📝 종합설계 마지막 일지

총 2학기 동안 팀원들과 함께 종합설계 프로젝트인 "AI Turret"을 제작하였다. 최종 완성까지 여러 시행착오가 있었지만, 초기에 기획한 모든 동작과 그에 따른 기능을 잘 구현하였다.

아래의 글은 모두 종합설계 산출품을 모두 제작한 이후의 이야기이다!

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📋 종합설계 전시

AI Turret은 "전자전기종합설계"라는 과목을 이수하며, 팀원들과 함께 설계 및 제작하게 되었다. 해당 교과목에서 최종 발표를 통해 담당 교수님에게 평가를 받았다.

• 전자전기종합설계 최종 발표 PPT 중 일부

  

전자전기종합설계 교과목 교수님이 저 발표 자료를 보시고는, "보노보노 PPT 이후로 가장 큰 충격이였다"라고 말씀하셨다. 🙉

이후, 현재 소속되어 있는 학부인 전자전기공학부 종합설계 전시에서 피드백을 반영하여 AI Turret을 전시하였다.

포스트에서 제목을 보면 "YOLOv5 ~ Stabilizer를 활용한"으로 AI Turret이 짤려서 출력되었다... 🙈

총 2일간 전시를 하였는데, 생각보다 많은 사람들이 찾아왔고 시연과 설명을 부탁하였다!

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📔 캡스톤 디자인 경진대회 전시

종합설계 전시가 끝나고, 별도로 신청을 받아 공과대학의 모든 학과가 참가하는 캡스톤 디자인 경진대회에 참가하였다.

위 사진에서 볼 수 있듯이 여러 학과에서 많은 팀들이 참가하였다.

아래의 사진처럼 해당 부스에 AI Turret을 배치해두었다. 종합설계 전시와 비슷하게 몇몇 분들이 관심을 가져주셨다.

하지만 종합설계 전시와 달리, 캡스톤 디자인 "경진대회"이기에 심사위원 두 분이 AI Turret을 심사하기위해 오셨다.

심사에서 AI Turret을 만들기 위해 여러 시도와 노력한 것은 충분히 보이지만, 이를 양산하여 상업성을 고려한다면 여러 부분에서 아쉬운 점들이 존재하는 것 같다고 하셨다... 🥲

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📑 최종 결과

우선 결과부터 말하면, 해당 경진대회에서 동상을 받았다! 🙊

지금까지 AI Turret을 구현하기 위해 투자한 시간과 노력을 고려해본다면 조금 아쉬운 결과이기도 하다. 하지만 상을 받았다는 의미가 큰 것 같다!

물론 다른 팀들도 더욱 열심히 하여 좋은 결과를 가져갔을 것이기에, 다른 팀들과 비교를 하는 것이 아니다!!

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🎉 종합설계를 마무리 하며...

이번 종합설계를 진행하기 전, 지금과 동일한 팀원 구성으로 다른 대회에 참가한 경험이 있다. 당시 자동소화장치 - 쿠릉을 개발하였는데, 많은 시행착오가 있었다.

이때의 경험을 통해 H/W S/W 설계 및 방법론, Power Supply 활용 및 Power System 구성 등 미리 "쿠릉 제작에 있어 겪은 문제점들"을 AI Turret 설계에 고려하여 성공적으로 완성시킬 수 있었다.

처음으로 ML(YOLOv5)을 활용하여 프로젝트를 설계해보았는데, 나름 괜찮게 잘 만든 것 같다.

2학기 동안 많이 고생하였지만, 여러 경험을 할 수 있었고 결과적으로 수상도 하고 큰 의미가 있었던 것 같다!

각 팀원마다 아래의 역할을 담당하여, 2학기 동안 AI Turret을 제작하였다.

• Hwang
  Frame 및 Schematic 설계 및 구현, AI Turret(ESP32) 구동 S/W 제작, YOLOv5-ESP32 통신

• Park
  Schematic 설계, AI Turret(ESP32) 구동 S/W 제작, YOLOv5-ESP32 통신

• Moon
  Power Supply System 설계, YOLOv5 Custom 및 Custom Dataset 구성

아래는 두 학기동안 개발 기록을 정리한 것이다.

4.6.
- 종합설계 주제 선정 회의
- Airsoft Gun 구매

4.12.
- 아이디어 구체화 및 구현 기능 정의
- 주제 관련 자료 조사
- 구매 물품 listUp

4.26.
- UART 통신 실험 환경 구축
- YOLO 학습 이미지 촬영 방법 탐색
- AI Turret System 전원 설계

4.27.
- R.Pi - ESP32 통신 실험 
- R.Pi - WebCam을 활용한 img load 실험
- Stabilizer 구성 실험
- Test img 촬영 및 Labeling

5.3.
- Stabilizer 부분 동작 실험
- Python - Serial 환경 구축
- Power Supply를 활용한 System 전원 설계

5.4. 
- Power Supply 사용 시, 발생하는 문제 해결 방안 탐색
- Stabilizer - PID 제어 설계
- YOLO - ESP32 Servo Motor 제어

5.6.
- Stabilizer 구성 실험

5.7.
 - R.Pi - ESP32 통신 실험
- 학습 Object img 1000장 촬영

5.10.
- R.Pi - Turret 구현
- Stabilizer - Roll, Pitch 단순 제어 실험

5.11.
- Stabilizer Roll 제어
- R.Pi - WebCam을 활용한 Object Tracking 실험
- 물품 구매 마무리
- R.Pi - ESP32 2개 이상의 Data 송수신 실험

5.14.
- 학습 Object img DataSet 구성

5.17.
- darknet custom 파일 수정
- Colab 개발 환경 구축

5.24.
- darknet DataSet 제작
- 종합설계1 발표 준비

5.25.
- Colab을 통한 학습 시도
- 방학 중 System 개발 계획 수립

8.3.
- System에 사용되는 Parts Modeling

8.26.
- Colab 기반의 YOLOv3-Tiny 모델 Custom
- Google SketchUp 기반의 3D Model 제작

9.1. 
- 방학 중 활동 종합 및 정리
- YOLOv3-Tiny 모델 검증
- R.Pi 사용 검증

9.2.
- Servo Power 실험 계획
- Frame - Servo Motor 간섭 확인 실험

9.5. 
- YOLOv3-Tiny 모델 Custom 성공
- 성능 문제로 YOLOv5로 변경
- R.Pi에서 PC 환경으로 변경
- H/W 설계 및 출력

9.19.
- YOLOv5 기본 라이브러리 Test
- 5V 7A Power Supply Test
- Pistol DataSet 학습

9.21.
- YOLOv5  detect.py 수정
- B.Box 좌표 출력

10.10.
- Tilt Module 출력 및 Test
- PC - ESP32 통신 최적화

10.12.
- B.Box 중앙 좌표값 출력 실험
- Pan - Tilt Test
- 아크릴 판 주문

10.17.
- 아크릴 판 및 Frame 조립 Test
- Airsoft Gun Module 재설계

10.19.
- Turret 통신 문제 해결(Delay : 0)
- Turret Tilt Part 문제 해결
- Pan Motor 변경

10.24.
- Poser Supply Test
- Tilt Module Test
- Power Case 설계

10.26.
- Stabilizer 실험 및 구성 성공
- Turret Tilt 실험 및 구성 성공

10.31.
- Pan - Tilt 실험 및 구성 성공
- Stabilizer 1st, 2nd axis 실험 및 구성 성공

11.2.
- MacBook에서의 YOLOv5 구동 문제 해결
- Frame 최종 구성 및 배선 정리
- 종합설계2 최종 발표 준비

11.4.
- AI Turret System 경계 기능 추가
- AI Turret System 전시 모드 추가
- AI Turret System 최종 구성 마무리