KR20150109216A - 로봇 모션을 편집 및 재생하기 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

로봇 모션을 편집 및 재생하기 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

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KR20150109216A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇의 3D 이미지 파일과, 사용자 입력에 의해 편집된 시간별 상기 로봇의 정지 자세를 키 프레임(key frame) 단위로 저장하는 저장부; 및 상기 저장된 키 프레임 간 정지 자세를 보간(interpolation) 기법에 따라 연결한 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 표시하는 로봇 모션 뷰어를 포함하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치가 제공된다.

Description

로봇 모션을 편집 및 재생하기 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{DEVICE, METHOD AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM FOR EDITING AND PLAYING ROBOT MOTION}
본 발명은 로봇 모션 편집 및 재생하기 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 사용자 입력에 의해 편집된 로봇의 정지 자세를 연결하여, 로봇의 모션을 편집할 수 있는 장치, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
최근, 로봇 기술 분야의 발전으로, 다양한 산업에서 로봇이 이용되고 있으며, 용이하게 로봇의 모션을 편집하고자 하는 요구가 증대되고 있다.
하지만, 종래에는 로봇의 모션 편집 시, 실제 로봇 모델을 직접 구동하여 모션을 편집하기 때문에, 실제 로봇 모델이 PC 등의 단말기와 연결되어 있어야만 로봇의 모션 편집이 가능하고, 로봇 모션 실행 중 무게중심이 불안정 상태(unstable state)에서 종료되는 경우, 실제 로봇 모델이 넘어지는 사고 등의 문제점이 있다.
따라서, 실제 로봇 모델의 구동 없이 로봇의 모션을 직관적으로 용이하게 편집하면서, 로봇 모션 실행 시 종료에 대한 대처를 고려하여 로봇의 모션을 편집할 수 있는 방안이 시급한 실정이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용자 입력에 의해 편집된 로봇의 정지 자세를 연결하여, 로봇의 모션을 편집할 수 있는 로봇 모션 편집 및 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇의 3D 이미지 파일과, 사용자 입력에 의해 편집된 시간별 상기 로봇의 정지 자세를 키 프레임(key frame) 단위로 저장하는 저장부; 및 상기 저장된 키 프레임 간 정지 자세를 보간(interpolation) 기법에 따라 연결한 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 표시하는 로봇 모션 뷰어를 포함하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치가 제공된다.
상기 저장부는, 상기 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 사이의 관절에 할당된 아이디를 더 저장하고, 상기 로봇 모션 뷰어는, 상기 로봇의 정지 자세를 편집하기 위해, 상기 로봇의 3D 이미지와 함께 상기 관절에 할당된 아이디를 표시할 수 있다.
상기 로봇 모션 뷰어는, 상기 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 사이의 관절 중 적어도 하나가 선택되면, 상기 선택된 관절의 각도를 편집하기 위한 각도 변경 인터페이스를 더 표시하고, 상기 저장부는, 상기 각도 변경 인터페이스를 통해 입력되는 각도값으로 관절이 편집된 컴포넌트를 포함하는 상기 로봇의 정지 자세를 저장할 수 있다.
상기 로봇 모션 뷰어는, 상기 로봇의 정지 자세를 시간 별로 등록하기 위한 타임라인(timeline) 인터페이스를 더 표시하고, 상기 저장부는, 상기 타임라인 인터페이스를 통해 입력되는 시각에 따라, 상기 로봇의 정지 자세를 키 프레임으로 저장할 수 있다.
상기 로봇 모션 뷰어는, 상기 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 사이의 관절 중 적어도 하나에 대한 유연성 및 상기 로봇의 관성력을 편집하기 위한 모션 유닛 파라미터 인터페이스를 더 표시하고, 상기 모션 유닛 파라미터 인터페이스를 통해 입력되는 모션 유닛 파라미터를 이용하여, 상기 모션 유닛을 동영상으로 표시할 수 있다.
상기 로봇 모션 뷰어는, 상기 모션 유닛을 순서대로 등록하기 위한 플로우 차트 인터페이스를 더 표시하고, 상기 플로우 차트 인터페이스를 통해 입력되는 순서에 따라 상기 모션 유닛을 연결한 모션을 동영상으로 표시할 수 있다.
상기 로봇 모션 뷰어는, 상기 모션 유닛에 대한 재생 속도, 반복 횟수 및 호출 가능 여부를 편집하기 위한 모션 파라미터 인터페이스를 더 표시하고, 상기 모션 파라미터 인터페이스를 통해 입력되는 모션 파라미터를 이용하여, 상기 모션을 동영상으로 표시할 수 있다.
상기 저장부는, 상기 플로우 차트 인터페이스를 통해 입력된 상기 모션 유닛과 연결되는 무게 중심이 안정 상태(stable state)인 종료 모션 유닛을 저장하고, 상기 로봇 모션 뷰어는, 상기 모션의 동영상 표시 중 종료 명령이 입력되면, 상기 종료 모션 유닛을 연결하여 표시할 수 있다.
상기 로봇의 3D 이미지 파일은, 상기 로봇 모션 뷰어에 의해 실행되는 모션 유닛 편집 프로그램에서 기본적으로 제공하는 파일 및 상기 사용자 조작에 의해 로봇 조립 프로그램을 통해 편집되어 저장된 파일 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 저장부는, 상기 정지 자세를 라이브러리 방식으로 참조하여, 상기 정지 자세를 연결한 모션 유닛을 저장하고, 상기 모션 유닛을 라이브러리 방식으로 참조하여, 상기 모션 유닛을 연결한 모션을 저장할 수 있다.
상기 저장부는, 상기 모션 유닛을 연결한 모션에 대하여, 목적에 따라 그룹화한 모션 그룹을 하나의 모션 프로젝트 파일에 저장할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 로봇의 3D 이미지 파일과, 사용자 입력에 의해 편집된 시간별 상기 로봇의 정지 자세를 키 프레임(key frame) 단위로 저장하는 단계; 및 상기 저장된 키 프레임 간 정지 자세를 보간(interpolation) 기법에 따라 연결한 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 표시하는 단계를 포함하는, 로봇 모션 편집 및 재생 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 로봇 모션 편집 및 재생 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 타임라인 기반의 애니메이션 편집 기술을 로봇의 모션 편집에 차용할 수 있으므로, 종래보다 직관적인 모션 편집 환경을 제공하여 비전문가도 직관적으로 로봇의 모션을 편집할 수 있으므로, 사용자 편의성이 증대될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇의 모션 편집 시, 실제 로봇 모델을 직접 구동하지 않아도, 화면창에 표시되는 로봇의 모션을 통해, 그 결과를 미리 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇의 무게 중심의 안정 상태인 종료 모션 유닛을 저장하여, 종료 시 종료 모션 유닛을 연결하여 표시하기 때문에 로봇 모션 실행 시 종료에 대한 사고를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇의 모션을 저장하여 관리하므로, 로봇의 모션에 대한 재사용률이 증가하며, 로봇의 모션에 대한 유지 관리가 용이할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 모션 편집 및 재생 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 선택하는 화면창을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절을 선택하는 화면창을 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 입력에 의해 편집된 로봇의 제 1 정지 자세를 표시하는 화면창을 도시한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 입력에 의해 편집된 로봇의 제 2 정지 자세를 표시하는 화면창을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 유닛 파라미터 인터페이스를 표시하는 화면창에 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모션을 편집하기 위한 화면창을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 파라미터 인터페이스를 표시하는 화면창에 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 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 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 모션 편집 및 재생 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100)는 저장부(110) 및 로봇 모션 뷰어(120)를 포함할 수 있다.
저장부(110)는 프로그램 메모리, 데이터 메모리 등을 포함하는 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100)의 메모리로 구성될 수 있다.
프로그램 메모리에는 로봇 모션 뷰어(120)에 의해 실행되는 실행 프로그램들이 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장부(110)는 로봇의 3D 이미지를 편집할 수 있는 로봇 조립 프로그램, 로봇의 모션 유닛을 편집할 수 있는 모션 유닛 편집 프로그램, 모션 유닛을 연결한 모션을 편집할 수 있는 모션 편집 프로그램 등을 메모리에 저장할 수 있다.
데이터 메모리에는 프로그램 메모리에 저장된 프로그램들이 로봇 모션 뷰어(120)에 의해 실행되는 도중에 발생하는 데이터들이 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장부(110)는 로봇 조립 프로그램을 통해 생성된 로봇의 3D 이미지를 저장할 수 있고, 모션 유닛 편집 프로그램을 통해 생성된 모션 유닛 등을 저장할 수 있으며, 모션 편집 프로그램을 통해 생성된 모션 등을 저장할 수 있다.
저장부(110)는 로봇의 다양한 구성 요소에 대한 3D 이미지 파일을 저장할 수 있다. 즉, 저장부(110)는 로봇을 구성하는 컴포넌트 각각의 3D 이미지 파일을 저장할 수 있으며, 복수의 컴포넌트로 구성된 로봇의 일부분 또는 로봇의 전체에 대한 3D 이미지 파일을 저장할 수 있다. 이 때, 저장부(110)는 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 각각의 3D 이미지와 함께, 컴포넌트 사이의 관절에 할당된 아이디를 저장할 수 있다.
저장부(110)는 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 사이의 관절에 대한 각도값을 저장할 수 있으며, 해당 각도값으로 관절이 편집된 컴포넌트로 구성되는 로봇의 정지 자세를 저장할 수 있다. 이 때, 관절의 각도가 어느 정도 변경하는지에 대한 설정이 후술할 로봇 모션 뷰어(120)에서 제공하는 각도 변경 인터페이스를 통해 편집될 수 있다.
저장부(110)는 시간별 로봇의 정지 자세를 키 프레임(key frame) 단위로 저장할 수 있다. 여기서, 키 프레임은 로봇의 모션 유닛에서 중요한 움직임과 위치 등을 표시하는 프레임으로, 예를 들어, 로봇의 모션 유닛이 앉아있다가 일어서는 모션 유닛인 경우, 앉아있는 로봇의 움직임과 위치, 일어서있는 로봇의 움직임과 위치는 각각 키 프레임일 수 있다. 즉, 저장부(110)는 로봇의 모션 유닛 중 특정 시각의 로봇의 정지 자세(예를 들면, 로봇이 앉아있는 상태의 정지 자세, 로봇이 일어서있는 상태의 정지 자세 등)를 키 프레임 단위로 저장할 수 있으며, 키 프레임 단위로 저장되는 로봇의 정지 자세는 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 사이의 관절에 대한 각도값을 변경하여 편집될 수 있다. 이 때, 로봇의 정지 자세가 어느 시각에 표시되는지에 대한 설정이 후술할 로봇 모션 뷰어(120)에서 제공하는 타임라인(timeline) 인터페이스를 통해 편집될 수 있다.
저장부(110)는 로봇의 정지 자세를 보간(interpolation) 기법에 따라 연결한 로봇의 모션 유닛을 저장할 수 있다. 여기서, 보간 기법은 키 프레임 단위로 저장부(110)에 저장된 각 로봇의 정지 자세를 시간 경과에 따라 부드럽고 자연스럽게 연결해주는 방식일 수 있다. 예를 들어, 저장부(110)는 0초 시각에 로봇이 앉아있는 상태인 제 1 정지 자세, 1초 시각에 로봇이 일어서있는 상태인 제 2 정지 자세를 저장할 수 있으며, 제 1 정지 자세와 제 2 정지 자세가 보간 기법에 따라 연결된 로봇의 모션 유닛, 즉, 0초부터 시작하여 1초까지 시간이 경과하면서 앉아있는 로봇이 자연스럽게 일어나는 로봇의 모션 유닛을 저장할 수 있다. 이 때, 로봇의 모션 유닛은 후술할 로봇 모션 뷰어(120)에 의해 생성될 수 있으며, 동영상으로 화면창에 표시될 수 있다.
저장부(110)는 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 사이의 관절에 각각 설정된 유연성 및 로봇의 관성력 중 적어도 하나를 포함하는 모션 유닛 파라미터를 저장할 수 있다. 여기서, 모션 유닛 파라미터는 사용자 입력에 의해 편집될 수 있으며, 컴포넌트 사이의 관절이 변경하는 모션 유닛의 동작에 대한 유연성 수준을 어느 정도 할 것인지, 해당 동작의 시작과 끝의 속도 가감 수준인 관성력을 어느 정도 할 것인지에 대한 설정이 후술할 로봇 모션 뷰어(120)에서 제공하는 모션 유닛 파라미터 인터페이스를 통해 편집될 수 있다.
저장부(110)는 로봇의 모션 유닛을 순서에 따라 연결한 모션을 저장할 수 있다. 이 때, 모션 유닛의 순서에 대한 설정이 후술할 로봇 모션 뷰어(120)에서 제공하는 플로우 차트 인터페이스를 통해 편집될 수 있다.
저장부(110)는 로봇의 모션 유닛에 대한 반복 횟수, 재생 속도 및 호출 가능 여부 중 적어도 하나를 포함하는 모션 파라미터를 저장할 수 있다. 여기서, 모션 파라미터는 사용자 입력에 의해 편집될 수 있으며, 로봇의 모션 유닛을 몇 번 반복시키고, 재생속도를 어느 정도 빠르게 하며, 해당 모션 유닛부터 재생할 것인지에 대한 설정이 후술할 로봇 모션 뷰어(120)에서 제공하는 모션 파라미터 인터페이스를 통해 편집될 수 있다.
저장부(110)는 모션에 포함된 모션 유닛과 연결되는 종료 모션 유닛을 저장할 수 있다. 여기서, 종료 모션 유닛은 사용자 입력에 의해 편집되어 등록될 수 있고, 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100)에 의해 임의적으로 등록될 수도 있다. 또한, 종료 모션 유닛은 로봇의 무게 중심이 안정 상태(stable state)인 자세로 저장될 수 있으며, 예를 들어, 로봇이 두발로 직립해 있는 상태 또는 누워있는 상태의 자세일 수 있다. 여기서, 안정 상태는 로봇의 무게 중심이 어느 방향으로도 기울어지지 않고 평형을 이루고 있어, 로봇이 쓰러지거나 넘어지지 않는 상태를 의미할 수 있다.
즉, 저장부(110)는 로봇의 3D 이미지를 별도로 저장하면서, 해당 로봇을 구성하는 컴포넌트 사이의 관절에 대한 각도값을 포함하는 정지 자세 정보를 저장할 수 있고, 정지 자세들이 연결되는 시간 정보 및 동작 시 적용되는 모션 유닛 파라미터를 포함하는 모션 유닛 정보를 저장할 수 있으며, 모션 유닛들을 연결하는 링크 정보, 동작 시 적용되는 모션 파라미터 및 종료 모션 연결 여부를 포함하는 모션 정보를 저장할 수 있다.
정지 자세 정보, 모션 유닛 정보, 모션 정보가 각각 분리되어 저장되므로, 정지 자세 또는 모션 유닛이 재활용되어 중복해서 사용되는 경우, 정보들이 라이브러리 방식으로 참조하여 사용될 수 있기 때문에 중복되는 정지 자세 또는 모션 유닛을 하나만 저장할 수 있다.
예를 들어, 제 1 정지 자세, 제 2 정지 자세 및 제 3 정지 자세의 메모리 용량이 각각 64바이트(byte)인데, 제 1 정지 자세 및 제 2 정지 자세를 포함하는 제 1 모션 유닛과, 제 1 정지 자세 및 제 3 정지 자세를 포함하는 제 2 모션 유닛을 메모리에 저장하는 경우, 제 1 모션 유닛 및 제 2 모션 유닛의 메모리 용량이 각각 128바이트(byte)이므로, 총 256바이트(byte)의 메모리 용량이 필요하다. 이 때, 저장부(110)는 제 1 정지 자세, 제 2 정지 자세 및 제 3 정지 자세를 저장하고, 제 1 모션 유닛 또는 제 2 모션 유닛이 필요한 경우, 저장된 정지 자세들을 라이브러리 방식으로 참조하여 로딩할 수 있으므로, 제 1 모션 유닛 및 제 2 모션 유닛을 메모리에 저장하는 경우, 제 1 정지 자세, 제 2 정지 자세 및 제 3 정지 자세의 총 메모리 용량인 192바이트(byte)를 이용하여 저장할 수 있다. 모션 유닛을 연결한 모션도 상술한 바와 같이, 모션 유닛 또는 정지 자세들이 중복되면, 중복되는 부분은 하나만 저장될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모션 유닛에 포함된 정지 자세와 모션에 포함된 모션 유닛의 중복되는 부분은 하나만 저장될 수 있으므로, 메모리 사용이 절감되는 효과가 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 특정 프로그램을 통해 제공되는 화면창에 다양한 정보를 표시할 수 있다. 이 때, 로봇 모션 뷰어(120)는 하나 이상의 화면창을 통해 정보를 표시할 수 있으며, 복수의 화면창을 통해 정보를 표시하는 경우, 화면창을 나누어서 표시하거나 화면창을 중첩하여 표시할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 저장부(110)에 저장된 로봇의 다양한 구성 요소에 대한 3D 이미지 파일을 화면창에 표시할 수 있다. 이 때, 로봇 모션 뷰어(120)는 각각의 구성 요소들의 3D 이미지를 별도로 화면창에 표시할 수 있고, 복수의 구성 요소를 조합한 로봇의 전체 또는 일부의 3D 이미지를 화면창에 표시할 수도 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 로봇의 3D 이미지를 화면창에 표시하면서, 사용자의 조작에 따라 화면 변경 명령(예를 들면, 이동, 확대, 축소 등)이 입력되면, 화면 변경 명령에 따라 변경되는 로봇의 3D 이미지를 화면창에 더 표시할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 각각의 3D 이미지와 함께, 컴포넌트 사이의 관절에 할당된 아이디를 화면창에 표시할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 사용자 입력(예를 들면, 컴포넌트의 3D 이미지 선택, 컴포넌트 사이의 관절에 할당된 아이디 선택 등)에 의해, 복수의 컴포넌트 사이의 관절 중 하나 이상이 선택되면, 선택된 관절의 각도를 편집하기 위한 각도 변경 인터페이스를 제공하여 화면창에 표시할 수 있다. 여기서, 각도 변경 인터페이스는 관절의 각도를 얼마만큼 변경할 것인지 설정하기 위한 유저 인터페이스로, 로봇 모션 뷰어(120)는 각도 변경 인터페이스를 통해 입력되는 각도값으로, 선택된 관절의 각도를 변경하여, 관절의 각도가 변경된 컴포넌트를 포함하여 이루어진 로봇의 3D 이미지를 화면창에 표시할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 로봇의 정지 자세를 시간 별로 등록하기 위한 타임라인(timeline) 인터페이스를 제공하여 화면창에 표시할 수 있다. 여기서, 타임라인 인터페이스는 키 프레임 단위로 로봇의 정지 자세를 시간에 따라 배치하여, 키 프레임 단위로 설정된 로봇의 정지 자세가 해당 시간에 재생될 수 있도록 설정하기 위한 유저 인터페이스로, 저장부(110)는 타임라인 인터페이스를 통해 입력되는 시각에 따라, 로봇의 정지 자세를 키 프레임 단위로 저장할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 키 프레임 간 로봇의 정지 자세를 보간 기법에 따라 연결하여, 로봇의 모션 유닛을 생성하고, 생성한 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 화면창에 표시할 수 있다. 이 때, 저장부(110)는 로봇 모션 뷰어(120)에서 생성한 로봇의 모션 유닛을 저장할 수 있다.
예를 들어, 제 1 정지 자세가 각도 변경 인터페이스를 통해 팔 부분 관절의 각도가 변경되어, 로봇이 팔을 올리고 있는 상태이고, 제 2 정지 자세가 로봇이 팔을 내리고 있는 상태인 경우, 로봇 모션 뷰어(120)는 제 1 정지 자세와 제 2 정지 자세를 보간 기법에 따라 연결하여, 팔을 올리고 있는 로봇이 자연스럽게 팔을 내리는 로봇의 모션 유닛을 생성하고, 해당 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 화면창에 표시할 수 있다. 여기서, 제 1 정지 자세가 재생되는 시각은 제 2 정지 자세가 재생되는 시각보다 더 빠르며, 예를 들어, 제 1 정지 자세는 시작으로부터 1초 후의 시각에 재생되는 키 프레임이고, 제 2 정지 자세는 시작으로부터 2초 후의 시각에 재생되는 키 프레임일 수 있다.
제 1 정지 자세와 제 2 정지 자세의 연결 시, 로봇 모션 뷰어(120)는 키 프레임 간의 시간 간격에 따라, 로봇의 모션 유닛을 생성할 수 있으며, 키 프레임 간의 시간 간격이 크면, 제 1 정지 자세에서 제 2 정지 자세로 천천히 변경되는 로봇의 모션 유닛을 생성하고, 키 프레임 간의 시간 간격이 작으면, 제 1 정지 자세에서 제 2 정지 자세로 빠르게 변경되는 로봇의 모션 유닛을 생성할 수 있다.
예를 들어, 상술한 바와 같이, 로봇 모션 뷰어(120)는 제 1 정지 자세와 제 2 정지 자세를 보간 기법에 따라 연결하여, 팔을 올리고 있는 로봇이 자연스럽게 팔을 내리는 로봇의 모션 유닛을 생성하는데, 제 1 정지 자세와 제 2 정지 자세의 시간 간격이 2초인 경우, 2초 동안 팔을 내리는 로봇의 모션 유닛을 생성할 수 있고, 제 1 정지 자세와 제 2 정지 자세의 시간 간격이 1초인 경우, 1초 동안 팔을 내리는 로봇의 모션 유닛을 생성할 수 있다. 이에, 2초 동안 팔을 내리는 로봇의 모션 보다 1초 동안 팔을 내리는 로봇의 모션이 더 빠르게 움직여야 하므로, 로봇 모션 뷰어(120)는 정지 자세들의 시간 간격, 즉, 키 프레임 간의 간격에 따라, 로봇의 모션 유닛을 생성하고, 해당 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 화면창에 표시할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 로봇의 모션 유닛을 순서에 따라 등록하기 위한 플로우 차트 인터페이스를 제공하여 화면창에 표시할 수 있다. 여기서, 플로우 차트 인터페이스는 로봇의 모션 유닛을 순서에 따라 배치하여, 연속적인 로봇의 모션을 생성하기 위한 유저 인터페이스로, 로봇 모션 뷰어(120)는 플로우 차트 인터페이스를 통해 입력되는 로봇의 모션 유닛에 대한 설정에 따라, 로봇의 모션 유닛을 연결한 모션을 생성하고, 해당 모션을 동영상으로 화면창에 표시할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 종료 모션 유닛을 로봇의 모션 유닛과 연결하여 등록하기 위한 플로우 차트 인터페이스를 제공하여 화면창에 표시할 수 있다. 여기서, 플로우 차트 인터페이스는 로봇의 모션 유닛 별로 종료 모션 유닛을 연결하기 위한 유저 인터페이스로, 로봇 모션 뷰어(120)는 플로우 차트 인터페이스를 통해 입력되는 로봇의 모션 유닛과 연결되는 종료 모션 유닛을 등록하고, 종료 시, 종료 모션 유닛을 표시할 수 있다. 이 때, 종료 모션 유닛은 무게 중심이 안정 상태인 로봇의 모션 유닛일 수 있다.
로봇의 모션이 동영상으로 화면창에 표시되고 있는데, 동영상 표시 중 사용자 조작에 의해 재생 종료 명령이 입력되면, 로봇 모션 뷰어(120)는 동영상의 재생이 멈추는 부분과 종료 모션 유닛을 연결하여, 화면창에 표시할 수 있다.
예를 들어, 로봇 모션 뷰어(120)는 제 1 모션 유닛, 제 2 모션 유닛 및 제 3 모션 유닛을 연결하여, 모션을 생성하고, 모션을 동영상으로 화면창에 표시할 수 있다. 이 때, 제 2 모션 유닛과 연결되는 종료 모션 유닛이 미리 등록되어 있을 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 모션을 동영상으로 표시할 때, 제 1 모션 유닛, 제 2 모션 유닛, 제 3 모션 유닛 순으로 표시할 수 있으며, 실제 로봇 모델과 연결되어 있지 않은 경우, 사용자 조작에 의해 일시 정지 명령이 입력되면, 표시되는 동영상의 재생을 일시 정지시킬 수 있다. 이후, 동영상의 재생이 일시 정지인 상태에서, 사용자 조작에 의해 재생 명령이 입력되면, 로봇 모션 뷰어(120)는 일시 정지된 동영상을 정지된 부분부터 다시 재생하여 화면창에 표시할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 제 1 모션 유닛을 표시한 후, 제 2 모션 유닛을 표시하고 있는데, 사용자 조작에 의해 종료 명령이 입력되면, 제 2 모션 유닛과 종료 모션 유닛을 연결하여 종료 모션 유닛을 표시할 수 있다. 이 때, 로봇 모션 뷰어(120)는 제 2 모션 유닛과 종료 모션 유닛을 보간 기법에 따라 연결하여, 동영상이 정지한 부분부터 종료 모션 유닛을 자연스럽게 움직이도록 화면창에 표시할 수 있다. 이는, 사용자의 요청에 의해 모션의 재생을 종료하는 경우, 안정 상태인 종료 모션 유닛을 표시하여 로봇이 넘어지지 않게 정리 동작을 실행하면서, 모션의 재생을 종료하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇 모션 뷰어(120)는 제 1 모션 유닛을 표시한 후, 제 2 모션 유닛을 표시하고 있는데, 사용자 조작에 의해 강제 종료 명령이 입력되면, 제 2 모션 유닛과 연결된 종로 모션 유닛이 등록되어 있더라도 종료 모션 유닛을 표시하지 않고, 제 2 모션 유닛만 표시한 후 모션의 재생을 종료할 수 있다.
즉, 로봇 모션 뷰어(120)는 종료 명령에 의해 모션 유닛을 표시한 후, 해당 모션 유닛과 연결된 종료 모션 유닛을 표시하여 모션의 재생을 종료할 수 있고, 강제 종료 명령에 의해 모션 유닛만을 표시하여 모션의 재생을 종료할 수도 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 반복 횟수, 재생 속도 및 호출 가능 여부 중 적어도 하나를 포함하는 모션 파라미터를 이용하여 로봇의 모션 유닛에 대한 연속 동작을 연결하여 모션을 생성할 수 있고, 모션을 동영상으로 화면창에 표시할 수 있다. 이와 관련하여, 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 선택하는 화면창을 도시한 도면이다.
저장부(110)는 로봇의 3D 이미지를 편집할 수 있는 로봇 조립 프로그램 또는 로봇의 모션 유닛을 편집할 수 있는 모션 유닛 편집 프로그램에서 기본적으로 제공하는 로봇 모델에 대한 정보를 저장할 수 있다.
본 발명에 일 실시예에 따르면, 로봇 모션 뷰어(120)는 모션 유닛 편집 프로그램을 실행하여, 기본 로봇 모델을 선택하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 이 때, 로봇 모션 뷰어(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 저장부(110)에 저장된 로봇 모델의 리스트를 제공할 수 있다. 즉, 로봇 조립 프로그램 또는 모션 유닛 편집 프로그램 배포 시 기본적으로 제공되는 로봇 모델이 선택될 수 있다.
상술한 기본 로봇 모델 이외에, 사용자가 직접 생성한 로봇 모델이 선택될 수 있으며, 로봇 모델에 대한 정보는 로봇 조립 프로그램을 통해 생성되어 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100)의 메모리 또는 외부 기기의 메모리에 저장될 수 있다. 이 때, 로봇 조립 프로그램을 통해 사용자에 의해 생성된 로봇 모델이 선택되는 경우, 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100)의 메모리에 저장된 로봇 모델에 대한 정보가 모션 유닛 편집 프로그램에 로딩될 수 있고, 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100)와 연결된 외부 기기의 메모리에 저장된 로봇 모델에 대한 정보가 모션 유닛 편집 프로그램에 로딩될 수도 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 로봇의 전체적인 구성 이외에, 로봇의 일부분인, 예를 들면, 컴포넌트 사이의 관절을 선택하기 위한 인터페이스를 화면창에 표시할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 로봇 모션 뷰어(120)는 관절에 할당된 아이디, 모터 종류를 선택하기 위한 인터페이스를 화면창에 표시하여, 선택된 관절을 편집할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 사용자는 모션 유닛 편집 프로그램을 통해 전체적인 로봇의 동작을 제어할 수 있고, 로봇을 구성하는 컴포넌트 사이의 관절에 사용된 액추에이터의 동작만을 제어할 수도 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 입력에 의해 편집된 로봇의 제 1 정지 자세를 표시하는 화면창을 도시한 도면이고, 도 4b는 사용자 입력에 의해 편집된 로봇의 제 2 정지 자세를 표시하는 화면창을 도시한 도면이다.
이하에서는, 로봇의 모션 유닛을 편집하는 과정 순으로 설명하지만, 해당 과정들의 순서는 변경될 수 있음은 물론이다.
먼저, 저장부(110)는 로봇의 3D 이미지 파일을 저장할 수 있다. 여기서, 로봇의 3D 이미지 파일은 로봇 모션 뷰어(120)에 의해 실행되는 모션 유닛 편집 프로그램에서 기본적으로 제공하는 파일일 수 있고, 사용자에 의해 로봇 조립 프로그램을 통해 편집되어 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100) 또는 외부 장치의 메모리에 저장된 파일일 수도 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 로봇의 3D 이미지에 대한 섬 네일(thumb nail) 형태의 로봇 리스트를 화면창에 표시할 수 있고, 사용자 입력에 따라 로봇의 리스트 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 로봇의 3D 이미지를 화면창에 표시할 수 있다.
저장부(110)는 로봇을 구성하는 컴포넌트 사이의 관절에 할당된 아이디를 저장할 수 있다. 여기서, 관절에 할당된 아이디는 사용자의 조작 명령에 따라 할당될 수 있고, 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100)에 의해 임의적으로 할당될 수도 있다
로봇 모션 뷰어(120)는 저장부(110)에 저장된 로봇의 3D 이미지와 로봇을 구성하는 컴포넌트 사이의 관절에 할당된 아이디를 화면창에 표시할 수 있다
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 로봇 모션 뷰어(120)는 타임라인 인터페이스(201), 관절 목록(202), 관절 그룹 메뉴(203), 각도 변경 인터페이스(204), 키 프레임 메뉴(205), 재생 메뉴(206), 티칭 메뉴(207) 및 토크 메뉴(208)를 로봇의 3D 이미지와 함께 화면창에 표시할 수 있다.
타임라인 인터페이스(201)는 키 프레임 단위로 로봇의 정지 자세를 시간에 따라 배치하여, 사용자에 의해 편집된 로봇의 정지 자세가 해당 시간에 재생될 수 있도록 설정하기 위한 유저 인터페이스이며, 로봇의 정지 자세를 편집하기 전에, 편집하고자 하는 로봇의 정지 자세의 시간이 타임라인 인터페이스(201)를 통해 미리 배치될 수 있고, 로봇의 정지 자세를 편집한 후에, 편집한 로봇의 정지 자세의 시간이 타임라인 인터페이스(201)를 통해 배치될 수도 있다.
관절 목록(202)은 로봇을 구성하는 컴포넌트 사이의 관절 각각을 선택하기 위한 메뉴로, 관절 목록(202)을 통해 관절이 개별적으로 선택될 수 있다. 관절 선택 시, 관절 목록(202)을 통한 방법 이외에, 로봇의 3D 이미지와 함께 표시된 아이디 중 하나 이상이 사용자의 입력에 의해 직접 선택될 수 있다.
관절 목록(202)은 3D 이미지로 표시되는 로봇의 각 관절에 대한 각도값 및 실제 로봇 모델의 각 관절에 대한 각도값을 포함할 수 있으며, 로봇 모션 뷰어(120)는 관절 목록(202)을 화면창에 표시하여, 사용자에게 3D 로봇과 실제 로봇에 대한 각 관절의 각도를 알려줄 수 있다.
관절 그룹 메뉴(203)는 복수의 관절로 이루어진 관절 그룹을 선택하기 위한 메뉴이다. 이 때, 복수의 관절로 이루어진 그룹은 사용자의 입력에 의해 설정될 수 있다.
예를 들어, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 로봇을 구성하는 컴포넌트 사이의 관절에 아이디 1번부터 아이디 16번까지 각각 할당되어 있는데, 관절 그룹 메뉴(203)에 포함된 "새 관절 그룹 만들기" 버튼이 선택된 후, 관절 그룹 이름으로 "오른팔 그룹"이 입력될 수 있다. 이후, 복수의 관절인 아이디 3 번 및 5번 관절이 선택된 후, 확인 버튼이 선택되면, 아이디 3번 및 5번 관절이 "오른팔 그룹", 즉, 관절 그룹으로 설정될 수 있다.
관절 그룹 메뉴(203)를 통해 "오른팔 그룹"이 선택되면, 로봇 모션 뷰어(120)는 "오른팔 그룹"으로 설정된 아이디 3번 및 5번에 해당하는 관절이 선택된 것을 인식하고, 선택된 아이디 3번 및 5번을 다른 아이디와 차별화되는 색으로 표시하는 등의 방법을 통해 강조하여 표시할 수 있다.
관절 그룹 메뉴(203)는 관절 그룹을 편집하기 위한 메뉴인 관절 그룹 편집 메뉴를 포함할 수 있다. 이 때, 관절 그룹 편집 메뉴는 관절 그룹에 포함된 관절들에 대한 가중치값을 설정하기 위한 메뉴이다.
예를 들어, 아이디 11번, 13번 및 15번 관절이 "오른쪽 다리 그룹"으로 설정되기 위해 선택될 수 있는데, 이 때, 아이디 11번, 13번 및 15번 관절이 위치 별로 변경될 수 있는 각도의 범위가 상이하므로, 관절 그룹 편집 메뉴를 통해 관절 별로 가중치값이 설정되어, 로봇의 오른쪽 다리에 대한 움직임, 즉 관절의 변경에 따른 동작에 방해 받지 않도록 할 수 있다.
각도 변경 인터페이스(204)는 관절 목록(202)을 통해 선택된 각각의 관절에 대한 각도를 얼마만큼 변경할 것인지 설정하기 위한 유저 인터페이스로, 로봇 모션 뷰어(120)는 각도 변경 인터페이스(204)를 통해 입력되는 각도값으로, 선택된 관절의 각도를 변경하여, 해당 각도값으로 관절이 변경된 컴포넌트를 포함하여 이루어진 로봇의 3D 이미지를 화면창에 표시할 수 있다.
예를 들어, 관절 목록(202)을 통해 아이디 3번이 선택되고, 각도 변경 인터페이스(204)를 통해 90도 각도값이 입력되면, 로봇 모션 뷰어(120)는 아이디 3번에 해당하는 관절의 각도를 90도로 변경하여, 90도로 관절이 변경된 컴포넌트를 포함하는 로봇의 3D 이미지를 화면창에 표시할 수 있다.
관절 목록(202) 또는 관절에 할당된 아이디를 통한 관절 선택 시, 관절 선택을 위한 입력 방식에 따라, 움직이는 방향이 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자 입력을 통해 마우스 왼쪽 버튼이 클릭되어 관절이 선택되면, 선택된 관절은 시계반대방향(CCW : Counter Clock Wise), 즉, (+) 방향으로 움직이게 설정될 수 있고, 마우스 오른쪽 버튼이 클릭되어 관절이 선택되면, 선택된 관절은 시계방향(CW : Clock Wise), 즉, (-) 방향으로 움직이게 설정될 수 있다.
예를 들어, 아이디 3번 관절이 마우스 왼쪽 클릭으로 선택되고, 아이디 4번 관절이 마우스 오른쪽 클릭으로 선택된 후, 각도 변경 인터페이스(204)를 통해 45도 각도값이 입력되면, 아이디 3번 관절의 각도값은 정방향인 +45도로 변경되고, 아이디 5번 관절의 각도값은 역방향인 -45도로 변경되어, 해당 각도값에 따라 관절이 움직이는 방향이 설정될 수 있다.
각도 변경 인터페이스(204)는 관절 목록(202)을 통해 선택된 다수의 관절 또는 관절 그룹 메뉴(203)를 통해 선택된 관절 그룹의 각도값을 동일하게 변경하기 위한 차이 조정 탭을 포함할 수 있다. 여기서, 차이 조정 탭은 더하기 또는 빼기 선택을 위한 버튼, 변경되는 단위값을 설정하기 위한 버튼을 포함할 수 있다. 이 때, 단위값(예를 들면, 0.1, 1, 10 등)이 설정된 후, 더하기 또는 빼기 선택을 위한 버튼이 선택되면, 각 관절의 각도값에서 단위값을 더하거나 뺄 수 있다.
예를 들어, 아이디 3번 관절이 마우스 왼쪽 클릭으로 선택되고, 각도 변경 인터페이스(204)를 통해 20도 각도값이 입력되어 아이디 3번 관절의 각도값은 +20도이고, 아이디 4번 관절이 마우스 오른쪽 클릭으로 선택되고, 각도 변경 인터페이스(204)를 통해 30도 각도값이 입력되어 아이디 4번 관절의 각도값은 -30도 일 수 있다. 이 때, 차이 조정 탭을 통해 단위값이 1도로 설정되고, 빼기 선택을 위한 버튼(CW 버튼)이 한 번 선택되면, 아이디 3번 관절의 각도값은 20도에서 1도를 차감하여 19도로 변경될 수 있고, 아이디 4번 관절의 각도값은 -30도에서 1도를 부가하여 -29도로 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 관절 그룹 메뉴(203)에 포함된 "새 관절 그룹 만들기" 버튼이 선택된 후, 관절 그룹 이름으로 "양팔 그룹"이 입력된 후, 확인 버튼이 선택될 수 있다.
이후, 관절 그룹 메뉴(203)에 포함된 관절 그룹 편집 메뉴를 통해 아이디 1번, 3번 및 5번 관절이 마우스 왼쪽 클릭으로 선택되고, 아이디 2번, 4번 및 6번 관절이 마우스 오른쪽 클릭으로 선택될 수 있으며, 가중치값으로 'x 1.0'이 입력될 수 있다. 이 때, 마우스 왼쪽 클릭 선택 시 정방향이 적용되어, 1번, 3번 및 5번 관절에 대한 가중치값으로 'x 1.0'이 설정될 수 있으며, 마우스 오른쪽 클릭 선택 시 반대방향이 적용되어, 2번, 4번 및 6번 관절에 대한 가중치값으로 'x -1.0'이 설정될 수 있다.
가중치값 입력 후, 확인 버튼이 선택되면, 관절 그룹 메뉴(203)에 포함된 관절 그룹 목록창에 "양팔 그룹"이 추가될 수 있으며, "양팔 그룹"이 선택되면, 로봇 모션 뷰어(120)는 로봇의 3D 이미지와 함께 표시되는 아이디 중 1번, 3번 및 5번 아이디를 다른 아이디와 차별화되는 색(예를 들면, 파란색)으로 표시하고, 아이디 2번, 4번 및 6번 아이디를 다른 아이디와 차별화되는 다른 색(예를 들면, 빨간색)으로 표시할 수 있다.
이후, 각도 변경 인터페이스(204)에 포함된 차이 조정 탭을 통해 각도값이 변경되면, 왼쪽 팔에 해당하는 아이디 1번, 3번 및 5번 관절에 대한 가중치값과 오른쪽 팔에 해당하는 아이디 2번, 4번 및 6번 관절에 대한 가중치값이 정반대의 동일한 값으로 설정되어 있으므로, 양팔이 대칭되는 자세가 되도록 각도값이 변경될 수 있다.
즉, 관절 그룹 메뉴(203)를 통해 복수의 관절에 대한 방향성 및 가중치값이 함께 설정될 수 있으며, 차이 조정 탭을 통해 복수의 관절 각각에 대한 각도값이 방향성 및 가중치값에 따라 변경될 수 있다.
관절 그룹 메뉴(203)를 통해 설정된 관절 그룹 중 일부분만 선택되어 가중치값이 다르게 설정되는 경우, 예를 들어, "양팔 그룹"에서 아이디 5번 및 6번 관절만 선택되어 가중치값으로 'x 2.0'이 설정되었으면, 차이 조정 탭을 통해 변경되는 아이디 5번 및 6번 관절의 각도값이 아이디 1번, 2번, 3번 및 4번 관절의 각도값과 상이할 수 있다. 즉, 관절 그룹 내에서 전체 또는 일부에 대하여 가중치를 설정할 수 있으며, 차이 조정 탭을 통해 각도값 변경 시 설정된 가중치가 적용될 수 있다.
각도 변경 인터페이스(204)는 관절의 각도값을 대칭되는 값으로 변경하기 위한 좌우대칭 버튼, 상하대칭 버튼 및 원점대칭 버튼을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 오른쪽 팔에 해당하는 아이디 3번 및 5번 관절의 각도값을 왼쪽 팔에 해당하는 아이디 4번 및 6번 관절의 각도값으로 동일하게 입력하면, 오른쪽 팔의 자세와 왼쪽 팔의 자세가 좌우 구분 없이 같아지는 문제(예를 들면, 오른쪽 팔이 안쪽으로 접힌 자세와 대응하여 왼쪽 팔이 바깥쪽으로 접힌 부자연스러운 자세)가 발생할 수 있다. 이 때, 왼쪽 팔에 해당하는 아이디 4번 및 6번 관절 선택 후, 좌우대칭 버튼이 선택되면, 오른쪽 팔과 왼쪽 팔이 대칭되는 자연스러운 자세가 되도록 각도값이 변경될 수 있다.
상술한 바와 같이 컴포넌트 사이의 관절 각도가 변경되어, 로봇 모션 뷰어(120)는 도 4a에 도시된 바와 같이 양팔을 올리고 있는 상태인 로봇의 제 1 정지 자세를 화면창에 표시할 수 있고, 도 4b에 도시된 바와 같이 양팔을 내리고 있는 상태인 로봇의 제 2 정지 자세를 화면창에 표시할 수 있다.
키 프레임 메뉴(205)는 사용자에 의해 편집된 로봇의 정지 자세를 삽입 또는 삭제하기 위한 메뉴로, 키 프레임 메뉴(205) 중 삽입 메뉴가 선택되면, 저장부(110)는 사용자에 의해 편집된 로봇의 정지 자세를 타임라인 인터페이스(201)를 통해 배치된 시간에 따라 키 프레임 단위로 저장할 수 있고, 키 프레임 메뉴(205) 중 삭제 메뉴가 선택되면, 저장부(110)는 키 프레임 단위로 저장된 로봇의 정지 자세를 삭제할 수 있다.
즉, 저장부(110)는 도 4a에 도시된 바와 같이 양팔을 올리고 있는 상태인 로봇의 제 1 정지 자세를 타임라인 인터페이스(201)를 통해 배치된 0.2초 시각의 키 프레임 단위로 저장하고, 도 4b에 도시된 바와 같이 양팔을 내리고 있는 상태인 로봇의 제 2 정지 자세를 타임라인 인터페이스(201)를 통해 배치된 0.4초 시각의 키 프레임 단위로 저장할 수 있다. 이 때, 사용자 입력에 의해, 제 1 정지 자세 또는 제 2 정지 자세의 로봇을 구성하는 컴포넌트 사이의 관절이 각도 변경 인터페이스(204)를 통해 변경될 수 있으며, 타임라인 인터페이스(201)를 통해 배치된 시간도 변경될 수 있다. 여기서, 0.2초 시각 및 0.4초 시각은 로봇 모션이 0초를 시작으로 재생된다고 가정하였을 시, 재생 시작 시각(0초)으로부터 해당 시각만큼 경과된 순간을 의미한다.
로봇 모션 뷰어(120)는 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 사이의 관절 중 적어도 하나에 대한 유연성 및 로봇의 관성력을 편집하기 위한 모션 유닛 파라미터 인터페이스를 화면창에 표시할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 로봇 모션 뷰어(120)는 컴포넌트 사이의 관절 별로 유연성 단계를 편집할 수 있고, 로봇의 관성력 단계를 편집할 수 있는 모션 유닛 파라미터 인터페이스를 화면창에 표시할 수 있다.
재생 메뉴(206)는 저장부(110)에 저장된 제 1 정지 자세 및 제 2 정지 자세를 보간 기법에 따라 연결하여, 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 표시하기 위한 메뉴로, 재생 메뉴(206)가 선택되면, 로봇 모션 뷰어(120)는 0초(시작점)에 양 팔을 벌리고 있는 로봇의 서있는 자세, 시작점으로부터 0.2초 후에 양팔을 올리고 있는 상태인 로봇의 제 1 정지 자세, 시작점으로부터 0.4초 후에 양팔을 내리고 있는 상태인 로봇의 제 2 정지 자세를 연결하여, 시간에 따라 자연스럽게 로봇이 움직이는 로봇의 모션을 생성하고, 로봇의 모션을 동영상으로 화면창에 표시할 수 있다. 이 때, 로봇 모션 뷰어(120)는 상술한 모션 유닛 파라미터를 더 적용하여 로봇의 모션 유닛을 생성할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 화면창에 표시한 후, 종료 시 미리 등록된 안정적인 로봇의 준비 자세로 변경하여 화면창에 표시할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 에뮬레이터 기능이 활성화되면, 실물 로봇과 유사하게 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 화면창에 표시할 수 있다. 예를 들어, 실물 로봇은 두 발 중 적어도 하나의 발이 땅에 붙어 있어야 하므로, 로봇 모션 뷰어(120)는 이를 고려하여 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 화면창에 표시할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 타임라인 인터페이스(201)를 통해 특정 시각이 선택되면, 로봇의 모션 유닛 중 특정 시각에 해당하는 정지 자세를 화면창에 표시할 수 있다. 예를 들어, 타임라인 인터페이스(201)를 통해 0.3초 시각이 선택되면, 로봇 모션 뷰어(120)는 시작으로부터 0.2초 후에 해당하는 제 1 정지 자세에서 0.4초 후에 해당하는 제 2 정지 자세로 변경되는 과정 중 0.3초 시각 후에 해당하는 45도 양팔을 올리고 있는 상태인 로봇의 정지 자세를 화면창에 표시할 수 있다.
티칭 메뉴(207)는 화면창에 표시된 로봇의 정지 자세와 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100)와 연결된 실제 로봇 모델을 동기화하기 위한 메뉴로, 이를 통해, 사용자에 의해 편집된 로봇의 정지 자세를 실제 로봇 모델에 적용할 수 있고, 실제 로봇 모델의 자세 정보를 획득하여, 화면창에 표시된 로봇의 정지 자세가 실제 로봇 모델의 자세로 변경될 수 있다. 이 때, 실제 로봇 모델과 화면창에 표시된 로봇의 자세가 차이가 있으면, 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100)는 차이나는 각도를 보상하여 동기화시킬 수 있다. 예를 들어, 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100)는 실제 로봇 모델이 마모, 손상 등에 의해 한 쪽 다리의 자세가 틀어진 경우, 이를 보정하여, 화면창에 표시된 로봇과 실제 로봇 모델을 동기화시킬 수 있다.
토크 메뉴(208)는 동기화된 실제 로봇 모델을 제어하기 위한 메뉴로, 토크 메뉴(208)를 통해 토크 비활성화가 선택되면, 실제 로봇 모델의 관절에 힘이 빠져 관절이 임의적으로 변경될 수 있지만, 토크 활성화가 선택되면, 실제 로봇 모델의 관절에 힘이 들어가서 해당 관절을 고정하여, 관절의 각도를 유지할 수 있다.
예를 들어, 어깨 부분의 관절을 토크 비활성화하여, 실제 로봇 모델의 어깨 부분의 관절에 대한 변경으로 팔을 올리고 있는 자세로 변경한 후, 어깨 부분의 관절을 토크 활성화하여, 팔을 올리고 있는 자세가 변경되지 않도록 실제 로봇 모델의 어깨 부분의 관절을 고정할 수 있다. 이 때, 로봇 모션 편집 및 재생 장치(100)는 고정된 관절의 각도값을 포함하는 로봇의 자세에 대한 정보를 획득할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 타임라인 기반의 애니메이션 편집 기술을 로봇의 모션 유닛 편집에 차용할 수 있으므로, 종래보다 직관적인 모션 유닛 편집 환경을 제공하여 비전문가도 직관적으로 로봇의 모션 유닛을 편집할 수 있으므로, 사용자 편의성이 증대될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇의 모션 유닛 편집 시, 실제 로봇 모델을 직접 구동하지 않아도, 화면창에 표시되는 로봇의 모션 유닛을 통해, 그 결과를 미리 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모션을 편집하기 위한 화면창을 도시한 도면이다.
먼저, 저장부(110)는 모션 유닛 편집 프로그램을 통해 생성된 로봇의 모션 유닛을 저장할 수 있는데, 이 때, 저장부(110)는 메모리의 물리적 공간을 넘지 않는 선에서 많은 로봇의 모션 유닛을 저장할 수 있고, 로봇의 모션 유닛 중 사용자에 의해 선택된 모션 유닛만 별도로 저장할 수도 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 모션 편집 프로그램을 실행하여, 모션 유닛 편집 프로그램을 통해 생성되어 저장부(110)에 저장된 로봇의 모션 유닛을 로딩할 수 있다.
도 6을 참조하면, 로봇 모션 뷰어(120)는 플로우 차트 인터페이스(301), 링크 메뉴(302) 및 재생 메뉴(206)를 화면창에 표시할 수 있다. 플로우 차트 인터페이스(301)는 로봇의 모션 유닛을 순서에 따라 배치하여, 연속적인 로봇의 모션을 생성하기 위한 유저 인터페이스이며, 모션 파라미터가 설정된 로봇의 모션 유닛이 플로우 차트 인터페이스(301)를 통해 배치될 수 있다.
이 때, 모션 파라미터는 모션 파라미터 인터페이스를 통해 입력될 수 있으며, 로봇 모션 뷰어(120)는 도 7에 도시된 바와 같이, 모션 파라미터 인터페이스를 화면창에 표시할 수 있다. 모션 파라미터 인터페이스는 로봇의 모션 유닛에 대한 반복 횟수, 재생 속도 및 호출 가능 여부를 포함하는 모션 파라미터를 설정하기 위한 유저 인터페이스로, 모션 유닛 별로 모션 파라미터가 설정될 수 있다.
로봇의 모션 유닛이 플로우 차트 인터페이스(301)를 통해 배치된 후, 드래그 앤 드롭(drag and drop) 방식 등을 통하여, 배치된 모션 유닛의 순서가 변경될 수 있으며, 로봇 모션 뷰어(120)는 변경된 로봇의 모션 유닛에 대한 배치에 따라, 새로 모션 유닛들을 연결하여 모션을 생성할 수 있다.
링크 메뉴(302)는 모션 파라미터가 설정된 로봇의 모션 유닛을 삽입 또는 삭제하기 위한 메뉴로, 링크 메뉴(302) 중 삽입 메뉴가 선택되면, 로봇 모션 뷰어(120)는 선택된 로봇의 모션 유닛을 모션에 포함시켜 연결할 수 있고, 링크 메뉴(302) 중 삭제 메뉴가 선택되면, 로봇 모션 뷰어(120)는 모션에서 선택된 로봇의 모션 유닛을 삭제할 수 있다.
재생 메뉴(206)는 상술한 바와 같이, 로봇의 모션을 동영상으로 표시하기 위한 메뉴로, 재생 메뉴(206)가 선택되면, 로봇 모션 뷰어(120)는 플로우 차트 인터페이스(301)를 통해 입력되는 로봇의 모션 유닛에 대한 배치, 모션 파라미터, 종료 모션 유닛을 이용하여 로봇의 모션 유닛에 대한 연속 동작인 모션을 생성할 수 있으며, 모션을 동영상으로 화면창에 표시할 수 있다.
도 6에 도시된 플로우 차트 인터페이스(301)를 참조하면, 제 1 모션 유닛, 제 2 모션 유닛, 제 3 모션 유닛 순으로 모션 유닛들이 배치되어 있으며, 제 1 모션 유닛에는 재생 속도 1배, 반복 횟수 1회, 처음 순서이므로 호출 가능 여부가 자동으로 호출 가능으로 체크되어 있으며, 제 2 모션 유닛은 재생 속도 2배, 반복 횟수 3회, 호출 가능 여부가 호출 가능으로 체크되어 있으며, 제 3 모션 유닛에는 재생 속도 1회, 반복 횟수 1회, 호출 가능 여부가 호출 불가능으로 체크되어 있지 않다.
로봇 모션 뷰어(120)는 제 1 모션 유닛, 제 2 모션 유닛, 제 3 모션 유닛 순으로 연결하여 모션을 생성할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 생성한 모션을 동영상으로 화면창에 표시할 수 있는데, 이 때, 모션 파라미터를 이용하여, 모션 유닛 별로 재생 속도 및 반복 횟수를 적용할 수 있다. 즉, 로봇 모션 뷰어(120)는 제 1 모션 유닛을1배의 재생 속도로 1회 반복하고, 제 2 모션 유닛을 2배의 재생 속도로 3회 반복하고, 제 3 모션 유닛을 1 배의 재생 속도로 1회 반복하는 동영상을 연결하여 화면창에 표시할 수 있다.
로봇 모션 뷰어(120)는 모션 파라미터에 포함된 호출 가능 여부에 따라, 호출 가능으로 체크된 제 1 모션 유닛 또는 제 2 모션 유닛부터 동영상으로 화면창에 표시할 수 있다. 이 때, 제 2 모션 유닛부터 동영상으로 표시하면, 제 1 모션 유닛은 표시되지 않을 수 있다.
플로우 차트 인터페이스(301)를 참조하면, 제 1 모션 유닛에는 제 1 종료 모션 유닛이 연결되어 있고, 제 2 모션 유닛에는 종료 모션 유닛이 연결되어 있지 않으며, 제 3 모션 유닛에는 제 2 종료 모션 유닛이 연결되어 있다. 여기서, 제 1 종료 모션 유닛 및 제 2 종료 모션 유닛은 종료 시 표시되는 무게 중심이 안정 상태인 모션 유닛일 수 있다.
예를 들어, 로봇 모션 뷰어(120)는 제 1 모션 유닛을 동영상으로 표시하다가, 종료 명령이 입력되면, 제 1 모션 유닛과 연결된 제 1 종료 모션 유닛을 표시할 수 있다.
또한, 로봇 모션 뷰어(120)는 제 2 모션 유닛을 동영상으로 표시하다가, 종료 명령이 입력되면, 제 2 모션 유닛과 연결된 종료 모션 유닛이 없으므로, 제 2 모션 유닛만 표시한 후, 모션의 재생을 종료할 수 있다.
즉, 종료 모션 유닛이 연결되지 않은 모션 유닛을 동영상으로 표시하는 도중에, 종료 명령이 입력되면, 강제 종료 명령에 따라 수행하는 과정과 같이, 해당 모션 유닛만 표시한 후, 모션의 재생을 종료할 수 있다.
상기 도 6을 참조하여 설명한 모션 편집은 모션 편집 프로그램에 의해 수행될 수 있으며, 도 4a및 도 4b를 참조하여 설명한 모션 유닛 편집은 모션 유닛 편집 프로그램에 의해 수행될 수 있다.
저장부(110)는 모션 유닛 편집 프로그램에 의해 생성된 모션 유닛, 모션 편집 프로그램에 의해 생성된 모션 및 복수의 모션으로 이루어진 모션 그룹 등을 포함하는 모션 프로젝트 파일을 저장할 수 있다.
로봇의 메모리가 한정되어 있어, 많은 모션을 로봇의 메모리에 저장할 수 없으므로, 목적에 따라 모션 프로젝트 파일이 여러 개로 분리될 수 있으며, 해당 모션 프로젝트 파일이 선택되어 다운로드 되는 방식은 모션 프로젝트 파일이 여러 개여서 해당 파일들을 디렉토리나 압축파일로 묶어서 저장해야 하고, 각 파일들 사이에 필요한 모션을 서로 복사해야 하는 작업이 필요할 수 있다.
하지만, 하나의 모션 프로젝트 파일에 라이브러리 방식으로 모션 유닛을 참조하여 모션을 생성하고, 목적에 따라 복수의 모션을 그룹화하여 모션 그룹을 생성하며, 모션 프로젝트 파일을 선택하는 대신에 모션 그룹을 선택하여 해당 모션 그룹에 해당하는 파일을 다운로드 하는 방식은 상술한 파일들을 디렉토리나 압축파일로 묶어서 저장하고, 필요한 모션을 서로 복사해야 하는 작업이 필요하지 않을 수 있다.
이에, 목적에 따라 모션을 그룹화하는 기능을 모션 프로젝트 파일이 아니라 모션 그룹을 통해 설정할 수 있도록 함으로써, 매 번 새로운 모션 프로젝트 파일을 생성하지 않아도, 기존에 사용하던 모션 프로젝트 파일을 재사용 할 수 있으므로, 모션 프로젝트 파일에 대한 유지 관리가 용이할 수 있으며, 해당 파일에 대한 재사용률도 증가할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 로봇 모션 편집 및 재생 장치
110 : 저장부
120 : 로봇 모션 뷰어
201 : 타임라인 인터페이스
202 : 관절 목록
203 : 관절 그룹 메뉴
204 : 각도 변경 인터페이스
205 : 키 프레임 메뉴
206 : 재생 메뉴
207 : 티칭 메뉴
208 : 토크 메뉴
301 : 플로우 차트 인터페이스
302 : 링크 메뉴

Claims (13)

  1. 로봇의 3D 이미지 파일과, 사용자 입력에 의해 편집된 시간별 상기 로봇의 정지 자세를 키 프레임(key frame) 단위로 저장하는 저장부; 및
    상기 저장된 키 프레임 간 정지 자세를 보간(interpolation) 기법에 따라 연결한 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 표시하는 로봇 모션 뷰어를 포함하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 사이의 관절에 할당된 아이디를 더 저장하고,
    상기 로봇 모션 뷰어는,
    상기 로봇의 정지 자세를 편집하기 위해, 상기 로봇의 3D 이미지와 함께 상기 관절에 할당된 아이디를 표시하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 모션 뷰어는,
    상기 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 사이의 관절 중 적어도 하나가 선택되면, 상기 선택된 관절의 각도를 편집하기 위한 각도 변경 인터페이스를 더 표시하고,
    상기 저장부는,
    상기 각도 변경 인터페이스를 통해 입력되는 각도값으로 관절이 편집된 컴포넌트를 포함하는 상기 로봇의 정지 자세를 저장하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 모션 뷰어는,
    상기 로봇의 정지 자세를 시간 별로 등록하기 위한 타임라인(timeline) 인터페이스를 더 표시하고,
    상기 저장부는,
    상기 타임라인 인터페이스를 통해 입력되는 시각에 따라, 상기 로봇의 정지 자세를 키 프레임으로 저장하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 모션 뷰어는,
    상기 로봇을 구성하는 복수의 컴포넌트 사이의 관절 중 적어도 하나에 대한 유연성 및 상기 로봇의 관성력을 편집하기 위한 모션 유닛 파라미터 인터페이스를 더 표시하고, 상기 모션 유닛 파라미터 인터페이스를 통해 입력되는 모션 유닛 파라미터를 이용하여, 상기 모션 유닛을 동영상으로 표시하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 모션 뷰어는,
    상기 모션 유닛을 순서대로 등록하기 위한 플로우 차트 인터페이스를 더 표시하고, 상기 플로우 차트 인터페이스를 통해 입력되는 순서에 따라 상기 모션 유닛을 연결한 모션을 동영상으로 표시하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 로봇 모션 뷰어는,
    상기 모션 유닛에 대한 재생 속도, 반복 횟수 및 호출 가능 여부를 편집하기 위한 모션 파라미터 인터페이스를 더 표시하고, 상기 모션 파라미터 인터페이스를 통해 입력되는 모션 파라미터를 이용하여, 상기 모션을 동영상으로 표시하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 플로우 차트 인터페이스를 통해 입력된 상기 모션 유닛과 연결되는 무게 중심이 안정 상태(stable state)인 종료 모션 유닛을 저장하고,
    상기 로봇 모션 뷰어는,
    상기 모션의 동영상 표시 중 종료 명령이 입력되면, 상기 종료 모션 유닛을 연결하여 표시하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 로봇의 3D 이미지 파일은,
    상기 로봇 모션 뷰어에 의해 실행되는 모션 유닛 편집 프로그램에서 기본적으로 제공하는 파일 및 상기 사용자 조작에 의해 로봇 조립 프로그램을 통해 편집되어 저장된 파일 중 적어도 하나를 포함하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 정지 자세를 라이브러리 방식으로 참조하여, 상기 정지 자세를 연결한 모션 유닛을 저장하고, 상기 모션 유닛을 라이브러리 방식으로 참조하여, 상기 모션 유닛을 연결한 모션을 저장하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 모션 유닛을 연결한 모션에 대하여, 목적에 따라 그룹화한 모션 그룹을 하나의 모션 프로젝트 파일에 저장하는, 로봇 모션 편집 및 재생 장치.
  12. 로봇의 3D 이미지 파일과, 사용자 입력에 의해 편집된 시간별 상기 로봇의 정지 자세를 키 프레임(key frame) 단위로 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 키 프레임 간 정지 자세를 보간(interpolation) 기법에 따라 연결한 로봇의 모션 유닛을 동영상으로 표시하는 단계를 포함하는, 로봇 모션 편집 및 재생 방법.
  13. 제9항에 따른 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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