4차 과제

라인 트래이싱을 하며 장애물 회피가 가능한 로봇 개발

 

설계 개요

바닥에 그려진 라인트랙을 따라 전진하되, 라인트랙 상에 장애물을 인식할 경우 라인트랙을 벗어나 장애물을 회피한 후 다시 라인트랙으로 돌아와 트랙을 따라 주행을 계속할 수 있는 기능을 가진 로봇을 제작한다. 장애물의 크기는 가로 6.5cm , 세로 2cm, 높이 13cm 이며 (그림 참고), 라인트랙 상에 총 2개의 장애물이 직선 주로에 배치된다.
  • 참고: 레고마인드스톰 키트에 있는 부품 포장지 중, 장애물과 유사한 규격을 가진 종이상자(?)가 있으니 우선 그것을 실험에 사용하도록 하자.

목표

본 과제는 바닥에 그려진 라인을 따라 이동할 수 있는 기능 뿐만 아니라, 전방의 장애물에 의해 라인이 가려졌을 경우 장애물을 회피하고 다시 라인트랙으로 돌아와 주행을 계속할 수 있는 기능을 가진 로봇을 제작하는 것을 목표로 한다. 여러분이 제작할 로봇은 바닥에 그려진 라인을 센서를 통해 인식하고, 전방에 배치된 장애물(라인 위에 놓여 있음, 그림 참조)을 인식하고 회피할 수 있는 기능을 가지고 있어야 한다. 뿐만 아니라, 장애물 회피 후, 다시 라인을 찾아 주행을 계속할 수 있는 기능도 가지고 있어야 한다. 사진에서와 같은 라인이 바닥에 주어진 경우, 임의의 지점에서 출발한 로봇은 최대한 빠른 속도로 장애물을 피하며 라인을 따라 한바퀴 돌아 출발지점으로 되돌아와야 한다.

본 과제를 통해, 다음의 세부목표를 달성하도록 하자.
  • 레고 NXT 키트를 통해 라인을 인식할 수 있는 로봇 실기를 제작하는 법을 익힌다.
  • NXT-G 프로그래밍을 통해, 센서를 통해 인식된 라인을 따라 전진할 수 있는 알고리즘을 설계한다.
  • 레고 NXT에서 제공되는 센서를 활용하는 법을 학습한다.
  • 라인트랙을 이탈한 후 다시 라인트랙으로 복귀할 수 있는 알고리즘을 설계한다.


자체 평가 방법

 
각 팀은 레고 NXT 키트에 기본적으로 라인트레이서 테스트 패드 및 간단한 장애물 (사진 참고)를 이용하여, 제작한 로봇을 자체적으로 평가하도록 한다. 지속적인 자체 평가를 통해, 자신들이 만든 로봇이 과제 평가기준을 최대한 만족하도록 로봇을 지속적으로 업그레이드 하도록 하자. 또한, 평가기준에는 누락되어 있으나 창의적인 설계 요소가 어떤 것이 있는지 생각해보고 이를 반영하기 위해 노력하도록 하자.
 
 
 

제출할  결과물

  • 상세명세서: 해당 세부과제 수행에 대한 상세명세서 (자료실 양식 참고)
  • 회의록: 매 주차 별 회의록 (자료실 양식 참고)


평가 기준 및 방법

  • 임의의 지점에서 출발한 로봇이 라인트레이싱을 통해 출발지점으로 다시 돌아오는데 걸리는 시간이 적을수록 높은 점수를 부여함
  • 로봇이 장애물과 충돌이 발생하거나, 장애물을 피한 이후 트랙으로 다시 복귀하지 못하는 경우
    • 벌점으로 주행시간에 25초를 추가하도록 한다.
    • 로봇은 해당 장애물을 통과하였다고 가정하고, 로봇을 장애물 뒤의 트랙에 다시 위치시켜 계속적으로 운행하도록 한다.
  • 로봇에 쓰인 센서의 개수가 적을수록 높은 점수를 부여함 (최종 데모 평가시 반영됨)
 
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