소개글
"라즈베리파이를 이용한 사물인식프로그램"에 대한 내용입니다.
목차
1. 개요
1.1. 목적
1.2. 프로젝트 소개
2. 기술 동향
2.1. AI 기술
2.2. IOT 기술
3. 차량 번호판 인식
3.1. 영상처리 기술
3.2. Canny Edge Detection
4. 시스템 구성
4.1. 개발 환경
4.2. 소스 코드 구성
5. 프로젝트 단계
6. 개발 일정
7. 달성도
8. 아두이노와 라즈베리파이 연동
8.1. 아두이노 회로 설계
8.2. 라즈베리파이 신호 수신
9. 매직미러와 구글 어시스턴트
9.1. 매직미러 설치
9.2. 구글 어시스턴트 연동
10. 참고 문헌
본문내용
1. 개요
1.1. 목적
이 프로젝트의 목적은 이미지 프로세싱에 대해 학습하고 오픈 라이브러리인 OpenCV를 통해 컴퓨터 내에서 이미지 처리를 사용하여 차량 번호판 인식을 구현하는 것이다. 구체적으로는 Windows OS에서 작성한 소스 코드를 크로스 컴파일을 통해 Rasbian OS(Linux debian계열)에 맞추어 컴파일하여 라즈베리파이에서도 작동하게끔 하는 것이다.
1.2. 프로젝트 소개
AI와 IOT 기술을 접목하여 스마트 미러와 구글 어시스턴트, 아두이노와 라즈베리파이를 활용한 도어락 시스템을 제작하는 것이 이 프로젝트의 목적이다.
최근 사물인터넷을 기반으로 한 스마트홈 분야의 기술 발전은 점점 그 형태가 다양해지며 개발 중에 있다. 모바일 기기를 통한 가정 내의 기기 조작, 제어와 AI 스피커를 통한 음성제어, 더 나아가 냉장고, 세탁기 심지어 전구까지도 하나의 인터넷 기기로써 자리잡아 가는 중이며, 이는 앞으로의 스마트홈 기술 분야의 시장 성장세를 의미한다.
특히 AI 분야의 경우 거시적으로 대기업들의 AI 플랫폼 투자 증대와 미시적으로 AI 스피커를 보유한 가정의 증가로 AI의 발전이 스마트홈 분야의 사물인터넷에 큰 기여를 할 것으로 생각된다. 디스플레이 기술 또한 유망한 기술로서 현재도 가전제품에 많이 적용되어지고 있는데, 2020년 LG의 OIF는 디스플레이의 활용을 극대화한 미래지향적 스마트홈 기술을 선보이며 디스플레이 기술의 스마트홈 분야에 대한 중요성을 강조한다.
이에 본 프로젝트에서는 사물인터넷 시대가 열린 현재, AI와 디스플레이 분야에서의 중요도를 인지하며, 디스플레이 기반 AI 스피커와 또 다른 신호로서 사용될 수 있는 개폐신호와의 융합을 제시한다. 구체적으로 라즈베리파이와 디스플레이를 이용한 시각적 정보 제공 시스템과 구글의 오픈 API 구글 어시스턴트를 활용한 음성인식 신호 처리, 더불어 아두이노의 스위칭 회로와 블루투스 모듈을 통한 개폐 신호 처리 구현을 목표로 한다.
2. 기술 동향
2.1. AI 기술
AI는 인간의 사고, 학습, 감정 표현 등을 프로그래밍된 정보로 모방할 수 있는 기술을 의미한다. AI는 크게 강 인공지능과 약 인공지능으로 구분되는데, 강 인공지능은 인간을 완전히 모방하고 대체하는 것을 목표로 하지만 아직 개발이 어려운 실정이다. 반면 약 인공지능은 인간의 지능을 일부 표방하며 유용한 도구로써의 역할을 수행한다. 현재 우리가 주로 접하는 AI는 약 인공지능 분야이다.
약 인공지능은 정보처리기술의 발전으로 등장하게 되었는데, 대표적인 기술로는 딥러닝, 실시간 클라우딩 서비스, 빅데이터 활용 등이 있다. 이러한 기술들을 통해 대용량 데이터 분석이 가능해졌고, 음성인식을 통한 신호처리가 가능해졌다. 이에 따라 AI와의 대화를 통한 정보교환이 가능해지면서, AI 스피커의 시장성이 급격히 상승하고 있다.
AI 스피커의 기술은 세대별로 발전을 거듭해 왔다. 초기에는 단순한 음성 명령 및 제어만이 가능했지만, 점차 음성 인식률 향상을 위한 MCE(최소 분류 오류) 방식, N-gram 언어 모델, CMU의 스핑크스 툴 등이 개발되었다. 최근에는 사용자의 감정까지 분석할 수 있는 단계에 이르렀으며, 더욱 정확한 음성인식과 AI 플랫폼 구축을 위해 많은 대기업들이 고액의 투자를 지속적으로 하고 있다.
이렇듯 AI 기술은 꾸준히 발전하고 있으며, 특히 음성인식 분야에서 괄목할 만한 성과를 이루어 왔다. 이러한 기술 발전에 힘입어 AI 스피커를 보유한 가정의 수도 해가 지날수록 크게 증가하고 있다. 스마트홈 분야에서도 AI 기술은 중심이 되는 핵심 기술로 평가받고 있다.
2.2. IOT 기술
IOT 기술은 4G에서 5G로의 이동통신 진화에 힘입어 저지연 및 고신호, 초연결을 가능케 하며 모바일 네트워크의 광대역 기능 증대와 기존에는 불가능 했던 새로운 통신 인프라를 목표로 한다. 새로운 통신 인프라는 인터넷과 사물 간의 융합에 유의미한 발전을 이끌어 내며, 사물인터넷(Internet Of Things) 시대를 주도한다.
IOT의 핵심 기술 요소는 크게 네트워크, 센서, 인터페이스 기술로 구분된다. IOT의 네트워크 기술은 인간과 사물, 서비스 등의 요소를 연결시키는 기능이다. 스마트홈 분야에서는 주로 가정내의 WIFI를 통한 IP 기반의 프로토콜로 기기들을 연결하며, Bluetooth, Zigbee, Zwave, RFID등의 Non-IP 프로토콜을 통한 정보교환이 이루어지는 센서, 엑추에이터 같은 기기들은 Hub, Bridge라 불리는 싱크노드(Sink Node)를 통해 인터넷과 연결되어 제어 및 상태 메시지를 송수신한다. 센서 기술은 내부 센서, 외부 센서를 포함하여 온도, 습도, 조도, 가스, 초음파 등 다양한 정보에 대한 감지 및 모션추적을 통한 주위환경에서의 정보를 획득하는 기능이다. 최근에는 센서에 MCU(Micro Controller Unit)가 내장되고, SoC(System on Chip) 기술이 접목되어 제어, 판단, 통신이 가능한 스마트 센서가 개발되었으며, 센서 네트워크 발달과 함께 이 스마트 센서를 이용한 스마트 기기 및 IOT기기의 발전이 주를 이루고 있다. 인터페이스 기술은 ...
참고 자료
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