[22' Science Level Up] 행성 탐사 프로젝트 로봇 제작, 코딩 그리고 결과

이 대회에 참가하게 된 이유부터 가장 먼저 주제를 선정하게 된 부분은 아래의 글을 참고하시기 바랍니다.

2023.02.26 - [탐구 💾/2022 탐구 이야기] - [22' Science Level Up] 행성 탐사 프로젝트 시작하기

 

1. 로봇 설계 및 제작

일단, 실패했다. 그 실패의 요인을 먼저 분석하자면 아무래도 시간의 문제라고 생각한다. 우리 팀이 입시생 2명과 2학년 3명으로 이루어진 팀이었는데, 가장 큰 문제점은 모두가 바빠서 이 대회에서 주력으로 활동할 수 있는 사람이 없다는 거였다. 할 수 있는 만큼 최대한 모여서 회의하였지만 대부분 내가 생각한 부분을 컨펌받고 안될 거 같은 부분을 쳐내는 것에 그쳤고, 그 과정에서 우리가 만들고자 한 모습은 다음과 같이 현실적으로... 변경되었다.

 

이후 이런 모습을 만들기 위해서 프로파일이 필요했고, 그 프로파일을 구하는 시간과 대회에 제출할 시간이 거의 겹치는 바람에 제작을 못할 순간이 생겨버렸다.

 

이러한 상황에서 급하게 쿠팡을 이용해서 사비로 프로파일을 우선 구매하여 제작을 진행했고, 간신히 다음과 같이 제작을 완료하였다.

1차 프레임 제작

이후 이 프레임을 아크릴을 통해 벽면 보강을 이뤄 센서를 보호하였고, 추후 센서들까지 부착한 뒤 led를 부착하여 탐사하라는 지형인 동굴에서 카메라 센서를 사용할 수 있게 하였다.

 

센서를 부착하고 아크릴을 통해 보호한 모습

이렇게 우선적으로 몸체를 제작하게 되었다.

 

이후 센서의 회로도는 코딩 부분에서 작성할 예정이다.

이렇게 어찌저찌 제작하였지만 굉장히 미숙하고 잘못된 부분이 많다.

 

예를 들어 아크릴과 프로파일 간 결합도 좋지 못하고, 프로파일 간 결합마저 완벽하지 못했다. 또한 구동부에 있어서 바퀴 회전과 운행에서 큰 바퀴를 구하지 못하고, 조금 큰 바퀴를 구했었지만 이마저도 모터 성능을 제대로 확인하지 못해서 실패하게 되었다. 

 

여러모로 실패한 과정이 남아있던 메이킹이었고, 이후 우리와 같은 주제로 뽑힌 다른 팀의 로봇을 보면서 모터의 선정이 제대로 되어야 함과 설계에 대한 치밀함이 중요함을 다시 한번 깨닫게 되었다.

 

메이킹 과정 1

메이킹 과정 2

메이킹 과정 3

야근 중에 맛보는 짜릿한 치킨

 

2. 코딩

사실 코딩이라는 단어보다 프로그래밍이 정확할 거 같지만, 그렇게까지 논리적인 과정을 거친 것이 아닌 단순한 코딩의 정도였다고 보이는 게 사실이기 때문에 코딩이라는 대주제를 잡게 되었다.

 

가장 먼저 우리 팀의 회로도 및 센서 간 모식도는 다음과 같다.

 

회로도

센서 모식도

 

우리 팀은 원래라면 단순하게 라즈베리 파이 하나만을 가지고 ROS를 이용해서 모듈화를 이용해 한번에 연산하고자 하였다. 하지만, 당시에 ROS에 대한 이해도가 낮기도 했고, 그 과정을 급하게 진행하지 못해 급하게 아두이노를 이용해서 단순한 모듈화를 이루어냈다. 크게 라이다(맵핑 및 인식), 카메라(기록), 아두이노1(센싱), 아두이노2(모터 및 led > 고전력)로 나누어 진행했다.

 

이때 역할을 나누어 진행했는데, 아두이노 경험과 라즈베리 파이 경험이 있는 내가 아두이노1, 아두이노2, 카메라의 코딩을 맡고, 이것들을 라즈베리파이로 묶고 파이썬을 매개체로 현재 위치에 대한 순간에 대해서 LiDAR 지도 데이터를 만들어서 그 위치마다 아두이노 1의 데이터를 저장해 주고, 장애물의 따라 LiDAR를 이용해 아두이노2에 정확한 명령을 내려주는 프로세스를 다른 팀원이 진행하였다.

 

이러한 프로세스는 다음과 같은 과정이라고 그림으로 쉽게 표현했다.

행성 탐사 로봇 알고리즘

또한 받아서 저장하는 데이터 셋은 다음과 같다.

파이썬 저장 데이터셋

그렇게 코딩을 진행하였고, 그에 관한 코드들은 다음 깃헙에 올려두었다.

 

기록의 용도로 남기고자 한다.

github : https://github.com/MOSW626/Science_Level_up_2022.git

 

 

3. 최종 결과

앞의 과정을 보면서도 알았겠지만, 우리의 결과물은 사실 형편없었다. 하지만, 대회에 나가보고 경험하였다는 부분에 의의를 두고자 하였고,포스터와 그에 대한 상, 단체 사진은 다음과 같다.

 

 

 

이러한 경험이 추후 나를 더 단단하고 치밀하게 설계할 수 있는 기반이 될 수 있다고 생각한다.

 

이러한 대회를 갑작스럽게 나가자고 했는데 나가준 팀원들과 선생님께 감사를 표한다.