안전귀가동행드론 (1)

작성자: 허재, 정래현, 김홍경, 정범진

아이디어 명: 안전 귀가 동행 드론

제안배경 및 필요성:

요즘 1인 가구가 늘어나면서 귀갓길에 위험에 노출될까봐 불안해하는 사람들이 많아졌습니다. 우리나라가 아무리 치안이 좋아졌다고 하지만 실제로 작년에 인하대 캠퍼스 내부에서 강간살인사건이 터지면서 여전히 이러한 위협이 도사린다는 것을 전국민이 느끼게 해주었습니다. 물론 이 수요를 해소하기 위해 경찰도 활동을 하고있고, 대학가에는 집까지 동행해주는 안전 귀가 동행 동아리들 또한 있습니다. 하지만 매번 귀갓길에 다른 사람에게 동행을 부탁하는것이 부담스럽거나 내성적인 사람들 또한 존재합니다. 이럴 때 드론이 간편한 호출로 동행을 함께 해줄 수 있는 드론이 있다면 경찰이나 다른 안전 귀가 단체들과 시너지 효과를 낼것입니다. 그리하여 안전한 귀가를 도와주는 자율주행 드론이라는 아이디어로 공모전을 참여하게 되었습니다.

성공적으로 프로젝트가 진행 된다면 전국의 1인 가구 뿐만 아니라, 노인, 그리고 어린이들의 보안에도 활용될 수 있습니다. 특히 요즘 맞벌이 부부가 많아지면서 어린이들이 유치원이나 학교에서 오는 길에 유괴를 당하거나 사고를 당할까봐 걱정하는 부부들이 많습니다. 이런 상황에서도 드론이 어린이와 동행을 함께 해준다면 범죄 예방에 더불어 드론은 눈에 띄기 때문에 차량에 의한 불운한 사고도 방지할 수 있을것입니다.

아이디어 실현 단계:

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우리 팀은 이미 s-500 프레임, 아두이노 우노, ESC, GY-86(IMU), 배터리, 리시버를 활용하여 위와 같은 회로를 구성하고 dx-6e 컨트롤러를 바인딩하여 조종할 수 있는 드론을 제작하였습니다. 코드와 칼리브레이션은 Arduino Flight Controller - Multiwii를 이용하여 진행하였고 밑에 영상과 같이 날 수 있게 제작되었습니다. 이렇게 만들어진 드론에 다음과 같은 하드웨어와 기능들을 추가하면 안전귀가 자율주행 드론을 만들 수 있을것입니다.

GPS/블루투스 모듈/12C converter (핸드폰의 gps와 연동하여 그 위치를 잘 추적)

GPS는 아두이노 GY-NEO-M8N GPS, 블루투스 모듈은 ZG1643을 이용할 계획입니다. 회로상으로 블루투스 모듈은 serial port에 연결하고 GPS는 맞는 전압 공급을 위해 12C converter에 연결한 후 12C 포트에 연결할것입니다.

핸드폰에 있는 GPS를 추적하기 위해서는 핸드폰 GPS와 드론의 GY-NEO-M8N GPS를 연결해줄 수 있는 어플이 필요합니다. SensoDuino라는 안드로이드 어플이 정확히 이 역할을 해줍니다. 블루투스 모듈을 통해 드론에 연결하고 GPS TX와 데이터 로깅을 켜줘서 두 기기의 gps를 연결해줍니다.

초음파센서 (지나가는 길에 장애물을 회피하는 기능)

GPS 위치를 추적하면서 이동하면 당연하게도 동선에 장애물이 있을것입니다. 이를 감지하고 피해주는것이 중요합니다. 이를 위해 이용할것이 바로 초음파 센서입니다. 초음파 센서에서 나가는 초음파가 장애물에 부딪히고 다시 센서로 돌아오는데 걸리는 시간을 통해 장애물을 감지하고 피합니다.

아두이노 오픈 소스 코드에 다음과 같은 코드가 있습니다.

#include <AFMotor.h>

AF_DCMotor motor1(3);
AF_DCMotor motor2(4);

void setup() {
  motor1.setSpeed(200);
  motor2.setSpeed(200);
  motor1.run(RELEASE);
  motor2.run(RELEASE);
}

void loop() {  

//초음파센서 회전
  servo.write(angle);
  delay(50);
  
  int distance = sonar.ping_cm();

  //장애물 감지
  if(distance>0 && distance<15){
     movePattern(); 
     //Serial.println(distance);
     motor1.run(FORWARD);
     motor2.run(FORWARD);  
  }   
  //회전 각도
  if (angle == 140) state = -10;    
  else if (angle == 40) state = 10; 
  angle += state;
  motor1.run(FORWARD); //전진
  motor2.run(FORWARD);
  delay(1000);
}

이 코드에서 장애물을 감지하고 회전하는 각도를 드론에 맞게 조절하여 효율적으로 장애물을 피하게 코드를 수정할것입니다.

FPV 카메라 (상황 파악 및 영상기록을 위한 카메라)

알리엑스프레시스에서 저렴한 FPV 카메라들을 많이 판매하고 있습니다. 이중 화질이 괜찮지만 저장되는 용량을 고려하여 적당한 수준의 프레임과 화질을 가진 카메라를 선택하여 이용할것입니다.
플레쉬라이트 (어두운 밤에 전등을 비추어 영상)

매빅이나 다른 시중에 다는데 파는 악세사리 플레쉬라이트들을 알리엑스프레스에서 많이 판매하고 있습니다. 이중 배터리 효율이 좋을것을 구매하여 활용할것입니다.