2019년 항공우주및소프트웨어공학전공 종합설계 제안서

과제명: 무인 설명 시스템

2012010905 김강섭

작성일: 2019년 3월 12일

지도교수 :        (서명)

목 차

1. 기술의 창의성 및 필요성	3

1.1. 과제의 개요	3

1.2. 창의성 및 실용성	3

1.3. 필요성	3

1.4. 배경 기술	3

2. 관련 현황 및 선행 연구	4

2.1. 관련 현황	4

2.2. 선행 연구 (논문/특허/저서/신문기사)	4

3. 과제 목표	5

3.1. 최종 목표 및 평가 방법	5

3.2. 연구 및 개발 내용	5

3.3. 결과물	6

3.4. 기대 효과 및 활용방안	6

4. 기술 개발 추진 방법 및 체계	7

4.1. 추진 방법	7

4.2. 추진 전략 및 체계	7

5. 추진일정	7

6. 예산	8

7. 참고문헌	8

1. 기술의 창의성 및 필요성

1.1. 과제의 개요

무인설명 시스템 이란 전시되어 있는 제품/작품 등에서 인체감지센서를 활용 하여 전시된 제품/작품에 대한 사전지식이 없는 사람이 작품/제품 을 쉽게 이해할 수 있게 도와주는 시스템 개발이 최종 목적이라고 할 수 있습니다.

1.2. 창의성 및 실용성

박물관의 안내/설명 시스템과 달리 크기가 작은 무인 안내/설명 시스템으로서 설명의 편리함과 내용의 업데이트가 용이하다.

1.3 필요성

제품/작품 뿐만 아니라 일상 속 많은 경우에 무인 안내/설명 시스템을 도입한다면 전시 되어 있는 물품 등 여러 가지 분야에서 사람이 할 일을 대신하여 할 수 있고, 업데이트또한 편리하다.

1.4 배경기술

1.4.1 기술적으로 요구되는 지식

아두이노 프로그래밍을 사용 하여, mp3 모듈 및 센서를 이용한 사물탐지 기능을 사용하므로 아두이노 프로그래밍 지식이 요구된다.

어플을 통하여 관리 할것이기 때문에 android stuio에 대한 지식이 요구된다.

1.4.2 교과목과 연계되는 내용

ㆍ고급프로그래밍 : C 언어 및 프로그래밍을 학습하여 아두이노 프로그래밍의 기반인 C언어에 대한 지식으로 아두이노 프로그래밍을 할 수 있다.

ㆍ자바프로그래밍 : 객체지향언어인 JAVA 프로그래밍을 통해 Android studio 프로그램을 이용 할 수 있다.

ㆍ창의적 공학 설계 : 아두이노 기판 , 아두이노 프로그래밍을 통하여

각종 모듈 및 각종 센서 사용법을 학습 할 수 있었다.

1.4.3 필요기자재

ㆍ아두이노 기판

ㆍAndroid Studio

ㆍ아두이노 MP3 플레이어 모듈 MicroSD DFPlayer

ㆍ아두이노 초음파센서HC-SR04

2. 관련 현황 및 선행 연구

2.1 관련 현황

객체 감지(Object sensing)는 이미 실생활에서도 널리 이용되고 있다. 야간에 집을 들어서면 밝게 켜지는 현관등, 흔히 마트에 들어갈 때 보이는 자동문이 대표적인 예다. 또한 객체 감지 기술은 한층 더 나아가 자율 주행 자동차에서도 활발하게 활용되고 있다.

2.2 선행 연구(논문/특허/저서/신문기사)

이상현과 강문식(2018)은 객체인식과 음성인식 기술을 이용하여 시각장애인을 보조하는 사물탐지 및 안내 시스템 이라는 논문을 참고 하였는데  Python APIs을 이용하여 사물탐지가 가능하도록 설계하였고, 영상인식 기술로 Tensorflow의 영상 분석에 의해 검출된 이미지 좌표를 정보를 직렬통신 기술을 이용하여 아두이노 마이크로프로세서로 전송된다고 한다. 하지만 본 과제에서는 영상인식을 이용한 기술은 이용하지 않을 것이기 때문에 TensorFlow는 사용 하지 않고 객체인식의 흐름만 참고하여 본 과제에 적용할 예정이다.

김성희 외 3명(2015) 연구에서, 스마트 전시안내는 박물관이나 전시관에서 도슨트나 큐레이터가 할 수 있는 역할과 기능을 스마트 전시공간 조성과 스마트 디바이스 및 웹/앱을 활용해서 관람객에게 제공하는 것이다. 국내외 주요 박물관과 전시관에서 지원하는 전시안내 서비스는 청각서비스로서 전시물에 대한 음성 해설과 통역, 시각서비스로서 키오스크 유형 디스플레이를 통한 전시물 부가 설명과 3D(Three Dimensions Stereoscopy)/4D(Four Dimensional Space) 영상기술을 활용한 멀티미디어관, 그리고 스마트폰과 가상/증강현실 기술을 활용하여 부가적인 정보를 보강하여 현실감을 높이는 등 크게 세 가지 수준에서 제공되고 있다고 한다.

3. 과제 목표

3.1. 최종 목표 및 평가 방법

사람이 없이도 제품 및 작품에 대한 지식이 없는 사람이 설명을 들을수 있는 서비스를 개발한다.

3.2. 연구 및 개발 내용

3.2.1 무인설명 시스템 구조도

그림  사물인지 과정 및 서비스 과정

3.2.2 어플리케이션 기능

그림  관리자용 Application 간략도

본 과제는 사람이 없을 때는 음성설명서비스를 제공하지 않고 일정거리 내에 사람이 다가오면 음성설명서비스를 제공하는 것이고, 사람이 없으면 재생하지 않는 것이다. 또한 Application을 통하여 음성서비스 업데이트 및 관리를 용이하게 하는 것이다.

3.3. 결과물

1. 아두이노와 DF mini mp3play moudle을 활용하여 mp3파일을 재생할수 있어야 한다.

2. 센서를 이용하여 사람이 다가오는지 유무를 파악할 수 있다.

3. 사람이 다가오면 자동으로 재생한다.

4. 3초마다 사람이 있는지 없는지 재탐색한다.

5. 사람이 없으면 재생을 멈춘다.

6. 블루투스 모듈을 이용하여 Application과 연결한다.

7. 연결된 Application 을 활용하여 파일업데이트 및 관리를 용이하게 할 수 있다.

3.4. 기대 효과 및 활용방안

박물관 전시뿐만 아닌 일상생활 속에서도 전자제품 매장에서 각각의 제   품에 대한 설명을 안내직원이 없어도 설명을 들을수 있고,  일상 생활속   에서도 사물을 감지하고 위험경고 및 안내서비스가 활용될수 있다.

4. 기술 개발 추진 방법 및 체계

4.1 추진 방법

소프트웨어 개발에서 모든 과정들을 체계적으로 나누어 개발을 진행한다. 먼저 개발할 소프트웨어에 대한 요구사항, 문제점과 기능에 대해 정확히 인식해서 설계한다. 이를 테스트하고 문제점이 발견되면 이에 대하여 즉시 수정을 한다. 수정 후 다시 테스트를 하고 문제점이 발견되면 다시 수정을 하는 반복적인 단계를 거친 뒤, 시스템에 문제점이 없다고 판단되면 기술 개발을 마무리한다.

4.2 추진 전략 및 체계

우선 지식 확보를 위하여 관련 서적 및 동영상을 통해서 도움을 받을 예정이고,  본 기술을 구현하기 위해서는 아두이노에 대한 이해도도 높아야 하고, 이는 오픈 소스 기반이기 때문에 관련 오픈 소스도 인터넷으로 함께 찾아본다. 더해 안드로이드 스튜디오를 통하여 관리어플을  만들 예정이므로 관련 서적 또한 참고한다.

5.일정

항목	세부항목 (일정별 주요 결과물 포함)	3월 1,2주	3월 3,4주	4월 1,2주	4월 3,4주	5월 1,2주	5월 3,4주	6월 1주,2주	6월 3주
개념 설계
물품 주문
아두이노 설계	Mp3 모듈 설계
	사물탐지 센서 설계
중간 테스트	테스트 및 수정
어플리케이션 설계	디자인설계
	기능설계
테스트	테스트 및 수정
보고서	보고서 및 발표자료 작성

6.예산

항 목	가격 ( 단위= 원)
Arduino DF mini mp3 play module	7700
아두이노 Uno	2300
아두이노 초음파센서 hc-sr04	1400
아두이노 블루투스모듈	5600원
스피커	3600원

7. 참고문헌

[1]이상현, 강문식, “객체인식 기술을 활용한 시각장애 보조 사물탐지 및 음성안내 시스템 구현”, 전자공학회논문지, 제55권, 제11호, 2018, pp. 65-71

[2]김성희, 이형극, 노현석, 이현우, “스마트 전시안내 서비스 기술”, 전자통신동향분석, 제30권, 제3호, 2015, pp. 42-51