[2026학년도 1학기 캡스톤디자인]전자10조_전자종합설계프로젝트

Abstract

본 프로젝트는 다품종 소량 생산 및 전자상거래 급증에 대응하여, 동적 장애물 대응이 어려운 기존 고정 레일 방식 AGV의 한계를 극복하는 '인프라 카메라 기반 스마트 물류 운송 로봇 및 관제 시스템'을 개발했습니다.

핵심 목표는 고정밀 자율 주행과 실시간 관제 환경 구축입니다. 메카넘 휠을 활용한 다방향 주행 하드웨어를 구축하고, MPU-9250 센서의 P제어 로직과 바닥 QR 코드 인식을 융합해 ±10mm 이내의 정밀 측위를 확보했습니다. 또한 인프라 카메라와 MQTT 통신을 연동한 이벤트 기반 장애물 회피 알고리즘을 적용했으며, Flask 기반 웹 서버로 다수 주문 관리 및 실시간 제어가 가능한 통합 관제 시스템을 구현했습니다.

전체 시스템은 유기적 연동을 위해 3-Tier 아키텍처로 구성됩니다. ①인프라 감시 모듈(Raspberry Pi A)이 MOG2 알고리즘으로 장애물을 감지해 MQTT로 발행하면, ②로봇 탑재형 비전 모듈(Raspberry Pi B)이 웹 UI 주문 수신 및 QR 스캔 데이터를 처리하고, ③하위 구동 모듈(ESP32)이 비용 기반 라우팅 알고리즘으로 최단 경로를 산출해 4축 모터와 하역 서보 모터를 정밀 제어합니다.

본 시스템은 고가 LiDAR 센서 대신 범용 카메라와 저비용 마이크로컨트롤러를 결합하여 시스템 구축 비용을 절감하고 다중 로봇 확장성을 확보했습니다. 더불어 경로 재탐색 페일세이프(Fail-Safe) 기능과 웹 긴급 정지 기능을 도입하여 산업 현장 수준의 높은 안전성을 증명했습니다.