KR101038309B1 - 로봇 서비스 실행 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자가 제공받고자 하는 서비스를 저작하면, 연결된 도형이 도형에 대응하는 서비스 마크업 언어로 변환되고, 변환된 서비스 마크업 언어를 로봇 서비스 실행기가 분석하여 로봇 명령어 집합으로 재구성한다. 이 로봇 명령어 집합을 로봇에 가해진 외부적인 변화 및 사용자가 요청한 동작의 결과에 맞춰 사용자가 지정한 때에 로봇 가상 머신으로 전송될 수 있도록 스케줄링 되어 로봇 코드를 통해 실제 로봇을 동작시키는 엔진의 제어구문을 거쳐 로봇의 구동부에 전기적 신호로 전달되도록 하는 로봇 서비스 실행 시스템에 관한 것이다.
로봇, 서비스, 실행, 마크업 언어, 명령어 집합, 스케줄링

Description

로봇 서비스 실행 시스템{System for executing Robot service}
본 발명은 로봇 서비스 실행 시스템에 관한 것이다.
보다 상세하게는 제공받고자 하는 서비스를 저작하면, 연결된 도형이 도형에 대응하는 서비스 마크업 언어로 변환되고, 변환된 서비스 마크업 언어를 로봇 서비스 실행기가 분석하여 로봇 명령어 집합으로 재구성한다. 이 로봇 명령어 집합을 로봇에 가해진 외부적인 변화 및 사용자가 요청한 동작의 결과에 맞춰 사용자가 지정한 때에 로봇 가상 머신으로 전송될 수 있도록 스케줄링 되어 로봇 코드를 통해 실제 로봇을 동작시키는 엔진의 제어구문을 거쳐 로봇의 구동부에 전기적 신호로 전달되도록 하는 로봇 서비스 실행 시스템에 관한 것이다.
로봇은 사용자에 의해 조건이 입력되면 외부 환경을 센싱하고, 센싱된 상황정보 및 사용자에 의해 입력된 조건을 바탕으로 판단하고, 판단 결과에 따라 행동하는 세가지 기능 요소를 갖는다.
상기와 같이 로봇이 센싱된 외부환경에 따라 적절히 판단하고 행동할 수 있 도록 하는 것은 로봇의 종류에 따라 제품으로 출하되기 전에 외부 환경에 따라 로봇이 적절한 동작을 할 수 있도록 제작된 제어구문인 로봇 운용 프로그램이 로봇에 탑재되어 있으며, 탑재된 로봇 운용 프로그램에 따라 로봇이 행동하게 된다.
상기와 같은 제어구문은 로봇 제작시 전문가에 의해 이루어지며, 사용자들은 이미 운용 프로그램에 따라 행동하는 로봇에 입력조건만을 달리하여 로봇의 행동에 대해서 약간의 제어를 할 수 있다.
그러나 사용자들은 원하는 서비스를 로봇에 저작하여 사용할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 로봇을 사용하는 사용자가 복잡한 제어구문을 알지 않고도 쉽게 도형을 연결하는 방식으로 제공받고자 하는 서비스 정보를 입력하고, 연결된 도형이 서비스 마크업 언어로 변환되고, 서비스 마크업 언어가 로봇 명령어 집합으로 변환되어, 사용자가 원할 때 수행되도록 스케줄링 되고, 로봇 가상 머신으로 전송되어 로봇 코드를 통해 엔진들로 전환되어 실제 로봇을 동작시키는 로봇 서비스 실행 시스템을 제공하는데, 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 서비스 항목을 도형으로 제공하고, 사용자가 제공되는 도형을 연결하여 원하는 서비스를 요청할 수 있도록 하고, 연결된 도형을 로봇 서비스 마크업 언어로 변환시켜 출력하고, 상기 로봇 서비스 마크업 언어를 로봇 명령어 집합으로 변환하여 출력하는 로봇 서비스 유저 인터페이스(110); 상기 로봇 서비스 유저 인터페이스(110)로부터 입력되는 로봇 명령어 집합을 이용하여 상태 기반의 서비스 실행 구조를 세우고, 상기 상태 기반의 서비스 실행 구조에 따라 로봇에게 동작을 요청할 수 있도록 동작 요청 정보를 생성하고, 상기 동작 요청 정보에 응하여 발생하는 실행 결과와 로봇에서 발생하는 이벤트를 수신받아 저장 관리하는 로봇 실행기(120); 및 상기 로봇 실행기(120)로부터 입력되는 동작 요청 정보를 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로 전송하고, 상기 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로부터 수신되는 명령 수행 결과 및 로봇에서 발생한 이벤트를 상기 로봇 실행기(120)로 전송하는 로봇가상머신(130)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 서비스 항목을 도형으로 제공하고, 사용자가 제공되는 도형을 연결하여 원하는 서비스를 요청할 수 있도록 하고, 연결된 도형을 로봇 서비스 마크업 언어로 변환시켜 출력하는 로봇 서비스 유저 인터페이스(110); 상기 로봇 서비스 유저 인터페이스(110)로부터 입력되는 로봇 서비스 마크업 언어를 로봇 명령어 집합으로 변환하고, 상기 로봇 명령어 집합을 이용하여 상태 기반의 서비스 실행 구조를 세우고, 상기 상태 기반의 서비스 실행 구조에 따라 로봇에게 동작을 요청할 수 있도록 동작 요청 정보를 생성하고, 상기 동작 요청 정보에 응하여 발생하는 실행 결과와 로봇에서 발생하는 이벤트를 수신받아 저장 관리하는 로봇 실행기(120); 및 상기 로봇 실행기(120)로부터 입력되는 동작 요청 정보를 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로 전송하고, 상기 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로부터 수신되는 명령 수행 결과 및 로봇에서 발생한 이벤트를 상기 로봇 실행기(120)로 전송하는 로봇가상머신(130)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 사용자(서비스 저작자)가 실제 로봇을 제어하는 복잡한 로봇의 기능을 이행하고 제어 원리를 알지 못하는 경우에도 로봇의 기능을 원할 때 수행시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 서비스 저작 방법을 학습할 경우 일관적인 인터페이스로 서비스 저작 방법을 로봇별로 학습할 필요 없이 다양한 로봇에서 수행할 수 있는 서비스를 비교적 쉽게 저작할 수 있으며, 로봇의 유형이 유사하면 적은 비용으로 저작된 서비스를 재사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 로봇 서비스 저작환경을 개발하고 유지함에 있어서, 구조적으로 다기종의 로봇을 적용할 때 변경 점을 최소화하여 비교적 적은 비용으로 로봇 서비스 저작환경을 지원하는 로봇의 목록을 늘일 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 로봇 서비스를 수행하는 저수준 명령어 집합을 제공하여 사용자에게 제공할 수 있는 저작 유저 인터페이스에 대하여 서비스를 구성하고 스케줄링 하는 핵심기능과 별개로 가독성이 뛰어난 XML을 비롯하여 사용자에게 친숙한 기존의 프로그램 언어를 지원할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 로봇 서비스 실행 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 서비스 항목을 도형으로 제공하고, 사용자가 제공되는 도형을 연결하여 원하는 서비스를 요청할 수 있도록 하고, 연결된 도형을 로봇 서비스 마크업 언어로 변환시켜 출력하고, 상기 로봇 서비스 마크업 언어를 로봇 명령어 집합으로 변환하여 출력하는 로봇 서비스 유저 인터페이스(110)와, 상기 로봇 서비스 유저 인터페이스(110)로부터 입력되는 로봇 명령어 집합을 이용하여 상태 기반의 서비스 실행 구조를 세우고, 상기 상태 기반의 서비스 실행 구조에 따라 로봇에게 동작을 요청할 수 있도록 동작 요청 정보를 생성하고, 상기 동작 요청 정보에 응하여 발생하는 실행 결과와 로봇에서 발생하는 이벤트를 수신 받아 저장 관리하는 로봇 실행기(120)와, 상기 로봇 실행기(120)로부터 입력되는 동작 요청 정보를 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들 웨어로 전송하고, 상기 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로부터 수신되는 명령 수행 결과 및 로봇에서 발생한 이벤트를 상기 로봇 실행기(120)로 전송하는 로봇가상머신(130)으로 구성된다.
상기 로봇 서비스 유저 인터페이스(110)는 로봇 서비스 마크업 언어를 해석하여 로봇 명령어 집합을 생성하는 로봇 명령어 집합생성수단(111)을 더 포함한다.
상기 로봇 실행기(120)는 로봇 서비스 마크업 언어를 해석하여 복수의 로봇 명령어 중 하나를 선택하여 서비스 수행에 필요한 정보를 메모리상에 저장하여 스케줄링한다.
상기 로봇 실행기(120)는 로봇에서의 실행 결과 및 로봇에서 불특정할 때 일어나는 이벤트에서 생성된 데이터를 일관된 자료구조로 변환하여, 보관, 수정, 검색 및 전달할 수 있도록 상기 메모리에 저장되도록 한다.
상기 로봇 실행기(120)는 XML 기반의 인터페이스에 의해 상기 로봇가상머신(130)과 연결되며, 상기 XML 기반의 인터페이스를 통해 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로 로봇동작의 수행을 요청하는 요청정보(Request), 상기 요청정보에 응하여 그 결과를 알려주는 응답정보(Response), 로봇에서 불특정한 시간에 발생하는 이벤트가 송수신되도록 한다.
상기 로봇가상머신(130)은 동적 라이브러리 형태로 결합되는 로봇 코드부(131)를 더 포함하고 있으며, 상기 로봇 코드부(131)는 로봇 API를 호출하고, 상기 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로부터 전송되는 정보를 수신받아 상기 로봇가상 머신(130)으로 출력한다.
상기와 같이 구성된 로봇 서비스 실행 시스템의 작용은 다음과 같다.
로봇 서비스 유저 인터페이스(110)는 사용자가 보유하고 있는 로봇에 대해 원하는 시점에 원하는 서비스를 제공받을 수 있도록 한다. 즉, 서비스 항목을 도형으로 제공하고, 사용자가 제공되는 도형을 연결하여 원하는 서비스를 요청할 수 있도록 하고, 연결된 도형을 XML 기반의 로봇 서비스 마크업 언어로 변환시켜 출력하고, 상기 로봇 서비스 마크업 언어를 도 2에 도시된 바와 같이 로봇 명령어 집합(RIS, Robot Instruction Set)으로 변환하여 출력한다.
로봇 서비스 유저 인터페이스(110)의 XML 기반의 마크업 언어는 다양한 사용자가 사용하가 편한 프로그래밍 언어를 적용할 수 있도록 한다.
상기 XML 기반의 마크업 언어로 변환된 로봇 명령어 집합(RIS)은 로봇 실행기(120)로 출력되고, 로봇 실행기(120)는 로봇 명령어 집합을 이용하여 상태 기반의 실행구조를 세우고, 그에 따라 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로 전송되도록 하여 세워진 실행구조에 따라 로봇이 동작되도록 한다. 즉 로봇 실행기(120)는 기능 수행을 요청하는 요청(Request) 정보를 로봇 가상 머신(130)으로 전송하면, 로봇 가상 머신(130)은 로봇 실행기(120)로부터 입력되는 요청정보를 로봇 코드(Robot code)로 변환시켜 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로 전송한다. 그러면 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어는 요청(Request) 정보에 따라 로봇이 동작되도록 하고, 요청(Request) 정보에 응한 응답(Response) 정보를 로봇 가상 머신(130)으로 전송하면, 로봇 가상 머신(130)은 이를 수신받아 로봇 실행기(120)로 전송한다.
로봇 실행기(120)는 상기 요청(Request) 정보 및 응답(Response) 정보 이외에 임의의 시간에 로봇에서 발생하는 이벤트 정보에 대한 처리를 하고 있다. 즉 로봇 실행기(120)는 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어를 통해 로봇에서 임의의 시간에 발생한 이벤트 정보를 전송받아 로봇의 동작 상태를 모니터링하고, 로봇의 서비스 상태를 전환하고 다음 요청할 로봇의 기능 명령 시점을 결정한다.
로봇 실행기(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 로봇 가상 머신(130)을 통해 수신받은 응답(Response) 정보 및 이벤트 정보를 재가공할 수 있도록 변수를 지원한다. 즉 로봇 실행기(120)는 로봇 가상 머신(130)을 통해 응답(Response) 정보를 수신한 경우 응답 핸들러(Response Handler)를 이용하여 응답테이블(Response Table)로부터 해당 정보를 읽어 들여 로봇이 요청에 따라 정상적으로 동작하였는지 를 모니터링하게 된다.
로봇 실행기(120)는 도 4에 도시된 바와 같이 다양한 타입(type)의 변수들을 하나의 추상적인 데이터 세트(data set)로 적용하여 내용에 상관없이 독립적인 수행단위로 추상화하여 서비스 저작 환경 내의 모든 컴퍼넌트에서 사용하여 로봇 기종이 독립적으로 동작할 수 있도록 한다.
로봇 가상 머신(130)에서 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로 전송하고자 로봇 실행기(120)로부터 입력되는 명령을 로봇 코드(Robot code)로 변환하게 하는데, 이 로봇 코드 변환부분만이 로봇 기종에 종속되는 부분으로서, 이 부분에 한정하여 확장 및 유지 보수를 수행하게 되므로, 확장 및 유지 보수가 용이하다.
마지막으로 로봇 실행기(120)는 도 5에 도시된 바와 같이 유한 상태 기계와 절차적 사고를 표현할 수 있는 방법을 혼합하여 직관적으로 로봇의 상태를 가정하고, 수행할 동작을 규정함으로써 유연성이 있고, 빠른 유한상태 기계의 장점과 사용자의 절차적 사고를 서비스에 반영할 수 있도록 한다. 즉, 3개의 유한상태(State 1, State 2, State 3)가 존재하고, 이벤트가 발생하면 제 1 유한상태(State 1)에서 제 2 유한상태(state 2)로 넘어가고, 다시 이벤트가 발생하면 제 2 유한상태(state 2)에서 제 3 유한상태(state 3)로 넘어간다. 한편 제 2 유한상태(state 2)는 절차적 처리(Procedural Action A)가 이루어지도록 하여, 로봇이 설정된 조건에 따라 동작하도록 한다.
본 발명에 의해 설명되어진 로봇 서비스 유저 인터페이스(110)는 PC 등과 같은 단말기에 탑재되어 있고, 로봇 실행기(120) 및 로봇 가상 머신(130)은 로봇 내부에 탑재되어 있으며, 로봇 서비스 유저 인터페이스(110)에서 이루어지고 있는 사용자의 로봇 서비스 저작요청정보를 로봇 명령어 집합으로 변환하는 부분은 로봇 실행기(120)와 함께 로봇 내부에 탑재되는 것으로 구현할 수도 있다.
또한, 로봇 서비스 유저 인터페이스(110) 또한 로봇 내에 탑재되도록 구현하여 사용자가 사용하고 로봇에 구비된 입력장치를 통해 로봇 서비스 저작요청정보를 도형방식으로 제공되는 입력메뉴항목을 이용하여 입력할 수 있도록 하고, 입력된 로봇 서비스 저작요청정보에 따라 로봇이 동작되도록 하여, 로봇에 대한 별도의 전문 지식 없이도 사용자가 원하는 시점에 원하는 방식으로 로봇이 동작되도록 제어할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 서비스 저작 기능이 부가된 로봇의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 적용된 로봇 서비스 명령어 집합을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 적용된 로봇 실행기의 클래스 다이어그램이다.
도 5는 사용자가 원하는 서비스를 유한 상태 기계 모델과 순차적 실행 흐름모델을 결합시켜 구현한 형태로 설명하기 위한 도면이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
110 : 로봇 서비스 유저 인터페이스
111 : 로봇 명령어 집합생성수단
120 : 로봇 실행기
130 : 로봇 가상 머신

Claims (8)

  1. 서비스 항목을 도형으로 제공하고, 사용자가 제공되는 도형을 연결하여 원하는 서비스를 요청할 수 있도록 하고, 연결된 도형을 로봇 서비스 마크업 언어로 변환시켜 출력하고, 상기 로봇 서비스 마크업 언어를 로봇 명령어 집합으로 변환하여 출력하는 로봇 서비스 유저 인터페이스(110);
    상기 로봇 서비스 유저 인터페이스(110)로부터 입력되는 로봇 명령어 집합을 이용하여 상태 기반의 서비스 실행 구조를 세우고, 상기 상태 기반의 서비스 실행 구조에 따라 로봇에게 동작을 요청할 수 있도록 동작 요청 정보를 생성하고, 상기 동작 요청 정보에 응하여 발생하는 실행 결과와 로봇에서 발생하는 이벤트를 수신받아 저장 관리하는 로봇 실행기(120); 및
    상기 로봇 실행기(120)로부터 입력되는 동작 요청 정보를 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로 전송하고, 상기 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로부터 수신되는 명령 수행 결과 및 로봇에서 발생한 이벤트를 상기 로봇 실행기(120)로 전송하는 로봇가상머신(130);을 포함하여 이루어지되,
    상기 로봇 서비스 유저 인터페이스는,
    상기 로봇 실행기(120) 및 상기 로봇 가상 머신(130)과는 별도의 단말기에 탑재되어 사용자에 의해 입력되는 로봇 서비스 저작 요청정보를 무선신호로 변환시켜 송출하거나, 로봇 내부에 탑재되어 사용자가 로봇에 구비되어 있는 입력장치를 이용하여 로봇 서비스 저작요청정보를 입력할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 로봇 서비스 실행 시스템.
  2. 서비스 항목을 도형으로 제공하고, 사용자가 제공되는 도형을 연결하여 원하는 서비스를 요청할 수 있도록 하고, 연결된 도형을 로봇 서비스 마크업 언어로 변환시켜 출력하는 로봇 서비스 유저 인터페이스(110);
    상기 로봇 서비스 유저 인터페이스(110)로부터 입력되는 로봇 서비스 마크업 언어를 로봇 명령어 집합으로 변환하고, 상기 로봇 명령어 집합을 이용하여 상태 기반의 서비스 실행 구조를 세우고, 상기 상태 기반의 서비스 실행 구조에 따라 로봇에게 동작을 요청할 수 있도록 동작 요청 정보를 생성하고, 상기 동작 요청 정보에 응하여 발생하는 실행 결과와 로봇에서 발생하는 이벤트를 수신받아 저장 관리하는 로봇 실행기(120); 및
    상기 로봇 실행기(120)로부터 입력되는 동작 요청 정보를 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로 전송하고, 상기 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로부터 수신되는 명령 수행 결과 및 로봇에서 발생한 이벤트를 상기 로봇 실행기(120)로 전송하는 로봇가상머신(130);을 포함하여 이루어지되,
    상기 로봇 서비스 유저 인터페이스는,
    상기 로봇 실행기(120) 및 상기 로봇 가상 머신(130)과는 별도의 단말기에 탑재되어 사용자에 의해 입력되는 로봇 서비스 저작 요청정보를 무선신호로 변환시켜 송출하거나, 로봇 내부에 탑재되어 사용자가 로봇에 구비되어 있는 입력장치를 이용하여 로봇 서비스 저작요청정보를 입력할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 로봇 서비스 실행 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 실행기(120)는, 사용자가 저작한 서비스를 해석하여 상기 로봇 명령어 집합 중 대응하는 것을 선택하여 서비스 수행에 필요한 정보를 메모리상에 저장하여 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 로봇 서비스 실행 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 로봇 실행기(120)는, 상기 로봇에서의 실행 결과 및 로봇에서 불특정한 때에 일어나는 이벤트에서 생성된 데이터를 일관된 자료구조로 변환하여, 보관, 수정, 검색 및 전달할 수 있도록 상기 메모리에 저장되도록 하는 것을 특징으로 하는 로봇 서비스 실행 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로봇 실행기(120)는, XML 기반의 인터페이스에 의해 상기 로봇가상머신(130)과 연결되며, 상기 XML 기반의 인터페이스를 통해 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로 로봇동작의 수행을 요청하는 요청정보(Request), 상기 요청정보에 응하여 그 결과를 알려주는 응답정보(Response), 로봇에서 불특정한 시간에 발생하는 이벤트가 송수신되도록 하는 것을 특징으로 하는 로봇 서비스 실행 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로봇가상머신(130)은, 동적 라이브러리 형태로 결합되는 로봇 코드부(131)를 더 포함하고 있으며,
    상기 로봇 코드부(131)는, 로봇 API를 호출하고, 상기 로봇의 엔진 또는 로봇의 미들웨어로부터 전송되는 정보를 수신받아 상기 로봇가상 머신(130)으로 출력 하는 것을 특징으로 하는 로봇 서비스 실행 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
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