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KR101013416B1 - 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하기 위한 시스템 및 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하는 방법 - Google Patents

로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하기 위한 시스템 및 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하는 방법 Download PDF

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KR101013416B1
KR101013416B1 KR1020090073178A KR20090073178A KR101013416B1 KR 101013416 B1 KR101013416 B1 KR 101013416B1 KR 1020090073178 A KR1020090073178 A KR 1020090073178A KR 20090073178 A KR20090073178 A KR 20090073178A KR 101013416 B1 KR101013416 B1 KR 101013416B1
Authority
KR
South Korea
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test
distance
module
robot hardware
data
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
KR1020090073178A
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Inventor
국태용
조동면
송석훈
박홍성
Original Assignee
강원대학교산학협력단
성균관대학교산학협력단
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0095—Means or methods for testing manipulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

개시된 기술은 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하기 위한 시스템 및 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하는 방법에 관한 것이다. 실시예들 중에서, 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템은 로봇 하드웨어 모듈을 포함하며, 상기 로봇 하드웨어 모듈에 대한 테스트를 수행하는 테스트 베드; 및 상기 테스트를 제어하는 테스트 제어 장치를 포함하고, 상기 테스트 제어 장치는, 평가 메트릭에 따른 테스트 케이스에 대한 테스트 데이터를 상기 테스트 베드에 송신하고, 상기 테스트 베드로부터 테스트 결과 데이터를 수신하는 송수신부; 및 상기 수신된 테스트 결과 데이터를 기초로 상기 평가 메트릭의 결과 값을 산출하는 분석부를 포함한다.

Description

로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하기 위한 시스템 및 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하는 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TESTING ROBOT HARDWARE MODULE}
개시된 기술은 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하기 위한 시스템 및 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하는 방법에 관한 것이다.
RTC(Robot Technology Component)는 OMG(Object Management Group)에서 채택된 로봇의 소프트웨어 컴포넌트에 대한 표준 규격이다. 로봇 소프트웨어 컴포넌트는 로봇에 존재하는 다양한 센서나 액추에이터와 같은 하드웨어를 제어하기 위한 장치 컴포넌트와 이러한 장치 컴포넌트를 이용하여 다양한 로봇 응용을 개발하기 위한 응용 컴포넌트를 포함한다.
한편, RTC를 따르는 컴포넌트를 이용한 로봇의 개발에 있어서, 개발비용 및 개발 시간의 많은 부분이 테스트 과정에서 소요되고 있지만, 짧은 개발 기간과 부족한 인력 등의 이유로 테스트 기술에 대한 연구는 활발하게 논의되지 못하고 있다.
이러한 배경 하에서, 테스트에 소요되는 시간 및 비용을 감소시키기 위해서 로봇 하드웨어 모듈의 테스트 업무를 자동으로 처리하는 시스템의 개발이 요구되고 있다.
개시된 기술이 이루고자 하는 기술적 과제는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하기 위한 시스템 및 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제1 측면은 로봇 하드웨어 모듈을 포함하며, 상기 로봇 하드웨어 모듈에 대한 테스트를 수행하는 테스트 베드; 및 상기 테스트를 제어하는 테스트 제어 장치를 포함하고, 상기 테스트 제어 장치는, 평가 메트릭에 따른 테스트 케이스에 대한 테스트 데이터를 상기 테스트 베드에 송신하고, 상기 테스트 베드로부터 테스트 결과 데이터를 수신하는 송수신부; 및 상기 수신된 테스트 결과 데이터를 기초로 상기 평가 메트릭의 결과 값을 산출하는 분석부를 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템을 제공한다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제2 측면은 테스트 제어 장치가 로봇 하드웨어 모듈에 대한 테스트를 수행하는 테스트 베드를 제어하여 상기 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하는 방법에 있어서, 평가 메트릭에 따른 테스트 케이스에 대한 테스트 데이터를 상기 테스트 베드에 송신하는 단계; 상기 테스트 베드로부터 테스트 결과 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 테스트 결과 데이터를 기초로 상기 평가 메트릭의 결과 값을 산출하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
개시된 기술의 실시예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
개시된 기술의 테스트 시스템 및 테스트 방법은 성능 평가 지표에 따라 로봇 하드웨어 모듈의 평가 메트릭을 자동으로 산출할 수 있어 테스트 비용 및 시간을 감소시킬 수 있다.
또한, 개시된 기술은 성능 평가 지표에 따라 최적의 테스트 케이스를 도출할 수 있어 테스트에 대한 신뢰를 높일 수 있다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 RTC(Robot Technology Component) 규격을 따르는 로봇 소프트웨어 컴포넌트의 테스트를 위한 계층적 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 테스트 절차는 도 1의 왼쪽 편에 제시된 바와 같이 단위 테스팅(Unit Testing), 통합 테스팅(Integration Testing), 시스템 테스팅(System Testing)의 순서로 진행된다. 본 발명에서는 상기의 테스트 절차를 RTC 규격을 따르는 로봇 소프트웨어 컴포넌트에 적용하여, 로봇 하드웨어 모듈, 로봇 하드웨어 API(application programming interface), 로봇 소프트웨어 컴포넌트 순으로 계층적으로 테스트를 진행한다. 즉, 로봇 소프트웨어 컴포넌트를 테스트 하기 위해서, 로봇 하드웨어 모듈, 로봇 하드웨어 모듈과 로봇 소프트웨어 컴포넌트 간의 인터페이스에 해당하는 로봇 하드웨어 API, 그리고 로봇 소프트웨어 컴포넌트에 대한 테스트가 계층적으로 수행된다.
특히, 본 발명에서는 단위 테스팅 레벨에 해당하는 로봇 하드웨어 모듈의 테스트 방법에 대해서 자세히 설명한다. 본 발명의 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하는 시스템 및 방법은 RTC 규격을 따르는 로봇 소프트웨어 컴포넌트 테스트 기법의 계층적 모델에 따라, 단위 테스팅 레벨에 해당하는 성능 평가 지표를 제공함으로써, 로봇 하드웨어 모듈을 효율적으로 테스트할 수 있는 환경을 제공한다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하기 위한 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 로봇 하드웨어 모듈 테스트 시스템(200)은 테스트 제어 장치(210) 및 테스트 베드(220)를 포함한다.
테스트 베드(220)는 기술 개발 과정에 있어, 기술이 소비되는 실제와 동일한 환경 또는 결과 예측이 가능한 가상 환경을 구축하여 개발 기술의 적합성을 테스트해보는 환경을 의미한다. 테스트 베드(220)는 테스트의 대상인 로봇 하드웨어 모듈(222)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 테스트 제어 장치(210)는 메트릭 생성부(212), 테스트 케이스 생성부(214), 송수신부(216) 및 분석부(218)을 포함한다.
테스트 제어 장치(210)는 테스트 베드(220)를 제어하여 테스트 베드(220)가 로봇 하드웨어 모듈(222)에 대한 테스트를 수행하도록 한다. 구현 예에 따라, 메트릭 생성부(212), 테스트 케이스 생성부(214) 및 분석부(218)는 컴퓨터 상에서 실행되는 테스트 엔진 또는 테스트 드라이버로 구현될 수 있으며, 송수신부(216)는 컴퓨터와 연결(예컨대, RS-232방식으로 연결)되어 테스트 베드(220)와 무선으로 통신(예컨대, 지그비 통신)하는 RF(Radio Frequency) 스테이션으로 구현될 수 있다.
메트릭 생성부(212)는 로봇 하드웨어 모듈(222)의 성능 평가 지표에 따라 평가 메트릭을 생성한다. 성능 평가 지표는 로봇 하드웨어 모듈의 기능성, 신뢰성 및 효율성 등이 요구되는 수준을 만족하는지 확인하기 위해, 해당 로봇 하드웨어 모듈의 성능을 평가하는 지표이다. 성능 평가 지표는 주 특성과 부 특성으로 구분된다.
로봇 하드웨어 모듈의 주 특성은 소프트웨어 품질특성을 정의한 국제 표준인 ISO/IEC 9126을 참조하여 정해질 수 있다. ISO/IEC 9126 표준에서 제시한 소프트웨 어 품질특성에는 기능성, 신뢰성, 사용성, 효율성, 유지보수성 및 이식성이 있으며, 로봇 하드웨어 모듈에 따라 모듈의 성능을 평가하는데 있어서 적합하지 않은 품질특성은 주 특성에서 제외될 수 있다.
주 특성은 다시 부 특성으로 세분화되는데, 부 특성은 모듈의 사양 정보(예를 들어, 데이터 시트, 매뉴얼, 명세문서, 요구 사항 문서)를 기반으로 정의될 수 있다. 주 특성을 세분화한 부 특성은 로봇 하드웨어 모듈(222)의 성능을 평가하기 위한 지표로서 평가 메트릭 항목이 될 수 있다.
도 3은 거리 측정 센서 모듈의 성능 평가 지표를 설명하기 위한 도면이다. 이하, 설명의 편의를 위하여 본 명세서에서는 로봇 하드웨어 모듈(222)을 거리 측정 센서 모듈로 전제하여 본 발명의 기술적 사상을 기재할 것이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다른 로봇 하드웨어 모듈에 대해서도 본 발명의 기술적 사상을 적용할 수 있을 것이다.
도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 거리 측정 센서 모듈의 성능 평가 지표는 상기 6가지 품질특성 중에서 기능성, 신뢰성 및 효율성을 주 특성으로 포함한다.
기능성을 세분화한 부 특성은, 데이터의 정확성, 최대측정시간의 정확성, 신호 강도의 정확성, 에코 펄스의 정확성 및 측정거리의 정밀도가 있으며, 신뢰성은 데이터 결함 허용성을 부 특성으로 포함하며, 효율성은 작업처리량을 부 특성으로 포함한다.
평가 메트릭은 성능 평가 지표를 평가하기 위한 것으로, 성능 평가 지표의 부 특성마다 정의될 수 있다. 메트릭 생성부(212)가 생성하는 평가 메트릭은 도 4 등에서 예시한 바와 같이, 평가 메트릭의 명칭, 평가 메트릭의 결과 값을 산출하기 위한 계산식, 계산식에서 사용되는 측정 항목 등으로 구성된다.
도 4는 테이터의 정확성 평가 메트릭을 예시한 표이다. 데이터의 정확성은 주 특성 중 기능성을 평가하기 위한 지표이다.
도 4를 참조하면, 평가 메트릭 명칭인 데이터의 정확성은 도 3의 성능 평가 지표의 부 특성에 해당하고, 오른쪽 칸에 해당 평가 메트릭에 대한 의미가 기재되어 있다.
측정 항목은 해당 평가 메트릭의 결과 값을 산출하기 위해 필요한 항목을 나타낸다. 평가 메트릭의 결과 값은 계산식 항목에 기재된 수식에 따라 산출되며, 이러한 평가 메트릭 산출에는 측정 항목의 데이터가 필요하다.
총 테스트 수행 횟수는 일례로, 로봇 하드웨어 모듈 테스트 시스템(200)에 미리 설정된 고정된 값일 수 있다. 다른 일례로, 총 테스트 수행 횟수는 사용자에 의해 입력된 값으로 정해질 수도 있다. 또 다른 일례로, 데이터 시트, 요구 사항 문서, 기술 명세 문서 등에 총 테스트 수행 횟수가 직접 또는 간접적으로 기재되어 있는 경우에는, 총 테스트 수행 횟수는 자동으로 생성될 수 있다.
테스트 성공 횟수는 미리 정해진 기대값과 측정값이 일정 오차범위 내에서 동일한 경우의 횟수이다. 오차범위는 테스트의 대상인 로봇 하드웨어 모듈의 사양 정보, 사용환경 등에 따라 사용자에 의해 조절될 수 있다.
테스트 케이스 생성부(214)는 메트릭 생성부(212)에서 생성된 평가 메트릭에 따라 테스트 케이스를 생성한다.
일 실시예에 따라, 테스트 케이스 생성부(214)는 메트릭 생성부(212)에서 생성된 평가 메트릭에 따라 등가분할 테스트(equivalent partitioning test) 기반의 테스트 케이스 또는 경계값 분석 테스트(boundary value test) 기반의 테스트 케이스를 생성한다.
등가 분할 테스트 및 경계값 분석 테스트는 블랙박스 기법에 따른 테스트 설계 기법으로, 블랙박스 기법은 테스트 대상의 내부 구조를 참조하지 않고 테스트 베이시스(test basis)문서를 분석하여 기능적 또는 비기능적 테스트 조건과 테스트 케이스를 도출하고 선택하는 방법을 말한다. 테스트 베이시스 문서는 예컨대, 명세문서(Specification), 데이터 시트(data sheet), 요구사항(requirement) 문서 매뉴얼(Manual) 문서 등이 있을 수 있다.
등가 분할 테스트는 시스템 입력의 결과로 나타날 결과 값이 동일한 경우, 입력 값들을 하나의 그룹으로 간주한다. 등가 분할 테스트는 각 그룹 내의 입력 값은 내부적으로 같은 방식으로 처리된다는 가정을 바탕으로 한다. 같은 방식으로 처리되는 입력 값, 출력 값 영역은 유한 개의 상호 독립적인 집합으로 나누어 수학적인 등가 집합을 이루고 각 등가 집합의 원소 중 대표 값을 선택하여 테스트 케이스를 선정하게 된다.
도 5는 표 1의 데이터의 정확성 평가 메트릭에 대한 등가분할 테스트 케이스 를 예시한 표이다.
설명의 편의를 위하여 도 5에서 예시한 테스트 케이스는 거리 측정 센서 모듈 중 초음파 센서 모듈인 SRF04에 대한 테스트 케이스로 가정한다. 도 5를 참조하면, 입 력 값은 세 개의 등가 그룹으로 나뉘어 있고, 세 개의 그룹에 대한 대표 값으로 2, 150, 400이 선정되었다. 세 개의 등가 그룹은 기대 결과 값이 동일한 입력 값을 세 개로 묶은 그룹으로, 입력 값에 해당하는 거리 값이 3보다 작은 그룹 내의 입력 값들은 결과 값으로 '측정 불가능'이 거리 값이 3이상 300 이하인 그룹 내의 입력 값들은 결과 값으로 해당 거리 값이, 거리 값이 300보다 큰 그룹 내의 입력 값들은 결과 값으로 '물체 없음'이 동일하게 기대된다.
테스트 케이스는 평가 메트릭에 따라 테스트 베이시스 문서를 기초로 자동으로 생성될 수 있다. SRF04를 예로 들면, SRF04의 기술 명세(Technical Specification) 문서에는 측정 거리가 2-3cm 이상에서는 초음파의 펄스 폭(pulse width)이 일정하게 유지되며, 최대 측정 범위는 3m(300cm)가 약간 초과된 값이라는 내용이 기재되어 있다. 테스트 케이스 생성부(214)는 명세 문서에 기재된 측정 거리에 대한 범위(3-300cm)를 미리 입력 받아, 세 개의 등가 그룹을 생성하고, 각 등가 그룹의 중간 값으로 대표 값을 설정할 수 있다.
경계 값 분석 테스트는 등가 집합의 경계 부분에 해당되는 입력 값에서 결함이 발견될 확률이 경험적으로 높기 때문에 결함을 방지하기 위해 경계 값까지 포함하여 테스트 하는 방법이다.
도 6은 도 4의 데이터의 정확성 평가 메트릭에 대한 경계 값 분석 테스트 케이스를 예시한 표이다.
도 6에서도 설명의 편의를 위하여, 거리 측정 센서 모듈은 초음파 센서 모듈(SRF04)이라고 가정한다. 도 6에서는 도 5에서 세 개의 등가 그룹을 나누는 경계 값인 3, 300 및 3보다 하나 작은 2, 300보다 하나 큰 301을 테스트 케이스로 선정하였다.
테스트 케이스 생성부(214)는 테스트 케이스가 생성되면, 생성된 테스트 케이스를 기초로, 테스트 데이터를 생성할 수 있다. 테스트 데이터는 테스트 베드(220)가 테스트를 수행하기 위해 필요한 데이터로, 테스트 베드(220)를 초기화 하기 위한 정보, 테스트 케이스에 해당하는 측정되는 값(예컨대, 도 5에서 2, 150, 400), 각각의 측정되는 값에서의 테스트 횟수 등을 포함할 수 있다.
테스트 케이스 생성부(214)는 일 실시예에 따라, 메트릭 생성부(212)가 생성한 평가 메트릭에 따라, 테스트 베이시스 문서를 기초로 테스트 케이스 및 테스트 데이터를 자동으로 생성할 수 있다.
다른 일 실시예에 따라, 테스트 제어 장치(210)는 사용자 인터페이스 (미도시)를 더 포함할 수 있다. 테스트 제어 장치(210)는 미리 제공받은 평가 메트릭에 대하여, 사용자 인터페이스를 통하여 입력 받은 임의의 값을 테스트 케이스로 하여 테스트 데이터를 생성할 수도 있다.
도 7은 최대 측정 시간의 정확성 평가 메트릭을 예시한 표이며, 도 8은 도 7의 평가 메트릭에 따른 경계 값 테스트 케이스를 예시한 표이다. 최대 측정 시간의 정확성은 주 특성 중 기능성을 평가하기 위한 지표이다.
도 8에서는 설명의 편의를 위하여, 거리 측정 센서 모듈은 초음파 센서인 NT-TS601 라고 가정한다. 테스트 케이스 생성부(214)는 NT-TS601의 매뉴얼 문서에 기재된 지 속적인 응답 시간(입력 신호의 간격을 의미함)이 20ms 라는 내용에 기초하여 테스트 케이스를 생성할 수 있다. 도 8에서, 테스트 케이스 생성부(214)는 경계 값인 20ms 및 20ms 보다 하나 작은 값, 20ms 보다 하나 큰 값을 테스트 케이스로 선정하였다.
도 9는 초음파 감도의 정확성 평가 메트릭을 예시한 표이며, 도 10은 도 9의 평가 메트릭에 따른 경계 값 테스트 케이스를 예시한 표이다. 초음파 감도의 정확성은 주 특성 중 기능성을 평가하기 위한 지표이다.
도 9 및 도 10에서, 거리 측정 센서 모듈은 초음파 센서 모듈(SRF04)이라고 가정한다. 초음파 감도의 정확성은 측정 대상의 면적에 따른 거리 측정 가능 여부로 평가될 수 있다. 테스트 케이스 생성부(214)는 동일 거리에 대하여 면적을 변경시키며 거리를 측정하는 테스트 케이스를 생성할 수 있으며, 동일 면적에 대하여 거리를 변경시키며 거리를 측정하는 테스트 케이스를 생성할 수도 있다.
도 11은 에코 펄스(echo pulse)의 정확성 평가 메트릭을 예시한 표이다. 에코 펄스의 정확성은 주 특성 중 기능성을 평가하기 위한 지표이다. 에코 펄스(echo pulse)의 정확성은 측정 거리에 따른 에코 펄스 값으로 평가될 수 있다.
도 12는 측정 거리의 정밀도 평가 메트릭을 예시한 표이며, 도 13은 도 12의 평가 메트릭에 따른 등가 분할 테스트 케이스를 예시한 표이다. 측정 거리의 정밀도는 주 특성 중 기능성을 평가하기 위한 지표이다. 측정 거리의 정밀도는 측정 거리를 미세하게 조절하며(예를 들어, 5mm 단위로 조절) 거리의 측정이 가능한지 여부로 평가될 수 있다.
도 14는 결함 허용성 평가 메트릭을 예시한 표이다. 데이터의 결함 허용성은 주 특성 중 신뢰성을 평가하기 위한 지표이다. 결함 허용성은, 거리 측정 센서 모듈의 동작 시, 발생하는 결함 중 허용 가능한 범위를 말하며, 테스트 대상의 평균 오차범위를 입력 받은 후 일정 시간 테스트 대상을 구동한 결과 값을 기초로 평가될 수 있다.
도 15는 작업 처리량 평가 메트릭을 예시한 표이다. 작업 처리량은 주 특성 중 효율성을 평가하기 위한 지표이다. 작업 처리량은 주어진 시간 동안 일정 거리에 대해 측정한 횟수를 말한다.
다시 도 2를 참조하면, 송수신부(216)는 평가 메트릭에 따른 테스트 케이스에 대한 테스트 데이터를 테스트 베드(220)에 송신하고, 테스트 베드(220)로부터 테스트 결과 데이터를 수신한다.
테스트 결과 데이터는 테스트 수행 결과를 포함하는 데이터로, 예컨대, 거리 측정 센서 모듈이 측정하는 값의 정확성을 평가 하는 경우, 거리 측정 센서 모듈이 테스트 케이스에 따라 측정한 값이 될 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 송수신부(216)는 테스트 베드(220)와 무선 통신하여, 확인 응답 신호를 수신하면, 이에 대한 응답으로 거리 측정 명령을 송신할 수 있다.
분석부(218)는 송수신부(216)가 수신한 테스트 결과 데이터를 기초로 평가 메트릭의 결과 값을 산출한다. 평가 메트릭의 결과 값은 평가 메트릭의 계산식 항목의 수식에 따라 산출될 수 있다. 도 4를 예로 들어 설명하면, 분석부(218)는 테스트 케이스 생성부(214)로부터 총 테스트 수행 횟수(A)를 제공 받고, 송수신부(216)로부터 테스트 결과 데이터에 포함된 거리 측정값을 제공받아, 측정 값이 오차 범위 내에서 기대 값과 동일한지 판단하여 테스트 성공 횟수(B)를 산출한다. 분석부(218)는 A와 B값을 평가 메트릭의 계산식 항목에 대입하여 데이터 정확성 평가 메트릭의 결과 값을 산출할 수 있다.
도 16은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 거리 측정 센서 모듈의 시험 평가를 위한 테스트 베드를 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 테스트 베드(1600)는 거리 측정 센서 모듈(1610), 지지대(1620), 타겟(1630), 캐리어(1640) 및 구동 모터 모듈(1650)을 포함한다.
거리 측정 센서 모듈(1610)은 테스트 베드(1600)가 테스트를 수행할 테스트 대상 하드웨어 모듈이고, 지지대(1620)는 거리 측정 센서 모듈(1610)을 지지한다. 타겟(1630)은 거리 측정 센서 모듈(1610)이 거리를 측정할 대상 물체이다. 즉, 거리 측정 센서 모듈(1610)은 거리 측정 센서 모듈(1610)에서부터 타겟(1630)까지의 거리를 측정한다. 캐리어(1640)는 타겟(1630)을 지지하고, 구동 모터 모듈(1650)은 캐리어(1640)의 위치를 조절하여 거리 측정 센서 모듈(1610)과 타겟(1630) 간의 거리를 조절할 수 있다.
도 17은 도 16의 구동 모터 모듈을 설명하기 위한 블록도이고, 도 18은 도 16의 거리 측정 센서 모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
도 17을 참조하면, 구동 모터 모듈(1650)은 구동 모터(1710), 수신부(1720), 모터 제어부(1730) 및 송신부(1740)를 포함한다. 일 실시예에 따라, 수신부(1720) 및 송신부(1740)는 테스트 제어 장치(210)의 송수신부(216)와 무선 통신(예컨대, 지그비 통신)할 수 있으며, 구현 예에 따라 수신부(1720) 및 송신부(1740)는 하나의 통신 모듈로 구현될 수 있다.
도 18을 참조하면, 거리 측정 센서 모듈(1610)은, 수신부(1810), 거리 측정 센서(1820), 거리 측정 제어부(1830) 및 송신부(1840)를 포함한다. 일 실시예에 따라, 수신부(1810) 및 송신부(1840)는 송수신부(216)와 무선 통신(예컨대, 지그비 통신)할 수 있으며, 구현 예에 따라 수신부(1810) 및 송신부(1840)는 하나의 통신 모듈로 구현될 수 있다.
도 19는 도 16의 테스트 베드의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2, 도 16 내지 도18을 참조하여 설명하면, 구동 모터 모듈(1650)의 수신부(1720)는 테스트 제어 장치(210)의 송수신부(216)로부터 테스트 데이터를 수신한다. 테스트 데이터는 테스트 케이스에 따른 타겟(1630)의 목표 위치, 각 목표 위치에서의 테스트 횟수, 구동 모터(1710)를 초기화 하기 위한 구동 모터(1710)의 초기 위치 정보 등을 포함한다. 모터 제어부(1730)는 수신한 테스트 데이터에 포함된 구동 모터(1710)의 초기 위치 정보에 따라 구동 모터(1710)를 초기화 한 후, 구동 모 터(1710)의 움직임을 제어하여 타겟(1630)을 목표 위치로 이동시킨다. 타겟(1630)이 목표 위치로 이동하면, 송신부(1740)는 송수신부(216)에 테스트를 수행할 준비가 되었다는 확인 응답 신호를 송신한다.
송수신부(216)는 구동 모터 모듈(1650)의 송신부(1740)로부터 확인 응답 신호를 수신하면, 거리 측정 센서 모듈(1610)의 수신부(1810)에게 타겟(1630)까지의 거리를 측정하라는 거리 측정 명령을 송신한다.
거리 측정 센서 모듈(1610)의 수신부(1810)는, 송수신부(216)로부터 상기 거리 측정 명령을 수신한다. 거리 측정 제어부(1830)는 수신부(1810)가 거리 측정 명령 신호를 수신하면, 제어 신호를 발생하여 거리 측정 센서(1820)를 제어한다.
거리 측정 센서(1820)는 거리 측정 제어부(1830)에서 생성된 제어 신호에 응답하여, 거리 측정을 위한 신호를 타겟(1630)을 향하여 발생시킨다. 예컨대, 거리 측정 센서(1820)가 초음파 센서인 경우, 거리 측정 센서는 초음파 신호를 발생시킨다. 타겟(1630)에 도달한 신호는 타겟(1630)에 반사되어 다시 거리 측정 센서(1820)로 돌아온다. 거리 측정 센서(1820)는 돌아온 반사 신호를 감지하고, 신호가 발생된 때부터 다시 센서로 돌아올 때까지의 시간을 측정하여 거리 측정 제어부(1830)에 제공한다.
거리 측정 제어부(1830)는 거리 측정 센서(1820)로부터 상기 측정된 시간을 제공받아 발생된 신호의 속도와 측정된 시간을 곱하여 타겟(1630)까지의 거리를 계산한다.
송신부(1840)는 거리 측정 제어부(1830)로부터 계산된 거리 값을 포함하는 테스트 결과 데이터를 제공받아, 송수신부(216)에 송신한다.
도 20은 개시된 기술의 일 실시예에 따라 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하여 도 20의 로봇 하드웨어 모듈의 테스트 방법을 설명하면 다음과 같다. 또한, 도 2의 실시예를 시계열적으로 구현하는 경우도 본 실시예에 해당하므로 도 2의 테스트 제어 장치(210)에 대하여 설명된 부분은 본 실시예에도 그대로 적용된다.
테스트 제어 장치(210)는 평가 메트릭에 따른 테스트 케이스에 대한 테스트 데이터를 테스트 베드(220)에 송신한다(S2010). 테스트 제어 장치(210)는 테스트 베드(220)를 제어하여 테스트 베드(220)가 로봇 하드웨어 모듈(222)에 대한 테스트를 수행하도록 한다.
테스트 베드(220)는 테스트에 필요한 정보(측정할 거리 값, 각 거리 값에서 테스트 횟수)를 포함하고 있는 테스트 데이터를 수신하여 실질적으로 테스트를 수행하고, 테스트 결과 데이터를 테스트 제어 장치(210)에 송신한다.
테스트 제어 장치(210)는 테스트 베드(220)로부터 테스트 결과 데이터를 수신하고(S2020), 수신한 테스트 결과 데이터를 기초로 평가 메트릭의 결과 값을 산출한다(S2030).
도 21은 일 실시예에 따라 도 20의 S2010 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
일 실시예에 따른 테스트 제어 장치(210)는 로봇 하드웨어 모듈의 성능 평가 지표에 따라 평가 메트릭을 생성하고(S2110), 생성된 평가 메트릭에 따라 테스트 케이스를 생성하여(S2120), 생성된 테스트 케이스에 대한 테스트 데이터를 테스트 베드(220)에 송신할 수 있다.
테스트 케이스는 테스트 제어 장치(210)가 테스트 베이시스 문서를 기반으로 자동으로 생성할 수 있으며. 테스트 제어 장치(210)가 별도로 구비한 사용자 인터페이스를 통하여 테스트할 값들을 입력 받아, 입력된 값에 따라 생성될 수도 있다.
도 22는 일 실시예에 따라, S2020 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
일 실시예에 따라, 로봇 하드웨어 모듈(222)은, 거리 측정 센서 모듈이며, 테스트 베드(220)는 거리 측정 센서 모듈, 거리 측정 센서 모듈이 측정할 타겟 및 타겟의 위치를 조정하는 구동 모터 모듈을 포함한다.
테스트 베드(220)는 S2010 단계에서 테스트 데이터를 수신하면, 구동 모터 모듈을 구동하여 타겟을 목표 위치로 이동시킨다. 구동 모터 모듈은 테스트 데이터에 따라 타겟을 목표 위치로 이동 시킨 후, 확인 응답 신호를 생성한다. 테스트 제어 장치(210)는 생성된 확인 응답 신호를 구동 모터 모듈로부터 수신한다(S2210).
테스트 제어 장치(210)는 구동 모터 모듈로부터 확인 응답 신호를 수신하고, 수신된 확인 응답 신호에 대한 응답으로 거리 측정 명령을 거리 측정 센서 모듈에 송신한다(S2220).
거리 측정 센서 모듈은 거리 측정 명령을 수신하면, 타겟까지의 거리를 측정하고, 측정된 거리에 대한 정보를 포함하는 테스트 결과 데이터를 테스트 제어 장치(210)에 송신한다.
테스트 제어 장치(210)는 테스트 결과 데이터를 거리 측정 센서 모듈로부터 수신한다(S2230). 테스트 제어 장치(210)는 수신된 테스트 결과 데이터를 기초로 평가 메트릭의 결과 값을 산출한다.
이러한 개시된 기술인 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 RTC(Robot Technology Component) 규격을 따르는 로봇 소프트웨어 컴포넌트의 테스트를 위한 계층적 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하기 위한 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 거리 측정 센서 모듈의 성능 평가 지표를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 테이터의 정확성 평가 메트릭을 예시한 표이다. 데이터의 정확성은 주 특성 중 기능성을 평가하기 위한 지표이다.
도 5는 표 1의 데이터의 정확성 평가 메트릭에 대한 등가분할 테스트 케이스 를 예시한 표이다.
도 6은 도 4의 데이터의 정확성 평가 메트릭에 대한 경계 값 분석 테스트 케이스를 예시한 표이다.
도 7은 최대 측정 시간의 정확성 평가 메트릭을 예시한 표이다.
도 8은 도 7의 평가 메트릭에 따른 경계 값 테스트 케이스를 예시한 표이다.
도 9는 초음파 감도의 정확성 평가 메트릭을 예시한 표이다.
도 10은 도 9의 평가 메트릭에 따른 경계 값 테스트 케이스를 예시한 표이다.
도 11은 에코 펄스(echo pulse)의 정확성 평가 메트릭을 예시한 표이다.
도 12는 측정 거리의 정밀도 평가 메트릭을 예시한 표이다.
도 13은 도 12의 평가 메트릭에 따른 등가 분할 테스트 케이스를 예시한 표이다.
도 14는 결함 허용성 평가 메트릭을 예시한 표이다.
도 15는 작업 처리량 평가 메트릭을 예시한 표이다.
도 16은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 거리 측정 센서 모듈의 시험 평가를 위한 테스트 베드를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 도 16의 구동 모터 모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
도 18은 도 16의 거리 측정 센서 모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
도 19는 도 16의 테스트 베드의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20은 개시된 기술의 일 실시예에 따라 로봇 하드웨어 모듈을 테스트 하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 21은 일 실시예에 따라 도 20의 S2010 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 22는 일 실시예에 따라, S2020 단계를 설명하기 위한 순서도이다.

Claims (17)

  1. 로봇 하드웨어 모듈을 포함하며, 상기 로봇 하드웨어 모듈에 대한 테스트를 수행하는 테스트 베드; 및
    상기 테스트를 제어하는 테스트 제어 장치를 포함하고,
    상기 테스트 제어 장치는,
    평가 메트릭에 따른 테스트 케이스에 대한 테스트 데이터를 상기 테스트 베드에 송신하고, 상기 테스트 베드로부터 테스트 결과 데이터를 수신하는 송수신부; 및
    상기 수신된 테스트 결과 데이터를 기초로 상기 평가 메트릭의 결과 값을 산출하는 분석부를 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송수신부는 상기 테스트 베드와 무선으로 통신하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    사용자 인터페이스를 더 포함하며,
    상기 테스트 데이터는 상기 사용자 인터페이스를 통하여 입력되는 값에 따른 테스트 케이스에 대한 테스트 데이터인 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 테스트 제어 장치는.
    상기 평가 메트릭을 생성하는 메트릭 생성부; 및
    상기 생성된 평가 메트릭에 따라 테스트 케이스를 생성하는 테스트 케이스 생성부를 더 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메트릭 생성부는 상기 로봇 하드웨어 모듈의 성능 평가 지표에 따라 상기 평가 메트릭을 생성하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 로봇 하드웨어 모듈은 거리 측정 센서 모듈이며,
    상기 성능평가지표는 기능성, 신뢰성 및 효율성을 주 특성으로 포함하고,
    상기 기능성은, 데이터의 정확성, 최대측정시간의 정확성, 신호 강도의 정확성, 에코 펄스의 정확성 및 측정거리의 정밀도를 부 특성으로 포함하며,
    상기 신뢰성은 데이터 결함 허용성을 부 특성으로 포함하며,
    상기 효율성은, 작업처리량을 부 특성으로 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 테스트 케이스 생성부는 상기 생성된 평가 메트릭에 따라 등가분할 테스트 기반의 테스트 케이스 또는 경계값 분석 테스트 기반의 테스트 케이스를 생성하는 로 봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 하드웨어 모듈에 대한 테스트는 RTC(Robot Technology Comoponent) 규격을 따르는 로봇 소프트웨어 컴퍼넌트 테스트 기법의 계층적 모델에 따라 진행되는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 하드웨어 모듈은, 거리 측정 센서 모듈이며,
    상기 테스트 베드는, 상기 거리 측정 센서 모듈, 상기 거리 측정 센서 모듈을 지지하는 지지대, 상기 거리 측정 센서 모듈이 측정할 타겟, 상기 타겟을 지지하는 캐리어 및 상기 캐리어의 위치를 조절하는 구동 모터 모듈을 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동 모터 모듈은, 상기 송수신부로부터 상기 테스트 데이터를 수신하는 것에 응답하여, 상기 테스트 데이터에 따라 상기 타겟을 목표 위치로 이동시킨 후, 상기 송수신부에 확인 응답 신호를 송신하고.
    상기 송수신부는 상기 구동 모터 모듈로부터 확인 응답 신호를 수신하는 것에 응답하여, 거리 측정 명령을 상기 거리 측정 센서 모듈로 송신하고,
    상기 거리 측정 센서 모듈은, 상기 송수신부로부터 상기 거리 측정 명령을 수신하는 것에 응답하여, 거리 측정을 수행하여, 상기 테스트 결과 데이터를 상기 송수신부로 송신하며,
    상기 테스트 결과 데이터는 상기 거리 측정 센서 모듈이 측정한 거리에 대한 정보를 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 구동 모터 모듈은,
    구동 모터;
    상기 테스트 데이터를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 테스트 데이터에 따라 상기 구동 모터의 움직임을 제어하여 상기 타겟을 목표 위치로 이동시키는 모터 제어부; 및
    상기 타겟이 목표 위치에 있다는 확인 응답 신호를 송신하는 송신부를 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 거리 측정 센서 모듈은,
    상기 거리 측정 명령 신호를 수신하는 수신부;
    제어 신호에 응답하여 거리 측정을 위한 신호를 발생시키고, 상기 발생한 신호의 반사 신호를 감지하는 거리 측정 센서;
    상기 수신된 거리 측정 명령 신호를 기초로 상기 제어 신호를 생성하고, 상기 반사 신호를 기초로 상기 타겟까지의 거리를 계산하는 거리 측정 제어부; 및
    상기 계산된 거리에 대한 정보를 포함하는 테스트 결과 데이터를 송신하는 송신부를 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하기 위한 시스템.
  13. 테스트 제어 장치가 로봇 하드웨어 모듈에 대한 테스트를 수행하는 테스트 베드를 제어하여 상기 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하는 방법에 있어서,
    평가 메트릭에 따른 테스트 케이스에 대한 테스트 데이터를 상기 테스트 베드에 송신하는 단계;
    상기 테스트 베드로부터 테스트 결과 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 테스트 결과 데이터를 기초로 상기 평가 메트릭의 결과 값을 산출하는 단계를 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 송신하는 단계는,
    상기 평가 메트릭을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 평가 메트릭에 따라 테스트 케이스를 생성하는 단계를 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 테스트 케이스를 생성하는 단계는,
    사용자 인터페이스를 통하여 입력되는 값에 따라 테스트 케이스를 생성하는 단계를 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 테스트 케이스를 생성하는 단계는,
    테스트 베이시스 문서를 기반으로 자동으로 테스트 케이스를 생성하는 단계를 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하는 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 로봇 하드웨어 모듈은, 거리 측정 센서 모듈이며,
    상기 테스트 베드는, 상기 거리 측정 센서 모듈, 상기 거리 측정 센서 모듈이 측정할 타겟 및 상기 타겟의 위치를 조정하는 구동 모터 모듈을 포함하며,
    상기 수신하는 단계는,
    상기 구동 모터 모듈로부터 상기 테스트 데이터에 따라 상기 타겟을 목표 위치로 이동시켰다는 확인 응답 신호를 수신하는 단계;
    상기 확인 응답 신호를 수신한 것에 응답하여, 거리 측정 명령을 상기 거리 측정 센서 모듈로 송신하는 단계; 및
    상기 거리 측정 명령에 따라 측정된 거리에 대한 정보를 포함하는 테스트 결과 데이터를 상기 거리 측정 센서 모듈로부터 수신하는 단계를 포함하는 로봇 하드웨어 모듈을 테스트하는 방법.
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