KR101286981B1 - 휴머노이드 로봇 전시공연시스템 - Google Patents

휴머노이드 로봇 전시공연시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴머노이드 로봇 전시공연시스템에 관한 것으로서, 마스터 컨트롤러가 다수의 로봇들을 동시에 또는 별개로 제어하며 로봇들은 반대로 마스터 컨트롤러에 실행결과 신호를 회신함으로써 시간적인 동기화를 달성함으로써 다양하고 복잡한 전시공연을 수행할 수 있도록 하며, 전시공연무대상을 자유롭게 활동하면서도 전원을 공급받아 로봇 내부에 충전할 수 있으며, 로봇에 탑재된 카메라를 통해서 주변의 인식마크를 인식하여 로봇의 이동방향 및 자세를 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

휴머노이드 로봇 전시공연시스템{humanoid robot performance system}
본 발명은 휴머노이드 로봇 전시공연시스템에 관한 것으로서, 전시공연시스템상에서 휴머노이드 로봇의 충전방식과 휴머노이드 로봇에 대한 제어방식에 관하여 특징을 갖는다.
종래의 휴머노이드 로봇을 사용한 전시공연은 로봇 자체를 특정공간에 배치시킨 후 로봇에 내장된 프로그램에 따라 전시공연을 하도록 한 것으로서 로봇에 저장된 전원이 소진되면 로봇이 전시공연을 지속하는데 문제가 있다.
또한 전시공연을 위한 로봇은 로봇을 동시에 작동시키는 것에 의해 로봇에 내장된 프로그램에 의해 로봇이 춤을 추거나 동작을 하는 방식에 머무르고 있다.
이러한 종래의 휴머노이드 로봇 공연방식은 단순한 동작을 진행하는 수준에 머물고 있어서 쉽게 식상해져 버리고 다양한 공연을 펼칠 수 없다는 아쉬움이 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 신규한 로봇의 제어방식과 전원공급방식을 통해 다양하고 풍부한 내용을 갖는 전시공연을 수행할 수 있도록 하는 휴머노이드 로봇 전시공연시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 본 발명의 목적은 각각이 제어부와 제1통신부를 가지는 복수의 휴머노이드 로봇 및 상기 휴머노이드 로봇의 상기 제1통신부와 교신하여 상기 휴머노이드 로봇으로 제어신호를 보내고 상기 휴머노이드 로봇으로부터 상황신호를 받는 제2통신부와 상기 휴머노이드 로봇으로 전송하는 제어신호를 생성하는 제어부를 갖는 마스터 컨트롤러를 포함하며, 상기 복수의 휴머노이드 로봇들에게 시간을 달리하여 적어도 2개 이상의 서로 다른 제어신호를 보내줌으로써 상기 복수의 휴머노이드 로봇들이 서로 다른 동작을 수행하게 함으로써 서로 다른 동작을 수행하는 공연을 하는 것을 특징으로 하는 휴머노이드 로봇 전시공연시스템에 의해 달성된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 상기 복수의 휴머노이드 로봇들에게 시간을 달리하여 적어도 2개 이상의 서로 다른 제어신호를 보내줌으로써 상기 복수의 휴머노이드 로봇들이 서로 다른 동작을 수행하게 하는 것은 하나의 로봇이 시간에 따라 수행하게 되는 일련의 동작중에서 특정한 동작을 완료하거나 또는 특정한 동작을 시작하는 시점에서 다른 로봇에게 또 다른 동작을 수행하도록 하는 방식을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 휴머노이드 로봇이 공연을 수행하는 공연장을 더 포함하고, 상기 휴머노이드 로봇은 내부에 충전지가 구비되며 상기 휴머노이드 로봇의 발바닥에는 상기 충전지에 연결되어 상기 충전지로 전류를 공급하는 전극단자의 역할을 하는 복수의 접속핀들이 형성되며, 상기 공연장의 바닥에는 상기 휴머노이드 로봇으로 전원을 공급하기 위해 전원에 연결된 다수의 직선상의 음극도선과 다수의 직선상의 양극도선이 교대로 번갈아 가면서 형성되고, 상기 휴머노이드 로봇은 상기 공연장의 임의의 위치에서도 상기 발바닥의 상기 접속핀들과 상기 음극도선 및 상기 양극도선의 접촉에 의해 충전을 수행할 수 있는 것이 바람직하다.
또한 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 로봇의 접속핀과 상기 충전지의 사이에는 전기적 극성에 상관없이 충전을 가능하게 하는 H브릿지 회로를 더 포함하며, 상기 공연장의 상기 음극도선 및 상기 양극도선은 쇼트방지회로에 연결되는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위해, 상기 휴머노이드 로봇이 공연을 수행하는 공연장을 더 포함하고, 상기 휴머노이드 로봇은 카메라를 구비하여 주변의 화상을 촬영하고 상기 촬영된 화상으로부터 특정의 인식마크들을 찾아내어 계산을 통해 상기 휴머노이드 로봇의 현재 위치를 파악하고 자신이 이동해야 할 방향 또는 자신이 향하여야 할 방향을 찾아내는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇 전시공연시스템에 의하면 다음과 같은 기술적 효과가 있다.
전시공연무대상을 자유롭게 활동하면서도 전원을 공급받아 로봇 내부에 충전할 수 있어서 전시공연을 중단하지 않고 장시간 전시공연의 수행이 가능하며 또한 충전방식에 있어서도 공연장에 설치된 충전장치의 신규한 구조로 인해 충전의 성공율을 높일 수 있다는 장점이 있다.
마스터 컨트롤러가 다수의 로봇들을 동시에 또는 별개로 제어하며 로봇들은 반대로 마스터 컨트롤러에 실행결과 신호를 회신함으로써 시간적인 동기화를 달성함으로써 다양하고 복잡한 전시공연이 가능해지는 효과가 있다.
로봇에 내장된 카메라에 의해 감지되는 영상신호를 로봇의 제어에 활용하기 때문에 별도의 센서 등을 추가로 형성할 필요가 없어서 로봇 전기공연시스템의 구성이 간단해지며 이상 상황에 대하여 즉시 대응할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇 전시공연시스템의 로봇과 전시공연장의 충전구성을 도시한 개념도이고,
도 2는 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇 전시공연시스템의 로봇과 공연장 및 마스터 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇 전시공연시스템의 로봇의 발바닥을 도시한 부분확대도이고,
도 4는 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇 전시공연시스템의 로봇과 마스터컨트롤러의 제어신호 전달 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고,
도 5는 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇 전시공연시스템의 로봇과 로봇의 상호간의 제어신호 전달 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고,
도 6은 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇 전시공연시스템의 로봇이 영상을 감지하여 이동제어되는 방식을 개략적으로 도시한 개념도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇(10) 전시공연시스템의 구성에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇 전시공연시스템의 로봇과 전시공연장의 충전구성을 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇 전시공연시스템의 구성블럭도이고, 도 3은 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇 전시공연시스템의 로봇의 발바닥을 도시한 부분확대도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇 전시공연시스템에 사용되는 휴머노이드 로봇(10)은 인간의 형상을 갖는 로봇을 말하는 것으로서 내부에 충전지(14)가 내장되어 있고 발바닥(11)에는 상기 충전지(14)에 전원을 공급하기 위해 상기 충전지(14)에 연결된 다수의 접속핀(12)들이 형성되어 있다.
로봇(10)의 발바닥(11)에 형성된 접속핀(12)들은 스프링(미도시)에 의해 발바닥(11)이 공연장(20) 바닥에 닿고 있을 때에는 로봇(10)의 자중에 의해 발바닥(11)의 내부로 후퇴하도록 형성되며 후퇴한 경우에도 바닥과의 접촉상태는 유지하게 된다. 접속핀(12)들은 가로열과 세로열로 복수개가 구비되며 접속핀(12)들은 양극, 음극의 도선들(21,22) 중 어떤 극성의 도선(21, 22)에 접속해도 충전이 가능하도록 충전지(14)에 연결된 'H브리지회로(미도시)'에 연결되어 있다. 예를 들면 로봇(10)의 발바닥(11)에 형성된 접속핀(12)들의 경우 양쪽 발바닥(11)에 형성된 접속핀(12)들 중에서 임의의 하나의 접속핀(12)이 후술할 공연장(20)에 형성된 양극도선(22)에 접속하고 다른 임의의 접속핀(12)이 공연장(20)의 음극도선(21)에 접촉하고 있다면 충전이 수행된다. 이 때 'H브리지회로'는 로봇(10)의 발바닥(11)에 형성된 접속핀(12)들이 양극도선(22) 또는 음극도선(21) 중 어느 것에 접촉하더라도 충전이 가능하게 하는 역할을 하는 것이며, 접속핀(12)들이 접촉하는 도선들(21,22)(21, 22)의 극성에 상관없이 전원을 공급받을 수 있도록 하는 기술은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
로봇(10) 발바닥(11)의 접속핀(12)들의 배열상태를 '가로열과 세로열'에 모두 형성한 것은 적은 수의 접속핀(12)으로도 접촉영역을 최대면적으로 하여 전극도선(21,22)과의 접촉 확율을 높이기 위한 것이다.
다수의 로봇(10)이 공연을 펼칠 때에 각각의 로봇(10)들이 서로 다른 동작을 실행하는 경우에 저마다 소모하는 전력량이 다르기 때문에 로봇(10)마다 충전이 필요한 시기가 다르다. 따라서 본 발명의 시스템에 따른 로봇(10)에는 충전지(14)에 남아있는 잔여전력량을 감지하는 잔여 전력량감지수단(미도시)이 구비되어 충전지(14)에 남은 잔여 전력량을 확인할 수 있으며 잔여 전력량이 설정값 이하로 내려가면 로봇(10)의 제어부(13)에서 후술할 마스터 컨트롤러(30)로 충전량부족신호를 보낸다.
본 발명에 따른 로봇(10) 전시공연시스템을 구성하는 로봇(10)에는 카메라(15)가 탑재되어 있고 로봇(10)의 제어부(13)는 카메라(15)로 촬영한 화상 또는 영상의 데이터를 기반으로 하여 로봇(10)에게 필요한 작동을 수행하도록 제어한다.
로봇(10)은 통신부(16)를 구비하여 로봇(10)과 후술할 마스터 컨트롤러(30) 상호간에 또는 로봇(10)과 다른 로봇(10)간에 신호를 송수신 한다. 로봇(10)의 통신부(16)에 의해 송수신하는 신호는 제어명령 또는 카메라(15)로 취득한 화상 등의 데이터 등 기타 다양한 것들이 송수신될 수 있다.
로봇(10)의 통신부(16)는 로봇(10)과 공연장(20)의 동기화 또는 로봇(10)과 로봇(10) 사이의 전체적인 동기화를 가능하게 한다.
휴머노이드 로봇(10)에는 자체 내장된 제어부(13)가 있으며, 제어부(13)는 복수의 작동실행데이터들(일련의 동작수행데이터들, 특정동작수행 데이터들, 카메라(15)작동데이터들, 충전수행데이터 등)이 저장된 저장부를 구비하며 수신된 명령 또는 카메라(15)의 취득 화상을 근거로 필요한 처리 및 작동을 수행하는 것을 제어한다. 즉 제어부(13)는 저장부에 저장된 일련의 동작을 로봇(10)이 실행하도록 할 수 있다. 로봇(10)은 각각의 관절마다 필요한 갯수의 모터(미도시)가 내장되어 움직임이 가능하다. 이외에도 제어부(13)는 로봇(10)의 작동에 관련된 모든 사항을 제어한다.
예를 들면 로봇(10)이 특정방향을 향하도록 자세를 취해야 하는 경우에는 카메라(15)로 취득한 화상에서 인식마크(40)를 기준으로 인식마크(40)들 사이의 각도를 계산하여 자신이 서있는 방향을 계산해내고 목표하는 방향으로 자세를 향하도록 할 수 있다.
카메라(15)로 취득한 화상에서 인식마크(40)를 기준으로 인식마크(40)들 사이의 각도를 계산하여 로봇(10) 자신의 위치를 파악하고 목표지점(41)으로 이동할 방향 및 거리를 계산하는 기술은 공지기술이므로 구체적인 설명을 생략한다.
또한 카메라(15)로 취득한 화상은 로봇(10)의 통신부(16)를 통해 마스터 컨트롤러(30)로 보낼 수 있다.
공연장(20)은 로봇(10)이 전시공연을 하는 무대이며 동시에 로봇(10)에 전원을 공급하여 로봇이 자신의 충전지에 충전을 할 수 있도록 하는 기능을 수행하는 것으로서 공연장(20)의 바닥면에는 로봇(10)의 접속핀(12)들과 접촉하여 전원을 공급할 수 있도록 전원에 연결된 다수의 전원공급도선(21,22)들이 형성되어 있다. 전원공급도선(21,22)은 예를 들면 구리와 같은 전도성 금속으로 형성된다. 전원공급도선(21,22)은 공연장(20)에서 로봇(10)이 이동하거나 특정 동작을 수행할 때에 전원공급도선(21,22)에 걸려서 로봇(10)이 넘어지거나 동작수행이 방해받는 것을 방지하기 위해 가능한 공연장(20)의 바닥과 일평면을 이루도록 형성된다. 전원공급도선(21,22)은 직선으로 형성하며 공연장(20) 바닥의 전체면적에 걸쳐 또는 일부면적에만 형성될 수 있으며 양극도선(22)과 음극도선(21)이 번갈아가며 규칙적인 간격으로 형성된다. 음극도선(21)의 폭은 양극도선(22)의 폭보다 크게 형성된다. 음극도선(21)의 폭을 양극도선(22)의 폭보다 크게 한 것은 전류의 흐름에 병목현상이 발생하지 않도록 하여 원활한 전류흐름을 보장하기 위한 것이다.
공연장(20) 바닥의 도선들(21,22)은 쇼트방지회로(23)에 연결되어 있다. 쇼트방지회로(23)를 형성한 이유는 무대바닥의 도선들(21,22)에 열쇠와 같은 충전과 무관한 물건들이 사고로 떨어지는 경우 전원공급이 차단되도록 하여 충전수단 및 떨어진 물건의 손상을 방지하기 위한 것이다. 쇼트방지회로(23)는 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
공연장(20)에는 로봇(10)이 카메라(15)로 화상을 촬영하여 특정 처리를 수행할 때에 특정 처리는 예를 들면 특정위치로 이동해야 하는 경우 위치의 기준점으로 인식될 수 있는 인식마크(40)가 형성된다. 인식마크(40)는 구분이 쉽게 하기 위해 특정색상 또는 특정형상의 물건이 될 수 있다. 예를 들면 인식마크(40)는 공연장(20)의 특정지점에 형성된 주황색블럭, 보라색블럭 등이 될 수 있다.
공연장(20)에는 로봇(10)의 전시공연을 지원하는 조명, 음향 등과 같은 다양한 시설물(25)이 형성될 수 있다.
마스터 컨트롤러(30)는 로봇(10)들과 공연장(20), 시설물(25) 등을 전체적으로 제어하는 기능을 하며 통신수단을 구비한 PC 또는 별도의 제어기가 될 수 있다. 예를 들어 마스터 컨트롤러(30)는 로봇(10)이 공연을 할 때에 로봇(10)에 제어신호를 보내서 공연실행, 충전실행, 특정위치로 이동 등의 작동을 명령한다.
따라서 마스터 컨트롤러(30)가 특정동작 수행에 대한 명령(제어신호)을 송신하면 로봇(10)이 이 명령을 수신하여 명령된 동작이 수행되도록 로봇(10)에 내장된 제어부(13)가 로봇(10)을 제어한다. 마스터 컨트롤러(30)는 다수의 로봇(10)에게 서로 다른 명령을 내릴 수도 있고 동일한 명령을 내릴 수도 있다.
또한 마스터 컨트롤러(30)는 로봇(10)으로부터 잔여 전력량이 부족하다는 신호를 수신하면 충전량이 부족한 로봇(10)에게 적절한 시점에 충전을 실행하도록 명령을 보낼 수 있다.
또한 로봇(10)이 명령받은 동작을 모두 수행한 경우 로봇(10)은 수행완료신호를 마스터 컨트롤러(30)로 보내면 수행완료신호를 수신한 마스터 컨트롤러(30)는 로봇(10)이 명령에 따른 동작을 완료하였다는 것을 인식하여 이후의 필요한 제어를 수행하게 된다.
또한 전체 로봇(10)이 동시에 움직임을 중단할 필요가 있는 경우 등에 마스터 컨트롤러(30)는 전체 로봇(10)으로 정지명령을 보낼 수 있고 이 경우 로봇(10)들은 다양한 동작을 수행하다가 동시에 함께 정지하게 된다. 결과적으로 로봇(10)들은 마스터 컨트롤러(30)의 명령을 통해 시간적으로 전체적인 동기화가 가능하다.
마스터 컨트롤러(30)는 시설물(25)들 예를 들면 음향장치에 제어신호를 보내서 음악 혹은 소리의 재생/중단을 제어할 수 있고 조명장치에 제어신호를 보내서 조명의 작동/정지 등을 제어할 수 있다.
마스터 컨트롤러(30)에 의한 전체적인 동기화는 로봇(10)들 상호간 뿐만 아니라 무대장치 등의 시스템상에 구비된 다른 장치들과의 시간적인 동기화가 가능함은 물론이다. 이러한 동기화는 로봇(10) 및 다른 시설물(25)의 제어부(13)와 마스터 컨트롤러(30)의 상호 통신에 의해 이루어질 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇의 전시공연시스템의 작용효과에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇(10) 전시공연시스템의 로봇(10)과 마스터컨트롤러의 제어신호 전달 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇(10) 전시공연시스템의 로봇(10)과 로봇(10)의 상호간의 제어신호 전달 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어 마스터 컨트롤러(30)는 로봇(10)이 공연을 할 때에 로봇(10)에 제어신호르 보내서(①) 공연실행, 충전실행, 특정위치로 이동 등의 동작을 제어한다. 또한 시설물(25)들 예를 들면 음향장치에 제어신호를 보내서 음악 혹은 소리를 특정 시점에서 나오게 하거나 조명장치에 제어신호를 보내서 조명이 어떤 시점에서 켜지거나 꺼질 것인가 등등을 제어한다.
휴머노이드 로봇(10)에는 자체 내장된 프로그램 및 데이터저장부가 있어서 복수의 동작실행데이터들(일련의 동작수행데이터들, 특정동작수행 데이터들, 카메라(15)작동데이터들, 충전수행데이터 등등)이 저장되어 있다. 따라서 마스터 컨트롤러(30)가 특정동작 수행에 대한 명령(제어신호)을 송신하면 로봇(10)이 이 명령을 수신하여 명령된 동작이 수행되도록 로봇(10)에 내장된 제어부(13)가 제어를 하고 로봇(10)은 명령된 동작을 수행한다. 마스터 컨트롤러(30)는 다수의 로봇(10)에게 서로 다른 명령을 내릴 수도 있고 동일한 명령을 내릴 수도 있다.
예를 들어 로봇(10)1호에게는 일련의 제1댄스동작을 수행하라는 명령을 내리고 로봇(10)2호에게는 일련의 제2댄스동작을 수행하라는 명령을 동시에 내리게 되면 명령을 수신한 로봇(10)1호 및 로봇(10)2호는 시간적으로 동시에 서로 다른 댄스동작을 수행하게 되므로 일률적이지 않고 다양한 동작을 동시간에 하게 되는 것이다. 이 때 제1댄스동작과 제2댄스동작의 수행시간은 서로 동일하게 설정할 수 있고 따라서 하나의 음악이 들려지는 동안에 2개의 로봇(10)은 서로 다른 댄스동작으로 춤을 추게 되는 것이다.
또한 다수의 로봇(10)이 공연을 펼칠 때에 각각의 로봇(10)들이 서로 다른 동작을 실행하는 경우에 저마다 소모하는 전력량이 다르기 때문에 로봇(10)마다 충전이 필요한 시기가 다르다. 따라서 본 발명의 시스템에 따른 로봇(10)에는 충전된 잔여전력을 감지하는 수단이 구비되어 충전된 전력량이 특정 수치 이하로 내려가면 로봇(10)에 내장된 프로그램이 마스터 컨트롤러(30)로 충전량부족신호를 보내도록 한다. 충전량부족신호를 수신한 마스터 컨트롤러(30)는 충전량이 부족한 로봇(10)에게 적절한 시점에 충전실행 명령을 보내면 해당 로봇(10)은 충전을 실행하게 된다. 충전의 실행은 해당 로봇(10)이 다른 로봇(10)들의 동작에 방해가 되는 것을 방지하기 위해 특정위치로 이동하여 충전을 수행하도록 할 수 있으며 이 때 특정위치로 이동한 로봇(10)은 충전이 수행되는 동안에 발바닥(11)을 공연장(20) 바닥에 접촉하는 상태를 유지하면서 발바닥(11)만 바닥에서 떼지 않고 상체 또는 팔을 사용하여 동작을 실행하도록 할 수도 있고 이 경우 해당 로봇(10)은 춤 동작을 계속해서 수행하고 있으므로 전체 로봇(10)이 중단없이 공연에 참여하게 되는 결과가 된다. 해당 로봇(10)이 충전을 완료하면 해당 로봇(10)은 마스터 컨트롤러(30)로 충전완료신호를 보내고 마스터 컨트롤러(30)는 해당 로봇(10)을 충전위치에서 벗어나서 공연에 참가하도록 할 수 있다. 이러한 로봇(10)의 다양한 동작 및 이동에 관한 데이터는 로봇(10)에 내장된 저장부에 이미 저장되어 있으며 로봇(10)의 제어부(13)는 마스터 컨트롤러(30)의 명령을 받아 동작 및 이동을 하게 된다.
또한 로봇(10)이 명령받은 동작을 모두 수행한 경우 수행완료신호를 마스터 컨트롤러(30)에 송신(②)하고 수행완료신호를 수신한 마스터 컨트롤러(30)는 명령수행완료에 따라 이후의 명령을 로봇(10)으로 보내게 된다. 예를 들면 로봇(10)이 충전을 완료한 경우 해당 로봇(10)은 지면으로부터 발바닥(11)을 떼어도 되기 때문에 해당 로봇(10)으로 정상동작을 하라는 명령을 보내게 된다. 또한 전체 로봇(10)이 동시에 움직임을 중단할 필요가 있는 경우 등에 마스터 컨트롤러(30)는 전체 로봇(10)으로 정지명령을 보낼 수 있고 이 경우 로봇(10)들은 다양한 동작을 수행하다가 동시에 함께 정지하게 된다.
결과적으로 로봇(10)들은 마스터 컨트롤러(30)의 명령을 통해 시간적으로 전체적인 동기화가 가능하다. 로봇(10)들의 동기화에 의해 구현할 수 있는 것은 예를 들면 연극공연이 될 수 있다. 제1로봇(10)이 걸어서 제2로봇(10)에게 다가가서 정지하면 제2로봇(10)은 제1로봇(10)에게 허리를 굽혀 인사하는 등의 시간적으로 동기화를 시켜서 순차적인 동작을 수행함으로써 연극공연을 할 수 있게 되는 것이다.
전체적인 동기화는 로봇(10)들 상호간 뿐만 아니라 무대장치 등의 시스템상에 구비된 다른 장치들과의 시간적인 동기화가 가능함은 물론이다. 이러한 동기화는 로봇(10) 및 다른 장치들에 개별적으로 저장된 제어프로그램 및 명령수행데이터들에 의해 이루어질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 전체적인 동기화는 로봇(10)들 상호간에 신호를 주고 받음으로써도 이루어질 수 있다.
각각의 로봇(10)들은 상호간에 신호를 송수신 할 수 있는 통신부(16)를 구비하며 전체적인 동기화를 구현한다.
예를 들면 마스터 컨트롤러(30)가 특정 로봇(10)에게 동작수행 명령을 보내고(③) 로봇(10)이 특정동작의 수행을 완료하면 동작을 완료한 로봇(10)은 다른 로봇(10)으로 특정동작수행을 지시하는 명령을 보낼 수 있다(④,⑤). 이러한 것의 한 형태는 제1로봇(10)이 팔동작에 의한 춤을 추고 제2로봇(10)이 발동작에 의한 춤을 추도록 공연을 하는 경우에 적용될 수 있는데 제1로봇(10)이 팔동작에 의한 춤을 완료한 후 자신은 동작을 정지하고 동시에 움직임을 정지하고 있는 제2로봇(10)으로 명령을 보내면 명령을 받은 제2로봇(10)은 정지한 상태에서 비로서 발동작에 의한 춤을 추는 형태가 될 수 있다. 로봇(10)들 상호간에 신호를 주고 받음으로써 수행하는 작동은 특정 동작의 수행에 한정되지 않고 로봇(10)이 실행할 수 있는 다양한 작동이 될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 휴머노이드 로봇(10) 전시공연시스템의 로봇(10)이 영상을 감지하여 이동제어되는 방식을 개략적으로 도시한 개념도이다.
본 발명에 따른 로봇(10) 전시공연시스템을 구성하는 로봇(10)에는 카메라(15)가 탑재되어 있고 카메라(15)로 촬영한 화상 또는 영상을 인식하여 처리하는 프로그램이 내장되어 있다.
카메라(15)로 촬영된 화상(또는 영상)으로부터 인식마크(40)를 인식하면 인식마크(40)를 기준으로 자신이 이동해야 할 방향 및 거리를 계산해낸다. 즉 공연장(20)의 한쪽에 주황색 인식마크(40)가 있고 다른 쪽에 보라색 인식마크(40)가 있을 때에 로봇(10)은 카메라(15)로 취득한 화상에서 인식마크(40)를 기준으로 인식마크(40)들 사이의 각도를 계산하여 로봇(10) 자신의 위치를 파악하고 목표지점(41)으로 이동할 방향 및 거리를 계산하고 필요한 동작을 수행한다.
또는 로봇(10) 자신이 특정방향을 향하도록 할 경우에는 카메라(15)로 취득한 화상에서 인식마크(40)를 기준으로 인식마크(40)들 사이의 각도를 계산하여 자신이 서있는 방향을 계산해내고 로봇(10) 자신의 현재 서있는 방향이 목표방향과 일치하는지 여부를 확인한 후 현재 서있는 방향이 목표방향과 다를 경우 목표하는 방향으로 자세를 향하도록 움직일 수 있다.
카메라(15)로 취득한 화상에서 인식마크(40)를 기준으로 인식마크(40)들 사이의 각도를 계산하여 로봇(10) 자신의 위치를 파악하고 목표지점(41)으로 이동할 방향 및 거리를 계산하는 기술은 공지기술이므로 구체적인 설명을 생략한다.
또한 카메라(15)로 취득한 화상은 마스터 컨트롤러(30)로 보내어 목표물로 이동할 방향 및 거리 등을 로봇(10) 자체에서 계산하지 않고 마스터 컨트롤러(30)가 계산하여 로봇(10)으로 이동명령신호를 보내도록 할 수도 있다.
본 발명의 구성요소인 마스터 컨트롤러는 PC, 별도의 제어기가 될 수 있지만 스마트폰에 될 수도 있으며, 스마트폰을 PC 또는 별도의 제어기와 연동하여 사용할 수도 있다. 스마트폰을 연동하여 사용하는 경우 제어기에 화면이 없더라도 스마트폰의 화면을 통해 제어상황 및 공연상황에 대한 시각적인 확인이 가능하며 원거리에서도 로봇 및 공연장의 각종 시설물 등을 을 제어할 수 있는 장점이 있다. 이 때 스마트폰은 블루투스 또는 와이파이 기능을 탑재하여 로봇 및 PC, 별도의 제어기와 상호간에 통신하는 기능을 가져야 한다.
또한 스마트폰을 통해서는 공연장 및 시설물은 제어하지 못하고 공연의 큰 흐름에 방해를 주지 않고도 작동할 수 있는 기능 예를 들면 로봇 자체에서 소리를 내거나 엘이디 램프를 점멸하는 등의 제어기능을 부여할 수 있다. 이 경우 공연 관람자에게도 제어어플리케이션을 제공하여 관람자가 공연에 방해를 주지 않는 한도에서 로봇이 소리를 내거라 로봇에 탑재된 엘이디램프를 점멸하는 방식으로 관람자가 공연에 참가할 수도 있다.
로봇의 카메라 또는 별도의 카메라를 통해 촬영된 공연장의 영상을 스마트폰으로 제공하도록 할 수도 있다.
10 로봇, 20 공연장, 30 마스터 컨트롤러

Claims (6)

  1. 각각이 제어부와 제1통신부를 가지는 복수의 휴머노이드 로봇; 및
    상기 휴머노이드 로봇의 상기 제1통신부와 교신하여 상기 휴머노이드 로봇으로 제어신호를 보내고 상기 휴머노이드 로봇으로부터 상황신호를 받는 제2통신부와 상기 휴머노이드 로봇으로 전송하는 제어신호를 생성하는 제어부를 갖는 마스터 컨트롤러를 포함하며,
    상기 복수의 휴머노이드 로봇들에게 시간을 달리하여 적어도 2개 이상의 서로 다른 제어신호를 보내줌으로써 상기 복수의 휴머노이드 로봇들이 서로 다른 동작을 수행하여 공연을 하고,
    상기 복수의 휴머노이드 로봇들에게 시간을 달리하여 적어도 2개 이상의 서로 다른 제어신호를 보내줌으로써 상기 복수의 휴머노이드 로봇들이 서로 다른 동작을 수행하게 하는 것은 하나의 로봇이 시간에 따라 수행하게 되는 일련의 동작중에서 특정한 동작을 완료하거나 또는 특정한 동작을 시작하는 시점에서 다른 로봇에게 또 다른 동작을 수행하도록 하는 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴머노이드 로봇 전시공연시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 휴머노이드 로봇이 공연을 수행하는 공연장을 더 포함하고,
    상기 휴머노이드 로봇은 내부에 충전지가 구비되며 상기 휴머노이드 로봇의 발바닥에는 상기 충전지에 연결되어 상기 충전지로 전류를 공급하는 전극단자의 역할을 하는 복수의 접속핀들이 형성되며,
    상기 공연장의 바닥에는 상기 휴머노이드 로봇으로 전원을 공급하기 위해 전원에 연결된 다수의 직선상의 음극도선과 다수의 직선상의 양극도선이 교대로 번갈아 가면서 형성되고,
    상기 휴머노이드 로봇은 상기 공연장의 임의의 위치에서도 상기 발바닥의 상기 접속핀들과 상기 음극도선 및 상기 양극도선의 접촉에 의해 충전을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 휴머노이드 로봇 전시공연시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 로봇의 접속핀과 상기 충전지의 사이에는 전기적 극성에 상관없이 충전을 가능하게 하는 H브릿지 회로를 더 포함하며,
    상기 공연장의 상기 음극도선 및 상기 양극도선은 쇼트방지회로에 연결된 것을 특징으로 하는 휴머노이드 로봇 전시공연시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 휴머노이드 로봇이 공연을 수행하는 공연장을 더 포함하고,
    스마트폰이 단독으로 또는 상기 마스터 컨트롤러와 연동하여 상기 휴머노이드 로봇 또는 상기 공연장의 시설물을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 휴머노이드 로봇 전시공연시스템.
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