MIE capstone - 사용자 기여 [ko]

3조 - A샵

2017-12-20T08:12:36Z

Dvostlqm: /* 소프트웨어 프로그램 소스 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Prototype.PNG]]

====포스터====
[[파일:Poster.PNG]]
part1
[[파일:Poster1.PNG|600픽셀]]
part2
[[파일:Poster2.PNG|600픽셀]]
part3
[[파일:Poster3.PNG|600픽셀]]

====특허출원번호 통지서====
[[파일:Patent_apply.PNG]]

===개발사업비 내역서===
[[파일:Materials cost.PNG]]

===완료 작품의 평가===
[[파일:Estimation.PNG]]

1) Output 은 “벽 혹은 큰 물건”, “작은 물건” 이 2가지로 이루어져있다.

===향후평가===
◇ 제품의 추가적인 소프트웨어/펌웨어 업그레이드시 다양한 용도로의 활용 가능성을 볼 수 있었음.
◇ 지금은 무빙 알고리즘을 단순화하여 제시했으나, 다양한 무빙 알고리즘을 충분히 적용 가능할 것으로 보임.
◇ ODROID XU4 자체의 한계사항 때문에 시도하지 못한 내용은 임베디드 PC를 교체할 시 충분히 활용할 수 있을 것으로 보임.
◇ 카메라 하드웨어적인 문제로 인해 시연되지 못한 부분이 있었으며, 이 부분에 대한 각종 오류 보정 필터를 적용해야 할 것으로 보임.

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki

3조 - A샵

2017-12-20T06:46:32Z

Dvostlqm: /* 부록 */

3조 - A샵

2017-12-20T06:44:53Z

Dvostlqm: /* 완료 작품의 평가 */

3조 - A샵

2017-12-20T06:44:43Z

Dvostlqm: /* 완료 작품의 평가 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Prototype.PNG]]

====포스터====
[[파일:Poster.PNG]]
part1
[[파일:Poster1.PNG|600픽셀]]
part2
[[파일:Poster2.PNG|600픽셀]]
part3
[[파일:Poster3.PNG|600픽셀]]

====특허출원번호 통지서====
[[파일:Patent_apply.PNG]]

===개발사업비 내역서===
[[파일:Materials cost.PNG]]

===완료 작품의 평가===
[[파일:Estimation.PNG]]
1) Output 은 “벽 혹은 큰 물건”, “작은 물건” 이 2가지로 이루어져있다.

===향후평가===
◇ 제품의 추가적인 소프트웨어/펌웨어 업그레이드시 다양한 용도로의 활용 가능성을 볼 수 있었음.
◇ 지금은 무빙 알고리즘을 단순화하여 제시했으나, 다양한 무빙 알고리즘을 충분히 적용 가능할 것으로 보임.
◇ ODROID XU4 자체의 한계사항 때문에 시도하지 못한 내용은 임베디드 PC를 교체할 시 충분히 활용할 수 있을 것으로 보임.
◇ 카메라 하드웨어적인 문제로 인해 시연되지 못한 부분이 있었으며, 이 부분에 대한 각종 오류 보정 필터를 적용해야 할 것으로 보임.

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

파일:Estimation.PNG

2017-12-20T06:44:31Z

Dvostlqm:

3조 - A샵

2017-12-20T06:44:16Z

Dvostlqm: /* 향후평가 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Prototype.PNG]]

====포스터====
[[파일:Poster.PNG]]
part1
[[파일:Poster1.PNG|600픽셀]]
part2
[[파일:Poster2.PNG|600픽셀]]
part3
[[파일:Poster3.PNG|600픽셀]]

====특허출원번호 통지서====
[[파일:Patent_apply.PNG]]

===개발사업비 내역서===
[[파일:Materials cost.PNG]]

===완료 작품의 평가===
[[파일:Example.jpg]]
1) Output 은 “벽 혹은 큰 물건”, “작은 물건” 이 2가지로 이루어져있다.

===향후평가===
◇ 제품의 추가적인 소프트웨어/펌웨어 업그레이드시 다양한 용도로의 활용 가능성을 볼 수 있었음.
◇ 지금은 무빙 알고리즘을 단순화하여 제시했으나, 다양한 무빙 알고리즘을 충분히 적용 가능할 것으로 보임.
◇ ODROID XU4 자체의 한계사항 때문에 시도하지 못한 내용은 임베디드 PC를 교체할 시 충분히 활용할 수 있을 것으로 보임.
◇ 카메라 하드웨어적인 문제로 인해 시연되지 못한 부분이 있었으며, 이 부분에 대한 각종 오류 보정 필터를 적용해야 할 것으로 보임.

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-20T06:44:03Z

Dvostlqm: /* 완료 작품의 평가 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Prototype.PNG]]

====포스터====
[[파일:Poster.PNG]]
part1
[[파일:Poster1.PNG|600픽셀]]
part2
[[파일:Poster2.PNG|600픽셀]]
part3
[[파일:Poster3.PNG|600픽셀]]

====특허출원번호 통지서====
[[파일:Patent_apply.PNG]]

===개발사업비 내역서===
[[파일:Materials cost.PNG]]

===완료 작품의 평가===
[[파일:Example.jpg]]
1) Output 은 “벽 혹은 큰 물건”, “작은 물건” 이 2가지로 이루어져있다.

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-20T06:43:09Z

Dvostlqm: /* 개발사업비 내역서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Prototype.PNG]]

====포스터====
[[파일:Poster.PNG]]
part1
[[파일:Poster1.PNG|600픽셀]]
part2
[[파일:Poster2.PNG|600픽셀]]
part3
[[파일:Poster3.PNG|600픽셀]]

====특허출원번호 통지서====
[[파일:Patent_apply.PNG]]

===개발사업비 내역서===
[[파일:Materials cost.PNG]]

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-20T06:42:31Z

Dvostlqm: /* 개발사업비 내역서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Prototype.PNG]]

====포스터====
[[파일:Poster.PNG]]
part1
[[파일:Poster1.PNG|600픽셀]]
part2
[[파일:Poster2.PNG|600픽셀]]
part3
[[파일:Poster3.PNG|600픽셀]]

====특허출원번호 통지서====
[[파일:Patent_apply.PNG]]

===개발사업비 내역서===
[[파일:Example.jpg]]

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

파일:Patent apply.PNG

2017-12-20T06:41:35Z

Dvostlqm:

3조 - A샵

2017-12-20T06:41:25Z

Dvostlqm: /* 특허출원번호 통지서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Prototype.PNG]]

====포스터====
[[파일:Poster.PNG]]
part1
[[파일:Poster1.PNG|600픽셀]]
part2
[[파일:Poster2.PNG|600픽셀]]
part3
[[파일:Poster3.PNG|600픽셀]]

====특허출원번호 통지서====
[[파일:Patent_apply.PNG]]

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-20T06:40:51Z

Dvostlqm: /* 포스터 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Prototype.PNG]]

====포스터====
[[파일:Poster.PNG]]
part1
[[파일:Poster1.PNG|600픽셀]]
part2
[[파일:Poster2.PNG|600픽셀]]
part3
[[파일:Poster3.PNG|600픽셀]]

====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-20T06:40:34Z

Dvostlqm: /* 포스터 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Prototype.PNG]]

====포스터====
[[파일:Poster.PNG]]
part1
[[파일:Poster1.PNG|600픽셀]]
part2
[[파일:Poster2.PNG]]
part3
[[파일:Poster3.PNG]]

====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-20T06:39:35Z

Dvostlqm: /* 포스터 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Prototype.PNG]]

====포스터====
[[파일:Poster.PNG]]
part1
[[파일:Poster1.PNG]]
part2
[[파일:Poster2.PNG]]
part3
[[파일:Poster3.PNG]]

====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

파일:Poster3.PNG

2017-12-20T06:39:01Z

Dvostlqm:

파일:Poster2.PNG

2017-12-20T06:38:53Z

Dvostlqm:

파일:Poster1.PNG

2017-12-20T06:38:44Z

Dvostlqm:

파일:Poster.PNG

2017-12-20T06:38:21Z

Dvostlqm:

3조 - A샵

2017-12-20T06:37:30Z

Dvostlqm: /* 프로토타입 사진 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Prototype.PNG]]

====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

파일:Prototype.PNG

2017-12-20T06:37:21Z

Dvostlqm:

3조 - A샵

2017-12-20T06:36:30Z

Dvostlqm: /* 프로토타입 사진 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
[[파일:Example.jpg]]

====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-15T10:16:26Z

Dvostlqm: /* 조립순서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상 - >
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-15T10:16:14Z

Dvostlqm: /* 조립순서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
조립 동영상
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-15T10:15:55Z

Dvostlqm: /* 조립순서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====

[[파일:assembly order.avi|썸네일|조립도]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T06:36:52Z

Dvostlqm: /* 개발 과제의 목표와 내용 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가
[[파일:whole.PNG]]

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

파일:Whole.PNG

2017-12-14T06:36:31Z

Dvostlqm:

3조 - A샵

2017-12-14T06:24:18Z

Dvostlqm: /* 설계사양 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항

[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

파일:Spec.PNG

2017-12-14T06:24:04Z

Dvostlqm: Dvostlqm님이 파일:Spec.PNG의 새 판을 올렸습니다

파일:Spec.PNG

2017-12-14T06:22:35Z

Dvostlqm:

3조 - A샵

2017-12-14T06:22:13Z

Dvostlqm: /* 설계사양 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
가. 제품 요구사항
[[파일:spec.PNG]]

나. 평가 내용
◇몸체 : 기존 로봇청소기 개발사인 유진로봇에서 개발한 로봇청소기 개발모듈 꼬부기 사용
◇엔드 이펙터 : 다양한 형상과 재질에 대처할 수 있도록 그리퍼를 직접 제작
◇카메라 : 뎁스카메라 intel realsense SR300사용
- 뎁스 인식 최소거리 0.2m
- 뎁스 영상 프레임 :30fps
- 몸체 위치 계측을 위해 RPLIDAR를 추가로 사용
◇제어부 : 라떼판다 사용
- 정격전력 : 5V 2.5A
- CPU 클럭 : 1.8GHz / RAM : 4GB
- Ubuntu 16.04지원(ROS kinetic 지원)

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T06:18:17Z

Dvostlqm: /* 개념설계안 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
개념설계안 1 - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2 - 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T06:17:50Z

Dvostlqm: /* 개념설계안 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
개념설계안 1. - 작은 물건을 발견했을 때 행동
◇ 기존 : 회피
◇ 설계안1 : 물체를 밀면서 지나가기
◇ 설계안2 : 물체 위로 넘어가기
◇ 설계안3 : 물체를 집어서 제거 후 지나가기 <- 선택

개념설계안 2. 물건을 집은 후 집은 물건에 대한 행동
◇ 설계안1 : 바구니 장착 후 바구니에 물건을 보관하기.
◇ 설계안2 : 물건을 옆으로 치워놓기
◇ 설계안3 : 물건을 지정한 장소로 치우기

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T06:11:49Z

Dvostlqm: /* 조립순서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T06:05:39Z

Dvostlqm: /* 경제적 및 사회적 파급효과 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
◇ 고령화, 1인 가족화 등에 의해 부족한 가사노동력 보충 가능
◇ 가정용 서비스 로봇뿐만 아니라 복지형 서비스 로봇으로의 발전 가능

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.avi|thumbnail.PNG]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T06:05:20Z

Dvostlqm: /* 기술적 기대효과 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
◇ 단순히 먼지를 빨아들이는 로봇청소기의 역할에서 다양한 기능을 보유한 가사 노동 서 비스로봇으로 발전이 가능
◇ 가사 노동 서비스 로봇뿐만 아니라 다른 분야로의 응용 가능

====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.avi|thumbnail.PNG]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

파일:Assembly order.avi

2017-12-14T06:04:00Z

Dvostlqm: Dvostlqm님이 파일:Assembly order.avi의 새 판을 올렸습니다

3조 - A샵

2017-12-14T06:00:21Z

Dvostlqm: /* 조립순서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.avi|thumbnail.PNG]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

파일:Thumbnail.PNG

2017-12-14T05:59:49Z

Dvostlqm:

3조 - A샵

2017-12-14T05:44:14Z

Dvostlqm: /* 조립순서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T05:44:01Z

Dvostlqm: /* 조립순서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.AVI]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T05:43:50Z

Dvostlqm: /* 조립순서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
[[파일:assembly order.avi]]

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

파일:Assembly order.avi

2017-12-14T05:43:12Z

Dvostlqm:

3조 - A샵

2017-12-14T05:39:41Z

Dvostlqm: /* 자재소요서 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
내용

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
[[파일:materials cost.PNG]]

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T05:38:02Z

Dvostlqm: /* 마케팅 전략 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
내용

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
내용

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T05:37:47Z

Dvostlqm: /* 마케팅 전략 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀|섬네일]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG|800픽셀]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
내용

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
내용

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T05:37:09Z

Dvostlqm: /* 마케팅 전략 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG|800픽셀]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG]]

[[파일:File.png|200픽셀|섬네일|왼쪽|설명]] 파일의 너비를 200픽셀로 하고 왼쪽 정렬하며 '설명' 이라는 주석을 파일 밑에 달 때

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
내용

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
내용

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T05:34:37Z

Dvostlqm: /* 기술 로드맵 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:tech roadmap.PNG]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
내용

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
내용

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T05:34:21Z

Dvostlqm: /* 마케팅 전략 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:Example.jpg]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:swot ana.PNG]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:swot str.PNG]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
내용

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
내용

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T05:33:59Z

Dvostlqm: /* 경쟁제품 조사 비교 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:Example.jpg]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:compare.PNG]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:Example.jpg]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:Example.jpg]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
내용

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
내용

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용

3조 - A샵

2017-12-14T05:33:44Z

Dvostlqm: /* 경쟁제품 조사 비교 */

<div>__TOC__</div>

==프로젝트 개요==
=== 기술개발 과제 ===
''' 국문 : ''' 이미지 처리를 기초로 하고, 그리퍼를 장착한 로봇 청소기 설계

''' 영문 : ''' Design Robot Cleaner Based On Image Processing With Gripper

===과제 팀명===
A#(에이샵)

===지도교수===
성민영 교수님

===개발기간===
2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)

===구성원 소개===
서울시립대학교 기계정보공학과 2011430018 배준호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430008 김정배

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430037 정한슬

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430039 조진원

서울시립대학교 기계정보공학과 2011430043 황진웅

==서론==
===개발 과제의 개요===
====개발 과제 요약====
◇ 가정용 서비스 로봇의 개발
◇ 이미지 처리를 활용하여 눈 앞의 물건을 치울 수 있는지 없는지를 판별
◇ 집을 수 있는 물건은 그리퍼를 이용하여 직접 처리
◇ 처리할 위치에 대한 좌표 설정 가능
====개발 과제의 배경 및 효과====
- 개발 과제 선정 배경
◇ 최근 화두가 되고 있는 인구 고령화 문제와 시대의 흐름에 따라 가정의 핵가족화, 1인 가족화 심화 현상 문제
◇ 위 두 개의 사례로 인한 가사 노동력 부족 현상 발생
◇ 위를 일부 해소하기 위한 로봇 청소기의 비효율성

- 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과
◇ 로봇 청소기보다 더 나은 가사노동 서비스 제공 가능
◇ 필요시 다른 방향으로 개발하여 다양한 제품으로의 재탄생 가능

====개발 과제의 목표와 내용====
◇ 목표 : 기존 로봇 청소기에 작은 물건에 대한 처리 기능을 추가
◇ 이미지 처리 기능을 추가하여 작은 물건에 대한 판별 기능 강화
◇ 그리퍼를 장착하여 판별된 작은 물건을 집을 수 있는 기능 추가
◇ 집안 구조 인식을 위한 SLAM & Navigation 기능 추가

===관련 기술의 현황===
====State of art====
◇ 효율적인 청소를 위해, 여러 가지 무빙 알고리즘
◇ 원격으로 조종이 가능하게 하는 스마트 클리닝
◇ 장애물을 더 잘 인식하게 하는 full view(넓게 인식하는)센서
◇ 방의 구조를 인식하는 방법 개발(바닥을 기준에서 천장을 기준으로 하는 지도의 제작)
◇ 청소 방법들에 대한 개발(먼지 흡입 효율, 걸레질 효율, 구석청소 효율 등)
====기술 로드맵====
◇ 아래 표 참조
[[파일:Example.jpg]]

====특허조사====
◇ 로봇 청소기 특허라인에서 우리 제품과 동일 라인의 제품(그리퍼를 부착하여 전방의 작은 물체를 치워주는 로봇청소기 제품)이 존재하지 않음.

====특허전략====
◇ 로봇청소기를 움직이게 하는 본체는 kobuki라는 제품을 구매하고, 오픈소스로 공개된 moving알고리즘을 활용해 할 것.
◇ Depth Camera와 RPLidar또한 Open CV 과 Open SLAM을 활용할 것
◇ 위의 기술들이 특허로 등록할 수 없는 것이므로 각각의 기술들에 대한 특허를 하는 것이 아닌 완제품에 대한 특허를 출원할 것임.

===관련 시장에 대한 분석===
====경쟁제품 조사 비교====
[[파일:Example.jpg]]

====마케팅 전략====
◇SWOT 분석
[[파일:Example.jpg]]

◇SWOT 전략수립
[[파일:Example.jpg]]

===개발과제의 기대효과===
====기술적 기대효과====
내용
====경제적 및 사회적 파급효과====
내용

===구성원 및 추진체계===
◇ 배준호 : 지도 정보 확보를 위한 SLAM & 위치 이동을 위한 Navigation 구현
◇ 정한슬 : Depth Camera를 활용하여 물체 판별을 위한 이미지 처리 프로그램 구현
◇ 조진원 : 로봇 청소기의 전반적인 하드웨어 시스템 구현
◇ 김정배 : 로봇 청소기 제어에 필요한 기초 펌웨어 모듈 구현
◇ 황진웅 : 로봇 청소기 개발 환경 구축 및 각종 서류 작업 담당

==설계==
===설계사양===
내용

===개념설계안===
내용

===이론적 계산 및 시뮬레이션===
◇ Gripper Torque

[[파일:gripper torque.png]]

- 장애물 무게(70g), 설계상의 피치 거리, 안전계수(1.2) 등을 고려하여 구동부 필요 토크 계산.
- 최종적으로 집게 동작 부 토크 11.96kg*cm, Radial 동작 부 토크 13.5kg*cm 이상의 모터필요

[[파일:Gripper torque2.PNG]]

- 집게 동작 부 모터 HS-5645MG, Radial 동작 부 HS-5675MH 선정.

===조립도===
====조립도====
◇ Gripper

[[파일:Gripper.PNG]]

◇ KOBUKI

[[파일:kobuki.PNG]]

====조립순서====
내용

===부품도===
◇ Gripper
- 도면
[[파일:Gripper drawing1.PNG ]]

[[파일:Gripper drawing2.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:Gripper 3d model1.PNG ]]

[[파일:Gripper 3d model2.PNG]]

◇ KOBUKI
- 도면
[[파일:kobuki drawing.PNG ]]

- 3D Model
[[파일:kobuki 3d model.PNG]]

===제어부 및 회로설계===
◇ 전압강하 모듈
- KOBUKI로부터 ODROID 보드에 전원을 공급하기 위해 12V로부터 5V로 전압강하 회로 구성
[[파일:Voltage drop.PNG]]

◇ Servo Motor 구동 회로
- ODROID SHIFTER SHIELD를 사용하여 서버모터를 구동
[[파일:servo motor drive circuit.PNG]]

===소프트웨어 설계===
◇ Software Designmap
[[파일:software designmap.PNG]]
- 사각형 박스 : 하드웨어 장비
- 동그라미 박스 : 소프트웨어 및 모듈

◇ IMAGE PROCESSING MODULE
[[파일:image processing module1.PNG]]
- Intel Realsense SR300을 활용해 RGB 및 Depth 정보를 얻어 Moving Control Module에서 활용 가능 정보로 변환
[[파일:image processing module2.PNG]]
- RGB정보와 DEPTH정보를 획득 후 각 정보 값을 확인하는 과정
- 위 정보를 Moving Control Module에 필요한 장애물 회피 및 벽 감지에 활용

◇ GRIPPER MODULE
[[파일:gripper module.PNG]]
- HS-5765MH, HS-5645MG 모터와 ODROID xu4를 회로로 구성
- PWM을 통하여 모터의 동작각도 조작

◇ SLAM & NAVIGATION MODULE
[[파일:slam and navigation module1.PNG]]
- RPLIDAR를 통해 맵을 그리고 그려진 맵을 통해 NAVIGATION 동작 수행
[[파일:slam and navigation module2.PNG]]
- RPLIDAR로부터 R, THETA 정보를 획득 후 X, Y 좌표계로 좌표 변환을 통해 데이터 검출 및 확인
[[파일:slam and navigation module3.PNG]]
- RPLADAR를 통해 실행한 모습, 오른쪽 그림에서 그려지지 않은 부분은 인식가능 최소거리로 인한 것
- 이러한 것을 활용하여 KOBUKI를 통해 동작하며 구동할 지역의 전체지도를 그림

◇ MOVING CONTROL MODULE
[[파일:moving control module.PNG]]

- 이미지 프로세싱 모듈을 활용해 무빙 컨트롤을 하고, 필요시 그리퍼 컨트롤 모듈진입
- 동작알고리즘
랜덤무빙 -> 장애물 X -> 랜덤무빙
-> 장애물 O-> 물체크기 큼 -> 랜덤무빙
-> 물체크기 작음 -> 센터 조정(각도확인하며) -> 집기 -> 위치 배달 -> 랜덤무빙

===자재소요서===
내용

==결과 및 평가==
===완료작품 소개===
====프로토타입 사진====
내용
====포스터====
내용
====특허출원번호 통지서====
내용

===개발사업비 내역서===
내용

===완료 작품의 평가===
내용

===향후평가===
내용

==부록==
====참고문헌 및 참고사이트====
◇ 위키피디아, GNU 규약에 따른 소프트웨어에 관한 5가지 의무
◇ 삼성 파워봇 홍보 팜플렛
◇ OPENCV, ROS wiki
====관련특허====
내용
====소프트웨어 프로그램 소스====
내용