는 단계;

    로봇의 제어 순서에 대응하는 아이콘 프레임의 아이콘을 마우스로 선택하여 프로그래밍 프레임에 배치시키는 단계;

    상기 프로그래밍 프레임에 위치한 각 아이콘을 선택하여 다이얼로그 상자에 아이콘의 동작 및 제어를 위한 파라미터 값을 설정하는 단계;

    상기 파라미터 설정 값이 상기 프로그래밍 프레임의 상기 아이콘 위로 디스플레이되는 단계;

    상기 파라미터 설정 값에 의해 상기 프로그래밍 프레임의 상기 아이콘에 자동으로 프로그램 순서흐름도가 생성되는 단계;

    상기 작성된 아이콘 프로그램의 문법을 체크하는 단계;

    상기 아이콘 프로그램 문법 체크에서 이상이 없을 경우 프로그램 코드를 생성하는 단계;

    상기 생성된 프로그램 코드를 컨트롤러 시스템에서 인식 가능한 기계어 또는 데이터로 변환하는 단계; 및

    상기 변환된 기계어 또는 데이터를 컨트롤러 시스템으로 다운로드하는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육방법.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 로봇의 제어 순서에 대응하는 아이콘 프레임의 아이콘을 마우스로 선택하여 프로그래밍 프레임에 배치시키는 단계는 로봇의 제어 순서에 대응하는 순서도 작성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육 방법.
24. 제 22 항에 있어서,

    상기 아이콘 프로그램 문법을 체크하는 단계는

    상기 프로그래밍 프레임에 사용된 시작 아이콘 유무 및 중복을 체크하는 단계;

    상기 프로그래밍 프레임에 위치한 아이콘 중에 파라미터를 설정하지 않은 아이콘을 체크하는 단계; 및

    상기 프로그래밍 프레임에 위치한 아이콘의 파라미터 설정에 따른 프로그램의 컨트롤 플로가 지시하는 부분 또는 좌표에 아이콘 배치 유무를 체크하는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육 방법.
25. 제 22 항에 있어서,

    상기 프로그램 코드를 컨트롤러 시스템에서 동작할 수 있는 기계어 또는 데이터로 변환하는 단계는 사용자가 직접 프로그램 코드를 수정하는 인터프리트 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아이콘 기반 로봇제어 프로그램 작성 교육 방법.
26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램 코드가 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.

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