KR20150118832A - 스마트 기기에 의해 제어되는 로봇 및 로봇 제어 시스템 - Google Patents

스마트 기기에 의해 제어되는 로봇 및 로봇 제어 시스템 Download PDF

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KR20150118832A
KR20150118832A KR1020140044983A KR20140044983A KR20150118832A KR 20150118832 A KR20150118832 A KR 20150118832A KR 1020140044983 A KR1020140044983 A KR 1020140044983A KR 20140044983 A KR20140044983 A KR 20140044983A KR 20150118832 A KR20150118832 A KR 20150118832A
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motion
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김병수
하인용
김기문
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(주)로보티즈
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls

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  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 기기에서 사용자 입력에 의해 로봇의 모션이 선택되면, 상기 로봇의 액추에이터 모듈에 할당된 아이디, 주소 및 제어값을 참조하여, 상기 스마트 기기에 설치된 제어 애플리케이션을 통해 생성되는 명령 패킷을 수신하는 통신 모듈; 상기 수신된 명령 패킷을 상기 액추에이터 모듈과 연결된 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 전송하여, 상기 아이디에 해당하는 액추에이터 모듈이 동작을 수행하도록 제어하는 제어기; 및 상기 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 전송된 명령 패킷을 확인하여, 상기 명령 패킷에 해당하는 동작을 수행하는 액추에이터 모듈을 포함하는, 스마트 기기에 의해 제어되는 로봇이 제공된다.

Description

스마트 기기에 의해 제어되는 로봇 및 로봇 제어 시스템{ROBOT CONTROLLED BY SMART DEVICE AND ROBOT CONTROL SYSTEM}
본 발명은 스마트 기기에 의해 제어되는 로봇 및 로봇 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스마트 기기에 의해 제어되는 로봇 및 스마트 기기에 의해 생성된 명령 패킷을 이용하여 로봇의 동작을 제어할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
종래의 스마트 기기를 이용한 로봇 제어 방법은 스마트 기기를 통해 로봇에 탑재된 제어기로 간단한 신호를 보내는 구성에 제한되어, 로봇의 관절이나 센서 등의 제어 자체는 로봇에 탑재된 제어기를 통해 제어되기 때문에, 스마트 기기는 로봇의 리모컨과 같은 기능만을 수행할 수 있었다.
또한, 스마트 기기는 신호를 전송만 하고, 로봇의 동작 제어는 제어기가 수행하므로, 로봇의 동작을 제어하기 위해서는 제어기에서 실행되는 프로그램이 개발되어야 하는데, 일반적으로, 제어기에서 실행되는 프로그램 개발 환경은 스마트 기기의 프로그램 개발 환경에 비해 불편한 점이 많은 문제점이 있다.
이에, 스마트 기기의 성능이 발전함에 따라 복잡한 연산이나 입력 처리 등을 제어기보다 스마트 기기에서 수행하고자 하는 필요성이 대두되고 있으며, 따라서, 스마트 기기가 로봇의 제어기 역할, 즉, 액추에이터 모듈 등을 직접 제어하고자 하는 요구가 증대되고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스마트 기기에 의해 제어되는 로봇 및 스마트 기기에 의해 생성된 명령 패킷을 이용하여 로봇의 동작을 제어할 수 있는 시스템을 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, 스마트 기기에서 사용자 입력에 의해 로봇의 모션이 선택되면, 상기 로봇의 액추에이터 모듈에 할당된 아이디, 주소 및 제어값을 참조하여, 상기 스마트 기기에 설치된 제어 애플리케이션을 통해 생성되는 명령 패킷을 수신하는 통신 모듈; 상기 수신된 명령 패킷을 상기 액추에이터 모듈과 연결된 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 전송하여, 상기 아이디에 해당하는 액추에이터 모듈이 동작을 수행하도록 제어하는 제어기; 및 상기 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 전송된 명령 패킷을 확인하여, 상기 명령 패킷에 해당하는 동작을 수행하는 액추에이터 모듈을 포함하는, 스마트 기기에 의해 제어되는 로봇이 제공된다.
상기 제어기는, 상기 동작을 수행한 액추에이터 모듈에 의해 생성된 상태 패킷을, 상기 통신 모듈이 상기 스마트 기기로 전송하도록 제어할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 액추에이터 모듈의 위치값 및 시간값을 포함하는 모션 데이터를 이용하여, 제어 테이블을 통해 상기 액추에이터 모듈의 동작을 제어할 수 있다.
상기 로봇의 모션은, 상기 제어 애플리케이션을 통해 제공되는 인터페이스, 미리 등록된 제스처, 상기 사용자의 음성 정보, 메신저에 의해 수신된 메시지 중 어느 하나를 이용하여 선택될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사용자 입력에 의해 로봇의 모션이 선택되면, 상기 로봇의 액추에이터 모듈에 할당된 아이디, 주소 및 제어값을 참조하여, 제어 애플리케이션을 통해 명령 패킷을 생성하고, 상기 생성된 명령 패킷을 상기 로봇으로 전송하는 스마트 기기; 및 상기 스마트 기기로부터 상기 명령 패킷을 수신하고, 상기 명령 패킷을 상기 액추에이터 모듈과 연결된 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 내려 보내고, 상기 명령 패킷에 해당하는 상기 액추에이터 모듈의 동작을 수행하는, 로봇 제어 시스템이 제공된다.
상기 로봇은, 상기 액추에이터 모듈의 동작을 수행하여 상태 패킷을 생성하고, 상기 생성된 상태 패킷을 상기 스마트 기기로 전송할 수 있다.
상기 로봇은, 상기 액추에이터 모듈의 위치값 및 시간값을 포함하는 모션 데이터를 이용하여, 제어 테이블을 통해 상기 액추에이터 모듈의 동작을 수행할 수 있다.
상기 로봇의 모션은, 상기 제어 애플리케이션을 통해 제공되는 인터페이스, 미리 등록된 제스처, 상기 사용자의 음성 정보, 메신저에 의해 수신된 메시지 중 어느 하나를 이용하여 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자가 스마트 기기를 이용하여, 로봇의 제어기와 제어기에 의해 제어되는 다양한 모듈을 직접 제어할 수 있으므로, 사용자 편의성이 증대될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 기기가 직접 제어기를 통해 로봇의 액추에이터 모듈이 수행하는 동작을 제어할 수 있으므로, 제어기에서 실행되는 제어기용 프로그램이 별도로 필요 없기 때문에, 편리한 스마트 기기의 프로그램 개발 환경에서 다양한 제어 애플리케이션이 개발되어, 스마트 기기를 이용한 로봇 제어 방법이 활성화될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇에 탑재된 제어기보다 성능이 뛰어나고 기능이 많은 스마트 기기를 통해 로봇의 제어가 수행되므로, 고성능의 제어 애플리케이션이 상용화될 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 스마트 기기를 이용한 로봇 제어 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 제어 애플리케이션을 실행하고 있는 스마트 기기의 화면을 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 스마트 기기를 이용한 로봇 제어 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기를 이용한 로봇 제어 시스템은 통신망을 통해 서로 통신 가능한 스마트 기기(100) 및 로봇(200)을 포함할 수 있다.
먼저, 통신망은 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 스마트 기기(100)와 로봇(200)은 유선 통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있고, 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi), 무선 식별(RFID), 근거리 무선 통신(NFC), 지그비(Zigbee) 등의 무선 통신을 통해 데이터를 송수신할 수도 있다.
스마트 기기(100)는 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC 등과 같이 무선 통신망을 통하여 로봇(200)과 연결될 수 있는 무선 통신 장치를 포함할 수 있으며, 이 외에도 데스크탑 PC, 태블릿 PC, 랩탑 PC, 셋탑 박스를 포함하는 IPTV와 같이 유선 통신망을 통하여 로봇(200)과 연결될 수 있는 통신 장치를 포함할 수 있다.
스마트 기기(100)는 제어 애플리케이션을 포함하는 다양한 애플리케이션을 애플리케이션 관리 서버(미도시)에서 제공하는 애플리케이션 스토어를 통해 다운로드 할 수 있으며, 다운로드가 완료된 애플리케이션을 메모리 내에 저장하여 설치할 수 있다. 스마트 기기(100)는 설치된 애플리케이션을 실행하여, 해당 애플리케이션이 제공하는 서비스에 따라 각각의 기능을 수행할 수 있다.
제어 애플리케이션은 로봇(200)을 구성하는 모듈 각각의 동작을 제어하기 위해 스마트 기기(100)에서 실행되어, 사용자 조작에 따라 로봇(200)의 동작을 제어할 수 있게 해주며, 로봇(200)의 모션 등록, 로봇(200)의 모션 선택, 인터페이스 편집 등 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
스마트 기기(100)는 실행중인 제어 애플리케이션을 통해 선택되는 로봇(200)의 모션에 기초하여, 로봇(200)을 구성하는 모듈 각각의 동작을 제어하기 위한 명령 패킷을 생성할 수 있다. 이 때, 스마트 기기(100)는 로봇(200)의 모션과 연계되어 미리 등록된 제어 테이블의 항목을 참조하여, 제어 애플리케이션을 통해 명령 패킷을 생성할 수 있다. 여기서, 제어 테이블의 항목은 로봇(200)의 액추에이터 모듈에 할당된 아이디, 주소, 제어값 등을 포함할 수 있다.
제어 테이블의 항목이 제어 애플리케이션에 포함되어 있어, 스마트 기기(100)는 제어 애플리케이션을 통해 자체적으로 명령 패킷을 생성할 수 있고, 로봇(200)에 제어 테이블의 항목이 저장되어 있어, 스마트 기기(100)는 로봇(200)으로부터 제어 테이블의 항목을 획득하여 명령 패킷을 생성할 수도 있다.
스마트 기기(100)는 명령 패킷을 로봇(200)으로 전송할 수 있다. 이 때, 스마트 기기(100)는 로봇(200)과 유선으로 연결되어 있으면, 유선 통신을 통해 전송하고, 로봇(200)과 무선으로 연결되어 있으면, 무선 통신을 통해 전송할 수 있다.
로봇(200)은 통신 모듈, 액추에이터 모듈, 제어기 등 다양한 모듈로 구성될 수 있다.
로봇(200)은 스마트 기기(100)로부터 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 명령 패킷을 수신할 수 있다.
로봇(200)은 스마트 기기(100)로부터 수신한 명령 패킷을 액추에이터 모듈과 연결된 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 내려 보낼 수 있으며, 명령 패킷에 해당하는 액추에이터 모듈의 동작을 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 기기(100)는 사용자 입력에 의해 선택된 로봇(200)의 모션에 기초하여 명령 패킷을 생성할 수 있고, 로봇(200)은 스마트 기기(100)에서 생성된 명령 패킷에 해당하는 동작을 수행할 수 있다. 즉, 로봇(200)은 스마트 기기(100)의 제어에 의해, 사용자 입력에 의해 선택된 로봇(200)의 모션에 대한 동작을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기(100)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 스마트 기기(100)는 명령 패킷 생성부(110), 명령 패킷 전송부(120) 및 상태 패킷 수신부(130)를 포함할 수 있다.
먼저, 스마트 기기(100)는 제어 애플리케이션 설치 시 기본적으로 제공되는 로봇(200)의 모션을 등록할 수 있다. 여기서, 제어 애플리케이션은 자주 사용되는 로봇(200)의 모션을 포함하고 있을 수 있다.
예를 들어, 로봇 제어 시 "앉기" 동작이 자주 사용된다면, 제어 애플리케이션은 "앉기" 동작에 대한 로봇(200)의 모션을 포함할 수 있으며, 스마트 기기(100)는 제어 애플리케이션을 설치하면서, "앉기" 동작에 대한 로봇(200)의 모션을 미리 등록할 수 있다. 이 때, 자주 사용되는 로봇(200)의 모션은 제어 애플리케이션의 업데이트를 통해 추가, 삭제 또는 갱신될 수 있다.
스마트 기기(100)는 제어 애플리케이션을 통해, 사용자에 의해 편집된 로봇(200)의 모션을 등록할 수 있다. 여기서, 제어 애플리케이션은 로봇(200)의 모션을 편집하기 위한 툴을 제공할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 제어 애플리케이션을 통해 로봇(200)의 특정 동작을 편집하여, 해당 동작에 대한 로봇(200)의 모션 등록 요청을 할 수 있으며, 스마트 기기(100)는 사용자에 의해 편집된 로봇(200)의 동작을 로봇(200)의 모션으로 등록할 수 있다.
스마트 기기(100)는 로봇(200)의 모션 등록 시, 해당 로봇(200)의 모션이 선택될 수 있는 수단(예를 들어, 인터페이스, 제스처, 음성 인식, 메신저)을 함께 등록할 수 있으며, 사용자는 해당 수단을 통해 로봇(200)의 모션을 선택할 수 있다. 이와 관련하여, 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
명령 패킷 생성부(110)는 스마트 기기(100)에서 실행중인 제어 애플리케이션을 통해 선택되는 로봇(200)의 모션에 기초하여, 로봇(200)의 모션에 대한 동작을 제어하기 위한 명령 패킷을 생성할 수 있다. 이 때, 명령 패킷 생성부(110)는 로봇(200)의 모션과 연계된 제어 테이블의 항목을 참조하여, 제어 애플리케이션을 통해 명령 패킷을 생성할 수 있다. 여기서, 제어 테이블의 항목은 로봇(200)의 모션에 대한 동작을 수행하는 로봇(200)의 액추에이터 모듈에 할당된 아이디, 동작을 제어하기 위한 제어값, 제어값이 기록되는 주소 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 명령 패킷 생성부(110)는 제어 애플리케이션에 포함된 제어 테이블의 항목을 참조하여, 명령 패킷을 생성할 수 있다. 이 때, 스마트 기기(100)는 제어 애플리케이션 설치 시, 로봇(200)의 모션과 연계된 제어 테이블의 항목을 메모리에 저장한 상태일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 명령 패킷 생성부(110)는 로봇(200)에 저장된 제어 테이블의 항목을 획득하고, 획득한 제어 테이블의 항목을 참조하여, 명령 패킷을 생성할 수 있다. 이 때, 로봇(200)은 제어 테이블의 항목을 저장하여 관리할 수 있다.
명령 패킷 생성 시, 명령 패킷 생성부(110)는 스마트 기기(100)와 로봇(200) 사이에 연결된 통신 프로토콜에 따라 명령 패킷을 생성할 수 있다.
예를 들어, 스마트 기기(100)와 로봇(200)이 무선 통신 중 블루투스 통신으로 연결되어 있으면, 명령 패킷 생성부(110)는 블루투스 통신에 적합한 명령 패킷을 생성할 수 있다.
명령 패킷 전송부(120)는 명령 패킷 생성부(110)가 생성한 명령 패킷을 로봇(200)으로 전송할 수 있다. 이 때, 명령 패킷 전송부(120)는 스마트 기기(100)와 로봇(200) 사이에 연결된 통신 방식에 따라, 명령 패킷을 전송할 수 있다.
스마트 기기(100)와 로봇(200)이 유선으로 연결되어 있으면, 명령 패킷 전송부(120)는 유선 통신을 통해 명령 패킷을 로봇(200)으로 전송할 수 있고, 스마트 기기(100)와 로봇(200)이 무선으로 연결되어 있으면, 명령 패킷 전송부(120)는 무선 통신을 통해 명령 패킷을 로봇(200)으로 전송할 수 있다.
즉, 스마트 기기(100)와 로봇(200)이 유선으로 연결되어 있지 않아도, 명령 패킷 전송부(120)는 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi), 무선 식별(RFID), 근거리 통신(NFC) 및 지그비(Zigbee) 등의 무선 통신을 통해, 로봇(200)으로 명령 패킷을 전송할 수 있다.
상태 패킷 수신부(130)는 로봇(200)으로부터 상태 패킷을 수신할 수 있다. 여기서, 상태 패킷은 명령 패킷 전송부(120)가 전송한 명령 패킷에 대응하여, 명령 패킷에 해당하는 동작을 수행한 로봇(200)의 액추에이터 모듈에 의해 생성될 수 있으며, 액추에이터 모듈의 상태를 나타내는 정보를 포함할 수 있다,
상태 패킷 수신부(130)는 로봇(200)으로부터 수신한 상태 패킷을 통해, 명령 패킷에 해당하는 동작이 정상적으로 수행되었는지 여부를 파악할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇(200)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 로봇(200)은 통신 모듈(210), 액추에이터 모듈(220) 및 제어기(230)를 포함할 수 있다.
통신 모듈(210)은 스마트 기기(100)와 직접적으로 통신을 수행할 수 있다. 이 때, 스마트 기기(100)에서 제어 애플리케이션이 실행되고, 로봇(200)에서 명령 패킷을 수신하기 위한 대기 모드로 설정되면, 통신 모듈(210)과 스마트 기기(100)는 서로 연결되어 통신을 수행할 수 있다.
통신 모듈(210)은 스마트 기기(100)와 연결된 통신 방식에 따라 해당 통신을 지원하는 모듈일 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(210)과 스마트 기기(100)가 블루투스 통신을 통해 패킷을 송수신한다면, 통신 모듈(210)은 블루투스 동글을 포함할 수 있다.
통신 모듈(210)은 스마트 기기(100)로부터 명령 패킷을 수신할 수 있으며, 제어기(230)와 연결되어 있어, 제어기(230)로 명령 패킷을 전송할 수 있다.
액추에이터 모듈(220)은 복수의 모듈로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 로봇(200)이 인간의 신체와 유사한 형태인 인간형 로봇인 경우, 오른쪽 팔을 움직이는 모듈, 왼쪽 팔을 움직이는 모듈, 오른쪽 다리를 움직이는 모듈, 왼쪽 다리를 움직이는 모듈 등을 포함할 수 있고, 액추에이터 모듈(220) 각각에는 아이디가 할당되어 있을 수 있다.
액추에이터 모듈(220)은 로봇(200)을 구성하는 복수의 컴포넌트 각각을 동작시키는 기능을 수행할 수 있으며, 후술할 제어기(230)의 제어에 의해 동작을 수행할 수 있다.
액추에이터 모듈(220)과 제어기(230)는 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)를 통해 연결될 수 있다. 즉, 복수의 액추에이터 모듈(200) 각각은 데이지 체인 링크(예를 들면, 통신 버스)를 통해 제어기(230)와 연결될 수 있으며, 제어기(230)로부터 데이지 체인 링크로 전송되는 명령 패킷을 확인하여, 명령 패킷에 해당하는 동작을 수행할 수 있다.
명령 패킷 확인 시, 액추에이터 모듈(220)은 명령 패킷에 포함된 아이디를 먼저 확인하여, 해당 아이디가 할당된 엑추에이터 모듈(220)이 명령 패킷에 해당하는 동작을 수행할 수 있다.
즉, 하나의 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)에 복수의 액추에이터 모듈(220)의 연결되어 있고, 제어기(230)로부터 전송되는 명령 패킷은 제어의 대상이 되는 액추에이터 모듈(220)에 할당된 아이디를 포함하고 있어, 아이디에 해당하는 액추에이터 모듈(220)만 명령 패킷에 해당하는 동작을 수행할 수 있다.
액추에이터 모듈(220)은 명령 패킷에 해당하는 동작을 수행한 후, 명령 패킷의 응답으로 상태 패킷을 생성하고, 생성한 상태 패킷을 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)를 통해 제어기(230)로 전송할 수 있다.
명령 패킷에 해당하는 동작이, 복수의 액추에이터 모듈(220)에 의해 수행되는 동작일 수 있으며, 동작을 수행한 복수의 액추에이터 모듈(220)은 서로의 상태 패킷 전송 여부를 감시하여, 지연 시간 없이 상태 패킷을 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)를 통해 제어기(230)로 전송할 수 있다. 이 때, 제어기(230)는 통신 모듈(210)이 상태 패킷을 스마트 기기(100)로 전송하도록 제어할 수 있다.
제어기(230)는 통신 모듈(210)이 수신한 명령 패킷을 액추에이터 모듈(220)과 연결된 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 전송하여, 액추에이터 모듈(220)의 동작을 제어할 수 있다.
제어기(230)는 액추에이터 모듈(220)의 동작 제어 시, 제어 테이블을 통해 동작을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 표 1 및 표2를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
액추에이터 모듈 아이디
오른쪽 다리 1
왼쪽 다리 2
주소 제어값
10000 1 : 굽힌다
2 : 핀다
표 1 및 표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 테이블의 항목을 나타낸 것이다. 즉, 제어 테이블은 액추에이터 모듈(220)에 할당된 아이디, 메모리 주소, 제어값에 따라 결정되는 동작 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어 애플리케이션에 "앉기" 동작에 대한 로봇(200)의 모션이 등록되어 있는데, 사용자 입력에 의해 "앉기" 동작이 선택되면, 스마트 기기(100)는 제어 테이블을 통해, "앉기" 동작을 수행하는 액추에이터 모듈(220)에 할당된 아이디, 제어값이 저장되는 메모리 주소, "앉기" 동작의 제어를 위해 필요한 제어값을 포함하는 명령 패킷을 생성할 수 있다. 즉, 스마트 기기(100)는 제어 테이블을 통해 아이디 '1, 2', 주소 '10000', 제어값 '1'을 포함하는 "앉기" 동작에 대한 명령 패킷을 생성할 수 있다.
이후, 통신 모듈이(210)이 스마트 기기(100)로부터 "앉기" 동작에 대한 명령 패킷을 수신하면, 제어기(230)는 통신 모듈(210)로부터 명령 패킷을 수신하여 "앉기" 동작이 수행되도록, 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 명령 패킷을 전송하여, 액추에이터 모듈(220)의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 제어기(230)는 로봇(200)의 메모리 주소 '10000'에 제어값 '1'을 저장할 수 있다.
오른쪽 다리를 동작시키는 아이디 '1'에 해당하는 제 1 액추에이터 모듈과 왼쪽 다리를 동작시키는 아이디 '2'에 해당하는 제 2 액추에이터 모듈은 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 전송되는 "앉기" 동작에 대한 명령 패킷에 포함된 아이디를 확인하여, 명령 패킷에 포함된 제어값 '1'에 따라 결정되는 동작인 굽히는 동작을 수행할 수 있다.
제어 애플리케이션을 통해 "서기" 동작에 대한 로봇(200)의 모션이 선택되면, 스마트 기기(100)는 아이디 '1, 2', 주소 '10000', 제어값 '2'을 포함하는 "서기" 동작에 대한 명령 패킷을 생성하여 통신 모듈(210)로 전송할 수 있고, 제어기(230)는 제 1 액추에이터 모듈과 제 2 액추에이터 모듈이 제어값 '2'에 따라 결정되는 동작인 피는 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
제어기(230)는 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 명령 패킷 전송 시, 액추에이터 모듈(220)의 위치값 및 시간값을 포함하는 모션 데이터를 함께 전송할 수 있다.
예를 들어, 제어기(230)와 제 1 액추에이터 모듈 및 제 2 액추에이터 모듈은 하나의 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)에 연결되어 있는데, 제 1 액추에이터 모듈이 제 2 액추에이터 모듈보다 제어기(230)와 더 가깝게 연결되어 있을 수 있다.
이에, "앉기" 동작 수행 시, 제 1 액추에이터 모듈과 제 2 액추에이터 모듈이 동시에 굽히는 동작을 수행해야 하지만, 제 1 액추에이터 모듈이 제어기(230)로부터 전송되는 명령 패킷을 제 2 액추에이터 모듈보다 더 빨리 확인하여, 동작을 먼저 수행할 수 있는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 제어기(230)는 액추에이터 모듈(220)의 위치값 및 시간값을 포함하는 모션 데이터를 명령 패킷과 함께 전송하여, 액추에이터 모듈(220)의 동작을 제어할 수 있다.
따라서, 제 1 액추에이터 모듈이 명령 패킷을 더 빨리 확인하더라도, 모션 데이터를 더 확인하여 즉시 동작을 수행하지 않고, 제 2 액추에이터 모듈과 동시에 동작을 수행할 수 있다.
제어기(230)는 동작을 수행한 복수의 액추에이터 모듈(220)이 지연 시간 없이 상태 패킷을 전송하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어기(230)는 제 1 액추에이터 모듈과 제 2 액추에이터 모듈이 동시에 굽히는 동작을 수행하도록 제어한 후, 제어기(230)와 더 가깝게 연결되어 있는 제 1 액추에이터 모듈이 동작 수행 후 즉시 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 상태 패킷을 전송하도록 제어하고, 제 2 액추에이터 모듈이 제 1 액추에이터 모듈의 전송 여부를 감시하여, 제 1 액추에이터 모듈의 전송이 끝나는 즉시 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 상태 패킷을 전송하도록 제어할 수 있다. 이후, 제어기(230)는 상태 패킷을 통신 모듈(210)이 스마트 기기(100)로 전송하도록 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 로봇(200)은 통신 모듈(210), 액추에이터 모듈(220) 및 제어기(230)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않으며, 다양한 기능을 동작하는 모듈을 추가적으로 더 포함할 수 있다.
도 4는 제어 애플리케이션을 실행하고 있는 스마트 기기(100)의 화면을 도시한 도면이다.
제어 애플리케이션에는 자주 사용되는 로봇(200)의 모션, 예를 들면, "앉기", "서기" 등의 동작이 미리 등록되어 있을 수 있다.
또한, 스마트 기기(100)는 로봇(200)의 모션을 등록하기 위한 툴을 제공할 수 있고, 사용자가 툴을 통해 로봇(200)의 동작을 편집하면, 해당 로봇(200)의 모션을 등록할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 편집에 의해 오른팔을 앞으로 뻗는 로봇(200)의 모션이 "잽(우)"로 등록될 수 있다.
스마트 기기(100)는 제어 애플리케이션을 실행하고, "버튼" 메뉴가 선택되면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 기 등록된 로봇(200)의 모션을 선택하기 위한 인터페이스를 버튼 형식으로 화면에 표시할 수 있다.
예를 들어, "앉기" 버튼이 선택되면, 상술한 바와 같이, 스마트 기기(100)는 "앉기" 동작에 해당하는 명령 패킷을 생성하여 로봇(200)으로 전송하고, 로봇(200)은 "앉기" 동작을 수행할 수 있다.
버튼 형식의 인터페이스는 사용자 입력에 의해 편집, 예를 들어, 버튼의 이름, 모양, 크기, 위치 등이 편집될 수 있으며, 스마트 기기(100)는 애플리케이션을 통해 편집된 버튼 형식의 인터페이스를 화면에 표시할 수 있다.
로봇(200)의 모션을 선택하기 위한 인터페이스는 버튼 형식에 제한되지 않으면, 다양하게 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇(200)의 모션을 선택하기 위한 인터페이스는 특정 제스처일 수 있다. 스마트 기기(100)는 제어 애플리케이션을 실행하고, "제스처" 메뉴가 선택되면, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 기 등록된 로봇(200)의 모션을 선택하기 위한 제스처를 화면에 표시할 수 있다.
스마트 기기(100)는 사용자의 제스처(예를 들면, 스마트 기기(100)를 잡은 손을 휘두르는 동작)를 인식할 수 있고, 인식한 제스처에 따라 명령 패킷을 생성하여 로봇(200)으로 전송할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 스마트 기기(100)를 잡은 손으로 동그라미를 그리는 제스처를 취하면, 스마트 기기(100)는 "전진" 동작에 해당하는 명령 패킷을 생성하여 로봇(200)으로 전송할 수 있고, 사용자가 스마트 기기(100)를 잡은 손으로 X자 표시를 그리는 제스처를 취하면, 스마트 기기(100)는 "정지" 동작에 해당하는 명령 패킷을 생성하여 로봇(200)으로 전송할 수 있다.
사용자가 스마트 기기(100)의 화면을 터치한 상태로 스마트 기기(100)를 어느 한쪽(예를 들면, 왼쪽)으로 기울이면, 스마트 기기(100)는 기울이는 방향에 따라 해당 방향으로 이동, 즉, "왼쪽으로 이동" 동작에 해당하는 명령 패킷을 생성하여 로봇(200)으로 전송할 수 있다.
버튼 형식의 인터페이스와 같이, 제스처와 제스처마다 수행되는 로봇(200)의 모션은 사용자 입력에 의해 편집될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 로봇(200)의 모션을 선택하기 위한 인터페이스는 음성 정보일 수 있다. 스마트 기기(100)는 제어 애플리케이션을 실행하고, "음성" 메뉴가 선택되면, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 기 등록된 로봇(200)의 모션을 선택하기 위한 음성 정보의 리스트를 화면에 표시할 수 있다. 이 때, 스마트 기기(100)는 음성이 입력될 수 있는 장치를 포함할 수 있으며, 입력된 음성을 인식하여 음성이 나타내는 언어적 의미를 식별할 수 있다.
예를 들어, 사용자에 의해 "앉아"라는 음성이 입력되면, 스마트 기기(100)는 입력된 음성을 인식할 수 있고, 인식한 음성이 "앉아"라는 언어적 의미로 식별되면, "앉아"에 해당하는 로봇(200)의 모션이 선택된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 로봇(200)의 모션을 선택하기 위한 인터페이스는 인터넷을 이용한 메시지일 수 있다.
예를 들어, 스마트 기기(100)에 설치되어 있는 메신저 애플리케이션을 통해 "앉기" 메시지가 수신되면, 스마트 기기(100)는 메시지의 내용을 스마트 기기(100)의 화면 상단의 알림바에 표시할 수 있다. 이 때, 제어 애플리케이션에 대해 접근성 활성화를 설정해두면, 스마트 기기(100)는 제어 애플리케이션을 통해 알림바에 표시된 메시지의 내용에 접근이 가능하여, 메시지의 내용을 확인할 수 있으며, 확인한 메시지의 내용에 따라 "앉기" 동작에 해당하는 명령 패킷을 생성하여 로봇(200)으로 전송할 수 있고, 로봇(200)은 "앉기" 동작을 수행할 수 있다.
한편, 하나의 스마트 기기(100)를 이용하여 로봇(200)을 제어할 수도 있지만, 이에 제한되지 않으며, 다수의 스마트 기기(100)를 이용하여 로봇(200)을 제어할 수도 있다.
구체적으로, 로봇(200)과 연결된 하나의 제어기를 서버로 설정하고, 다수의 스마트 기기(100)를 클라이언트로 설정한 후, 클라이언트에서 서버 기기의 IP 주소를 지정하게 되면, 클라이언트로 설정된 다수의 스마트 기기(100)에서 로봇을 제어할 수 있다.
즉, 클라이언트로 설정된 다수의 스마트 기기(100) 중 어느 하나에서 모션이 선택되면, 스마트 기기(100)는 선택된 모션의 식별 정보를 서버로 전송하고, 서버는 스마트 기기(100)로부터 수신한 모션의 식별 정보를 이용하여, 해당 모션을 동작하는 명령 패킷을 생성한 후, 서버와 연결된 로봇에 전송하며, 로봇(200)은 서버로부터 수신한 모션을 실행할 수 있다.
예를 들어, 클라이언트로 설정된 다수의 스마트 기기(100)는 제 1 스마트 기기 및 제 2 스마트 기기를 포함하는데, 제 1 스마트 기기는 왼손 잽, 왼손 훅, 왼손 어퍼컷 등을 제스처로 미리 등록한 상태이고, 제 2 스마트 기기는 오른손 잽, 오른손 훅, 오른손 어퍼컷 등을 제스처로 미리 등록한 상태일 수 있다. 이 때, 제 1 스마트 기기를 서버로 설정하여 로봇(200)과 연결하고, 제 2 스마트 기기를 클라이언트로 설정할 수 있다.
이후, 사용자가 왼손에 제 1 스마트 기기를 들고 있는 상태에서, 왼손으로 잽, 훅, 어퍼컷 등의 제스처를 취하면, 제 1 스마트 기기는 제스처에 따라 왼손 잽, 왼손 훅, 왼손 어퍼컷 등의 동작을 위한 명령 패킷을 생성하여, 제 1 스마트 기기와 연결된 로봇(200)으로 전송할 수 있으며, 로봇(200)은 명령 패킷에 해당하는 동작을 수행할 수 있다.
사용자가 오른손에 제 2 스마트 기기를 들고 있는 상태에서, 오른손으로 잽, 훅, 어퍼컷 등의 제스처를 취하면, 제 2 스마트 기기는 제스처에 따라 모션의 식별 정보를 서버로 설정된 제 1 스마트 기기로 전송할 수 있고, 제 1 스마트 기기는 모션의 식별 정보를 이용하여, 오른손 잽, 오른손 훅, 오른손 어퍼컷 등의 동작을 위한 명령 패킷을 생성하여, 제 1 스마트 기기와 연결된 로봇(200)으로 전송할 수 있으며, 로봇(200)은 명령 패킷에 해당하는 동작을 수행할 수 있다.
이에, 사용자가 왼손 및 오른손에 제 1 스마트 기기 및 제 2 스마트 기기를 들고 있는 상태에서, 왼손 또는 오른손 등을 움직여 잽, 훅, 어퍼컷 등의 제스처를 취하는 경우, 로봇(200)은 해당 제스처에 따라 동작을 수행할 수 있으므로, 사용자는 양손으로 로봇(200)의 동작을 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 기기(100)를 이용하여 로봇(200)의 제어기(230)와 제어기(230)에 의해 제어되는 다양한 모듈을 제어할 수 있으므로, 사용자 편의성이 증대될 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 : 스마트 기기
110 : 명령 패킷 생성부
120 : 명령 패킷 전송부
130 : 상태 패킷 수신부
200 : 로봇
210 : 통신 모듈
220 : 액추에이터 모듈
230 : 제어기

Claims (8)

  1. 스마트 기기에서 사용자 입력에 의해 로봇의 모션이 선택되면, 상기 로봇의 액추에이터 모듈에 할당된 아이디, 주소 및 제어값을 참조하여, 상기 스마트 기기에 설치된 제어 애플리케이션을 통해 생성되는 명령 패킷을 수신하는 통신 모듈;
    상기 수신된 명령 패킷을 상기 액추에이터 모듈과 연결된 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 전송하여, 상기 아이디에 해당하는 액추에이터 모듈이 동작을 수행하도록 제어하는 제어기; 및
    상기 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 전송된 명령 패킷을 확인하여, 상기 명령 패킷에 해당하는 동작을 수행하는 액추에이터 모듈을 포함하는, 스마트 기기에 의해 제어되는 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 동작을 수행한 액추에이터 모듈에 의해 생성된 상태 패킷을, 상기 통신 모듈이 상기 스마트 기기로 전송하도록 제어하는, 스마트 기기에 의해 제어되는 로봇.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 액추에이터 모듈의 위치값 및 시간값을 포함하는 모션 데이터를 이용하여, 제어 테이블을 통해 상기 액추에이터 모듈의 동작을 제어하는, 스마트 기기에 의해 제어되는 로봇.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로봇의 모션은,
    상기 제어 애플리케이션을 통해 제공되는 인터페이스, 미리 등록된 제스처, 상기 사용자의 음성 정보, 메신저에 의해 수신된 메시지 중 어느 하나를 이용하여 선택되는, 스마트 기기에 의해 제어되는 로봇.
  5. 사용자 입력에 의해 로봇의 모션이 선택되면, 상기 로봇의 액추에이터 모듈에 할당된 아이디, 주소 및 제어값을 참조하여, 제어 애플리케이션을 통해 명령 패킷을 생성하고, 상기 생성된 명령 패킷을 상기 로봇으로 전송하는 스마트 기기; 및
    상기 스마트 기기로부터 상기 명령 패킷을 수신하고, 상기 명령 패킷을 상기 액추에이터 모듈과 연결된 데이지 체인 링크(Daisy Chain Link)로 내려 보내고, 상기 명령 패킷에 해당하는 상기 액추에이터 모듈의 동작을 수행하는, 로봇 제어 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 로봇은,
    상기 액추에이터 모듈의 동작을 수행하여 상태 패킷을 생성하고, 상기 생성된 상태 패킷을 상기 스마트 기기로 전송하는, 로봇 제어 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 로봇은,
    상기 액추에이터 모듈의 위치값 및 시간값을 포함하는 모션 데이터를 이용하여, 제어 테이블을 통해 상기 액추에이터 모듈의 동작을 수행하는, 로봇 제어 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 로봇의 모션은,
    상기 제어 애플리케이션을 통해 제공되는 인터페이스, 미리 등록된 제스처, 상기 사용자의 음성 정보, 메신저에 의해 수신된 메시지 중 어느 하나를 이용하여 선택되는, 로봇 제어 시스템.
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