KR101962889B1

KR101962889B1 - 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101962889B1
Application number: KR1020150106075A
Authority: KR
Inventors: 이후만
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2019-03-28
Also published as: US10005183B2; US20170028552A1; KR20170013094A

Abstract

본 발명은 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공장치및 그 방법에 관한 것으로, 로봇 작업 데이터 제공부, 로봇 작업 데이터 가공부, 로봇 동작 데이터 제공부를 포함할 수 있으며, 획득한 로봇의 작업 경로와 환 경 정보를 이용하여 로봇 작업을 정의하고, 로봇의 작업 환경이 변화했을 때 능동적으로 대처할 수 있도록 로봇 동작을 제어할 수 있는 로봇 동작 데이터를 제공하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공장치 및 그 방법{Robot motion data providing apparatus using a robot to work and method therefor}

본 발명은 로봇을 이용하여 작업을 수행하기 위해 로봇의 동작을 제어하기 위한 로봇 동작 데이터의 제공에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 작업 환경이 변화했을 때 그 환경에 적응적으로 작업을 수행할 수 있도록 환경 정보를 반영한 로봇 동작 데이터를 제공하는 장치 및 그 방법에 대한 것이다.

종래의 산업용 로봇은 작업을 위한 정확한 위치 또는 경로만을 확정하여 단순히 반복하는 수준에 불과하였으나 다품종 소량생산 체제가 도입되면서부터 다양한 가변적 환경에 적응적으로 로봇이 작업을 수행하여야 하는 필요성이 점차 증가하고 있다.

가변적 환경에 적응적으로 로봇이 작업을 수행하도록 로봇의 동작을 제어하는 방법에는 크게 두 가지 방식이 있다.

첫 번째는 직접 로봇의 움직임을 하나하나 손으로 프로그래밍하는 방식인 명시적 프로그래밍(explicit programming) 방법이고, 두 번째는 로봇에게 작업자의 시범을 통해 작업을 가르치는 방법(programming by demonstration)이다.

전자의 경우에는 로봇의 동작을 제어하는 데 많은 시간이 요구되며, 심지어 로봇의 작업이 조금만 바뀌어도 다시 프로그래밍 해야 하기 때문에 더욱 비효율적인 작업 방식으로 간주되나 산업 현장에서는 이 방법을 대체할 만한 요소가 없기 때문에 여전히 이러한 방식이 고수되고 있다.

후자의 경우에는 로봇의 동작을 제어하는 데 있어 훨씬 더 직관적이며, 작업에 대한 정의를 추상화하여 저장하기 때문에 로봇의 작업이 조금 바뀌어도 다시 프로그래밍 하지 않아도 되는 장점이 있으나 작업에 대한 정의를 내리는 지식 체계를 구축하기가 쉽지 않을뿐더러 산업 현장에서 활용하기에는 신뢰성 확보가 용이하지 않기 때문에 대부분 서비스 로봇에 활용된다.

특히 가변적 환경에서 적응적으로 대응할 수 있는 로봇에 대한 필요성은 비정형 환경에서 작업을 해야 하는 서비스 로봇의 경우에 더욱 중요하다.

본 발명은 획득한 로봇의 작업 경로와 환경 정보를 이용하여 로봇 작업을 정의하고, 로봇의 작업 환경이 변화했을 때 능동적으로 대처할 수 있도록 로봇 동작을 제어할 수 있는 로봇 동작 데이터를 제공하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공장치는 획득한 로봇 제어명령 데이터 및 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성하는 로봇 작업 데이터 제공부; 상기 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로를 최적화하여 로봇 작업 경로를 선정하고, 상기 선정된 로봇 작업 경로를 상기 로봇 작업 데이터에 포함된 경유점 정보를 이용하여 보간하며, 상기 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하고 상기 정의한 작업의 세부사항과 상기 보간된 로봇 작업 경로를 포함하도록 로봇 작업 데이터를 가공하는 로봇 작업 데이터 가공부; 및 상기 가공된 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로 중 반복 작업을 로봇이 플레이백 되도록 로봇 동작을 제어하는 플레이백 작업 데이터를 생성하거나, 상기 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 반영하여 로봇 작업 경로를 갱신함으로써 로봇의 작업 경로를 변경하도록 로봇 동작을 제어하는 적응적 작업 데이터를 생성하는 로봇 동작 데이터 제공부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 로봇 작업 데이터 제공부는, 사용자로부터 로봇 제어명령 데이터를 획득 또는 미리 저장된 로봇 제어명령 데이터를 획득하는 로봇 제어명령 데이터 획득부; 및 작업 대상 및 로봇의 작업 환경, 작업 경로에 관한 정보를 포함한 환경정보를 획득하는 환경정보 획득부; 상기 획득한 로봇 제어명령 데이터와 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성하는 로봇 작업 데이터 생성부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 로봇 작업 데이터 가공부는, 상기 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로에 대하여 평활화 또는 회귀화를 수행하여 최적화된 작업 경로를 선정하는 작업 경로 최적화부; 상기 선정된 작업 경로를 대상으로 로봇 작업 데이터에 포함된 경유점 정보를 이용하여 경유점 간 보간을 수행하는 작업 경로 보간부; 및 상기 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하고, 상기 정의한 작업의 세부사항 및 상기 보간된 로봇 작업 경로를 포함하도록 로봇 작업 데이터를 가공하는 로봇 작업 변경부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 로봇 동작 데이터 제공부는, 상기 가공된 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 중 반복 작업에 대하여 로봇 작업의 세부 사항 및 작업 경로를 로봇이 플레이백 되도록 로봇 동작을 제어하는 플레이백 작업 데이터를 생성하는 플레이백 작업 데이터 생성부; 및 상기 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 미리 설정한 주기에 따라 반영하여 상기 로봇 작업 경로를 갱신하고, 상기 갱신된 로봇 작업 경로 및 로봇 작업의 세부 사항에 따라 로봇이 작업할 수 있게 로봇의 동작을 제어하는 적응적 작업 데이터를 생성하는 적응적 작업 데이터 생성부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 로봇 동작 데이터 제공부는, 상기 플레이백 작업 데이터 생성여부를 결정하기 위하여 사용자로부터 플레이백 사용 여부 정보를 획득하는 플레이백 사용 선택부; 및 상기 적응적 작업 데이터를 생성하기 위해 상기 가공된 로봇 작업 데이터를 임시로 저장하는 로봇 작업 데이터 임시 저장부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공방법은 획득한 로봇 제어명령 데이터 및 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성하는 단계; 상기 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로를 최적화하여 로봇 작업 경로를 선정하고, 상기 선정된 로봇 작업 경로를 상기 로봇 작업 데이터에 포함된 경유점 정보를 이용하여 보간하며, 상기 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하고 상기 정의한 작업의 세부사항과 상기 보간된 로봇 작업 경로를 포함하도록 로봇 작업 데이터를 가공하는 단계; 및 상기 가공된 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로 중 반복 작업을 로봇이 플레이백 되도록 로봇 동작을 제어하는 플레이백 작업 데이터를 생성하거나, 상기 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 반영하여 로봇 작업 경로를 갱신함으로써 로봇의 작업 경로를 변경하도록 로봇 동작을 제어하는 적응적 작업 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 로봇 작업 데이터를 생성하는 단계는, 사용자로부터 로봇 제어명령 데이터를 획득 또는 미리 저장된 로봇 제어명령 데이터를 획득하는 단계; 및 작업 대상 및 로봇의 작업 환경, 작업 경로에 관한 정보를 포함한 환경정보를 획득하는 단계; 상기 획득한 로봇 제어명령 데이터와 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 로봇 작업 데이터를 가공하는 단계는, 상기로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로에 대하여 평활화 또는 회귀화를 수행하여 최적화된 작업 경로를 선정하는 단계; 상기 선정된 작업 경로를 대상으로 로봇 작업 데이터에 포함된 경유점 정보를 이용하여 경유점 간 보간을 수행하는 단계; 및 상기 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하고, 상기 정의한 작업의 세부사항 및 상기 보간된 로봇 작업 경로를 포함하도록 로봇 작업 데이터를 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 로봇 동작 데이터를 생성하는 단계는, 상기 가공된 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 중 반복 작업에 대하여 로봇 작업의 세부 사항 및 작업 경로를 로봇이 플레이백 되도록 로봇 동작을 제어하는 플레이백 작업 데이터 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 미리 설정한 주기에 따라 반영하여 상기 로봇 작업 경로를 갱신하고, 상기 갱신된 로봇 작업 경로 및 로봇 작업의 세부 사항에 따라 로봇이 작업할 수 있게 로봇의 동작을 제어하는 적응적 작업 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 로봇 동작 데이터를 생성하는 단계는,

상기 플레이백 작업 데이터 생성여부를 결정하기 위하여 사용자로부터 플레이백 사용 여부 정보를 획득하는 단계; 및 상기 적응적 작업 데이터를 생성하기 위해 상기 가공된 로봇 작업 데이터를 임시로 저장하는 로봇 작업 데이터 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에는 작업 경로와 환경 정보를 이용하여 로봇 작업을 정의함으로써 로봇의 작업 환경이 변화했을 때 능동적으로 대처할 수 있도록 로봇 동작을 제어할 수 있는 로봇 동작 데이터를 제공할 수 있는 효과가 존재한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇을 작업에 사용하기 위한 로봇 동작 데이터 제공장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇 작업 데이터 제공부의 세부 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 로봇 작업 데이터 가공부의 세부 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 로봇 동작 데이터 제공부의 세부 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇을 작업에 사용하기 위한 로봇 동작 데이터 제공방법을 나타낸 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공장치및 그 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇을 작업에 사용하기 위한 로봇 동작 데이터 제공장치(1000)의 구성도이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 실시 예에 따르면 로봇을 작업에 사용하기 위한 로봇 동작 데이터 제공장치(1000)는 로봇 작업 데이터 제공부(100), 로봇 작업 데이터 가공부(200), 로봇 동작 데이터 제공부(300)를 포함할 수 있다.

로봇 작업 데이터 제공부(100)는 획득한 로봇 제어명령 데이터 및 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성하여 제공할 수 있다.

로봇 작업 데이터 제공부(100)는 도 2를 참조하며 더 자세히 설명하도록 한다.

로봇 작업 데이터 가공부(200)는 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로를 최적화하여 로봇 작업 경로를 선정하고, 선정된 로봇 작업 경로를 로봇 작업 데이터에 포함된 경유점 정보를 이용하여 보간하며, 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하고 정의한 작업의 세부사항과 보간된 로봇 작업 경로를 포함하도록 로봇 작업 데이터를 가공할 수 있다.

로봇 작업 데이터 가공부(200)는 도 3을 참조하며 더 자세히 설명하도록 한다.

로봇 동작 데이터 제공부(300)는 가공된 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로 중 반복 작업을 로봇이 플레이백 되도록 로봇 동작을 제어하는 플레이백 작업 데이터를 생성하거나, 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 반영하여 로봇 작업 경로를 갱신함으로써 로봇의 작업 경로를 변경하도록 로봇 동작을 제어하는 적응적 작업 데이터를 생성할 수 있다.

로봇 동작 데이터 제공부(300)는 도 4를 참조하며 더 자세히 설명하도록 한다.

도 2는 도 1에 도시된 로봇 작업 데이터 제공부(100)의 세부 구성도이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 실시 예에 따르면 로봇 작업 데이터 제공부(100)는 로봇 제어명령 데이터 획득부(110), 환경정보 획득부(120), 로봇 작업 데이터 생성부(130)를 포함할 수 있다.

로봇 제어명령 데이터 획득부(110)는 사용자로부터 로봇 제어명령 데이터를 획득 또는 미리 저장된 로봇 제어명령 데이터를 획득할 수 있다.

여기서 로봇 제어명령 데이터는 로봇의 동작을 제어할 수 있는 명령이 포함된 데이터를 의미할 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 사용자로부터 입력 받을 수 있으며, 데이터 베이스 또는 저장장치에 저장되어 있는 기존의 로봇 동작에 대한 제어명령 데이터를 불러올 수도 있다.

환경정보 획득부(120)는 작업 대상 및 로봇의 작업 환경, 작업 경로에 관한 정보를 포함한 환경정보를 획득할 수 있다.

여기서 환경정보란 작업 대상 및 로봇의 작업 환경, 작업 경로에 관한 정보를 포함할 수 있고, 작업 대상은 로봇이 일정한 일련의 동작을 수행하게되는 대상을 의미할 수 있으며, 작업 경로는 로봇의 위치 또는 움직이는 동선을 의미할 수 있고, 작업 환경은 로봇이 일련의 동작을 수행함에 있어 실시간으로 변하는 로봇 외부의 환경을 의미할 수 있다.

로봇 작업 데이터 생성부(130)는 획득한 로봇 제어명령 데이터와 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 로봇 작업 데이터는 로봇 제어명령 데이터와 환경정보를 포함하여 로봇의 동작을 일정한 목적을 가지고 순차적으로 연결하여 이루어진 로봇 작업을 정의 할 수 있는 정보를 포함한 데이터를 의미하며, 로봇 작업 경로, 작업 동작, 작업 순서, 작업 대상, 작업 시간 등의 정보를 포함할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 로봇 작업 데이터 가공부(200)의 세부 구성도이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 작업 데이터 가공부(200)는 작업 경로 최적화부(210), 작업 경로 보간부(220), 로봇 작업 변경부(230)를 포함할 수 있다.

작업 경로 최적화부(210)는 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로에 대하여 평활화 또는 회귀화를 수행하여 최적화된 작업 경로를 선정할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 평활화(Smoothing)는 데이터에 변동이나 불연속성 등이 있을 때, 이를 약하게 하거나 제거하여 매끄럽게 하는 데이터 처리방법을 의미할 수 있으며, 이러한 평활화 방법으로는 노이즈나 급격한 불연속 구간 등을 제거함과 동시에 제거되는 부분의 중요한 정보를 실수로 손상시키는 일이 있어, 제거되는 부분에 대해서는 특정 정보를 검출해서 정보를 보존하고, 그 이외의 부분은 평균화 등의 조작을 하는 방법이 사용될 수 있으나 이에 한정되지 아니하며 전체적으로 불연속 면이나 급격한 변화 폭을 제거하도록 하는 방법이면 제한 없이 사용될 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면 회귀화는 회귀 분석(regression analysis)을 통해 하나의 종속 변수(dependent variable) y와 두 개 이상의 독립 변수(independent variable) x1, x2, … 사이의 관계를 최소 제곱법(least square)에 의해서 추정하여 작업 경로를 수정하는 것을 의미할 수 있으나 이에 한정되지 아니하고 작업 경로를 최적화 할 수 있는 방법이라면 제한 없이 사용될 수 있다.

작업 경로 보간부(220)는 선정된 작업 경로를 대상으로 로봇 작업 데이터에 포함된 경유점 정보를 이용하여 경유점 간 보간을 수행할 수 있다.

여기서 경유점이란 로봇의 작업 경로에 포함된 특정 지점을 의미할 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 이러한 경유점을 지정하여 경유점 장애물이 없다면 경유점 간을 직선으로, 장애물이 있다면 장해물을 회피하는 최단거리로 경로를 보간 하는 경유점 간 보간을 수행 할 수 있다.

로봇 작업 변경부(230)는 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하고, 상기 정의한 작업의 세부사항 및 상기 보간된 로봇 작업 경로를 포함하도록 로봇 작업 데이터를 가공할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 작업 데이터를 디코딩하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하는 것은 로봇 작업 데이터의 형식에 따라 해당하는 해석방법으로 로봇 작업 데이터를 디코딩하여 작업의 세부사항을 정의하는데 필요한 정보를 획득하고, 획득한 정보를 통해 작업의 세부사항을 정의 할 수 있다.

여기서 작업의 세부사항이란, 로봇의 작업을 이루고 있는 일련의 로봇 동작에 대한 동작 방법, 동작 시간, 동작 속도, 동작 유형, 동작 순서 등을 포함하고 있는 정보를 의미할 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 로봇 동작 데이터 제공부(300)의 세부 구성도이다.

도 4를 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 동작 데이터 제공부(300)는 플레이백 작업 생성부(310), 적응적 작업 데이터 생성부(320)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 동작 데이터는 로봇에게 작업을 수행시키기 위해서 로봇이 일정한 동작, 즉 모션(motion)을 취할 수 있도록 로봇의 움직임을 제어하는 명령이 포함된 데이터를 의미할 수 있다.

플레이백 작업 데이터 생성부(310)는 가공된 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 중 반복 작업에 대하여 로봇 작업의 세부 사항 및 작업 경로를 로봇이 플레이백 되도록 로봇 동작을 제어하는 플레이백 작업 데이터를 생성할 수 있다.

여기서 플레이백이란 로봇의 동작을 기억 장치에 미리 저장하고, 실제의 작업에서 그대로 재현시키는 방식을 의미하며, 일반적으로 산업용 로봇은 동일한 동작을 되풀이 할 뿐이지만 저장된 내용을 변경하면 다른 작업도 할 수 있다.

변경의 대상이 되는 로봇의 동작은 주로 팔의 움직임, 핸드(hand)의 동작 그리고 대상물이나 장애물의 존재 확인 등 이동 로봇인 경우의 이동 경로 등이 될 수 있다.

적응적 작업 데이터 생성부(320)는 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 미리 설정한 주기에 따라 반영하여 상기 로봇 작업 경로를 갱신하고, 상기 갱신된 로봇 작업 경로 및 로봇 작업의 세부 사항에 따라 로봇이 작업할 수 있게 로봇의 동작을 제어하는 적응적 작업 데이터를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 적응적 작업 데이터는 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 미리 설정한 주기에 따라 반영함으로써 로봇 작업의 세부사항에 포함된 동작 방법, 동작 시간, 동작 속도, 동작 유형, 동작 순서 등의 변경에 따라 로봇 작업 경로가 최적화 되도록 경로를 사용자가 미리 설정한 주기에 따라 갱신된 로봇 동작 데이터를 의미할 수 있다.

예를 들어 기존의 로봇 작업 경로에서는 로봇의 동작 반경이 작아 장애물의 방해 없이 동작할 수 있었으나, 동작이 변경되어 동작 반경이 커지는 경우 로봇이 장애물의 방해 없이 동작할 수 있도록 로봇 작업 경로를 변경할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 로봇 동작 데이터 제공부(300)는 플레이백 사용 선택부(330), 로봇 작업 데이터 임시 저장부(340)를 더 포함할 수 있다.

플레이백 사용 선택부(330)는 플레이백 작업 데이터 생성여부를 결정하기 위하여 사용자로부터 플레이백 사용 여부 정보를 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 사용자로부터 플레이백 사용 여부 정보를 획득하는 방법으로는 플레이백 사용 요청에 대한 메세지를 사용자에게 출력하고, 사용자로부터 수락 또는 거절에 대한 응답을 수신하는 방법을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 아니한다.

로봇 작업 데이터 임시 저장부(340)는 적응적 작업 데이터를 생성하기 위해 가공된 로봇 작업 데이터를 임시로 저장할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 로봇 작업 데이터 임시 저장부(340)는 적응적 작업 데이터를 생성하는데 사용된 임시로 저장된 로봇 작업 데이터를 이용한 이후에 삭제할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇을 작업에 사용하기 위한 로봇 동작 데이터 제공방법을 나타낸 흐름도이다.

로봇 제어명령 데이터를 획득한다(510).

본 발명의 일 실시 예에 따르면 사용자로부터 로봇 제어명령 데이터를 획득 또는 미리 저장된 로봇 제어명령 데이터를 획득할 수 있다.

여기서 로봇 제어명령 데이터는 로봇의 동작을 제어할 수 있는 명령이 포함된 데이터를 의미할 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 사용자로부터 입력 받을 수 있고 데이터 베이스 또는 저장장치에 저장되어 있는 또는 기존의 로봇 동작에 대한 제어명령 데이터를 불러올 수도 있다.

환경정보를 획득한다(520).

본 발명의 일 실시 예에 따르면 작업 대상 및 로봇의 작업 환경, 작업 경로에 관한 정보를 포함한 환경정보를 획득할 수 있다.

여기서 환경정보란 작업 대상 및 로봇의 작업 환경, 작업 경로에 관한 정보를 포함할 수 있고, 작업 대상은 로봇이 일정한 일련의 동작을 수행할 대상을 의미할 수 있으며, 작업 경로는 로봇의 위치 또는 움직이는 동선을 의미할 수 있고, 작업 환경은 로봇이 일련의 동작을 수행함에 있어 실시간으로 변하는 로봇 외부의 환경을 의미할 수 있다.

로봇 제어명령 데이터와 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성한다(530).

본 발명의 일 실시 예에 따르면 획득한 로봇 제어명령 데이터와 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성할 수 있다.

여기서 로봇 작업 데이터는 로봇 제어명령 데이터와 환경정보를 포함하여 로봇의 동작을 일정한 목적을 가지고 순차적으로 연결하여 이루어진 로봇 작업을 저의 할 수 있는 정보를 포함한 데이터를 의미하며, 로봇 작업 경로, 작업 동작, 작업 순서, 작업 대상, 작업 시간 등의 정보를 포함할 수 있다.

최적화된 로봇 작업경로를 선정한다(540).

본 발명의 일 실시 예에 따르면 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로에 대하여 평활화 또는 회귀화를 수행하여 최적화 된 작업 경로를 선정할 수 있다.

여기서 평활화(Smoothing)는 데이터에 변동이나 불연속성 등이 있을 때, 이를 약하게 하거나 제거하여 매끄럽게 하는 데이터 처리방법을 의미할 수 있으며, 이러한 평활화 방법으로는 노이즈나 급격한 불연속 구간 등을 제거함과 동시에 제거되는 부분의 중요한 정보를 실수로 손상시키는 일이 있어, 제거되는 부분에 대해서는 특정 정보를 검출해서 정보를 보존하고, 그 이외의 부분은 평균화 등의 조작을 하는 방법이 사용될 수 있으나 이에 한정되지 아니하며 전제적으로 불연속 면이나 급격한 변화 폭을 제거하도록 하는 방법이면 제한 없이 사용될 수 있다.

또한 회귀화는 회귀 분석(regression analysis)을 통해 하나의 종속 변수(dependent variable) y와 두 개 이상의 독립 변수(independent variable) x1, x2, … 사이의 관계를 최소 제곱법(least square)에 의해서 추정하여 작업 경로를 수정하는 것을 의미할 수 있으나 이에 한정되지 아니하고 작업 경로를 최적화 할 수 있는 방법이라면 제한 없이 사용될 수 있다.

선정된 작업 경로를 대상으로 경유점 간 보간을 수행한다(550).

본 발명의 일 실시 예에 따르면 최적화된 작업 경로를 대상으로 로봇 작업 데이터에 포함된 경유점 정보를 이용하여 경유점 간 보간을 수행할 수 있다.

여기서 경유점 이란 로봇의 작업 경로에 포함된 특정 지점을 의미할 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 이러한 경유점을 지정하여 경유점 장애물이 없다면 경유점 간을 직선으로, 장애물이 있다면 장해물을 회피하는 최단거리로 경로를 보간 하는 경유점 간 보간을 수행 할 수 있다.

로봇이 수행할 작업의 세부사항 정의 및 로봇 작업 데이터를 가공한다(560).

본 발명의 일 실시 예에 따르면 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하고, 상기 정의한 작업의 세부사항 및 상기 보간된 로봇 작업 경로를 포함하도록 로봇 작업 데이터를 가공할 수 있다.

여기서 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하는 것은 로봇 작업 데이터의 형식에 따라 해당하는 해석방법으로 로봇 작업 데이터를 디코딩하여 작업의 세부사항을 정의하는데 필요한 정보를 획득하고, 획득한 정보를 통해 작업의 세부사항을 정의 할 수 있다.

또한, 작업의 세부사항이란, 로봇의 작업을 이루고 있는 일련의 로봇 동작에 대한 동작 방법, 동작 시간, 동작 속도, 동작 유형, 동작 순서 등을 포함하고 있는 정보를 의미할 수 있다.

로봇 반복 작업을 플레이백 제어하는 플레이백 작업 데이터를 생성한다(570).

본 발명의 일 실시 예에 따르면 가공된 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 중 반복 작업에 대하여 로봇 작업의 세부 사항 및 작업 경로를 로봇이 플레이백 되도록 로봇 동작을 제어하는 로봇 동작 데이터를 생성할 수 있다.

여기서 플레이백이란 로봇의 동작을 기억 장치에 미리 저장하고, 실제의 작업에서 그대로 재현시키는 방식을 의미하며, 일반적으로 산업용 로봇은 같은 동작을 되풀이 할 뿐이지만 저장된 내용을 변경하면 다른 작업도 할 수 있다.

또한, 변경의 대상이 되는 로봇의 동작은 주로 팔의 움직임, 핸드(hand)의 동작 그리고 대상물이나 장애물의 존재 확인 등 이동 로봇인 경우의 이동 경로 등이 될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 플레이백 작업 데이터 생성여부를 결정하기 위하여 사용자로부터 플레이백 사용 여부 정보를 획득할 수 있다.

갱신된 로봇 작업 경로 및 로봇 작업의 세부 사항에 따라 로봇 동작을 제어하는 적응적 작업 데이터를 생성한다(580).

본 발명의 일 실시 예에 따르면 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 미리 설정한 주기에 따라 반영하여 상기 로봇 작업 경로를 갱신하고, 상기 갱신된 로봇 작업 경로 및 로봇 작업의 세부 사항이 포함된 로봇 동작 데이터를 생성할 수 있다.

여기서 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 미리 설정한 주기에 따라 반영하는 것은 로봇 작업의 세부사항에 포함된 동작 방법, 동작 시간, 동작 속도, 동작 유형, 동작 순서 등의 변경에 따라 로봇 작업 경로가 최적화 되도록 경로를 사용자가 미리 설정한 주기에 따라 갱신 하는 것을 의미할 수 있다.

예를 들어 기존의 로봇 작업 경로에서는 로봇의 동작 반경이 작아 장애물의 방해 없이 동작할 수 있었으나, 동작이 변경되어 동작 반경이 커지는 경우 로봇이 장애물의 방해 없이 동작할 수 있도록 로봇 잡업 경로를 변경할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 적응적 작업 데이터를 생성하기 위해 가공된 로봇 작업 데이터를 임시로 저장할 수 있다.

상기 실시 예에 따르면 적응적 작업 데이터를 생성하는데 사용된 임시로 저장된 로봇 작업 데이터를 이용한 이후에 삭제할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100 : 로봇 작업 데이터 제공부 110 : 로봇 제어명령 데이터 획득부
120 : 환경정보 획득부 130 : 로봇 작업 데이터 생성부
200 : 로봇 작업 데이터 가공부 210 : 작업 경로 최적화부
200 : 로봇 작업 데이터 가공부 210 : 작업 경로 최적화부
220 : 작업 경로 보간부 230 : 로봇 작업 변경부
300 : 로봇 동작 데이터 제공부 310 : 단순 플레이백 데이터 생성부
320 : 적응적 작업 데이터 생성부 1000 : 로봇 동작 데이터 제공장치

Claims

획득한 로봇 제어명령 데이터 및 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성하는 로봇 작업 데이터 제공부;
상기 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로를 최적화하여 로봇 작업 경로를 선정하고, 상기 선정된 로봇 작업 경로를 상기 로봇 작업 데이터에 포함된 경유점 정보를 이용하여 보간하며, 상기 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하고 상기 정의한 작업의 세부사항과 상기 보간된 로봇 작업 경로를 포함하도록 로봇 작업 데이터를 가공하는 로봇 작업 데이터 가공부; 및
상기 가공된 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로 중 반복 작업을 로봇이 플레이백 되도록 로봇 동작을 제어하는 플레이백 작업 데이터를 생성하거나, 상기 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 반영하여 로봇 작업 경로를 갱신함으로써 로봇의 작업 경로를 변경하도록 로봇 동작을 제어하는 적응적 작업 데이터를 생성하는 로봇 동작 데이터 제공부를 포함하되,
상기 로봇 작업 데이터 가공부는,
상기 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇의 작업을 이루고 있는 일련의 로봇 동작에 대한 동작 방법, 동작 시간, 동작 속도, 동작 유형, 동작 순서 등을 포함하고 있는 정보인 상기 작업의 세부사항을 정의하는 것을 특징으로 하는 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공장치.
제 1 항에 있어서 상기 로봇 작업 데이터 제공부는;
사용자로부터 로봇 제어명령 데이터를 획득 또는 미리 저장된 로봇 제어명령 데이터를 획득하는 로봇 제어명령 데이터 획득부; 및
작업 대상 및 로봇의 작업 환경, 작업 경로에 관한 정보를 포함한 환경정보를 획득하는 환경정보 획득부;
상기 획득한 로봇 제어명령 데이터와 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성하는 로봇 작업 데이터 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공장치.
제 1 항에 있어서 상기 로봇 작업 데이터 가공부는;
상기 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로에 대하여 평활화 또는 회귀화를 수행하여 최적화된 작업 경로를 선정하는 작업 경로 최적화부;
상기 선정된 작업 경로를 대상으로 로봇 작업 데이터에 포함된 경유점 정보를 이용하여 경유점 간 보간을 수행하는 작업 경로 보간부; 및
상기 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하고, 상기 정의한 작업의 세부사항 및 상기 보간된 로봇 작업 경로를 포함하도록 로봇 작업 데이터를 가공하는 로봇 작업 변경부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공장치.
제 1 항에 있어서 상기 로봇 동작 데이터 제공부는;
상기 가공된 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 중 반복 작업에 대하여 로봇 작업의 세부 사항 및 작업 경로를 로봇이 플레이백 되도록 로봇 동작을 제어하는 플레이백 작업 데이터를 생성하는 플레이백 작업 데이터 생성부; 및
상기 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 미리 설정한 주기에 따라 반영하여 상기 로봇 작업 경로를 갱신하고, 상기 갱신된 로봇 작업 경로 및 로봇 작업의 세부 사항에 따라 로봇이 작업할 수 있게 로봇의 동작을 제어하는 적응적 작업 데이터를 생성하는 적응적 작업 데이터 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공장치.
제 4 항에 있어서 상기 로봇 동작 데이터 제공부는;
상기 플레이백 작업 데이터 생성여부를 결정하기 위하여 사용자로부터 플레이백 사용 여부 정보를 획득하는 플레이백 사용 선택부; 및
상기 적응적 작업 데이터를 생성하기 위해 상기 가공된 로봇 작업 데이터를 임시로 저장하는 로봇 작업 데이터 임시 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공장치.
로봇 작업 데이터 제공부에 의해, 획득한 로봇 제어명령 데이터 및 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성하는 단계;
로봇 작업 데이터 가공부에 의해, 상기 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로를 최적화하여 로봇 작업 경로를 선정하고, 상기 선정된 로봇 작업 경로를 상기 로봇 작업 데이터에 포함된 경유점 정보를 이용하여 보간하며, 상기 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하고 상기 정의한 작업의 세부사항과 상기 보간된 로봇 작업 경로를 포함하도록 로봇 작업 데이터를 가공하는 단계; 및
로봇 동작 데이터 제공부에 의해, 상기 가공된 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로 중 반복 작업을 로봇이 플레이백 되도록 로봇 동작을 제어하는 플레이백 작업 데이터를 생성하거나, 상기 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 반영하여 로봇 작업 경로를 갱신함으로써 로봇의 작업 경로를 변경하도록 로봇 동작을 제어하는 적응적 작업 데이터를 생성하는 단계;를 포함하되,
상기 로봇 작업 데이터를 가공하는 단계는,
상기 로봇 작업 데이터 가공부에 의해, 상기 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇의 작업을 이루고 있는 일련의 로봇 동작에 대한 동작 방법, 동작 시간, 동작 속도, 동작 유형, 동작 순서 등을 포함하고 있는 정보인 상기 작업의 세부사항을 정의하는 것을 특징으로 하는 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공방법.
제 6 항에 있어서 로봇 작업 데이터를 생성하는 단계는;
사용자로부터 로봇 제어명령 데이터를 획득 또는 미리 저장된 로봇 제어명령 데이터를 획득하는 단계; 및
작업 대상 및 로봇의 작업 환경, 작업 경로에 관한 정보를 포함한 환경정보를 획득하는 단계;
상기 획득한 로봇 제어명령 데이터와 환경정보를 포함하는 로봇 작업 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공방법.
제 6 항에 있어서 상기 로봇 작업 데이터를 가공하는 단계는;
상기 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 경로에 대하여 평활화 또는 회귀화를 수행하여 최적화된 작업 경로를 선정하는 단계;
상기 선정된 작업 경로를 대상으로 로봇 작업 데이터에 포함된 경유점 정보를 이용하여 경유점 간 보간을 수행하는 단계; 및
상기 로봇 작업 데이터를 해석하여 로봇이 수행할 작업의 세부사항을 정의하고, 상기 정의한 작업의 세부사항 및 상기 보간된 로봇 작업 경로를 포함하도록 로봇 작업 데이터를 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공방법.
제 6 항에 있어서 상기 로봇 동작 데이터를 생성하는 단계는,
상기 가공된 로봇 작업 데이터에 포함된 로봇 작업 중 반복 작업에 대하여 로봇 작업의 세부 사항 및 작업 경로를 로봇이 플레이백 되도록 로봇 동작을 제어하는 플레이백 작업 데이터 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 보간된 로봇 작업 경로에 상기 로봇 작업의 세부사항을 미리 설정한 주기에 따라 반영하여 상기 로봇 작업 경로를 갱신하고, 상기 갱신된 로봇 작업 경로 및 로봇 작업의 세부 사항에 따라 로봇이 작업할 수 있게 로봇의 동작을 제어하는 적응적 작업 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공방법.
제 9 항에 있어서 상기 로봇 동작 데이터를 생성하는 단계는,
상기 플레이백 작업 데이터 생성여부를 결정하기 위하여 사용자로부터 플레이백 사용 여부 정보를 획득하는 단계; 및
상기 적응적 작업 데이터를 생성하기 위해 상기 가공된 로봇 작업 데이터를 임시로 저장하는 로봇 작업 데이터 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업환경 변화에 적응적인 로봇 동작 데이터 제공방법.