4.최종 보고

                    종합설계 프로젝트 최종보고서 요약

팀명

별그들

제출일

2014 5 27

프로젝트 제목

 임무를 수행하는 지능형 휴머노이드 로봇

설계 프로젝트 개요

소스코드

https://github.com/ansrl89/CapstoneDesign.git

프로젝트 수행 내용 및 중간 결과

프로젝트 요약문

지능형 로봇(Intelligent Robots)은 외부환경을 인식하고, 스스로 상황을 판단하여, 자율적으로 동작하는 로봇을 의미한다. 기존의 로봇과의 가장 큰 차별은 ‘상황판단기능’과 ‘자율동작기능’이 추가 된다는 것이다. 상황판단 기능은 다시 환경인식 기능과 위치인식 기능으로 나뉘고, 자율동작 기능은 조작제어 기능과 자율이동 기능으로 나눌 수 있다.

이 프로젝트에서는 휴머노이드 로봇이 각 미션을 수행하도록 하는 프로그램을 개발하는 것을 목표로 한다. 이러한 지능형 로봇은 의료용, 교육용, 국방용, 건설용, 가정용 등 다양한 분야에서 그 형태와 용도 및 기능에 따라 다양하게 적용 될 수 있다. 인간형 로봇(Humanoid)을 사용하여 로봇에게 주어진 과제를 수행하도록 하는 프로그램을 개발하고, 스마트폰과 로봇의 연동을 가능하게 하는 것을 목표로 한다.

- 휴머노이드 로봇을 이용한 임베디드 소프트웨어 개발

- 무선 통신 기술과 관련된 소프트웨어 개발

- 로봇 모터 제어 모듈 개발

- 제공되는 로봇으로 미션을 수행하는 적합한 알고리즘 소프트웨어 개발

- 스마트폰과 연동되는 소프트웨어 개발


마일스톤 수행 내용

최종 보고까지의 수행 내용은 다음과 같다.

1. 개발 계획서

    - 수행할 미션에 대한 시나리오 작성

    - 연구/개발 기술의 사전 조사 (영상처리, 인공지능 알고리즘)

    - 시스템 설계 (시스템 구조도, 다이어그램)

1. 1차 중간보고

    - 라인 트레이싱, 장애물 회피 구현, 계단 오르내리기 구현

    - 영상 스트리밍 프로토타입

    - 1차분 소스코드

2. 2차 중간보고

    - 패널티 킥 구현

    - Android App 통한 로봇 원격제어 프로토타입

    - 2차분 소스코드

3. 결과 보고

    - 계단 오르내리기, 패널티킥 동작 보완

    - Android App 보완 및 개선

    - Laptop PC 용 영상처리모듈 개발

    - 엔터테인먼트 요소 추가

    - 시연 준비 (테스트 및 보완)

    - 최종 소스코드


최종 보고 요약

    연구/개발 내용

        - 휴머노이드 로봇을 이용한 임베디드 소프트웨어 개발

        - 무선 통신 기술과 관련된 소프트웨어 개발

        - 로봇 모터 제어 모듈 개발

        - 임무 수행을 위한 알고리즘이 적용된 소프트웨어 개발

        - 스마트폰과 연동되는 소프트웨어 개발

    시스템 기능 및 구조 설계도

        - 로봇 시스템 구조도
        - 로봇 시스템 Activity Diagram
        - Android App 구조도

    활용/개발된 기술

        - AI 모듈 개발

        - 영상처리 모듈 개발

        - Android App 개발

    현실적 제한 요소 및 해결방안

        - 로봇의 임무 성공률 문제

        - Raspberry Pi 영상처리 성능 문제

    결과물 목록

    자기 평가


프로젝트 결과

1. 4 개의 임무를 수행할 수 있는 임베디드 소프트웨어를 개발하였음

 - 라인 트레이싱

    : 주어진 선을 탐색하여 선을 따라 로봇이 주행한다.

 - 장애물 피하기 

    : 로봇이 주행 중 장애물을 만났을 경우, 장애물을 회피한 뒤 주행을 이어간다.

 - 계단 오르내리기

    : 로봇이 주행 중 계단형태의 장애물을 만났을 경우, 계단을 오르내리며 장애물을 극복하고, 주행을 이어간다.

 - 패널티 킥

    : 패널티 킥 임무가 부여되었을 때, 로봇이 공을 탐색하여 접근 한 후, 골대에 공이 들어가도록 공을 차게 된다.


2. 로봇과 Android App 과의 연동

 - 영상 스트리밍

    : 로봇 카메라의 영상을 Android App 을 통하여 시청할 수 있다.


 - 로봇 원격 제어
    : Android App 을 통하여 로봇을 원격으로 제어할 수 있다.

3. 두 개의 영상처리 모듈
 - 로봇 영상처리 모듈
    : 임무를 수행할 때, 로봇 내부에 내장된 색 인식을 통한 영상처리 모듈을 개발하였다. 단순한 작업를 할 때 상대적으로 효율적이다.

 - 외부 영상처리 모듈
    : 임무를 수행할 때, 좀 더 복잡한 상위의 영상처리가 필요한 경우에 사용된다. OpenCV 라이브러리를 사용한 Laptop PC 에서 구동되는 영상처리 모듈이다.

4. 엔터테인먼트 요소
    로봇 대회 중에서는 휴머노이드 로봇의 엔터테인먼트 요소를 평가하는 대회 역시 존재한다. 로봇이 춤을 추거나 감정을 표현하는 등의 요소를 포함하여 이러한 엔터테인먼트 적인 요소를 평가받는 대회를 대비하였다.  

동영상

결과보고서 동영상



첨부화일 

Ċ
18조 캡스톤,
2014. 5. 27. 오전 5:36
Ċ
18조 캡스톤,
2014. 5. 27. 오전 6:56
ć
18조 캡스톤,
2014. 5. 27. 오전 6:56
Ċ
18조 캡스톤,
2014. 5. 27. 오전 7:03
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