햇살론
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프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 드론을 이용한 페이스메이커
영문 : Pacemaker using Drones and Computer Vision
과제 팀명
햇살론
지도교수
정형구 교수님
개발기간
2021년 3월 ~ 2021년 6월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 컴퓨터과학부 20158710** 김*현
서울시립대학교 컴퓨터과학부 20159200** 김*원
서울시립대학교 컴퓨터과학부 20159200** 김*완
서울시립대학교 컴퓨터과학부 20159200** 임*영
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
- ◇ 컴퓨터에서 ROS 커맨드를 통해 Pixhawk 드론을 컨트롤한다. - ◇ JMAVSIM 또는 Gazebo 등 시뮬레이터를 이용하여 테스트를 한다. - ◇ OpenCV를 사용하여 카메라를 통해 받아진 영상을 컴퓨터로 인식 처리한다. - ◇ 드론 조작에 필요한 초기 파라미터를 배포된 웹 앱을 통해서 제공받는다.
개발 과제의 배경
- ◇ 현대인들에게 운동은 필수적인 여가활동으로 자리 잡았으며, 그중 가벼운 달리기를 즐기는 사람들 은 점점 늘어나고 있다. - ◇ 이런 달리기를 하는 러너들에게는 일정한 속도를 유지하며 달리는 훈련이 필요하다. - ◇ 현재 러너들은 스마트워치나 스마트폰의 앱을 이용하여 훈련을 하지만, 이 방식은 달리기 중의 집 중력을 떨어뜨리고, 자세를 무너뜨리는 단점이 존재한다. - ◇ 현재 각광받는 기술인 드론을 활용하여 실생활에 도움이 되는 기능을 제작한다.
개발 과제의 목표 및 내용
- ◇ 트랙의 레인을 인식해서 드론이 가야할 길을 스스로 인식한다. - ◇ 드론은 사용자가 설정한 속도와 시간 동안 트랙을 자율적으로 주행한다. - ◇ 사용자가 웹을 통해 드론의 설정값을 동적으로 입력 할 수 있다. - ◇ 비용이 들지 않는 프로그램으로 쉽게 배포할 수 있다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 전 세계적인 기술현황
내용
- 특허조사 및 특허 전략 분석
내용
- 기술 로드맵
내용
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
내용
- 마케팅 전략 제시
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
- ◇ 드론 프로그래밍 기술이 현실에서 쉽게 접할 수 있게 됨으로써 한국의 드론 개발에 대한 관심도를 높일 수 있다. - ◇ 배터리 발전, 드론 소형화로 드론이 보편화 될 수 있는 환경에서의 유용한 드론 프로그램의 예시를 제공한다
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
- ◇ 현재 주목받고 있음에도 불구하고 비싼 장난감 정도로만 인식되는 드론을 현실에 도움이 되는 도우 미 역할로 접하게 할 수 있다. - ◇ 운동, 건강 관련 제품의 출시는 그 자체로 사람들의 운동과 건강에 대한 관심도를 올리는 데에 한 역할을 하고 있다. 운동 보조 역할을 하는 드론을 통해 일반 시민의 자연스러운 운동 참여를 독려한다.
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
3월 : 구현과제 설정, 요구사항 결정, 사용 기술 스택 및 하드웨어 스펙 조사
4월 : 사용 기술 스택 및 하드웨어 스펙 조사, 구현 방향성 설정 및 프로토 타입 제작
5월 : 프로토 타입 제작
- 시뮬레이션(QT) 환경에서 dronekit-library 구동 및 구현 환경 설정
- 길찾기 알고리즘 제작 ( open cv 이미지 분석, canny edge filter, sliding window 등 사용)
6월 : 5월 결과 기반으로 프로덕트 제작, 발표 자료 제작
구성원 및 추진체계
- 임준영 : 시뮬레이션 설계, 길찾기 알고리즘 보완, 수정, - 김진원 : 길찾기 알고리즘 제작, - 김태완 : 시뮬레이션 설계 - 김도현 : 길찾기 알고리즘 제작, 통신 앱 제작 및 배포
설계
설계사양
제품의 요구사항
내용
설계 사양
내용
개념설계안
내용
이론적 계산 및 시뮬레이션
내용
상세설계 내용
QT 기반 시뮬레이션 툴에서 가상의 달리기 트랙을 설정해서, 트랙을 인식하여 일정속도로 주행하는 드론 시뮬레이션 프로그램을 제작. 동작 시 , 드론의 초기 설정값은 웹 앱을 통해 입력받도록 함
- 시뮬레이션 (임준영 김태완, 여기 쓰시오)
- 드론 조작
- 이미지 분석 - open cv 를 통해 전면의 카메라 이미지를 분석 - sliding window 방식을 이용하여, 이미지 상의 곡선과 직선의 좌표를 알아내어 드론의 위치를 조정 - 노이즈, 이미지 분석의 완성도를 위해서 마스킹, 가우시안 필터 등의 기법을 적용
- 통신 앱 - 드론의 초기값 설정을 동적으로 지정하기 위한 리액트 앱 제작 - http 프로토콜로 연결, tcp 소켓 통신을 하기 위해 동적으로 시뮬레이터의 ip 주소를 전달받아 기기로 전달 - http프로토콜 지원을 위한 aws -s3 를 이용한 웹 호스팅 이용
결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
내용
포스터
내용
관련사업비 내역서
내용
완료작품의 평가
내용
향후계획
내용
특허 출원 내용
내용
