IT/SW 창의연구과정(기술개발형)
2013년도 결과보고서
2014. 8. 31
과 제 명 스마트 기기 연동 모듈형 엑츄에이터 로봇 제어를 위한 임베디드 소프트웨어 개발
주 관 대 학 광운대학교
총괄책임자 박 일 우
참 여 기 업 (주) 이공감
********
********
목 차
§
결과보고서 요약Ⅰ. 사업개요 ···1
1. 사업목표 및 내용 ···1
2. 주요 추진실적 ···3
Ⅱ. 사업수행 지원실적 ···7
1. 연구인력 지원 ···7
2. 연구 인프라 지원 ···9
Ⅲ. 인력양성 성과 ···13
1. 현장연수 운영실적 ···13
2. 수혜․배출실적 ···16
3. 참여학생 역량 및 만족도 ···17
Ⅳ. 산학협력 성과 ···19
1. 산학협력 추진실적 ···19
2. 참여기업 만족도 ···25
Ⅴ. 연구개발 성과 ···26
1. 연구개발 내용 ···26
2. 기술적 우수성 ···29
3. 연구실적 ···56
4. 성과활용계획 ···58
5. 연구결과 기여도 및 파급효과 ···59
Ⅵ. 사업비 집행실적 ···60
결과보고서 요약서
§
사 업 명 2013년도 IT/SW 창의연구과정(기술개발형) 사업
과 제 명 스마트 기기 연동 모듈형 엑츄에이터 로봇 제어를 위한 임베디드 소프트웨
주관대학 어 개발 광운대학교 총괄책임자 박일우
참여기업 (주)이공감
사업비(천원) 출연금(A) 대학(B) 민간부담금(현금)기업체(C) 소계 합계 (A+B+C) 75,000,000 3,750,000 3,750,000 7,500,000 82,500,000
참여인력 교수 박사과정 석사과정 참여기업 계
1명 1명 3명 2명 총 7 명 / 7 / 0 사업목표
○ 인력양성 목표 : 로봇 엑츄에이터 제어를 위한 임베디드 소프트웨어 인력양성, 개발 기술의 전수 및 개선 인력 양성
○ 산학협력 목표 : 현장연수, 세미나 및 과제회의
○ 연구개발 목표 : 로봇 엑츄에이터 제어를 위한 임베디드 소프트웨어 개발, 로봇 제어를 위한 임베 디드 시스템의 프로그래밍 환경 구축
○ 연구성과 목표 : 특허출원, 논문 등록, 프로그램 등록 사업 수행결과
○ 종합 성과
- 본 사업추진을 위하여 인력양성, 산학협력, 연구개발에 대한 성과목표를 정량적 지표를 다음과 같 이 구성하였으며, 사업수행결과 모든 성과지표를 달성하였음을 확인할 수 있다.
성과지표 목표 실적 달성율
(%) 특허출원(건) 1건 특허출원서 (3건)
100%
SW등록(건) 3건 프로그램 등록증 (3건) 국제저널(건) 1건 논문 별쇄본 (1건) 현장연수시간
(참여인원×총시간) 480시간 현장연수 확인증 (480시간) 수혜인원(명) 4명 과제 참여 확인증 (4명) 참여자(학생)
만족도(점) 100점 특허출원(2건), 소프트웨어 프로그램 등록 (3건)
참여자(기업체)
만족도(점) 100점 특허출원(2건) 산업체 재교육 인원(명) 2명 재직증명서(2건)
기술지도 4명 회의록(건)
인력양성 성과
○ 현장연수실적
- 본 사업을 통하여 주관기관(대학)의 참여 대학원생은 2014년 겨울방학, 여름방학 동안 참여기업 에서의 현장연수를 다음과 같이 수행하였다.
· 박사과정 : 1명 × 12일 × 8시간 = 96시간
· 석사과정 : 3명 × 16일 × 8시간 = 384시간
○ 수혜/배출인원
- 본 사업의 참여인원은 변동 없이 12개월간 성실히 연구개발을 수행하였으며, 주관기관 4명(박사 과정 1명, 석사과정 3명) 및 참여기업 2명(연구전담요원 2명)이 수혜를 받았다.
○ 취업
- 본 사업 참여인원은 현재 풀타임 대학원 코스를 진행 중에 있으므로 즉시적인 취업은 불가능하 지만, 참여기업과의 현장연수를 통하여 본 중소기업만의 메리트를 충분히 이해하고 있으므로 학위 수여 후, 원활한 취업이 가능하다.
산학협력 성과
○ 협력체계 및 내역 - 산업체 기술지도 재교육
· 월 평균 2회의 회의 및 세미나를 통하여 산업체 기술지도 재교육 실시
· 타 연구기관 전문가와의 연구교류(전문가 활용)
· 세미나 참여를 통한 최근 동향 및 정보 수집 - 참여인원 기술지도 및 연구개발 협력
· 월 평균 4회의 연구실 자체 세미나를 통해 연구책임자의 노하우 및 기술지도 실시
· 공동 특허 출원(3건)
· 개발 소프트웨어 프로그램 등록(3건)
○ 공동 연구 추진효과
- 산업체의 아이디어와 대학의 연구개발 능력 접목을 통한 역량 극대화 연구개발 성과
○ 핵심 연구결과물 요약 - 특허 출원 : 2건 - 프로그램 등록 : 3건
- 국제전문학술지 논문 제출 : 1편
- 소프트웨어 검증을 위한 프로토 타입 예제로봇 : 3건
○ 기술적/산업적 효과
- 로봇 컨텐츠의 확산용이성 확보
- 교육 서비스의 효율화 및 융한 컨텐츠 생성의 용이 - 다양한 교육산업으로의 공급 확대 가능
- 로봇 산업 육성과 글로벌 시장 선도 및 국가 산업경쟁력 강화
○ 향후 결과물 활용 계획 - 전문교육의 활성화
- 가치사슬 연계형 성장모델 발굴
- 로봇 산업 전문 인력 양성 및 고용 창출 - 타 분야 기술 융합 및 활용 가능
Ⅰ 사업개요
1. 사업목표 및 내용
가. 사업 목표
o 본 사업수행을 통해
달성한 최종 목표는 다음과 같다.
스마트 기기 연동 모듈형 엑츄에이터 로봇 제어를 위한 임베디드 소프트웨어 개발
- 본 사업의 각각의 최종목표는 다음과 같다.
➀ 인재양성
° 로봇 엑츄에이터 제어를 위한 임베디드 소프트웨어 인력양성 ° 개발 기술의 전수 및 개선 인력 양성
➁ 산학협력 ° 현장 연수
° 세미나 및 과제회의
➂ 연구개발
° 로봇 엑츄에이터 제어를 위한 임베디드 소프트웨어 개발 ° 로봇 제어를 위한 임베디드 시스템의 프로그래밍 환경 구축
➃ 성과물 관리 ° 특허 3건 ° 논문 1편
° 프로그램 등록 3건
나. 사업 세부내용
o 본 사업의 세부 추진 목표는 다음과 같다.
- 본 사업의 위에서 제시한 목표를 달성하기 위해 인력양성, 산학협력, 연구개발, 성과물 관리를 일정에 맞추어 추진하였다.
구분 최종목표 비중 세부 추진 목표
인력양성
o로봇 엑츄에이터 제어를 위한
임베디드 소프트웨어 인력양성 30 o 대학 4명 (Full time 대학원생) o 산업체 1명 (연구 전담직원 o 개발 기술의 전수 및 개선 인
력 양성 30 o 산업체 1명
산학협력
o 현장 연수 5 o 방학 4개월간 대학원생들의 기업 현장 연수
o 세미나 및 과제회의 5 o 월 4회 정기적인 세미나 및 과제회의
연구개발
o 로봇 엑츄에이터 제어를 위한
임베디드 소프트웨어 개발 10 o 로봇 엑츄에이터 제어 라이브러리 개발 o TCP/IP 통신 프로토콜 포팅
o 로봇 제어를 위한 임베디드
시스템의 프로그래밍 환경 구축 10 o 실시간 프로그래밍 환경 구축 o USB 카메라 영상 처리 프로그래밍
성과물 관리
o 특허- 대학 / 산업체 공동작성 5 o 대학과 산업체 특허 공동 작성을 통한 특허 분석 능 력 향상
o 논문- 대학 3 o 국제 전문학술지 논문 제출을 통한 대학원생 실적 향 o 프로그램등록 2 상o 도출된 최종 개발물을 통한 업체 실적 향상
합계 - 100 -
2. 주요 추진실적
가. 실적총괄
구분 세부 목표 수행실적
달성 도 (%)
부진 사유
연구실적 개발 기술 보호(1) - 특허 출원 3건
° 2014년 3월 31일 광운대학교 산학협력단과 (주)이공감 이 지분 50/50으로 공동 출원을 실시
° 발명의 명칭 : 스마트장치를 이용하는 로봇 제어 시스 템
° 발명자 : 박일우, 이선우, 안진호, 김준영, 김찬, 장광 현
° 출원번호 : 10-2014-0037419호
100
° 2014년 3월 31일 광운대학교 산학협력단과 (주)이공감 이 지분 50/50으로 공동 출원을 실시
° 발명의 명칭 : 블록완구용 로봇
° 발명자 : 박일우, 이선우, 안진호, 김준영, 김찬, 장광 현
° 출원번호 : 10-2014-0037421호
° 2014년 3월 31일 광운대학교 산학협력단으로 출원을 실시
° 발명의 명칭 : SVPWM을 이용한 BLDC 모터의 제어 방법
° 발명자 : 박일우, 이선우, 안진호, 김준영, 김찬
° 출원번호 : 10-2014-0083020호
연구실적 개발 기술 보호(2) - 프로그램 등록 3건
° 2013년 12월 10일 광운대학교 산학협력단을 저작자로 하여 프로그램 등록을 실시
° Linux 기반 임베디드 보드를 이용한 스마트 엑츄에이 터 제어 프로그램
°등록번호 : C-2013-028421 호
100
° 2014년 1월 27일 광운대학교 산학협력단을 저작자로 하여 프로그램 등록을 실시
° Linux 기반 임베디드 보드를 이용한 와이파이 데이터 전송 서버&클라이언트 프로그램
°등록번호 : C-2014-003233 호
° 2014년 4월 8일 광운대학교 산학협력단을 저작자로 하여 프로그램 등록을 실시
° 리눅스 기반 임베디드 보드를 이용한 와이파이 연동 영상출력 서버&클라이언트 프로그램
°등록번호 : C-2014-008804 호
연구실적 개발 기술 보호(3) - 논문 제출 1건
° 2014
° 논문명 : Biomimetic Walking Trajectory Generation of Humanoid Robot on an Inclined Surface Using Fourier Series
° 저자 : Ill-Woo Park, Jung-Yup Kim
100
연구실적 주관기관의 세부목표
° 연구개발 환경 구축을 위한 H/W구성
° 실시간 프로그래밍을 위한 SW 플랫폼 개발
°제조사 별 구동부 제어 라이브러리 구축
° memory mapping을 이용한 영상처리 개발
° 로봇 제어용 임베디드 소프트웨어 기술에 필요한 매뉴얼 구축
100
연구실적 참여기업의 세부목표 ° 엑츄에이터를 활용한 예제 로봇을 개발 100 인력양성 수료생 배출
° 본 사업의 참여인원 전원은 변동없이 2014년 8월 과제 종료시점까지 과제를 진행하였음(박사과정 1명, 석사과정 3명)
100
인력양성
산업체 기술지도 재 교육
- 연구전담직원 기 술지도
° 월 평균 4회의 회의 및 세미나를 통하여 100
인력양성
참여인원 기술지도 및 과제 조율
- 연구 책임자의 월 4회 기술지도
° 월 평균 4회의 연구실 자체 세미나를 통해 연구책 임자의 노하우 및 기술지도 실시
° 자체 세미나(진도점검)을 통해 프로젝트 연구개발이 올바른 방향으로 진행되도록 조율 실시
° 진도점검을 통한 특허내용 도출
° 진도점검을 통한 프로그램 모듈 도출
100
산학협력
참여학생 실무능력 배양
- 업체 현장연수
° 박사과정 : 96시 간
° 석사과정 : 384시 간
° 2014년 겨울방학과 여름방학 일정동안 (주)이공감에 서의 현장연수를 다음과 같이 완료
° 박사과정 1명×12일×8시간=96시간
° 석사과정 3명×16일×8시간=384시간
100
나. 일정별 추진 내용
세부 추진내용 추 진 일 정 대표
2013 2014 성과물
9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 인프라구축 (H/W, S/W)
- 개발환경 구축을 위한 H/W 구 성 (웹캠, 엑츄에이터, 마커) - 핵심 운영기술 확보를 위한 성
능 규격화 - S/W 체계 설계
소프트 웨어 설계도 임베디드 하 드웨어 구축 카메라 선정 실시간 소프트웨어 개발환경 구
축
- 커널 환경 구축 - 드라이버 환경 구축 - QT 프로그램 툴 환경 구축 - 단위 예제 프로그램 구동
임베디드 하 드웨어에 최 적화된 커널
영상, 통신 프로그램 테 스트
모듈라 엑츄에이터 제어 프로그 래밍
- 엑츄에이터 구동 및 제어 - 제어 프로그램 함수 및 라이브
러리화
- 2개사 이상의 제품으로 라이브 러리 구축
모듈라 엑츄 에이터 선정
엑츄에 이터 에 최적화된 라이브러리 영상처리 프로그래밍
- UI 통합
- 영상프로그래밍 - 단위 알고리즘 구현
영 상 처 리 , 시리얼 통신 등이통 합된 TCP/IP 통신 UI
- 기업이 사용하고 있는 소프트 웨어 프로토콜 체계 Study - 로봇에 적합한 체계 구축 및
구현
TCP/IP 프 로토콜이 적 용된 UI 개발 기술 보호
- 특허- 프로그램 등록 - 논문- 인력배출
특허 3건 SW등록 3건 논문 1편 전문 인력 4 명
다. 성과지표별 달성 실적
성과지표 목표 실적 실적내용(근거) 달성율
(%) 특허출원(건) 1 특허 출원서 최종 결과물 출원(특허 출원서 3건) 100%
특허등록(건) - - 특허 특성상 당해연도 등록 불가 -
시제품수(건) 1 - 특허 및 프로그램 등록 후, 시제
품 출원 -
SW등록(건) 3 프로그램 등
록증 최종 결과물 등록(프로그램 등록
증) 100%
기술이전(건) - - 특허 공동 출원을 통한 기술 공동
화 -
기술료
(단위 : 백만원) - - 기술이전 내용 없음 -
국제저널(건) 1 논문 별쇄본 최종 결과물 저술(논문 별쇄본) 100%
현장연수시간
(참여인원×총시간) 480 현장연수 확
인증 참여학생 현장연수 시간의 초합
(현장연수 확인증) 100%
수혜인원(명) 4 과제 참여 확
인증 참여학생 전원(과제 참여 확인증) 100%
배출인원(명) 0 0 해당 시점 수료자 0명 -
취업률(%) - - 참여학생 모두 학위과중 중 -
참여자(학생)
만족도(점) 100 특 허 출 원 서 ,
프로그램 등
록증 특허 및 프로그램 등록 100%
참여자(기업체)
만족도(점) 100 특 허 출 원 서 ,
프로그램 등
록증 특허 및 프로그램 등록 100%
산업체 재교육 인원(명) 1 재직증명서 참여기업 참여인원 2명(재직 증명
서) 100%
기술지도 1 회의록 연구책임자의 월 4회 기술지도(회
의록) 100%
사업수행 지원실적
Ⅱ
1. 연구인력 지원
가. 연구팀 구성
구분
총괄
책임자 참여
교수
대학원생 산업체 계
박사과정 석사과정
남 여 남 여 남 여 남 여 남 여 남 여
광운대학 1 0 0 0 1 0 3 0 0 0 5 0
(주)이공감 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 2 0
나. 구성원별 참여실적
NO 역할구분 성 명 소속정보
직 위 참여기간 본과제
소속기관 부서 시작 종료 개월 참여율
1 총괄책임자 박일우 광운대학교 로봇학부 부교수 2013-09-01 2014-08-31 12 30%
2 대학원생 이선우 광운대학교 로봇학부 박사과정 2013-09-01 2014-08-31 12 30%
3 대학원생 안진호 광운대학교 로봇학부 석사과정 2013-09-01 2014-08-31 12 30%
4 대학원생 김준영 광운대학교 로봇학부 석사과정 2013-09-01 2014-08-31 12 30%
5 대학원생 김찬 광운대학교 로봇학부 석사과정 2013-09-01 2014-08-31 12 30%
6 기업 소속
연구원 김성민 (주)이공감 연구 개발 부장 2013-09-01 2014-08-31 12 30%
7 기업 소속
연구원 강민균 (주)이공감 연구 개발 연구소장 2013-09-01 2014-08-31 12 30%
다. 업무 분장 및 추진 체계
o 역할 분담 및 추진 체계
- 본 과제를 총 3개의 세부 과제로 나누어 주관기관에서 제 1세부과제를 수행하며, 참여기업 에서 제 2세부과제를 수행한다. 그리고 제 3 세부과제는 주관기관과 참여기업의 공동으로 협 력 수행한다.
제1 세부과제 제2 세부과제 제3 세부과제
(광운대학교)주관기관 참여기업
((주) 이공감) 협력활동
(주관기관+참여기업) - 연구개발 환경 구축을 위한 H/W
구성
- 실시간 프로그래밍을 위한 SW 플랫폼 개발
- 제조사 별 구동부 제어 라이브 러리 구축
- memory mapping을 이용한 영상 처리 개발
- 로봇 제어용 임베디드 소프트웨 어 기술에 필요한 메뉴얼 구축
- 엑츄에이터를 활용한 예제 로봇
을 개발 - TCP/IP 프로토콜 구축
- 국내 특허 출원
- 월 2회 정기 세미나 및 과제회 의
- 세부 구성원의 역할 및 연계는 다음과 같다.
세부 구성원 역할 및 연계성 인원
연구책임자 (교수)
o 기술적 지도
o 참여연구원에게 효율적인 업무 배분
o 참여연구원과 참여기관의 연구개발 조율 1명
참여연구원 (박사과정)
o 소프트웨어 구조 설계 o 사업관련 행정처리 담당
o 실무 처리 1명
참여연구원 (석사과정)
o 자료조사 o 프로그램 개발
o 매뉴얼 제작 지원 3명
연구전담 직원 o 예제로봇 모델 제시 o 매뉴얼 제작
o 현장연수, 세미나 및 회의 주관 2명
라. 전문가 활용실적
(단위 : 원)
구분 활옹내용(분야) 성명 국명 소속 및 직위 활용기간 소요금액
국내 교육용 로봇의 모델 제시 김정엽 한국 국립서울과학기술대학교
조교수 5시간 × 2회 1,000,000
2. 연구 인프라 지원
가. 연구공간 지원
구분 시설명 활용용도 사진
주관대학 로봇 시스템 디자인
연구실 연구 개발
참여기업 기업 부설 연구소 연구 개발
나. 연구기자재, 시제품 구입/제작 현황
o 신규 구입내역
(단위 : 원) NO 기자재 및
시제품명 규격 수량 구입(설치)년월 활용용도 설치장소 소요금액
1 컴파일 서버 - 1 스마트 기기연동 소프트웨어
실행
광운대학교 누리관
318호 12,000,000
【신규구매 기자재/시제품 사진】
구분 컴파일서버
사진
o 기존 보유/활용 기자재 및 시설
NO 명칭 활용용도 수량 사용연수 보유기관 비고
1 PC 연구 개발(i7 quad core) 2 2 광운대학교 기보유
2 오실로스코프 회로 테스트(디지털 신호처리) 2 3 광운대학교 기보유
3 Power Supply 연구 개발(1KW급) 3 2 광운대학교 기보유
4 logitch Webcam 영상처리(HD급) 2 2 광운대학교 기보유
5 AC motor 연구 개발(10000rpm 이상) 2 2 광운대학교 기보유 6 DC motor 연구 개발(20000rpm 이상) 5 1 광운대학교 기보유 7 BLDC motor 연구 개발(30000rpm 이상) 40 2 광운대학교 기보유
8 toshiba 노트북 연구개발 1 2 광운대학교 기보유
9 삼성 플레이트 세미나 1 1 광운대학교 기보유
다. 민간부담금(현금) 납입내용
구분 계획 실적 납입율
(%) 납입일자
주관대학 2013.09 3,750,000 100% 2013.12.03 참여기업 2013.09 3,750,000 100% 2014.03.20
계 - 7,500,000 100% -
라. 대학의 행정적․제도적 지원실적
o 연구실 안전조치 이행계획
- 본 연구의 책임자는 연구활동종사자에게 연구실 사용에 따른 안전성 확보 및 사고예방 에 필요한 교육훈련을 법 제18조, 시행령 제17조, 시행규칙 제9조에 따라 이행할 계획이다.
교육대상은 신규채용 연구활동종사자에 한하며, 교육은 최소 2시간 이상을 실시하고, 교육 훈련 담당은 교내 전기안전관리자가 실시한다.
- 연구실 안전점검은 법 제8조, 시행령 제7조, 교육과학기술부 고시(2008-131.134호)에 따라 매일 1회 실시되는 일상 안전점검과 매년 1회 실시되는 정기점검 및 필요시 특별안전점검 을 실시한다. 여기서 일상점검은 연구활동 종사자인 참여연구원 중 박사급이 점검을 실시한 다. 정기 및 특별안전점검은 교내 전기안전관리자 등과 같이 관련분야 유자격자를 통해 점 검을 실시한다.
o 교수의 산학협력 활동 실적에 대한 업적 평가
- 교수는 산학 협력 활동 실적을 특허, 프로그램 등록, 기술이전, 연구비 수혜액으로 세분화 하여 업적을 평가한다.
- 특허는 250점을 기준으로 하여 참여 인원 별로 기준 점수의 차등을 두며 (1) 대학 소유권 이 없는 특허는 현 기준점수의 30%를 배점. 대학 소유권이 있는 특허 중 지분율 100%는 기 준점수의 100%를 배점, 50%이상은 80%를 배점, 50%미만은 50%를 배점하며, (2) 최초 등록 된 특허에 한하여 100% 점수 부여하고 이후 동일 내용의 추가 특허 등록에 대해 10% 가산 점 부여한다.
- 프로그램 등록은 본교 산학협력단에 소유권이 이전된 지적재산권에 한하여 10점을 부여 한다.
- 기술이전은 기술이전료를 기준으로 100만원 당 10점을 부여한다.
- 연구비 수혜액에 따른 업적 평가 반영 제도는 아래와 같다.
● 연구비 수혜액 인정
가. 연구비 수혜액에 따른 배점은 해당 연구과제 수행년수(n)에 따라 해당 년도별 1/n로 반영 (코드 : 101)이공계
인문계(생활체육학과, 수학과는 인문계열 배점 (코드 : 102)적용)
수혜액 배점 수혜액 배점
1억원 이하 20점/천만원 3천만원 이하 30점/천만원
1억원 초과∼
3억원 이하 200점 + 10점/천만원
(1억원 초과금액 기준) 3천만원 초과
～1억5천만원 이하
90점 + 20점/천만원 (3천만원 초과금액
기준) 3억원 초과 400점 + 5점/천만원
(3억원 초과하는 금액
기준) 1억5천만원 초과 330점 + 10점/천만원 (1억5천만원 초과금액
기준)
나. 연구책임자와 공동연구자의 연구비가 구분되는 경우
- 연구책임자의 연구비 : 연구비 총액 - 공동연구자 해당연구비 총액 - 공동연구자의 연구비 : 해당연구자의 연구비
다. 연구책임자와 공동연구자의 연구비가 구분되지 않는 경우
: 해당연구자 연구자 일정부분을 책임자에게 우선 배정 후 나머지를 1/n으로 배분
인력양성 성과
Ⅲ
1. 현장연수 운영실적
가. 현장연수 실적 총괄
학생명 연수내용 연수
부서명
연수 방법 참여기업
연수 기간 주기 총시간 취업여부
이선우 S/W 심화 기업부
설연구 소
`13.01.01～`14.02.28
`14.07.01～`14.08.31 월3회 96 학위과정 중
안진호 S/W 연구개발 기업부
설연구 소
`13.01.01～`14.02.28
`14.07.01～`14.08.31 주1회 128 학위과정 중
김준영 안드로이드 기업부
설연구소
`13.01.01～`14.02.28
`14.07.01～`14.08.31 주1회 128 학위과정 중
김찬
리눅스 디바이스 리눅스 네트워크 관리드라이버
실무
기업부 설연구소
`13.01.01～`14.02.28
`14.07.01～`14.08.31 주1회 128 학위과정 중
계 480
나. 학생별 현장연수 활동내역
학생명 기업 멘토 담당 수행업무 및 참여소감
성명 직위
이선우 강민
균 소장
○ 담당 수행업무
· 리눅스 OS기반 타이머 인터럽트를 이용한 실시간 프로그래밍 환경 구축
○ 참여소감
· 본인이 박사과정임에도 불구하고 소프트웨어에 대한 간지러운 부분 을 현장연수를 통한 멘토들의 지도덕분에 많은 부분을 알게 되었다.
평소에 그냥 넘기던 사소한 프로그램 문제들에 대해 좀 더 깊이 생 각할 수 있는 개념을 알려주어서 본인의 프로그램 능력이 더 향상되 었다고 생각된다.
학생명 기업 멘토 담당 수행업무 및 참여소감 성명 직위
안진호 강민
균 소장
○ 담당 수행업무
· 2개사 제품 이상의 모듈라 엑츄에이터 제어를 위한 제어 라이브러리 개발
· 프로그램에 적용하는 소스코드를 개발함으로써 교육용 로봇을 디자 인하고 모션을 구동-제어
○ 참여소감
· 일반적으로 대학원과정에서 전체적인 프로그램 설계 파트는 박사과 정이 전담을 하기 마련인데, 하위 함수부터 전체적인 프로그램 쳬계 를 설계해볼 수 있는 좋은 기회였다.
학생명 기업 멘토 담당 수행업무 및 참여소감
성명 직위
김준영 김성
민 부장
○ 담당 수행업무
· 영상처리 프로그래밍 예제 코드 개발 및 매뉴얼화
· 무게중심법 및 컬러 이진화와 같은 영상처리 알고리즘 적용 및 예제 코드 개발
○ 참여소감
· 기존에 자주 쓰이던 OpenCV라이브러리가 아닌 실제 영상파일을 해 석해 알고리즘을 설계해볼 수 있는 좋은 기회가 되었다. 영상파일의 타입에 따라 파일 내부 구조가 달라지는 부분과 RGB데이터에 대한 깊은 이해를 할 수 있었다.
학생명 기업 멘토 담당 수행업무 및 참여소감
성명 직위
김찬 김성
민 부장
○ 담당 수행업무
· 기업에서 사용하는 프로토콜 체계에 준하는 TCP/IP 통신 프로그램의 프로토콜 정의 및 구현
· 기업 소유 컨텐츠를 로봇에 적용하기 위한 기반 기술 개발
○ 참여소감
· 실제 현장에서 쓰이는 TCP/IP를 기반으로 하는 프로토콜을 참여기업 과 협의 하에 개발함으로써 실무 경험을 쌓을 수 있는 좋은 기회였 다.
다. 멘토별 학생 현장연수시 지도내역
연수기업 멘토 정보 지도
학생명 멘토내용(연구지도 등)
직위 성명
소장 강민균 이선우
- S/W 심화 학습(컴파일과정 및 전처리기)
- S/W 심화 학습(현장에서 자주 쓰이는 알고리즘) - S/W 심화 학습(pipe line, RTOS, AMBA BUS) 소장 강민균 안진호 - 안드로이드 Init Process
- 안드로이드 플랫폼 분석 지도
부장 김성민 김준영 - 안드로이드 API를 이용한 예제프로그램 지도 부장 김성민 김찬 - 리눅스 디바이스 드라이버 개념과 활용 지도
- 리눅스 네트워크 관리
라. 현장연수 운영 효과
o 실무 업무 능력 배양
- 연구 개발 및 기획, 연구 질 강화, 우수 아이디어 채택, 의견 교환을 위한 세미나등의 실 시를 통해 전반적인 욕구 및 변화에 뒤지지 않고 반응할 수 있는 안목 형성
- 연구 개발에 대한 영향력을 가진 정책들에 대한 연구를 수행하고 지원하며, 통계/추이와 같은 정책 분석 수행을 통해 정책입안자의 의도파악이 가능
- 중소기업의 경영 방식, 근로자 구성, 기업 수익, 운영전략에 대해 파악할 수 있었으며, 이를 통해 이후의 전망에 대한 방향 설정이 가능
- 지역 내 기업가 및 실무 연구자들과의 네트워크 구축 - 다수 팀원들과의 협업
- 업무보고와 자료 공유의 중요성 인식
2. 수혜․배출실적
가. 총괄
구분(과정명) 목표(명) 성과(명) 달성도(%)
수혜인원 배출인원 수혜인원 배출인원 수혜인원 배출인원
석사과정 3 - 3 - 100% -
박사과정 1 - 1 - 100% -
계 4 - 4 - 100% -
나. 배출인력 취업률
배출인원 (A)
산업체 연구소
(C) 대학교 (D)
정부기관 (E)
기타취업 (F)
군복귀창업 (G)
취업자합계
(H:B~G)
박사진학 (I)
Post- DoC(J)
군복무등 (K)
미취업자 (L)
취업률 주요 (Z)
기업 중소 기업 소계
(B)
- - - - - - - - - 0 - - - 4 0%
다. 배출인력 현황(세부내역)
NO 성명 성별 졸업
대학교 취득
학위 학과 졸업
연월 진출유형 기관명 직위
1 이선우 남 광운대 박사과정 로봇학부 2015.02 미취업 광운대 박사과정재 학 2 안진호 남 광운대 석사과정 로봇학부 2015.02 미취업 광운대 석사과정재
학 3 김준영 남 광운대 석사과정 로봇학부 2015.02 미취업 광운대 석사과정재
학 4 김찬 남 광운대 석사과정 로봇학부 2015.08 미취업 광운대 석사과정재
학
3. 참여학생 역량 및 만족도
가. 연구역량 및 현장적응력 향상도
o 연구수행 역량 향상 및 실무감각 제고
- 교육기관과는 다른 신속한 업무 시스템 경험
- 대학 등에서 배울 수 없는 최신 기술을 기업 엔지니어에게 현장에서 직접 배울 수 있는 기회
- 학생 신분으로 기업에 들어가서 맡게 될 업무를 현장에서 몸으로 익힐 수 있었으며, 학 생들에게 실질적인 도움을 주는 지도를 받는 기회
- 현장연수에 참여하여 학생들에게 기업 채용 기회를 마련할 수 있었으며, 회사 기술이나 환경에 빨리 적응할 수 있음
o 중소기업 인식 개선
- 중소기업 현황 파악을 통한 통한 부정적 선입견 극복 - 중소기업 현장연수를 통해 진로와 경력 개발에 도움
- 중소기업 대표를 통한 창업 성공사례, 경영 이념 등 대표의 경험에 바탕한 중소기업의 비전과 성장 가능성 전달
나. 참여 만족도
o 참여 대학원생 만족도 수준 역량정도멘토의 프로젝트
수행방법의 적절성
역량향상여부 사업참여 만족도 수준
참여기업취업의사
여부 함계
이선우 15 15 25 25 15 95
안진호 15 15 20 20 20 90
김준영 12 12 25 25 20 94
김찬 12 15 25 25 10 87
계 54 57 95 95 65 366
o 기타의견 종합
대학원 실험실 내 프로젝트 수행시와 비교하여 차이점 이선우 풍부한 재료비 덕분에 효율적인 개발을 할 수 있었다.
안진호 사업비중 재료비의 비중이 높아서 좋았다.
김준영 현장연수를 함으로써 실무자들과 공동프로젝트를 진행하면서 실무경험을 많이 쌓았다.
김찬 사업비 관련 이용방법이 용이하였다.
다. 기타 인력양성 성과
o 기타 실무감각 제고 성과
- 첨단 기술이나 신기술을 통해 고부가가치를 창출하는 중소기업의 경영혁신 방안과 경영 성과 결과에 대한 분석
- 전공꽈 연계된 연구개발, 신제품개발, 디자인개선 등 프로젝트 수해오가 부서별 순환 연 수를 통한 이해도 증가
산학협력 성과
Ⅳ
1. 산학협력 추진실적
가. 산학협력 추진체계
o 주관기관과 참여기업 간 협력 운영을 위한 주체별 기능·역할
- 주관기관(대학)은 참여기업의 사업 확장 영역인 로봇 제어용 임베디드 소프트웨어 기술을 확보하고 Seed기술을 제공
- 주관기관은 개발된 기술을 참여기관에서 자유로이 변형하여 적용할 수 있도록 기업의 연 구원을 교육
- 참여 기업은 스마트 기기 연동을 위한 TCP/IP 프로토콜 체계를 제공하고 이해시켜 주관 기관이 임베디드 소프트웨어에 포팅할 수 있도록 지원
- 참여 기업은 주관기관으로부터의 기술이전이 용이하도록 하기 위하여 모듈라 엑츄에이터 를 활용한 예제 로봇을 개발하고 이전 받은 기술을 응용-적용한다. 이에 대한 기술 지원은 주관기관이 담당
광운대 [주관] ㈜이공감 [참여기업]
3. 표준 USB 카메라 영상 프로그램 2. 제조사 별 구동부 제어 라이브러리
1. 실시간 프로그래밍 환경 구축
4. 스마트기기 연동 TCP/IP 프로그램
로봇 제어 임베디드 S/W 기술 습득 및 예제 로봇 개발 기술 개발 및 이전
프로토콜 체계
프로토콜 포팅 및 이전
<그림 2-1> 주체별 기능 및 역할
o 세부 구성원의 역할 및 연계성
- 주관기관은 총 5명의 연구원으로 구성되며, 세부적으로는 연구책임자(교수 1명), 참여연구 원(박사과정 1명, 석사과정 3명)임
- 연구책임자는 본 사업의 총괄을 담당하며 해당 구성원들에게 기술적 지도 및 업무를 배 분하고 관리
- 참여기업의 사업 영역 확장 목적에 맞춘 연구개발이 이루어질 수 있도록 지속적으로 조 율 관리
- 참여연구원 중 박사과정은 소프트웨어 설계 및 행정처리 등 사업의 주요 부분을 담당하
여 실무 감각을 익히고, 석사과정은 프로그램 모듈 개발 등의 보조 업무를 맡는다.
- 참여기관은 총 2명의 연구전담 직원으로 구성되며, 기술 매뉴얼 제작 및 예제 로봇 모델 을 제시
- 주관기관 연구원들이 효율적으로 연구개발을 할 수 있도록 하며, 현장연수, 세미나 및 회 의를 주관하여 진행
- 각 세부 구성원의 역할은 다음 표와 같이 정리한다.
나. 산학협력 세부내역
o 정기 세미나
- 주 1회 정기적인 세미나를 통한 과제 회의를 진행하였다.
- 모든 정기 세미나는 연구책임자 주관/진행하에 수행되었다.
세부 구성원 역할 및 연계성 인원
연구책임자 (교수)
o 기술적 지도
o 참여연구원에게 효율적인 업무 배분
o 참여연구원과 참여기관의 연구개발 조율 1명
참여연구원 (박사과정)
o 소프트웨어 구조 설계 o 사업관련 행정처리 담당
o 실무 처리 1명
참여연구원 (석사과정)
o 자료조사 o 프로그램 개발
o 매뉴얼 제작 지원 3명
연구전담 직원 o 예제로봇 모델 제시 o 매뉴얼 제작
o 현장연수, 세미나 및 회의 주관 2명
o 현장 연수
- 대학원생 방학기간 동안 기업 현장연수를 운영하였다.
학생명 연수 내용 연수방법연수기간 주기 총시간 기업소속멘토
이선우 S/W심화학습 14.01.03~14.02.28
14.07.04~14.08.22 월3회 96시간 강민균 안진호 S/W연구개발 14.01.03~14.02.28
14.07.04~14.08.22 월4회 128시간 강민균 김준영 Android 플랫폼 개발 14.01.03~14.02.28
14.07.04~14.08.22 월4회 128시간 김성민 김찬 디바이스 드라이버
네트워크 관리
14.01.03~14.02.28
14.07.04~14.08.22 월4회 128시간 김성민
o 국내 특허 출원
- 대학과 산업체의 특허 공동 작성을 통한 특허 분석 능력을 배양하였다.
출원일자 2014년 03월 31일 출원번호 10-2014-0037419 출원인 광운대학교 산학협력단/ (주)이공감 (지분 50/50)
특허명 스마트장치를 이용하는 로봇 제어 시스템
특허출원서
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*****
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*****
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출원일자 2014년 03월 31일 출원번호 10-2014-0037421 출원인 광운대학교 산학협력단/ (주)이공감 (지분 50/50)
특허명 블록완구용 로봇
특허출원서
출원일자 2014년 07월 03일 출원번호 10-2014-0083020 출원인 광운대학교 산학협력단(지분 100)
특허명 SVPWM을 이용한 BLDC 모터의 제어 방법
특허출원서
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********
*****
***
********
********
다. 산학협력 효과
o 프로젝트 공동 수행을 통해 발생한 성과의 우수성
- 본 프로젝트의 공동 수행을 통해 발생한 정력적 성과로는 특허 출원이 있다. 해당 특허는 전공이 전자계통이 아닌 일반인을 대상으로 로봇을 설계 및 프로그래밍을 좀 더 수월하게 할 수 있도록 개발함으로써 로봇 사업 분야에서 활용도가 높다.
- 이를 통해 양자 간의 연구능력 향상, 공동연구경험 확보, 기업 이미지 쇄신, 개발의 홍보효 과 등이 가능하다.
o 추진효과
- 공동 연구 추진을 통해 기업은 연구결과를 공유할 수 있으며, 이를 통해 연구개발의 노력 에 대한 효율성이 증가하고 연구에 대한 기업간 중복투자를 제거할 수 있다는 점에서 사회 적 효율성이 증가하였다.
- 주관기관과 참여기업이 연구개발에 대한 비용을 분담하게 함으로써 고비용으로 인해 실행 하기 어려웠던 시스템의 연구개발이 가능하게 되었다.
라. 기타 산학교류 실적
o 타기업체 협조 내용
- 본 연구 책임자와 하기 산업체는 엑츄에이터, 로봇 플랫폼 개발 등의 주기적인 연구교류 를 매달 수행하는 대학원 수업을 통해 갖는다.
- 각 산업체들은 서울·경기 지역과 대전지역에 위치하고 있으므로 본 사업을 진행함에 있어서 세미나 및 과제회의 진행시 학술적 교류가 가능하였다.
°(주)버츄얼스톰 : 기술지식 및 콘텐츠 개발 방법 노하우 자문 °Freescale : 임베디드 보드에 대한 리눅스 포팅 자문
°로보빌더 : 엑츄에이터의 통신 프로토콜에 대한 지식 전달 및 개발방법 자문 °(주)동부로봇 : 엑츄에이터의 통신 프로토콜에 대한 지식 전달 및 개발방법 자문
2. 참여기업 만족도
가. 자사 기술개발 및 연구역량 기여도
o 기술개발에 도움이 된 정도
- 성과를 세분화하여 참여 동기별 달성도를 조사한 바에 의하면 당초 연구의 기술적 목표 달성도가 가장 높았으며, 개발된 기술의 우수성도 기술적 목표 달성도 수준을 상회한다.
o 참여기업의 부족한 연구역량 강화
- 기술개발을 위한 참여기업의 연구역량이 부족하여 주관기관인 대학이 독자성을 유지하 면서 공동연구개발을 수행하기 위해 구체적인 연계방안과 상업화 전략을 수립하였다.
- 공동연구개발의 조직체계에서 분권과 자율보다는 기술적 특성 및 목표에 따라 차별화된 전략으로 접근이 가능하였으므로 기존 기업의 연구역량을 한층 끌어올릴 수 있는 계기가 되었다.
- 공동연구를 통하여 개발된 기술을 상업화하기 위해 연구 참여자들의 상업화 계획에 대 한 보다 철저한 심의와 피드백 과정을 통해 발생 가능한 도덕적 해이를 차단하고 개발된 기술이 상업적 성공으로 이어질 수 있는 마케팅 연구 역량 또한 한 단계 상승하였다.
나. 참여 만족도
o 참여 기업 만족도 수준 수행방법의프로젝트
적절성(15)
참여학생수준의 적정성(15)
채용여부(20참여학생 )
사업참여만족도 수준(25)
자사기술개 발 기여정도
(25) 합
김성민 15 15 15 25 20 90
정진표 12 15 20 25 25 97
계 27 30 35 50 45 187
연구개발 성과
Ⅴ
1. 연구개발 내용
o 본 과제 "스마트 기기 연동 모듈형 엑츄에이터 로봇 제어를 위한 임베디드 소프트웨어 개 발“을 위한 최종 목표는 다음과 같다.
당초 연구목표 연구수행 결과 달성도
(%) 인프라구축 (H/W, S/W)
- 개발환경 구축을 위한 H/W 구성 (웹캠, 엑츄에이터, 마커) - 핵심 운영기술 확보를 위한 성능 규격화
- S/W 체계 설계
100%
실시간 소프트웨어 개발환경 구 축
- 커널 환경 구축 - 드라이버 환경 구축 - QT 프로그램 툴 환경 구축 - 단위 예제 프로그램 구동
100%
모듈라 엑츄에이터 제어 프로그 래밍
- 엑츄에이터 구동 및 제어
- 제어 프로그램 함수 및 라이브러리화 - 2개사 이상의 제품으로 라이브러리 구축
100%
영상처리 프로그래밍 - UI 통합
- 영상프로그래밍 - 단위 알고리즘 구현
100%
TCP/IP 통신 - 기업이 사용하고 있는 소프트웨어 프로토콜 체계 Study - 로봇에 적합한 체계 구축 및 구현
100%
가. 인프라 구축 (H/W, S/W)
1) 개발환경 구축을 위한 H/W구성
- Robotis, Robobuiler, Dongburobot 세 개 로봇 제조사 선정 및 엑츄에이터 구입.
- 임베디드 보드 선정( I.MX53 Quick Start Board, I.MX6 NitrogenX )
2) S/W 체계 설계
- 각 제조사 별 프로토콜 수집 및 데이터 쉬트 확보
- ubuntu OS, kernel, device driver, real timer source 데이터 확보 - USB 포트, LAN, VGA 포트 확인.
- USB to RS232, USB to RS485 구입 및 테스트.
나. 실시간 소프트웨어 개발환경 구축
1) 커널 환경 및 드라이버 환경 구축
- 크로스 컴파일을 위한 컴파일러 설치 완료 - kernel version : 2.6.35
- 임베디드 시스템 설치에 따른 방법을 매뉴얼화
- USB to Serial 프로그램 제작 및 테스트(FTDI사 USB to Serial Driver 컴파일 및 예제 테스트)
2) Tool 선정 및 단위 예제 프로그램 구동 - QT 4.6 설치 및 확인 완료
- 단위 예제 프로그램 실행
다. 모듈라 엑츄에이터 제어 프로그래밍
1) 엑츄에이터 구동 및 제어
- 각 제조사 별로 프로토콜 분석(robotis, robobuilder, dongbu robot) - 엑츄에이터 실제 구동 및 테스트 완료
2) 2개사 이상의 제품으로 라이브러리 구축
- 엑츄에이터 필요한 구문을 함수화
○ 데이터 송신 : 위치, 속도, 가속도, 토크 ○ 데이터 수신 : 위치, 속도, 가속도, 토크 - 엑츄에이터 싱글 통신과 멀티 통신으로 분할
라. 영상처리 프로그래밍
1) 영상 프로그래밍
- I.MX53 QSB에서 영상 송신 프로그램 제작 및 테스트 - 특정 색을 지정해 위치 파악 프로그램 제작 및 테스트
마. 영상처리 프로그래밍
1) 로봇에 적합한 체계 구축 및 표현
- TCP/IP 통신 프로그램 제작 (임베디드 보드 - PC)
- TCP/IP 통신 프로그램 제작 (임베디드 보드 - 스마트기기) - RS232 to RS232, RS485 PCB 개발 완료(open-collector 방식) - 참여기업과 프로토콜 정의 및 협의 완료
- 프로토콜에 맞춰 예제 프로그램 제작 및 테스트 ○ 로보티즈 : 델타 봇
○ 로보빌더 : 휴머노이드 로봇(웹캠 영상 송신) ○ 동부로봇 : 휴머노이드 로봇
2. 기술적 우수성
o 기술적 측면
- 현재 로봇 시장에서 판매되고 있는 엑츄에이터에 대해 명령 단일화 - 신소재, 반도체, 인공지능 등 첨단 기술의 적용과 융합 가능
- 예술작품 제작 시 소형 엑츄에이터가 필요한 경우 이공계 지식이 없는 예술인들에게 접 근하기가 용이.
o 산업적 측면
- 소프트웨어 및 컨텐츠 업체도 솔루션을 소비자에게 제시함으로써 건전한 경쟁이 가능 - 로봇 전문 강사의 학습장벽을 낮춤.
- 다양한 교육산업으로의 공급 확대 가능 - 새로운 응용분야 창출을 통한 신규시장 확보
- 국가적 사업과의 연계 서비스 발굴을 통해 전후방 산업으로 부가가치 확대 가능 - 교육 IT화에 소요되는 비용 절감
- 로봇 산업 육성과 글로벌 시장 선도 및 국가 산업경쟁력 강화 - 신 비즈니스 모델 창출 및 융합을 통한 산업역량 극대화 - 지역경제 활성화 및 글로벌 변화 대응
- 융합 및 ECO 산업을 선도하여 성장 가속화
스마트 기기 연동 모듈형 엑츄에이터 로봇 제어를 위한 임베디드 소프트웨어 개발
구분 내용
개발기술 및 개발내용
1. 인프라 구축 및 H/W 구성
- 개발된 시스템은 사용자가 제조사에 상관없이 스마트 엑츄에이터를 제어하는 데 중점을 두고 제작되었다.
- 스마트 기기와 임베디드 보드는 통신이 가능하며 서로 영상을 송/수신할 수 있다.
- 임베디드 보드는 linux 배포판 ubuntu 10.04가 설치되어 있고 사용자가 자체적으로 프로그램을 수정할 수 있다.
<그림1-1> 시스템 구조
- 본 시스템의 개발 환경은 아래와 같다.
[표1-1]시스템 개발환경
구분 제원
- 크로스 컴파일용 PC
° CPU : Intel(R) I5-4880 core
° memory : 4GB
° OS : Linux 배포판 Ubuntu 12.04
° Development tool : QT Creator
° 저장장치 : Samsung SSD 128GB - Logitech WebCam C905
° linux 호환가능
° 해상도 : 최대 1600×1200
° 초당 최대 30프래임 출력
° USB 2.0지원 - USB to Serial
° 최대 1Mbps
° RS232 통신 방식
2. 인터페이스 보드 개발
- 스마트 엑츄에이터는 <그림 2-1>과 같은 멀티드롭방식을 사용한다.
<그림 2-1> 멀티드롭
° 장점 : 엑츄에이터간의 통신연결이 간편하다.
° 단점 : 1:N 통신에서 소모되는 전류가 연결된 엑츄에이터에 비례한다.
- 시중에서 판매되고 있는 USB to RS232 장치는 최대 전류가 30mA로 제한된다.
따라서 다수의 엑츄에이터를 제어하기에는 추가적인 회로 설계가 필요했다.
- I.MX53 Quick Start Board
° 1GB DDR3 memory
° LVDS support
° I.MX53 1GHz ARM Cortex-a* Processor
° VGA support
° MC34708 PMIC
- 동부로봇 엑츄에이터
° DRS-020X series
° DRS-040X series
- 로보티즈 엑츄에이터
° AX-12 Series
° MX-106 Series
- 로보빌더 엑츄에이터
° SAM-28 Series
