KR20110071220A - 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치 및 방법 - Google Patents

원격 존재 로봇의 원격 제어 장치 및 방법 Download PDF

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김재홍
강상승
박찬규
이대하
장민수
조현성
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이재연
정연구
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Abstract

원격 존재 로봇으로부터 전송되는 로봇 상태 정보를 수신하는 로봇 상태 정보 수신부와, 상기 로봇 상태 정보 중의 적어도 일부의 정보를 표시하고 사용자 입력을 수신하여 상기 원격 존재 로봇을 제어하는 로봇 제어 명령을 생성하는 제어부와, 상기 로봇 제어 명령을 상기 원격 존재 로봇에게로 전송하는 제어 명령 전송부를 포함하는 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 이동 공간에 대한 지도 작성이나 실내 환경에서의 인공 랜드마크 부착에 필요한 시간 및 비용을 절약하면서도 원격지에서 로봇 상태 정보를 이용하여 원격지에서 로봇을 제어할 수 있다.
원격 존재 로봇, 로봇 제어 명령, 터치, 감성, 아이콘, 제스처, 매핑, 아바타, 액추에이터 상태 정보, 센서 정보

Description

원격 존재 로봇의 원격 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMOTE-CONTROLLING OF TELE-PRESENCE ROBOT}
본 발명은 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 이동 공간에 대한 지도 작성이나 실내 환경에서의 인공 랜드마크 부착에 필요한 시간 및 비용을 절약하면서도 원격지에서 로봇 상태 정보를 이용하여 원격지에서 로봇을 제어하는 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-039-01, 과제명: 인간-로봇 상호작용 매개 기술 개발].
원격 존재(Tele-presence) 로봇은 비록 사용자와는 멀리 떨어져 있지만 바로 사용자의 눈앞에 있는 것처럼 느낄 수 있도록 원격지에서 사용자의 의도에 적합하게 제어할 수 있는 로봇을 지칭한다.
원격 존재 로봇의 제어를 위해서는 로봇의 이동이나 제어 및 사용자와의 상호 작용을 위한 원격 제어 장치가 필요하다.
원격 존재 로봇은 예컨대 환자 모니터링 및 원격 진료와 같은 의료 서비스, 원격 화상 교육, 전문가 상담 서비스 등에 적용될 것으로 예상된다.
원격지에서 이동 주행이 가능한 로봇에게 특정한 임무를 수행하도록 제어하기 위해서는, 사용자는 로봇에게 임무 및 임무를 수행하기 위한 위치를 구체적으로 지시하여야 하며, 임무가 끝난 후 이동할 위치도 지시하여야 한다.
로봇 제어를 위해서 로봇이 이동하는 공간에 대한 지도(map)가 필요하다.
그러나 아무리 정확한 지도를 가지고 있더라도 로봇 자신의 위치를 모르면 로봇은 임무를 수행할 수 없다.
따라서 로봇은 자율적으로 임무를 수행하기 위해서 이동 공간에 대한 지도와 자신의 위치를 파악하여야 한다.
즉 로봇이 임무를 수행하기 위해서, 우선적으로 이동 공간에 대한 지도를 작성하여야 하고, 예컨대 실외에서는 GPS를 이용한 삼각 측량법으로 자신의 위치를 파악하여야 하고 실내에서는 자연적 또는 인공적 랜드마크를 이용하여 자신의 위치 정보를 파악하여야 한다.
로봇의 자율 주행에 대해서 많은 연구가 기존에 진행되고 있으나, 이동 공간에 대한 지도를 작성할 때 발생하는 문제점, 로봇이 위치를 파악할 때 발생하는 오차의 문제점으로 인하여, 로봇의 자율 주행은 제한된 환경에서 활용되고 있을 뿐이며, 실제 생활에서 적용하는 것은 어렵다.
본 발명의 목적은 이동 공간에 대한 지도 작성이나 실내 환경에서의 인공 랜드마크 부착에 필요한 시간 및 비용을 절약하면서도 원격지에서 로봇 상태 정보를 이용하여 원격지에서 로봇을 제어할 수 있는 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 원격 존재 로봇으로부터 전송되는 로봇 상태 정보를 수신하는 로봇 상태 정보 수신부와, 상기 로봇 상태 정보 중의 적어도 일부의 정보를 표시하고 사용자 입력을 수신하여 상기 원격 존재 로봇을 제어하는 로봇 제어 명령을 생성하는 제어부와, 상기 로봇 제어 명령을 상기 원격 존재 로봇에게로 전송하는 제어 명령 전송부를 포함하는 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 로봇 상태 정보는 상기 원격 존재 로봇이 획득한 영상 정보, 음성 정보, 센서 정보 및 상기 원격 존재 로봇의 액추에이터 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 로봇 상태 정보 수신부는 상기 영상 정보 및 상기 음성 정보를 각각 디코딩하는 영상 정보 디코딩부 및 음성 정보 디코딩부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 센서 정보는 상기 원격 존재 로봇에 부착되는 센서에서 생성되는 것이고, 상기 센서는 초음파 센서, 접촉 센서, 적외선 센서, 레이저 센서, 온도 센서, 조도 센서, 습도 센서 및 상기 원격 존재 로봇의 배터리 잔량 감지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는 사용자의 제스처를 상기 사용자 입력으로서 수신하는 제스처 인식부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 제스처 인식부는 터치 방식으로 상기 제스처를 상기 사용자 입력으로서 수신할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제스처의 회전각, 이동 방향, 이동 길이 및 이동 속도 중 적어도 하나의 정보를 상기 원격 존재 로봇의 회전각, 이동 방향, 이동 길이 및 이동 속도 중 대응되는 정보에 매핑하여 상기 로봇 제어 명령을 생성하는 내비게이션 제어부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제스처가 미리 지정된 행동 패턴 제스처와 일치하면 상기 행동 패턴 제스처에 지정된 동작을 수행하는 상기 로봇 제어 명령을 생성하는 모션 제어부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 제어 부는 감성 상태 정보를 상기 사용자 입력으로서 수신하고 상기 감성 상태 정보에 따라서 미리 지정된 동작을 수행하도록 상기 로봇 제어 명령을 생성하는 감성 제어부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 감성 상태 정보는 기쁨, 슬픔, 두려움, 부끄러움, 화남, 놀람 및 중립 중 하나일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 원격 존재 로봇에 대해 미리 지정된 아바타를 표시하고 상기 아바타에 대한 상기 사용자 입력을 기초로 상기 로봇 제어 명령을 생성할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 아바타 제어부는 상기 로봇 제어 명령에 의해서 상기 원격 존재 로봇의 상태가 변경되면 상기 변경된 상태를 반영하여 상기 아바타를 변화하여 표시할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 로봇 상태 정보는 상기 원격 존재 로봇의 액추에이터 상태 정보를 포함하는 것이고, 상기 아바타 제어부는 상기 액추에이터 상태 정보를 기초로 상기 아바타를 표시할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 원격 존재 로봇의 기본 동작에 매핑되는 동작 아이콘을 표시하고 상기 동작 아이콘을 선택하는 상기 사용자 입력을 기초로 상기 기본 동작을 수행하도록 상기 로봇 제어 명령을 생성하는 아이콘 제어부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 상기 로봇 상태 정보는 상기 원격 존재 로봇에 부착되는 센서에서 생성되는 센서 정보를 포함하는 것이고, 상기 제어부는 상기 센서 정보를 미리 지정된 표시 형식으로 변환하여 표시하는 센서 정보 변환부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 (a) 원격 존재 로봇으로부터 전송되는 로봇 상태 정보를 수신하는 단계와, (b) 상기 로봇 상태 정보 중의 적어도 일부의 정보를 표시하고 사용자 입력을 수신하여 상기 원격 존재 로봇을 제어하는 로봇 제어 명령을 생성하는 단계와, (c) 상기 로봇 제어 명령을 상기 원격 존재 로봇에게로 전송하는 단계를 포함하는 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 로봇 상태 정보는 상기 원격 존재 로봇이 획득한 영상 정보, 음성 정보, 센서 정보 및 상기 원격 존재 로봇의 액추에이터 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 단계 (a)는, 상기 영상 정보 또는 상기 음성 정보를 디코딩하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 단계 (b)는, 사용자의 제스처를 상기 사용자 입력으로서 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 단계 (b)는, 상기 제스처의 회전각, 이동 방향, 이동 길이 및 이동 속도 중 적어도 하나의 정보를 상기 원격 존재 로봇의 회전각, 이동 방향, 이동 길이 및 이동 속도 중 대응되는 정보에 매핑하여 상기 로봇 제어 명령을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 단계 (b)는, 상기 제스처가 미리 지정된 행동 패턴 제스처와 일치하면 상기 행동 패턴 제스처에 지정된 동작을 수행하는 상기 로봇 제어 명령을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 단계 (b)는, 감성 상태 정보를 상기 사용자 입력으로서 수신하고 상기 감성 상태 정보에 따라서 미리 지정된 동작을 수행하도록 상기 로봇 제어 명령을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 감성 상태 정보는 기쁨, 슬픔, 두려움, 부끄러움, 화남, 놀람 및 중립 중 하나일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 단계 (b)는, 상기 원격 존재 로봇에 대해 미리 지정된 아바타를 표시하고 상기 아바타에 대한 사용자 입력을 기초로 상기 로봇 제어 명령을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 단계 (b)는, 상기 로봇 제어 명령에 의해서 상기 원격 존재 로봇의 상태가 변경되면 상기 변경된 상태를 반영하여 상기 아바타를 변화하여 표시하는 단계를 포함할 수 있 다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 로봇 상태 정보는 상기 원격 존재 로봇의 액추에이터 상태 정보를 포함하는 것이고, 상기 단계 (b)는, 상기 액추에이터 상태 정보를 기초로 상기 아바타를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 단계 (b)는, 상기 원격 존재 로봇의 기본 동작에 매핑되는 동작 아이콘을 표시하고 상기 동작 아이콘을 선택하는 상기 사용자 입력을 기초로 상기 기본 동작을 수행하도록 상기 로봇 제어 명령을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법에 있어서, 상기 로봇 상태 정보는 상기 원격 존재 로봇에 부착되는 센서에서 생성되는 센서 정보를 포함하는 것이고, 상기 단계 (b)는, 상기 센서 정보를 미리 지정된 표시 형식으로 변환하여 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 전술한 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법의 각 단계를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면 이동 공간에 대한 지도 작성이나 실내 환경에서의 인공 랜드마크 부착에 필요한 시간 및 비용을 절약하면서도 원격지에서 로봇 상태 정보를 이용하여 원격지에서 로봇을 제어할 수 있다.
특히 원격지에서 영상, 음성, 접촉, 거리, 로봇 액추에이터 상태 정보 등을 포함하는 로봇 상태 정보를 사용하여 로봇을 모니터링하면서 실감적인 조작, 상호 작용, 임무 수행 및 상호 작용에 대한 피드백 등의 서비스를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치, 원격 제어 방법 및 이를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치의 예시적인 사용 환경을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치의 예시적인 사용 환경은 원격 제어 장치(100)와 원격 존재 로봇(200)으로 구성된다.
원격 존재 로봇(200)은 예컨대 카메라 등의 영상 입력 장치, 마이크 등의 음성 입력 장치, 센서 및 액추에이터를 구비한다.
원격 존재 로봇(200)은 로봇 상태 정보를 생성하여 원격 제어 장치(100)에게로 전송한다.
로봇 상태 정보는 바람직하게는 무선 망을 통하여 전송된다.
로봇 상태 정보는 원격 제어 장치(100)가 원격 존재 로봇(200)을 제어하기 위해서 사용하는 정보로서, 원격 존재 로봇(200)이 획득한 영상 정보, 음성 정보, 센서 정보 및 원격 존재 로봇(200)의 액추에이터 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
영상 정보는 원격 제어 장치(100)가 원격 존재 로봇(200)을 제어하기 위해서 사용하는 정보 중에서 가장 중요한 정보일 수 있다.
예컨대 원격 존재 로봇(200)이 구비하는 영상 입력 장치에서 영상 정보는 획득된다. 원격 존재 로봇(200)이 구비하는 영상 입력 장치는 320*240 정도의 웹캠 수준의 해상도 또는 640*480의 VGA급 해상도에서부터 HD급 해상도(720p), 풀(Full) HD급 해상도(1080p)까지에서 선택되는 다양한 해상도를 가지는 영상을 획득할 수 있다.
원격 제어 장치(100)의 시스템 사양에 따라서 원격 존재 로봇(200)은 적절한 해상도를 가지는 영상 정보를 원격 제어 장치(100)에 전송할 수 있다.
원격 존재 로봇(200)은 영상 정보를 로봇 상태 정보로서 원격 제어 장치(100)에게로 전송한다. 원격 존재 로봇(200)의 영상 입력 장치의 인터페이스는 USB, IEEE1394, HDMI 및 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet) 인터페이스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편 원격 존재 로봇(200)은 영상 정보를 인코딩하여 원격 제어 장치(100)에게로 전송할 수 있다. 예컨대 원격 존재 로봇(200)은 HD급의 고해상도를 가지는 영상 정보를 전송하는 경우 내장한 영상 인코딩 장비 또는 영상 처리 소프트웨어를 사용하여 영상 인코딩 과정을 수행한 후 무선 망을 통하여 끊임없이 영상 정보를 전송한다.
음성 정보는 원격 제어 장치(100)가 원격 존재 로봇(200)을 제어하기 위해서 부수적으로 사용할 수 있는 정보이다. 예컨대 원격 존재 로봇(200)이 구비하는 마이크 등의 음성 입력 장치에서 음성 정보는 획득된다. 원격 제어 장치(100)는 예컨 대 음원 추적을 위해서 음성 정보를 사용할 수 있다. 음성 정보는 잡음 제거와 압축 과정을 수행한 후 무선 망을 통하여 전송된다.
센서 정보는 원격 제어 장치(100)가 원격 존재 로봇(200)을 제어하기 위해서 부수적으로 사용할 수 있는 정보이다.
센서 정보는 원격 존재 로봇(200)에 부착되는 센서에서 생성될 수 있다.
센서는 예컨대 초음파 센서, 접촉 센서, 적외선 센서, 레이저 센서, 온도 센서, 조도 센서, 습도 센서 및 원격 존재 로봇(200)의 배터리 잔량 감지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예컨대 원격 존재 로봇(200)은 장애물의 확인이나 거리 파악을 위해서 초음파 센서를 사용할 수 있다. 또한 원격 존재 로봇(200)은 사용자와의 상호 작용을 위해서 접촉 센서를 사용할 수 있다. 또한 원격 존재 로봇(200)은 근거리에 존재하는 물체의 파악을 위해서 적외선 센서를 사용할 수 있다. 기타 원격 존재 로봇(200)은 적외선 센서, 레이저 센서, 온도 센서, 조도 센서, 습도 센서 및 원격 존재 로봇(200)의 배터리 잔량 감지 센서 등을 통하여 원격 존재 로봇(200)에 대한 센서 정보를 생성할 수 있다.
액추에이터 상태 정보는 원격 제어 장치(100)가 원격 존재 로봇(200)을 제어하기 위해서 부수적으로 사용할 수 있는 정보이다.
액추에이터 상태 정보는 원격 존재 로봇(200)의 액추에이터에서 생성될 수 있다.
원격 존재 로봇(200)은 영상 정보, 음성 정보, 센서 정보 및 액추에이터 상 태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 로봇 상태 정보를 원격 제어 장치(100)에게로 전송한다.
원격 제어 장치(100)는 원격 존재 로봇(200)으로부터 전송되는 로봇 상태 정보를 수신하고 사용자 입력을 수신하여 원격 존재 로봇(200)을 제어하는 로봇 제어 명령을 생성한 후, 생성한 로봇 제어 명령을 원격 존재 로봇(200)에게로 전송하여 원격 존재 로봇을 제어한다.
본 발명에 있어서 원격 제어 장치(100)는 터치 기반의 모바일장치, PDA, 대형 터치스크린 모니터, 타블렛 및 터치 지원 노트북 등을 포함한다.
원격 제어 장치(100)에 대해서 이후 도 2를 참조로 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치의 예시적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치(100)는 로봇 상태 정보 수신부(110)와, 제어부(130)와, 제어 명령 전송부(190)를 포함한다.
원격 상태 정보 수신부(110)는 원격 존재 로봇으로부터 전송되는 로봇 상태 정보를 수신한다.
전술하듯이 로봇 상태 정보는 원격 존재 로봇이 획득한 영상 정보, 음성 정보, 센서 정보 및 액추에이터 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
특히 로봇 상태 정보가 영상 정보 또는 음성 정보를 포함하는 경우, 로봇 상태 정보 수신부(110)는 영상 정보 및 음성 정보를 각각 디코딩하는 영상 정보 디코 딩부(115) 및 음성 정보 디코딩부(120)를 각각 포함할 수 있다.
제어부(130)는 로봇 상태 정보 수신부(110)를 통하여 수신한 로봇 상태 정보 중의 적어도 일부의 정보를 표시하고 사용자 입력을 수신하여 원격 존재 로봇을 제어하는 로봇 제어 명령을 생성한다.
예컨대 제어부(130)는 영상 정보 디코딩부(115)에 의해서 디코딩된 영상 정보를 화면에 표시한다. 영상 정보는 예컨대 광각 렌즈를 지원하는 영상 입력 장치에서 입력되어 시야를 최대한으로 제공할 수 있으면서도 왜곡이 최소화될 수 있도록 구성될 수 있다. 또한 바람직하게는 영상 정보는 초당 24 프레임 이상을 지원하여 자연스러운 영상을 제공할 수 있도록 한다.
예컨대 제어부(130)는 로봇 상태 정보 중의 영상 정보를 화면에 표시한 후, 화면을 참조하여 사용자가 입력한 사용자 입력을 수신한다.
또한 제어부(130)는 제스처 인식부(135), 네비게이션 제어부(140), 모션 제어부(145), 감성 제어부(150), 아바타 제어부(155), 아이콘 제어부(160) 및 센서 정보 변환부(165) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
제스처 인식부(135)는 사용자의 제스처를 사용자 입력으로서 수신한다.
제스처 인식부(135)는 터치 방식으로 제스처를 사용자 입력으로서 수신할 수 있다. 예컨대 원격 제어 장치(100)는 터치 입력 기반의 모바일 장치, 윈도우(Windows) 7 기반의 멀티 터치 입력 지원 장치, MAC OS기반의 멀티 터치 지원 장치 및 자체적으로 터치 입력 및 멀티 터치 입력 API를 제공하는 장치일 수 있다.
제스처 인식부(135)는 전술한 각 장치들에서 터치 입력을 수신하기 위해서 정의한 API를 이용하여 사용자가 입력한 제스처를 터치 방식으로 인식할 수 있다.
내비게이션 제어부(140)는 제스처 인식부(135)를 통하여 인식한 사용자의 제스처를 이용하여 로봇 제어 명령을 생성한다.
예컨대 내비게이션 제어부(140)는 제스처의 회전각, 이동 방향, 이동 길이 및 이동 속도 중 적어도 하나의 정보를 원격 존재 로봇의 회전각, 이동 방향, 이동 길이 및 이동 속도 중 대응되는 정보에 매핑하여 로봇 제어 명령을 생성할 수 있다.
매핑은 사용의 편의를 위하여 1:1로 매핑될 수 있다.
예컨대 내비게이션 제어부(140)는 제스처의 이동 길이가 30 cm라면 원격 존재 로봇도 30 cm를 이동하도록 로봇 제어 명령을 생성할 수 있다.
또는 내비게이션 제어부(140)는 제스처의 이동 길이가 30 cm라면 원격 존재 로봇도 3m를 이동하도록 로봇 제어 명령을 생성할 수도 있다.
모션 제어부(145)는 제스처를 미리 지정된 행동 패턴 제스처와 비교하여 로봇 제어 명령을 생성한다.
예컨대 원격 제어 장치(100)는 하트 모양으로 지정된 행동 패턴 제스처에 대해서는 원격 존재 로봇(200)이 미리 "사랑"으로 정의된 동작을 수행하도록 할 수 있다. 또는 원격 제어 장치(100)는 멀티 터치 입력으로 두 개의 선을 상부 방향으로 입력하는 것으로 지정된 행동 패턴 제스처에 대해서는 원격 존재 로봇(200)이 미리 "만세"로 정의된 동작을 수행하도록 할 수 있다.
모션 제어부(145)는 사용자가 입력한 제스처가 하트 모양과 일치하면 원격 존재 로봇(200)이 "사랑" 동작을 수행하도록 로봇 제어 명령을 생성한다.
감성 제어부(150)는 감성 상태 정보를 사용자 입력으로서 수신하고 감성 상태 정보에 따라서 미리 지정된 동작을 수행하도록 로봇 제어 명령을 생성한다. 감성 상태 정보는 기쁨, 슬픔, 두려움, 부끄러움, 화남, 놀람 및 중립 중 하나일 수 있다.
감성 제어부(150)는 원격 존재 로봇에 부착된 센서 정보를 사용하여 감성 상태 정보를 생성할 수도 있다. 또는 사용자가 직접 기쁨, 슬픔, 두려움, 부끄러움, 화남, 놀람 및 중립 중 하나를 입력할 수 있다.
아바타 제어부(155)는 원격 존재 로봇에 대해 미리 지정된 아바타를 표시하고 아바타에 대한 사용자 입력을 기초로 로봇 제어 명령을 생성한다.
예컨대 아바타 제어부(155)는 원격 존재 로봇과 비슷한 형태의 아바타를 통하여 원격 존재 로봇의 액추에이터 상태 정보를 표시한다. 또한 생성된 로봇 제어 명령을 통하여 원격 존재 로봇의 상태가 변경되면, 해당 변경된 상태를 액추에이터 상태 정보로서 수신한 후, 아바타를 변경된 상태에 적합하도록 변화여 표시할 수 있다. 예컨대 원격 제어 장치에서 아바타의 고개를 좌우로 흔들도록 하는 사용자 입력을 수신하면 아바타 제어부(155)는 원격 존재 로봇이 고개를 좌우로 흔들도록 로봇 제어 명령을 생성하여 전송한다. 또한 로봇 제어 명령이 전송되어 원격 존재 로봇이 로봇 제어 명령을 수행된 후, 다시 아바타 제어부(155)는 액추에이터 상태 정보를 수신한 후 변화된 원격 존재 로봇의 상태를 아바타를 통하여 표현할 수 있다. 따라서 로봇 제어 명령이 제대로 수행되었는지를 아바타 제어부(155)를 통하여 용이하게 확인할 수 있다.
에 액추에이터 정보를 가지고 변화된 상태를 아바타에 매핑하여 표현 하므로 제대로 수행 되었는지의 정보를 확인할 수 있는 피드백 정보로 사용할 수 있다.
아이콘 제어부(160)는 원격 존재 로봇의 기본 동작에 매핑되는 동작 아이콘을 표시한다. 이후 아이콘 제어부(160)는 동작 아이콘을 선택하는 사용자 입력을 기초로 기본 동작을 수행하도록 로봇 제어 명령을 생성한다.
예컨대 아이콘 제어부(160)는 미리 지정된 원격 존재 로봇의 기존 동작을 사용할 수 있다. 기본 동작은 예컨대 "고개를 숙이다", "앞으로 이동", "뒤로 이동", "좌로 이동", "우로 이동", "고개를 들다", "손을 들다", "손을 내리다", "고개를 좌로 돌리다", "고개를 우로 돌리다" 등으로 정의할 수 있다. 또한 "인사를 하다"는 내부적으로 "고개를 숙이다", 일정 시간 후에 "고개를 들다" 등의 기본 동작을 조합한 동작으로 정의할 수 있다.
아이콘 제어부(160)는 전술한 기본 동작에 매핑되는 아이콘, 즉 동작 아이콘을 화면에 표시한다. 이후 아이콘 제어부(160)는 사용자 입력을 통하여 선택된 동작 아이콘에 대응하는 기본 동작을 수행하도록 로봇 제어 명령을 생성한다.
기타 제어부(130)는 조이스틱을 사용하여 로봇 제어 명령을 생성할 수도 있다. 또는 제어부(130)는 다른 사용자 입력 수신 장치, 예컨대 키보드 등을 사용하여 로봇 제어 명령을 생성할 수도 있다.
센서 정보 변환부(165)는 로봇 상태 정보에 포함되는 센서 정보를 미리 지정된 표시 형식으로 변환하여 표시한다.
즉 센서 정보 변환부(165)는 원격 존재 로봇에 부착된 초음파 센서, 접촉 센서, 적외선 센서, 레이저 센서, 온도 센서, 조도 센서, 습도 센서 및 원격 존재 로봇의 배터리 잔량 감지 센서 등에서 생성되는 센서 정보를 사용자가 직관적으로 이해할 수 있도록 변환하여 표시한다.
제어 명령 전송부(190)는 제어부(130)가 생성한 로봇 제어 명령을 원격 존재 로봇에게로 전송한다.
도 3은 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 제어부에 의해서 표시되는 사용자 인터페이스의 예를 나타내는 도면이다.
원격 제어 장치의 사용자 인터페이스(300)는 네비게이션 인터페이스(340), 모션 인터페이스(345), 감성 인터페이스(350), 아바타 인터페이스(355) 및 아이콘 인터페이스(360) 중 적어도 하나를 포함한다.
네비게이션 인터페이스(340)는 네비게이션 제어부(도 2의 140)에 대응되는 사용자 인터페이스이다.
네비게이션 인터페이스(340)는 예컨대 영상 정보를 표시한 후, 터치 방식으로 사용자의 제스처를 수신한다. 이후 네비게이션 제어부(도 2의 140)는 제스처의 회전각, 이동 방향, 이동 길이 및 이동 속도 중 적어도 하나의 정보를 원격 존재 로봇의 회전각, 이동 방향, 이동 길이 및 이동 속도 중 대응되는 정보에 매핑하여 로봇 제어 명령을 생성한다.
모션 인터페이스(345)는 모션 제어부(도 2의 145)에 대응되는 사용자 인터페이스이다. 도 3을 참조하면, 모션 인터페이스(345)는 하트 모양 등의 제스처를 수 신한다. 이후 모션 제어부(도 2의 145)는 제스처가 미리 지정된 행동 패턴 제스처와 일치하면 행동 패턴 제스처에 지정된 동작을 수행하는 로봇 제어 명령을 생성한다.
감성 인터페이스(350)는 감성 제어부(도 2의 150)에 대응하는 사용자 인터페이스이다. 도 3을 참조하면, 감성 인터페이스(350)는 다양한 감성 상태 정보를 화면에 표시한다. 이후 감성 제어부(도 2의 150)는 사용자 입력을 통하여 선택된 감성 상태 정보에 따라서 로봇 제어 명령을 생성한다.
아바타 인터페이스(355)는 아바타 제어부(도 2의 155)에 대응하는 사용자 인터페이스이다. 도 3을 참조하면, 아바타 인터페이스(355)는 원격 존재 로봇의 아바타를 표시한다. 이후 아바타 제어부(도 2의 155)는 아바타를 기초로 사용자 입력을 수신한 후 로봇 제어 명령을 생성한다.
아이콘 인터페이스(360)는 아이콘 제어부(도 2의 160)에 대응하는 사용자 인터페이스이다. 아이콘 인터페이스(360)는 기본 동작에 매핑되는 동작 아이콘을 표시한다. 이후 아이콘 제어부(도 2의 160)는 작 아이콘을 선택하는 사용자 입력을 기초로 기본 동작을 수행하도록 로봇 제어 명령을 생성한다.
원격 제어 장치(100)에 표시되는 사용자 인터페이스(300)는 필요에 따라서 적절히 변형될 수 있다.
예컨대 원격 제어 장치(100)의 시스템 사양에 따라서 제공되는 영상 정보와 각 인터페이스 화면의 개수를 조정할 수 있다.
예컨대 해상도가 낮은 휴대용 장치의 경우 원격 제어 장치(100)는 네비게이 션 인터페이스(340)와 모션 인터페이스(345)만을 표시하고, 노트북이나 PC의 경우 원격 제어 장치(100)는 네비게이션 인터페이스(340), 모션 인터페이스(345), 감성 인터페이스(350), 아바타 인터페이스(355) 및 아이콘 인터페이스(360)를 전부 표시할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 4를 참조로 하는 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법은 원격 존재 로봇을 제어하는 원격 제어 장치에서 구현된다.
우선 원격 존재 로봇으로부터 전송되는 로봇 상태 정보를 수신한다(S110).
로봇 상태 정보는 원격 존재 로봇이 획득한 영상 정보, 음성 정보, 센서 정보 및 원격 존재 로봇의 액추에이터 상태 정보 중 적어도 하나이다.
또한 수신한 영상 정보 또는 음성 정보가 인코딩된 상태이면, 영상 정보 또는 음성 정보를 각각 디코딩할 수 있다.
예컨대 원격 존재 로봇은 부착된 카메라로부터 영상 정보를 획득한 후 무선 망을 통해 전송하기 위해 영상 정보를 압축하고 인코딩한다. 이후 인코딩된 영상 정보는 별도의 서버 또는 스트리밍 서비스를 지원하는 소프트웨어를 이용하여 원격 제어 장치에게로 전송된다.
영상 정보를 포함하는 로봇 상태 정보를 전송하기 위해서 사용되는 무선 망은 예컨대 802.11g 또는 802.11n 등이다. HD급의 고 화질 영상 전송을 위해서는 802.11n 을 사용할 수 있다.
이후 단계 S110에서 수신한 로봇 상태 정보 중의 적어도 일부의 정보를 표시하고 사용자 입력을 수신하여 원격 존재 로봇을 제어하는 로봇 제어 명령을 생성한다(S130).
단계 S110에서 수신한 로봇 상태 정보, 예컨대 영상 정보는 화면을 통하여 표시된다.
사용자 입력은 예컨대 사용자의 제스처일 수 있다. 또는 조이스틱을 이용한 신호 입력, 키보드 또는 마우스를 이용한 신호 입력일 수도 있다.
바람직하게는 사용자의 제스처는 터치 방식으로 입력될 수 있다.
단계 S130에서 제스처의 회전각, 이동 방향, 이동 길이 및 이동 속도 중 적어도 하나의 정보를 원격 존재 로봇의 회전각, 이동 방향, 이동 길이 및 이동 속도 중 대응되는 정보에 매핑하여 로봇 제어 명령을 생성할 수 있다.
또는 단계 S130에서 제스처가 미리 지정된 행동 패턴 제스처와 일치하면 행동 패턴 제스처에 지정된 동작을 수행하는 로봇 제어 명령을 생성할 수 있다.
또는 단계 S130에서사용자의 감성 상태 정보를 사용자 입력으로서 수신하고 감성 상태 정보에 따라서 미리 지정된 동작을 수행하도록 로봇 제어 명령을 생성할 수 있다.
감성 상태 정보는 기쁨, 슬픔, 두려움, 부끄러움, 화남, 놀람 및 중립 중 하나일 수 있다.
또는 단계 S130에서 원격 존재 로봇에 대해 미리 지정된 아바타를 표시하고 아바타에 대한 사용자 입력을 기초로 로봇 제어 명령을 생성할 수 있다.
이 경우, 로봇 제어 명령이 원격 존재 로봇에게로 전송되어 원격 존재 로봇의 상태가 변경되면 변경된 상태를 반영하여 아바타를 변화하여 표시할 수 있다.
아바타는 예컨대 원격 존재 로봇의 액추에이터 상태 정보를 기초로 표시할 수 있다.
또는 단계 S130에서 원격 존재 로봇의 기본 동작에 매핑되는 동작 아이콘을 표시하고, 동작 아이콘을 선택하는 사용자 입력을 기초로 기본 동작을 수행하도록 로봇 제어 명령을 생성할 수 있다.
한편 단계 S130에서는 센서 정보를 미리 지정된 형식으로 변환하여 표시할 수 있다.
예컨대 단계 S110에서 수신한 로봇 상태 정보는 원격 존재 로봇에 부착되는 센서에서 생성되는 센서 정보를 포함할 수 있다. 센서 정보를 사용자가 직관적으로 이해할 수 있도록 미리 지정된 형태로 변환하여 표시할 수 있다.
이후 단계 S130에서 생성된 로봇 제어 명령을 원격 존재 로봇에게로 전송한다(S150).
또한 본 발명은 전술한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법의 각 단계를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있도록 데이터, 즉 코드 또는 프로그램 형태의 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 지칭한다. 이러한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 예컨대 ROM, RAM 등의 메모리와, CD-ROM, DVD-ROM 등의 저장 매체, 자기 테이프, 플로피 디스크 등의 자기 저장 매체, 광 데이터 저장 장치 등이며, 예컨대 인터넷을 통한 전송 형태로 구현되는 경우도 포함한다. 또한 이러한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 데이터가 저장되고 실행될 수 있다.
그러나 이러한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 대한 상세한 설명은 도 1내지 도 4를 참조로 설명한 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치 및 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법과 중복되므로 생략한다.
비록 본 발명의 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치의 예시적인 사용 환경을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치의 예시적인 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치에 있어서, 제어부에 의해서 표시되는 사용자 인터페이스의 예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 원격 존재 로봇의 원격 제어 방법의 예시적인 흐름도.
도 1은 본 발명에 따른 ~을 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 원격 제어 장치 110: 로봇 상태 정보 수신부
115: 영상 정보 디코딩부 120: 음성 정보 디코딩부
130: 제어부 135: 제스처 인식부
140: 네비게이션 제어부 145: 모션 제어부
150: 감성 제어부 155: 아바타 제어부
160: 아이콘 제어부 165: 센서 정보 변환부
190: 제어 명령 전송부 200: 원격 존재 로봇
300: 사용자 인터페이스 340: 네비게이션 인터페이스
345: 모션 인터페이스 350: 감성 인터페이스
355: 아바타 인터페이스 360: 아이콘 인터페이스

Claims (1)

  1. 원격 존재 로봇으로부터 전송되는 로봇 상태 정보를 수신하는 로봇 상태 정보 수신부와,
    상기 로봇 상태 정보 중의 적어도 일부의 정보를 표시하고 사용자 입력을 수신하여 상기 원격 존재 로봇을 제어하는 로봇 제어 명령을 생성하는 제어부와,
    상기 로봇 제어 명령을 상기 원격 존재 로봇에게로 전송하는 제어 명령 전송부
    를 포함하는 원격 존재 로봇의 원격 제어 장치.
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