KR20190061961A - Integrated Platform - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an integrated platform capable of correctly controlling a motion simulated by a game engine in a robot arm in real-time. According to the present invention, the integrated platform comprises: a user interface platform (100); a bridge platform (200); and a control-target unit platform (300) including one or more unit control targets (2) performing a motion based on inputted data.

Description

통합 플랫폼{Integrated Platform}Integrated Platform {Integrated Platform}

본 발명은 3D 게임 엔진의 UI(user Interface)를 이용하여 로봇 암(Robot Arm)의 실시간 이동 경로 및 제어를 동시에 실시할 수 있는 것으로서, 보다 상세하게는 게임 엔진과 로봇 암이 결합된 통합 플랫폼에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated platform in which a game engine and a robot arm are combined to perform a real-time movement path and control of a robot arm using a UI (user interface) of a 3D game engine .

일반적으로 반복적인 작업이 수행되는 자동화 생산라인 또는 제조현장에서는 제조용 로봇이 사용된다.Generally, automated robots are used in automated production lines or manufacturing sites where repetitive operations are performed.

상기 제조용 로봇은 자동차, 반도체 또는 전기전자와 같이 다양한 산업 현장에서 사용되고 있으나, 작업자와의 충돌 또는 상기 로봇 암의 파손을 방지하기 위해 다양한 안정 장비가 구비된 조건에서 사용되고 있다.The manufacturing robot is used in a variety of industrial fields such as automobiles, semiconductors, and electric appliances. However, the manufacturing robot is used under various conditions in order to prevent collision with an operator or breakage of the robot arm.

최근에는 제조현장을 벗어나 의료, 공연, 영화, 놀이동산, 광고 분야 에서와 같이 다양한 산업 분야에서 다양한 용도로 로봇이 사용되고 있으며, 일 예로 광고용 홍보 효과를 위한 로봇 암이 사용되고 있다.In recent years, robots have been used for various purposes in a variety of industrial fields such as medical, performance, movie, amusement arcade, and advertisement fields beyond the manufacturing site. For example, robot arms for promoting advertisement are used.

또한 상기 로봇 암 중 영상과 함께 물리적 움직임을 제공하는 가상현실 장비에도 사용되고 있다. 여기서 가상현실(Virtual Reality, VR)이란 어떤 특정한 환경이나 상황을 컴퓨터로 생성하고, 가상현실을 체험하는 사람이 실제 주변 상황 또는 환경과 상호작용을 하고 있는 것처럼 만들어 주는 인간과 컴퓨터 사이의 인터페이스를 의미한다.It is also used in virtual reality equipment that provides physical motion with the robot arm images. Virtual Reality (VR) is a term used to describe the interface between a person and a computer that creates a specific environment or situation as a computer and makes the person experiencing the virtual reality interact with the surrounding environment or environment. do.

이러한 가상현실은 인공현실, 사이버 공간, 가상세계, 가상환경, 합성환경, 인공환경 등으로도 불리고 있다.Such virtual reality is also called artificial reality, cyber space, virtual world, virtual environment, synthetic environment, artificial environment and so on.

가상현실의 사용 목적은 사람들이 일상적으로 경험하기 어려운 환경을 직접 체험하지 않고도 실제 환경에 들어와 있는 것처럼 보여주고 조작할 수 있게 하는 것으로서, 최근에는 교육, 고급 프로그래밍, 원격조작 등의 분야에 응용되고 있다.The purpose of using virtual reality is to be able to show and manipulate the virtual environment as if it is in a real environment without experiencing the environment which is difficult for people to experience on a daily basis. Recently, it has been applied to education, advanced programming and remote operation .

상기 로봇 암은 일 예로 제조현장에서 사용될 때 정해진 구간에서 사전에 입력된 경로를 따라 움직이면서 반복적인 작업을 수행하게 된다.For example, when the robot arm is used at a manufacturing site, the robot arm performs repetitive operations while moving along a predetermined path in a predetermined section.

이 경우 단순 반복 작업에는 로봇 암이 유리할 수 있으나, 각종 공연, 영화, 놀이동산, 광고 분야 에서와 같이 다양한 상황에 따라 다양한 모션으로 구동할 경우에는 제한이 따르게 된다.In this case, the robot arm may be advantageous for the simple repetition work, but the robot arm is limited in various motions according to various situations such as various performances, movies, playgrounds, and advertisements.

따라서 상기 로봇 암이 전술한 바와 같이 다양한 상황에 따라 다양한 모션으로 구동시키기 위해서는 조작자의 의도에 맞는 다양한 경로가 실시간으로 안전하게 생성되어야 하고, 실시간으로 이동 경로가 정확하게 생성되고 제어되기 위한 플랫폼의 개발이 필요하게 되었다.Therefore, in order to drive the robot arm in various motions according to various situations as described above, it is necessary to develop various platforms in order to securely generate various paths corresponding to the intention of the operator in real time and accurately generate and control the movement path in real time .

대한민국등록특허 제10-1673978호(1026년 11월 2일)Korean Patent No. 10-1673978 (November 2, 1026)

본 발명의 실시 예들은 단일 또는 복수의 로봇 암에 대한 실시간 제어 및 시뮬레이션된 모션 데이터에 대한 제어를 안전하게 수행할 수 있는 통합 플랫폼을 제공한다.Embodiments of the present invention provide an integrated platform that can safely perform real-time control on a single or multiple robot arms and control over simulated motion data.

본 발명의 일 실시 예에 의한 통합 플랫폼은 통신 방식으로 데이터 전송이 이루어지는 제1 입력부(110)와; 단위 제어 대상물(2)이 작업공간(workspace)에서 시뮬레이션을 통해 생성된 모션(motion)에 의해 초기 설정 값이 셋팅 되고, 셋팅된 초기 설정 값의 이상 유무를 판단하는 제1 제어부(120)와; 상기 셋팅된 초기 설정 데이터를 전송하기 위한 제1 출력부(130)를 포함하는 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100); 상기 제1 출력부(130)에서 전송된 데이터를 입력 받는 제2 입력부(210)와; 상기 제2 입력부(210)에서 입력된 데이터의 이상 유무를 판단하는 제2 제어부(220)와; 상기 제2 제어부(220)에서 제어된 데이터를 전송하기 위한 제2 출력부(230)를 포함하는 브릿지 플랫폼(200); 및 상기 제2 출력부(230)에서 전송된 데이터를 입력 받는 제3 입력부(310)와; 상기 제3 입력부(310)에서 입력된 데이터의 이상 유무를 판단하여 상기 브릿지 플랫폼(200)의 제2 입력부(210)로 전송하는 제3 출력부(330)와; 상기 제3 입력부(310)에서 입력된 데이터에 의해 모션이 이루어지도록 적어도 한 개 이상의 단위 제어 대상물(2)로 이루어진 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)을 포함한다.The integrated platform according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first input unit 110 for performing data transmission in a communication mode; A first controller 120 for setting an initial set value by a motion generated by a simulation in a workspace of the unit control object 2 and determining whether there is an abnormality of the set initial set value; A user interface platform (100) including a first output (130) for transmitting the set initialization data; A second input unit 210 receiving data transmitted from the first output unit 130; A second controller 220 for determining whether there is an abnormality in the data input from the second input unit 210; And a second output unit (230) for transmitting data controlled by the second control unit (220); A third input unit 310 receiving data transmitted from the second output unit 230; A third output unit 330 for determining whether data input from the third input unit 310 is abnormal and transmitting the data to the second input unit 210 of the bridge platform 200; And a control object unit platform 300 including at least one or more unit control objects 2 so that motion is performed by the data input from the third input unit 310. [

상기 유저 인터페이스 플랫폼(100)은 3차원 게임 엔진이 사용되고, 상기 제1 입력부(110)는 시뮬레이션이 이루어질 상기 단위 제어 대상물(2)에 대한 작업공간의 한계 영역(limit area) 데이터를 기반으로 상기 단위 제어 대상물(2)의 모션에 따른 한계 작동 영역(operating area) 데이터와, 상기 단위 제어 대상물(2)이 작업공간에서 모션이 이루어질 이동 속도와, 높이 및 상대 위치와, 회전각과 회전횟수와, 틸팅각과, 허용 중량을 입력 받는다.A 3D game engine is used as the user interface platform 100. The first input unit 110 is a unit for inputting the unit area of the unit control object 2 to be simulated based on the limit area data of the work space, A limit operating area data according to the motion of the control object 2 and data indicating a movement speed at which the unit control object 2 moves in the work space, a height and a relative position, a rotation angle and a rotation number, The angle and the allowable weight are input.

상기 단위 제어 대상물(2)은 적어도 1개 이상의 로봇 암(2a)으로 구성되고, 상기 로봇 암(2a)에 체험자가 탑승할 경우 상기 체험자의 상태 정보가 상기 제1 입력부(110)로 입력되는 것을 특징으로 한다.The unit control object 2 is constituted by at least one robot arm 2a and when the experimenter is loaded on the robot arm 2a, state information of the experimenter is inputted to the first input unit 110 .

상기 작업공간에는 적어도 1개 이상의 로봇 암(2a) 주변에 복수의 센서부(10)가 구비되고, 상기 센서부(10)에서 감지된 감지 데이터는 상기 제2 입력부(210)로 입력되는 것을 특징으로 한다.The work space is provided with a plurality of sensor units 10 around at least one robot arm 2a and sensing data sensed by the sensor unit 10 is input to the second input unit 210 .

상기 로봇 암(2a)에는 체험자에게 영상을 제공하는 영상부(1100); 상기 체험자에게 탑승 가능한 공간을 제공하는 탑승부(1200)를 포함한다.The robot arm 2a includes an image unit 1100 for providing an image to the user; And a boarding unit 1200 for providing a space for boarding the experiente.

상기 로봇 암(2a)은 상기 탑승부(1200)에 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동 중 적어도 하나를 발생시키는 자이로 기구(1300)와 상호 데이터 송수신 가능하게 연결된다.The robot arm 2a is connected to the gyro mechanism 1300 for generating at least one of pitching, yawing, rolling, and reciprocating motion in the boarding part 1200 so as to transmit and receive data.

상기 탑승부(1200)에는 상기 체험자의 상태 정보를 영상으로 감지하기 위한 제1 모듈(S1); 상기 체험자의 음성을 감지하기 위한 제2 모듈(S2); 상기 체험자의 체온과 맥박을 감지하기 위한 제3 모듈(S3)이 구비된다.The boarding unit 1200 includes a first module S1 for sensing the status information of the experiencer as an image; A second module (S2) for detecting the voice of the experiencer; And a third module (S3) for sensing the body temperature and pulse of the experiencer.

상기 브릿지 플랫폼(200)의 제2 제어부(220)는 상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)의 제1 출력부(130)를 통해 입력된 모션 데이터에 의해 상기 단위 제어 대상물(2)이 모션 가능한 데이터 인지 확인하고, 가능할 경우 상기 제3 입력부(310)로 상기 단위 제어 대상물(2)의 모션 데이터가 전송되고, 상기 모션 데이터가 상기 작업공간 내의 유효한 데이터가 아니거나, 불 가능할 경우에는 상기 제3 입력부(310)로 모션 데이터가 전송되지 않도록 제어되는 것을 특징으로 한다.The second control unit 220 of the bridge platform 200 controls the motion of the unit control object 2 based on the motion data input through the first output unit 130 of the user interface platform 100, And if motion data of the unit control object 2 is transmitted to the third input unit 310 if possible, and if the motion data is not valid data in the work space, 3 input unit 310 so that motion data is not transmitted.

상기 브릿지 플랫폼(200)의 제2 제어부(220)는 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)이 한계 작동 영역(operating area)을 벗어나거나, 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)을 구성하는 단위 제어 대상물(2)이 작업공간에서 작동 중에 서로 간에 근접하여 충돌 영역(R)으로 근접할 경우 충돌 가능 상태로 판단하고, 상기 단위 제어 대상물(2)이 긴급 정지되도록 상기 제2 출력부(230)로 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.The second control unit 220 of the bridge platform 200 may control the movement of the control object unit platform 300 out of the operating range of the control object unit platform 300, ) Is close to the impact region (R) in operation in the work space, it is determined that the collision is possible, and a control signal is transmitted to the second output unit (230) so that the unit control object (2) .

상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)은 상기 제2 제어부(220)에서 전송된 제어 신호에 의해 상기 단위 제어 대상물(2)이 비상 정치되도록 제어되거나, 상기 단위 제어 대상물(2)의 속도가 우선 감소된 후에 비상 정지되는 어느 하나의 방식으로 제어된다.The control object unit platform 300 is controlled such that the unit control object 2 is controlled to be in an emergency state by the control signal transmitted from the second control unit 220 or the speed of the unit control object 2 is firstly reduced And then is stopped in an emergency stop state.

상기 유저 인터페이스 플랫폼(100)과, 상기 브릿지 플랫폼(200)과, 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)은 서로 간에 유선 또는 무선 중에 어느 하나로 선택되는 통신 방식으로 데이터 전송이 이루어질 때, 데이터의 손실을 방지하기 위해 주기적으로 보정이 이루어진다.When the data transmission is performed between the user interface platform 100, the bridge platform 200, and the control object unit platform 300 by a communication method selected by either wire or wireless, The calibration is performed periodically.

상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)과, 상기 브릿지 플랫폼(200)과, 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)은 서로 간에 송신 또는 수신 되는 데이터의 실시간 통신주기가 제1 주기로 일정하게 유지된다.The real-time communication period of data transmitted or received between the user interface platform 100, the bridge platform 200, and the control object unit platform 300 is kept constant at the first period.

상기 제1 주기는 12m/s 주기로 반복되고, 상기 제1 주기를 초과 하거나 미달될 경우 상기 단위 제어 대상물(2)의 작동이 강제로 중지된다.The first period is repeated at a cycle of 12 m / s, and when the first period is exceeded or not exceeded, the operation of the unit control object 2 is forcibly stopped.

상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)은 적어도 1개 이상의 외부 장비와 유선 또는 무선 통신 방식 중에 어느 하나로 선택되는 외부 입력 유닛(20)과 실시간 입력이 이루어진다.The user interface platform 100 real time inputs at least one external device and an external input unit 20 selected from either a wired or wireless communication method.

상기 브릿지 플랫폼(200)은 적어도 1개 이상의 외부 장비와 유선 또는 무선 통신 방식 중에 어느 하나로 선택되는 외부 입력 유닛(20)과 실시간 입력을 통해 상기 유저 인터페이스 플랫폼(100)을 경유하지 않고 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)과 연결이 이루어진다.The bridge platform 200 includes an external input unit 20 selected from at least one of external equipment and a wired or wireless communication system, and an external input unit 20 connected to the control object unit 100 via a real- A connection with the platform 300 is made.

본 발명의 실시 예들은 단일 또는 복수의 로봇 암의 다양한 모션에 대한 사전 시뮬레이션을 통해 상기 로봇 암이 적용 가능한 다양한 산업 분야에서 안전하게 사용할 수 있다.Embodiments of the present invention can be safely used in various industrial fields in which the robot arm can be applied through pre-simulation of various motions of a single or a plurality of robot arms.

본 발명의 실시 예들은 로봇 암을 통한 테마파크 또는 놀이동산에서 체험자의 안전한 체험과 사전에 상기 체험자의 상태를 감지하여 위급 상황에서 안전하게 대처할 수 있다. Embodiments of the present invention can safely experience the experience of a person in a theme park or a playground through a robotic arm, and can safely cope with an emergency in the emergency by detecting the state of the person in advance.

본 발명의 실시 예들은 다수의 로봇 암들을 위치 정밀도와 시간 정밀도가 향상된 모션으로 제어할 수 있다.Embodiments of the present invention can control a plurality of robot arms in motion with improved positional accuracy and time accuracy.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 통합 플랫폼의 세부 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 통합 플랫폼의 세부 구성을 도시한 도면.
도 3은 복수 개의 로봇 암의 모션 상태를 일 예로 도시한 도면.
도 4 내지 도 5는 로봇 암에 체험자가 탑승한 일 예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 로봇 암에 자이로 기구와 연결된 구성을 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 제1 내지 제3 모듈의 구성을 도시한 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a detailed configuration of an integrated platform according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 illustrates a detailed configuration of an integrated platform according to another embodiment of the present invention;
3 is a diagram showing a motion state of a plurality of robot arms as an example.
Figs. 4 to 5 are views showing an example in which an experient is boarded on a robot arm; Fig.
6 is a perspective view showing a configuration in which a robot arm is connected to a gyro mechanism according to another embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing the configurations of first to third modules of the present invention;

본 발명의 일 실시 예에 따른 통합 플랫폼에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 통합 플랫폼의 세부 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 통합 플랫폼의 세부 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 복수 개의 로봇 암의 모션 상태를 일 예로 도시한 도면이다.An integrated platform according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a view illustrating a detailed configuration of an integrated platform according to another embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an integrated platform according to an embodiment of the present invention. Are diagrams showing the motion states of the robot arms as an example.

첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 의한 통합 플랫폼은 게임 엔진과 로봇 암이 결합된 구성으로 이루어진다. 일 예로 후술할 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)은 3D 게임 엔진이 사용되고, 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)은 로봇 암(2a)이 사용될 수 있다. 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)은 3D 게임 엔진이 사용되는데, 유저 또는 개발자가 사용 또는 접근이 용이하고 다양한 그래픽 화면과 시뮬레이션을 통한 로봇 암의 모션 구동이 손쉽게 실시될 수 있어 상기 3D 게임 엔진이 사용된다.1 to 3, the integrated platform according to the present embodiment includes a game engine and a robot arm. For example, a 3D game engine may be used as a user interface platform 100 to be described later, and a robot arm 2a may be used as a control object unit platform 300. A 3D game engine is used for the user interface platform 100. It is easy for the user or the developer to use or access and the motion of the robot arm can be easily performed through various graphic screens and simulations, Is used.

본 실시 예는 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)에 구비된 로봇 암(2a)을 제어하기 위해 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)에서 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)으로 모션 데이터가 직접 전송되지 않고, 상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)과 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300) 사이에 브릿지 플랫폼(200)을 구성하여 상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)에서 설정된 모션 데이터가 상기 브릿지 플랫폼(200)에 의해 한번 더 제어된 후에 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)에 구비된 로봇 암(2a)의 모션 제어가 이루어진다.The present embodiment is characterized in that motion data is not directly transferred from the user interface platform 100 to the control object unit platform 300 to control the robot arm 2a provided in the control object unit platform 300 The bridge platform 200 is configured between the user interface platform 100 and the control object unit platform 300 so that the motion data set in the user interface platform 100 is transmitted to the bridge 100. [ After the robot 200 is once again controlled by the platform 200, motion control of the robot arm 2a provided in the control object unit platform 300 is performed.

또한 브릿지 플랫폼(200)은 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)에서 모션 불가능한 데이터가 입력될 경우 상기 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)에 데이터를 전송하지 않도록 제어가 가능하여 상기 로봇 암에 대한 정확한 작동과 안전 사고 발생을 예방할 수 있다.In addition, the bridge platform 200 can be controlled not to transmit data to the control object unit platform 300 when data that can not be motion is input in the user interface platform 100, Operation and safety accidents can be prevented.

이와 같이 상기 브릿지 플랫폼(200)이 구비될 경우 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)에 구비된 로봇 암(2a)의 모션에 따른 안정성이 향상되고, 각종 긴급 상황에서도 체험자의 안전 사고 발생을 최소화 할 수 있다.When the bridge platform 200 is provided as described above, the stability of the robot arm 2a provided in the control object unit platform 300 is improved and the occurrence of safety accidents of the participants can be minimized in various emergency situations .

또한 상기 로봇 암(2a)이 2기 또는 3기 이상인 경우에도 각각 실시간으로 모션 제어가 가능해지고, 개별 로봇 암(2a)의 모션에 따른 한계성과 모션 도중 충돌이 발생되기 이전에 안전하게 제어할 수 있다. In addition, even if the robot arm 2a is two or three or more, motion control is possible in real time, and it is possible to safely control the robot arm 2a before the collision occurs in the motion and the limit according to the motion of the individual robot arm 2a .

참고로 전술한 모션(motion)은 다축으로 이루어진 로봇 암(2a)이 시간에 따라 소정의 속도로 이동 또는 회전이 이루어지는 움직임(movement) 또는 동작을 의미한다.For reference, the motion refers to a movement or an operation in which the robot arm 2a composed of multiple axes is moved or rotated at a predetermined speed with time.

이를 위해 본 실시 예에 의한 통합 플랫폼은 통신 방식으로 데이터 전송이 이루어지는 제1 입력부(110)와; 단위 제어 대상물(2)이 작업공간(workspace)에서 시뮬레이션을 통해 생성된 모션(motion)에 의해 초기 설정 값이 셋팅 되고, 셋팅된 초기 설정 값의 이상 유무를 판단하는 제1 제어부(120)와; 상기 셋팅된 초기 설정 데이터를 전송하기 위한 제1 출력부(130)를 포함하는 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)이 구비된다.To this end, the integrated platform according to the present embodiment includes a first input unit 110 for transmitting data in a communication manner; A first controller 120 for setting an initial set value by a motion generated by a simulation in a workspace of the unit control object 2 and determining whether there is an abnormality of the set initial set value; A user interface platform 100 including a first output unit 130 for transmitting the set initialization data is provided.

그리고 상기 제1 출력부(130)에서 전송된 데이터를 입력 받는 제2 입력부(210)와; 상기 제2 입력부(210)에서 입력된 데이터의 이상 유무를 판단하는 제2 제어부(220)와; 상기 제2 제어부(220)에서 제어된 데이터를 전송하기 위한 제2 출력부(230)를 포함하는 브릿지 플랫폼(200); 및 상기 제2 출력부(230)에서 전송된 데이터를 입력 받는 제3 입력부(310)와; 상기 제3 입력부(310)에서 입력된 데이터의 이상 유무를 판단하여 상기 브릿지 플랫폼(200)의 제2 입력부(210)로 전송하는 제3 출력부(330)와; 상기 제3 입력부(310)에서 입력된 데이터에 의해 모션이 이루어지도록 적어도 한 개 이상의 단위 제어 대상물(2)로 이루어진 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)을 포함한다.A second input unit 210 receiving data transmitted from the first output unit 130; A second controller 220 for determining whether there is an abnormality in the data input from the second input unit 210; And a second output unit (230) for transmitting data controlled by the second control unit (220); A third input unit 310 receiving data transmitted from the second output unit 230; A third output unit 330 for determining whether data input from the third input unit 310 is abnormal and transmitting the data to the second input unit 210 of the bridge platform 200; And a control object unit platform 300 including at least one or more unit control objects 2 so that motion is performed by the data input from the third input unit 310. [

상기 유저 인터페이스 플랫폼(100)은 3차원 게임 엔진이 사용되고, 상기 제1 입력부(110)는 시뮬레이션이 이루어질 상기 단위 제어 대상물(2)에 대한 작업공간의 한계 영역(limit area) 데이터를 기반으로 상기 단위 제어 대상물(2)의 모션에 따른 한계 작동 영역(operating area) 데이터와, 상기 단위 제어 대상물(2)이 작업공간에서 모션이 이루어질 이동 속도와, 높이 및 상대 위치와, 회전각과 회전횟수와, 틸팅각과, 허용 중량을 입력 받는다.A 3D game engine is used as the user interface platform 100. The first input unit 110 is a unit for inputting the unit area of the unit control object 2 to be simulated based on the limit area data of the work space, A limit operating area data according to the motion of the control object 2 and data indicating a movement speed at which the unit control object 2 moves in the work space, a height and a relative position, a rotation angle and a rotation number, The angle and the allowable weight are input.

상기 유저 인터페이스 플랫폼(100)은 작업자가 로봇 암(2a)이 모션되기 위해 특정 모션 데이터를 입력하기 위해 구비된 구성으로 전술한 데이터 이외에도 미 설명된 다양한 데이터가 사전 입력될 수 있다.The user interface platform 100 may be configured to allow the operator to input specific motion data for motion of the robot arm 2a, in addition to the above-described data, various data not previously described may be pre-input.

상기 단위 제어 대상물(2)은 작업공간에서 모션이 이루어질 때 정해진 한계 영역(limit area) 이내의 영역에서 모션이 이루어진다. 상기 한계 영역은 단위 제어 대상물(2)이 모션 데이터에 의해 실제 모션이 이루어지는 영역으로 최소 모션과 최대 모션을 포함한 영역에 해당된다.The unit control object 2 is moved in an area within a predetermined limit area when motion is performed in the work space. The limit area corresponds to an area including the minimum motion and the maximum motion as an area where the unit control object 2 realizes motion by the motion data.

예를 들면 한계 영역(limit area)은 로봇 암(2a)이 최대로 신장된 상태에서 모션이 이루어 질 때 체험자와 충돌이 발생되지 않는 거리에 따른 영역에 해당된다. 즉 로봇 암(2a)이 2m의 길이로 연장되고, 최대 신장될 경우 4m 내외의 길이로 신장될 때 회전 모션을 고려하여 상기 한계 영역이 정해진다.For example, the limit area corresponds to an area corresponding to a distance at which no collision with the experimenter occurs when motion is performed in a state where the robot arm 2a is fully extended. That is, the robot arm 2a extends for a length of 2 m, and when it is stretched to a maximum length of about 4 m, the limit region is determined in consideration of rotational motion.

본 실시 예는 로봇 암(2a)이 한계 영역을 벗어나 모션이 이루어지지 않도록 후술할 브릿지 플랫폼(200)을 통해 안전하게 제어된다.The present embodiment is safely controlled through the bridge platform 200 to be described later so that the robot arm 2a does not move beyond the limit area.

상기 로봇 암(2a)은 모션의 시작과 끝까지 이동하는 경로가 정확한 시간에 맞추어서 이루어지는 것이 바람직하고, 본 실시 예는 상기 유저 인터페이스 플랫폼(100)에서 실시간으로 상기 로봇 암(2a)의 이동에 따른 경로의 생성과 수정을 시뮬레이션해 볼 수 있다.It is preferable that the robot arm 2a is configured such that the path that moves to the beginning and the end of the motion is matched with the correct time. In this embodiment, the path in accordance with the movement of the robot arm 2a in real time in the user interface platform 100 You can simulate the creation and modification of.

따라서 상기 로봇 암(2a)이 정상적으로 안전하게 모션이 이루어지는지 시각적으로 정확히 확인 및 수정이 가능해진다.Therefore, it is possible to visually and accurately confirm and correct whether the robot arm 2a is normally and safely motion-driven.

상기 로봇 암(2a)이 모션 되기 위해서는 이동 속도와 높이 및 상대 위치 데이터가 사전에 입력되는데, 상기 데이터들은 상기 로봇 암(2a)의 사양에 따라 가변 된다. In order to move the robot arm 2a, the moving speed, the height, and the relative position data are input in advance, and the data are variable according to the specification of the robot arm 2a.

예를 들면 로봇 암(2a)의 링크 길이(Link length) 또는 관절 리미트(Joint limit) 또는 위치(Position) 또는 회전(Rotation) 또는 현재 관절 각도(Current Joint Angle)에 대한 데이터가 입력된다.For example, data on a link length, a joint limit, a position, a rotation, or a current joint angle of the robot arm 2a is input.

그리고 상기 제1 제어부(120)는 기 입력된 데이터가 실제 한계 영역에서 정상적으로 모션이 가능한지 연산한 후에 별도로 구비된 표시장치(미도시)를 통해 시뮬레이션 된 그래픽 화면으로 작업자에게 보여줄 수 있다. 참고로 초기 설정값은 전술한 다양한 데이터의 설정 값에 해당된다.In addition, the first controller 120 may display the simulated graphic screen to the operator through a separate display device (not shown) after calculating whether the input data is normally motion-enabled in the actual limit area. For reference, the initial setting value corresponds to the setting value of the various data described above.

상기 제1 제어부(120)는 로봇 암(2a)이 실제 입력된 데이터에 따라 최적의 모션으로 작동 가능한 관절 제한 값을 연산하여 제1 출력부(130)로 출력하고 동시에 표시장치에 시각적으로 인지 가능하게 표시되도록 제어한다.The first controller 120 calculates joint limit values that can be operated in the optimal motion according to the data actually input by the robot arm 2a and outputs the calculated joint limit values to the first output unit 130 and simultaneously visually recognizes .

본 실시 예는 제1 입력부(110)와 제1 출력부(130)가 유선 또는 무선 중에 어느 하나로 선택되는 통신 방식으로 데이터 전송이 이루어지도록 구성된다.In this embodiment, the first input unit 110 and the first output unit 130 are configured to perform data transmission in a communication mode selected by either wire or wireless.

상기 통신 방식은 현재 사용되는 대부분의 유선 또는 무선 방식이 모두 적용 가능하며, 인터넷 연결 방식으로의 결합도 가능할 수 있다.The communication method can be applied to most wired or wireless methods currently used, and can be combined with an Internet connection method.

상기 브릿지 플랫폼(200)은 전술한 제1 출력부(130)에서 전송된 데이터를 제2 입력부(210)가 입력받아 제2 제어부(220)에서 연산이 이루어진다. 상기 제2 제어부(220)는 상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)의 제1 출력부(130)를 통해 입력된 모션 데이터에 의해 상기 단위 제어 대상물(2)이 모션 가능한 데이터 인지 확인하고, 가능할 경우 상기 제3 입력부(310)로 상기 단위 제어 대상물(2)의 모션 데이터를 전송한다.In the bridge platform 200, the second input unit 210 receives the data transmitted from the first output unit 130, and the second control unit 220 performs an operation. The second control unit 220 determines whether the unit control object 2 is motion-enabled data based on motion data input through the first output unit 130 of the user interface platform 100, Transmits the motion data of the unit control object (2) to the third input unit (310) if possible.

이 경우 단위 제어 대상물(2)인 로봇 암(2a)은 이동 및 회전에 따른 모션이 한계 영역안에서 안정적으로 이루어진다.In this case, the motion of the robot arm 2a as the unit control object 2 due to movement and rotation is stably performed within the limit region.

제2 제어부(220)는 상기 모션 데이터가 상기 작업공간 내의 유효한 데이터가 아니거나, 불 가능할 경우에는 상기 제3 입력부(310)로 모션 데이터가 전송되지 않도록 제어한다.The second controller 220 controls the third input unit 310 not to transmit the motion data if the motion data is not valid data or is not valid in the work space.

이 경우 로봇 암(2a)은 모션이 이루어지지 않고 정지된 상태가 유지되므로 안전 사고의 발생이 예방되고, 상기 로봇 암(2a)에 탑승한 체험자를 안전하게 보호 할 수 있다.In this case, since the robot arm 2a is kept in a stopped state without motion, the occurrence of a safety accident is prevented, and the user who boarded the robot arm 2a can be safely protected.

상기 로봇 암(2a)이 1기 이상인 복수 개로 구성될 경우 상기 제2 제어부(220)는 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)이 한계 작동 영역(operating area)을 벗어나거나, 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)을 구성하는 단위 제어 대상물(2)이 작업공간에서 작동 중에 서로 간에 근접하여 충돌 영역(R)으로 근접할 경우 충돌 가능 상태로 판단한다. 그리고 상기 단위 제어 대상물(2)이 긴급 정지되도록 상기 제2 출력부(230)로 제어 신호를 전송한다.When the robot arm 2a is constituted by a plurality of robot arm 2a or more, the second control unit 220 determines whether the control object unit platform 300 is out of the operating range of the control object unit platform 300 ) Is close to the collision area (R) in operation in the work space, it is determined that the unit control object (2) is in the collision possible state. And transmits a control signal to the second output unit 230 so that the unit control object 2 is urgently stopped.

참고로 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)이 복수 개일 경우 도면 기준으로 상측에서부터 300a, 300, 300b로 서로 구분되게 도번으로 표시하였고, 세부 구성 요소 또한 도번 끝에 a 또는 b를 붙여 서로 구별되게 도시하였다.When a plurality of control object unit platforms 300 are provided, reference numerals 300a, 300, and 300b are displayed on the drawing from the upper side, and the detailed components are also distinguished from each other by attaching a or b to the end of the drawing.

첨부된 도 2 또는 도 3을 참조하면, 일 예로 로봇 암(2a)이 복수 개일 경우 모션은 a 내지 b 상태의 모션이 발생될 수 있다.Referring to FIG. 2 or FIG. 3, when the robot arm 2a has a plurality of motions, motions in the states a to b may be generated.

상기 제2 제어부(220)는 상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)에서 입력된 시뮬레이션 모션 데이터가 정상일 경우에도, 실제 복수의 로봇 암(2a)이 모션 중에 충돌 영역(R)으로 근접할 경우 모션이 이루어지지 않고 정지 되도록 제어함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있다. Even if the simulated motion data input from the user interface platform 100 is normal, the second controller 220 may be configured such that when a plurality of robot arms 2a are actually approaching the collision region R during motion It is possible to improve the safety by controlling the motion to stop without being performed.

복수의 로봇 암(2a)은 시뮬레이션 모션 데이터에 의해 모션이 이루어지는데, 입력 당시에는 정상적인 모션 데이터일 경우에도 실제 작업공간에서 서로 간에 모션이 이루어질 때 서로 간에 이격된 거리가 최대로 근접하여 위치되는 충돌 영역(R)에서 모션이 이루어질 수 있다. The plurality of robot arms 2a are moved by the simulation motion data. Even when the motion data is input at the time of input, when the motions are performed in the actual work space, collision Motion can be made in the region R. [

충돌 영역(R)은 실제 충돌이 발생될 확률이 높은 영역으로 각각의 로봇 암(2a)이 모션에 따른 이동 궤적 중 서로 중첩되는 영역에 형성된다. 상기 충돌 영역(R)은 로봇 암(2a)이 서로 간에 충돌이 발생될 상황을 사전에 방지하기 위해 제1 제어부(120)에서 제어된 모션 데이터와 상관 없이 제2 제어부(220)에서 모션 중지 명령으로 제어하여 안전한 모션을 유지할 수 있다. The collision area R is a region where the probability of actual collision is high, and each of the robot arms 2a is formed in a region where movement trajectories along the motion overlap each other. In order to prevent a situation in which a robot arm 2a collides with each other in advance, the collision region R is generated in the second control unit 220, regardless of the motion data controlled by the first control unit 120, So that safe motion can be maintained.

상기 로봇 암(2a)은 일 예로 광고 또는 제조현장에서 사용될 수 있으나, 테마파크 또는 놀이동산 에서와 같이 다수의 체험자가 탑승하여 가상현실을 체험할 수 있는 로봇 암일 수도 있다. 이 경우 체험자가 탑승한 로봇 암이 충돌 영역(R)으로 접근하는 경우에도 모션 중지가 이루어지도록 제어되므로 인명 사고 발생을 사전에 예방하여 안전성이 향상될 수 있다. The robot arm 2a may be, for example, an advertisement or a manufacturing site, but may be a robot arm capable of experiencing a virtual reality by being loaded with a plurality of experienced persons as in a theme park or amusement park. In this case, even when the robot arm on which the experimenter is carried is approaching the collision region R, the motion is stopped so that safety can be improved by preventing human accidents in advance.

상기 작업공간에는 적어도 1개 이상의 로봇 암(2a) 주변에 복수의 센서부(10)가 구비되고, 상기 센서부(10)에서 감지된 감지 데이터는 상기 제2 입력부(210)로 입력되는 것을 특징으로 한다.The work space is provided with a plurality of sensor units 10 around at least one robot arm 2a and sensing data sensed by the sensor unit 10 is input to the second input unit 210 .

상기 작업공간에는 적어도 1개 이상의 로봇 암(2a) 주변에 복수의 센서부(10)가 구비되고, 상기 센서부(10)에서 감지된 감지 데이터는 상기 제2 입력부(210)로 입력된다.The work space is provided with a plurality of sensor units 10 around at least one robot arm 2a and sensed data sensed by the sensor unit 10 is input to the second input unit 210. [

로봇 암(2a)은 다양한 방향에서 이동과 회전이 이루어지므로 상기 로봇 암(2a)의 이동 가능한 지점에는 다양한 기능을 갖는 센서들이 사전에 설치된다.Since the robot arm 2a is moved and rotated in various directions, sensors having various functions are installed in advance at movable points of the robot arm 2a.

상기 제2 입력부(210)는 상기 센서부(10)에서 전달된 각종 센서 데이터를 입력 받아 제2 제어부(220)에 전달하면, 상기 제2 제어부(220)가 상기 로봇 암(2a)이 모션 도중 시뮬레이션 데이터와 일치하는지 유무와, 정상 모션의 이동 궤적에서 정확하게 모션이 이루어지는지 판단한다.The second input unit 210 receives various sensor data transmitted from the sensor unit 10 and transmits the sensor data to the second controller 220. The second controller 220 controls the robot arm 2a Whether or not the motion data coincides with the simulation data and whether the motion is accurately performed in the motion locus of the normal motion is determined.

상기 제2 제어부(220)는 로봇 암(2a)이 충돌 영역(R)으로 근접하여 정지될 경우 상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)의 제1 입력부(110)로 알람 신호를 전송하여 위험 상태를 알릴 수 있다.The second control unit 220 transmits an alarm signal to the first input unit 110 of the user interface platform 100 when the robot arm 2a is stopped in the vicinity of the impact region R, State can be notified.

상기 단위 제어 대상물(2)은 적어도 1개 이상의 로봇 암(2a)으로 구성되고, 상기 로봇 암(2a)에 체험자가 탑승할 경우 상기 체험자의 상태 정보가 상기 제1 입력부(110)로 입력된다.The unit control object 2 is composed of at least one robot arm 2a. When the experimenter is loaded on the robot arm 2a, state information of the experimenter is input to the first input unit 110. [

첨부된 도 4 내지 도 7을 참조하면, 로봇 암(2a)에는 체험자에게 영상을 제공하는 영상부(1100)와, 상기 체험자에게 탑승 가능한 공간을 제공하는 탑승부(1200)를 포함한다.Referring to FIGS. 4 to 7, the robot arm 2a includes an image unit 1100 for providing an image to an experiencer, and a boarding unit 1200 for providing a space on which the experience can be boarded.

상기 영상부(1100)는 체험자가 실제 환경에 들어와 있는 것과 같은 영상을 볼 수 있도록 체험자를 둘러싸는 영상이 제공되며, 일 예로 체험자의 머리(Head)에 장착되는 헤드 마운트 디스플레이 기기(HMD: Head Mount Display)가 사용될 수 있으나 다른 장비가 사용되는 것도 가능할 수 있다.The video unit 1100 is provided with an image that surrounds the experiencer so that the viewer can see the same image as the actual environment. For example, a head mount display device (HMD) Display) can be used, but it is also possible that other equipment is used.

로봇 암(2a)은 상기 탑승부(1200)에 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동 중 적어도 하나를 발생시키는 자이로 기구(1300)와 연결된다. 여기서, 왕복 운동이란 상기 탑승부(1200)가 상기 자이로 기구(1300)를 지지하는 구조물로부터 멀어지고 가까워지는 방향으로 운동되는 것을 의미한다.The robot arm 2a is connected to a gyro mechanism 1300 that generates at least one of pitching, yawing, rolling, and reciprocating motion in the boarding section 1200. Here, the reciprocating movement means that the boarding portion 1200 is moved in a direction away from the structure supporting the gyro mechanism 1300.

상기 로봇 암(2a)은 체험자가 적어도 1명 이상 탑승하므로 모션이 이루어지는 동안 안전을 위해 상기 탑승부(1200)에 상기 체험자의 상태 정보를 영상으로 감지하기 위한 제1 모듈(S1)과, 상기 체험자의 음성을 감지하기 위한 제2 모듈(S2)과, 상기 체험자의 체온과 맥박을 감지하기 위한 제3 모듈(S3)이 구비된다.The robot arm 2a includes a first module S1 for sensing the status information of the experiencer as an image on the boarding part 1200 for safety during the motion because at least one person is aboard, A second module S2 for detecting the voice of the user and a third module S3 for sensing the body temperature and pulse of the user.

상기 제1 내지 제3 모듈(S1 ~ S3)은 로봇 암(2a)이 모션 도중 체험자의 상태 정보를 영상과 음성 및 활력 징후(Vital sign)를 관리자가 지속적으로 모니터링하여 로봇 암(2a)의 모션과 별도로 개별 체험자의 상태 정보를 확인할 수 있다.The first to third modules S1 to S3 continuously monitor the video, audio, and vital signs of the state information of the experiencer during the motion of the robot arm 2a to detect motion of the robot arm 2a The state information of the individual experient can be confirmed separately.

즉 로봇 암(2a)은 유저 인터페이스 플랫폼(100)의 제1 제어부(120)와, 상기 브릿지 플랫폼(200)의 제2 제어부(220)에 의해 안전한 모션이 이루어지도록 제어되고, 체험자가 자이로 기구(1300)와 연결된 로봇 암(2a)에 탑승할 경우에는 제1 내지 제3 모듈(S1 ~ S3)에 의해 체험자의 상태 정보를 상기 제2 제어부(220)에서 입력 받아 개별 제어할 수 있다.That is, the robot arm 2a is controlled to perform safe motion by the first control unit 120 of the user interface platform 100 and the second control unit 220 of the bridge platform 200, The second controller 220 receives the state information of the experimenter by the first to third modules S1 to S3 and controls the robot arm 2a.

이 경우 자이로 기구(1300)와 연결된 로봇 암(2a)은 체험자가 의식을 잃거나, 구토를 하거나, 어지러움이 발생될 경우 즉시 모션이 중지되도록 제어할 수 있어 안전성과 로봇 암(2a)에 대한 신뢰성이 동시에 향상된다.In this case, the robot arm 2a connected to the gyro mechanism 1300 can control the motion to be stopped immediately when the experimenter loses consciousness, vomits, or dizziness, so that safety and reliability for the robot arm 2a Is improved at the same time.

상기 제1 모듈(S1)은 전술한 HMD에 구비되어 체험자의 전면 얼굴을 촬영하여 제2 입력부(210)로 전송하고, 상기 제2 제어부(220)가 입력된 데이터를 판단한다. The first module S1 is provided in the HMD to photograph the front face of the experiencer and transmit it to the second input unit 210, and the second control unit 220 determines the input data.

상기 제2 제어부(220)는 체험자의 다양한 얼굴 표정에 따른 표정 데이터가 사전에 입력되는데, 일 예로 자이로 기구(1300)와 연결된 로봇 암(2a)을 체험할 때 다양하게 변화되는 얼굴 근육의 이동에 따른 얼굴 근육 이동 데이터가 사전에 입력된다. The second control unit 220 inputs facial expression data according to various facial expressions of the experiencer in advance. For example, when the robot arm 2a connected to the gyro mechanism 1300 experiences a variety of facial muscle movements The facial muscle movement data corresponding to the facial muscle movement data is inputted in advance.

상기 얼굴 근육 이동 데이터는 기쁘거나, 놀람, 즐거울 때 주로 사용되는 얼굴 근육의 이동 궤적이 성별, 연령별, 인종별로 다양하게 세분화 되어 남녀를 불문하고 적용 가능하고, 어린이 또는 노인의 체험자일 경우에도 적용할 수 있다.The facial muscle movement data can be applied to any person or an individual who is an experienced person of a child or an elderly person because the movement trajectory of the facial muscle mainly used in joy, surprise, and joy is variously classified according to sex, age, and race .

또한 외국인이 체험하는 경우에도 적용 가능하여 인종에 상관 없이 모두 적용시켜 판단할 수 있다.It can also be applied to foreigners experiencing it, so it can be applied regardless of race.

상기 얼굴 근육 이동 데이터에는 공포감이 발생될 경우 또는 무서움이 발생될 경우 또는 두려움이 발생될 경우에 주로 사용되는 얼굴 근육의 이동 움직임에 따른 각종 데이터가 사전에 입력되어 있어 체험자의 현재 상태를 정확하게 판단할 수 있다.The facial muscle movement data includes various kinds of data according to movement of the facial muscles, which are mainly used when fear occurs, when fear occurs, or when fear occurs, so that the current state of the experiencer can be accurately determined .

본 실시 예는 공포 또는 두려움에 의해 얼굴 근육이 특정 횟수 이상 사용되기 이전에는 모션에 따른 일시적인 공포감 또는 두려움으로 판단하고, 특정 횟수 이상일 경우에는 이상 상태로 판단한다.The present embodiment determines that the facial muscles are temporarily fears or fears according to the motion before the facial muscles are used more than a certain number of times by fear or fear,

본 실시 예는 전술한 제1 모듈(S1)과 함께 제2 모듈(S2)이 동시에 입력되고, 상기 제2 모듈(S2)은 음성을 입력 받아 상기 체험자의 직접적인 현재 상태를 판단하기 위한 데이터로 활용된다.In the present embodiment, the second module S2 is input at the same time as the first module S1, and the second module S2 receives the voice and uses the data as data for determining the direct current state of the experiencer do.

상기 제2 모듈(S2)은 HMD에 내장된 마이크일 수 있으며, 상기 체험자가 모션 도중에 극도의 공포감을 느껴 비명을 지르거나, 긴급 구조에 해당하는 음성 신호가 입력될 경우에 모션 중지가 이루어지므로 체험자의 안전성을 확보할 수 있다.The second module S2 may be a microphone built in the HMD. When the experiencing person feels an extreme fear feeling during the motion and screams or a voice signal corresponding to the emergency structure is input, the motion is stopped. Therefore, It is possible to secure safety.

상기 제3 모듈(S3)은 체험자의 체온과 맥박을 감지하기 위한 구성으로 체험자가 탑승한 탑승부(1200)의 핸들 바(1210)에 구비된다. 상기 제3 모듈(S3)은 체험자의 체온과 맥박을 감지하여 모션이 이루어지는 동안 변화되는 상태를 감지한다.The third module S3 is provided on the handlebar 1210 of the boarding unit 1200 on which the experiencer is mounted in order to detect body temperature and pulse of the experiencer. The third module (S3) senses the body temperature and pulse of the experiencer and senses the state of change during the motion.

예를 들어 자이로 기구(1300)가 작동할 경우 체험자의 맥박은 상승하는 것이 일반적이나, 기 설정된 변동 범위를 벗어나 지속적으로 상승될 경우 체험자의 안전을 고려하여 모션이 중지되도록 제어될 수 있다.For example, when the gyro mechanism 1300 is operated, the pulse of the user is generally raised. However, when the gyroscope 1300 is continuously raised beyond the predetermined variation range, the motion can be controlled to stop in consideration of the safety of the user.

따라서 본 실시 예는 상기 제1 내지 제3 모듈(S1 ~ S3)에 의해 체험자의 정확한 상태 정보에 따라 로봇 암(2a)의 모션 진행 또는 모션 중지를 정확하게 제어할 수 있다.Therefore, the present embodiment can precisely control the motion of the robot arm 2a or the motion stop of the robot arm 2a according to the accurate state information of the experiencer by the first to third modules S1 to S3.

상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)은 상기 제2 제어부(220)에서 전송된 제어 신호에 의해 상기 단위 제어 대상물(2)이 비상 정치되도록 제어되거나, 상기 단위 제어 대상물(2)의 속도가 우선 감소된 후에 비상 정지되는 어느 하나의 방식으로 제어된다.The control object unit platform 300 is controlled such that the unit control object 2 is controlled to be in an emergency state by the control signal transmitted from the second control unit 220 or the speed of the unit control object 2 is firstly reduced And then is stopped in an emergency stop state.

일 예로 전술한 바와 같이 체험자가 탑승할 경우에는 비상 정지되도록 제어되고, 제조 현장일 경우에는 속도가 우선 감소된 후에 비상 정지되도록 제어된다.For example, as described above, when the experient is boarded, it is controlled to be in an emergency stop, and in the case of a manufacturing site, the speed is firstly reduced and then controlled to be an emergency stop.

이 경우 체험자의 탑승 유무에 상관 없이 안전성이 향상되고 주변 구조물 또는 시설물과 직접적인 충돌이 발생될 확률을 감소시켜 안전한 모션이 이루어진다.In this case, safety is improved irrespective of whether or not the occupant is on board, and safe motion is achieved by reducing the probability of direct collision with nearby structures or facilities.

상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)과, 상기 브릿지 플랫폼(200)과, 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)은 서로 간에 송신 또는 수신 되는 데이터의 실시간 통신주기가 제1 주기로 일정하게 유지된다.The real-time communication period of data transmitted or received between the user interface platform 100, the bridge platform 200, and the control object unit platform 300 is kept constant at the first period.

상기 제1 주기는 12m/s 주기로 반복되고, 상기 제1 주기를 초과 하거나 미달될 경우 상기 단위 제어 대상물(2)의 작동이 강제로 중지된다. 상기 제1 주기는 일 예로 설명한 것으로 다른 주기로 변동될 수 있으며 반드시 전술한 수치로 한정하지 않는다.The first period is repeated at a cycle of 12 m / s, and when the first period is exceeded or not exceeded, the operation of the unit control object 2 is forcibly stopped. The first period is described as an example and may be varied at different periods, and is not necessarily limited to the above-described numerical values.

특히 복수의 로봇 암(2a)에서 각각 모션이 이루어질 경우 제1 주기가 일정하게 유지되어야 안정적인 모션이 이루어진다.In particular, when a plurality of robotic arms 2a are made to perform motions, stable motion is performed when the first period is maintained constant.

상기 유저 인터페이스 플랫폼(100)과, 상기 브릿지 플랫폼(200)과, 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)은 서로 간에 유선 또는 무선 중에 어느 하나로 선택되는 통신 방식으로 데이터 전송이 이루어질 때, 데이터의 손실을 방지하기 위해 주기적으로 보정이 이루어진다.When the data transmission is performed between the user interface platform 100, the bridge platform 200, and the control object unit platform 300 by a communication method selected by either wire or wireless, The calibration is performed periodically.

보정 방식은 특정 횟수로 현재 유선 통신 방식의 이상 유무가 제1 내지 제3 입력부(110, 210, 310)와, 제1 내지 제3 출력부(130, 230, 330)에서 서로 간에 연결(ping) 테스트 방식으로 이루어진다.The correction method is a method of pinging the first to third input units 110, 210, and 310 and the first to third output units 130, 230, and 330 with a predetermined number of times, Test method.

예를 들면 제1 입력부(110)와 제2 입력부(210) 사이에서 이루어지거나, 상기 제2 입력부(210)와 제3 입력부(310) 사이에서 이루어 질 수 있으며, 핑 테스트에 결과를 체크하여 이상 유무를 정확히 확인 할 수 있다.For example, between the first input unit 110 and the second input unit 210, or between the second input unit 210 and the third input unit 310, Whether or not it is possible to accurately check whether or not it exists.

상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)은 적어도 1개 이상의 외부 장비와 유선 또는 무선 통신 방식 중에 어느 하나로 선택되는 외부 입력 유닛(20)과 실시간 입력이 이루어진다.The user interface platform 100 real time inputs at least one external device and an external input unit 20 selected from either a wired or wireless communication method.

상기 외부 입력 유닛(20)은 일 예로 조이스틱 또는 손가락에 끼워서 사용하는 로봇 핸드가 사용될 수 있으나, 다른 VR 장비가 사용되는 것도 가능할 수 있다.The external input unit 20 may be, for example, a joystick or a robot hand which is inserted into a finger, but it is also possible that another VR equipment is used.

상기 브릿지 플랫폼(200)은 적어도 1개 이상의 외부 장비와 유선 또는 무선 통신 방식 중에 어느 하나로 선택되는 외부 입력 유닛(20)과 실시간 입력을 통해 상기 유저 인터페이스 플랫폼(100)을 경유하지 않고 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)과 연결이 이루어진다.The bridge platform 200 includes an external input unit 20 selected from at least one of external equipment and a wired or wireless communication system, and an external input unit 20 connected to the control object unit 100 via a real- A connection with the platform 300 is made.

예를 들면 작업자가 현장에 위치하지 않고 거리상으로 수 킬로 미터 또는 수 십 킬로미터 떨어진 원격지에 있는 경우에도 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 브릿지 플랫폼(200)의 제2 입력부(210)와 연결될 수 있다.For example, the operator may be connected to the second input 210 of the bridge platform 200 via a wired or wireless communication scheme even if the operator is not located in the field, but is located remotely at distances of several kilometers or tens of kilometers.

이 경우 로봇 암은 용도에 따라 상이할 수 있으나, 작업자가 해외에 있거나, 원격지에 있는 경우에도 각종 조립 작업이나, 의료적인 수술 작업도 안정적으로 실시할 수 있다.In this case, although the robot arm may be different depending on the application, it can stably perform various assembling work and medical operation work even when the worker is overseas or at a remote place.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

100 : 유저 인터페이스 플랫폼
110 : 제1 입력부
120 : 제1 제어부
130 : 제1 출력부
200 : 브릿지 플랫폼
210 : 제2 입력부
220 : 제2 제어부
230 : 제2 출력부
300 : 제어 대상물 유닛 플랫폼
310 : 제3 입력부
320 : 제3 제어부
330 : 제3 출력부
S1 : 제1 모듈
S2 : 제2 모듈
S3 : 제3 모듈
100: User Interface Platform
110: first input unit
120: first control section
130: first output section
200: Bridge Platform
210:
220:
230: second output section
300: Control target unit platform
310: third input section
320:
330: third output section
S1: First module
S2: Second module
S3: third module

Claims (15)

통신 방식으로 데이터 전송이 이루어지는 제1 입력부(110)와; 단위 제어 대상물(2)이 작업공간(workspace)에서 시뮬레이션을 통해 생성된 모션(motion)에 의해 초기 설정 값이 셋팅 되고, 셋팅된 초기 설정 값의 이상 유무를 판단하는 제1 제어부(120)와; 상기 셋팅된 초기 설정 데이터를 전송하기 위한 제1 출력부(130)를 포함하는 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100);
상기 제1 출력부(130)에서 전송된 데이터를 입력 받는 제2 입력부(210)와; 상기 제2 입력부(210)에서 입력된 데이터의 이상 유무를 판단하는 제2 제어부(220)와; 상기 제2 제어부(220)에서 제어된 데이터를 전송하기 위한 제2 출력부(230)를 포함하는 브릿지 플랫폼(200); 및
상기 제2 출력부(230)에서 전송된 데이터를 입력 받는 제3 입력부(310)와; 상기 제3 입력부(310)에서 입력된 데이터의 이상 유무를 판단하여 상기 브릿지 플랫폼(200)의 제2 입력부(210)로 전송하는 제3 출력부(330)와; 상기 제3 입력부(310)에서 입력된 데이터에 의해 모션이 이루어지도록 적어도 한 개 이상의 단위 제어 대상물(2)로 이루어진 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)을 포함하는 통합 플랫폼.
A first input unit 110 for transmitting data by a communication method; A first controller 120 for setting an initial set value by a motion generated by a simulation in a workspace of the unit control object 2 and determining whether there is an abnormality of the set initial set value; A user interface platform (100) including a first output (130) for transmitting the set initialization data;
A second input unit 210 receiving data transmitted from the first output unit 130; A second controller 220 for determining whether there is an abnormality in the data input from the second input unit 210; And a second output unit (230) for transmitting data controlled by the second control unit (220); And
A third input unit 310 receiving data transmitted from the second output unit 230; A third output unit 330 for determining whether data input from the third input unit 310 is abnormal and transmitting the data to the second input unit 210 of the bridge platform 200; And a control object unit platform (300) including at least one or more unit control objects (2) so that motion is performed by data input from the third input unit (310).
제1 항에 있어서,
상기 유저 인터페이스 플랫폼(100)은 3차원 게임 엔진이 사용되고, 상기 제1 입력부(110)는 시뮬레이션이 이루어질 상기 단위 제어 대상물(2)에 대한 작업공간의 한계 영역(limit area) 데이터를 기반으로 상기 단위 제어 대상물(2)의 모션에 따른 한계 작동 영역(operating area) 데이터와, 상기 단위 제어 대상물(2)이 작업공간에서 모션이 이루어질 이동 속도와, 높이 및 상대 위치와, 회전각과 회전횟수와, 틸팅각과, 허용 중량을 입력받는 통합 플랫폼.
The method according to claim 1,
A 3D game engine is used as the user interface platform 100. The first input unit 110 is a unit for inputting the unit area of the unit control object 2 to be simulated based on the limit area data of the work space, A limit operating area data according to the motion of the control object 2 and data indicating a movement speed at which the unit control object 2 moves in the work space, a height and a relative position, a rotation angle and a rotation number, An integrated platform that accepts angles and allowable weight.
제1 항에 있어서,
상기 단위 제어 대상물(2)은 적어도 1개 이상의 로봇 암(2a)으로 구성되고, 상기 로봇 암(2a)에 체험자가 탑승할 경우 상기 체험자의 상태 정보가 상기 제1 입력부(110)로 입력되는 통합 플랫폼.
The method according to claim 1,
The unit control object 2 includes at least one robot arm 2a. When the experimenter is loaded on the robot arm 2a, state information of the experimenter is integrated into the first input unit 110 platform.
제3 항에 있어서,
상기 작업공간에는 적어도 1개 이상의 로봇 암(2a) 주변에 복수의 센서부(10)가 구비되고, 상기 센서부(10)에서 감지된 감지 데이터는 상기 제2 입력부(210)로 입력되는 통합 플랫폼.
The method of claim 3,
The work space is provided with a plurality of sensor units 10 around at least one robot arm 2a and sensed data sensed by the sensor unit 10 is input to the integrated platform .
제3 항에 있어서,
상기 로봇 암(2a)에는 체험자에게 영상을 제공하는 영상부(1100);
상기 체험자에게 탑승 가능한 공간을 제공하는 탑승부(1200)를 포함하는 통합 플랫폼.
The method of claim 3,
The robot arm 2a includes an image unit 1100 for providing an image to the user;
And a boarding section (1200) for providing a space available for the passengers to board.
제5 항에 있어서,
상기 로봇 암(2a)은 상기 탑승부(1200)에 피칭, 요잉, 롤링 및 왕복 운동 중 적어도 하나를 발생시키는 자이로 기구(1300)와 상호 데이터 송수신 가능하게 연결된 통합 플랫폼.
6. The method of claim 5,
The robot arm 2a is connected to the gyro mechanism 1300 that generates at least one of pitching, yawing, rolling, and reciprocating motion in the boarding part 1200 so as to transmit and receive data.
제5 항에 있어서,
상기 탑승부(1200)에는 상기 체험자의 상태 정보를 영상으로 감지하기 위한 제1 모듈(S1);
상기 체험자의 음성을 감지하기 위한 제2 모듈(S2);
상기 체험자의 체온과 맥박을 감지하기 위한 제3 모듈(S3)이 구비된 통합 플랫폼.
6. The method of claim 5,
The boarding unit 1200 includes a first module S1 for sensing the status information of the experiencer as an image;
A second module (S2) for detecting the voice of the experiencer;
And a third module (S3) for detecting body temperature and pulse of the experiencer.
제1 항에 있어서,
상기 브릿지 플랫폼(200)의 제2 제어부(220)는 상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)의 제1 출력부(130)를 통해 입력된 모션 데이터에 의해 상기 단위 제어 대상물(2)이 모션 가능한 데이터 인지 확인하고, 가능할 경우 상기 제3 입력부(310)로 상기 단위 제어 대상물(2)의 모션 데이터가 전송되고,
상기 모션 데이터가 상기 작업공간 내의 유효한 데이터가 아니거나, 불 가능할 경우에는 상기 제3 입력부(310)로 모션 데이터가 전송되지 않도록 제어되는 통합 플랫폼.
The method according to claim 1,
The second control unit 220 of the bridge platform 200 controls the motion of the unit control object 2 based on the motion data input through the first output unit 130 of the user interface platform 100, The motion data of the unit control object 2 is transmitted to the third input unit 310 if possible,
Wherein the motion data is controlled so as not to be transmitted to the third input unit (310) when the motion data is not valid or not available in the work space.
제1 항에 있어서,
상기 브릿지 플랫폼(200)의 제2 제어부(220)는 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)이 한계 작동 영역(operating area)을 벗어나거나, 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)을 구성하는 단위 제어 대상물(2)이 작업공간에서 작동 중에 서로 간에 근접하여 충돌 영역(R)으로 근접할 경우 충돌 가능 상태로 판단하고, 상기 단위 제어 대상물(2)이 긴급 정지되도록 상기 제2 출력부(230)로 제어 신호를 전송하는 통합 플랫폼.
The method according to claim 1,
The second control unit 220 of the bridge platform 200 may control the movement of the control object unit platform 300 out of the operating range of the control object unit platform 300, ) Is close to the impact region (R) in operation in the work space, it is determined that the collision is possible, and a control signal is transmitted to the second output unit (230) so that the unit control object (2) Integrated transport platform.
제9 항에 있어서,
상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)은 상기 제2 제어부(220)에서 전송된 제어 신호에 의해 상기 단위 제어 대상물(2)이 비상 정치되도록 제어되거나, 상기 단위 제어 대상물(2)의 속도가 우선 감소된 후에 비상 정지되는 어느 하나의 방식으로 제어되는 통합 플랫폼.
10. The method of claim 9,
The control object unit platform 300 is controlled such that the unit control object 2 is controlled to be in an emergency state by the control signal transmitted from the second control unit 220 or the speed of the unit control object 2 is firstly reduced Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI > emergency stop.
제1 항에 있어서,
상기 유저 인터페이스 플랫폼(100)과, 상기 브릿지 플랫폼(200)과, 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)은 서로 간에 유선 또는 무선 중에 어느 하나로 선택되는 통신 방식으로 데이터 전송이 이루어질 때, 데이터의 손실을 방지하기 위해 주기적으로 보정이 이루어지는 통합 플랫폼.
The method according to claim 1,
When the data transmission is performed between the user interface platform 100, the bridge platform 200, and the control object unit platform 300 by a communication method selected by either wire or wireless, An integrated platform in which corrections are periodically made.
제11 항에 있어서,
상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)과, 상기 브릿지 플랫폼(200)과, 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)은 서로 간에 송신 또는 수신 되는 데이터의 실시간 통신주기가 제1 주기로 일정하게 유지되는 통합 플랫폼.
12. The method of claim 11,
The user interface platform 100, the bridge platform 200, and the control object unit platform 300 are connected to each other in such a manner that a real-time communication cycle of data transmitted or received between them is maintained constant at a first cycle, platform.
제12 항에 있어서,
상기 제1 주기는 12m/s 주기로 반복되고, 상기 제1 주기를 초과 하거나 미달될 경우 상기 단위 제어 대상물(2)의 작동이 강제로 중지되는 통합 플랫폼.
13. The method of claim 12,
Wherein the first period is repeated at a cycle of 12 m / s, and when the first period is exceeded or not exceeded, the operation of the unit control object (2) is forcibly stopped.
제1 항에 있어서,
상기 유저 인터페이스(user interface) 플랫폼(100)은 적어도 1개 이상의 외부 장비와 유선 또는 무선 통신 방식 중에 어느 하나로 선택되는 외부 입력 유닛(20)과 실시간 입력이 이루어지는 통합 플랫폼.
The method according to claim 1,
The user interface platform 100 includes an external input unit 20 and at least one external device and a wired or wireless communication method.
제1 항에 있어서,
상기 브릿지 플랫폼(200)은 적어도 1개 이상의 외부 장비와 유선 또는 무선 통신 방식 중에 어느 하나로 선택되는 외부 입력 유닛(20)과 실시간 입력을 통해 상기 유저 인터페이스 플랫폼(100)을 경유하지 않고 상기 제어 대상물 유닛 플랫폼(300)과 연결이 이루어지는 통합 플랫폼.
The method according to claim 1,
The bridge platform 200 includes an external input unit 20 selected from at least one of external equipment and a wired or wireless communication system, and an external input unit 20 connected to the control object unit 100 via a real- An integrated platform in which the platform 300 is connected.
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