자율주행 자동차 초안

자율 주행 물류 운송체 개발 계획서

 

주제

안전과 효율성을 향상시키기 위한 자율주행 물류 운송체 개발

 

자율주행 물류 운송체 연구 개발과 필요성

자율주행 기술은 현대 사회에서 큰 관심을 받고 있는 주제로, 미래 사회의 발전을 위해 다양한 분야에서 기술 개발 중입니다. 자율주행 이동체의 발전은 안전성 및 효율성 향상, 서비스 수요 증가에 대한 대응, 그리고 비용 절감 효과를 기대할 수 있는 중요한 기술적 도전이 될 것입니다. 자율주행 기술의 빠른 성장세와 지속적인 수요 증가는 기업들에게 새로운 시장 기회를 제공하고 사업 영역을 확장할 수 있는 가능성을 열어놓고 있습니다.

 

첫째, 자율주행 물류 운송체는 공사 현장이나 공장과 같이 위험하거나 인간의 접근이 어려운 환경에서의 안전성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 기술은 운전 중 발생할 수 있는 작업자의 실수를 줄이며, 특히 무거운 물체를 다루는 작업에서 발생할 수 있는 사고의 위험을 최소화합니다. 자율주행 기술을 통해 운송체가 자동으로 장애물을 감지하고 회피하는 등의 안전 조치를 취할 수 있게 됩니다.

 

둘째, 자율주행 물류 운송체는 작업 효율성을 극대화할 수 있습니다. 실시간 데이터를 활용하여 최적의 작업 경로를 계획하고, 작업 요구에 따라 동적으로 조정될 수 있는 능력을 갖추게 됩니다. 이는 공장 내 물류 흐름을 최적화하고, 필요한 자재를 신속하게 운송함으로써 전반적인 생산성을 증가시킵니다.

 

셋째, 자율주행 물류 운송체의 도입은 노동력 부족 문제에 대한 해결책을 제공할 수 있습니다. 특히 인력이 부족하거나 높은 노동 강도를 요구하는 작업 환경에서 자율주행 물류 운송체를 통한 자동화는 작업 부담을 줄이고, 운전자가 필요한 기타 작업에 집중할 수 있도록 도와줍니다. 이는 장시간 노동이 필요한 작업의 효율성을 높이고, 작업자의 건강과 안전을 보호하는 데에도 기여합니다.

 

목적

자율주행 물류 운송체의 개발은 현대 산업 환경에서 매우 중요하며, 다양한 분야에서 자동화 적용을 통해 안정성과 상당한 경제적 및 사회적 이익을 창출할 수 있습니다.

 

시스템 구성

보드          :    STM32F411RETxLQFP64 주요 모듈  :    L298N 모터 드라이버, HC-SR04 초음파 모듈, HC-06 블루투스 모듈     ①     L298N (모터 드라이버) 1.      전원 공급 최적화 - 보드와 연결되어 모터에 원활한 전원 공급 ②     HC-SR04 – (초음파 모듈) 1.      적응적 경로 조정 - 초음파로 거리를 탐지하여 장애물이 감지되면 자동 경로 변경 ③     HC-06 (블루투스 모듈) 1.      자율주행모드에서 수동으로 제어할 수 있게끔 사용.     통합 테스트 계획: 모든 모듈이 서로 영향을 주지 않고 원활하게 작동할 수 있도록 상세한 통합 테스트 실시   환경 테스트: 실제 작업 환경에서 광범위한 테스트를 진행하여 시스템의 실용성과 안정성을 검증.

 

기대효과

자율 주행 물류 운송체는 위험한 산업 현장이나 노동력 부족 측면에서 많은 혜택을 제공할 수 있습니다. 기대효과는 다음과 같습니다.

 

 

①     자율주행 기술을 통해 복잡한 환경에서도 최적의 경로를 계산하고, 장애물을 효과적으로 회피할 수 있는데 이는 전체 작업 시간을 단축시키고 효율을 극대화한다.

 

②     작업자가 인지하지 못하는 인명 피해 사고를 센서가 감지하여 자동으로 대응, 사고를 미연 방지할 수 있다.

 

③     인력이 부족한 환경에서도 지속적으로 고강도 작업을 수행할 수 있어 생산성을 유지하거나 증가시킬 수 있다.

 

먼지나 화학 물질 등 작업자에게 해로울 수 있는 환경에서도 안전하게 작업을 수행할 수 있다.

 

 

주요 기능

1. 장애물 피하기 및 정지 : 전방에 장애물이 있을 시 라인을 벗어나 장애물을 피하고 다시 라인으로 복귀, 막다른 길과 피할 수 없는 장애물의 경우 정지

2. 자동 및 수동 제어 : 수동 모드로 설정하여 조이스틱으로 자동차 운전 및 운송 제어.

물류 운송 기능 : 상차 및 하차 기능 탑재

 

프로젝트 목표, 기술 구현 방법

< 장애물 회피 및 비상 정지 기능 구현 > 목표: 자율주행 물류 운송체가 다양한 환경에서 안전하게 운행할 수 있도록 하며, 전방에 장애물이 감지되었을 때 효과적으로 회피하거나 필요에 따라 정지할 수 있게 하는 것.   구현 방법 ①     HC – SR04 초음파 센서를 사용하여 장애물의 거리와 위치를 정밀하게 탐지한다. ②     장애물 탐지 데이터를 기반으로 동적으로 경로를 조정하거나 정지할 수 있는 결정 알고리즘을 개발 ③     개발된 기능을 다양한 시나리오 하에서 시뮬레이션을 통해 테스트 하고, 성능을 검증 ④     프로토타입을 실제 환경에 적용하여 테스트하고, 결과에 따라 필요한 조정을 수행   < 자동 및 수동 제어 모드의 통합 > 목표: 운전자가 상황에 따라 자율주행 모드와 수동 제어 모드를 선택할 수 있게 하여, 운송체의 유연성을 증가시키는 것입니다.   구현 방법 ①     자동 모드와 수동 모드 간의 전환을 손쉽게 할 수 있는 인터페이스를 설계합니다. ②     조이스틱을 포함한 수동 제어 장치를 통합하여, 사용자가 직접 운송체를 조작할 수 있도록 합니다. ③     자동 및 수동 제어가 원활하게 동작하도록 전체 시스템을 통합합니다. ④     실제 작업 환경에서 두 모드의 성능과 사용자 인터페이스의 직관성을 평가하고 최적화합니다.

 

 

시스템 Flow Chart

 

 

연구수행 일정 필요

< 8월 2일 ~ 8월 9일> 1.     프로젝트 요구 사항 정의 2.     시스템 설계 및 아키텍처 개발 3.     초기 기술 검토 및 리소스 계획 4.     하드웨어 구성 (센서 및 모듈 구매, 조립_) 5.     자율주행 알고리즘 및 사용자 인터페이스 개발   <8월 12일 ~ 16일 > 1.     단위 테스트 수행 및 시스템 통합 테스트 2.     실제 환경에서의 필드 테스트 3.     성능 최적화 및 안정성 향상   < 8월19일 ~ 8월 23일> 1.     내부 시범 운영 및 사용자 피드백 수집 2.     시스템 수정 및 마무리 테스트   < 8월 26일 ~ 8월 30일 > 1.     최종 결과 분석 및 평가 2.     보고서 작성 및 프로젝트 결과 발표 3.     후속 연구 방향 설정