초록 ▼

지능 교육용 엔터테인먼트 로봇은 로봇 제어 및 시스템 개발과 로봇 기구부 개발 및 디자인 그리고 로봇 전용 프로그램 개발로 나누어져서 개발되었다. 로봇 제어 및 시스템 개발은 초음파 보드와 2축 모션 제어 보드를 개발하고 이를 로봇의 메인 보드와 연결하여 통합적으로 제어하는 시스템을 개발하였다. 초음파 센서의 강인한 주변 인식을 위해서 신경망 구조를 사용하는 방법이 제안되었고 모션 제어 보드는 DC 모터를 속도제어 및 위치제어를 PID 컨트롤러를 이용하는 것으로 개발되었다. 전체로봇 시스템 제어구조는 초음파 센서, 시각 센서, 이동

지능 교육용 엔터테인먼트 로봇은 로봇 제어 및 시스템 개발과 로봇 기구부 개발 및 디자인 그리고 로봇 전용 프로그램 개발로 나누어져서 개발되었다. 로봇 제어 및 시스템 개발은 초음파 보드와 2축 모션 제어 보드를 개발하고 이를 로봇의 메인 보드와 연결하여 통합적으로 제어하는 시스템을 개발하였다. 초음파 센서의 강인한 주변 인식을 위해서 신경망 구조를 사용하는 방법이 제안되었고 모션 제어 보드는 DC 모터를 속도제어 및 위치제어를 PID 컨트롤러를 이용하는 것으로 개발되었다. 전체로봇 시스템 제어구조는 초음파 센서, 시각 센서, 이동부 모듈, 팬/틸트 모듈을 서로 연계시킨 구조로 제안되었다.
로봇 기구부 개발 및 디자인은 이동성과 안정성에 중점을 두어 개발되었으며 2바퀴를 가지는 디퍼런셜 휠 타입의 이동부가 제안되었다. 이러한 구조는 축구로봇과 유사한 구조로 이동성이 좋은 장점이 있다. 또한 팬/틸트 부분의 개발은 연결 부분에 영향을 주지 않고 동작하기 위한 구조가 제안되었고 이들 두 구조를 잘 결합하여 구동 메커니즘을 최적 설계하고 동작 표현을 위한 기구부를 설계하였다. 또한 이러한 기구부에 바탕을 두고 로봇 외관을 디자인하였으며 초음파 센서와 이동부 그리고 팬/틸트 등에 영향을 주지 않고 외부 물질이 유입되지 않도록 디자인하였다. 또한 대상 충이 어리므로 귀여운 이미치지와 친숙한 이미지로 디자인하였다.
로봇이 가정에 활용되기 위해서는 무엇보다도 인간과의 의사소통이 중요한데 이러한 인터페이스를 개발하고 이를 엔터테인먼트에 이용하는 방법이 개발되었다. 또한 많은 정보를 담고 있는 인터넷을 활용하기 위해 무선 인터넷 모듈을 개발하고 유익한 컨텐츠에 접속하여 유용한 정보를 제공하도록 개발하였다 음성 인식 및 합성을 이용한 인터페이스를 개발하였고, 추적 알고리즘을 이용하여 얼굴을 추적하며, 인터넷을 통해 원격 영상을 받고 제어를 할 수 있도록 개발하였고, 교육 사이트에 접속할 수 있는 모듈을 개발하였다.

Abstract

The results that are developed by research are as follows:
▶ Final robot.
▶ Ultrasonic sensor board
▶ 2 axes motion control board
▶ Control module software
▶ Speech interface software
▶ Internet connection software

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 보고서 초록 ...3
• 요약문 ...4
• SUMMARY ...7
• CONTENTS ...10
• 목차 ...11
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...12
• 제 1 절 연구개발의 목적...12
• 제 2 절 연구개발의 범위...13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...14
• 제 1 절 국외 기술개발 현황...14
• 제 2 절 국내 기술개발 현황...16
• 제 3 절 현기술상태의 취약성...17
• 제 3 장 연구 개발수행 내용 및 결과...18
• 제 1 절 로봇 시스템 설계 및 개발...18
• 1. 초음파 센서 보드 설계 및 개발...20
• 2. 모션 보드 설계 및 개발...24
• 3. 통합 모듈의 설계 및 제어...29
• 제 2 절 주행 및 센서 제어...33
• 1. 초음파 센서 제어...33
• 2. 자율 주행...36
• 제 3 절 시작품 제작 및 디자인...41
• 1. 이동부 제작...41
• 2. 팬/틸트 부 제작...45
• 3. 외관 디자인 및 최종 시제품 제작...47
• 4. 각종 전시회 참가...52
• 제 4 절 엔터테인먼트 기능 및 교육기능...55
• 1. 음성 인터페이스...55
• 2. 추적알고리즘의 개발...59
• 3. 인터넷을 활용...63
• 4. 원격 제어 및 영상 전송...66
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...69
• 제1절 목표달성도 ...69
• 제2절 관련분야에의 기여도 ...70
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용 계획...71
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술 정보...72
• 제 7 장 참고문헌...74
• 제 8 장 부록...76