KR101241830B1 - 학습 구동체 조립 테스트 시스템 - Google Patents

학습 구동체 조립 테스트 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 학습 구동체 조립 테스트 시스템은 실제 구동체를 완성하기 이전에 가상환경에서 실제 구동체와 동일한 학습 구동체를 조립하여, 학습 구동체의 동작에 대한 동작 소스 코드를 생성하여 시뮬레이션할 수 있도록, 본 발명은, 3D 형상으로 이루어진 복수의 단위 컴포넌트 중 선택된 적어도 두 개의 단위 컴포넌트를 이용하여 학습 구동체를 조립하기 위한 조립모듈, 상기 적어도 두 개의 단위 컴포넌트 각각에 대응하는 유닛 정보를 제공하며, 상기 학습 구동체의 동작에 대한 동작 소스 코드를 설계하기 위한 설계모듈, 임의의 가상환경에서 상기 동작 소스 코드를 기반으로 상기 학습 구동체를 시뮬레이션 동작시키며, 시뮬레이션 정보를 수집하기 위한 시뮬레이션 모듈 및 상기 시뮬레이션 정보를 기초로 상기 학습 구동체에 대한 상기 동작 소스 코드의 에러 발생 여부를 판단하며, 상기 에러 발생시 상기 동작 소스 코드의 에러 코드 정보를 표시하거나, 상기 설계 모듈로 전송하며 상기 에러 미발생시 상기 동작 소스 코드를 저장 모듈에 저장하는 제어모듈을 포함하는 학습 구동체 조립 테스트 시스템을 제공한다.

Description

학습 구동체 조립 테스트 시스템 {TEST SYSTEM FOR ASSEMBLING A DRIVING APPARATUS FOR EDUCATION}
본 발명은 학습 구동체 조립 테스트 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실제 구동체를 완성하기 이전에 가상환경에서 실제 구동체와 동일한 학습 구동체를 조립하여, 학습 구동체의 동작에 대한 동작 소스 코드를 생성하여 시뮬레이션할 수 있는 학습 구동체 조립 테스트 시스템에 관한 것이다.
정보화 사회가 발달함에 따라 컴퓨터를 이용하여 학습을 지원하는 도구들이 많이 연구 개발되고 있으며, 여러가지 분야에 대해서 학습을 지원하는 도구들이 있으며, 이들 중 빛, 소리, 모션, 기울기 센서 등 여러가지 센서들과 모터 등을 이용하여 로보틱스를 학습하는 여러 도구들이 있다.
하지만 일반적인 로보틱스 학습 도구들은 조립과 제어 프로그래밍, 시뮬레이션을 동시에 진행할 수 있는 학습 도구들은 없으며, 시뮬레이션을 제공하는 소프트웨어는 고가이면서 사용이 어려운 도구들이 대부분 이다.
3D, 교육, 및 로봇산업이 어우러진 3D융합 교육사업의 신 비즈니스 모델 창출 및 융합을 통한 산업역량 극대화가 필요하며, 융복합 사업이 활발히 진행되고 있는 가운데 교육관련 콘텐츠를 활용한 3D 산업은 도입뿐만 아니라 교육기관에서도 이렇다 할 방향을 제공하지 못하고 있다. 현장교육·실습, 동영상 기반이나 플래시 기반의 단순하고 일방형의 교육 콘텐츠를 벗어나지 못하고 있는 실정이다. 이러한 시점에서 실감형 3D미디어 콘텐츠는 IT 시장을 확대시키는 매개체이므로, 선행기술개발을 통해 국제표준의 선점과 기술 확보가 중요하며, 고부가가치 3D산업에 필수적인 3D기반 M&S 교육도구 분야의 신기술확보 및 국산화개발이 필요하다.
본 발명의 목적은, 실제 구동체를 완성하기 이전에 가상환경에서 실제 구동체와 동일한 학습 구동체를 조립하여, 학습 구동체의 동작에 대한 동작 소스 코드를 생성하여 시뮬레이션할 수 있는 학습 구동체 조립 테스트 시스템을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 학습 구동체 조립 테스트 시스템은, 사용자 컴퓨터 및 상기 사용자 컴퓨터와 유무선 통신하는 학습 서버를 포함하는 학습 구동체 조립 테스트 시스템으로서, 상기 학습 서버는, 3D 형상으로 이루어진 복수의 단위 컴포넌트 중 선택된 적어도 두 개의 단위 컴포넌트를 이용하여 학습 구동체를 조립하는 조립모듈, 상기 적어도 두 개의 단위 컴포넌트 각각에 대응하는 유닛 정보를 기초로, 상기 학습 구동체의 동작에 대한 동작 소스 코드를 프로그래밍하는 설계모듈, 상기 동작 소스 코드를 기반으로 상기 학습 구동체를 시뮬레이션하여, 상기 학습 구동체에 대한 시뮬레이션 정보를 수집하는 시뮬레이션 모듈, 및 상기 시뮬레이션 정보를 기초로 상기 학습 구동체의 동작을 분석하여 상기 동작 소스 코드의 에러 발생 여부를 판단하여, 상기 에러 판단 결과 에러 발생시 상기 동작 소스 코드의 에러 코드 정보를 표시하거나 상기 설계 모듈로 전송하며, 상기 에러 판단 결과 에러 미발생시 상기 동작 소스 코드를 저장 모듈에 저장하는 제어모듈을 포함한다.
본 발명에 따른 학습 구동체 조립 테스트 시스템은, 복수의 단위 컴포넌트를 이용하여 학습 구동체를 조립하고, 학습 구동체를 동작시키기 위한 동작 소스 코드를 프로그래밍하여 시뮬레이션할 수 있으며, 시뮬레이션 정보를 기초로 동작 소스 코드를 수정할 수 있음으로써, 학습 구동체에 대응하는 실제 구동체 제작시 시행 착오 및 에러가 낮아지도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 학습 구동체 조립 테스트 시스템은, 사용자로 하여금 실제 구동체 제작 이전에, 실제 구동체에 대응하는 학습 구동체를 간편하게 조립 및 시뮬레이션 함으로써, 실제 구동체 제작시 제작 시간 및 비용을 줄일 수 있으며, 실제 구동체의 동작에 대한 동작 소스 코드를 학습 구동체의 동작 소스 코드를 이용함으로써, 동작 소스 코드의 프로그래밍 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 학습 구동체 조립 테스트 시스템은, 사용자가 학습 프로그램을 실행하는 경우 LMS 서버에 제공된 실행 컨텐츠에 포함된 학습 프로그램에 대한 전반적인 실행 방법 및 설명을 통하여, 학습 구동체를 조립 및 시뮬레이션 동작을 용이하게 할 수 있으며, 학습 구동체에 대한 설계 능력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 학습 구동체 조립 테스트 시스템을 나타낸 간략 시스템도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 학습 서버를 나타낸 제어블록도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 조립모듈에 대한 제어블록도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 설계모듈에 대한 제어블록도이다.
도 5는 도 2에 나타낸 시뮬레이션 모듈에 대한 제어블록도이다.
도 6은 도 2에 나타낸 제어모듈에 대한 제어블록도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 학습 구동체 조립 테스트 시스템을 나타낸 간략 시스템도이다.
실시 예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 실시 예는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 실시 예에 의한 학습 구동체 조립 테스트 시스템을 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.
본 발명에서 단위 컴포넌트는 사용자가 상상한 로봇이나 자동차 등의 기기를 만들기 위한 기본 부품을 의미한다. 단위 컴포넌트는 장치의 프레임 또는 프레임의 일부를 구성하는 부품, 바퀴, 회전 축, 기어, 볼트너트 또는 워셔부싱 세트와 같은 결합 부품, 와이어, 케이블, 전선, 모터, 리모콘, 유무선 통신부품, 광 센서, 음향 센서, 자이로 센서, 접촉 센서, 디스플레이, LED 등의 램프, 유무선 통신 모듈, 메모리 등의 저장부 및 저장부에 저장된 프로그램밍된 코드를 이용하여 모터나 센서, 디스플레이, 램프, 통신부품 등을 제어하거나 이들과 주고 받은 데이터를 처리하는 제어기 등을 포함할 수 있다. 단위 컴포넌트는 위에서 언급한 것에 한정되지 않고, 일정 규격으로 한 가지 이상의 기능을 하며 기성품 또는 개별 제작된 모든 것을 포함할 수 있다. 기성품은 본 발명을 실시하기 위해 별도로 제작된 것일 수 있으며, 기존 시장에 출시된 제품일 수도 있다.
여러 기능을 하는 복수의 단위 컴포넌트를 이용하여, 사용자는 여러가지 제품을 만들 수 있으며, 최종 제작된 제품을 본 발명에서 실제 구동체 등으로 칭하기로 한다.
본 발명에서 단위 컴포넌트는 실제 세계의 기본 부품을 의미하기도 하지만, 가상 세계에서는 3D로 모델링된 가상 세계에서의 기본 부품을 의미하기도 한다. 가상 세계에서 3D 모델링된 단위 컴포넌트를 이용하여 조립된 가상 제품을 본 발명에서 학습 구동체 등으로 칭하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 학습 구동체 조립 테스트 시스템을 나타낸 간략 시스템도이다.
도 1을 참조하면, 학습 구동체 조립 테스트 시스템은 사용자 컴퓨터(100) 및 학습 서버(200)를 포함할 수 있다.
사용자 컴퓨터(100)는 학습 서버(200)에 유, 무선 통신망으로 접속할 수 있으며, 학습 서버(200)에 접속하여 사용자가 조립할 실제 구동체 및 조립완료된 실제 구동체에 대하여 사용자가 3D 사용 환경을 설정한 후 실제 구동체와 동일한 가상의 학습 구동체를 조립 및 동작소스코드를 생성하여 상기 학습 구동체를 시뮬레이션 할 수 있는 학습 프로그램을 실행할 수 있다.
실시 예에서는 설명의 편의를 위하여 사용자 컴퓨터(100)로 한정을 하였으나, 사용자 컴퓨터(100) 외에 유, 무선 통신망을 통하여 학습 서버(200)에 접속 가능한 기기들, 예를 들면 스마트폰, 노트북 등일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
학습 서버(200)는 사용자 컴퓨터(100)가 접속하여 학습 프로그램을 실행하면, 저장된 복수 개의 단위 컴포넌트를 제공하며, 사용자 컴퓨터(100)의 입력 명령에 따라 상기 학습 구동체를 조립 및 상기 동작소스코드를 생성하여, 상기 학습 구동체를 시뮬레이션할 수 있다.
학습 서버(200)는 사용자의 편의를 향상시키며, 사용자가 상기 실제 구동체를 조립하거나, 조립된 상기 실제 구동체에 대한 동작을 먼저 시뮬레이션 할 수 있도록 함으로써, 시간 및 상기 동작소스코드의 프로그래밍 기술을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서, 사용자 컴퓨터(100)와 학습 서버(200)를 분리하여 기술하였지만 이에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 학습 프로그램이 사용자 컴퓨터(100)에서 직접 구동되도록 구현할 수 있다.
도 2는 도 1에 나타낸 학습 서버를 나타낸 제어블록도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 조립모듈에 대한 제어블록도이며, 도 4는 도 2에 나타낸 설계모듈에 대한 제어블록도이며, 도 5는 도 2에 나타낸 시뮬레이션 모듈에 대한 제어블록도이며, 도 6은 도 2에 나타낸 제어모듈에 대한 제어블록도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 학습 서버(200)는 복수의 단위 컴포넌트 중 사용자 컴퓨터(100)에 의해 선택된 적어도 두 개의 단위 컴포넌트를 학습 구동체로 조립하기 위한 조립모듈(210), 상기 학습 구동체의 동작에 대한 동작소스코드를 프로그래밍하기 위한 설계모듈(230), 상기 학습 구동체 및 상기 동작소스코드를 기반으로 상기 학습 구동체를 사용자 컴퓨터(100)가 설정한 3D 가상환경에서 시뮬레이션하며, 시뮬레이션 정보를 수집하기 위한 시뮬레이션모듈(250) 및 상기 시뮬레이션 정보 및 상기 동작소스코드를 기초로, 상기 학습 구동체의 동작 오류 또는 에러 여부를 판단하며, 상기 오류 또는 에러 발생시 상기 동작소스코드에 대한 에러코드를 설계모듈(230) 및 사용자 컴퓨터(100)로 전송하며, 상기 오류 또는 에러 미발생시 저장모듈(280)에 상기 시뮬레이션 정보 및 상기 동작소스코드 중 적어도 하나를 저장하기 위한 제어모듈(270)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 조립모듈(210)은 사용자 컴퓨터(100)가 학습 프로그램을 실행하여, 상기 학습 구동체에 대한 프로젝트를 생성하는 경우 3D 형상을 가지는 상기 복수의 단위 컴포넌트를 제공하기 위한 컴포넌트 구성부(212), 사용자가 조립하거나, 조립된 실제 구동체가 시뮬레이션되는 임의의 3D 가상환경을 설정하기 위한 환경 구성부(214) 및 상기 복수의 단위 컴포넌트 중 사용자에 의해 선택된 적어도 두 개의 단위 컴포넌트를 이동, 회전 및 삭제하며, 상기 적어도 두 개의 컴포넌트를 상기 학습 구동체로 조립하기 위한 컴포넌트 조립부(216)를 포함할 수 있다.
컴포넌트 구성부(212)는 상기 복수의 단위 컴포넌트를 기능 및 능력 등으로 분류하여 제공할 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트 구성부(212)는 복수의 단위 컴포넌트를 그룹별로 분류하여 학습 프로그램이 실행된 창에 표시되도록 하며, 사용자가 유저 인터페이스를 통해 적어도 하나의 단위 컴포넌트를 선택될 수 있는 상태로 놓이게 할 수 있다.
컴포넌트 구성부(212)는 상기 복수의 단위 컴포넌트 각각에 대한 제약동작정보, 동작코드정보 및 조립 가능한 다른 단위 컴포넌트에 대한 조립정보를 포함하는 유닛 정보를 사용자 또는 사용자 컴퓨터(100)에 제공할 수 있다.
사용자는, 컴포넌트 구성부(212)에서 제공된 복수의 단위 컴포넌트와 유닛 정보(제약동작정보, 동작코드정보 및 조립정보)를 기초로, 적어도 두 개의 단위 컴포넌트에 대한 선택을 용이하게 할 수 있다.
제약동작정보는 각 단위 컴포넌트의 동작 범위나 기능 등을 나타낸다. 예를 들어, 서보 모터 중심 축의 최대 회전 각도나 한번에 움직일 수 있는 각도, 특정 센서가 외부 자극을 인식할 수 있는 외부 자극의 크기, 일반 모터의 최대 출력이나 최대 회전속도 등이 있을 수 있다.
동작코드정보는 단위 컴포넌트의 기본 동작에 대해 미리 프로그래밍된 코드 또는 기작성된 코드에 대한 설명을 나타낸다. 동작코드정보는 여러 개의 단위 컴포넌트가 결합되어 일정 기능을 수행할 수 있는 기본 조립체를 작동시키는 코드일 수 있다. 예를 들어, 여러 단위 컴포넌트를 조립하여 로봇의 관절 부분을 조립한 경우, 로봇 관절 움직임을 제어하는 소스 코드일 수 있다.
조립정보는 사용자가 임의로 선택한 단위 컴포넌트와 상기 단위 컴포넌트와 조립 가능한 다른 단위 컴포넌트에 대한 정보를 포함하며, 이 외에 상기 단위 컴포넌트와 상기 다른 단위 컴포넌트 조립시 추가로 프로그래밍 되어야 하는 추가정보를 포함할 수 있다.
환경 구성부(214)는 컴포넌트 구성부(212)에서 사용자가 선택한 상기 적어도 두 개의 컴포넌트를 조립할 수 있는 임의의 3D 가상환경을 설정할 수 있다. 사용자 선택이 없는 경우 기설정된 특정 가상환경이 디폴트로 설정될 수 있다.
임의의 3D 가상환경은 예를 들어, 산, 강, 바다 및 도심 등과 같은 상기 실제 구동체가 적용되어 동작될 환경과 대응하는 환경을 나타낼 수 있다.
컴포넌트 조립부(216)는 컴포넌트 구성부(212)에서 제공된 상기 복수의 단위 컴포넌트 중 사용자에 의해 선택된 상기 적어도 두 개의 단위 컴포넌트를 환경 구성부(214)에서 설정된 상기 임의의 3D 가상환경으로 이동, 회전 및 삭제할 수 있으며, 상기 적어도 두 개의 컴포넌트를 학습 구동체 또는 학습 구동체의 일부분으로 조립할 수 있다. 본 명세서에서 완성된 학습 구동체, 및 학습 구동체의 일부이면서도 독립적으로 또는 다른 학습 구동체의 일부와 유기적으로 자체 구동할 수 있는 학습 구동체를 구별하기 위해, 전자는 완성형 구동체로 후자는 부분형 구동체로 지칭하기로 한다. 또한 학습 구동체는 완성형 구동체와 부분형 구동체 모두를 지칭한다.
학습 구동체는 만들려는 구동체가 완성된 것을 말하며, 가상의 일부 구동체는 학습 구동체의 일부를 이루는 조립체를 의미한다.
컴포넌트 조립부(216)는 상기 적어도 두 개의 단위 컴포넌트 각각의 상기 제약동작정보, 상기 동작코드정보 및 상기 조립정보를 기초로, 상기 적어도 두 개의 단위 컴포넌트에 대한 조립 이해도를 높이기 위한 가이드를 사용자 또는 사용자 컴퓨터(100)에 제공할 수 있다.
조립모듈(210)은 상기 학습 구동체를 3D 가상환경에서 조립할 수 있도록 하며, 사용자가 용이하게 상기 실제 구동체와 동일한 상기 학습 구동체를 조립할 수 있도록 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 설계모듈(230)은 조립모듈(210)에서 하드웨어 조립된 상기 학습 구동체를 소프트웨어를 이용하여 동작시킬 수 있도록 할 수 있다.
설계모듈(230)은 노드 생성부(232) 및 프로그램 생성부(234)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 노드는 복수의 단위 컴포넌트로 구성된 완성형 구동체 또는 부분형 구동체에 포함된 것으로, 입력 신호에 대응하여 어떤 동작이나 신호를 출력하는 단위 컴포넌트를 의미한다. 예를 들어, 모터나 센서 등이 있을 수 있다.
노드 생성부(232)는 모터나 센서 등의 노드의 동작에 대한 변수, 연산자 및 제어값을 포함하는 동작정보를 사용자로부터 입력받을 수 있다.
프로그램 생성부(234)는 학습 구동체를 이루는 단위 컴포넌트 각각에 대한 유닛 정보 및 상기 동작정보를 기반으로 학습구동체의 동작에 대한 동작소스코드를 프로그래밍할 수 있다. 프로그래밍 시, 유닛 정보 중 동작 코드 정보가 특히 유용하게 사용될 수 있다.
동작소스코드는 사용자에 의해 직접 타이핑될 수도 있지만, 프로그램 생성부(234)에서 사용자가 원하는 기능을 입력 받아 자동으로 생성되도록 할 수 있다. 예를 들어, 단위 컴포넌트에 따라 미리 생성되어 있는 동작 코드 정보를 이용하여 결합하거나 사용자가 입력한 변수 범위에 따라 동작 범위가 제한되거나 특정 조건에서 동작되도록 동작 코드 정보를 변형하여 동작소스코드를 생성할 수 있다. 또는 사용자가 작성한 순서도를 기반으로 동작 코드 정보를 이용하여 동작소스코드를 생성할 수 있다.
프로그램 생성부(234)는 부분형 구동체를 구동하기 위해 생성된 복수의 동작소스코드를 결합할 수 있다. 프로그램 생성부(234)는 각 동작소스코드를 분석하여 부분형 구동체에 대한 복수의 동작소스코드가 원할히 결합되도록 하여 오류 발생을 차단하거나 오류 발생시 사용자에게 알려 줄 수 있다.
프로그램 생성부(234)는 사용자 입력에 따라 부분형 구동체에 대한 복수의 동작소스코드를 수정하거나, 필요한 코드를 추가 또는 삭제할 수 있다.
도 5를 참조하면, 시뮬레이션 모듈(250)은 동작소스코드를 기초로, 학습구동체를 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션 구동부(252) 및 학습구동체의 시뮬레이션 정보를 생성하여, 제어모듈(270)로 전송하는 시뮬레이션 정보생성부(254)를 포함할 수 있다.
시뮬레이션 구동부(252)는 학습구동체와 동작소스코드를 결합하여, 학습구동체를 임의의 3D 가상환경에서 시뮬레이션 동작시킬 수 있도록 할 수 있다.
시뮬레이션 정보생성부(254)는 임의의 3D 가상환경에서 시뮬레이션 동작되는 학습 구동체에 조립된 복수의 단위 컴포넌트들의 유닛 정보, 모터나 센서 등 노드의 동작에 대한 변수, 연산자 및 제어값을 포함하는 동작정보 및 동작소스코드에 따른 상기 학습 구동체의 동작구동정보를 포함하는 시뮬레이션 정보를 생성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제어모듈(270)은 분석 제어부(272) 및 코드제어부(274)를 포함할 수 있다.
분석 제어부(272)는 상기 시뮬레이션 정보 및 상기 동작소스코드를 기초로, 상기 학습 구동체에 대한 상기 동작정보 및 상기 컴포넌트정보에 대한 오류 또는 에러를 분석할 수 있다.
분석 제어부(272)는 노드 생성부(232)에서 생성된 노드의 동작정보를 기초로 노드의 동작에 대한 변수, 연산자 및 제어값을 시뮬레이션 정보와 비교 분석하여, 노드의 동작에 대한 변수, 연산자 및 제어값에 대한 오류 또는 에러를 분석할 수 있으며, 학습 구동체의 부품인 복수의 단위 컴포넌트의 각각의 유닛 정보와 학습 구동체의 시뮬레이션 정보를 비교 분석하여, 분석결과를 코드제어부(274)로 전송할 수 있다.
코드제어부(274)는 분석 제어부(272)로부터의 분석 결과, 오류 또는 에러 발생시 프로그램 생성부(234)로 동작소스코드의 에러가 난 부분 및 에러의 종류 등을 포함하는 에러코드를 전송할 수 있으며, 오류 또는 에러 미발생시 저장모듈(280)에 동작소스코드를 저장할 수 있다.
코드제어부(274)는 분석 제어부(272)에서 전송된 분석 결과를 기초로, 학습 구동체에 대한 동작소스코드에 대한 에러 또는 오류 발생여부를 판단하고, 에러 또는 오류 발생시 동작소스코드의 에러코드를 표시하여 프로그램 생성부(234)로 전송하거나, 또는 에러 또는 오류 미발생시 동작소스코드를 저장모듈(280)에 저장할 수 있다.
제어 모듈(270)은 저장 모듈(280)에 저장된 동작소스코드를 사용자 컴퓨터(100)를 통해 학습 구동체와 대응하는 실제 구동체에 전송할 수 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 저장 모듈(280)에 저장된 동작소스코드는 유무선 통신망을 통해 사용자 컴퓨터(100)에 저장되고, 사용자 컴퓨터(100)와 실제 구동체가 유무선 통신망을 통해 연결되면, 사용자 컴퓨터(100)에서 실제 구동체로 동작소스코드가 전송될 수 있다. 사용자 컴퓨터(100)에서 실제 구동체로 동작소스코드가 전송될 때, 실제 구동체는 조립이 완성된 상태이어야만 하는 것은 아니다. 예를 들어, 완성 예정의 실제 구동체에 사용될 메모리로 동작소스코드가 전송되는 것도 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 학습 구동체 조립 테스트 시스템은, 사용자가 실제 제작 또는 제작된 실제 구동체를 3D 가상환경에서 학습 구동체를 이용하여 시뮬레이션할 수 있도록 함으로써, 실제 구동체 제작 중 발생될 수 있는 문제점을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 학습 구동체 조립 테스트 시스템을 나타낸 간략 시스템도이다.
도 7에 나타낸 사용자 컴퓨터(300) 및 학습 서버(400)는 도 1 내지 도 6에 나타낸 사용자 컴퓨터(100) 및 학습 서버(200)와 동일한 구성을 가지는 것으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 학습 구동체 조립 테스트 시스템은 사용자 컴퓨터(300), 사용자 컴퓨터(300)가 접속되는 학습 서버(400) 및 사용자 컴퓨터(300)가 학습 서버(400)에 접속하여 학습 프로그램을 실행하는 경우, 상기 학습 프로그램의 실행방법 및 학습 구동체의 조립에 관한 전반적인 설명을 포함하는 실행 컨텐츠, 예를 들어, 동영상 정보 및 ppt 정보 등을 제공하는 LMS(Learning Management System) 서버(500)를 포함할 수 있다.
여기서, 사용자 컴퓨터(300) 및 학습 서버(400)의 구성에 대한 설명은 도 1 내지 도 6에 나타낸 사용자 컴퓨터(100) 및 학습 서버(200)와 동일하므로, 자세한 설명을 생략하거나 간략하게 설명한다.
사용자 컴퓨터(300)는 사용자에 의해 학습 서버(400)에 접속하여, 사용자가 조립할 실제 구동체 및 조립완료된 실제 구동체에 대하여 사용자가 3D 사용 환경을 설정한 후 실제 구동체와 동일한 가상의 학습 구동체를 조립 및 동작소스코드를 생성하여 상기 학습 구동체를 시뮬레이션 할 수 있는 학습 프로그램을 실행할 수 있다.
사용자 컴퓨터(300)는 상기 학습 프로그램 실행 후, 제공된 메뉴 화면에 제공된 학습 구동체를 선택하여 프로젝트를 생성할 수 있다.
LMS 서버(500)는 사용자 컴퓨터(300)가 상기 학습 프로그램을 실행하면 학습 프로그램의 실행 화면의 일부분에 실행 컨텐츠가 표시되도록 할 수 있다. 학습 프로그램의 실행 화면 일부분에 표시되는 과정은 LMS 서버(500)와 학습 서버(400)가 연동되어 실행되거나, LMS 서버(500)로부터 실행 컨텐츠를 수신하여 학습 서버(400)가 수신한 실행 컨텐츠를 화면에 표시되도록 할 수 있다. LMS 서버(500)와 학습 서버(400)가 연동하는 경우, 학습 프로그램이 표시되는 화면의 일부 제어권을 학습 서버(400)가 LMS 서버(500)로 넘겨 줄 수 있다.
실행 컨텐츠는 사용자 컴퓨터(300)을 이용하여 학습 서버(400)에 접속한 사용자에게 상기 학습 프로그램의 실행동작 및 복수의 단위 컴포넌트에 대한 설명, 학습 구동체의 조립 과정을 사용자가 알기 쉽도록 단계별로 제공되는 동영상 및 ppt 정보 등일 수 있다.
LMS 서버(500)는 상기 실행 컨텐츠를 제공함으로써, 학습 서버(400)에서 제공된 상기 학습 프로그램에 대한 사용 설명서 또는 사용자가 상기 학습 구동체를 조립하기 위한 일련의 절차 또는 순서에 대한 가이드 역할을 할 수 있다.
LMS 서버(500)는 사용자가 상기 학습 프로그램 실행 후, 원하는 실제 구성체 중 하나를 선택하는 프로젝트를 생성하면, 학습 서버(400)와 연동하여 상기 실행 컨텐츠를 제공할 수 있다. 실행 컨텐츠는 사용자가 학습 프로그램에서 학습 구동체를 최동 조립할 때까지 전부를 가이드하는 하나의 객체로 제공될 수 있으며, 하나의 객체를 여러 개로 분할하여 제공될 수 있다. 또한 LMS 서버(500)는, 학습 서버(400)에서 실행 중인 학습 프로그램을 모니터링하여 사용자에게 도움이 되거나 필요한 실행 컨텐츠를 제공할 수 있다. 아울러 사용자의 요청이나 학습 서버(400) 자체에서 실행 컨텐츠가 필요하다고 판단하는 경우, 필요한 실행 컨텐츠를 사용자 또는 학습 서버(400)는 LMS 서버(500)에 요청할 수 있다.
LMS 서버(500)는 기설정된 학습 구동체를 사용자가 조립해 보며 단위 컴포넌트에 대한 이해를 늘릴 수 있도록 일련의 레슨 과정을 지시하는 실행 컨텐츠를 제공할 수 있다. 예를 들어, 복수의 단위 컴포넌트 중 조립 순서에 따라 특정 단위 컴포넌트를 선택하도록 지시하며, 선택된 단위 컴포넌트들을 기설정된 순서에 따라 조립하도록 지시하는 실행 컨텐츠를 제공할 수 있다.
LMS 서버(500)는 사용자가 선택하는 상기 적어도 두 개의 컴포넌트에 대한 조립정보, 제약동작정보 및 동작코드정보, 상기 적어도 두 개의 컴포넌트 조립시 추가로 프로그래밍 되어야 하는 추가 정보를 포함하는 실행 컨텐츠를 제공할 수 있다.
LMS 서버(500)는 사용자가 상기 프로젝트를 생성하는 상기 학습 구동체에 대한 3D 가상환경을 설정할 수 있도록 팁(tip)을 제공하며, 설정된 상기 3D 가상환경에 상기 적어도 두 개의 컴포넌트로 조립된 상기 학습 구동체를 회전, 이동 및 삭제할 수 있도록 하는 여러 가지 정보를 포함하는 실행 컨텐츠를 제공할 수 있다.
LMS 서버(500)는, 조립모듈(210)에서 조립된 학습 구동체에 대해 설계모듈(230)에서 상기 학습 구동체의 동작에 대한 동작소스코드를 프로그래밍하는 경우, 학습 구동체의 여러 동작에 대한 예를 포함하는 복수 개의 동작소스코드를 포함하는 실행 컨텐츠를 제공할 수 있다.
실행 컨텐츠는 상기 복수 개의 동작소스코드에 대한 팁(tip)을 제공할 수있다. 이러한 팁은 사용자가 설계모듈(230)에서 상기 학습 구동체에 대한 상기 동작소스코드를 직접 프로그래밍할 때 가이드로서 역할을 할 수 있다.
LMS 서버(500)는 시뮬레이션 모듈(250)의 동작 방법 및 시뮬레이션 모듈(250)에서 생성된 시뮬레이션 정보에 대한 가이드 정보를 표시하는 실행 컨텐츠를 제공하여, 사용자가 시뮬레이션 정보에 따라 시뮬레이션 결과를 용이하게 인식할 수 있도록 할 수 있다.
LMS 서버(500)는 제어모듈(270)에서 상기 시뮬레이션 정보로 분석한 시뮬레이션 분석 결과에 대한 가이드 정보를 포함하는 실행 컨텐츠를 제공함으로써, 상기 학습 구동체의 동작에 대한 오류 또는 에러를 사용자가 판단할 수 있도록 할 수 있다.
LMS 서버(500)는 사용자가 학습 서버(400)에 접속하여, 학습 프로그램 실행시, 상기 학습 프로그램에 대하여 생소한 사용자가 상기 학습 프로그램을 실행시키기 용이한 가이드 역할을 할 수 있으며, 학교 또는 개인적으로 상기 학습 프로그램을 시연할 수 있도록 도움을 줄 수 있으며, 학습 프로그램에서 사용되는 복수의 단위 컴포넌트에 대한 사용 방법을 익힐 수 있도록 할 수 있다.
사용자가 학습 서버(400)에 접속하여 학습 프로그램을 실행하는 경우 학습 서버(400)는 LMS(500) 서버에 접속할 수 있다. LMS 서버(500)는 학습 프로그램의 실행방법 및 학습 구동체의 조립에 관한 전반적인 설명을 포함하는 동영상 및 PPT 중 적어도 하나인 실행 컨텐츠를 제공함으로써, 상기 학습 프로그램에 생소한 사용자가 상기 학습 프로그램을 실행을 용이하게 사용할 수 있도록 할 수 있다. 또한 학습 구동체에 대한 교육을 통해, 학습 구동체와 실질적으로 동일한 실제 구동체에 대한 교육이 사용자에게 간접적으로 행해질 수 있다. 실제 구동체로 교육하는 경우 시간이 많이 소모될 수 있으나, 본 발명의 실시예에 따르면 가상 공간에서 조립 등이 이루어지며 완성품을 제공할 수도 있어 많은 시간이 소비되지 않으면서 사용자에게 실제 구동체에 대한 교육이 행해지는 효과를 얻을 수 있다.
LMS 서버(500)는 학습 서버(400)와 연동하여 실행 컨텐츠를 제공하는 것에 한정되지 아니한다. LMS 서버(500)는 사용자 컴퓨터(300)와 연결되어, 사용자 컴퓨터(300)에 여러 가지 컨텐츠를 제공할 수 있다. 이러한 컨텐츠는 강의 동영상이나 다른 사람이 창작한 로봇 시연 동영상이나 이미지 파일들, 단위 컴포넌트에 대한 스펙, 여러 정보를 공유할 수 있는 학습 커뮤니티 게시판, 동작 소스 코드 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 학습 구동체 조립 테스트 시스템은, 사용자가 학습 서버에서 제공된 학습 프로그램 실행시, 상기 학습 프로그램에 대한 실행방법 및 조립을 원하는 학습 구동체에 대한 전반적인 설명을 제공하는 실행 컨텐츠를 제공함으로써, 사용자 누구나 원하는 실제 구동체 제작 이전에 학습 구동체로 시뮬레이션 할 수 있도록 도움을 줄 수 있다.
한편, 본 발명은 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 사용자 컴퓨터 200: 학습 서버
210: 조립 모듈 230: 설계 모듈
250: 시뮬레이션 모듈 270: 제어 모듈

Claims (7)

  1. 사용자 컴퓨터 및 상기 사용자 컴퓨터와 유무선 통신하는 학습 서버를 포함하는 학습 구동체 조립 테스트 시스템으로서,
    상기 학습 서버는,
    3D 형상으로 이루어진 복수의 단위 컴포넌트 중 선택된 적어도 두 개의 단위 컴포넌트를 이용하여 학습 구동체를 조립하는 조립모듈;
    상기 적어도 두 개의 단위 컴포넌트 각각에 대응하는 유닛 정보를 기초로, 상기 학습 구동체의 동작에 대한 동작 소스 코드를 프로그래밍하는 설계모듈;
    상기 동작 소스 코드를 기반으로 상기 학습 구동체를 시뮬레이션하여, 상기 학습 구동체에 대한 시뮬레이션 정보를 수집하는 시뮬레이션 모듈; 및
    상기 시뮬레이션 정보를 기초로 상기 학습 구동체의 동작을 분석하여 상기 동작 소스 코드의 에러 발생 여부를 판단하여, 상기 에러 판단 결과 에러 발생시 상기 동작 소스 코드의 에러코드를 상기 설계 모듈로 전송하며, 상기 에러 판단 결과 에러 미발생시 상기 동작 소스 코드를 저장 모듈에 저장하는 제어모듈을 포함하고,
    상기 유닛 정보는 상기 복수의 단위 컴포넌트 각각에 대한 동작 범위 및 기능을 나타내는 제약동작정보, 단위 컴포넌트의 기본 동작에 대해 미리 프로그래밍된 코드 및 상기 프로그래밍된 코드의 설명을 구비하는 동작코드정보, 및 사용자가 임의로 선택한 단위 컴포넌트와 상기 사용자에 의해 선택된 단위 컴포넌트와 조립 가능한 다른 단위 컴포넌트에 대한 정보를 구비하는 조립 가능한 다른 단위 컴포넌트에 대한 조립정보 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 설계모듈은,
    상기 학습 구동체 중 입력 신호에 대응하는 출력을 제공하는 단위 컴포넌트인 노드의 동작에 대한 변수, 연산자 및 제어값 중 적어도 하나를 포함하는 노드의 동작정보를 입력 받는 노드 생성부; 및
    상기 노드의 동작정보 및 상기 유닛 정보를 기초로, 상기 학습 구동체를 구동제어하는 상기 동작 소스 코드를 프로그래밍하는 프로그램 생성부를 포함하는, 학습 구동체 조립 테스트 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로그램 생성부는 상기 프로그래밍된 동작 소스 코드를 적어도 두 개를 생성하고, 상기 적어도 두 개의 동작 소스 코드를 결합하는 것을 특징으로 하는 학습 구동체 조립 테스트 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조립모듈은
    상기 사용자 컴퓨터가 학습 프로그램을 실행하여 학습 구동체에 대한 프로젝트를 생성하는 경우, 상기 복수의 단위 컴포넌트를 제공하는 컴포넌트 구성부;
    3D 가상환경을 설정하기 위한 환경 구성부; 및
    상기 복수의 단위 컴포넌트 중 상기 사용자 컴퓨터에 의해 선택된 적어도 두 개의 단위 컴포넌트를 이동, 회전 및 삭제하며, 상기 적어도 두 개의 단위 컴포넌트를 상기 학습 구동체로 조립하는 컴포넌트 조립부를 포함하고,
    상기 시뮬레이션 모듈은
    상기 동작 소스 코드를 기초로, 상기 학습 구동체를 시뮬레이션하는 시뮬레이션 구동부; 및
    상기 학습 구동체의 시뮬레이션 정보를 생성하여, 상기 제어모듈로 전송하는 시뮬레이션 정보생성부를 포함하고,
    상기 제어모듈은
    상기 노드 생성부에서 생성된 노드의 동작정보를 기초로 노드의 동작에 대한 변수, 연산자 및 제어값을 시뮬레이션 정보와 비교 분석하여, 노드의 동작에 대한 변수, 연산자 및 제어값에 대한 오류 또는 에러를 분석하고, 상기 복수의 단위 컴포넌트의 각각에 대응하는 유닛 정보와 상기 학습 구동체의 상기 시뮬레이션 정보를 비교 분석하여, 분석 결과를 출력하는 분석 제어부; 및
    상기 분석 결과를 기초로, 상기 학습 구동체에 대한 상기 동작 소스 코드에 대한 에러 발생여부를 판단하고, 에러 발생시 동작소스코드의 에러코드를 표시하여 프로그램 생성부로 전송하고, 에러 미발생시 동작소스코드를 상기 저장모듈에 저장하는 코드 제어부를 포함하는, 학습 구동체 조립 테스트 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 정보는 상기 동작 소스 코드를 기초로 구동되는 상기 학습 구동체의 동작 구동 정보를 포함하는 학습 구동체 조립 테스트 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어모듈은 상기 저장 모듈에 저장된 동작 소스 코드가 상기 사용자 컴퓨터로 전송되도록 제어하고,
    상기 사용자 컴퓨터는 상기 사용자 컴퓨터와 유무선 통신하며 상기 학습 구동체에 대응하는 실제 구동체의 메모리로 상기 동작 소스 코드를 전송하는 것을 특징으로 하는 학습 구동체 조립 테스트 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 컴퓨터 및 상기 학습 서버 중 적어도 하나와 연동되며, 상기 학습 구동체 조립시 실행 방법 및 설명을 포함하는 실행 컨텐츠를 상기 학습 서버에 제공하는 LMS(Learning Management System) 서버를 더 포함하는 학습 구동체 조립 테스트 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 LMS 서버는 실행 컨텐츠, 강의를 포함하는 동영상, 및 학습 커뮤니티 게시판 중 적어도 하나를 상기 사용자 컴퓨터에 제공하는 것을 특징으로 하는 학습 구동체 조립 테스트 시스템.
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