인공지능캡스톤디자인 계획서

캡스톤디자인 번호	2021-08
캡스톤디자인 분야	자율주행
캡스톤디자인 지도교수	노기섭 교수님
캡스톤디자인 명	(국문) 자율주행 자동차
	(영문) Self-driving car
캡스톤디자인 책임자	팀 명		Credere(크레데레)
	학 과		인공지능 소프트웨어 학과
	성 명		김현기			학 번
	휴대폰					E-mail
캡스톤디자인 세부현황	번 호	세부역할			성 명		전 공		학 번
	1	소스코드 작성			김현기		인공지능 소프트웨어
	2	제품 제작			정상필		인공지능 소프트웨어
	3	제품 제작			윤유탁		인공지능 소프트웨어
캡스톤디자인 수행기간	2021년 3월 25일부터 2021년 6월 30일 까지(00주)
2021년도 캡스톤디자인을 성실히 수행하고자 캡스톤디자인 계획서를 제출합니다. 2021 . 03 . 25 . 캡스톤디자인 책임자 김현기 서명 인공지능소프트웨어 전공PD 귀하

1. 요약서

※ 본 요약서는 캡스톤디자인 전체에 대한 요약서임. 캡스톤디자인 전체의 총괄적인 내용을 위주로 간략하게  1page 이내로 작성함

캡스톤디자인 번호	2021-08
캡스톤디자인 명	자율주행 자동차
캡스톤디자인 책임자	김현기

○ 캡스톤디자인 목표

자동차 모형에 카메라를 부착하여 차선을 인식할 수 있게 딥러닝을 사용하여 학습을 시키고 사람이 운전하는 것처럼 만들 것이며, 현재 테슬라의 오토파일럿이 가장 큰 문제가 다른 센서 없이 카메라로만 작동하고 있다. 이러한 이유로 많은 과학자가 걱정하는 것이 카메라 센서만으로 자율주행은 가능하나 엄청난 위험이 있을 수가 있다고 한다. 우리는 카메라로만 작동하는 자동차의 한계를 극복할 것이고 최종 목표로 정하게 되었다.

○ 캡스톤디자인 내용

실제 도로와 비슷한 환경을 OpenCV로 영상분석을 하여 직선과 차선들을 구별하여 자율주행 때 넘어가지 않도록 한다. 라즈베리파이를 통한 자동차키트와 컴퓨터의 통신을 한다. 딥러닝은 차량을 조종하여 어떻게 주행해야 하는지 학습시킬 것이다.

○ 캡스톤디자인 개발에 따른 기대성과

실제 시중의 자동차를 주행할 기회는 없지만, 모형 차를 사용하여 카메라를 사용한 자율주행을 할 때 한계에 부딪히고 보는 이들에게 카메라를 사용한 자율주행이 얼마나 큰 어려움이 있는지 일깨워줄 것이며 비록 실제 자동차를 이용한 연구는 아니지만, 간접적으로 자율주행 자동차를 연구해보고, 딥러닝을 경험해봄으로써 최신 유행에 맞추어 알맞은 지식을 쌓아가는 것이 우리 팀의 목표이다.

캡스톤디자인 계획서

캡스톤디자인 명 : 자율주행 자동차

캡스톤디자인 책임자 : 인공지능 소프트웨어 학과 / 김현기

1. 캡스톤디자인의 필요성

현재 자율주행에서 사용하고 있는 센서로 카메라와 라이다가 있다 우리가 주로 알고 있는 카메라는 테슬라에서 적극적으로 사용하고 있으며 대부분 구글 웨이모와 GM 사는 라이다 센서를 사용하고 있다 많은 전문가는 카메라로만 주행하기에는 라이다보다 부족하며 각 센서에서 인식할 수 있는 정도 또한 카메라가 훨씬 떨어진다고 한다. 우리 팀은 카메라가 아직 라이다 센서 더 싸다는 점과 쉽게 구할 수 있다는 장점을 높이 샀고 그에 따라 카메라만으로도 최고의 성능을 끌어올릴 필요성을 느꼈다.

2. 캡스톤디자인의 목표 및 내용

가. 캡스톤디자인 디자인 목표

카메라를 장착한 자동차 모형을 사용하고, 딥러닝을 이용하여 차선을 인식할 수 있도록 학습시켜 거의 모든 상황에 대하여 스스로 대처할 수 있도록 하는 것이 목표이다.

나. 캡스톤디자인 내용

	실제 도로와 비슷한 환경의 도로를 OpenCV로 영상분석을 하여 직선을 구분하고 그 차선들을 구별하여 자율주행 때 이탈하지 않도록 한다. 라즈베리파이를 통한 자동차키트와 컴퓨터의 통신을 한다. 또한 딥러닝을 통해 운전 방법을 학습한다.

3. 캡스톤디자인의 추진전략 및 체계

1. 차량 키트를 구매하고 딥러닝 과 opencv를 습득 및 작성한다.

2. 모형을 제작하고 소스 코딩 값을 입력한다. 작동이 순조롭게 될 때까지 수정 및 보완작업을 실행한다.

3. 작품이 완성되면 담당 교수님께 보여주고 피드백을 받아서 추가적인 수정 및 보완 또는 문제점들을 적절하게 조치한다.

4. PPT에 일부 코드 및 시행착오 영상을 보여드려 차량이 주행법을 학습하여 실력이 향상되는 것을 보여줄 것이다.

4. 캡스톤디자인의 기대효과 및 활용방안

졸음운전, 음주운전 등 사회적 문제가 커지는 추세다.

비록 실제 자동차를 이용하여 개발하는 것은 아니지만, 유사한 환경을 이용하여 연구하면서

자율주행 자동차가 상용화가 된다면 졸음운전과 음주운전으로 인한 사고를 큰 폭으로 줄이거나 아예 없앨 수 있다고 생각한다.

사람이 운전하지 않고 컴퓨터가 스스로 운전한다면 배송업무, 장거리 운전 등을 이제 사람이 직접 하지 않아도 될 것으로 예상한다.

6. 작업분할 구조도(WBS, Work Breakdown Structure)

6. 참여인력

가. 인력 편성표

						캡스톤디자인 책임자
						(김현기)
	소스코드 작성 / 제품 제작						소스코드 작성 / 제품 제작						소스코드 작성 / 제품 제작
김현기						윤유탁						정상필
1. OpenCV (회색조 변환하기, 이진화하기, 윤곽선 검출하기, 직선 검출 하기) 2. 상황 판단 및 전략 수립 (차로변경, 끼어들기 등) 3. 주행능력 테스트 4. 현장별 테스트 5. 계획서 작성						1. 차량 조립 2. 차선 검출하기 3. 신호등 불 인식 4. 주행능력 테스트 5. 현장별 테스트						1. 자율주행 기록 기반 주행 알고리즘 작성 2. 차선 검출하기 3. 신호등 불 인식 4. 주행능력 테스트 5. 현장별 테스트

나. 참여 인력 현황

번호	분 야	학 번	성 명	참여율(%)
1	소스코드 작성 / 제품 제작	16315012	김현기	34%
2	소스코드 작성 / 제품 제작	15931031	윤유탁	32.5%
3	소스코드 작성 / 제품 제작	15422003	정상필	32.5%

다. 캡스톤디자인 책임자 및 참여인원의 상세 정보

1) 인적사항
	성 명		김현기
	학 번					생년월일
	주 소
	연 락 처		핸드폰				e-mail
	공학 인증		참여				미참여
2) 학적 사항
연도	학적변동 사항
2016	신입학
2017	군휴학
2019	군복학
2019	희망전과
3) 현장실습, 인턴쉽, 어학연수, 교육연수 현황
연도(부터～까지)		연수 명			연수기관
4) 자격증 현황
자격증 명		발행기관			취득년도
1종 보통		충북지방경찰청			2017
2종 보통		충북지방경찰청			2016
지게차 운전 기능사		국토교통부			2017

1) 인적사항
	성 명		정상필
	학 번					생년월일
	주 소
	연 락 처		핸드폰				e-mail
	공학 인증		참여				미참여
2) 학적 사항
연도	학적변동 사항
2015.3.2.	청주대 입학
2017.4.24.	군입대
2019.1.15.	군전역
2021.3.2.	복학
3) 현장실습, 인턴쉽, 어학연수, 교육연수 현황
연도(부터～까지)		연수 명			연수기관
4) 자격증 현황
자격증 명		발행기관			취득년도
1종보통		서울지방경찰청			2015

1) 인적사항
	성 명		윤유탁
	학 번					생년월일
	주 소
	연 락 처		핸드폰				e-mail
	공학 인증		참여				미참여
2) 학적 사항
연도	학적변동 사항
2015	입학
2017	군휴학
2019	복학/전과
2020	휴학
2021	복학
3) 현장실습, 인턴쉽, 어학연수, 교육연수 현황
연도(부터～까지)		연수 명			연수기관
4) 자격증 현황
자격증 명		발행기관			취득년도
항공무선통신사		한국전파진흥원			2016
1종보통

7. 소요장비 및 재료

장비 및 재료 명	규격	수량	용 도	비 고
개인용 컴퓨터 (PC)		3	소스코드 제작
웹 브라우저 (Chrome)		3	정보 및 자료 검색
한컴오피스 한글 2020		3	문서 작성
Microsoft Power Point		3	PPT 제작
스마트폰		3	팀원 간 연락
십자드라이버		1	조립 제작
플라이어		1	조립 제작
메이커스: 어른의 과학 Vol.05 AI자율주행자동차 조립 키트		1	자동차 몸체
절연 테이프		3	조립 제작
합판		4	임시 차도로

8. 캡스톤디자인 추진일정 계획

	세부 추진 내 용						추 진 일 정 (월)
							3	4	5	6
자율주행 자동차	1	차량조립	차량 조립	모터제어	방향전환
					속도조절
			도로제작
	2	OpenCV	차선 인식	회색조 변환하기
				이진화하기
				윤곽선 검출하기
				직선 검출 하기
	3	딥러닝	상황 판단 및 전략 수립(차로변경, 끼어들기 등)	자율주행 기록 기반 주행 알고리즘	카메라	차선 검출하기
						신호등 불 인식
	5	테스트		주행능력 테스트
				현장별 테스트
	:	:	:	:

물품명 및 가격	스펙 및 부품	주소
메이커스: 어른의 과학 Vol.05 AI자율주행자동차 조립 키트 1개 178,600원	몸체 바퀴 카메라	https://mechasolution.com/shop/goods/goods_view.php?goodsno=583336&category=
십자드라이버 1개 330원	80mm	https://mechasolution.com/shop/goods/goods_view.php?goodsno=543372&category=
플라이어 1개 1,210원원	10cm	https://mechasolution.com/shop/goods/goods_view.php?goodsno=330473&category=
절연 테이프 개당 770원 총3개 2,310원	19mm 총길이 10m	https://mechasolution.com/shop/goods/goods_view.php?goodsno=539466&category=
합판 3mm 4개 1,000원 (배송비 2500원) 6500원	200X300mm 두깨 3mm	http://item.gmarket.co.kr/DetailView/Item.asp?goodscode=210589130&GoodsSale=Y&jaehuid=200002657&service_id=estimatedn/g마켓http://itempage3.auction.co.kr/DetailView.aspx?ItemNo=B299601
총액 188,950원

9. 구매 품목

캡스톤디자인 지도교수 동의서

번호	학번	성명	연락처	비고
1		김현기
2		정상필
3		윤유탁

위의 학생(들)에 대한 캡스톤디자인 지도교수 선임에 다음과 같이 동의합니다.

- 다              음 -

전 공	직 위	지도교수 성명	날 인
인공지능 소프트웨어	교수	노기섭

2021년   03월   25일

청주대학교 인공지능소프트웨어 전공PD 귀하