Chuncheonian

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...@@ -2,39 +2,62 @@ ...@@ -2,39 +2,62 @@
2 2
3 ## Table of Contents 3 ## Table of Contents
4 - [프로젝트 소개](#프로젝트-소개) 4 - [프로젝트 소개](#프로젝트-소개)
5 + - [주요 기능](#주요-기능)
5 - [시스템 구조](#시스템-구조) 6 - [시스템 구조](#시스템-구조)
6 - [디렉토리 구조](#디렉토리-구조) 7 - [디렉토리 구조](#디렉토리-구조)
7 - [실행 방법](#실행-방법) 8 - [실행 방법](#실행-방법)
8 - [참조](#참조) 9 - [참조](#참조)
9 - [팀원](#팀원) 10 - [팀원](#팀원)
10 -<br><br> 11 +
12 +<br>
11 13
12 ## 프로젝트 소개 14 ## 프로젝트 소개
13 15
14 <img src="/uploads/2f442cc7eea9bd0f4eada9af25a1661c/1.gif" width="300" height="150" /> 16 <img src="/uploads/2f442cc7eea9bd0f4eada9af25a1661c/1.gif" width="300" height="150" />
17 +
15 <br> 18 <br>
16 -<img src="/uploads/fe4fb3dafda1db03d437de45260a15af/2.gif" width="300" height="150" /> 19 +
20 +**YOLO-v5 기반으로 단안 카메라의 영상을 활용해 차간 거리를 일정하게 유지하며 주행하는 Adaptive Cruise Control 기능을 제공한다.**
17 21
18 <br> 22 <br>
19 23
20 -**딥러닝을 기반으로 단안 카메라의 영상을 활용해 차간 거리를 일정하게 유지하며 주행하는** 24 +## 주요 기능
21 -**Adaptive Cruise Control 기능을 제공한다.** 25 +
22 -<br><br> 26 +1. 객체 인식
27 + * 복도에서의 차량 카트 이미지를 촬영하여 커스텀 데이터셋을 제작
28 + * YOLO-v5 모델 중 가장 초당 프레임 수 가 높은 YOLO-v5s에 커스텀 데이터셋을 학습
29 + * 라즈베리파이에 부착된 웹캠을 통해 실시간으로 전방 차량 인식
30 +
31 +2. 거리 측정
32 + * 객체 인식 시 나타나는 Bounding box의 좌표값을 추출하여 대상과의 거리가 1m 일 때 Bounding box의 높이와 너비값을 측정
33 + * 이후 인식된 객체의 Bounding box 높이와 너비값과 1m 일 때의 Bounding box 높이와 너비값의 비례식을 통해 거리를 측정
34 +
35 +3. 거리 유지
36 + * 측정된 거리를 기반으로 동작을 나누어 시리얼 통신을 통해 동작 신호를 cart를 조작하는 STM보드에 전달
37 + * STM보드에서 전달받은 신호를 기반으로 PWM 제어를 통해 차간 거리가 유지되도록 속도 조절
38 +
39 +<br>
23 40
24 ## 시스템 구조 41 ## 시스템 구조
25 42
26 ### 거리유지 시스템 구조 43 ### 거리유지 시스템 구조
44 +
27 ![image](/uploads/10564939ae66017569ad7e7e70d9c815/image.png) 45 ![image](/uploads/10564939ae66017569ad7e7e70d9c815/image.png)
46 +
28 <br> 47 <br>
29 48
30 ### 겍체 인식 및 거리측정 시스템 구조 49 ### 겍체 인식 및 거리측정 시스템 구조
50 +
31 ![image](/uploads/6e70810da0113cb50664938bc93f09ce/image.png) 51 ![image](/uploads/6e70810da0113cb50664938bc93f09ce/image.png)
52 +
32 <br> 53 <br>
33 54
34 ### 거리측정 알고리즘 55 ### 거리측정 알고리즘
35 ![image](/uploads/1ea9036613c135a7edfd81eb1afece70/image.png)<br> 56 ![image](/uploads/1ea9036613c135a7edfd81eb1afece70/image.png)<br>
36 -- 카메라의 해상도에 따라 1m에서 기준이 되는 bound box의 width와 height의 크기가 달라진다 57 +
37 -<br><br> 58 +- 카메라의 해상도에 따라 1m에서 기준이 되는 Bounding box의 width와 height의 크기가 달라진다
59 +
60 +<br>
38 61
39 ## 디렉토리 구조 62 ## 디렉토리 구조
40 ```shell 63 ```shell
...@@ -64,14 +87,51 @@ HEN_Project2 ...@@ -64,14 +87,51 @@ HEN_Project2
64 87
65 └── detect.py 88 └── detect.py
66 ``` 89 ```
67 -<br><br> 90 +
91 +<br>
92 +
93 +## 결과
94 +
95 +### 실시간 객체 인식 및 거리측정
96 +
97 +<img src="/uploads/fe4fb3dafda1db03d437de45260a15af/2.gif" width="300" height="150" />
98 +
99 +* 학습된 가중치 모델을 바탕으로 단안 카메라를 이용하여 전방 차량 키트를 인식하였다.
100 +
101 +* 인식된 차량 키트에 대한 Bounding box에서 왼쪽부터 클래스명, 예측 정확도, 단안 카메라 기준 예측 거리(cm) 를 나타낸다.
102 +
103 +* 인식 결과, 이미지 크기 128*128 기준 평균적으로 `초당 약 3 프레임의 속도`로 동작하였으며, `최대 5m`까지 높은 정확도로 인식됨을 확인할 수 있었다.
104 +
105 +* **거리 예측 오차율 측정 결과**
106 +
107 +| 실제 거리 | 측정 최소 거리 | 측정 최대 거리 | 최대 오차율 |
108 +| :---: | :---: | :---: | :---: |
109 +| 0.5m | 0.47m | 0.53m | 6% |
110 +| 1m | 0.96m | 1.02m | 3% |
111 +| 2m | 1.98m | 2.02m | 1% |
112 +| 3m | 2.85m | 2.94m | 5% |
113 +| 5m | 4.65m | 5.05m | 7% |
114 +
115 +### 거리유지
116 +
117 +#### 동작 설정
118 +
119 +1. 전방 차량과의 거리가 70cm보다 가까워진 경우 **차량 정지**
120 +2. 전방 차량과의 거리가 70cm ~ 120cm인 경우 **큰 폭으로 속도 감소**
121 +3. 전방 차량과의 거리가 120cm ~ 150cm 인 경우 **작은 폭으로 속도 감소**
122 +4. 전방 차량이 없거나 거리가 150cm 보다 먼 경우 **원래 주행 속도로 복구**
123 +
124 +#### 거리유지 기능 실험 결과
125 + * 기준 주행 속도는 차량 키트가 스스로 움직일 수 있는 최저 속도로 설정하였다.
126 + * 테스트 결과 거리가 1m에 가까워 지면 상당히 속도가 줄어들었고 70cm에 이르면 차량 키트가 완전히 정지하였으며, 전방에 가까운 차량이 없으면 원래의 주행 속도로 돌아오는 기능 또한 정상적으로 동작함을 확인 할 수 있었다
127 +
128 +<br>
68 129
69 ## 실행 방법 130 ## 실행 방법
70 131
71 ### YOLO 설치 132 ### YOLO 설치
72 133
73 -라즈베리파이에서 `git clone https://github.com/ultralytics/yolov5` 134 +라즈베리파이에서 `git clone https://github.com/ultralytics/yolov5` 후 안내에 따라 필요한 모듈 설치
74 -안내에 따라 필요한 모듈 설치
75 135
76 <br> 136 <br>
77 137
...@@ -116,20 +176,21 @@ HEN_Project2 ...@@ -116,20 +176,21 @@ HEN_Project2
116 ## 참조 176 ## 참조
117 - Ultralytics, YOLO v5(2020), Retrieved June, 10, 2020, from https://github.com/ultralytics/yolov5 177 - Ultralytics, YOLO v5(2020), Retrieved June, 10, 2020, from https://github.com/ultralytics/yolov5
118 178
119 -- https://global.honda/newsroom/news/2020/4201111eng.html
120 -
121 - 이동석 외 4 저, 스테레오 카메라를 이용한 이동객체의 실시간 추적과 거리 측정시스템(2009) 179 - 이동석 외 4 저, 스테레오 카메라를 이용한 이동객체의 실시간 추적과 거리 측정시스템(2009)
122 180
123 - 이강원 외 1 저, 지형 공간정보체계 용어사전(2016) 181 - 이강원 외 1 저, 지형 공간정보체계 용어사전(2016)
124 182
125 -- https://github.com/yeongin1230/Self-driving-project/tree/main/Cart 183 +- https://github.com/seoh02h/ICNS-Self-Driving-Test
126 -
127 -- https://github.com/yeongin1230/Robot-arm
128 184
129 - https://ropiens.tistory.com/44 185 - https://ropiens.tistory.com/44
130 -<br><br> 186 +
187 +- https://github.com/sungjuGit/Pytorch-and-Vision-for-Raspberry-Pi-4B
188 +
189 +<br>
131 190
132 ## 팀원 191 ## 팀원
192 +
133 - 권동영 (2016110307) 193 - 권동영 (2016110307)
134 - 신동해 (2018110651) 194 - 신동해 (2018110651)
135 -<br><br>
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195 +
196 +<br>
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