KR101213151B1 - 분산 지능형 제어장치의 데이터 패킷 생성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센서장치에서 취득된 데이터를 서버로 송신하기 위한 데이터 패킷을 생성하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 지능형 서비스 로봇 등 센서장치를 구비한 기기의 센서에서 측정된 데이터를 연산작업이 수행되는 프로세서 등을 구비한 서버로 유무선 통신을 통해 데이터를 송신함에 있어서, 사용자에 의해 정의될 수 있고 데이터 패킷에 포함되어야 할 데이터가 저장된 메모리 번지 값이 저장되는 포인터 메모리 블록을 생성하고 상기 포인터 메모리 블록에 저장되는 메모리 번지에 해당되는 데이터가 저장되는 데이터 메모리 블록을 생성하며 상기 데이터 메모리 블록에 저장되는 데이터로부터 송신용의 데이터 패킷을 생성하는 과정을 거쳐서 데이터 패킷을 생성하는 방법에 관한 것이다.

데이터 패킷, 센서 데이터, 메모리 블록

Description

분산 지능형 제어장치의 데이터 패킷 생성 방법{Method for generating data packet in controlling device using distributed intelligence}

도 1은 본 발명의 송신 데이터 패킷 생성 방법의 일 실시예를 나타낸 것이다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에서 접근 및 생성되는 메모리 블록들의 일 예를 나타낸 것이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 송신 데이터 패킷 생성 방법의 일 실시예가 수행되는 과정을 세부적으로 나타낸 것이다.

도 4는 상기 도 3a의 실시예의 포인터 메모리 블록 정의 프레임의 일 예를 나타낸 것이다.

본 발명은 센서장치에서 취득된 데이터를 송신하기 위해 데이터 패킷으로 생성하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지능형 서비스 로봇 등 센서장치를 구비한 기기의 센서에서 측정된 데이터를 연산작업이 수행되는 프로세서 등을 구비한 서버로 유무선 통신을 통해 데이터를 송신함에 있어서 송신 데이터 패킷을 생성하는 방법에 관한 것이다.

지능형 서비스 로봇과 같은 로봇 장치에서는 특정 방향으로의 이동 또는 특정 동작의 수행을 위해 다수의 모터를 구비하고 있으며, 특정 위치 또는 물체와 사이의 거리를 측정하거나 외부 물체의 위치를 파악하기 위해 음파, 적외선, 레이저 스캐너 등 다양한 센서가 사용된다.

상기 센서로부터 데이터를 획득하여 모터를 제어하는 작업은 상기와 같이 모터 및 센서를 구비한 로봇과 연산을 수행하는 서버를 포함하는 모션 및 센서 제어장치에서 이루어진다. 분산 지능형 방식을 채택한 모션 및 센서 제어장치에서 센서로부터 획득된 데이터를 분석하는 것은 통상적으로 상기 로봇의 외부에 구비되는 서버에서, 특히 상기 서버 내에 구비되는 프로세서에서 이루어진다.

상기 모션 및 센서 제어장치에서 상기 로봇은 센서로부터 측정된 데이터를 상기 서버의 프로세서로 유무선 통신방식을 이용해 전송한다. 상기 서버의 프로세서로 전송되는 데이터는 모터의 속도 및 위치 정보, 초음파 센서의 측정치, 적외선 센서의 데이터, 범퍼 등 각종 스위치의 상태 등 다양한 형태의 데이터로 구성된다.

상기 데이터는 로봇에서 서버의 프로세서로 전송됨에 있어서 통신포트의 전송속도 및 통신 주기에 따라 적당한 크기와 형식의 데이터 패킷으로 묶여서 전송된다. 예를 들면 센서로부터 획득된 모든 데이터를 하나의 패킷으로 묶을 수도 있고, 몇 개의 그룹으로 나누어 분할하여 패킷을 구성할 수도 있다.

통상적으로 상기 송신 데이터 패킷은 모션 및 센서 제어장치가 설계될 때 소프트웨어적으로 고정된다. 따라서 송신 데이터 패킷의 크기와 형식에 유연성이 없으며, 상황에 따라서 상기 데이터 패킷의 크기 또는 형식을 변경할 필요가 있는 경우에는 상기 모션 및 센서 제어장치의 소프트웨어를 재작성해야하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 센서에서 획득된 데이터를 서버로 전송하기 위한 송신 데이터 패킷의 크기와 내용을 가변적으로 조정할 수 있는 데이터 패킷 생성 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 데이터 패킷 생성 방법은 센서 장치에서 측정된 데이터를 유무선 전자통신수단을 이용해 서버로 전송하기 위한 송신용의 데이터 패킷을 생성하는 방법에 있어서, 송신 데이터 패킷에 포함될 데이터가 저장된 센서 장치 메모리의 메모리 번지 값을 저장하는 포인터 메모리 블록을 생성하는 단계; 상기 포인터 메모리 블록에 저장된 메모리 번지의 데이터를 읽어서 저장하는 데이터 메모리 블록을 생성하는 단계; 및 상기 데이터 메모리 블록에 저장된 데이터로부터 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명에서, 상기 포인터 메모리 블록을 생성하는 단계는 서버로부터 데이터 패킷에 포함될 데이터가 저장된 센서 장치의 메모리 상의 메모리 번지 값을 포함하는 포인터 메모리 블록 정의 프레임을 수신하는 단계; 및 상기 포인터 메모리 블록 정의 프레임에 포함된 메모리 번지 값을 저장하는 단계를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 포인터 메모리 블록 정의 프레임은 데이터 패킷 식별자, 데이터 패킷에 포함될 데이터의 개수 및 데이터 패킷에 포함될 데이터가 센서 장치의 메모리 상에 저장된 메모리 번지 값을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 데이터 메모리 블록을 생성하는 단계는 상기 포인터 메모리 블록에 저장된 메모리 번지 값을 읽는 단계; 센서 장치의 메모리에서 상기 포인터 메모리 블록에 저장된 메모리 번지에 해당하는 데이터를 읽는 단계; 상기 센서 장치의 메모리에서 읽은 데이터를 데이터 메모리 블록에 할당된 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 송신 데이터 패킷 생성 방법의 일 실시예를 나타낸 것이다.

도 1에서 송신 데이터 패킷은 먼저 포인터 메모리 블록을 생성하고(S102), 이어서 데이터 메모리 블록을 생성하며(S103), 이어서 상기 데이터 메모리 블록에 저장된 데이터로부터 데이터 패킷을 형성하는 과정(S104)을 거쳐서 생성된다.

상기 포인터 메모리 블록은 사용자에 의해 정의되는 송신 데이터 패킷의 크기와 형식, 내용이 저장되는 메모리 블록이다. 상기 데이터 메모리 블록은 상기 포인터 메모리 블록에 저장된 내용에 의거하여 센서에서 획득된 데이터가 저장되는 메모리 블록으로, 상기 데이터 메모리 블록에 최종적으로 저장되는 내용으로 구성되는 데이터 패킷은 사용자에 의해 정의된 송신 데이터 패킷에 해당한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에서 접근 및 생성되는 메모리 블록들의 일 예를 나타낸 것이다. 특히 도 2b 및 도 2c는 본 발명에서 사용자에 의해 도 2a의 메모리 블록에 저장되는 센서 데이터 중에서 센서 A, C, E, G, H의 데이터로 구성되는 데이터 패킷을 생성하도록 정의되는 경우를 나타낸 것이다.

도 2a는 모션 및 센서 제어장치의 각 센서에서 획득된 데이터가 저장되는 센서 데이터 메모리 블록을 나타낸 것이다.

상기 센서 데이터 메모리 블록은 각 센서에서 획득된 데이터가 실시간으로 저장되는 메모리 블록으로, 고정된 메모리 번지를 가진다. 각 센서의 데이터는 정 해진 순서와 크기에 따라 상기 센서 데이터 메모리 블록에 저장된다.

통상적인 모션 및 센서 제어장치에서는 상기 센서 데이터 메모리 블록에 저장된 데이터의 크기와 형식을 그대로 이용하여 하나 또는 그 이상의 데이터 패킷으로 형성하여 서버로 송신한다. 따라서 종래의 송신 데이터 패킷은 도 2a와 같은 구조로 구성되는 것으로 볼 수 있다.

상기 예에서 상기 센서 데이터 메모리 블록에는 A에서 H의 모두 8개의 센서에 대한 데이터가 각 센서에 대해서 지정된 번지에 대해 저장된다.

도 2b는 도 1의 단계(S102)에서 생성된 포인터 메모리 블록을 나타낸 것이다.

상기 포인터 메모리 블록은 사용자에 의해 정의된 송신 데이터 패킷의 구성이 저장되는 것으로, 송신 데이터 패킷을 구성할 센서의 데이터가 저장된 메모리 번지가 저장되는 것이다.

상기 예에서 상기 포인터 메모리 블록에는 사용자에 의해 송신 데이터 패킷을 구성할 것으로 지정되는 데이터의 수 및 지정되는 센서 데이터의 센서 데이터 메모리 블록 상의 메모리번지가 저장된다.

상기 예에서, 송신 데이터 패킷은 A, C, E, G, H의 5개의 센서에 대한 데이터로 구성되는 것으로 정의되었다. 상기 포인터 메모리 블록은 센서 데이터 메모리 블록과는 구분되는 별도의 메모리 번지를 할당받으며, 상기 포인터 메모리 블록에는 지정된 데이터 수(5개) 및 지정된 센서(A, C, E, G, H) 각각에 대해 센서 데이 터가 저장된 메모리 번지(어드레스)가 저장된다. 상기 지정된 센서 각각에 대한 센서 데이터 메모리 블록 상의 어드레스는 도 2a에 나타난 것과 같다.

도 2c는 도 1의 단계(S103)에서 생성된 데이터 메모리 블록을 나타낸 것이다.

상기 데이터 메모리 블록은 사용자에 의해 정의된 송신 데이터 패킷의 내용이 저장되는 것으로, 송신 데이터 패킷을 구성할 센서의 데이터가 저장되는 것이다.

상기 예에서 상기 데이터 메모리 블록에는 사용자에 의해 송신 데이터 패킷을 구성할 것으로 지정된 데이터의 수 및 지정된 센서에 대한 데이터가 저장된다.

상기 예에서, 상기 데이터 메모리 블록은 센서 데이터 메모리 블록 및 포인터 메모리 블록과는 구분되는 별도의 메모리 번지를 할당받으며, 상기 데이터 메모리 블록에는 지정된 데이터 수(5개) 및 지정된 센서(A, C, E, G, H) 각각에 대한 센서 데이터가 저장된다.

상기 지정된 센서 각각에 대한 센서 데이터는 도 2b에 저장된 어드레스 값을 읽고, 상기 어드레스 값에 해당하는 메모리 번지에 저장된 센서 데이터로서, 그 구체적인 값은 도 2a의 센서 데이터 메모리 블록에 저장되는 것과 같다.

상기 데이터 메모리 블록에 저장된 데이터의 크기와 형식을 그대로 이용하여 하나 또는 그 이상의 데이터 패킷이 형성되어 송신 데이터 패킷이 생성되며, 상기 생성된 송신 데이터 패킷은 사용자에 의해 지정된 센서에 대한 데이터로 구성된다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 송신 데이터 패킷 생성 방법의 일 실시예가 수행되는 과정을 세부적으로 나타낸 것으로, 도 1의 실시예에 대해서 도 3a는 포인터 메모리 블록이 생성되는 과정(S102)을, 도 3b는 데이터 메모리 블록이 생성되는 과정(S103)을 각각 나타낸 것이다.

도 3a에서 포인터 메모리 블록은 사용자로부터 포인터 메모리 블록을 정의하는 프레임을 수신하고(S302), 이어서 상기 수신된 프레임의 내용에 따라 메모리를 할당하여 포인터 메모리 블록을 설정하는 과정(S303)을 거쳐 생성된다.

상기 사용자로부터 수신되는 포인터 메모리 블록을 정의하는 프레임은 사용자가 제어하는 기기로부터 상기 센서 데이터가 저장되는 장치로 유무선 통신수단에 의해서 전송되며, 특히 추후 센서 데이터 패킷이 전송되는 서버로부터 전송된다.

상기 서버로부터 수신되는 포인터 메모리 블록 정의 프레임에는 데이터 패킷에 포함될 데이터가 저장된 센서 장치의 메모리 상의 메모리 번지 값이 포함된다. 상기 포인터 메모리 블록 정의 프레임에 포함된 메모리 번지 값이 센서 장치의 메모리에서 포인터 메모리 블록을 위해 할당되는 소정의 메모리 영역에 저장됨으로써 포인터 메모리 블록이 형성된다.

상기 서버로부터 수신되는 포인터 메모리 블록 정의 프레임의 내용은 추후 도 4를 참조하여 설명한다.

도 3b에서 데이터 메모리 블록은 상기 포인터 메모리 블록에 저장된 어드레스 값을 읽고(S312), 상기 포인터 메모리 블록에 저장된 지정데이터 수가 하나 이상이라도 있는 경우에(S313), 상기 포인터 메모리 블록에 저장된 첫 번째 메모리 번지(어드레스 값)에 해당하는 데이터 값을 읽고(S314), 상기 메모리 번지로부터 읽은 데이터를 데이터 메모리 블록에 기록하며(S315), 지정된 데이터 수만큼의 데이터를 데이터 메모리 블록에 기록할 때까지 상기 단계(S314, S315)를 반복하는 과정(S316)을 거쳐서 생성된다.

도 4는 상기 도 3a의 실시예의 포인터 메모리 블록 정의 프레임의 일 예를 나타낸 것이다.

도 4에서 포인터 메모리 블록 정의 프레임은 데이터가 표현된 일련의 코드로서, 데이터 패킷을 생성하는 함수코드인 '패킷정의 function', 생성된 패킷을 구별하는 식별자인 '패킷 ID', 패킷에 포함되는 데이터 수인 '패킷 크기', 포인터 메모리 블록에 저장될 '메모리 번지'들 및 코드 전송 과정에서의 에러를 수정하기 위한 패딩 코드인 '에러검출'의 부분으로 구성된다.

상기 패킷정의 function에 의해 특정의 식별자(ID)를 갖는 포인터 메모리 블록이 형성된다. 상기 식별자(ID)는 상기 포인터 메모리 블록을 참조하여 생성되는 데이터 메모리 블록을 위한 식별자로도 기능하고, 나아가서 상기 데이터 메모리 블록에 기록되는 내용으로부터 생성되는 데이터 패킷에도 포함되어 식별자로서 기능하는 것이 바람직하다. 상기 식별자를 가진 데이터 패킷이 서버로 송신된 후에는 상기 서버의 프로세서는 상기 식별자에 의해 데이터 패킷을 구별할 수 있다.

상기 포인터 메모리 블록에는 사용자에 의해 지정된 센서 데이터의 개수인 패킷 크기와 메모리 번지 값이 저장된다. 상기 도 2a 내지 도 2c에 나타난 일 실시예와 관련해서, 상기 패킷 크기가 5이고, 메모리 번지 값은 순서대로 각각 0x0000, 0x0002, 0x0004, 0x0006, 0x0007이다.

상기 메모리 번지 값은 도 2a의 센서 데이터 메모리 블록에 센서 데이터가 저장되는 어드레스 값으로, 상기 실시예에서 사용자는 센서 데이터 메모리 블록 상의 어드레스 값을 지정함으로써 데이터 패킷에 포함될 센서 데이터를 정의한다.

상기 송신 데이터 패킷의 생성은 분산 지능형 제어방식을 채택한 지능형 서비스 로봇(URC) 등에서 수행되는 것으로, 상기 로봇은 제어 기능, 연산 기능 등 그 기능의 일부가 서버로 분산되어 통상적으로 상기 서버의 제어에 의해 구동되어, 상기 로봇과 서버는 클라이언트-서버 구조와 마찬가지인 같은 관계를 갖게 된다.

이 경우 상기 로봇을 구동하는 응용 프로그램과 지능형 서비스 로봇의 효율적인 개발 및 개량을 위해 상기 클라이언트의 로봇은 공통의 인터페이스를 갖는 로봇으로 정의될 필요가 있다. 그리고 이에 따라 구성부품과 하드웨어에 따라 특성과 종류가 다양한 지능형 서비스 로봇들에 대해 공통의 인터페이스를 도출하기 위해 일종의 가상 로봇 모델을 세우고 이를 기반으로 공통된 인터페이스를 정의하고자 하는 시도가 이루어지고 있다.

상기 시도의 일 예인 한국정보통신기술협회의 URC 장치의 추상화를 위한 공 통 로봇 인터페이스 표준에 의하면, 로봇 인터페이스에는 디퍼런셜 타입의 바퀴 구동장치, 카메라가 부착된 펜틸트 가능한 헤드, 로봇 외부 객체와의 거리를 측정할 수 있는 거리센서장치, 충돌감지용 범퍼 센서, 소리를 입력받는 마이크장치, 소리를 출력하는 스피커 장치, 로봇 외부의 이미지를 획득하기 위한 영상장치, 및 배터리 전압감지장치가 구비된다.

상기 표준에 의해 상기와 같은 인터페이스의 로봇이 클라이언트가 되고, 서버에는 상기 로봇을 구동, 제어하는 응용 프로그램이 탑재된다. 이때 상기 표준에 따르는 로봇은 공통의 인터페이스를 구비하고 있어, 상기 인터페이스에 대해서 구비되는 응용 프로그램에 의해 구동이 가능하다.

따라서 하나의 응용 프로그램으로 플랫폼은 서로 다르나, 표준에 따르는 인터페이스를 구비하는 다수의 로봇을 구동할 수 있고, 하나의 로봇에 대해서 내용은 서로 다르나, 표준의 인터페이스를 고려하여 형성된 다수의 프로그램을 적용할 수 있다. 이로써 응용 프로그램 및 로봇의 개발의 독립성, 유연성, 이식성이 향상되어 응용 프로그램 및 로봇의 개발, 개량이 촉진된다.

상기 표준에 의하면, 클라이언트인 지능형 서비스 로봇은 다양한 센서 장치를 구비하며, 상기 지능형 서비스 로봇으로부터 서버로 센서에서 측정된 데이터가 전송된다.

상기 센서에서 측정된 데이터의 지능형 서비스 로봇으로부터 서버로의 전송에 있어서, 사용자가 스스로 데이터 패킷의 내용을 정의할 수 있다면, 센서 데이터의 경중에 따라 센서 데이터의 전송 여부 및 전송 크기를 결정할 수 있다. 이 경우 센서 데이터의 전송 효율이 향상되며, 상기 지능형 서비스 로봇의 제어는 상기 전송된 센서 데이터를 이용하여 이루어지므로, 상기 지능형 서비스 로봇의 제어 또한 보다 효율적을 수행된다.

따라서 상기 표준에 따르는 지능형 서비스 로봇에서 서버로 센서 데이터를 전송함에 있어서는, 상기 센서 데이터의 패킷은 본 발명의 데이터 패킷 생성 방법에 의해 생성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 센서의 측정값에 의해 모터를 제어하는 장치에서 센서로부터 측정된 데이터를 서버로 전송함에 있어서, 상기 전송되는 데이터 패킷의 크기와 데이터 내용을 사용자가 자유롭게 정의할 수 있다.

센서의 측정 환경 및 통신 환경에 따라서 데이터 패킷의 크기와 내용을 유연하게 조정할 수 있으며 데이터 전송의 효율이 향상된다.

Claims (4)

1. 센서 장치에서 측정된 데이터를 유무선 전자통신수단을 이용해 서버로 전송하기 위한 송신용의 데이터 패킷을 생성하는 방법에 있어서,

   송신 데이터 패킷에 포함될 데이터가 저장된 센서 장치 메모리의 메모리 번지 값을 저장하는 포인터 메모리 블록을 생성하는 단계;

   상기 포인터 메모리 블록에 저장된 메모리 번지의 데이터를 읽어서 저장하는 데이터 메모리 블록을 생성하는 단계; 및

   상기 데이터 메모리 블록에 저장된 데이터로부터 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 생성하는 단계를 포함하는 데이터 패킷 생성 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 포인터 메모리 블록을 생성하는 단계는

   서버로부터 데이터 패킷에 포함될 데이터가 저장된 센서 장치의 메모리 상의 메모리 번지 값을 포함하는 포인터 메모리 블록 정의 프레임을 수신하는 단계; 및

   상기 포인터 메모리 블록 정의 프레임에 포함된 메모리 번지 값을 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 생성 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 포인터 메모리 블록 정의 프레임은 데이터 패킷 식별자, 데이터 패킷에 포함될 데이터의 개수 및 데이터 패킷에 포함될 데이터가 센서 장치의 메모리 상에 저장된 메모리 번지 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 생성 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 메모리 블록을 생성하는 단계는

   상기 포인터 메모리 블록에 저장된 메모리 번지 값을 읽는 단계;

   센서 장치의 메모리에서 상기 포인터 메모리 블록에 저장된 메모리 번지에 해당하는 데이터를 읽는 단계;

   상기 센서 장치의 메모리에서 읽은 데이터를 데이터 메모리 블록에 할당된 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷 생성 방법.

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