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2017. 12. 26. 02:53 Deep Learning(YOLO)기반의 Smart Scarecrow

[15] Deep Learning기반의 Smart Scarecrow 마무리!!

물총을 회전시키기 위해서는 지지대가 필요하다고 생각했습니다.

그래서 공방에 의뢰하여 다음과 같이 제작하게 되었습니다.

위와같이 Servomotor를 안에 넣을 수 있게 모양을 따서 만들게 되었습니다.

안에 Servomotor를 넣게되면

네 이쁘게 Servomotor가 들어가는 것을 알 수 있습니다.

그럼 이제 Servomotor가 회전하는 영상을 보겠습니다.

네 위와같이 회전이 잘 되는것을 확인할 수 있습니다.

그러면 이제는 물총에서 Trigger역할을 하는 Servomotor를 달아보겠습니다.

네 제가 열중하면서 Trigger용 Servomotor를 달고 있습니다.

다 되었으면 회전용 Servomotor위에 물총을 달아보겠습니다.

네 이제야 좀 짜세가 나오는 것 같습니다. 저만 그렇게 느끼는 건가요?ㅎㅎ

Servomotor제어를 시뮬레이션 해보면서 문제점이 생겼습니다. 엄청 큰..

우리팀은 회전용 Servomotor와 Trigger용 Servomotor로 총 2개의

Servomotor를 구매했습니다.

그런데 2개다 360도Servomotor를 구매했습니다. 360도Servomotor를

제어를 해보면서 느낀것이 자유자재로 회전을 시킬 수 없다는 것 입니다.

각도를 재서 회전을 할수가없고 한 방향으로 회전을 시키다가 몇초뒤에

역 방향으로 회전을 시킨다는 둥으로의 제어 밖에 가능하지 못한다는

문제점을 이제야 깨닫게 되었습니다. 이제 구매할 시간조차 없는 와중에

수소문 끝에 180도 Servomotor를 가진 친구를 찾았고, 그 친구덕분에

Bounding Box를 따라 각도별로 회전할 수 있게 되었습니다. Thank you

이 포스팅을 보시는 분들 중에서 Servomotor를 사용하기전 이신분들은

꼭 180도와 360도 Servomotor의 차이를 알고 구매하셨으면 좋겠습니다.

그러면 이제 Webcam만 물총위에 장착하게되면 완성입니다. 해보겠습니다.

와 드디어!!!! 이제 뭔가 진짜 있어보입니다. 그러면 우리팀이 만든

Deep Learning(YOLO)기반의 Smart Scarecrow 시연영상을 보도록 하겠습니다.

시연영상을 통해서 잘 동작하는걸 알 수 있습니다.

이 후에 12월22일에 부산 벡스코에서 열리는

2017 한국 소프트웨어 종합 학술대회인

KSC 2017 SW 구현/데모 경진대회에 참가하게됩니다.

[1]번 포스팅인 개발배경부터 다시 간단하게 정리를 해보자면

야생동물인 (고라니, 멧돼지)로 이한 농작물 피해가 연간100억원 이상으로 집계되고

있습니다. 현재 국내에서는 울타리를 치는 등의 방법으로 방지하고자 하는데,

조사를 해보니 고라니들이 울타리 아래의 땅을 파고들어가는 경우를 보았습니다.

또 국내 유사제품으로는 야생동물퇴치기 팜캡스라는 제품이 있었는데, 이 제품 같은 경우에는 시간의 주기적으로 빛 이나 소리를 냄으로써

야생동물을 쫓아내는 형식입니다. 이 경우에는 나중에 고라니가 소리가 나도

아무렇치 않구나 라고 학습을 하게되어 효과가 사라진다는 후기가 있었습니다.

해외에서는 아마존을 통해서 Scarecrow라는 제품을 구입하여 사용하는데,

이 경우에는 모션센서를 이용해 작동합니다. 그렇기에 사람또한 인식되어

스프링클러에 공격을 당하는 경우가 많았습니다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해

Deep Learning기술로 야생동물(고라니, 멧돼지)를 학습하여,

사람에게는 피해없이 동작하고, 주기적이 아닌 객체인식을 통하여 작동하는

Deep Learning기반의 Smart Scarecrow를 제작하게 되었습니다.

Smart Scarecrow는 야생동물이 나타나기까지 계속 180도 회전합니다.

야생동물이 나타나 인식하게되면 180도 범위안에서 쫓아낼때까지

좌표를 계속 추적하며 물총을 쏘게됩니다.

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posted by pgmr이상현

2017. 12. 26. 02:24 Deep Learning(YOLO)기반의 Smart Scarecrow

[14] 아두이노 서보모터제어 (물총 사용하기)

앞 포스팅에서 서버연결까지 맞추었습니다.

이제는 아두이노에서도 Bounding Box의 좌표를 가져올 수 있습니다.

그럼이제 그 좌표를 물총이 180도 회전을 하면서 물을 발사할 수 있어야 합니다.

우리는 Servomotor를 2개 준비했습니다.

한개는 물총아래서 돌면서 물총의 회전을 담당하고, 한개는 손잡이 부분에서

Trigger역할을 합니다.

1. Servo motor연결하기

사진출처 [피지컬 컴퓨팅 교육]

위 이미지와 같이 2개의 서보모터를 제어할 수 있습니다.

그래서 우리도 위와같이 꽂아 보았습니다.

7번과 9번핀에 서보모터를 연결하였습니다.

하나는 회전 하나는 발사를 담당하게 됩니다.

Servomotor의 제어또한 오픈소스를 이용해서 수정을 하면 되겠습니다.

2. Servo motor코딩하기

위와 같이 Servo예제를 실행하게 되면 다음과 같은 예제코드가 나옵니다.

위에서 핵심 코드입니다.

Servo myservo; // 서보모터 변수 선언

myservo.attach(9); // 선언한 서보모터 변수에 9번에 연결된 모터를 연결

myservo.write(pos); // 서보모터 변수에 연결된 모터를 pos 각도로 회전

위에 코드를 활용하여 서보모터를 제어할 수 있습니다.

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2017. 12. 26. 02:09 Deep Learning(YOLO)기반의 Smart Scarecrow

[13] Arduino Http서버 연결2 Ethernet Shield편

앞 포스팅에서 JSN270 Wifi Shield의 문제점에 대해 포스팅했고

이번 포스팅은 그로인해 사용하게된 Ethernet Shield를 이용한 Http서버 연결에 대해

포스팅을 해보도록 하겠습니다. GO GO!!

먼저 아래 이미지와같이 Uno보드에 Ethernet Shield를 연결하고

USB와 LAN선을 연결해 줍니다. 불빛이 잘 들어오네요.

Arduino는 오픈소스가 잘 되어있어, 사용하기가 무척 좋은 것 같습니다.

예제 -> Ethernet에서 WebClient와 WebServer예제를 사용합니다.

Web Client

/*
	Web client
	This sketch connects to a website (http://www.google.com)
	using an Arduino Wiznet Ethernet shield.
	Circuit:
	* Ethernet shield attached to pins 10, 11, 12, 13
	created 18 Dec 2009
	by David A. Mellis
	modified 9 Apr 2012
	by Tom Igoe, based on work by Adrian McEwen
	*/

	#include <SPI.h>
	#include <Ethernet.h>

	// Enter a MAC address for your controller below.
	// Newer Ethernet shields have a MAC address printed on a sticker on the shield
	byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };
	// if you don't want to use DNS (and reduce your sketch size)
	// use the numeric IP instead of the name for the server:
	//IPAddress server(74,125,232,128); // numeric IP for Google (no DNS)
	char server[] = "www.google.com"; // name address for Google (using DNS)

	// Set the static IP address to use if the DHCP fails to assign
	IPAddress ip(192, 168, 0, 177);

	// Initialize the Ethernet client library
	// with the IP address and port of the server
	// that you want to connect to (port 80 is default for HTTP):
	EthernetClient client;

	void setup() {
	// Open serial communications and wait for port to open:
	Serial.begin(9600);
	while (!Serial) {
	; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only
	}

	// start the Ethernet connection:
	if (Ethernet.begin(mac) == 0) {
	Serial.println("Failed to configure Ethernet using DHCP");
	// try to congifure using IP address instead of DHCP:
	Ethernet.begin(mac, ip);
	}
	// give the Ethernet shield a second to initialize:
	delay(1000);
	Serial.println("connecting...");

	// if you get a connection, report back via serial:
	if (client.connect(server, 80)) {
	Serial.println("connected");
	// Make a HTTP request:
	client.println("GET /search?q=arduino HTTP/1.1");
	client.println("Host: www.google.com");
	client.println("Connection: close");
	client.println();
	} else {
	// if you didn't get a connection to the server:
	Serial.println("connection failed");
	}
	}

	void loop() {
	// if there are incoming bytes available
	// from the server, read them and print them:
	if (client.available()) {
	char c = client.read();
	Serial.print(c);
	}

	// if the server's disconnected, stop the client:
	if (!client.connected()) {
	Serial.println();
	Serial.println("disconnecting.");
	client.stop();

	// do nothing forevermore:
	while (true);
	}
	}

Web Server

/*
	Web Server
	A simple web server that shows the value of the analog input pins.
	using an Arduino Wiznet Ethernet shield.
	Circuit:
	* Ethernet shield attached to pins 10, 11, 12, 13
	* Analog inputs attached to pins A0 through A5 (optional)
	created 18 Dec 2009
	by David A. Mellis
	modified 9 Apr 2012
	by Tom Igoe
	modified 02 Sept 2015
	by Arturo Guadalupi
	*/

	#include <SPI.h>
	#include <Ethernet.h>

	// Enter a MAC address and IP address for your controller below.
	// The IP address will be dependent on your local network:
	byte mac[] = {
	0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED
	};
	IPAddress ip(192, 168, 1, 177);

	// Initialize the Ethernet server library
	// with the IP address and port you want to use
	// (port 80 is default for HTTP):
	EthernetServer server(80);

	void setup() {
	// Open serial communications and wait for port to open:
	Serial.begin(9600);
	while (!Serial) {
	; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only
	}


	// start the Ethernet connection and the server:
	Ethernet.begin(mac, ip);
	server.begin();
	Serial.print("server is at ");
	Serial.println(Ethernet.localIP());
	}


	void loop() {
	// listen for incoming clients
	EthernetClient client = server.available();
	if (client) {
	Serial.println("new client");
	// an http request ends with a blank line
	boolean currentLineIsBlank = true;
	while (client.connected()) {
	if (client.available()) {
	char c = client.read();
	Serial.write(c);
	// if you've gotten to the end of the line (received a newline
	// character) and the line is blank, the http request has ended,
	// so you can send a reply
	if (c == '\n' && currentLineIsBlank) {
	// send a standard http response header
	client.println("HTTP/1.1 200 OK");
	client.println("Content-Type: text/html");
	client.println("Connection: close"); // the connection will be closed after completion of the response
	client.println("Refresh: 5"); // refresh the page automatically every 5 sec
	client.println();
	client.println("<!DOCTYPE HTML>");
	client.println("<html>");
	// output the value of each analog input pin
	for (int analogChannel = 0; analogChannel < 6; analogChannel++) {
	int sensorReading = analogRead(analogChannel);
	client.print("analog input ");
	client.print(analogChannel);
	client.print(" is ");
	client.print(sensorReading);
	client.println("<br />");
	}
	client.println("</html>");
	break;
	}
	if (c == '\n') {
	// you're starting a new line
	currentLineIsBlank = true;
	} else if (c != '\r') {
	// you've gotten a character on the current line
	currentLineIsBlank = false;
	}
	}
	}
	// give the web browser time to receive the data
	delay(1);
	// close the connection:
	client.stop();
	Serial.println("client disconnected");
	}
	}

WebServer 코드에서

byte mac[]; // PC와 연결된 아두이노의 Mac address

IPAddress ip(); // PC와 연결된 아두이노의 현재 IP 주소

위의 정보가 필요하다 Mac주소 같은경우는 Ethernet Shield의 아랫면에 적혀 있다는데,

이상하게 우리는 그렇지 않았습니다. 우리와 같은 분들은 Web Server예제를 통해서, Mac주소를

알아낼 수 있습니다.

이제 Web Client 에서 수정만 해주면 됩니다.

IPAddress server();

위의 코드의 주석을 풀어서 우리의 서버를 구축한 PC의 IP주소를 적어 줍니다.

그리고 다음과 같이 수정합니다.

Host부분에 Server IP만 바꾸어주면 됩니다. 간단합니다.

그 이후에 Serial모니터를 보면 서버연결이 잘 되는것을 확인할 수 있습니다.

JSN270 WiFi Shield를 사용했을 때는 끊어지던 서버가 안 끊어지는 것이

확인됩니다.

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posted by pgmr이상현

2017. 12. 26. 01:32 Deep Learning(YOLO)기반의 Smart Scarecrow

[12] Arduino Http서버 연결1(JSN270 WiFi Shield) 문제점

서버에서의 좌표를 받아 물총을 제어하기 위해선 먼저 서버연결을 해야합니다.

서버를 연결하기 위해서는 WiFi Shield 또는 Ethernet Shield가 필요합니다.

우리는 먼저 WiFi Shield를 사용해보기로 했습니다.

JSN270이라는 쉴드를 사용해보기로 했습니다.

JSN270 WiFi Shield 는 위와같이 생겼다. 처음 써봐서 어떻게 쓰는건지 몰라서

두리번 두리번 했습니다.

쓰는 방법을 알아냈는데, 위와같이 Uno보드 위에 고대로 겹쳐서 끼워주시면 됩니다.

JSN270 WiFi Shield는 검색해보니까 다른 Shield들 하고는 서버연결하는 코드가,

조금 상이 했습니다. JMP SYSTEMS라는 회사에서 만든건데 예제소스는 이 회사

홈페이지에서 받을수 있습니다. SITE <-- 여기 클릭!!

자료를 다운받으면 예제소스를 받을 수 있습니다.

서버 연결을 해보겠습니다.

예제소스에 우리의 서버 IP주소만 넣어주면 간단하게 위와같이 서버가 연결된 것을 확인할 수 있습니다. 생각보다 간단하게 잘되네요. 그런데 문제점이 있었습니다.

다시한번 연결을 시도하니 Timeout Failed, Failed connect, Restart System

연결이 실패합니다. Restart하라고 해서 다시 연결을 시도해 봅니다.

역시나 연결이 실패하네요...

위 사진에 표시한 Reset버튼을 눌러보겠습니다. 다시 연결이 잘 됩니다.

우리가 뭔갈 잘못하고 있나 생각을 해서 자료를 찾아봤습니다.

다른분들도 이러한 문제점을 겪고 있다는 문제점을 인지하고, 여분으로 사놓았던

Ethernet Shield를 사용하기로 했습니다. 같이사길 잘했다

다음 포스팅은 Ethernet Shield를 사용한 서버연결에 대해 포스팅하겠습니다.

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posted by pgmr이상현

2017. 12. 26. 00:50 Deep Learning(YOLO)기반의 Smart Scarecrow

[11] 물총 제어를 위한 Arduino 환경설정 하기

이전 포스팅 까지 YOLO에서의 인식되는,

야생동물Bounding Box의 가운데 좌표값을 서버로 보내주는 것 까지 포스팅 했습니다. 그럼 이제 그 좌표를 Arduino에서 받아오고 물총을 동작시켜야 하는데 그 이전에 Arduino환경부터 설정해 보겠습니다.

1. Arduino IDE 설치하기

Arduino IDE는 검색창에 Arduino검색만으로 손쉽게 사이트에 접속할 수 있습니다.

검색마저 귀찮으실 까봐 Arduino site <-- 링크를 가져왔습니다. ㅎㅎ

저의 경우에는 Windows Installer를 받았습니다. Windows Installer를 클릭하게되면

다음과 같은 화면이 나오는데 JUST DOWNLOAD를 클릭하면 됩니다.

2. Arduino 환경설정

Arduino IDE를 실행하면 다음과 같이 실행됩니다.

자 실행을 했으니 이제 PC와 Arduino를 연결해 보겠습니다.

Arduino는 위와 같이 USB를 통해서 PC와 연결해서 소스코딩을 할 수 있습니다.

연결을 했으니, 이제 포트번호를 확인해야 합니다. 장치관리자를 들어갑니다.

이미지와 같이 Arduino Uno 라고있을 겁니다. 저는 4번포트이네요~

자 그럼 다시 Arduino IDE로 이동합니다.

툴 -> 보드 -> (본인의 보드) 본인은 Uno r3보드를 사용해서 Uno를 선택했습니다.

보드를 선택했다면 바로 아래 포트에서 자신의 포트번호를 선택하면 되겠습니다.

자그러면 Arduino환경설정이 모두 끝났습니다. 다음 포스팅은 Arduino와 서버연결에 대해 포스팅 하겠습니다.

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