강원대학교 자율주행 RC카 제작 실무 교육 - 대학생 21명이 3일 동안 납땜부터 미션 주행까지
사례 요약
주관·주최 | 강원대학교 공학교육혁신센터, 강원대학교 LINC 3.0 사업단, 강원대학교 산학협력단 |
대상 | 강원대학교 재학생 21명 |
일정 | 2024년 7월 24~26일, 3일(KNU 스타트업 큐브 일대) |
교육 내용 | OpenCV를 활용한 자율주행 자동차 만들기(아두이노와 3D 프린터를 사용한 자율주행 RC카 제작) |
프로그램 | 피지컬 AI 메이커 |
교구·도구 | 코풀(당시 SW 코스웨어), 아두이노, ESP32 CAM, AI RC카 키트, 티처블 머신, OpenCV, 3D 프린터, 각종 공작 교구와 센서 |
결과물 | 자율주행 RC카, 트랙 미션 주행 |
강원대학교 공학교육혁신센터와 LINC 3.0 사업단, 산학협력단이 주관·주최한 ‘자율주행 RC카 제작 실무 교육’에 강원대학교 재학생 21명이 참여했습니다. 학생들은 2024년 7월 24일부터 26일까지 3일 동안 아두이노로 모터와 센서를 다루고, OpenCV와 티처블 머신으로 AI 실습을 한 뒤, 직접 만든 자율주행 RC카로 트랙에서 미션 주행을 했습니다. 교풀에듀는 3일 교육 과정을 운영했습니다.
3일 교육 구성
일차 | 내용 |
|---|---|
1일차 · 7월 24일 | 프로그램 개요 설명, 아두이노 개발 환경 세팅, 모터 실습과 납땜, 여러 센서 실습 |
2일차 · 7월 25일 | 인공지능 기초 이론과 개발 환경 세팅, OpenCV·티처블 머신 AI 실습, RC카 프레임 제작(3D 프린터 출력 또는 폼보드) |
3일차 · 7월 26일 | AI 자율주행 RC카 완성, RC카 미션 주행 |
자율주행과 OpenCV
자율주행은 운전자의 개입 없이 주변 환경을 인식하고 주행 상황을 판단해 차량을 제어하며, 주어진 목적지까지 스스로 주행하는 기술입니다. 미국 자동차기술학회는 자율주행 기술을 운전자가 모든 조작을 맡는 레벨 0(비자동)부터 모든 도로 조건과 환경에서 시스템이 주행을 맡는 레벨 5(완전 자동화)까지 6단계로 나눕니다.
OpenCV는 실시간 이미지 처리에 중점을 둔 오픈 소스 컴퓨터 비전 라이브러리로, 여러 운영체제에서 쓸 수 있습니다. 이 교육에서 학생들은 OpenCV와 티처블 머신으로 RC카에 적용할 AI를 실습했습니다.
1일차 · 7월 24일, 아두이노 개발 환경과 모터·센서 실습
1일차에는 프로그램 개요를 설명하고 아두이노 개발 환경을 세팅했습니다. 강사는 먼저 자율주행 기술과 인공지능을 간단히 소개했습니다.
자율주행 기술과 인공지능을 소개하는 1일차 개요 설명
학생들은 RC카 제작에 쓸 개발 환경을 노트북에 세팅하고, 여러 센서와 모터를 직접 연결하며 실습했습니다.
개발 환경을 세팅하고 센서와 모터를 연결하는 학생들
자율주행 실습을 위한 주행 환경도 세팅했습니다. 트랙에는 차선과 정지 표지판, 신호등, 주차 구역을 두어 RC카가 실제 자동차처럼 움직이도록 했습니다.
차선과 정지 표지판, 가림막을 설치한 자율주행 트랙
학생들은 납땜도 배워 모터와 센서를 연결했습니다.
교구 키트의 모터와 센서를 연결하는 1일차 실습
차체 디자인은 3D 프린터로 프레임을 만드는 과정부터 시작했습니다. 이어서 자율주행을 위한 기본 구조 설계를 배웠습니다.
프레임 제작에 쓴 3D 프린터와 3D 모델링 화면
2일차 · 7월 25일, 인공지능 이론과 OpenCV·티처블 머신 실습
2일차에는 인공지능 이론과 실습을 다뤘습니다. 학생들은 코풀(당시 SW 코스웨어)의 ‘[이론] 컴퓨터 비전 알아보기’ 교안으로 컴퓨터 비전 이론을 배우고, ‘[실습] ESP32 CAM 개발 환경 세팅하기’ 교안을 따라 카메라 보드의 개발 환경을 세팅했습니다.
CH340 드라이버 설치 안내, 코풀 교안 ‘[이론] 컴퓨터 비전 알아보기’, ‘[실습] ESP32 CAM 개발 환경 세팅하기’ 화면
학생들은 OpenCV와 티처블 머신으로 AI 알고리즘을 적용하는 방법을 배웠습니다. 티처블 머신은 코딩 없이 이미지 등을 학습시켜 머신러닝 모델을 만드는 웹 기반 도구입니다. 학생들은 인공지능이 자율주행 RC카에 어떻게 적용되는지 익히고, 실습으로 자신만의 AI 모델을 만들었습니다.
RC카 회로를 연결하고 태블릿에 스케치를 그리는 2일차 실습
이후 학생들은 직접 코드를 작성해 센서를 제어하고, 폼보드나 3D 프린터로 RC카 프레임을 만들었습니다. 센서와 모터를 조정하며 주행 테스트를 하고 오류를 고쳤습니다.
판재와 빨간 프레임으로 차체를 만든 RC카
3일차 · 7월 26일, RC카 완성과 미션 주행
3일차에는 학생들이 자율주행 RC카를 완성하고 미션 주행을 했습니다. 학생들은 1·2일차에 배운 내용을 바탕으로 RC카의 기능을 보완하고, 주어진 미션에 맞춰 경로를 설정해 자율주행을 구현했습니다.
go_forward, calibrate_right 같은 주행 함수 코드를 설명하는 강사와 코드를 작성하는 학생
정지 표지판과 신호등이 놓인 트랙에서 RC카를 주행하는 학생들
RC카를 완성한 학생들은 자신이 만든 차를 트랙에서 직접 주행시키며 문제점을 계속 고쳤습니다. 학생들이 만든 RC카의 형태는 저마다 달랐습니다.
주차 구역과 신호등, 정지 표지판 구간을 달리는 여러 형태의 RC카
미션 주행을 마친 뒤에는 교육 수료증을 전달하며 3일 과정을 마무리했습니다.
교육을 마무리하며 수료증을 전달하는 시간
현장 영상은 네이버 블로그 원문에서 볼 수 있습니다.
교풀에듀가 맡은 일
교육 과정: 아두이노와 모터·센서, 납땜에서 시작해 인공지능 이론, OpenCV·티처블 머신 실습, 프레임 제작, 미션 주행으로 이어지는 3일 과정을 운영했습니다.
교구: AI RC카 키트와 각종 공작 교구, 센서를 준비했습니다.
주행 트랙: 차선과 정지 표지판, 신호등, 주차 구역을 갖춘 자율주행 트랙을 교육장에 설치했습니다.
코스웨어: 코풀(당시 SW 코스웨어)의 이론·실습 교안으로 수업을 진행했습니다.
이런 학교·기관에 맞습니다
재학생 대상 AI·하드웨어 실무 교육을 여는 대학 공학교육혁신센터와 LINC 사업단
3일 안에 아두이노 제작부터 AI 실습, 미션 주행까지 한 과정으로 운영하려는 담당자
자율주행을 주제로 만든 결과물을 트랙에서 직접 주행해 보는 실습형 교육을 찾는 대학
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