KR101199468B1 - Processing System of Sensor Signal for Robot And Method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로봇용 센서 신호 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 로봇 기구부의 움직임 상태를 제어하는 로봇 상위 제어기, 상기 로봇 기구부 및 상기 로봇 기구부 환경 중 적어도 하나의 위치에 배치되는 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서 그룹, 상기 로봇 상위 제어기와 상기 센서 그룹 사이에 배치되어 상기 센서 그룹에 포함된 센서들의 센서 신호를 공통적으로 무가공 또는 가공 처리한 후 상기 로봇 상위 제어기에 전달하는 센서 신호 처리 시스템을 포함하는 구성을 개시한다. 이러한 본 발명은 로봇 시스템의 설계, 제작 및 유지보수를 용이하게 수행할 수 있도록 지원한다.The present invention relates to a sensor signal processing system and method for a robot, comprising a robot host controller for controlling a movement state of a robot mechanism part, at least one sensor disposed at at least one position of the robot mechanism part and the environment of the robot mechanism part. And a sensor signal processing system disposed between the sensor group and the robot upper controller and the sensor group to transfer the sensor signals of the sensors included in the sensor group to the robot upper controller after the sensor signals are processed or processed in common. Initiate. This invention supports to easily perform the design, manufacture and maintenance of the robotic system.

로봇, 센서, 공통 Robot, sensor, common

Description

로봇용 센서 신호 처리 시스템 및 방법{Processing System of Sensor Signal for Robot And Method thereof}Processing system of sensor signal for robot and method

본 발명은 로봇에 관한 것으로, 특히 로봇에 배치되는 다양한 센서들의 센서 신호를 공통으로 처리하여 로봇의 설계, 제작 및 유지보수를 보다 편리하게 수행할 수 있도록 지원하는 로봇용 센서 신호 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a robot, and in particular, to a sensor signal processing system and method for a robot that supports the processing of the sensor signals of various sensors arranged on the robot in common to more conveniently perform the design, manufacturing and maintenance of the robot It is about.

로봇(Robot)은 자동 조절에 의해 조작이나 이동 등의 일을 수행할 수 있는 기계 장치로서, 인간을 대신하여 여러 작업에 이용되고 있다. 그 동안 로봇 산업은 급속도로 발전해 왔으며, 산업용 또는 특수 작업용 로봇에 대한 연구를 비롯해서 가정용, 교육용 로봇과 같이 인간의 작업을 돕고 인간의 생활에 즐거움을 주는 목적으로 만들어지는 로봇에 대한 연구로 확대되고 있는 실정이다. 우리나라는 로봇이 보급되기 시작한 것이 1960년대 말부터인데, 그 대부분은 공장에서 생산 작업의 자동화, 무인화 등을 목적으로 한 매니퓰레이터(manipulator)나 반송 로봇 등의 산업용 로봇(industrial robot)이었다.Robot is a mechanical device that can perform operations such as operation and movement by automatic adjustment, and is used for various tasks on behalf of humans. The robot industry has developed rapidly, and has been expanded to research on robots for industrial or special tasks, as well as for robots created for the purpose of helping humans and enjoying human life such as home and educational robots. It is true. In Korea, robots began to spread in the late 1960s, most of which were industrial robots such as manipulators or transfer robots for the purpose of automating and unmanning production operations in factories.

이러한 로봇들은 운용에 있어서 초기 위치 조정이 선행되어져야 하며, 또한 운용 중에도 로봇들의 움직임 및 위치 등을 추적할 수 있어야 한다. 이를 위하여 종래에는 로봇들의 움직임 및 위치 추적을 위하여 특정 센서가 사용되었다. 즉 종래 로봇에서는 내비게이션 등을 위하여 극히 제한적 목적에서 특정 종류의 센서들이 사용되었다.These robots must be preceded by an initial position adjustment in operation, and must also be able to track the movements and positions of the robots during operation. To this end, conventional sensors have been used for tracking the movement and position of robots. That is, in the conventional robot, a certain kind of sensors have been used for extremely limited purposes for navigation and the like.

한편, 최근 들어 로봇의 용도가 다양해지면서 로봇의 움직임 및 위치 또한 복잡해져 가고 있기 때문에 그에 맞추어 다양한 종류의 센서들이 적용되고 있다. 이에 따라 로봇의 생산과 유지보수 측면에서 다양한 센서들의 적용으로 인하여 로봇의 설계 및 제작이 복잡해져 가고 있다. 이에 따라 로봇 설계 및 제작과 유지보수에 있어서 신뢰성을 가질 수 있는 로봇 운용 장치 및 방법의 제안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.On the other hand, in recent years, as the use of the robot is diversified, the movement and the position of the robot are also complicated, and various kinds of sensors have been applied accordingly. Accordingly, the design and manufacture of robots is becoming complicated due to the application of various sensors in terms of robot production and maintenance. Accordingly, there is an urgent need for a proposal of a robot operation apparatus and method that can have reliability in robot design, manufacture, and maintenance.

따라서 본 발명의 목적은 로봇의 구현 및 제작 상의 설계를 단순화하고 신뢰성을 높일 수 있는 로봇용 센서 신호 처리 시스템 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a sensor signal processing system and method for a robot that can simplify the design and increase the reliability of the robot.

또한 본 발명의 목적은 센서 신호 처리 시스템을 이용하여 각종 센서 정보의 입력처리, 전처리 또는 가공 및 융합을 수행하여 로봇 상위제어기로 전달함으로써, 로봇 제어 및 지능 구현 시 용이하게 구현 가능하며, 복잡한 로봇의 설계를 단순화하여 로봇의 제작 및 유지보수의 신뢰성을 높일 수 있는 로봇용 센서 신호 처리 시스템 및 방법을 제공함에 있다.In addition, an object of the present invention is to perform the input processing, pre-processing or processing and fusion of various sensor information by using a sensor signal processing system to pass to the upper robot controller, it can be easily implemented when implementing the robot control and intelligence, It is to provide a sensor signal processing system and method for a robot that can simplify the design to increase the reliability of manufacturing and maintenance of the robot.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 로봇 상위 제어기, 센서 그룹, 센서 신호 처리 시스템을 포함하는 로봇용 센서 신호 처리 시스템을 개시한다. 상기 로봇 상위 제어기는 로봇 기구부의 움직임 상태를 제어한다. 상기 센서 그룹은 상기 로봇 기구부 및 상기 로봇 기구부 환경 중 적어도 하나의 위치에 배치되는 적어도 하나의 센서를 포함한다. 상기 센서 신호 처리 시스템은 상기 로봇 상위 제어기와 상기 센서 그룹 사이에 배치되어 상기 센서 그룹에 포함된 센서들의 센서 신호를 공통적으로 무가공 또는 가공 처리한 후 상기 로봇 상위 제어기에 전달한다.In order to achieve the above object, the present invention discloses a sensor signal processing system for a robot including a robot host controller, a sensor group, a sensor signal processing system. The robot host controller controls the movement state of the robot mechanism part. The sensor group includes at least one sensor disposed at at least one position of the robot mechanism portion and the robot mechanism portion environment. The sensor signal processing system is disposed between the robot host controller and the sensor group and transmits the sensor signals of the sensors included in the sensor group to the robot host controller after processing or processing them in common.

특히 본 발명의 센서 신호 처리 시스템은 센서 신호를 수집하는 센서 신호 수집부와, 센서 신호 및 연산 데이터를 상기 로봇 상위 제어기에 전송하기 위한 신호 전송 인터페이스와, 연산 데이터 생성 및 전송을 제어하는 신호 처리부의 구성 을 포함할 수 있다. 여기서 상기 신호 처리부는 신호 전처리부, 신호 후처리부, 신호 변경부 및 신호 전송 제어부를 포함할 수 있다. 상기 신호 전처리부는 센서 신호의 용량이 기 설정된 값 이상인 경우 센서 신호를 단순화하기 위한 전처리를 수행한다. 상기 신호 후처리부는 적어도 두 개의 센서 신호를 연계 또는 통합하여 연산 데이터를 생성하거나, 상기 전처리된 데이터와 상기 적어도 하나의 센서 신호를 연계 또는 통합하여 연산 데이터를 생성하거나, 생성된 연산 데이터들을 서로 연계 또는 통합하여 새로운 연산 데이터를 생성한다. 그리고 상기 신호 변경부는 적어도 하나의 센서 신호를 상기 로봇 상위 제어기가 처리할 수 있는 신호 형태로 변경하며, 신호 전송 제어부는 상기 센서 신호 및 연산 데이터 중 적어도 하나를 기 설정된 주기 및 상기 로봇 상위 제어기의 요청 중 적어도 하나에 따라 상기 로봇 상위 제어기에 전송하도록 제어한다.In particular, the sensor signal processing system of the present invention includes a sensor signal collection unit for collecting sensor signals, a signal transmission interface for transmitting sensor signals and calculation data to the upper robot controller, and a signal processing unit for controlling calculation data generation and transmission. May include configuration. The signal processor may include a signal preprocessor, a signal post processor, a signal changer, and a signal transmission controller. The signal preprocessor performs preprocessing to simplify the sensor signal when the capacity of the sensor signal is greater than or equal to a preset value. The signal post-processing unit generates calculation data by linking or integrating at least two sensor signals, or generates calculation data by linking or integrating the preprocessed data with the at least one sensor signal, or links the generated calculation data with each other. Or merge to create new computation data. The signal changer changes at least one sensor signal into a signal form that can be processed by the upper controller of the robot, and the signal transmission controller changes the at least one of the sensor signal and the operation data to a preset period and a request of the upper controller of the robot. Control to transmit to the robot host controller according to at least one of.

본 발명은 또한, 적어도 하나의 센서를 활성화하는 과정, 활성화된 센서들의 센서 신호를 별도의 센서 신호 공통 처리 장치인 센서 신호 처리 시스템이 수집하는 과정, 상기 센서 신호 처리 시스템이 상기 센서 신호를 무가공 또는 가공 처리하는 신호 처리 과정, 상기 센서 신호 처리 시스템이 상기 센서 신호 또는 가공 처리된 데이터를 로봇 상위 제어기에 전송하는 과정, 상기 로봇 상위 제어기가 상기 센서 신호 처리 시스템이 제공한 데이터를 바탕으로 로봇 기구부의 동작 명령을 제어하는 과정을 포함하는 로봇용 센서 신호 처리 방법을 개시한다.The present invention also provides a method of activating at least one sensor, collecting sensor signals of the activated sensors by a sensor signal processing system which is a separate sensor signal common processing device, and processing the sensor signals by the sensor signal processing system. Or a signal processing process for processing, a process for transmitting the sensor signal or processed data to the robot upper controller by the sensor signal processing system, and the robot upper controller based on the data provided by the sensor signal processing system. Disclosed is a method for processing a sensor signal for a robot, the method including controlling an operation command of the robot.

본 발명에 따르면, 본 발명의 로봇용 센서 신호 처리 시스템 및 방법은 점차 복잡해지는 산업용 로봇 및 지능형 로봇의 개발, 제작 및 유지보수 과정에서 발생할 수 있는 다양한 문제를 감소시키고, 복잡한 로봇의 설계를 단순화하여 로봇의 신뢰성을 높일 수 있다.According to the present invention, the sensor signal processing system and method for robots of the present invention reduces various problems that may occur during the development, manufacture, and maintenance of increasingly complex industrial robots and intelligent robots, and simplifies the design of complex robots. The reliability of the robot can be improved.

또한 본 발명은 다양한 센서의 입력을 쉽게 처리할 수 있으며, 로봇 상위 제어기는 유지하면서 센서 처리와 관련된 장치만 교체함으로써 보다 용이하게 로봇의 센서처리 능력을 업그레이드 할 수 있다. In addition, the present invention can easily process the input of the various sensors, it is possible to upgrade the sensor processing capability of the robot more easily by replacing only the device associated with the sensor processing while maintaining the robot upper controller.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to disturb the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 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 일실시 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.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 시스템(1)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a robot system 1 according to an embodiment of the present invention.

상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 로봇 시스템(1)은 로봇 상위 제어기(200), 센서 신호 처리 시스템(100), 센서 그룹(10)을 포함할 수 있으며, 로봇 상위 제어기(200)의 제어에 따라 동작하는 로봇 기구부 및 로봇 기구부의 동작 제어를 위한 하위 제어기를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the robot system 1 of the present invention may include a robot host controller 200, a sensor signal processing system 100, and a sensor group 10, and control of the robot host controller 200. The apparatus may further include a lower controller for controlling the robot mechanism and the robot mechanism.

이와 같은 구성을 가지는 로봇 시스템(1)은 센서 그룹(10)에 포함된 각종 센서로부터 전달되는 정보를 센서 신호 처리 시스템(100)을 기반으로 정보의 입력처리, 전처리 또는 가공 및 융합을 수행하여 로봇 상위 제어기(200)로 전달하도록 할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 로봇 시스템(1)에서 다수개의 센서들이 제공하는 센서 신호를 센서 신호 처리 시스템(100)에서 통합 처리하도록 함으로써 센서에 관련된 부가적인 설계가 필요 없이 복잡한 로봇 설계를 단순화함으로써 센서 신호 처리 시스템(100)을 기반으로 로봇 시스템(1)의 설계와 제작 및 유지 보수가 가능하도록 지원할 수 있다. 이하 각 구성을 보다 상세히 설명하기로 한다.The robot system 1 having such a configuration performs the input processing, preprocessing or processing and fusion of information based on the sensor signal processing system 100 with information transmitted from various sensors included in the sensor group 10. It can be delivered to the upper controller 200. Accordingly, the present invention integrates the sensor signals provided by the plurality of sensors in the robot system 1 in the sensor signal processing system 100, thereby simplifying the complex robot design without the need for additional design related to the sensors. Based on the system 100, the robot system 1 may be designed, manufactured, and maintained. Hereinafter, each configuration will be described in more detail.

상기 로봇 상위 제어기(200)는 관리자에게 로봇의 상태에 관한 정보를 제공하며, 관리자가 지정한 다양한 프로그램 루틴에 따라 로봇 기구부가 동작할 수 있도록 각종 제어 신호를 생성하고 이를 로봇 기구부 또는 로봇 기구부를 동작시키는 하위 제어기에 전달하는 구성이다. 이러한 로봇 상위 제어기(200)는 사용자 인터페이스, 로봇 프로그램 및 컨트롤 변수 저장부, 프로그램 순서 실행부, 동작 제어부(motion control), 입출력(I/O) 제어부, 센서 제어부(Sensor control), 네트웍 통신부, 프로그래머블 제어기 및 기타 주변장치(Peripheral equipment)를 포함할 수 있다. 이러한 로봇 상위 제어기(200)는 로봇 기구부가 동작하기 위한 속도 명령을 계산해주는 기능을 수행하며, 개인용 컴퓨터 또는 산업용 컴퓨터 등으로 구성될 수 있다. 특히 본 발명의 로봇 상위 제어기(200)는 센서 신호 처리 시스템(100)으로부터 전달된 가공된 연산 데이터 또는 가공되지 않은 센서 신호를 수신하고, 이를 기반으로 수신된 신호들을 통합 및 비교, 분석하게 되며, 그 결과를 로봇 기구부에 마련된 구동 모터에 제어 신호로서 전송할 수 있다. 그러면 로봇 기구부는 로봇 상위 제어기(200)가 전달하는 제어 신호에 따라 구동 모터를 동작시켜 해당 동작을 수행하게 된다. 이에 따라 상기 로봇 상위 제어기(200)는 센서 신호 처리 시스템(100)이 전달하는 센서 신호 또는 가공된 연산 데이터를 처리할 수 있는 처리 모듈만을 포함하고, 이를 기반으로 로봇 기구부의 위치와 동작 상태를 판단하고, 로봇 기구부의 동작 명령을 생성할 수 있다.The upper robot controller 200 provides the administrator with information on the state of the robot, and generates various control signals to operate the robot mechanism unit according to various program routines designated by the administrator and operates the robot mechanism unit or the robot mechanism unit. It is the configuration to transfer to the lower controller. The robot host controller 200 may include a user interface, a robot program and control variable storage unit, a program sequence execution unit, a motion control unit, an input / output (I / O) control unit, a sensor control unit, a network communication unit, and a programmable unit. It may include a controller and other peripheral equipment. The upper robot controller 200 performs a function of calculating a speed command for the robot mechanism to operate, and may be configured as a personal computer or an industrial computer. In particular, the robot host controller 200 of the present invention receives the processed operational data or the raw sensor signal transmitted from the sensor signal processing system 100, and based on this, the received signals are integrated, compared and analyzed, The result can be transmitted as a control signal to the drive motor provided in the robot mechanism part. Then, the robot mechanism operates the driving motor according to the control signal transmitted from the upper robot controller 200 to perform the corresponding operation. Accordingly, the upper robot controller 200 includes only a processing module capable of processing a sensor signal or processed calculation data transmitted from the sensor signal processing system 100, and determines the position and operation state of the robot mechanism based on this. And, the operation instruction of the robot mechanism part can be generated.

상기 센서 그룹(10)은 다양한 센서들을 포함한다. 여기서 다양한 센서들은 로봇 기구부가 동작하기 위한 초기화 상태, 동작하는 로봇 기구부의 동작 상태, 동작 완료 후 로봇 기구부의 정지 상태 등 다양한 로봇 기구부의 상태에 관한 센서 신호를 생성하고, 생성된 센서 신호를 센서 신호 처리 시스템(100)에 전달하게 된다. 이를 위하여 센서 그룹(10)은 다양한 종류의 센서들이 필요에 따라 하나에서 다수개가 로봇 기구부 또는 로봇 기구부가 동작하는 환경의 특정 위치에 배치될 수 있다. 이러한 상기 센서 그룹(10)은 광센서, 이미지 센서, 변위 센서, 근접/위치 센서, 역학 센서 등을 포함할 수 있다. 상기 광센서는 광전자 방출형 센서, 광도전 형 센서, 접합형 센서 및 이들의 조합된 형태를 포함한다. 변위 센서는 포텐쇼미터(Potentiometer), 차동변압기(Differential transformer), 인코더(encoder), 와전류형 변위 센서(eddy current type D.S.), 초음파 변위 센서(Ultrasonic D.S.), 광학식 변위센서, 정전용량형 변위센서 등을 포함할 수 있다. 역학센서는 스트레인 게이지, 압력 센서, 하중센서, 가속도계 및 이들의 조합된 형태를 포함할 수 있다. 상기 센서 그룹(10)은 상술한 다양한 종류의 센서들을 적어도 하나 이상 포함할 수 있으며, 각 종류별로 다수 개를 포함할 수 도 있다. 상기 센서 그룹(10)에 포함된 센서들은 센서 신호 처리 시스템(100)에 센서 신호를 전송하는 과정 중에 자신의 정보 즉, 센서 ID 정보와 센서 신호를 함께 전송하여 센서 신호 처리 시스템(100)이 어떠한 센서로부터 센서 신호를 수신하는지를 쉽게 판단할 수 있도록 지원할 수 있다. 상기 센서 그룹(10)에 포함된 각 센서들은 센서별로 그 신뢰도가 상이할 수 있다.The sensor group 10 includes various sensors. Here, the various sensors generate sensor signals related to various robot mechanism states such as an initialization state for the robot mechanism unit to operate, an operation state of the robot mechanism unit to be operated, and a stop state of the robot mechanism unit after the operation is completed, and the generated sensor signals are converted into sensor signals. And to the processing system 100. To this end, the sensor group 10 may be arranged at a specific position of the robot mechanism unit or the environment in which the robot mechanism unit is operated. The sensor group 10 may include an optical sensor, an image sensor, a displacement sensor, a proximity / position sensor, a dynamic sensor, and the like. The photosensors include photoemissive sensors, photoconductive sensors, junction sensors, and combinations thereof. Displacement sensors include potentiometers, differential transformers, encoders, eddy current type DSs, ultrasonic displacement sensors, optical displacement sensors, capacitive displacement sensors, etc. It may include. The dynamic sensors may include strain gauges, pressure sensors, load sensors, accelerometers, and combinations thereof. The sensor group 10 may include at least one or more of the various types of sensors described above, and may include a plurality of sensors for each type. The sensors included in the sensor group 10 transmit their information, that is, sensor ID information and sensor signals, together with the sensor signal processing system 100 during the process of transmitting the sensor signal to the sensor signal processing system 100. It can help to easily determine whether to receive a sensor signal from the sensor. Each sensor included in the sensor group 10 may have different reliability for each sensor.

상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 센서 그룹(10)에 포함된 적어도 하나의 센서들로부터 센서 신호를 수신하고, 수신된 센서 신호를 기 설정된 스케줄에 따라 가공 처리하여 로봇 상위 제어기(200)에 전달하는 구성이다. 이러한 센서 신호 처리 시스템(100)은 스케줄링에 따라 센서 그룹(10)으로부터 수신된 센서 신호를 별도의 가공 처리 없이 직접적으로 로봇 상위 제어기(200)에 전달할 수 도 있다. 이러한 센서 신호 처리 시스템(100)의 구성에 대하여 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.The sensor signal processing system 100 receives a sensor signal from at least one sensor included in the sensor group 10, processes the received sensor signal according to a preset schedule, and transmits the processed sensor signal to the upper robot controller 200. It is a constitution. The sensor signal processing system 100 may transfer the sensor signal received from the sensor group 10 directly to the upper robot controller 200 without additional processing according to the scheduling. The configuration of the sensor signal processing system 100 will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 센서 신호 처리 시스템(100)의 구성을 보다 상세히 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing in more detail the configuration of the sensor signal processing system 100 of the present invention.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 센서 신호 처리 시스템(100)은 센서 신호 수집부(110), 센서 신호 저장부(120), 신호 전송 인터페이스(130) 및 신호 처리부(140)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 센서 신호 저장부(120)는 설계에 따라 생략될 수 도 있다.Referring to FIG. 2, the sensor signal processing system 100 of the present invention may include a sensor signal collector 110, a sensor signal storage 120, a signal transmission interface 130, and a signal processor 140. have. The sensor signal storage 120 may be omitted according to design.

상기 센서 신호 수집부(110)는 상기 센서 그룹(10)에 포함된 다양한 센서들 중 로봇 상위 제어기(200)의 제어에 따라 활성화된 센서들로부터 센서 신호를 수집하고, 수집된 센서 신호를 신호 처리부(140)에 전달하는 구성이다. 이러한 센서 신호 수집부(110)는 센서 그룹(10)에 포함된 다양한 센서들로부터 센서 신호를 수집하기 위한 인터페이스를 마련할 수 있다. 이러한 상기 센서 신호 수집부(110)는 센서 그룹(10)에 포함된 센서의 연결 시 자동으로 ID를 부여하거나 하드웨어적 스위치 또는 소프트웨어적 스위치를 통해 센서의 연결 포트를 인식할 수 있다. 또한 센서 신호 수집부(110)는 센서 그룹(10)의 센서 연결 시 사전에 등록된 센서에 대하여 플러그 앤 플레이(Plug and Play(PnP)) 기능을 제공하여 별도의 설정 없이도 센서의 연결포트를 인식하도록 지원할 수 있다. The sensor signal collecting unit 110 collects sensor signals from the activated sensors under the control of the upper robot controller 200 among various sensors included in the sensor group 10, and collects the collected sensor signals into a signal processor. It is a configuration to deliver to 140. The sensor signal collector 110 may provide an interface for collecting sensor signals from various sensors included in the sensor group 10. The sensor signal collection unit 110 may automatically assign an ID or recognize a connection port of the sensor through a hardware switch or a software switch when the sensor included in the sensor group 10 is connected. In addition, the sensor signal collecting unit 110 provides a Plug and Play (PnP) function for a sensor registered in advance when the sensor is connected to the sensor group 10 to recognize a connection port of the sensor without any additional setting. Can be supported.

상기 센서 신호 저장부(120)는 신호 처리부(140)의 제어에 따라 상기 센서 신호 수집부(110)가 수집한 다양한 센서 신호를 저장한다. 그리고 상기 센서 신호 저장부(120)는 센서 그룹(10)으로부터 전달되어 신호 처리부(140)에서 가공 처리된 연산 데이터 또는 상기 저장된 다양한 센서 신호를 가공 처리하여 생성한 연산 데이터를 저장할 수 있다. 상기 센서 신호 저장부(120)에 저장된 센서 신호 및 신호 처리부(140)가 생성한 연산 데이터는 신호 전송 인터페이스(130)를 통하여 로봇 상위 제어기(200)에 전달될 수 있다. 또한 상기 센서 신호 저장부(120)는 센서 그룹(10)에 포함된 다양한 센서들에 대하여 특정 우선순위 정보 및 신뢰도 정보를 저장할 수 있다. 또한 상기 센서 신호 저장부(120)는 다양한 센서들의 운용에 필요한 알고리즘을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 센서 신호 저장부(120)는 영상 인식 알고리즘이나, 영상 필터링 알고리즘, 영상에서 특정 영상을 추출하는 알고리즘 등을 저장할 수 있다. 또한 상기 센서 신호 저장부(120)는 특정 센서들의 복잡한 센서 신호 연산을 위한 알고리즘 예를 들면 운동 에너지 발생에 따른 역학 계산, 운동에너지 변화에 따른 위치에너지 변환 및 그에 따른 거리 계산 등을 위한 알고리즘을 포함할 수 있다.The sensor signal storage unit 120 stores various sensor signals collected by the sensor signal collector 110 under the control of the signal processor 140. In addition, the sensor signal storage unit 120 may store the calculation data processed by the sensor group 10 and processed by the signal processor 140 or the stored various sensor signals. The sensor signal stored in the sensor signal storage unit 120 and the operation data generated by the signal processor 140 may be transferred to the robot upper controller 200 through the signal transmission interface 130. In addition, the sensor signal storage unit 120 may store specific priority information and reliability information of various sensors included in the sensor group 10. In addition, the sensor signal storage unit 120 may include an algorithm for operating various sensors. For example, the sensor signal storage unit 120 may store an image recognition algorithm, an image filtering algorithm, an algorithm for extracting a specific image from the image, and the like. In addition, the sensor signal storage unit 120 includes algorithms for calculating complex sensor signals of specific sensors, for example, dynamics calculation according to kinetic energy generation, potential energy conversion according to kinetic energy change, and distance calculation according thereto. can do.

상기 우선순위 정보에 대하여 보다 상세히 설명하면, 로봇 기구부에 다양한 센서들이 배치되는 시점에 각 센서들은 센서가 가지는 다양한 특성들로 인하여 로봇 기구부의 움직임을 정확히 반영하는 위치와 로봇 기구부의 움직임을 참조할 수 있는 위치에 각각 나뉘어져 배치될 수 있다. 이에 따라 로봇 시스템(1)은 센서 그룹(10)에 포함된 각 센서들의 종류와 특성 및 위치 등에 따라 각각 우선순위를 부여할 수 있다. 이때 센서 그룹(10)은 각 센서들의 센서 ID 정보를 제공함으로 상기 로봇 시스템(1)은 센서 ID 정보와 우선순위 정보를 서로 매칭하여 센서 신호 저장부(120)에 저장하도록 지원할 수 있다. 또한 전술한 바와 같이 센서들은 각각의 특성들로 인하여 거리 측정이나 로봇 시스템(1)의 환경을 검측하는데 있어서 신뢰도가 상이할 수 있다. 이러한 신뢰도는 각 센서들이 제작된 형태에 따라 달라질 수 있는데, 예를 들면 특정 센서의 경우 설정된 거리 이내에서는 높은 거리 측정 신뢰도를 가질 수 있으나, 설정된 거리를 벗어난 경우 해당 신뢰도가 급격하게 저하될 수 있다. 또한 특정 센서는 로봇 기구부의 동작 상태에 따른 힘을 검출할 수 있는데, 제작된 센서의 특성에 따라 검출되는 힘의 정확도 및 신뢰도가 상이할 수 있다. 이에 따라 상기 우선순위 정보는 각 센서들의 신뢰도 정보를 바탕으로 조정될 수 있으며, 본 발명의 로봇 시스템(1)에서는 신뢰도 정보를 우선순위 정보와 독립적으로 제공할 수 도 있다. 상기 신뢰도 정보는 추후 신호 처리부(140)에서 센서 신호들을 연계 및 통합 연산을 수행하는 과정에서 가중치 정보로 이용될 수 있다.In more detail with respect to the priority information, at the time when the various sensors are disposed in the robot mechanism, each sensor can refer to the position and the movement of the robot mechanism accurately reflects the movement of the robot mechanism due to the various characteristics of the sensor Each of them may be divided into positions. Accordingly, the robot system 1 may give priority to each of the sensors included in the sensor group 10 according to the types, characteristics, and positions of the sensors. In this case, the sensor group 10 may provide sensor ID information of each sensor so that the robot system 1 may match sensor ID information and priority information with each other and store the sensor ID information in the sensor signal storage 120. In addition, as described above, the sensors may have different reliability in measuring distance or detecting the environment of the robot system 1 due to their respective characteristics. Such reliability may vary depending on the shape of each sensor. For example, in the case of a specific sensor, it may have a high distance measuring reliability within a set distance, but if it is out of the set distance, the reliability may be sharply lowered. In addition, the specific sensor can detect the force according to the operating state of the robot mechanism part, the accuracy and reliability of the detected force may be different according to the characteristics of the manufactured sensor. Accordingly, the priority information may be adjusted based on reliability information of each sensor, and the robot system 1 of the present invention may provide the reliability information independently of the priority information. The reliability information may be used as weight information in a process in which the signal processing unit 140 performs linkage and integration operations on sensor signals.

상기 신호 전송 인터페이스(130)는 상기 로봇 상위 제어기(200)와 통신할 수 있는 인터페이스이다. 이러한 신호 전송 인터페이스(130)는 신호 처리부(140)의 제어에 따라 상기 센서 신호 저장부(120)에 저장된 센서 신호 및 연산 데이터를 로봇 상위 제어기(200)에 전송할 수 있다.The signal transmission interface 130 is an interface that can communicate with the robot host controller 200. The signal transmission interface 130 may transmit sensor signals and calculation data stored in the sensor signal storage unit 120 to the upper robot controller 200 under the control of the signal processor 140.

상기 신호 처리부(140)는 상기 센서 신호 수집부(110)가 수집한 센서 신호들을 기반으로 연산 데이터를 생성한다. 그리고 상기 신호 처리부(140)는 상기 연산 데이터 및 상기 센서 신호를 상기 로봇 상위 제어기(200)에 기 설정된 스케줄링에 따라 상기 신호 전송 인터페이스(130)를 통하여 전달하도록 제어할 수 있다. 상기 신호 처리부(140)는 센서 신호 수집부(110)가 수집한 다양한 센서 신호들에 대하여 기 설정된 우선순위 정보 및 신뢰도 정보 중 적어도 하나를 바탕으로 센서 신호들의 가중치를 판단하고, 가중치를 바탕으로 특정 센서들을 서로 연계하여 연산하는 등의 처리를 수행할 수 있다. 이러한 상기 신호 처리부(140)는 가공 처리된 연산 데이터를 로봇 상위 제어기(200)에 전달하거나, 우선순위 또는 신뢰도가 높은 센서 신호들을 별도의 가공 없이 스케줄링 된 정보에 따라 선택적으로 로봇 상위 제어기(200)에 전달할 수 있다. 이를 위하여 상기 신호 처리부(140)는 각 센서 신호들에 대한 우선순위 정보 및 신뢰도 정보 중 적어도 하나를 센서 신호 저장부(120)로부터 로드할 수 있다. 그리고 특정 센서 ID 정보를 포함하는 센서 신호가 전달되면, 센서 ID 정보와 센서 신호 저장부(120)에 저장된 우선순위 정보 및 신뢰도 정보 중 적어도 하나와 비교하여 해당 센서 신호의 가중치를 결정할 수 있다. 즉 신호 처리부(140)는 로봇 기구부의 움직임이나 상태 측정을 위하여 다양한 센서 그룹(10)으로부터 수신된 센서 신호들을 연산할 때 수신된 센서 신호들의 가중치에 따라 연산 데이터를 생성함으로써 로봇 기구부의 움직임이나 상태에 대한 신뢰성 높은 연산 데이터를 생성할 수 있다. 이러한 상기 센서 신호 처리 시스템은 센서 신호 가공 처리 시 특정 센서들이 제공하는 데이터 개수 변화, 센서 데이터 형식의 변화, 센서 데이터의 전처리 및 후처리 등을 수행할 수 있다. The signal processor 140 generates arithmetic data based on the sensor signals collected by the sensor signal collector 110. The signal processor 140 may control the operation data and the sensor signal to be transmitted through the signal transmission interface 130 according to a preset scheduling of the robot upper controller 200. The signal processor 140 determines weights of the sensor signals based on at least one of preset priority information and reliability information about various sensor signals collected by the sensor signal collector 110, and determines the weights of the sensor signals based on the weights. Processing such as computing the sensors in conjunction with each other can be performed. The signal processor 140 transmits the processed calculation data to the robot higher controller 200 or selectively transmits the sensor signals having high priority or reliability according to the scheduled information without additional processing. Can be delivered to. To this end, the signal processor 140 may load at least one of priority information and reliability information of each sensor signal from the sensor signal storage 120. When the sensor signal including the specific sensor ID information is transmitted, the weight of the corresponding sensor signal may be determined by comparing the sensor signal with at least one of the priority information and the reliability information stored in the sensor ID information and the sensor signal storage 120. That is, the signal processor 140 generates calculation data according to the weights of the received sensor signals when calculating the sensor signals received from the various sensor groups 10 to measure the movement or the state of the robot mechanism. It is possible to generate reliable operation data for. The sensor signal processing system may perform a change in the number of data provided by specific sensors, a change in sensor data format, pre-processing and post-processing of sensor data, and the like in the sensor signal processing.

이러한 신호 처리부(140)는 초음파, IR, 레이저 거리센서들을 융합하여 로봇의 주변 환경에 대한 2차원적 또는 3차원적 지도를 작성하고, 작성된 지도를 로봇 상위 제어기(200)에 제공할 수 있다. 이 과정에서 상기 신호 처리부(140)는 초음파, IR, 레이저 거리센서 등의 정보를 융합 및 선별하여 각 순간별 최적의 데이터를 도출하여 로봇 상위 제어기(200)에 제공할 수 있다. 한편 상기 신호 처리부(140)는 높은 연산치를 요구하는 비전 센서 입력의 경우 전처리 및 가공 과정을 담당하여 비전 정보로부터 로봇 주변의 사물정보 등을 도출하여 로봇 상위 제어 기(200)에 제공할 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 신호 처리부(140)는 도 3에 도시된 바와 같은 구성을 포함할 수 있다.The signal processor 140 may fuse ultrasound, IR, and laser distance sensors to create a two-dimensional or three-dimensional map of the surrounding environment of the robot, and provide the generated map to the upper robot controller 200. In this process, the signal processor 140 may fuse and select information such as an ultrasonic wave, an IR, a laser distance sensor, and derive an optimal data for each instant to provide the robot upper controller 200. On the other hand, the signal processor 140 may be in charge of preprocessing and processing in the case of the vision sensor input requiring a high calculation value to derive the object information around the robot from the vision information and provide it to the upper robot controller 200. To this end, the signal processor 140 of the present invention may include a configuration as shown in FIG. 3.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 처리부(140)의 구성을 보다 상세히 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating the configuration of the signal processor 140 according to an exemplary embodiment of the present disclosure in more detail.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 신호 처리부(140)는 신호 전처리부(141), 신호 후처리부(143), 신호 변경부(145) 및 신호 전송 제어부(147)의 구성을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the signal processor 140 of the present invention may include a configuration of a signal preprocessor 141, a signal postprocessor 143, a signal changer 145, and a signal transmission controller 147. .

상기 신호 전처리부(141)는 센서 신호 수집부(110)가 수집하는 센서 신호들 중에 전처리 과정이 필요한 센서 신호들에 대하여 전처리를 수행하고, 그에 따른 결과를 센서 신호 저장부(120)에 저장하거나, 다른 센서 신호들과 연계할 수 있도록 지원하는 구성이다. 이를 보다 상세히 설명하면, 전술한 바와 같이 특정 센서 예를 들면 비전 센서의 경우 로봇 시스템(1)이 배치된 환경에 대한 이미지 정보를 수집하기 때문에 수집되는 센서 신호의 양이 기 설정된 값 이상 예를 들면, 압전 센서나 홀 센서 등 다른 센서들에 비하여 상대적으로 매우 높은 용량을 가지게 된다. 이에 따라 상기 신호 전처리부(141)는 높은 용량을 가지는 센서 신호에 대하여 다른 센서 신호들과 연산할 수 있도록 또는 로봇 상위 제어기(200)에서 빠른 처리를 수행할 수 있도록 단순화하는 작업이 필요할 수 있다. 예를 들면 상기 신호 전처리부(141)는 센서 신호 수집부(110)가 수집하여 전달한 이미지에 대하여 기 설정된 필터를 적용하여 불필요한 센서 신호들을 필터링함으로써 특정 센서 신호만을 잔류할 수 있도록 처리하여, 수집된 센서 신호를 단순화할 수 있다. The signal preprocessor 141 performs preprocessing on sensor signals that require a preprocessing process among the sensor signals collected by the sensor signal collector 110, and stores the result in the sensor signal storage 120. In other words, it is a configuration that supports the connection with other sensor signals. In more detail, as described above, in the case of a specific sensor, for example, a vision sensor, since the robot system 1 collects image information about an environment in which the robot system 1 is disposed, the amount of sensor signals collected is greater than or equal to a preset value. In comparison, other sensors such as piezoelectric sensors and hall sensors have relatively high capacities. Accordingly, the signal preprocessing unit 141 may need to simplify the operation of the high-capacity sensor signal so as to be able to operate with other sensor signals or to perform a fast process in the robot upper controller 200. For example, the signal preprocessor 141 processes and collects unnecessary sensor signals by applying a predetermined filter to the image collected and transmitted by the sensor signal collector 110 so that only a specific sensor signal remains. The sensor signal can be simplified.

또한 상기 신호 전처리부(141)는 센서 신호 수집부(110)가 수집하는 다양한 센서 신호들에 대한 유효성 판단을 수행할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 센서 그룹(10)에 포함된 센서들이 제공하는 센서 신호들은 스케줄링 된 로봇 기구부의 움직임에 따라 실시간으로 센서 신호를 생성하고 이를 전달할 수 있다. 이 과정에서 센서들은 다양한 센서 신호를 생성하게 되는데, 예를 들면 특정 센서의 경우 로봇 기구부가 특정 동작을 수행하기 이전 시점, 특정 동작을 수행하는 시작 시점, 특정 동작을 수행하는 동작 시점, 특정 동작을 완료하는 완료 시점, 특정 동작을 완료한 이후 종료 시점 등에 따른 다양한 센서 신호 값을 수집하고 이를 전달할 수 있다. 그러면 상기 신호 전처리부(141)는 상술한 각 시점에 따라 다르게 전달되는 센서 신호 값들 중에 기 설정된 기준 이상의 신호 값을 가지는 센서 신호 값들을 선별하고, 이를 유효한 값으로 처리할 수 있다. 또한 센서 그룹(10)에 포함된 다양한 센서 신호들은 로봇 기구부의 움직임에 따라 적절한 센서 신호들을 생성해야 하지만 로봇 시스템(1)이 배치된 환경의 갑작스런 변화나 순간적인 오작동에 의하여 특정 센서 신호 값들을 생성하는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들면 로봇 시스템(1)이 배치된 환경에서 조도 센서나 광센서의 경우 급격한 조도의 변화가 발생하는 경우 이에 따른 센서 신호 값들을 생성하고 이를 센서 신호 처리 시스템(100)에 전달할 수 있다. 그러면 상기 신호 전처리부(141)는 기 저장된 다양한 정보들을 바탕으로 각 센서들이 전달하는 신호 값이 유효한 값인지를 판단하고, 유효한 값으로 판단하는 경우, 이를 센서 신호 저장부(120)에 저장하도록 제어하는 한편, 유효하지 않은 값으로 판단되는 경우, 무시 또는 저장부에서 하도록 제어할 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 신호 전처리부(141)는 다양한 알고리즘과 루틴들에 의하여 센서 신호 수집부(110)가 수집한 센서 신호들에 대하여 전처리를 수행하고, 전처리가 수행된 연산 데이터를 센서 신호 저장부(120)에 저장하도록 제어할 수 있다.In addition, the signal preprocessor 141 may determine the validity of various sensor signals collected by the sensor signal collector 110. In more detail, the sensor signals provided by the sensors included in the sensor group 10 may generate and transmit the sensor signals in real time according to the scheduled robot mechanism movement. In this process, the sensors generate various sensor signals. For example, in the case of a specific sensor, a time point before the robot mechanism performs a specific motion, a start time for performing a specific motion, an operation time for performing a specific motion, and a specific motion Various sensor signal values may be collected and transmitted according to completion time of completion, termination time after completing a specific operation, and the like. Then, the signal preprocessor 141 may select sensor signal values having a signal value greater than or equal to a preset reference value among sensor signal values differently transmitted according to each of the above-described time points, and process them as valid values. In addition, the various sensor signals included in the sensor group 10 should generate appropriate sensor signals according to the movement of the robot mechanism part, but generate specific sensor signal values due to a sudden change of the environment in which the robot system 1 is disposed or a momentary malfunction. Can happen. For example, in the environment where the robot system 1 is disposed, in case of a sudden change in illuminance of the illumination sensor or the optical sensor, sensor signal values may be generated and transmitted to the sensor signal processing system 100. Then, the signal preprocessor 141 determines whether a signal value transmitted by each sensor is a valid value based on various pre-stored information, and if it is determined to be a valid value, the signal preprocessor 141 stores it in the sensor signal storage unit 120. On the other hand, if it is determined that the value is invalid, it can be controlled to ignore or store. As described above, the signal preprocessing unit 141 performs preprocessing on the sensor signals collected by the sensor signal collecting unit 110 by various algorithms and routines, and outputs the calculation data on which the preprocessing is performed. Control to store at 120.

상기 신호 후처리부(143)는 센서 신호 저장부(120)에 저장된 다양한 센서 신호들을 서로 연계 및 통합하여 연산함으로써 새로운 연산 데이터를 생성하는 구성이다. 즉 신호 후처리부(143)는 전술한 바와 같이 수집된 센서 신호와 센서 ID 정보를 바탕으로 센서 신호들의 우선순위 및 신뢰도에 따른 가중치를 적용하고, 이를 기반으로 로봇 기구부의 움직임이나 상태 판단을 위해 로봇 상위 제어기(200)가 참조할 연산 데이터를 생성할 수 있다. 이를 위하여 상기 신호 후처리부(143)는 센서 신호 저장부(120)에 저장된 센서별 우선순위 정보 및 신뢰도 정보를 확인하고, 이를 기준으로 수신된 센서 신호들의 가중치를 적용할 수 있다. 이에 따라 상기 신호 후처리부(143)는 수집된 센서 신호들을 연계 및 통하여 연산 데이터를 생성할 수 있다. 그리고 상기 신호 후처리부(143)는 신호 전처리부(141)에서 전처리되어 센서 신호 저장부(120)에 저장된 연산 데이터들을 기 설정된 루틴이나 알고리즘에 따라 선택하고, 선택된 연산 데이터들의 연계나 통합 연산 등을 통하여 새로운 연산 데이터를 생성할 수 있다. 또한 상기 신호 후처리부(143)는 신호 전처리부(141)가 전처리한 연산 데이터를 다른 센서들이 제공한 센서 신호들과 연계 및 통합 연산하여 새로운 연산 데이터를 생성할 수 도 있다. 이러한 센서 신호들 간의 연산 데이터 생성, 전처리된 연산 데이터와 센서 신호와의 연계 및 통합 연산 등은 기 설정된 스케줄링에 의하여 제어될 수 있으며, 연산 결과는 로봇 상위 제어기(200)가 로봇 기구부의 동작 제어를 위하여 참조될 수 있다. 상기 신호 후처리부(143)는 전술한 바와 같이 다양한 센서 신호들을 바탕으로 로봇 기구부에 대한 2차원 또는 3차원 지도 작성 및 좌표 참조 데이터를 생성하고 이를 로봇 상위 제어기(200)에 전달할 수 도 있다.The signal post processor 143 is configured to generate new computation data by linking and integrating various sensor signals stored in the sensor signal storage 120. That is, the signal post-processing unit 143 applies weights according to the priority and reliability of the sensor signals based on the collected sensor signals and the sensor ID information as described above, and based on this, the robot for determining the movement or state of the robot mechanism unit. The higher level controller 200 may generate operation data for reference. To this end, the signal post-processing unit 143 may check priority information and reliability information for each sensor stored in the sensor signal storage unit 120, and apply weights of the received sensor signals based on this. Accordingly, the signal post processor 143 may generate calculation data through linking and collecting the collected sensor signals. The signal post processor 143 selects operation data preprocessed by the signal preprocessor 141 and stored in the sensor signal storage unit 120 according to a preset routine or algorithm, and performs linkage or integrated operation of the selected operation data. Through this, new calculation data can be created. In addition, the signal post processor 143 may generate new calculation data by linking and integrating the calculation data preprocessed by the signal preprocessor 141 with sensor signals provided by other sensors. The generation of calculation data between the sensor signals, the association of the preprocessed calculation data with the sensor signal, and the integrated calculation may be controlled by preset scheduling, and the calculation result may be controlled by the robot host controller 200 for controlling the operation of the robot mechanism. May be referred to. As described above, the signal post-processing unit 143 may generate two-dimensional or three-dimensional mapping and coordinate reference data for the robot mechanical unit based on various sensor signals, and transmit the same to the upper robot controller 200.

상기 신호 변경부(145)는 센서 그룹(10)이 제공한 다양한 센서 신호에 대하여 원래의 센서 출력속도를 로봇 상위 제어기(200)에 적합한 속도로 변경하여 선별적으로 제공하도록 지원하는 구성이다. 이를 보다 상세히 설명하면, 특정 센서들의 경우 센서 신호 발생 주기가 로봇 상위 제어기(200)에서 수신하는 주기와 맞지 않는 경우가 발생할 수 있는데, 상기 신호 변경부(145)는 상기 센서 신호들의 발생 주기 및 수신 주기를 로봇 상위 제어기(200)에서 허용하는 범위 내에 들도록 가공하고, 가공된 센서 신호를 로봇 상위 제어기(200)에 전달하도록 제어할 수 있다.The signal changer 145 is configured to selectively provide an original sensor output speed to a speed suitable for the robot upper controller 200 with respect to various sensor signals provided by the sensor group 10. In more detail, in the case of specific sensors, a sensor signal generation period may not coincide with a period received by the robot upper controller 200. The signal change unit 145 may generate and receive the sensor signals. The cycle may be processed to fall within a range allowed by the robot upper controller 200, and the processed sensor signal may be controlled to be transmitted to the robot upper controller 200.

상기 신호 전송 제어부(147)는 센서 신호 저장부(120)에 저장된 센서 신호 및 연산 데이터를 다양한 방식으로 로봇 상위 제어기(200)에 전송하는 구성이다. 이러한 신호 전송 제어부(147)는 로봇 상위 제어기(200)가 요청하는 시점에 해당 센서 신호 및 연산 데이터를 전송하는 방식 및 기 설정된 주기에 따라 주기적으로 로봇 상위 제어기(200)에 센서 신호 및 연산 데이터를 제공하는 방식 등에 따라 센서 신호 및 연산 데이터 전송을 수행할 수 있다. 한편 상기 센서 신호 처리 시스템(100)이 별도의 저장부를 마련하지 않는 경우 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 실시간 센서 신호를 수신하고 기 설정된 스케줄에 따라 센서 신호를 연산하여 연산 데이터를 생성하면서, 해당 센서 신호와 연산 데이터를 별도로 저장하지 않도 록 제어할 수 있다. 이 경우 상기 신호 전송 제어부(147)는 로봇 상위 제어기(200)가 센서 신호 및 연산 데이터를 요청하는 시점에 상술한 각 구성을 활성화하여 센서 신호를 수집하고, 수집된 센서 신호를 로봇 상위 제어기(200)에 전달하는 한편 스케줄링에 따라 센서 신호들을 기반으로 연산 데이터를 생성하여 상기 로봇 상위 제어기(200)에 전달할 수 있다. 이 경우 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 센서 그룹(10)에서 발생하는 다양한 센서 신호의 수집과 연산을 누적하여 저장하지 않고 실시간으로 지원하는 구조로 형성될 수 있다. 또한 상기 신호 전송 제어부(147)는 상술한 각 방식을 개별적으로 운용하는 것뿐만 아니라 혼용하여 운용할 수 도 있다. 즉 상기 신호 전송 제어부(147)는 일정 주기에 따라 각 센서 신호와 연산 데이터를 전송하면서 로봇 상위 제어기(200)가 요청하는 시점에 해당 시점의 센서 신호와 연산 데이터 또는 기 설정된 시간동안 누적된 센서 신호와 연산 데이터를 상기 로봇 상위 제어기(200)에 제공할 수 있다. 이때 상기 신호 전송 제어부(147)는 로봇 상위 제어기(200)가 요청한 종류별 센서 신호 및 연산 데이터를 선별하여 전송할 수 있으며, 별도의 요청이 없는 경우 기 설정된 스케줄 정보에 따라 선택된 센서 신호 및 연산 데이터만을 전송할 수 도 있다.The signal transmission controller 147 is configured to transmit sensor signals and calculation data stored in the sensor signal storage unit 120 to the upper robot controller 200 in various ways. The signal transmission control unit 147 periodically transmits the sensor signal and the calculation data to the robot upper controller 200 according to a method for transmitting the corresponding sensor signal and the calculation data at a time point requested by the robot upper controller 200 and a predetermined period. The sensor signal and the calculation data transmission can be performed according to the method provided. Meanwhile, when the sensor signal processing system 100 does not provide a separate storage unit, the sensor signal processing system 100 receives a real-time sensor signal and calculates a sensor signal according to a preset schedule to generate calculation data. It can be controlled not to save sensor signal and operation data separately. In this case, the signal transmission control unit 147 activates the above-described components at the time when the robot host controller 200 requests the sensor signal and the calculation data, collects the sensor signals, and collects the collected sensor signals into the robot host controller 200. On the other hand, arithmetic data may be generated based on the sensor signals according to the scheduling, and transferred to the upper host controller 200. In this case, the sensor signal processing system 100 may be formed in a structure that supports collection in real time without accumulating and storing various sensor signals generated in the sensor group 10. In addition, the signal transmission control unit 147 may not only operate each of the above-described schemes individually but also use them in combination. That is, the signal transmission control unit 147 transmits each sensor signal and calculation data according to a predetermined period, and at the point of time requested by the upper controller 200 of the robot, the sensor signal and calculation data of the corresponding time point or a sensor signal accumulated for a predetermined time. And arithmetic data may be provided to the robot host controller 200. In this case, the signal transmission controller 147 may select and transmit sensor signals and calculation data for each type requested by the upper robot controller 200, and transmit only selected sensor signals and calculation data according to preset schedule information when there is no request. Can also be.

한편, 상술한 로봇 시스템(1)에서 로봇 설계를 위하여 센서 신호 처리 시스템(100)은 소프트웨적으로 설계한 장치 툴 형태로 구성될 수 있다. 이러한 장치 툴은 실질적으로 미들웨어 또는 펌웨어 방식으로 제작되어 로봇 상위 제어기(200)와 센서 그룹(10) 사이에 배치될 수 있다. 즉 본 발명의 센서 신호 처리 시스템(100)은 센서 신호 수집과 수집된 센서 신호들의 연계 및 통합 연산을 위한 하드웨어가 마련되면, 해당 하드웨어 구성에 임베이디드 방식으로 실장될 수 있는 프로그램이 될 수 있다. 그리고 본 발명의 센서 신호 처리 시스템(100)은 수집된 센서 신호와 센서 신호의 연계 및 통합 연산을 관리자가 확인할 수 있도록 해당 데이터를 특정 주변 장치 예를 들면 표시부 등에 출력할 수 있는 출력 포트를 더 마련할 수 있다.On the other hand, for the robot design in the above-described robot system 1, the sensor signal processing system 100 may be configured in the form of a device tool designed by software. Such a device tool may be manufactured in a substantially middleware or firmware manner and disposed between the robot host controller 200 and the sensor group 10. That is, the sensor signal processing system 100 of the present invention may be a program that can be embedded in a corresponding hardware configuration when hardware for collecting sensor signals and linking and integrating the collected sensor signals is provided. . In addition, the sensor signal processing system 100 of the present invention further provides an output port for outputting corresponding data to a specific peripheral device, for example, a display unit, so that an administrator can confirm the association and integration operation of the collected sensor signal and the sensor signal. can do.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 시스템(1)의 구성과 각 구성들의 역할 및 세부 구성들에 대하여 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용 센서 신호 처리 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.In the above, the configuration of the robot system 1 according to the exemplary embodiment of the present invention, the roles and detailed configurations of the respective components have been described. Hereinafter, a method of processing a sensor signal for a robot according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용 센서 신호 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a sensor signal processing method for a robot according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 로봇용 센서 신호 처리 방법은 로봇 상위 제어기(200)의 제어에 따라 센서 그룹(10)에 포함된 센서들의 전원 공급이 완료되면 센서 그룹(10)에 포함된 각 센서들은 공급된 전원 및 기 설정된 스케줄링에 따라 초기화를 수행할 수 있다. 초기화가 완료된 센서 그룹(10)의 센서들은 로봇 기구부의 움직임이나 상태에 따라 센서 신호를 생성하고, 생성된 센서 신호를 센서 신호 처리 시스템(100)에 전송한다. 이에 따라 센서 신호 처리 시스템(100)은 401 단계에서 센서 그룹(10)의 센서들이 생성하는 센서 신호를 수집할 수 있다.1 to 4, the sensor signal processing method for robots according to the present invention may be applied to the sensor group 10 when power supply of the sensors included in the sensor group 10 is completed under the control of the upper robot controller 200. Each of the included sensors may perform initialization according to the supplied power and predetermined scheduling. The sensors of the sensor group 10 that have been initialized generate sensor signals according to the movement or state of the robot mechanism, and transmit the generated sensor signals to the sensor signal processing system 100. Accordingly, the sensor signal processing system 100 may collect sensor signals generated by the sensors of the sensor group 10 in step 401.

상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 센서 그룹(10)에 포함된 다양한 종류의 센서들로부터 센서 신호를 수신하면, 센서들이 전송하는 센서 ID 정보를 바탕으로 각 센서 신호에 우선순위 및 신뢰도 등을 확인할 수 있다. 이를 위하여 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 센서 신호 저장부(120)에 저장된 우선순위 정보 및 신뢰도 정보를 로드하고, 로드된 우선순위 정보 및 신뢰도 정보를 참조하여 각 센서 신호의 가중치를 결정할 수 있다. 가중치가 확인된 각 센서 신호들은 403 단계에서 일정 기준에 따라 분류될 수 있다. 그리고 센서 신호 처리 시스템(100)은 405 단계에서 분류가 완료된 센서 신호들을 센서 신호 저장부(120)에 일시적으로 저장하도록 제어할 수 있다. 한편 본 발명의 로봇 시스템(1)에서 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 센서 신호 저장부(120)를 마련하지 않을 수 있으며, 이에 따라 상기 405 단계는 생략될 수 있다.When the sensor signal processing system 100 receives sensor signals from various types of sensors included in the sensor group 10, the sensor signal processing system 100 may check priorities and reliability of each sensor signal based on sensor ID information transmitted by the sensors. Can be. To this end, the sensor signal processing system 100 may load priority information and reliability information stored in the sensor signal storage unit 120 and determine the weight of each sensor signal with reference to the loaded priority information and reliability information. . Each sensor signal whose weight is confirmed may be classified according to a predetermined criterion in step 403. In operation 405, the sensor signal processing system 100 may control the sensor signals to be temporarily stored in the sensor signal storage 120. Meanwhile, in the robot system 1 of the present invention, the sensor signal processing system 100 may not provide the sensor signal storage unit 120, and thus, step 405 may be omitted.

다음으로 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 407 단계에서 센서 그룹(10)들로부터 수신된 센서 신호들 또는 센서 신호 저장부(120)에 일시적으로 저장된 센서 신호들을 기반으로 연산 데이터 생성을 수행할 수 있다. 여기서 연산 데이터는 상기 센서 신호 처리 시스템(100)이 우선순위 및 신뢰도 등에 따른 가중치를 부여하고, 가중치가 부여된 적어도 두 개의 센서 신호를 서로 연계 및 통합하여 로봇 기구부의 동작 상태를 지시하는 데이터를 의미할 수 있다. 예를 들면 상기 연산 데이터는 센서 그룹(10)에 포함된 비전 센서가 전송한 이미지 센서 신호와 초음파 변위 센서가 전송한 초음파 변위 값들을 서로 연계하여 로봇 기구부가 현재 어떠한 위치에 존재하여 어떠한 동작 상태를 취하는지를 판별할 수 있는 데이터가 될 수 있다. 이러한 연산 데이터는 센서들로부터 전달된 센서 신호들의 연계나 통합뿐만 아니라 특정 센서 신호들의 연계와 통합에 의해 생성된 연산 데이터와 다른 센서가 전송한 센서 신호와의 연계 및 통합에 의해 생성될 수 도 있다. 이 과정에서 상기 센서 신 호 처리 시스템(100)은 수신된 센서 신호에 대하여 전처리 과정, 후처리 과정, 신호 변경 과정 등을 수행할 수 있다. Next, in step 407, the sensor signal processing system 100 may generate calculation data based on sensor signals received from the sensor groups 10 or sensor signals temporarily stored in the sensor signal storage 120. have. Here, the calculation data refers to data in which the sensor signal processing system 100 assigns weights according to priorities and reliability, and instructs and integrates at least two weighted sensor signals with each other to indicate an operation state of the robot mechanism unit. can do. For example, the calculation data may be linked to an image sensor signal transmitted by a vision sensor included in the sensor group 10 and ultrasonic displacement values transmitted by an ultrasonic displacement sensor, and the robot mechanism may be present at a certain position to indicate a certain operating state. It can be data that can determine whether it is taken. Such calculation data may be generated by linkage or integration of sensor signals transmitted from sensors, as well as linkage and integration of calculation data generated by linkage and integration of specific sensor signals with sensor signals transmitted by other sensors. . In this process, the sensor signal processing system 100 may perform a preprocessing process, a postprocessing process, a signal change process, and the like on the received sensor signal.

상기 전처리 과정은 전술한 바와 같이 센서가 제공하는 센서 신호의 용량이 상대적으로 매우 높은 경우, 해당 센서 신호를 단순화하여 실질적으로 로봇 기구부의 동작 상태를 판별하는 참조 데이터로 이용될 수 있도록 처리하는 과정이 될 수 있다. 예를 들면 전처리 과정은 이미지 센서 신호와 같이 센서 신호 값이 대용량인 경우 해당 이미지 센서 신호를 필터링하여 신호 값의 용량을 줄이는 과정, 이미지 센서 신호에서 로봇 기구부에 대응하는 형태를 추출하는 에지 디텍션 과정, 로봇 기구부와 배경을 구분하여 분리하는 분리 과정 등을 포함할 수 있다. 여기서 상기 전처리 과정은 이미지 센서 신호에 대하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 전처리 과정은 센서 신호의 용량이 많거나 센서 신호를 기반으로 로봇 기구부의 동작 상태 검출에 많은 연산이 필요한 센서 신호의 경우, 해당 센서 신호를 단순화하는 처리 과정이 될 수 있다. As described above, when the capacity of the sensor signal provided by the sensor is relatively high as described above, the preprocessing process may be performed to simplify the sensor signal so that it can be used as reference data for substantially determining the operation state of the robot mechanism part. Can be. For example, the preprocessing process is to reduce the capacity of the signal value by filtering the corresponding image sensor signal when the sensor signal value is large, such as the image sensor signal, edge detection process to extract the shape corresponding to the robot mechanism from the image sensor signal, It may include a separation process for separating and separating the robot mechanism unit and the background. Here, the preprocessing process has been described with respect to the image sensor signal, but the present invention is not limited thereto. That is, the preprocessing process of the present invention may be a process of simplifying a corresponding sensor signal in the case of a sensor signal having a large capacity of the sensor signal or a large amount of calculation required for detecting the operating state of the robot mechanism based on the sensor signal.

상기 후처리 과정은 전술한 바와 같이 센서 신호들의 센서 ID 정보를 기반으로 우선순위가 부여되는 경우 이를 가중치로서 적용하고 센서 신호들을 서로 연계 및 통합하여 로봇 기구부의 동작 상태를 검출할 수 있는 연산 데이터를 생성하는 과정이 될 수 있다. 여기서 센서 신호들의 연계 및 통합 과정은 다양한 센서 신호들의 위치 정보, 센서 그룹(10)의 각 센서들이 검출한 로봇 기구부에 대한 센서 신호들을 바탕으로 로봇 기구부의 위치를 판단할 수 있도록 하는 과정으로서, 2차원 또는 3차원 형태로 로봇 기구부의 위치 및 동작 상태에 대한 데이터를 생성하는 과 정이 될 수 있다. 이때 연산 데이터는 적어도 두 개의 센서 신호 값에 의해 계산되어지며 상기 2차원 또는 3차원 좌표 상에 좌표 값이 될 수 있다. 여기서 상기 센서 신호 값은 독립적으로 상기 2차원 또는 3차원 좌표 상에 적용되어 로봇 기구부의 위치 및 동작 상태를 표시하도록 지원될 수 있다. In the post-processing process, if priority is given based on sensor ID information of the sensor signals as described above, the data is applied as a weight, and the operation data for detecting the operation state of the robot mechanism part by linking and integrating the sensor signals with each other. It can be a process of generating. Here, the process of linking and integrating the sensor signals is a process of determining the position of the robot mechanism based on position information of various sensor signals and sensor signals of the robot mechanism detected by each sensor of the sensor group 10. It can be a process of generating data on the position and operation state of the robot mechanism part in the dimensional or three-dimensional form. In this case, the calculation data is calculated by at least two sensor signal values and may be coordinate values on the two-dimensional or three-dimensional coordinates. In this case, the sensor signal value may be independently applied on the two-dimensional or three-dimensional coordinates to support the position and operation state of the robot mechanism part.

상기 신호 변경 과정은 센서 신호를 로봇 상위 제어기(200)가 요구하는 방식에 따른 신호로 변경하는 과정이다. 센서 신호들의 생성 주기는 로봇 상위 제어기(200)가 처리하는 처리 주기와 다를 수 있는데 상시 센서 신호 처리 시스템(100)은 이러한 센서 신호 생성 주기를 조정하여 로봇 상위 제어기(200)가 처리할 수 있도록 지원할 수 있다. 예를 들면 특정 센서의 센서 신호의 생성 주기가 2μms이며 로봇 상위 제어기(200)가 처리하는 신호 처리 주기가 4μms인 경우 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 상기 특정 센서의 센서 신호에 대하여 홀 수 단위로 샘플링하고, 샘플링된 신호를 로봇 상위 제어기(200)에 전달하도록 제어할 수 있다.The signal change process is a process of changing a sensor signal into a signal according to a method required by the robot upper controller 200. The generation period of the sensor signals may be different from the processing period processed by the robot upper controller 200. The sensor signal processing system 100 may adjust the sensor signal generation period to support the robot upper controller 200. Can be. For example, when a generation period of a sensor signal of a specific sensor is 2 μms and a signal processing period processed by the robot host controller 200 is 4 μms, the sensor signal processing system 100 may determine an odd number of units with respect to a sensor signal of the specific sensor. And control the control to transfer the sampled signal to the robot upper controller 200.

한편 상술한 설명에서는 센서들의 우선순위 정보 또는 신뢰도 정보를 기반으로 센서 신호에 가중치를 부여한 후 연산 데이터를 생성하는 것으로 예로 하여 설명하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 센서 신호 처리 시스템(100)은 가중치 부여 없이 기 설정된 스케줄에 따라 특정 센서 신호들을 선택하고, 선택된 센서 신호들을 특정 알고리즘 방식에 따라 서로 연계하거나 통합하는 방식으로 연산 데이터를 생성할 수 있다. 여기서 특정 알고리즘 방식은 로봇 기구부에 관한 2차원 지도 또는 3차원 지도를 생성하기 위한 알고리즘이 될 수 있으며, 상기 센서 신호들은 상기 지도 생성을 위한 좌표 또는 좌표 참조 데이터가 될 수 있다. 또한 상기 특정 알고리즘 방식은 로봇 기구부가 적용되는 다양한 현장에 따라 새롭게 설계되거나 설계된 알고리즘을 연계하는 방식으로서 생성될 수 도 있다.Meanwhile, in the above description, an operation data is generated by assigning a weight to a sensor signal based on priority information or reliability information of the sensors, and is described as an example, but the present invention is not limited thereto. That is, the sensor signal processing system 100 of the present invention may generate arithmetic data by selecting specific sensor signals according to a predetermined schedule without weighting and linking or integrating the selected sensor signals according to a specific algorithm. . The specific algorithm may be an algorithm for generating a 2D map or a 3D map for the robot mechanism, and the sensor signals may be coordinates or coordinate reference data for generating the map. In addition, the specific algorithm may be generated as a method of linking a newly designed or designed algorithm according to various sites to which the robot mechanism is applied.

다음으로 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 409 단계에서 센서 신호의 전송 여부를 확인할 수 있다. 즉 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 기 설정된 주기에 해당하는 시점인지 또는 로봇 상위 제어기(200)로부터 요청이 발생하였는지를 검사할 수 있다. 별도의 센서 신호 전송을 위한 요청이 발생하지 않는 경우 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 401 단계 이전으로 분기하여 이하 과정을 반복적으로 수행하도록 제어할 수 있다.Next, the sensor signal processing system 100 may check whether the sensor signal is transmitted in step 409. That is, the sensor signal processing system 100 may check whether it is a time point corresponding to a preset period or whether a request is generated from the robot host controller 200. If a request for transmitting a separate sensor signal does not occur, the sensor signal processing system 100 may branch to step 401 and control to repeatedly perform the following process.

한편 상기 409 단계에서 전송 요청이 발생하는 경우 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 411 단계에서 센서 신호의 연계 및 통합 연산을 통하여 생성된 연산 데이터 및 센서들로부터 수신된 센서 신호를 기 설정된 스케줄에 따라 로봇 상위 제어기(200)에 전송하도록 제어할 수 있다. 또한 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 상기 센서 신호 및 연산 데이터를 상기 로봇 상위 제어기(200)가 요청하는 시점에 전송하도록 제어할 수 있다. 이를 위하여 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 로봇 상위 제어기(200)가 센서 신호 및 연산 데이터를 요청하는 시점에만 센서 신호 수집과 연산을 수행하도록 제어하고, 수집된 센서 신호와 연산된 데이터를 상기 로봇 상위 제어기(200)에 전달하도록 제어할 수 있다. 그리고 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 센서 신호 저장부(120)를 마련하고, 센서 신호와 연산 데이터를 기 설정된 스케줄에 따라 누적 저장하도록 제어할 수 있다. 이후 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 누적된 센서 신호 및 연산 데이터를 상기 로봇 상위 제어기(200)에 전송하도록 제어할 수 있다. 여기서 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 기 설정된 일정 주기에 따라 센서 신호와 연산 데이터를 로봇 상위 제어기(200)에 전송함은 물론 로봇 상위 제어기(200)가 요청하는 시점에 추가로 센서 신호와 연산 데이터를 전송하도록 지원할 수 도 있다.On the other hand, when a transmission request occurs in step 409, the sensor signal processing system 100 may perform calculation on the operation data generated through linkage and integration operation of the sensor signal and sensor signals received from the sensors according to a preset schedule in step 411. The robot may be controlled to transmit to the host controller 200. In addition, the sensor signal processing system 100 may control the sensor signal and the calculation data to be transmitted at the point in time requested by the upper host controller 200. To this end, the sensor signal processing system 100 controls the robot host controller 200 to perform sensor signal collection and calculation only at the time when the robot host controller 200 requests sensor signals and calculation data, and collects the collected sensor signals and the calculated data. It can be controlled to transfer to the upper controller 200. The sensor signal processing system 100 may provide a sensor signal storage unit 120 and control to accumulate and store sensor signals and calculation data according to a preset schedule. Thereafter, the sensor signal processing system 100 may control to transmit the accumulated sensor signal and calculation data to the robot upper controller 200. Here, the sensor signal processing system 100 transmits the sensor signal and the calculation data to the upper robot controller 200 according to a predetermined period, as well as the sensor signal and the calculation at the point of time requested by the upper robot controller 200. It can also support sending data.

그리고 상기 센서 신호 처리 시스템(100)은 413 단계에서 로봇 시스템(1) 운용을 계속할지 여부를 확인하고, 종료를 위한 별도의 입력 신호나 스케줄링 된 정보가 없는 경우 401 단계 이전으로 분기하여 이하 과정을 반복적으로 수행하도록 제어할 수 있다.The sensor signal processing system 100 checks whether to continue operating the robot system 1 in step 413, and if there is no separate input signal or scheduled information for termination, branches to step 401 to perform the following process. Can be controlled to perform repeatedly.

상술한 바와 같이 본 발명의 로봇용 센서 신호 처리 시스템 및 방법은 로봇 기구부의 위치 및 동작 상태를 검출하는 적어도 2개의 센서들로부터의 센서 신호를 로봇 상위 제어기에 전달하거나, 수신된 센서 신호의 신뢰성 또는 우선순위 등의 부가정보에 근거하여 신호를 선택적으로 가공하여 로봇 상위 제어기(200)에 전달하도록 지원한다. 이 과정에서 본 발명의 센서 신호 처리 시스템은 로봇 상위 제어기와 센서 그룹 사이에 배치되어 각 센서들이 전달한 센서 신호를 기 설정된 스케줄에 따라 처리하고 이를 로봇 상위 제어기에 전달하도록 지원한다. 이에 따라 로봇 상위 제어기의 경우 센서 신호 처리에 관한 처리 모듈만을 운용하여 로봇 기구부의 위치 및 동작 상태를 판단하고 동작명령을 지시할 수 있으며, 센서 그룹의 경우 다양한 센서들의 추가와 제거가 용이하고, 그에 따른 센서 신호 처리를 적응적으로 수행할 수 있다.As described above, the sensor signal processing system and method for a robot of the present invention transmits a sensor signal from at least two sensors for detecting the position and operation state of a robot mechanism part to a robot host controller, or the reliability of a received sensor signal or The signal is selectively processed based on additional information such as priority and transmitted to the robot host controller 200. In this process, the sensor signal processing system of the present invention is disposed between the robot host controller and the sensor group to process the sensor signal transmitted by each sensor according to a predetermined schedule and to transfer it to the robot host controller. Accordingly, in case of the upper controller of the robot, only the processing module related to the sensor signal processing can be used to determine the position and operation state of the robot mechanism and instruct an operation command. In the case of the sensor group, it is easy to add and remove various sensors. According to the sensor signal processing can be adaptively performed.

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 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples for clarity and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,1 is a view schematically showing the configuration of a robot system according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 센서 신호 처리 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,2 is a block diagram schematically showing the configuration of the sensor signal processing system of FIG.

도 3은 도 2의 신호 처리부의 구성을 보다 상세히 나타낸 블록도,3 is a block diagram illustrating in detail the configuration of the signal processor of FIG. 2;

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용 센서 신호 처리 방법을 설명하기 위한 순서도.Figure 4 is a flow chart for explaining a sensor signal processing method for a robot according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *Description of the Related Art [0002]

1 : 로봇 시스템 100 : 센서 신호 처리 시스템1: robot system 100: sensor signal processing system

110 : 센서 신호 수집부 120 : 센서 신호 저장부110: sensor signal collection unit 120: sensor signal storage unit

130 : 신호 전송 인터페이스 140 : 신호 처리부130: signal transmission interface 140: signal processing unit

141 : 신호 전처리부 143 : 신호 후처리부141: signal preprocessor 143: signal postprocessor

145 : 신호 변경부 147 : 신호 전송 제어부145: signal changing unit 147: signal transmission control unit

200 : 로봇 상위 제어기200: robot upper controller

Claims (11)

로봇 기구부의 움직임 상태를 제어하는 로봇 상위 제어기;A robot upper controller for controlling a movement state of the robot mechanism part; 상기 로봇 기구부 및 상기 로봇 기구부가 동작하는 환경의 특정 위치 중 적어도 하나의 위치에 배치되는 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서 그룹;A sensor group including at least one sensor disposed at at least one of the robot mechanism part and a specific position of an environment in which the robot mechanism part operates; 상기 로봇 상위 제어기와 상기 센서 그룹 사이에 배치되어 상기 센서 그룹에 포함된 센서들의 센서 신호를 수집하여 공통적으로 무가공 또는 가공 처리한 후 상기 로봇 상위 제어기에 전달하는 센서 신호 처리 시스템;을 포함하고,And a sensor signal processing system disposed between the robot upper controller and the sensor group to collect sensor signals of sensors included in the sensor group, and to process them in common without processing or processing, and then transfer them to the robot upper controller. 상기 센서 신호 처리 시스템은The sensor signal processing system 상기 수집된 센서 신호를 가공 처리하여 연산 데이터를 생성하고, 상기 센서 신호 및 상기 연산 데이터 중 적어도 하나를 상기 로봇 상위 제어기에 전송하도록 제어하는 신호 처리부;를 포함하고,And a signal processor configured to process the collected sensor signals to generate calculation data and to transmit at least one of the sensor signals and the calculation data to the upper controller of the robot. 상기 신호 처리부는The signal processor 센서 신호의 용량이 기 설정된 값 이상인 경우 센서 신호를 단순화하기 위한 전처리를 수행하는 신호 전처리부;A signal preprocessor configured to perform preprocessing to simplify the sensor signal when the capacity of the sensor signal is greater than or equal to a preset value; 적어도 두 개의 센서 신호를 연계 또는 통합하여 연산 데이터를 생성하거나, 상기 전처리된 데이터와 적어도 하나의 센서 신호를 연계 또는 통합하여 연산 데이터를 생성하거나, 적어도 두 개의 센서 신호를 연계 또는 통합하여 생성한 연산 데이터 및 상기 전처리된 데이터와 적어도 하나의 센서 신호를 연계 또는 통합하여 생성한 연산 데이터를 서로 연계 또는 통합하여 새로운 연산 데이터를 생성하는 신호 후처리부; Calculation data is generated by linking or integrating at least two sensor signals, or generating calculation data by linking or integrating at least one sensor signal with the preprocessed data, or operation generated by linking or integrating at least two sensor signals. A signal post-processing unit generating new operation data by linking or integrating data and operation data generated by linking or integrating at least one sensor signal with each other; 적어도 하나의 센서 신호를 상기 로봇 상위 제어기가 처리할 수 있는 신호 형태로 변경하는 신호 변경부;A signal changer configured to change at least one sensor signal into a signal form that can be processed by the upper controller of the robot; 상기 센서 신호 및 연산 데이터 중 적어도 하나를 기 설정된 주기 및 상기 로봇 상위 제어기의 요청 중 적어도 하나에 따라 상기 로봇 상위 제어기에 전송하는 신호 전송 제어부;A signal transmission controller configured to transmit at least one of the sensor signal and the operation data to the robot upper controller according to at least one of a predetermined period and a request of the robot upper controller; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 센서 신호 처리 시스템.Sensor signal processing system for a robot comprising a. 제1항에 있어서The method of claim 1 상기 센서 신호 처리 시스템은The sensor signal processing system 상기 센서 그룹에 포함된 각 센서들과 통신하는 인터페이스를 마련하고 센서 신호를 수집하는 센서 신호 수집부;A sensor signal collector configured to provide an interface for communicating with each sensor included in the sensor group and collect sensor signals; 상기 센서 신호, 상기 생성한 연산 데이터 또는 상기 생성한 새로운 연산 데이터를 상기 로봇 상위 제어기에 전달하기 위한 신호 전송 인터페이스;A signal transmission interface for transmitting the sensor signal, the generated calculation data, or the generated new calculation data to the robot upper controller; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 센서 신호 처리 시스템.Sensor signal processing system for a robot further comprising. 제2항에 있어서The method according to claim 2, wherein 상기 센서 신호 및 상기 연산 데이터를 저장하며, 상기 센서 신호 처리를 위한 적어도 하나의 알고리즘을 저장하기 위한 센서 신호 저장부;A sensor signal storage unit for storing the sensor signal and the operation data and storing at least one algorithm for processing the sensor signal; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 센서 신호 처리 시스템.Sensor signal processing system for a robot further comprising. 삭제delete 제2항에 있어서The method according to claim 2, wherein 상기 센서 그룹은The sensor group 각 센서들의 센서 ID 정보 및 각 센서들의 센서 신호를 상기 센서 신호 처리 시스템에 전송하고,Transmitting sensor ID information of each sensor and sensor signals of each sensor to the sensor signal processing system, 상기 신호 후처리부는 상기 센서 ID 정보를 기반으로 기 설정된 상기 센서 신호의 우선순위 또는 신뢰도를 확인하여 가중치를 결정하고, 결정된 가중치를 이용하여 상기 연산 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 로봇용 센서 신호 처리 시스템.The signal post-processing unit determines a weight by checking the priority or reliability of the preset sensor signal based on the sensor ID information, and generates the calculation data using the determined weight. system. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 센서 신호 수집부는The sensor signal collector 상기 센서 그룹에 포함된 센서의 연결 시 자동으로 ID를 부여하거나 하드웨어적 스위치 또는 소프트웨어적 스위치를 통해 상기 센서의 연결 포트를 인식하는 것을 특징으로 하는 로봇용 센서 신호 처리 시스템.The sensor signal processing system for a robot, characterized in that the ID is automatically connected when the sensor included in the sensor group is connected or the connection port of the sensor is recognized through a hardware switch or a software switch. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 센서 신호 수집부는The sensor signal collector 상기 센서 그룹의 센서 연결 시 사전에 등록된 센서에 대하여 플러그 앤 플레이(Plug and Play(PnP)) 기능을 제공하여 상기 센서의 연결포트를 인식하는 것을 특징으로 하는 로봇용 센서 신호 처리 시스템.The sensor signal processing system for a robot, characterized in that the connection port of the sensor is recognized by providing a Plug and Play (PnP) function for a sensor registered in advance when the sensor is connected to the sensor group. 적어도 하나의 센서를 활성화하는 과정;Activating at least one sensor; 활성화된 센서들의 센서 신호를 별도의 센서 신호 공통 처리 장치인 센서 신호 처리 시스템이 수집하는 과정;Collecting sensor signals of the activated sensors by a sensor signal processing system which is a separate sensor signal common processing device; 상기 센서 신호 처리 시스템이 상기 센서 신호를 무가공 또는 가공 처리하는 신호 처리 과정;A signal processing process in which the sensor signal processing system processes or processes the sensor signal; 상기 센서 신호 처리 시스템이 상기 센서 신호 또는 가공 처리된 데이터를 로봇 상위 제어기에 전송하는 과정;Transmitting, by the sensor signal processing system, the sensor signal or processed data to a robot host controller; 상기 로봇 상위 제어기가 상기 센서 신호 처리 시스템이 제공한 데이터를 바탕으로 로봇 기구부의 동작 명령을 제어하는 과정;을 포함하고,And controlling, by the robot host controller, an operation command of the robot mechanical unit based on data provided by the sensor signal processing system. 상기 신호 처리 과정은The signal processing process 센서 신호의 용량이 기 설정된 값 이상인 경우 센서 신호를 단순화하기 위한 전처리를 수행하는 전처리 과정;A preprocessing step of performing preprocessing to simplify the sensor signal when the capacity of the sensor signal is greater than or equal to a preset value; 적어도 두 개의 센서 신호를 연계 또는 통합하여 연산 데이터를 생성하거나, 상기 전처리된 데이터와 적어도 하나의 센서 신호를 연계 또는 통합하여 연산 데이터를 생성하거나, 적어도 두 개의 센서 신호를 연계 또는 통합하여 생성한 연산 데이터 및 상기 전처리된 데이터와 적어도 하나의 센서 신호를 연계 또는 통합하여 생성한 연산 데이터를 서로 연계 또는 통합하여 새로운 연산 데이터를 생성하는 후처리 과정; Calculation data is generated by linking or integrating at least two sensor signals, or generating calculation data by linking or integrating at least one sensor signal with the preprocessed data, or operation generated by linking or integrating at least two sensor signals. A post-processing step of generating new operation data by linking or integrating data and operation data generated by linking or integrating the preprocessed data with at least one sensor signal; 적어도 하나의 센서 신호를 상기 로봇 상위 제어기가 처리할 수 있는 신호 형태로 변경하는 신호 변경 과정;A signal changing process of changing at least one sensor signal into a signal form that can be processed by the upper controller of the robot; 을 포함하고,/ RTI > 상기 센서 신호 처리 시스템이 상기 센서 신호 또는 가공 처리된 데이터를 로봇 상위 제어기에 전송하는 과정은, 상기 센서 신호 및 연산 데이터 중 적어도 하나를 기 설정된 주기 및 상기 로봇 상위 제어기의 요청 중 적어도 하나에 따라 전송하는 것을 특징으로 하는 로봇용 센서 신호 처리 방법.The sensor signal processing system may transmit the sensor signal or the processed data to the robot upper controller according to at least one of a predetermined period and a request of the robot upper controller. Sensor signal processing method for a robot, characterized in that. 삭제delete 제8항에 있어서The method of claim 8 상기 센서 신호 및 상기 연산 데이터, 상기 센서 신호 처리를 위한 적어도 하나의 알고리즘을 센서 신호 저장부에 저장하는 과정;Storing the sensor signal, the operation data, and at least one algorithm for processing the sensor signal in a sensor signal storage unit; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 센서 신호 처리 방법.Sensor signal processing method for a robot further comprising. 제8항에 있어서The method of claim 8 상기 후처리 과정은The post-treatment process 상기 센서들의 센서 ID 정보를 확인하는 과정;Checking sensor ID information of the sensors; 상기 센서 ID 정보를 기반으로 상기 센서 신호들의 우선순위 또는 신뢰도를 확인하고 그에 대응하는 가중치를 결정하는 과정;Checking priority or reliability of the sensor signals and determining a weight corresponding thereto based on the sensor ID information; 상기 결정된 가중치를 이용하여 상기 연산 데이터를 생성하는 과정;Generating the operation data using the determined weight value; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 센서 신호 처리 방법.Sensor signal processing method for a robot comprising a.
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