KR20160057647A - 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 로봇의 행동에 대한 파라미터 값을 행동블록으로 생성하고, 사용자 경험치 레벨에 따라 사용자 단말기별 행동블록의 사용범위를 지정하며, 새로운 레벨에 따른 행동블록 또는 로봇의 옵션 기능 수행 여부에 따라 행동블록을 추가하는 운영 서버; 전용 어플리케이션(App)을 통해 상기 운영 서버에 접속하여, 상기 운영 서버를 통해 생성된 행동블록들을 조합하여 로봇으로 전송하는 사용자 단말기; 및 상기 사용자 단말기를 통해 전송된 조합된 행동블록 정보에 따라 구동되는 로봇; 을 포함하되, 상기 운영 서버는, 상기 사용자 경험치 레벨에 따른 단계별로 로봇 행동에 대한 파라미터 값을 설정하고, 아이콘(icon)화하여 행동블록으로 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DRIVING ROBOT USING USER TERMINAL}
본 발명은 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자율 이동형 로봇 등에 적용 가능한 다양한 직관형 행동블록(action-block)을 생성하고, 생성된 행동블록을 사용자 단말기를 이용하여 다운로드 및 조합하여 자율 이동형 로봇을 구동시키는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 이동형 로봇 구동 기술과 관련해서는, 한국공개특허 제10-2014-0040094호(이하, '선행문헌') 외에 다수 등록 및 공개되어 있다.
상기한 선행문헌은, 도 1 에 도시된 바와 같이 원격현전 로봇(telepresence robot)으로서, 상부(upper portion)와; 상부에 회전 가능하게 결합된 하부(lower portion)와; 구동 명령어에 따라 원격현전 로봇을 이동시키도록 구성된 구동 시스템과; 구동 시스템과 통신 상태에 있는 제어 시스템으로서, 구동 시스템이 원격현전 로봇을 이동시키도록 구동 명령어를 생성하도록 구성된, 제어 시스템; 및 상부와 하부를 독립적으로 회전시킴으로써 제 1 의 진행방향으로부터 제 2 의 진행방향으로 로봇을 회전시키도록 구성된 회전 시스템을 포함하여 이루어지며, 이러한 회전 시스템은, 로봇의 상부를 제 2 의 진행방향 쪽으로 회전시키고; 로봇의 상부가 로봇의 하부에 대해 로봇의 상부의 패닝 한계(panning limit)에 도달하였음을 검출하며; 로봇의 상부의 패닝 한계에서 제 2 의 진행방향 쪽으로 로봇의 하부를 회전시키기를 시작하고; 로봇의 상부가 제 2 의 진행방향에 도달하였음을 검출하며; 로봇의 상부가 제 2 의 진행방향을 유지하도록, 로봇의 상부를 동시에 반대방향으로 회전시키면서 로봇의 하부를 제 2 의 진행방향 쪽으로 계속하여 회전시킴으로써, 로봇을 제 2 의 진행방향 쪽으로 회전시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 최근 민간용, 군사용, 교육용 로봇 개발이 활발히 이루어지고 있다.
기존의 LEGO 社의 NXT제품은 제어장치에 센서와 모터 등을 장착하여 확장성을 높으나, 높은 가격을 형성하고 있다. 또한, 국내 로보티즈 社의 올로이드 제품은 자체 개발한 서보모터를 적용하였고 기구에 대한 품질이 좋지만, 가격은 LEGO 社와 유사한 수준이다.
이러한 기존의 제품은 대부분 고가이며, 도 2 에 도시된 바와 같이 전문지식이 필요한 프로그래밍 방식을 통해 로봇에 동작 설정을 입력하는 방식으로서, 개인적으로 제어 알고리즘을 설정하여 사용할 수 없어, 이미 설정되어 있는 알고리즘을 사용자 임의대로 변경하거나, 전문적인 지식을 가지지 못한 일반인이나 학생들이 다루기에는 매우 어려운 문제가 있다.
이에, 로봇이 움직일 수 있는 행동방식에 대한 파라미터(Parameter)를 보다 직관적인 형태를 가지는 행동블록으로 생성하고, 생성된 행동블록을 사용자 단말기를 이용하여 다운로드 및 조합하여 자율 이동형 로봇에 직접 활용할 수 있도록 하며, 저가의 비용으로 디바이스 상에서 몇 번의 터치 또는 클릭만으로 로봇의 행동방식을 쉽게 설정할 수 있는 기술에 대한 요구가 대두되고 있다.
한국공개특허 제10-2014-0040094호.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 기술적 과제는, 로봇에 대한 행동블록을 직관적인 형태로 생성하여 선택 및 조합할 수 있도록 제공함으로써, 사용자의 개별적인 로봇의 행동방식을 구현할 수 있도록 함에 있다.
또한 본 발명의 제 2 기술적 과제는, 로봇에 대한 행동블록을 아이콘 형태로 생성하여, 스마트폰 등의 사용자 모바일 단말기에 적용 가능한 앱(app) 형태로 제공 가능함으로써, 사용 확장성을 높일 수 있도록 함에 있다.
또한 본 발명의 제 3 기술적 과제는, 사용자 단말기를 통해 조합된 행동블록 정보를 로봇으로 무선 전송함으로써, 조합된 행동블록 정보를 바탕으로 로봇을 다양한 형태의 행동방식으로 손쉽게 구동시킬 수 있으며, 로봇 본체를 카메라, 센서, 로봇팔, 휠 등이 추가될 수 있는 확장 키트(kit)가 결합될 수 있는 형태로 구성함으로써, 협동주행, 지원주행 및 야외주행 등의 다양한 미션용 옵션 기능을 수행하도록 함에 있다.
그리고 본 발명의 제 4 기술적 과제는, 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신을 이용하여 로봇간 서로의 위치 및 동작상태 정보를 주고 받을 수 있으며, 각각의 로봇은 각종 센서를 통한 주변 장애물을 감지하고 로봇간 접촉 유무를 감지함으로써, 큰 장애요소 없이 사용자의 의도대로 로봇의 동작 패턴을 구현할 수 있도록 함에 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템에 관한 것으로서, 로봇의 행동에 대한 파라미터 값을 행동블록으로 생성하고, 사용자 경험치 레벨에 따라 사용자 단말기별 행동블록의 사용범위를 지정하며, 새로운 레벨에 따른 행동블록 또는 로봇의 옵션 기능 수행 여부에 따라 행동블록을 추가하는 운영 서버; 전용 어플리케이션(App)을 통해 상기 운영 서버에 접속하여, 상기 운영 서버를 통해 생성된 행동블록들을 조합하여 로봇으로 전송하는 사용자 단말기; 및 상기 사용자 단말기를 통해 전송된 조합된 행동블록 정보에 따라 구동되는 로봇; 을 포함하되, 상기 운영 서버는, 상기 사용자 경험치 레벨에 따른 단계별로 로봇 행동에 대한 파라미터 값을 설정하고, 아이콘(icon)화하여 행동블록으로 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 운영 서버는, 상기 사용자 경험치 레벨에 따라 단계를 구분하며, 각 단계별로 이동방향, 속도, 턴(turn), 백턴(back turn) 및 장애물 탐지거리 중, 적어도 어느 하나 이상의 로봇 행동에 대한 파라미터 값을 설정하고, 아이콘(icon)화하여 행동블록으로 생성하는 행동블록 생성부; 로봇의 기본 동작을 포함한 상기 행동블록 생성부를 통해 생성된 행동블록들을 저장하고 있는 저장부; 사용자 경험치 레벨에 따른 행동블록의 사용범위를 구분하고 있어, 행동블록 조합에 따른 상기 사용자 단말기별 로봇 주행 경험여부 및 경험여부에 따른 경험치 레벨을 확인하여, 레벨에 따른 상기 사용자 단말기별 행동블록의 사용범위를 지정하는 사용범위 지정부; 및 상기 사용자 경험치 레벨에 따라 새로운 레벨을 추가할 수 있으며, 새로운 레벨에 따른 행동블록 또는 상기 로봇의 옵션 기능 수행 여부에 따른 행동블록을 추가하는 추가부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 추가부는, 상기 사용자 단말기로부터 로봇에 대한 옵션 모듈 정보를 수신할 경우, 해당 옵션 모듈의 기능 수행을 위한 행동블록을 추가하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 사용자 단말기는, 상기 운영 서버를 통해 생성된 행동블록을 다운로드하여 조합하는 행동블록 조합부; 및 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 중, 적어도 하나 이상의 통신방식을 이용하여, 상기 로봇으로부터 위치 및 동작상태 정보를 수신하여 확인하며, 상기 행동블록 조합부를 통해 조합된 행동블록 정보를 상기 로봇으로 전송하는 인터페이스부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 로봇은, 옵션 기능 수행을 위한 모듈 장착이 가능하도록 확장 키트(kit)가 결합될 수 있는 형태로 구성되며, 각 면에 복수개의 홀(hole)이 형성되어 있는 몸체부; 상기 사용자 단말기로부터 조합된 행동블록 정보를 수신하는 인터페이스부; 및 상기 사용자 단말기로부터 수신한 조합된 행동블록 정보를 바탕으로 로봇을 구동시키는 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 로봇은, 움직임을 감지하는 센서를 이용하여, 위치 및 동작상태 정보를 취득하는 동작상태 정보 취득부; 카메라, 적외선 센서 및 초음파 센서 중, 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 장애물을 감지하며, NFC 또는 RFID 태그를 이용하여 타 로봇과의 접촉 유무를 감지하는 장애물 및 접촉 감지부; 및 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 중, 적어도 하나 이상의 통신방식을 이용하여, 위치 및 동작상태 정보에 관하여 타 로봇과 송수신하는 통신부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 인터페이스부는, 상기 사용자 단말기로 로봇의 위치 및 동작상태 정보를 전송하며, 장애물 감지 여부 및 타 로봇과의 접촉 유무 정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 사용자 경험치 레벨은, 상기 로봇에 대한 사용자 단말기를 이용한 직접 제어, 독립 자율주행, 협동주행 및 지원주행 중, 적어도 하나 이상의 주행에 대한 경험치 레벨인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 방법에 관한 것으로서, (a) 운영 서버가 사용자 경험치 레벨에 따라 단계를 구분하는 단계; (b) 상기 운영 서버가 각 단계별로 이동방향, 속도, 턴(turn), 백턴(back turn) 및 장애물 탐지거리 중, 적어도 하나 이상의 로봇 행동에 대한 파라미터 값을 설정하고, 아이콘(icon)화하여 행동블록으로 생성하는 단계; (c) 상기 운영 서버가 행동블록 조합에 따른 사용자 단말기별 로봇 주행 경험여부 및 경험여부에 따른 경험치 레벨을 확인하여, 레벨에 따른 사용자 단말기별 행동블록의 사용범위를 지정하는 단계; (d) 상기 운영 서버가 상기 사용자 단말기로부터 로봇에 대한 옵션 모듈 정보가 수신되는지 여부를 판단하는 단계; (e) 상기 (d) 단계의 판단결과, 옵션 모듈 정보가 수신될 경우, 상기 운영 서버가 해당 옵션 모듈의 기능 수행을 위한 행동블록을 추가하는 단계; (f) 상기 사용자 단말기가 운영 서버를 통해 생성된 행동블록을 다운로드 하여 조합하는 단계; (g) 상기 사용자 단말기가 조합된 행동블록 정보를 상기 로봇으로 전송하는 단계; (h) 상기 로봇이 타 로봇으로부터 위치 및 동작상태 정보가 수신되지 않았는지 여부를 판단하는 단계; 및 (i) 상기 (h) 단계의 판단결과, 상기 타 로봇으로부터 위치 및 동작상태 정보가 수신되지 않은 경우, 상기 로봇이 사용자 단말기로부터 수신한 조합된 행동블록 정보를 바탕으로 구동하는 단계; 를 포함한다.
또한 (j) 상기 (h) 단계의 판단결과, 타 로봇으로부터 위치 및 동작상태 정보가 수신된 경우, 상기 로봇이 타 로봇의 위치 및 동작상태 정보와 함께, 본 로봇의 위치 및 동작상태 정보, 장애물 감지 여부 및 타 로봇과의 접촉 유무 정보 중, 적어도 하나 이상의 정보를 추가 반영하여 구동하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 (h) 단계에서, 상기 로봇이 타 로봇과 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 중, 적어도 하나 이상의 방식으로 통신하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 사용자 경험치 레벨은, 상기 로봇에 대한 사용자 단말기를 이용한 직접 제어, 독립 자율주행, 협동주행 및 지원주행 중, 적어도 하나 이상의 주행에 대한 경험치 레벨인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 로봇에 대한 행동블록을 직관적인 형태로 생성하여 선택 및 조합할 수 있도록 제공함으로써, 사용자의 개별적인 로봇의 행동방식을 구현할 수 있으며, 생성된 행동블록을 사용자 단말기를 이용하여 다운로드 및 조합하여 자율 이동형 로봇을 구동시킨다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전문지식이 필요한 프로그래밍 방식을 통해 로봇에 동작 설정을 입력함으로써 개인적으로 제어 알고리즘을 설정하여 사용할 수 없던 종래와 달리, 로봇의 움직임을 사용자가 직접 만듬으로써, 로봇에 대한 보다 다양한 동작 패턴을 설정할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 로봇에 대한 행동블록을 아이콘 형태로 생성하여, 스마트폰 등의 모바일 단말에 적용 가능한 앱(app) 형태로 제공 가능함으로써, 사용 확장성을 높일 수 있는 효과도 있다.
또한 본 발명에 따르면, 사용자 단말기를 통해 조합된 행동블록 정보를 로봇으로 무선 전송함으로써, 조합된 행동블록 정보를 바탕으로 로봇을 다양한 형태의 행동방식으로 손쉽게 구동시킬 수 있는 효과도 있다.
또한 본 발명에 따르면, 로봇 본체를 로봇팔, 확장 휠, LED, 카메라, 적외선 센서 및 초음파 센서, NFC, RFID 태그 등의 옵션 기능 수행을 위한 옵션 모듈이 추가될 수 있는 확장 키트(kit)가 결합될 수 있는 형태로 구성함으로써, 협동주행, 지원주행 및 야외주행 등의 다양한 미션용 옵션 기능을 수행할 수 있는 효과도 있다.
그리고 본 발명에 따르면, 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신을 이용하여 로봇간 서로의 위치 및 동작상태 정보를 주고 받을 수 있으며, 각각의 로봇은 각종 센서를 통한 주변 장애물을 감지하고 로봇간 접촉 유무를 감지할 수 있어, 큰 장애요소 없이 사용자의 의도대로 로봇의 동작 패턴을 구현할 수 있는 효과도 있다.
도 1 은 종래의 자율 이동형 로봇에 대한 동작을 설정하기 위한 기술에 관한 구성도.
도 2 는 프로그래밍 방식을 통해 로봇에 동작 설정을 입력하는 종래 방식을 보이는 일예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 기본(Basic) 단계, 표준(Standard) 단계 및 응용(Application) 단계 등으로 구분된 사용자 경험치 레벨 및 아이콘화하여 생성된 행동블록을 보이는 일예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 행동블록 생성부가 개발자 단말기이거나, 행동블록 생성부가 개발자 단말기를 통해 생성된 행동블록을 업로드 받는 모습을 보이는 일예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 경험치 레벨을 설명하기 위한 사용자 단말기를 이용한 직접 제어, 독립 자율주행, 협동주행 및 지원주행을 보이는 일예시도.
도 7 은 본 발명에 따른 사용자 단말기의 행동블록 조합부가 행동블록을 조합하는 모습을 보이는 일예시도.
도 8 은 본 발명에 따른 큐빅 형태를 가지는 로봇에 관한 외관도.
도 9 는 본 발명에 따른 확장 휠 및 이의 구동모듈을 장착한 모습을 보이는 일예시도.
도 10 은 본 발명에 따른 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 방법에 관한 전체 흐름도.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템에 관하여 도 3 내지 도 9 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명에 따른 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템(S)을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 운영 서버(100), 사용자 단말기(200) 및 로봇(300)을 포함하여 이루어진다.
운영 서버(100)는 로봇(300)의 다양한 행동에 대한 파라미터 값을 행동블록으로 생성하고, 사용자 경험치 레벨에 따라 사용자 단말기(200)별 행동블록의 사용범위를 지정하며, 새로운 레벨에 따른 행동블록 또는 로봇(300)의 옵션 기능 수행 여부에 따라 행동블록을 추가하는 기능을 수행하는 바, 도 3 에 도시된 바와 같이 행동블록 생성부(110), 저장부(120), 사용범위 지정부(130) 및 추가부(140)를 포함한다.
구체적으로, 행동블록 생성부(110)는 도 4 에 도시된 바와 같이, 기본(Basic) 단계, 표준(Standard) 단계 및 응용(Application) 단계 등으로 사용자 경험치 레벨에 따라 단계를 구분하며, 각 단계별로 이동방향(각도), 속도, 턴(turn), 백턴(back turn) 및 장애물 탐지거리 등의 로봇 행동에 대한 파라미터 값을 다양하게 설정하고, 전체적으로 아이콘(icon)화하여 행동블록으로 생성한다.
예를 들어, 기본(basic) 단계에서, '30m/s의 속도로' , '턴(turn) 및 백턴(back turn)' 등으로 아이콘화하여 행동블록으로 생성하며, 표준(Standard) 단계에서, '장애물 끼고 턴(turn)' 등으로 다양하게 아이콘화하여 행동블록으로 생성한다.
이때, 행동블록 생성부(110)는 도 5 의 (a) 에 도시된 바와 같이, 별도의 개발자 단말기일 수도 있으며, 도 5 의 (b) 에 도시된 바와 같이 개발자 단말기(10)를 통해 이미 생성된 행동블록을 업로드 받는 수단일 수도 있다. 참고로, 개발자 단말기(10)는 다양한 웹에 접속이 가능한 퍼스널 컴퓨터, 스마트 폰, 태블릿 PC 등을 포함하는 컴퓨터 장치이다.
저장부(120)는 로봇(300)의 기본 동작을 포함한 행동블록 생성부(110)를 통해 생성된 행동블록들을 저장하고 있다.
사용범위 지정부(130)는 사용자 경험치 레벨에 따른 행동블록의 사용범위를 구분하고 있어, 행동블록 조합에 따른 사용자 단말기(200)별 로봇 주행 경험여부 및 경험여부에 따른 경험치 레벨을 확인하여, 레벨에 따른 사용자 단말기(200)별 행동블록의 사용범위를 지정한다.
여기서, 사용자 경험치 레벨은, 도 6 에 도시된 바와 같이 로봇(300)에 대한 사용자 단말기를 이용한 직접 제어(도 6 의 (a)), 독립 자율주행(도 6 의 (b)), 협동주행(도 6 의 (c)) 및 지원주행(도 6 의 (d)) 등에 대한 경험치 레벨로서, 사용범위 지정부(130)은 기본(Basic) 단계에 속하는 레벨일 경우, 기본(Basic) 단계에 포함되어 있는 행동블록을 이용 가능하도록 제공한다.
추가부(140)은 사용자 경험치 레벨에 따라 새로운 레벨을 추가할 수 있으며, 새로운 레벨에 따른 행동블록 또는 로봇(300)의 옵션 기능 수행 여부에 따른 행동블록을 추가한다.
더욱 구체적으로, 추가부(140)는 사용자 단말기(200)로부터 로봇(300)에 대한 옵션 모듈 정보를 수신할 경우, 해당 옵션 모듈의 기능 수행을 위한 행동블록을 추가할 수 있다.
즉, 로봇(300)에 로봇팔, 확장 휠, LED, 카메라, 적외선 센서 및 초음파 센서, NFC, RFID 태그 등의 옵션 기능 수행을 위한 옵션 모듈이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 로봇(300)에 장애물을 확인할 수 있는 카메라, 적외선 센서 및 초음파 센서 등이 적용된 경우, 추가부(140)는 사용자 단말기(200)로부터 로봇(300)에 대한 해당 옵션 모듈 정보를 수신하며, 이에 따라 장애물 탐지거리와 같은 행동블록을 추가할 수 있다.
사용자 단말기(200)는 전용 어플리케이션(App)을 통해 운영 서버(100)에 접속하여, 운영 서버(100)를 통해 생성된 행동블록들을 조합하여 로봇(300)으로 전송하는 기능을 수행하는 바, 도 3 에 도시된 바와 같이 행동블록 조합부(210) 및 인터페이스부(220)를 포함한다.
구체적으로, 행동블록 조합부(210)는 도 7 에 도시된 바와 같이 운영 서버(100)를 통해 생성된 복수개의 행동블록을 다운로드 하여 조합한다.
인터페이스부(220)는 로봇(300)으로부터 로봇(300)의 위치 및 동작상태 정보를 수신하여 확인하며, 행동블록 조합부(210)를 통해 조합된 행동블록 정보를 로봇(300)으로 전송한다. 또한, 인터페이스부(220)는 로봇(300)에 대한 기본적인 구동 제어신호를 전송할 수도 있다.
본 실시예에서, 사용자 단말기(200)와 로봇(300)과의 통신 방식을 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신 방식으로 설정하겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
로봇(300)은 도 8 에 도시된 바와 같이, 전체적으로 모서리가 둥근 큐빅 형태로서, 센서를 통해 감지된 정보 및 사용자 단말기(200)를 통해 전송된 조합된 행동블록 정보에 따라 구동되는 바, 도 3 에 도시된 바와 같이 몸체부(310)와, 상기 몸체부(310) 내부 또는 외부에 구비되는 동작상태 정보 취득부(320), 장애물 및 접촉 감지부(330), 인터페이스부(340), 통신부(350) 및 구동부(360)를 포함한다.
구체적으로, 몸체부(310)는 로봇팔, 확장 휠, LED, 카메라, 적외선 센서 및 초음파 센서, NFC, RFID 태그 등의 옵션 기능 수행을 위한 모듈 장착이 가능하도록 확장 키트(kit)가 결합될 수 있는 형태로 구성되며, 이를 위해 각 면에 복수개의 홀(hole)이 형성될 수 있다.
일예로서, 야외 주행에 적합하도록 확장 휠 및 이를 위한 확장모듈을 장착한 모습은 도 9 에 도시된 바와 같다.
동작상태 정보 취득부(320)는 가속도(Acceleration) 센서, 자이로(Gyro) 센서, 자기(magnetic) 센서 등을 이용하여, 위치 및 동작상태 정보를 취득한다.
장애물 및 접촉 감지부(330)는 카메라, 적외선 센서 및 초음파 센서 등을 이용하여 장애물을 감지하며, NFC 또는 RFID 태그를 이용하여 타 로봇과의 접촉 유무를 감지한다.
인터페이스부(340)는 사용자 단말기(200)로 동작상태 정보 취득부(320)를 통해 취득한 로봇(300)의 위치 및 동작상태 정보를 전송하며, 사용자 단말기(200)로부터 조합된 행동블록 정보를 수신한다. 또한, 인터페이스부(340)는 장애물 및 접촉 감지부(330)를 통해 감지한 장애물 감지 여부 및 타 로봇과의 접촉 유무 정보를 포함하여 전송할 수 있다.
통신부(350)는 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신을 이용하여, 위치 및 동작상태 정보에 관하여 타 로봇과 송수신한다.
구동부(360)은 몸체부(310)의 하측 양단에 주행을 위한 휠 모터와 연결되어, 동작상태 정보 취득부(320) 및 장애물 및 접촉 감지부(330)를 통해 감지된 정보와, 통신부(350)를 통해 수신된 타 로봇의 위치 및 동작상태 정보, 그리고 사용자 단말기(200)로부터 수신한 조합된 행동블록 정보를 바탕으로 로봇(300)을 구동시킨다.
이하에서는, 상술한 시스템을 이용한 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 방법에 관하여 도 10 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 10 은 본 발명에 따른 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 방법에 관한 전체 흐름도로서, 도시된 바와 같이 운영 서버(100)의 행동블록 생성부(110)는 기본(Basic) 단계, 표준(Standrd) 단계 및 응용(Application) 단계 등으로 사용자 경험치 레벨에 따라 단계를 구분하며(S10), 각 단계별로 이동방향(각도), 속도, 턴(turn), 백턴(back turn) 및 장애물 탐지거리 등의 로봇 행동에 대한 파라미터 값을 다양하게 설정하고(S20), 전체적으로 아이콘(icon)화하여 행동블록으로 생성한다(S30).
이후, 사용범위 지정부(130)는 행동블록 조합에 따른 사용자 단말기(200)별 로봇 주행 경험여부 및 경험여부에 따른 경험치 레벨을 확인하여(S40), 레벨에 따른 사용자 단말기(200)별 행동블록의 사용범위를 지정한다(S50).
또한, 추가부(140)는 사용자 단말기(200)로부터 로봇(300)에 대한 옵션 모듈 정보가 수신되는지 여부를 판단한다(S60).
제S60 단계의 판단결과, 옵션 모듈 정보가 수신될 경우, 추가부(140)는 해당 옵션 모듈의 기능 수행을 위한 행동블록을 추가한다(S70).
뒤이어, 사용자 단말기(200)의 행동블록 조합부(210)는 운영 서버(100)를 통해 생성된 복수개의 행동블록을 다운로드하여 조합하며(S80), 인터페이스부(220)는 행동블록 조합부(210)를 통해 조합된 행동블록 정보를 로봇(300)으로 전송한다(S90). 이때, 인터페이스부(220)는 조합된 행동블록 정보를 전송하기 이전에, 로봇(300)의 위치 및 동작상태 정보를 수신하여 확인할 수도 있다.
그리고, 로봇(300)의 인터페이스부(340)는 사용자 단말기(200)로부터 조합된 행동블록 정보를 수신하며(S100), 로봇(300)의 통신부(350)는 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신을 이용하여, 타 로봇으로부터 위치 및 동작상태 정보가 수신되지 않았는지 여부를 판단한다(S110).
제S110 단계의 판단결과, 타 로봇으로부터 위치 및 동작상태 정보가 수신되지 않은 경우, 구동부(360)는 조합된 행동블록 정보를 바탕으로 로봇(300)을 구동시킨다(S120).
한편, 제S110 단계의 판단결과, 타 로봇으로부터 위치 및 동작상태 정보가 수신된 경우, 통신부(350)는 수신한 타 로봇의 위치 및 동작상태 정보를 구동부(360)로 전송하며(S130), 구동부(360)는 타 로봇의 위치 및 동작상태 정보와, 동작상태 정보 취득부(320) 및 장애물 및 접촉 감지부(330)를 통해 감지된 정보를 추가 반영하여 로봇(300)을 구동시킨다(S140).
그리고, 제S60 단계의 판단결과, 옵션 모듈 정보가 수신되지 않을 경우, 추가부(140)는 제S80 단계로 절차를 이행한다.
지금까지 상술한 바와 같은, 본 발명에 따른 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템 및 그 방법은, 로봇에 대한 행동블록을 직관적인 형태로 생성하여 선택 및 조합할 수 있도록 제공함으로써, 사용자의 개별적인 로봇의 행동방식을 구현할 수 있으며, 생성된 행동블록을 사용자 단말기를 이용하여 다운로드 및 조합하여 자율 이동형 로봇을 구동시킨다.
즉, 사용자의 개별적인 로봇의 행동방식을 구현할 수 있어, 사용자의 창의성, 문제해결능력, 로봇과 제어시스템에 대한 이해력을 향상시킬 수 있으며, 로봇에 대한 흥미와 이해도를 강화시킬 수 있다는 특징적인 장점을 가진다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100: 운영 서버 200: 사용자 단말기
300: 로봇 110: 행동블록 생성부
120: 저장부 130: 사용범위 지정부
140: 추가부 210: 행동블록 조합부
220: 인터페이스부 310: 몸체부
320: 동작상태 정보 취득부 330: 장애물 및 접촉 감지부
340: 인터페이스부 350: 통신부
360: 구동부 10: 개발자 단말기

Claims (12)

  1. 로봇의 행동에 대한 파라미터 값을 행동블록으로 생성하고, 사용자 경험치 레벨에 따라 사용자 단말기별 행동블록의 사용범위를 지정하며, 새로운 레벨에 따른 행동블록 또는 로봇의 옵션 기능 수행 여부에 따라 행동블록을 추가하는 운영 서버;
    전용 어플리케이션(App)을 통해 상기 운영 서버에 접속하여, 상기 운영 서버를 통해 생성된 행동블록들을 조합하여 로봇으로 전송하는 사용자 단말기; 및
    상기 사용자 단말기를 통해 전송된 조합된 행동블록 정보에 따라 구동되는 로봇; 을 포함하되,
    상기 운영 서버는,
    상기 사용자 경험치 레벨에 따른 단계별로 로봇 행동에 대한 파라미터 값을 설정하고, 아이콘(icon)화하여 행동블록으로 생성하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 운영 서버는,
    상기 사용자 경험치 레벨에 따라 단계를 구분하며, 각 단계별로 이동방향, 속도, 턴(turn), 백턴(back turn) 및 장애물 탐지거리 중, 적어도 어느 하나 이상의 로봇 행동에 대한 파라미터 값을 설정하고, 아이콘(icon)화하여 행동블록으로 생성하는 행동블록 생성부;
    로봇의 기본 동작을 포함한 상기 행동블록 생성부를 통해 생성된 행동블록들을 저장하고 있는 저장부;
    사용자 경험치 레벨에 따른 행동블록의 사용범위를 구분하고 있어, 행동블록 조합에 따른 상기 사용자 단말기별 로봇 주행 경험여부 및 경험여부에 따른 경험치 레벨을 확인하여, 레벨에 따른 상기 사용자 단말기별 행동블록의 사용범위를 지정하는 사용범위 지정부; 및
    상기 사용자 경험치 레벨에 따라 새로운 레벨을 추가할 수 있으며, 새로운 레벨에 따른 행동블록 또는 상기 로봇의 옵션 기능 수행 여부에 따른 행동블록을 추가하는 추가부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 추가부는,
    상기 사용자 단말기로부터 로봇에 대한 옵션 모듈 정보를 수신할 경우, 해당 옵션 모듈의 기능 수행을 위한 행동블록을 추가하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기는,
    상기 운영 서버를 통해 생성된 행동블록을 다운로드하여 조합하는 행동블록 조합부; 및
    블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 중, 적어도 하나 이상의 통신방식을 이용하여, 상기 로봇으로부터 위치 및 동작상태 정보를 수신하여 확인하며, 상기 행동블록 조합부를 통해 조합된 행동블록 정보를 상기 로봇으로 전송하는 인터페이스부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇은,
    옵션 기능 수행을 위한 모듈 장착이 가능하도록 확장 키트(kit)가 결합될 수 있는 형태로 구성되며, 각 면에 복수개의 홀(hole)이 형성되어 있는 몸체부;
    상기 사용자 단말기로부터 조합된 행동블록 정보를 수신하는 인터페이스부; 및
    상기 사용자 단말기로부터 수신한 조합된 행동블록 정보를 바탕으로 로봇을 구동시키는 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 로봇은,
    움직임을 감지하는 센서를 이용하여, 위치 및 동작상태 정보를 취득하는 동작상태 정보 취득부;
    카메라, 적외선 센서 및 초음파 센서 중, 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 장애물을 감지하며, NFC 또는 RFID 태그를 이용하여 타 로봇과의 접촉 유무를 감지하는 장애물 및 접촉 감지부; 및
    블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 중, 적어도 하나 이상의 통신방식을 이용하여, 위치 및 동작상태 정보에 관하여 타 로봇과 송수신하는 통신부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 인터페이스부는,
    상기 사용자 단말기로 로봇의 위치 및 동작상태 정보를 전송하며, 장애물 감지 여부 및 타 로봇과의 접촉 유무 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 경험치 레벨은,
    상기 로봇에 대한 사용자 단말기를 이용한 직접 제어, 독립 자율주행, 협동주행 및 지원주행 중, 적어도 하나 이상의 주행에 대한 경험치 레벨인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 시스템.
  9. (a) 운영 서버가 사용자 경험치 레벨에 따라 단계를 구분하는 단계;
    (b) 상기 운영 서버가 각 단계별로 이동방향, 속도, 턴(turn), 백턴(back turn) 및 장애물 탐지거리 중, 적어도 하나 이상의 로봇 행동에 대한 파라미터 값을 설정하고, 아이콘(icon)화하여 행동블록으로 생성하는 단계;
    (c) 상기 운영 서버가 행동블록 조합에 따른 사용자 단말기별 로봇 주행 경험여부 및 경험여부에 따른 경험치 레벨을 확인하여, 레벨에 따른 사용자 단말기별 행동블록의 사용범위를 지정하는 단계;
    (d) 상기 운영 서버가 상기 사용자 단말기로부터 로봇에 대한 옵션 모듈 정보가 수신되는지 여부를 판단하는 단계;
    (e) 상기 (d) 단계의 판단결과, 옵션 모듈 정보가 수신될 경우, 상기 운영 서버가 해당 옵션 모듈의 기능 수행을 위한 행동블록을 추가하는 단계;
    (f) 상기 사용자 단말기가 운영 서버를 통해 생성된 행동블록을 다운로드 하여 조합하는 단계;
    (g) 상기 사용자 단말기가 조합된 행동블록 정보를 상기 로봇으로 전송하는 단계;
    (h) 상기 로봇이 타 로봇으로부터 위치 및 동작상태 정보가 수신되지 않았는지 여부를 판단하는 단계; 및
    (i) 상기 (h) 단계의 판단결과, 상기 타 로봇으로부터 위치 및 동작상태 정보가 수신되지 않은 경우, 상기 로봇이 사용자 단말기로부터 수신한 조합된 행동블록 정보를 바탕으로 구동하는 단계; 를 포함하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    (j) 상기 (h) 단계의 판단결과, 타 로봇으로부터 위치 및 동작상태 정보가 수신된 경우, 상기 로봇이 타 로봇의 위치 및 동작상태 정보와 함께, 본 로봇의 위치 및 동작상태 정보, 장애물 감지 여부 및 타 로봇과의 접촉 유무 정보 중, 적어도 하나 이상의 정보를 추가 반영하여 구동하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 (h) 단계에서,
    상기 로봇이 타 로봇과 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 중, 적어도 하나 이상의 방식으로 통신하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 사용자 경험치 레벨은,
    상기 로봇에 대한 사용자 단말기를 이용한 직접 제어, 독립 자율주행, 협동주행 및 지원주행 중, 적어도 하나 이상의 주행에 대한 경험치 레벨인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기를 이용한 로봇 구동 방법.
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