본 프로젝트를 진행하기 전까지
- OpenCV 기초와 응용
- 허프변환 기반 차선 인식 주행
- 슬라이딩 윈도우 기반 차선 인식 주행
- 필터 기반 조향각 제어
- PID 기반 조향각 제어
위 내용으로 학습을 진행하며 차선 이탈 없이 자율 주행하기 위해 모든 조원들이 머리를 맞대고 열심히 실습을 진행했습니다. 위의 학습한 내용을 바탕으로 차선인식 경진대회에서 자이카가 차선을 이탈하지 않고 주행할 수 있도록 주어진 템플릿을 활용해서 프로젝트를 진행하시면 됩니다. 주어진 템플릿에 대한 간략한 설명을 읽고 템플릿을 수정하면서 원하는 주행을 할 수 있는 코드를 작성해주세요.
템플릿의 이름을 LaneKeepingSystem으로 변경한 다음 자이카의 xycar_ws의 src에 업로드하여 catkin_make를 하면 프로젝트의 템플릿으로 활용할 수 있습니다.
프로젝트 코드를 Build하는 환경을 설정합니다. 프로젝트를 수행하기 위해서 필요한 패키지, 헤더 파일, 라이브러리, 파일 이름 등을 명시할 수 있으며 필요한 경우 ROS에서 지원하는 msg들을 추가하여 노드 간의 통신 형태를 추가할 수 있습니다.
기본 Libray
- LaneDetector
- LaneKeepingSystem
- MovingAverageFilter
- PIDController
기본 Package
- OpenCV
- YAML_CPP
- Catkin
- roscpp
- xycar_msgs
- sensor_msgs
- std_msgs
기본으로 탑재된 Library와 Package만으로도 프로젝트를 수행하는데 무리가 없으나 필요한 경우 원하는 패키지 및 라이브러리를 추가하여 사용할 수 있습니다.
프로젝트를 진행하면서 프로젝트에서 사용하는 변수를 명시해 놓은 파일입니다. 파일에 명시되어 있는 Parameter 값을 수정하면서 각 팀의 프로젝트의 방향성에 알맞는 변수를 확인하여 수정하면서 프로젝트를 진행하면 됩니다.
여러분의 프로젝트에 필요한 센서를 동작시켜 원하는 Paramete값을 모두 받아올 수 있도록 해야합니다. 여러분의 차선인식주행에 필요한 데이터를 받아와서 활용할 수 있도록 launch 파일을 수정해서 사용해주세요.
Moving Average Filter를 C++로 구현한 코드가 작성되어 있습니다. 해당 파일을 통해서 입력으로 들어오는 값에서 노이즈의 영향을 줄일 수 있습니다. 프로젝트 진행 과정에서 추가적으로 코드를 수정할 필요는 없으나 다른 형태의 필터를 구현해서 사용하고자 하는 경우 수정하여 사용할 수 있습니다.
강의를 통해서 배운 PID 제어를 C++로 구현한 코드가 작성되어 있습니다. 자이카의 움직임을 제어하기 위해서 사용하는 코드로 PID를 통한 Feedback 제어를 하지 않을 경우 Xycar가 심하게 진동하면서 주행하는 것을 확인할 수 있습니다. PID는 강의에 나온 제어 기법으로 가장 간단하고 편리하게 사용할 수 있는 제어 방법입니다. 프로젝트 진행과정에서 PID 제어를 사용하지 않고자 한다면 다른 제어기법을 구현해서 프로젝트를 진행하면 됩니다.
만약 PIDController을 그대로 사용하고자 한다면 config.yaml 파일에 명시되어 있는 PID 제어 값을 수정하면서 프로젝트를 진행하면 됩니다.
각자의 팀만의 고유한 영상처리 알고리즘을 구현하여 LaneKeepingSystem을 동작시킬 수 있는 코드를 작성해야 합니다. 여러분만의 영상처리 기법을 통해서 차선인식주행을 위해 필요한 영상처리 코드를 마음껏 작성해주세요.
영상 처리 알고리즘을 작성하기 위해서 필요한 일부의 변수들을 config.yaml 파일로부터 가져오는 함수입니다. 여러분의 영상처리 알고리즘을 작성하고자 할 때 추가적으로 필요한 변수가 있다면 변수를 config.yaml 파일에 형식에 맞춰 작성한 다음 해당 변수를 불러오는 함수를 추가해주세요.
여러분들만의 함수를 작성해서 원하는 형태의 영상처리 알고리즘을 구현해주세요. 차선인식 주행을 할 수 있다면 형태, 방식, 조건 모두 상관없습니다.
자이카의 차선인식 주행을 위해서 Main 함수에서 동작하는 run 함수가 포함되어 있는 파일입니다. 프로젝트에 필요한 모든 함수를 작성한 다음 해당 함수들을 이용해서 차선인식 주행을 할 수 있도록 코드를 작성해주세요.
LaneKeepingSystem을 선언했을 때 동작하는 함수로 프로젝트를 initialize합니다. 작성한 LaneDetector 함수와 함께 동작하는 코드를 작성해주세요.
LaneKeepingSystem이 동작하면서 필요한 변수들이 저장되어 있는 config.yaml 파일로부터 변수를 가져오는 함수입니다. 기본 템플릿에서 추가된 변수가 있는 경우 변수를 가져올 수 있도록 수정해주세요.
LaneKeepingSystem이 동작이 끝나서 해당 함수를 종료하고자 하는 경우 선언한 Class들을 삭제하는 함수로 LaneDetector를 initialize한 경우 종료할 때 같이 삭제하는 코드를 작성해주세요.
Main 함수에서 동작할 run 코드를 작성해야 합니다. 작성한 모든 함수를 활용해서 차선인식 주행을 할 수 있도록 인지, 판단, 제어를 할 수 있는 run 함수를 작성해주세요.
카메라로부터 들어온 이미지를 원하는 크기의 이미지로 return하는 함수입니다.
자이카의 모터제어를 위해서 필요한 속도값을 들어오는 값에 따라서 속도를 감가속하는 함수입니다. 현재 코드에서는 정해진 차선의 기울기의 임계값에 따라서 큰 기울기를 가지고 있다면 감속하고 작은 기울기를 가지고 있다면 가속하는 형태로 되어 있습니다. 여러분의 프로젝트의 방향성에 맞춰서 해당 코드를 수정하거나 그대로 사용하시면 됩니다.
자이카의 모터제어를 위해서 메시지를 발행하는 함수입니다. 모든 데이터 전처리 이후 원하는 모터의 조향각과 속도를 하나의 토픽으로 발행하여 발행된 값에 따라서 모터가 동작합니다.
여러분이 작성한 코드가 Main함수에서 동작합니다. 만약 여러분의 코드가 문제없이 작성되었다면 여러분의 프로젝트는 무리없이 빌드되고 실행될 것입니다.