KR102493018B1 - 인공석의 표면을 절삭 가공하기 위한 절삭부가 구비된 로봇 암을 제어하여, 상기 인공석의 표면에 대한 절삭 가공을 가능하게 하는 제어 장치 - Google Patents

인공석의 표면을 절삭 가공하기 위한 절삭부가 구비된 로봇 암을 제어하여, 상기 인공석의 표면에 대한 절삭 가공을 가능하게 하는 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인공석(stone)의 표면을 절삭 가공하기 위한 절삭부가 구비된 로봇 암(arm)을 제어하여, 상기 인공석의 표면에 대한 절삭 가공을 가능하게 하는 제어 장치를 제시함으로써, 사용자가 원하는 형태에 따라 인공석의 표면을 꾸미는 것이 가능하도록 지원할 수 있다.

Description

인공석의 표면을 절삭 가공하기 위한 절삭부가 구비된 로봇 암을 제어하여, 상기 인공석의 표면에 대한 절삭 가공을 가능하게 하는 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR ENABLING CUTTING ON THE SURFACE OF THE ARTIFICIAL STONE BY CONTROLLING A ROBOT ARM EQUIPPED WITH A CUTTING UNIT FOR CUTTING THE SURFACE OF THE ARTIFICIAL STONE}
본 발명은 인공석(stone)의 표면을 절삭 가공하기 위한 절삭부가 구비된 로봇 암(arm)을 제어하여, 상기 인공석의 표면에 대한 절삭 가공을 가능하게 하는 제어 장치에 대한 것이다.
최근, 인테리어 소품의 하나로 특이한 형상의 암석을 활용하는 경우가 많다.
다만, 자연에서 존재하는 암석은 모양을 사용자의 취향에 따라 구성하는 것이 쉽지 않다는 점에서, 최근에는 사용자의 취향에 따른 모양을 갖는 인공석(stone)을 활용하는 경우가 증가하고 있다.
이러한 인공석은 자연에서 채집한 것이 아닌 인공적으로 제작한 암석으로서, 도 2에 도시된 그림과 같이, 소정의 3D 프린터를 활용하여, 레이어 적층 방식으로 지지체 없이, 인공석을 직접 프린팅을 통해 출력 제작할 수 있다. 관련해서, 이러한 인공석의 제작은 도 2에 도시된 그림과 같이 3D 프린터 노즐(211)을 통해 몰타르를 분사하고, 지오폴리머를 이용하여 레이어 적층이 가능하도록 하는 형태로 수행될 수 있다. 이러한 3D 프린터를 활용한 인공석의 제작 방법에 대해서는 한국공개특허 제10-2020-0039045호에 자세히 소개되어 있다.
이렇게, 인공석에 대한 관심이 증가함에 따라, 인공석의 표면에 사용자가 원하는 형태의 무늬나 패턴을 넣을 수 있도록 하기 위한 기술의 연구가 필요해졌다.
인공석의 표면에 소정의 무늬나 패턴을 넣는 방법으로는 인공석의 표면을 절삭 가공하는 방식이 사용될 수 있다. 이러한 절삭 가공은 칼날 또는 레이저를 이용하여 인공석의 표면을 절삭할 수 있게 하는 소정의 절삭부가 구비된 로봇 암(arm)을 활용할 수 있다. 다만, 이러한 로봇 암을 이용한 절삭 가공에서는 사용자가 원하는 형태에 따라 로봇 암을 제어할 수 있어야 한다는 점에서, 로봇 암의 제어 방식에 대한 기술의 연구가 필요하다.
본 발명은 인공석(stone)의 표면을 절삭 가공하기 위한 절삭부가 구비된 로봇 암(arm)을 제어하여, 상기 인공석의 표면에 대한 절삭 가공을 가능하게 하는 제어 장치를 제시함으로써, 사용자가 원하는 형태에 따라 인공석의 표면을 꾸미는 것이 가능하도록 지원하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 인공석(stone)의 표면을 절삭 가공하기 위한 절삭부가 구비된 로봇 암(arm)을 제어하여, 상기 인공석의 표면에 대한 절삭 가공을 가능하게 하는 제어 장치는 상기 인공석의 표면을 촬영하기 위한 카메라, 사용자에 의해 상기 로봇 암의 제어를 위한 상기 인공석의 표면 스캔 명령이 인가되면, 상기 카메라를 통해 상기 인공석의 표면을 촬영하여 표면 이미지를 획득하는 이미지 획득부, 상기 표면 이미지에 대해, 서로 동일한 간격을 갖는 n(n은 2이상의 자연수)개의 가로선들과 서로 동일한 간격을 갖는 k(k는 2이상의 자연수)개의 세로선들을 생성함으로써, 상기 표면 이미지 상에 상기 n개의 가로선들과 상기 k개의 세로선들이 교차함에 따라 생성되는 n x k개의 정점들을 지정하는 정점 지정부, 상기 표면 이미지 상에 상기 n x k개의 정점들이 지정되면, 상기 표면 이미지 상에 지정된 상기 n x k개의 정점들의 위치를, 상기 인공석의 표면 상에서의 실제 대응되는 지점과 매핑시키는 매핑부 및 상기 사용자에 의해 상기 표면 이미지 상의 제1 지점에 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 진행할 것을 지시하는 절삭 명령이 인가되면, 상기 n x k개의 정점들 중 상기 제1 지점에 가장 근접한 제1 정점을 선택한 후, 상기 제1 정점의 위치에 대응되는 상기 인공석의 표면 상에서의 실제 지점에 대해 상기 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 수행하도록 상기 로봇 암의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 인공석(stone)의 표면을 절삭 가공하기 위한 절삭부가 구비된 로봇 암(arm)을 제어하여, 상기 인공석의 표면에 대한 절삭 가공을 가능하게 하는 제어 장치를 제시함으로써, 사용자가 원하는 형태에 따라 인공석의 표면을 꾸미는 것이 가능하도록 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 이러한 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였으며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서 상에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
본 문서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 있어서, 각 구성요소들, 기능 블록들 또는 수단들은 하나 또는 그 이상의 하부 구성요소로 구성될 수 있고, 각 구성요소들이 수행하는 전기, 전자, 기계적 기능들은 전자회로, 집적회로, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들 또는 기계적 요소들로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제어 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 제어 장치(110)는 인공석(stone)(130)의 표면을 절삭 가공하기 위한 절삭부(101)가 구비된 로봇 암(arm)(111)을 제어하여, 인공석(130)의 표면에 대한 절삭 가공을 가능하게 하는 장치로서, 인공석(130)의 표면을 촬영하기 위한 카메라(112), 이미지 획득부(113), 정점 지정부(114), 매핑부(115) 및 제어부(116)를 포함한다.
여기서, 인공석(130)은 소정의 3D 프린터를 통해 레이어 적층 방식으로 제작된 암석으로서, 도 2에 도시된 그림과 같이 3D 프린터 노즐(211)을 통해 몰타르를 분사하고, 지오폴리머를 이용하여 레이어 적층이 가능하도록 하는 형태로 제작될 수 있다.
그리고, 로봇 암(111)에 구비된 절삭부(101)는 인공석(130)의 표면을 절삭할 수 있도록 하는 구성으로서, 칼날이나 레이저 등으로 구성될 수 있다.
이미지 획득부(113)는 사용자에 의해 로봇 암(111)의 제어를 위한 인공석(130)의 표면 스캔 명령이 인가되면, 카메라(112)를 통해 인공석(130)의 표면을 촬영하여 표면 이미지를 획득한다.
정점 지정부(114)는 상기 표면 이미지에 대해, 서로 동일한 간격을 갖는 n(n은 2이상의 자연수)개의 가로선들과 서로 동일한 간격을 갖는 k(k는 2이상의 자연수)개의 세로선들을 생성함으로써, 상기 표면 이미지 상에 상기 n개의 가로선들과 상기 k개의 세로선들이 교차함에 따라 생성되는 n x k개의 정점들을 지정한다.
예컨대, 상기 표면 이미지가 도 3의 도면부호 310과 같다고 하고, n을 7, k를 5라고 하는 경우, 정점 지정부(114)는 도면부호 320에 도시된 그림과 같이, 상기 표면 이미지에 대해, 7개의 가로선들과 5개의 세로선들을 생성함으로써, 상기 표면 이미지 상에 상기 7개의 가로선들과 상기 5개의 세로선들이 교차함에 따라 생성되는 35개의 정점들을 지정할 수 있다.
매핑부(115)는 상기 표면 이미지 상에 상기 n x k개의 정점들이 지정되면, 상기 표면 이미지 상에 지정된 상기 n x k개의 정점들의 위치를, 인공석(130)의 표면 상에서의 실제 대응되는 지점과 매핑시킨다.
관련해서, 도 3의 예와 같이, 상기 표면 이미지 상에 35개의 정점들이 지정되면, 매핑부(115)는 상기 표면 이미지 상에 지정된 35개의 정점들의 위치를, 인공석(130)의 표면 상에서의 실제 대응되는 지점과 하나씩 매핑시킬 수 있다.
제어부(116)는 상기 사용자에 의해 상기 표면 이미지 상의 제1 지점에 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 진행할 것을 지시하는 절삭 명령이 인가되면, 상기 n x k개의 정점들 중 상기 제1 지점에 가장 근접한 제1 정점을 선택한 후, 상기 제1 정점의 위치에 대응되는 인공석(130)의 표면 상에서의 실제 지점에 대해 상기 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 수행하도록 로봇 암(111)의 동작을 제어한다.
관련해서, 도 3의 예와 같이, 상기 표면 이미지 상에 35개의 정점들이 지정되었다고 하고, 도 4에 도시된 그림과 같이, 상기 사용자에 의해 상기 표면 이미지 상의 35개의 정점들 중 도면부호 411로 표시한 제1 지점(411)에 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 진행할 것을 지시하는 절삭 명령이 제어 장치(110)에 인가되었다고 가정하자. 그러면, 제어부(116)는 상기 35개의 정점들 중 상기 제1 지점(411)에 가장 근접한 제1 정점(412)을 선택한 후, 상기 제1 정점(412)의 위치에 대응되는 인공석(130)의 표면 상에서의 실제 지점에 대해 상기 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 수행하도록 로봇 암(111)의 동작을 제어할 수 있다.
이러한 방식으로, 제어부(116)는 사용자에 의해 상기 표면 이미지 상에서의 특정 지점들에 대해 소정의 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 수행할 것을 지시하는 절삭 명령이 인가될 때마다, 해당 지점들에 가장 근접한 정점에 대응되는 인공석(130)의 표면 상에서의 실제 지점에 대해 사용자가 지정한 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 수행하도록 로봇 암(111)의 동작을 제어할 수 있다.
만약, 사용자가 인공석(130)의 표면 절삭을 보다 세밀하게 하고자 하는 경우에는, 사용자는 정점 지정부(114)를 통해 지정되는 정점들의 개수가 증가하도록 n과 k값을 큰 값으로 설정해 두는 방식을 활용할 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제어 장치(110)는 인공석(130)의 표면에 레이저를 방사하여 인공석(130)의 표면의 깊이 값을 측정하기 위한 라이다(LiDAR) 센서(117)와 깊이 값 지정부(118) 및 표시부(119)를 더 포함할 수 있다.
깊이 값 지정부(118)는 매핑부(115)를 통해, 상기 n x k개의 정점들의 위치가 인공석(130)의 표면 상에서의 실제 대응되는 지점과 매핑되면, 라이더 센서(117)를 통해, 상기 n x k개의 정점들 각각에 대응되는 인공석(130)의 표면 상의 지점에 대한 깊이 값을 측정하여, 측정된 깊이 값을 상기 n x k개의 정점들 각각에 대응되는 깊이 값으로 지정한다.
예컨대, 도 3에 도시된 예시와 같이, 상기 표면 이미지에 35개의 정점들이 지정되고, 매핑부(115)를 통해, 상기 35개의 정점들의 위치가 인공석(130)의 표면 상에서의 실제 대응되는 지점과 매핑이 완료되면, 깊이 값 지정부(118)는 라이더 센서(117)를 통해, 상기 35개의 정점들 각각에 대응되는 인공석(130)의 표면 상의 지점에 대한 깊이 값을 측정하여, 측정된 깊이 값을 상기 35개의 정점들 각각에 대응되는 깊이 값으로 지정할 수 있다.
표시부(119)는 상기 n x k개의 정점들 각각에 대응되는 깊이 값이 지정되면, 상기 표면 이미지를 구성하는 상기 n x k개의 정점들 각각에 대해 깊이 값에 따른 깊이를 부여함으로써, 상기 표면 이미지에 대한 3차원 모델링을 수행하여, 3차원 형상의 상기 표면 이미지를 생성한 후 3차원 형상의 상기 표면 이미지를 화면 상에 표시한다.
이때, 제어부(116)는 화면 상에 3차원 형상의 상기 표면 이미지가 표시된 상태에서, 상기 사용자에 의해 화면 상에 표시되고 있는 3차원 형상의 상기 표면 이미지 상의 상기 제1 지점이 선택된 후, 상기 제1 지점에 대해 상기 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 진행할 것을 지시하는 절삭 명령이 인가되면, 상기 n x k개의 정점들 중 상기 제1 지점에 가장 근접한 상기 제1 정점을 선택한 후, 상기 제1 정점의 위치에 대응되는 인공석(130)의 표면 상에서의 실제 지점에 대해 상기 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 수행하도록 로봇 암(111)의 동작을 제어할 수 있다.
관련해서, 전술한 예와 같이, 상기 35개의 정점들 각각에 대응되는 깊이 값이 지정되었다고 하는 경우, 표시부(119)는 상기 표면 이미지를 구성하는 상기 35개의 정점들 각각에 대해 깊이 값에 따른 깊이를 부여함으로써, 상기 표면 이미지에 대한 3차원 모델링을 수행하여, 3차원 형상의 상기 표면 이미지를 생성한 후 3차원 형상의 상기 표면 이미지를 화면 상에 표시할 수 있다.
이렇게, 화면 상에 3차원 형상의 상기 표면 이미지가 표시된 상태에서, 도 4에 도시된 그림과 같이, 상기 사용자에 의해 화면 상에 표시되고 있는 3차원 형상의 상기 표면 이미지 상의 제1 지점(411)이 선택된 후, 상기 제1 지점(411)에 대해 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 진행할 것을 지시하는 절삭 명령이 제어 장치(110)에 인가되었다고 하는 경우, 제어부(116)는 상기 35개의 정점들 중 상기 제1 지점(411)에 가장 근접한 제1 정점(412)을 선택한 후, 상기 제1 정점(412)의 위치에 대응되는 인공석(130)의 표면 상에서의 실제 지점에 대해 상기 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 수행하도록 로봇 암(111)의 동작을 제어할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제어 장치(110)는 깊이 정보 표시부(120)를 더 포함할 수 있다.
깊이 정보 표시부(120)는 화면 상에 3차원 형상의 상기 표면 이미지가 표시된 상태에서, 상기 사용자에 의해 화면 상에 표시되고 있는 3차원 형상의 상기 표면 이미지 상의 상기 제1 지점이 선택되면서 상기 제1 지점에 대한 깊이 정보의 표시 명령이 인가되면, 상기 n x k개의 정점들 중 상기 제1 지점에 가장 근접한 상기 제1 정점을 선택한 후 상기 제1 정점에 지정되어 있는 깊이 값에 대한 정보를 상기 제1 지점의 인접 영역에 표시한다.
관련해서, 도 3에 도시된 예와 같이, 상기 35개의 정점들 각각에 대응되는 깊이 값이 지정된 후, 표시부(119)를 통해, 3차원 형상의 상기 표면 이미지가 화면 상에 표시되고 있는 상황이라고 하는 경우, 깊이 정보 표시부(120)는 도 4에 도시된 그림과 같이, 상기 사용자에 의해 화면 상에 표시되고 있는 3차원 형상의 상기 표면 이미지 상의 제1 지점(411)이 선택되면서 상기 제1 지점(411)에 대한 깊이 정보의 표시 명령이 인가되면, 상기 35개의 정점들 중 상기 제1 지점(411)에 가장 근접한 제1 정점(412)을 선택한 후 상기 제1 정점(412)에 지정되어 있는 깊이 값에 대한 정보를 상기 제1 지점(411)의 인접 영역에 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제어 장치(110)는 시뮬레이션 수행부(121)를 더 포함할 수 있다.
시뮬레이션 수행부(121)는 깊이 정보 표시부(120)를 통해, 상기 제1 정점에 지정되어 있는 깊이 값에 대한 정보가 상기 제1 지점의 인접 영역에 표시된 이후, 상기 사용자에 의해 상기 제1 지점이 제2 절삭 깊이만큼 절삭 가공될 경우에 대한 시뮬레이션 수행 명령이 인가되면, 화면 상에 표시되고 있는 3차원 형상의 상기 표면 이미지에서, 상기 제1 정점의 깊이 값이 상기 제2 절삭 깊이만큼 더 깊게 변화될 경우에 대한 3차원 형상의 시뮬레이션 결과 이미지를 생성하여 화면 상에 표시한다.
관련해서, 전술한 예와 같이, 깊이 정보 표시부(120)를 통해, 상기 35개의 정점들 중 제1 정점(412)에 지정되어 있는 깊이 값에 대한 정보가 제1 지점(411)의 인접 영역에 표시된 이후, 상기 사용자에 의해 상기 제1 지점(411)이 제2 절삭 깊이만큼 절삭 가공될 경우에 대한 시뮬레이션 수행 명령이 제어 장치(110)에 인가되면, 시뮬레이션 수행부(121)는 화면 상에 표시되고 있는 3차원 형상의 상기 표면 이미지에서, 상기 제1 정점(412)의 깊이 값이 상기 제2 절삭 깊이만큼 더 깊게 변화될 경우에 대한 3차원 형상의 시뮬레이션 결과 이미지를 생성하여 화면 상에 표시할 수 있다.
이를 통해, 상기 사용자는 인공석(130)을 실제로 절삭 가공하기 전에, 자신이 원하는 만큼 절삭 가공을 하였을 경우에 대한 3차원 형상의 시뮬레이션 결과 이미지를 볼 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제어 장치(110)는 알림 메시지 표시부(122)를 더 포함할 수 있다.
알림 메시지 표시부(122)는 시뮬레이션 수행부(121)를 통해, 3차원 형상의 상기 시뮬레이션 결과 이미지가 화면 상에 표시되면, 상기 제1 정점을 기준으로 상하좌우 4개의 인접 정점들에 지정된 깊이 값의 평균을 연산한 후, 상기 시뮬레이션 결과 이미지 상에서의 상기 제1 정점의 변화된 깊이 값과 상기 평균 사이의 차이의 절대 값이, 사전 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 확인하고, 상기 절대 값이 상기 기준치를 초과하는 것으로 확인되는 경우, 상기 제1 지점을 상기 제2 절삭 깊이만큼 절삭 가공하는 것이, 주변 영역과 대비하여 과다 절삭의 가능성이 있음을 알리는 알림 메시지를 생성하여 화면 상에 표시한다.
관련해서, 전술한 예와 같이, 시뮬레이션 수행부(121)를 통해, 상기 35개의 정점들 중 제1 정점(412)의 깊이 값이 상기 제2 절삭 깊이만큼 더 깊게 변화될 경우에 대한 3차원 형상의 시뮬레이션 결과 이미지가 화면 상에 표시되었다고 가정하자.
그러면, 알림 메시지 표시부(122)는 도 5에 도시된 그림과 같이, 상기 제1 정점(412)을 기준으로 상하좌우 4개의 인접 정점들(511, 512, 513, 514)에 지정된 깊이 값의 평균을 연산할 수 있다.
그러고 나서, 알림 메시지 표시부(122)는 상기 시뮬레이션 결과 이미지 상에서의 상기 제1 정점(412)의 변화된 깊이 값과 상기 평균 사이의 차이의 절대 값을 연산한 후 이 절대 값이 사전 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 확인할 수 있다.
즉, 알림 메시지 표시부(122)는 상기 제1 정점(412)의 깊이 값이 상기 제2 절삭 깊이만큼 더 깊게 변화되었을 때의 깊이 값과, 4개의 인접 정점들(511, 512, 513, 514)에 대한 깊이 값의 평균 간의 차이를 구한 후, 이 차이의 절대 값을 연산할 수 있다. 그러고 나서, 알림 메시지 표시부(122)는 상기 절대 값이 상기 기준치를 초과하는지 여부를 확인할 수 있다.
만약, 상기 절대 값이 상기 기준치를 초과하는 것으로 확인되는 경우, 알림 메시지 표시부(122)는 상기 제1 지점(411)을 상기 제2 절삭 깊이만큼 절삭 가공하는 것이, 주변 영역과 대비하여 과다 절삭의 가능성이 있음을 알리는 알림 메시지를 생성하여 화면 상에 표시할 수 있다.
즉, 알림 메시지 표시부(122)는 상기 제1 정점(412)이 상기 제2 절삭 깊이만큼 절삭 가공되었을 때의 깊이 값이, 주변 정점들의 깊이 값과 비교하여 기준치를 초과하는 차이를 보이는 것으로 확인된다면, 상기 사용자에게 상기 제1 지점(411)을 상기 제2 절삭 깊이만큼 절삭 가공하는 것이, 주변 영역과 대비하여 과다 절삭의 가능성이 있음을 알리기 위한 알림 메시지를 생성하여 화면 상에 표시할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 로봇 암(111)에는 절삭부(101) 대신에, 인공석(130)의 표면에 소정의 색상을 입히기 위해서 페인트를 분사하는 도색부나, 인공석(130)의 표면에 몰타르를 추가 적층하기 위해서 몰타르를 분사하는 분사부가 구비될 수도 있다. 이를 통해, 사용자는 본 발명의 제어 장치(110)를 이용하여 로봇 암(111)의 동작을 제어함으로써, 인공석(130)의 표면을 소정의 색상으로 도색 가공하거나, 인공석(130)의 표면을 적층 가공할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제어 장치(110)는 인공석(130)의 표면에 대한 절삭 가공이 완료되면, 인공석(130)에 대한 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있고, 이때, 사용자는 이 3D 모델링 데이터를 메타버스(metaverse) 공간의 가상 인테리어를 꾸미는 등에 활용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 제어 장치
111: 로봇 암(arm) 101: 절삭부
112: 카메라 113: 이미지 획득부
114: 정점 지정부 115: 매핑부
116: 제어부 117: 라이다(LiDAR) 센서
118: 깊이 값 지정부 119: 표시부
120: 깊이 정보 표시부 121: 시뮬레이션 수행부
122: 알림 메시지 표시부
130: 인공석(stone)

Claims (5)

  1. 인공석(stone)의 표면을 절삭 가공하기 위한 절삭부가 구비된 로봇 암(arm)을 제어하여, 상기 인공석의 표면에 대한 절삭 가공을 가능하게 하는 제어 장치에 있어서,
    상기 인공석의 표면을 촬영하기 위한 카메라;
    사용자에 의해 상기 로봇 암의 제어를 위한 상기 인공석의 표면 스캔 명령이 인가되면, 상기 카메라를 통해 상기 인공석의 표면을 촬영하여 표면 이미지를 획득하는 이미지 획득부;
    상기 표면 이미지에 대해, 서로 동일한 간격을 갖는 n(n은 2이상의 자연수)개의 가로선들과 서로 동일한 간격을 갖는 k(k는 2이상의 자연수)개의 세로선들을 생성함으로써, 상기 표면 이미지 상에 상기 n개의 가로선들과 상기 k개의 세로선들이 교차함에 따라 생성되는 n x k개의 정점들을 지정하는 정점 지정부;
    상기 표면 이미지 상에 상기 n x k개의 정점들이 지정되면, 상기 표면 이미지 상에 지정된 상기 n x k개의 정점들의 위치를, 상기 인공석의 표면 상에서의 실제 대응되는 지점과 매핑시키는 매핑부; 및
    상기 사용자에 의해 상기 표면 이미지 상의 제1 지점에 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 진행할 것을 지시하는 절삭 명령이 인가되면, 상기 n x k개의 정점들 중 상기 제1 지점에 가장 근접한 제1 정점을 선택한 후, 상기 제1 정점의 위치에 대응되는 상기 인공석의 표면 상에서의 실제 지점에 대해 상기 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 수행하도록 상기 로봇 암의 동작을 제어하는 제어부
    를 포함하는 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인공석의 표면에 레이저를 방사하여 상기 인공석의 표면의 깊이 값을 측정하기 위한 라이다(LiDAR) 센서;
    상기 매핑부를 통해, 상기 n x k개의 정점들의 위치가 상기 인공석의 표면 상에서의 실제 대응되는 지점과 매핑되면, 상기 라이더 센서를 통해, 상기 n x k개의 정점들 각각에 대응되는 상기 인공석의 표면 상의 지점에 대한 깊이 값을 측정하여, 측정된 깊이 값을 상기 n x k개의 정점들 각각에 대응되는 깊이 값으로 지정하는 깊이 값 지정부; 및
    상기 n x k개의 정점들 각각에 대응되는 깊이 값이 지정되면, 상기 표면 이미지를 구성하는 상기 n x k개의 정점들 각각에 대해 깊이 값에 따른 깊이를 부여함으로써, 상기 표면 이미지에 대한 3차원 모델링을 수행하여, 3차원 형상의 상기 표면 이미지를 생성한 후 3차원 형상의 상기 표면 이미지를 화면 상에 표시하는 표시부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    화면 상에 3차원 형상의 상기 표면 이미지가 표시된 상태에서, 상기 사용자에 의해 화면 상에 표시되고 있는 3차원 형상의 상기 표면 이미지 상의 상기 제1 지점이 선택된 후, 상기 제1 지점에 대해 상기 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 진행할 것을 지시하는 절삭 명령이 인가되면, 상기 n x k개의 정점들 중 상기 제1 지점에 가장 근접한 상기 제1 정점을 선택한 후, 상기 제1 정점의 위치에 대응되는 상기 인공석의 표면 상에서의 실제 지점에 대해 상기 제1 절삭 깊이만큼 절삭 가공을 수행하도록 상기 로봇 암의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    화면 상에 3차원 형상의 상기 표면 이미지가 표시된 상태에서, 상기 사용자에 의해 화면 상에 표시되고 있는 3차원 형상의 상기 표면 이미지 상의 상기 제1 지점이 선택되면서 상기 제1 지점에 대한 깊이 정보의 표시 명령이 인가되면, 상기 n x k개의 정점들 중 상기 제1 지점에 가장 근접한 상기 제1 정점을 선택한 후 상기 제1 정점에 지정되어 있는 깊이 값에 대한 정보를 상기 제1 지점의 인접 영역에 표시하는 깊이 정보 표시부
    를 더 포함하는 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 깊이 정보 표시부를 통해, 상기 제1 정점에 지정되어 있는 깊이 값에 대한 정보가 상기 제1 지점의 인접 영역에 표시된 이후, 상기 사용자에 의해 상기 제1 지점이 제2 절삭 깊이만큼 절삭 가공될 경우에 대한 시뮬레이션 수행 명령이 인가되면, 화면 상에 표시되고 있는 3차원 형상의 상기 표면 이미지에서, 상기 제1 정점의 깊이 값이 상기 제2 절삭 깊이만큼 더 깊게 변화될 경우에 대한 3차원 형상의 시뮬레이션 결과 이미지를 생성하여 화면 상에 표시하는 시뮬레이션 수행부
    를 더 포함하는 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 수행부를 통해, 3차원 형상의 상기 시뮬레이션 결과 이미지가 화면 상에 표시되면, 상기 제1 정점을 기준으로 상하좌우 4개의 인접 정점들에 지정된 깊이 값의 평균을 연산한 후, 상기 시뮬레이션 결과 이미지 상에서의 상기 제1 정점의 변화된 깊이 값과 상기 평균 사이의 차이의 절대 값이, 사전 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 확인하고, 상기 절대 값이 상기 기준치를 초과하는 것으로 확인되는 경우, 상기 제1 지점을 상기 제2 절삭 깊이만큼 절삭 가공하는 것이, 주변 영역과 대비하여 과다 절삭의 가능성이 있음을 알리는 알림 메시지를 생성하여 화면 상에 표시하는 알림 메시지 표시부
    를 더 포함하는 제어 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180031942A (ko) * 2016-09-21 2018-03-29 김양수 원석 정밀 자동 절삭방법 및 시스템
WO2019234907A1 (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 日本電気株式会社 制御装置、制御方法、及び、制御プログラムが記録された記録媒体

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