컴퓨터활용능력시험 2급 필기 - 1과목 컴퓨터일반 (2018개정)
컴퓨터활용능력 2급 필기 11 윈도우즈 윈도우 특징 부팅 시간의 단축, 디바이스 드라이버 자동설치, 편리한 창기능, 편리해진 작업표시줄 파일의 빠른 검색, 라이브러리 기능, 미디어 기능 강화, 홈 네트워크 기능 강화, 32비트 및 64비트 지원 운영체제, 선점형 멀티태스킹, 플러그 앤 플레이 윈도우 종료 시스템 종료 사용자 전환 로그아웃 다시 시작 절전 바로가기 키 F1, f2, f3, f5, f11 Ctrl, ctrl+f4, ctrl+c, ctrl+v, ctrl+x, ctrl+a, ctrl+z, ctrl+esc, ctrl+shift+esc Alt+f4, print screen, alt+print screen, alt+enter, alt+tab, alt+esc, Alt+space bar Shift shift+delete 로고, 로고+d, 로고+e, 로고+ m, 로고+ r, ctrl+T 바로가기 아이콘 : 바로가기 아이콘을 삭제하거나 이동해도 원본 파일이나 폴더는 삭제 되지 않는다. 바로 가기 아이콘 바로가기 아이콘을 삭제하여도 원본 파일은 삭제되지 않는다. 바로가기 아이콘은 왼쪽 아랫부분에 화살표가 표시되어 있다. 바로가기 아이콘의 확장자는 LNK 바로 가기 아이콘 만들기 개체를 선택한 후 바로 가기 메뉴에서 [바로 가기 만들기]를 선택한다. 마우스 오른쪽 버튼으로 드래그 후 바로 가기 메뉴에서 [여기에 바로 가기 만들기]를 선택한다. CTRL+Shift 누르면서 드래그한다.. 보조프로그램 그림판 간단한 그림파일을 작성하거나 편집한다. 레이어의 기능은 없다. png가 기본 확장자이며 dib, jpg, gif, tif등의 파일도 그림판에서 열기가 가능하며 편집할 수 있다. 작성한 그림은 저장한 상태에서 배경그림으로 지정할 수 있다. 정원, 정사각형, 수평선, 수직선, 45도 대각선은 Shift를 누른상태에서 그리면 된다. 보조프로그램 메모장 서식이 필요없는 ASCii코드 형식의 간단한 문서를 작성 그림, 차트, OLE관련 개체는 삽입할 수 없다. 기본 확장자는 .txt이다. 문서 첫 행 맨 왼쪽에 대문자로 “.LOG”라고 입력하면 문서를 열 때마다 현재 시간과 날짜를 문서 끝에 삽입할 수 있다. 워드패드 기본 확장자는 .rtf이다. 날짜/시간, OLE관련 개체를 삽입할 수 있다.
컴퓨터활용능력 2급 필기 12 윈도우 탐색기 윈도우 폴더옵션 일반탭 폴더 찾아보기 : 같은 창에서 폴더열기와 새창에서 폴더 열기를 설정 마우스 한번 클릭 열기와 두번 클릭해서 열기를 설정 보기 탭 폴더보기 고급설정 검색 탭 검색방법 색인되지 않은 위치 검색 시 바로가기 키 Ctrl + f4, Ctrl+ Esc, Alt+print screen, Prt screen Alt+enter, Alt+tab, Alt+Esc, Alt+space bar 탐색기의 바로가기 키 + , -, *, 백스페이스, → , ← 폴더관리 파일과 폴더 복사 파일과 폴더 이동 드라이브의 복사/이동 공유 홈그룹 : 홈네트워크 위치를 사용하는 네트워크에서 파일 및 프린터를 쉽게 공유할 수 있게 해준다. 스풀 중앙처리장치와 같이 처리 속도가 빠른 장치와 프린터와 같이 처리속도가 느린 입출력 장치들의 속도차이를 보안한다. 레지스트리 각 사용자에 대한 프로필, 컴퓨터에 설치된 프로그램과 하드웨어 종류, 사용되고 있는 포트 등에 대한 정보가 들어있다. [시작]-[실행]-'Regedit'를 입력하여 레지스트리를 실행한다. 레지스트리가 손상되면 Windows에 치명적인 손상을 줄 수 있다. HKEY_CLASSES_ROOT : 응용 프로그램에서 사용하는 파일의 확장자에 관한 설정 HKEY_CURRENT_USER : 현재 로그인한 사용자의 응용프로그램 등에 관한 설정 HKEY_LOCAL_MACHINE : 하드웨어와 소프트웨어에 관련된 정보를 저장한다. HKEY_USERS : Windows의 여러 사용자 계정에 대한 개별적인 설정 사랑을 저장한다. HKEY_CURRENT_CONFIG : Windows가 시작될 때 사용되는 소프트웨어 설정 작업관리자 실행중인 프로그램의 상태를 보고 응답하지 않는 프로그램을 강제로 끝낼때 사용한다. Ctrl+shift+ESC 프로세스 탭 : 실행중인 프로세스에 대한 자세한 정보(CPU, 메모리) 성능탭 : 컴퓨터 성능에 대한 CPU및 메모리 사용 내용을 그래프로 표시함 사용자 탭 : 컴퓨터에 로그인되어 있는 사용자를 표시함 시스템 최적화 시스템 이상을 사전에 방지하고 최적의 상태에서 사용하기 위한 기능이다. 드라이브 조작 모음 및 최적화(디스크 조각모음) : 단편화제거 하여 디스크의 입출력 속 도를 향상 디스크 정리 : 불필요한 파일을 삭제하여 디스크의 여유공간을 확보한다. 임시 인터넷파 일, 다운로드 프로그램 파일, 휴지통에 있는 파일, 임시 폴더내의 불표요한 파일을 삭제 하여 공간을 확보한다. PC 업그레이드 소프트웨어 업그레이드 : 소프트웨어의 오류를 수정하거나 새로운 기능을 추가한 새 버 전의 소프트웨어로 변경 하드웨어 업그레이드 : 하드웨어 장치를 바꾸거나 추가하여 성능을 향상 디스크 오류 검사 하드디스크의 논리적 또는 물리적 오류를 검사하고 복구 가능하면 복구해주는 기능 하드디스크의 바로가기 메뉴-속성-도구-오류검사-검사-지금검사를 실행한다. CHKDSK
컴퓨터활용능력 2급 필기 13 제어판 제어판 프로그램 및 기능 프로그램 제거 또는 변경 설치된 업데이트 보기 Windows 기능 켜기 끄기 사용자 계정 제어 권한에 따른 계정유형 표준, 관리자 계정 사용 계정 컨트롤 설정 변경 항상 알림, 기본값, 바탕화면을 흐리게 표시하지 않음, 사용자 계정 컨트롤 끄기 제어판 접근성 센터 디스플레이가 없는 컴퓨터 사용 컴퓨터를 보기 쉽게 설정 마우스 또는 키보드가 없는 컴퓨터 사용 마우스를 사용하기 쉽게 설정 키보드를 사용하기 쉽게 설정 소리 대신 테스트나 시각적 표시 방법 사용 보다 쉽게 작업에 집중할 수 있도록 설정 제어판 디스플레이 텍스트 기타항목의 크기 해상도 방향 조정 디스플레이 색 보정 Clear Type 텍스트 조정 사용자 지정 비율 크기 조정 시스템 장치 관리자, 원격 설정, 시스템 보호, 고급 시스템 설정 제어판 글꼴 C:\windows\fonts Fon, otf, ttf, ttc 키보드 속도 : 키 재입력시간, 키 반복 속도, 커서 깜박임 속도 하드웨어 : 제조업체, 장치 상태 마우스 단추 : 마우스 왼쪽과 오른쪽 단추 바꾸기, 두번클릭속도, 클릭잠금설정 포인터 및 포인트 옵션 : 포인터 모양, 동작속도,자국표시 설정 프린터 프린터 설치 제어판-장치 및 프린터- 프린터 추가 프린터 삭제 : 제어판-장치 및 프린터 - 장치제거 프린터 공유 동일한 네트워크내에서 여러대의 프린터를 공유할 수 있다. 기본 프린터 바로가기메뉴-기본프린터로 설정 한 컴퓨터에 한 대만 지정할 수 있다. 인쇄 문서 인쇄 인쇄 대기열에 있는 문서의 인쇄 순서를 변경할 수 있다. 인쇄 대기 중인 모든 문서의 인쇄를 취소할 수 있다. 인쇄 작업에 들어간 것도 중간에 강제로 종료시킬 수 있다. 인쇄 대기중인 문서에 대해 용지 방향, 용지 공급, 및 인쇄 매수와 같은 설정을 변경할 수 없다. 기타 휴지통 복원하기 휴지통에 보관되지 않는 경우 작업표시줄 작업표시줄 잠금, 자동 숨기기, 작은 작업 표시줄 단추 사용, 화면에서 작업표시줄 위치, 작업 표시줄 단추 하나로 표시, 알림 영역, 바탕하면 미리보기 점프목록 점프 목록에는 사용자가 고정한 즐겨찾는 항목, 최근에 연 항목, 자주 여는 항목, 작업 또는 웹사이트가 포함될 수 있다..
컴퓨터활용능력 2급 필기 14 연습문제 윈도우에서 문제해결 디스크 공간이 부족한 경우 사용하지 않는 파일 삭제, 디스크 정리, 휴지통 비우기 메모리가 부족한 경우 불필요한 프로그램 모두 종료 후 다시 실행 하드웨어가 충돌한 경우 장치관리자에서 충돌이 발생한 하드웨어는 삭제 후 재설치 네트워크에 이상이 있는 경우 네트워크 어댑터 확인, 시스템 속성-컴퓨터이름-작업그룹 설정을 윈도우에서 문제해결 시스템 복원이 필요한 경우 제어판-시스템-시스템 보호에서 시스템 복원 방화벽 설정이 필요한 경우 제어판-Windows Defender방화벽에서 해커나 악성 소프트웨어가 인터넷을 통해 사 용자 컴퓨터에 액세스 하지 못하도록 방지한다. 알림 설정 변경, 방화벽 설정 또는 해제, 기본값 복원, 고급 설정등의 작업을 수행한다. PC 응급처치 전원 및 메인보드 오류 부팅 시 ‘삑’ 소리가 나는 경우 : 삑~삑삑삑 (그래픽카드), 삑~삑~삑~(램의 문제) 부팅이 안되는 경우 : 하드디스크의 점퍼 설정 확인 메모리가 인식되지 않는 경우 : 랩의 장착 확인 Cmos오류 Cmos 이상인 경우 : 표시된 에러메시지에 따라 해당 Cmos셋업을 수정 Cmos 설정이 변경된 경우 : 백신프로그램으로 바이러스 감염여부 확인 Cmos 설정이 초기화 된 경우 : 배터리 방전 여부 확인 Cmos 셋업 비밀번호를 잊은 경우 : 메인보드의 배터리를 뽑았다가 다시 장착. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
탐새 15단원 멀티미디어 컴퓨터활용능력 2급 필기 2 1 멀티미디어 개념 목차 2 멀티미디어 특징 3 하드웨어/소프트웨어 4 그래픽 기법 멀티미디어 개념 멀티미디어의 개념 멀티미디어(Multimedia)는 멀티와 미디어의 합성어로 다중 매체를 동시에 사용해 정보를 제공한다. 멀티미디어의 종류 텍스트 사운드 이미지 애니메이션 동영상 멀티미디어의 특징 디지털화(Digitalization) 쌍방향성(Interactive) 비선형성(Non-Linear) 정보의 통합성(Integration) 멀티미디어 하드웨어 • CD-ROM • DVD(Digital Video Disc) • 블루레이 디스크 • USB 멀티미디어 소프트웨어 멀티미디어 데이터를 생성, 저장, 가공, 재생할 수 있는 소프트웨어를 의미한다 재생 소프트웨어 : Windows Media Player, Real Player, 곰 플레이어, MPEG Player 등이 있다. 저작 소프트웨어 : 디렉터, 슈퍼매직, 툴북, 포토뱅크, 플래시(Flach) 등이 있다. 플래시(Flash) : 그래픽, 음향 등의 멀티미디어 요소를 넣어 역동적인 표현이 가능하다. 스트리밍(Streaming) 기술 그래픽 기법 ① 디더링(Dithering) ② 렌더링(Rendering) ③ 모델링(Modeling ④ 모핑(Morphing) ⑤ 필터링(Filtering) ⑥ 안티앨리어싱(Anti-Aliasing) ⑦ 리터칭(Retouching) ⑧ 인터레이싱(Interlacing) ⑨ 메조틴트(Mezzotint) ⑩ 솔러리제이션(Solarization) 그래픽 데이터 종류 • 비트맵(Bitmap) • 백터(Vector) 색상표현 • RGB(Red / Green / Blue) • CMYK(Cyan / Magenta / Yellow / Black) 파일 형식 그래픽 파일 형식 오디오 파일 형식 비디오 데이터 : AVI,MOV,MPEG,ASF,DivX 초당 비디오 용량 = 가로픽셀수 × 세로 픽셀수 × 픽셀 bit수 × 프레임수 × 초 MPEG규격 멀티미디어 활용 • VOD(Video On Demand, 주문형 비디오) • VCS(Video Conference System, 화상회의 시스템) • 가상현실(Virtual Reality) • CAI(Computer Aided Instruction) • 원격진료 • 스마트워크(Smart Work) ICT신기술 1. 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 2. 그리드 컴퓨팅(Grid Computing) 3. 유비쿼터스 컴퓨팅(Ubipuitous Computing) 4. RFID 5. USN 6. 테더링(Tethering) 7. RSS(Rich Site Summary) 8. 트랙백(Trackback) 9. SSO(Single Sign On) 10.시멘틱 웹(Semantic Web) 11.스마트 그리드 12. 모바일 오피스
탐새 16단원 네트워크 컴퓨터활용능력 2급 필기 2 1 네트워크 목차 2 명령어 3 데이터통신 시스템 4 통신회선 네트워크 네트워크의 위치 한글 Windows를 설치할 때 네트워크 위치를 선택할 수 있다. 네트워크의 위치에는 [홈 네트워크], [회사 네트워크], [공용 네트워크]가 있다. 네트워크 설정 변경 [시작]-[제어판]-[네트워크 및 공유센터] 네트워크 어댑터 컴퓨터를 물리적으로 네트워크에 연결하기 위한 하드웨어 장치이다. [시작]-[제어판]-[장치관리자]-[네트워크 어댑터]-바로가기 메뉴-[속성]을 선택하면 설치된 장치의 유형과 제조업체, 위치등을 확인할 수 있다. 네트워크의 기능유형 ① [시작]-[제어판]-[네트워크 및 공유센터]-[어댑터 설정변경]을 클릭한다. ② [로컬 영역 연결]-[속성]-[설치]에서 설치 가능한 네트워크 기능 유형을 선택할 수 있다. 네트워크 관련 명령어 ping ipconfig nslookup tracert IP 주소 인터넷에서 구별되는 고유한 숫자로 된 주소이다. IPv4 주소는 32비트 주소를 8비트씩 마침표()로 구분함 IPv6 주소는 128비트 주소를 16비트씩 콜론( : )으로 구분함 서브넷 마스크 IPv4 주소의 네트워크 주소와 호스트 주소를 구별하기 위한 것으로 1개의 ip네트워크 물리적 주 소를 여러개의 논리적 주소로 나누는 것이다. 게이트웨이 다른 네트워크와의 데이터 교환을 위한 출입구 역할을 하는 장치로, 서로 다른 프로토콜을 연결하는 장치이다. DNS • 문자 형태로 된 도메인 네임을 숫자로 된 IP 주소로 변환해 주는 서버 데이터통신 시스템의 구성요소 신호변환장치(DCE) 신호변환장치(DCE, Data Circuit Terminating Equipment) ① 모뎀(MODEM) ② 코덱(Codec) ③ DSU(Digital Service Unit) 통신회선 유선회선 꼬임선 동축케이블 광섬유케이블 무선전송매체 라디오파 지상마이크로파 이동통신 위성마이크로파 아날로그 데이터의 디지털 부호화 아날로그 데이터의 디지털 부호화 PCM(Pulse Code Modulation)
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TCP/IP 다중 네트워크를 가진 온/오프라인 로봇 시뮬레이터를 이용한 다관절 로봇 제어 시스템의 구현 요 약 본 논문은 TCP/IP 이더넷 다중 네트워크를 가진 온/오프라인 로봇 그래픽 시뮬레이터를 이용한 다관절 로 봇의 제어 시스템을 제시한다. 제안된 로봇 제어 시스템은 OpenGL을 이용한 로봇 시뮬레이터, DSP 모션 보 드 기반의 로봇 제어기 및 TCP/IP 다중 네트워크에 의한 서버/클라이언트 통신으로 이루어져 있다. 각 클라 이언트는 서버를 통해 실제 로봇을 제어할 수 있고 실제 로봇의 운동과 시뮬레이션에서 가상 로봇의 운동을 비교할 수 있다. 또한, 모든 클라이언트는 실제 로봇의 운동 영상과 데이터를 통해 로봇의 운동을 동시에 확인 하고 분석할 수 있다. 제안된 시스템의 유효성을 보이기 위해 6축 수직 다관절 로봇과 5대의 클라이언트에 대 한 실험 결과가 제시된다. 제안된 로봇 제어 시스템은 특히 많은 클라이언트를 가지는 로봇공학 교육 뿐만 아 니라 원격 로봇 제어를 이용하는 산업 분야에서도 유용하다. Abstract This paper presents an articulated robot control system using an on/off-line robot graphic simulator with TCP/IP ethernet multiple networks. The proposed robot control system consists of a robot simulator using OpenGL, a robot controller based on a DSP motion board, and the server/client client can control the real robot robot. through a server and can compare In order communication by TCP/IP multiple networks. Each the real robot motion with the virtual robot motion in the simulation. Also, all clients can check and analyze the robot motion simultaneously through the motion image and data of the real result for a 6-axis vertical articulated robot and 5 clients. The proposed robot control system is useful, especially, the industrial fields using remote robot control as well as the robotics education with many clients. Keywords on/off-line robot graphic simulator, TCP/IP multiple networks, server/client, articulated robot, robot control system * 동의대학교 공과대학 메카트로닉스공학과 ** 동의대학교 대학원 지능시스템공학과 제1저자(First Author): 신진호, 교신저자(Corresponding Author) : 신진호 접수일: 2011년 12월16일, 수정일: 1차- 2012년 01월 04일, 게재확정일: 2012년 01월 17일 to show the validity of the presented system, we present an experimental in 38 韓國情報技術學會論文誌 제 10권 제 01호 2012년 01월 I. 서 론 로봇공학 기술의 발전과 로봇 시뮬레이션의 요구 로 인해 로봇 시뮬레이터들이 나오고 있다[1]-[6]. 대부분의 로봇 매니퓰레이터에 대한 시뮬레이터들 은 오프라인 프로그래밍(Off-Line Programming : OLP) 을 기반으로 주로 컴퓨터 시뮬레이션의 형태로 로 봇의 실제 구동 전에 로봇을 미리 시험하는 경우가 많았다[1]-[4]. 다관절 로봇에 대해서는 오프라인과 온라인 제어 를 모두 동시에 제공하는 시뮬레이터는 많지 않다. 대부분의 상용 로봇 매니퓰레이터 시뮬레이터들은 비용이 비싸며, 사용자가 기구학적 변환 행렬을 파 악하거나 변경할 때 변환행렬의 표시, 사용자 편의 성 등 로봇공학의 기초 이론을 학습하기 위한 교육 적 효과가 떨어지는 면이 있다. 이런 이유로 [5]에서는 로봇의 운동을 오프라인 과 온라인으로 동시에 비교할 수 있는 로봇 시뮬레 이터와 제어 시스템을 개발하였다. 제시된 로봇 시 뮬레이터에서 메뉴 구성과 사용자 편의성을 보완하 여 [6]에서는 사용자가 로봇 제어를 위한 좌표를 정 확히 모르더라도 Visual C++와 OpenGL로 표현된 로봇의 GUI에서 객체 선택을 통해 좌표를 마우스 로 클릭하여 로봇 제어에 이용함으로써 사용자 편 의성을 높였다. 본 논문에서는 6축 수직 다관절 산업용/교육용 로봇인 삼성 FARAMAN AS2 로봇에 대해 온라인/ 오프라인 로봇 시뮬레이터와 DSP 기반 로봇 제어 시스템이 구축되었고, TCP/IP 이더넷(Ethernet)을 이 용한 다중 네트워크를 구현하여 3차원 로봇 시뮬레 이션과 다중 네트워크를 통한 로봇 제어 시스템을 구현하였다. 또한, 실시간 영상 전송 및 팬-틸트 카 메라 제어를 통해 원하는 각도에서 로봇의 구동 영 상을 볼 수 있다. 제시된 다중 네트워크 기반 로봇 시뮬레이터와 제어 시스템에 대한 유효성을 보이기 위해 서버와 5대의 클라이언트에서 네트워크를 통 한 6축 다관절 로봇에 대해 로봇 제어 실험이 수행 되었다. Ⅱ. 다중 네트워크를 이용한 온/오프라인 로봇 시뮬레이터와 로봇 제어 시스템 그림 1. 다중 네트워크를 가진 로봇 시뮬레이터를 이용한 제안된 로봇 제어 시스템의 구조 Fig. 1. Structure of the proposed robot control system using robot simulators with multiple networks 다중 네트워크 기반 로봇 시뮬레이터를 이용한 로봇 제어 시스템은 그림 1과 같이 구성되며, 오프 라인 시뮬레이터에서는 로봇의 동작은 컴퓨터상에 서 Visual C++와 OpenGL을 통해 3차원으로 가상 로봇의 구동을 표현하고, 온라인 시뮬레이터에서는 DSP 기반 모션 제어기와 서보 드라이브를 통하여 실제 로봇을 구동하게 된다. TCP/IP 이더넷 방식의 네트워크를 통해 서버가 다중 클라이언트와 연결될 수 있고, 각 클라이언트에 실제 로봇의 구동 영상과 구동되는 로봇의 각 관절의 엔코더 값을 전송한다. 각 클라이언트에서는 로봇에 대한 명령을 네트워크 를 통해 서버에 전송한다. 2.1 온/오프라인 로봇 시뮬레이터 컴퓨터 화면상에 제시된 로봇과 지면, 좌표축, 로 봇의 링크 등 3차원 모델링을 위해 OpenGL에서 사 용하는 API 함수를 이용하여 로봇을 표현하고 로봇 제안된 로봇 시뮬레이터와 로봇 제어 시스템은 다중 네트워크로 실제 로봇 제어와 오프라인으로 3 차원 로봇 시뮬레이션을 수행하여 제어 상황을 영 상과 데이터를 통해 제어하는 동안 바로 결과를 비 교 분석할 수 있도록 하였다. 39 韓國情報技術學會論文誌 제 10권 제 01호 2012년 01월 공학 이론에 의해 계산된 값을 적용하였다. 로봇의 링크 길이 및 위치 등 기구학적인 모양은 실제 로 봇과 같으며, 로봇 형상의 상하좌우, 회전이 가능하 도록 하여 사용자가 로봇의 위치를 다양한 시점에 서 파악할 수 있도록 하였다. 끝점의 위치와 방향 등의 데이터는 모두 그래프를 통해 확인할 수 있다. 2.2 다중 네트워크 네트워크 환경은 TCP/IP 이더넷[7]을 이용하여 구 축하였으며, WinAPI 기반의 논 블록킹(Non-blocking) 방식의 Winsock2 라이브러리를 이용해 소켓을 구성 하여 다중 네트워크가 가능하도록 구현하였다. 서버에서는 접속된 클라이언트의 IP와 ID를 전송 받아 클라이언트들에서 서버에 접근할 때 접속 시 간의 순서대로 리스트를 관리할 수 있으며, 리스트 에 따라 순차적으로 클라이언트들에게 제어 권한을 허용하거나 거부할 수 있다. 후속으로 서버에 접근 한 클라이언트는 제어 권한이 밀리며, 앞의 제어 권 한을 가진 클라이언트의 로봇 제어가 끝나기를 기 다려야 한다. 또, 어떤 클라이언트에서도 로봇 명령 을 내리기 전에 서버 관리자에게 채팅 등을 통하여 제어 명령을 먼저 요청할 때 서버 관리자가 제어 권한을 부여해 제어 순서를 조정해 줄 수 있다. 각 클라이언트에서는 서버와의 채팅을 통해 진행 상태 를 확인할 수도 있으며, 클라이언트 간의 채팅은 집 중도를 높이기 위해 방지해 놓았다. 클라이언트들의 동시 제어로 인한 로봇 제어 명 그림 2. 온/오프라인 로봇 그래픽 시뮬레이터 Fig. 2. On/off-line robot graphic simulator 로봇 시뮬레이터는 그림 2에서 보듯이, 그래프, 로봇 시뮬레이션 화면, 제어 모드 탭으로 이루어져 있으며, 왼쪽부터 전반적인 로봇의 동작 및 신호를 확인하고 기본동작이 가능한 제어 탭, 로봇 해석에 필요하며 모든 계산과정을 부분별로 나눠 표현하여 사용자의 편의와 이해를 돕는 교육용 시뮬레이터로 써의 역할을 더한 로보틱스(Robotics) 탭, 궤적 계획 에 따라 로봇을 동작시킬 수 있는 궤적(Trajectory) 탭으로 이루어져 있다. 그리고 온라인/오프라인의 각 모드에서 로봇 관절의 위치, 속도, 가속도, 로봇 령의 혼선을 방지하기 위해 제어 권한을 두어 제어 권한을 허용 받지 못한 클라이언트에서는 로봇의 구동 영상 및 데이터 확인과 서버와의 채팅만이 가 능하며, 제어 권한을 허용 받은 클라이언트에서는 서버에서 가능한 모든 기능을 수행할 수 있으며, 각 클라이언트에서 팬-틸트 기법을 이용해 카메라의 각도를 조절하여 원하는 각도에서 로봇 제어 영상 을 실시간으로 확인할 수 있다. 그림 3은 로봇 구동 실험을 하기 위해 서버 1대 와 클라이언트 2대를 두고 네트워크를 접속하였을 때의 화면을 나타낸다. 클라이언트 1에서 제어 권한 을 알리는 메시지 창이 떠있는 상태를 볼 수 있으 며, 클라이언트 1에서 제어 권한을 가지며, 클라이 언트 2에서는 클라이언트 1의 제어 명령에 대한 로 봇 구동 영상 확인과 데이터를 전송받아 가상 로봇 의 동작과 비교할 수 있다. 40 韓國情報技術學會論文誌 제 10권 제 01호 2012년 01월 제시된 다중 네트워크 기반 로봇 제어 시스템은 (서버) (클라이언트 1) (클라이언트 2) 그림 3. TCP/IP 네트워크에 의해 연결된 서버 PC와 클라이언트 2대의 화면 Fig. 3. Screen shot of a server PC and 2 clients connected by the TCP/IP network 클라이언트에서는 서버로의 접속이 이루어질 때 한 번의 접속에 하나의 포트를 할당받게 되는데, 로 봇의 구동 데이터, 영상 데이터, 채팅 데이터의 충 돌을 회피하고자 총 3번의 접속이 이루어지게 하여 3개의 포트를 할당받는다. 로봇의 구동 데이터, 영 상 데이터, 채팅 데이터를 각각의 포트에 순차적으 로 두고, n이 클라이언트를 나타낼 때, 서버에서는 로봇의 구동 데이터는 전송 시 (3n+1), 영상데이터 는 (3n+2), 채팅데이터는 (3n+3)번째의 포트에 전송 하도록 하여 각 클라이언트에 실시간으로 안정적으 로 데이터를 전송할 수 있도록 하였다. 영상 처리[8]는 윈도우즈 환경에서 개인용 컴퓨 터의 카메라(Personal Computer Camera : PC Cam)의 영상 파일을 압축하여 전송하도록 하였다. 동영상은 VFW(Video For Window) 기법을 이용하였으며, 데 이터 크기를 고려해 24비트 RGB 160x120의 크기로 PC 캠 영상을 추출하였으며, 데이터 전송의 안정화 를 위해 추출한 영상 데이터를 엠제이펙 코덱 (M-JPEG Codec)을 이용해 인코딩 후 4Kb 이하로 압축하여 1msec마다 클라이언트로 전송하여 영상의 끊김을 최소화하도록 하였다. 클라이언트에서는 수 신 받은 영상 데이터 값을 다시 엠제이펙 코덱을 이용해 디코딩하여 컴퓨터 화면에 표시해 영상을 확인할 수 있도록 하였다. 제어 권한을 받은 1대의 클라이언트가 제어한 로 봇이 제대로 동작하는 지를 접속한 모든 클라이언 트가 로봇 구동 영상의 끊김 현상이 거의 없이 컴 퓨터 화면에 보면서 시뮬레이터의 가상 로봇의 동 작과 비교할 수 있다. 기본적으로 네트워크에 의한 시간 지연이 있을 수 있다. 이것은 본 로봇 제어 시스템만이 아닌 네트워 크를 이용한 여러 가지 다른 목적에 따른 상황별/ 시간대별 인터넷 접근 수량, 인터넷 트래픽 량, 전 송 데이터 량, 서버의 데이터 처리 능력 등에 따라 다르게 나타날 수 있다. 네트워크로 인한 지연 시간 은 인터넷 트래픽 양의 급증 등 특별한 이유가 아 니면 대체로 매우 작기 때문에 로봇 제어를 수행하 는 데 있어 네트워크 시간 지연이 크게 영향을 끼 치지 않아 클라이언트에서의 데이터 오차가 작은 범위를 유지할 수 있다. 그리고 인터넷 로봇 제어를 수행할 때 다른 목적 으로 인한 인터넷 트래픽 수요의 급증이나 인터넷 접속이 느려지거나 끊길 때, 로봇 제어 시스템이 보 호가 되도록 본 시스템에 구현되어 있다. 그 때는 인터넷의 접속을 기다릴 동안, 오프라인 로봇 시뮬 레이터로 가상 로봇의 모션을 3차원 화면과 시뮬 레이션 데이터로 확인할 수 있다. 2.3 객체 선택(Object Picking) 지원 객체선택(Object Picking)란 (X,Y) 좌표의 동일 선 상의 Z 좌표에 다른 물체가 충돌되었는지를 알아내 는 방식으로서 3차원 공간을 (X,Y)의 2차원 공간으 로 변환하여 한 점을 선택하였을 때 어느 물체가 선택되었는지를 알아낸다. 로봇의 작업 공간 내 특정 위치로의 구동 시 해 당 좌표에서 로봇 끝점의 위치와 방향을 알아야만 원하는 자세로 이동시킬 수 있기에 임의의 좌표로 이동을 위해서는 위치와 방향 값을 사용자가 숙지 하고 있어야 하는 불편함이 있다. 이를 해소하기 위 하여 본 시뮬레이터에서는 작업 공간 내에서 물체 를 잡기 위한 장소의 위치와 방향을 미리 물체에 저장을 하여 놓고, 객체 선택을 이용하여 사용자가 물체를 선택하였을 때, 자동으로 위치와 방향이 입 력되어 로봇이 구동할 수 있도록 하였다. 로봇 시뮬레이터에서 객체 선택 메뉴를 선택하게 되면 그림 4와 같이 3차원 공간의 화면이 (X,Y) 좌 표로 변환되어 Z좌표에서의 선택을 기다리게 된다. 41 韓國情報技術學會論文誌 제 10권 제 01호 2012년 01월 성되며, 6축 제어를 위해 상위제어기로 PID 이득 조정이 가능한 저가의 범용 4축 PCI-F453 DSP 모션 보드 2개를 이용한다[5]. 그림 4. 마우스로 시작점과 목표점의 선택을 위한 컴퓨터 화면 Fig. 4. Computer screen for the selection of a start position and a target position by a mouse 로봇이 가고자 하는 시작점과 끝점을 마우스로 클릭하면 객체 선택 기능으로 로봇이 이동하게 된 다. 만약 사용자가 로봇의 작업 영역 밖을 마우스로 클릭하면 작업 영역 밖이므로 다시 클릭하라는 메 시지를 준다. 2.4 로봇 제어 시스템의 구성 본 논문에서 이용하는 로봇은 그림 5에 보인 삼 성 FARAMAN AS2 로봇으로 6 자유도를 가지는 수직 다관절 로봇이다. 이 로봇에 대한 기구학적 해 석, 자코비언, 경로 계획, DSP 모션 보드 기반 로봇 제어 시스템을 구현하였다. 그림 6. 로봇 제어 시스템의 블록 다이어그램 Fig. 6. Block diagram of the robot control system ⅡI. 실험 결과 제안된 시스템의 효용성을 보이기 위해 서버 PC 와 5대의 클라이언트에서 객체 선택, 역기구학, 정 기구학, 경로 계획, 모션 제어 등을 통해 로봇 제어 실험을 하였으며, 다중 네트워크를 통하여 로봇 끝 점을 시작점에서 경유점을 거쳐 최종점까지 직선 경로로 이동하는 작업을 수행하였다. 로봇 끝점의 위치와 방향을 서버에서의 오프라인 시뮬레이션에 서의 가상 로봇과 실제 로봇의 구동 데이터를 비교 하였고, 실제 로봇을 구동시킬 때 각 클라이언트에 서 구동 데이터를 비교하였다. 그림 7 ~ 그림 9는 서버 PC와 5대의 클라이언트 · PC에서 각각의 화면을 나타낸다. 서버에서는 네트 워크로 접속한 5대의 클라이언트의 접속 순서에 따 른 각 IP 주소 리스트가 나열되며, 가장 접속 순서 가 빠른 클라이언트 1이 서버로부터 제어 권한을 받아 로봇 제어를 수행하는 것을 알 수 있다. 로봇 제어 명령을 내리는 클라이언트 1에서는 로 그림 5. 삼성 FARAMAN AS2 로봇 Fig. 5. Samsung FARAMAN AS2 robot DSP 기반 제어는 로봇 모션 제어에서 많이 쓰이 는 방법으로서[9]-[10], 본 로봇 제어 시스템에서도 채택하였다. 로봇 제어 시스템은 그림 6과 같이 구 봇의 구동과 동시에 팬-틸트 기법을 통한 카메라 조정으로 원하는 각도로 카메라를 움직여 정확한 로봇의 모션을 확인할 수 있으며, 서버와 나머지 클 라이언트(클라이언트 2~5)도 클라이언트 1이 서버를 통해 제어하고 있는 로봇 모션 동영상을 모두 함께 볼 수 있다. 42 韓國情報技術學會論文誌 제 10권 제 01호 2012년 01월 그림 7. 서버 PC 와 클라이언트 1의 컴퓨터 화면 Fig. 7. Computer screen of the server PC and client 1 그림 10. 서버와 각 클라이언트에서 로봇 끝점의 위치 그림 8. 클라이언트 2와 클라이언트 3의 컴퓨터 화면 Fig. 8. Computer screen of the client 2 and client 3 Fig. 10. Positions of the robot end-point in a server and each client 그림 9. 클라이언트 4와 클라이언트 5의 컴퓨터 화면 Fig. 9. Computer screen of the client 4 and client 5 그림 10 ~ 그림 12는 클라이언트 1의 네트워크를 통한 로봇 제어에서 서버와 각 클라이언트의 데이 터 값을 비교한 것이다. 서버에서의 결과 그림은 온 라인과 오프라인으로 동시에 로봇을 구동시킬 때, 오프라인상의 가상 로봇 끝점과 온라인상의 실제 로봇 끝점의 위치와 방향을 나타낸 것이다. 각 클라 이언트에서의 결과 그림들은 서버와 각 클라이언트 에서 실제 로봇 끝점의 위치와 방향을 서로 비교한 그래프이다. 이 때, 방향은 Z-Y-Z 오일러 각 로 계산하여 표시하였다. 서버 및 각 클라 이언트의 위치와 방향 그래프들을 볼 때, 로봇 끝점 이 주어진 직선 경로들을 잘 따라감으로써 로봇 제 어가 만족스럽게 수행되는 것을 알 수 있다. 그림 11. 서버와 각 클라이언트에서 로봇 끝점의 방향 Fig. 11. Orientations of the robot end-point in a server and each client 표 1과 표 2는 서버와 클라이언트에서 로봇 끝점 의 위치와 방향에 대한 최소 오차, 최대 오차 및 제 곱평균제곱근(Root Mean Square : RMS) 오차를 그 림 10과 그림 11의 데이터로부터 구해 정리한 것이 다. 표 1로부터 서버에서 로봇 끝점의 위치와 방향 43 韓國情報技術學會論文誌 제 10권 제 01호 2012년 01월 오차가 작다는 것을 알 수 있다. 이것은 각 관절의 모션 제어가 만족스럽게 이루어졌기 때문이다. 표 2 에서 보인 각 클라이언트의 위치와 방향 오차를 볼 때, 오차는 작지만 서버에서의 오차와 비교할 때 대 체로 조금 더 크며, 각 클라이언트 간의 오차는 거 의 비슷하다는 것을 알 수 있다. 동됨에 따라 엔코더로부터 다시 서버를 거쳐 클라 이언트로 신호 전송이 되어 오는 값을 수신할 때 발생하는 시간 지연이 있을 수 있다. 이러한 네트워 크에 의한 지연 시간은 인터넷 트래픽 양의 급증 등 특별한 이유가 아니면 대체로 매우 작기 때문에 로봇 제어를 수행하는 데 있어 로봇 모션 제어가 잘 이루어진다면 클라이언트에서의 데이터 오차를 만족한 범위내로 유지할 것이다. 표 2. 서버와 각각의 클라이언트간에 실제 로봇 끝점의 위치와 방향 오차 (최소 오차, 최대 오차, RMS 오차) Table 2. Position and orientation errors (minimum errors, maximum errors, RMS errors) of the real robot end-point between a server and each client) 오차 위치,방향 Client 1 X (mm) Y (mm) Z (mm) (deg) (deg) (deg) 그림 12. 3차원 공간에서 로봇 끝점의 위치 Fig. 12. Positions of the robot end-point in 3-D space 표 1. 서버에서 가상 로봇 끝점과 실제 로봇 끝점간의 위치와 방향 오차 (최소 오차, 최대 오차, RMS 오차) Table 1. Position and orientation errors (minimum errors, maximum errors, RMS errors) between the virtual robot end-point and the real robot end-point in a server 오차 위치,방향 Server X (mm) Y (mm) Z (mm) (deg) (deg) (deg) 최소 오차 최대 오차 RMS오차 0.0005 5.9280 1.7809 0.0017 15.5808 5.0641 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.5175 0.1880 6.5979 0.6603 0.2081 0.0304 6.5888 0.3810 이것은 네트워크의 시간 지연에 따른 것으로 양 방향 네트워크를 기반으로 한 로봇 제어 시스템에 서는 클라이언트에서 서버를 거쳐 로봇으로 제어 명령을 전송할 때 발생하는 시간 지연과 로봇이 구 Client 4 Client 2 X (mm) Y (mm) Z (mm) (deg) (deg) (deg) Client 3 X (mm) Y (mm) Z (mm) (deg) (deg) (deg) X (mm) Y (mm) Z (mm) (deg) (deg) (deg) Client 5 X (mm) Y (mm) Z (mm) (deg) (deg) (deg) 최소오차 최대오차 RMS오차 22.0675 0.0341 8.8757 0.0763 31.2760 8.7886 0.0001 26.4672 8.6026 0.0000 3.7054 1.2673 0.0005 4.4476 1.6866 0.0002 1.9690 0.1140 0.1408 22.9648 8.8961 0.1102 31.2760 8.4930 0.0001 34.3709 8.8755 0.0000 3.7054 1.2489 0.0005 5.6809 1.7262 0.0002 1.9690 0.1140 0.1408 22.0675 8.9332 0.0763 31.2760 8.3567 0.0001 27.0964 8.8874 0.0000 3.7054 1.2408 0.0005 4.7599 1.7235 0.0002 1.9690 0.1140 0.1408 22.9648 8.6554 0.0763 31.2760 8.3784 0.0001 26.4672 8.6895 0.0000 3.7054 1.2211 0.0005 4.4476 1.6901 0.0002 1.9690 0.1140 0.1419 22.0221 8.6491 0.1552 31.2760 8.3757 0.0001 26.4672 8.6462 0.0000 3.7054 1.2182 0.0005 4.4476 1.7014 0.0002 1.9690 0.1140 44 韓國情報技術學會論文誌 제 10권 제 01호 2012년 01월 로봇 매니퓰레이터의 제어 방법으로 가장 많이 쓰이는 방식으로서 직교 좌표 경로 계획을 통한 역 기구학, 각 관절의 관절 제어 및 정기구학을 통해 로봇 끝점의 제어 시스템을 구현한다. 로봇의 관절 은 각각 독립적으로 분산 제어하며 DSP 모션 제어 보드에서의 PID 제어와 서보 드라이브에 의해 이루 어진다. 많은 계산량을 요구하지 않으며, 네트워크 의 시간 지연이 대체로 많이 크지 않으므로 실험 결과에서 만족스러운 제어 성능을 보였다. 제안된 시스템은 가장 많이 쓰이는 산업용 로봇 제어 방식으로 DSP 모션 제어 보드의 PID 이득 조 정을 통한 관절 제어를 이용하여 로봇 제어 시스템 을 구현함으로써 접근이 용이하며 알고리즘이 간단 하다. 마우스에 의한 시작점 및 목표점의 선택과 로 봇 공학 교육에 필요한 GUI의 구성 등으로 사용자 편의성을 증대하였다. 또한 로봇 시뮬레이션 데이 터, 실제 로봇의 제어 결과 및 각 클라이언트에서의 로봇 제어 결과 등을 쉽게 비교 분석할 수 있다는 것이 장점이다. 그리고 기존의 대부분의 인터넷 기 반 로봇 제어 시스템은 주로 클라이언트에서 네트 워크에 의한 제어 결과를 제시하였으나, 본 논문은 로봇 시뮬레이션의 데이터, 서버에서 실제 로봇의 제어 결과, 각 클라이언트에서 인터넷을 통한 로봇 제어 결과를 다양하게 제시하였다. Ⅳ. 결 론 로봇 공학 교육에서 교육 대상자가 많고 비교적 매우 고가인 교육용/산업용 다관절 로봇의 숫자가 부족할 경우에 학습자의 로봇 실습 기회가 제한되 므로 교육의 효율성과 이해력이 매우 저하될 수 있 다. 따라서 실제 로봇 구동 전에 오프라인으로 로봇 을 미리 시험하여 로봇의 오동작을 최소화하기 위 한 로봇 시뮬레이터와 고가의 로봇을 많은 사용자 가 공유하여 로봇을 구동하는 원격 제어 시스템이 필요하다. 아울러 다수의 사용자를 위한 다중 네트 워크 기반 로봇 제어 시스템과 로봇 그래픽 시뮬레 이터의 분리 동작과 동시 운용을 각 사용자가 선택 하여 할 수 있도록 하는 것이 더 효율적인 시스템 을 위해 요구된다. 이러한 필요성에 의해 본 논문에서는 다관절 로 봇에 대해 TCP/IP 통신을 통한 다중 네트워크를 이 용하여 여러 대의 클라이언트에서 오프라인 시뮬레 이션과 온라인 로봇 제어를 동시에 수행할 수 있는 로봇 제어 시스템을 구현하였다. 사용자 편의성을 더욱 높이기 위해 로봇의 그래픽 화면에서 객체 선 택 기법을 이용하여 일반 사용자가 복잡한 로봇 기 구학 알고리즘을 이용해 목표점의 값을 수치적으로 입력하지 않더라도 시작점과 도착점을 마우스로 선 택하여 로봇을 직접 구동시켜볼 수 있게 하였다. 본 로봇 시뮬레이터를 이용한 로봇 제어 시스템 에서는 삼성 FARAMAN AS2 6축 수직 다관절 로 봇을 사용하였다. 로봇 제어 시스템은 DSP 모션 보 드를 통한 관절 제어, 역기구학, 정기구학, 경로 계 획 등을 구현하였고, 간결한 구성과 네트워크의 지 연이 대체로 많이 크지 않으므로 계획한 경로를 만 족스럽게 잘 따라가는 실험 결과를 얻을 수 있었다. 로봇 제어 시스템을 DSP 모션 보드에서 PID 이 득 조정에 의한 관절 제어 기법을 이용하여 구현함 으로써 접근이 용이하며 제어 방법이 간단하다. 각 사용자는 다중 네트워크를 통해 로봇 시뮬레이션 데이터와 실제 로봇의 제어 결과 등을 로봇의 작업 중에 동시에 쉽게 비교 분석할 수 있다는 것이 장 점이자 차별성이다. 제안된 로봇 제어 시스템은 데이터 처리 속도가 매우 빠른 서버와 클라이언트를 이용하고 네트워크 기능을 더욱 보강하면 유무선 인터넷 환경을 가진 강의실 및 온라인 이러닝(E-learning)에서 많은 사용 자가 있고 로봇의 대수가 적더라도 로봇공학 교육 을 효율적으로 운영할 수 있으며, 또한 온라인 원격 로봇 제어가 필요한 많은 산업 현장에서도 활용될 수 있을 것이다. 추후 연구로서 사용자의 이동성과 접근성을 더욱 향상시키기 위해 스마트 폰과 같은 스마트 기기로 클라이언트의 종류를 다양하게 할 수 있다. 또한 제 안된 시스템의 개념을 확대하여 다중 클라이언트와 다중 로봇을 유기적으로 연결하여 각 사용자가 원 하는 로봇들을 원격으로 동시에 작업 계획에 따라 시뮬레이션하며 실제 로봇을 운용할 수 있는 시스 템이 향후 연구될 수 있다.