Autonomous Rescue Robot 'A.R.I.' (Autonomous Rescue Intelligence)
MPU6050 자이로 센서와 다중 센서 융합 기반의 재난 환경 탐색 및 실시간 예외 제어 자율주행 로봇 프로젝트입니다.
본 프로젝트는 인간이 진입하기 어려운 극한 환경(화재, 붕괴, 암흑 등)에 스스로 진입하여 지형을 탐색하고, 실시간 위험 요소를 감지하여 안전하게 대피 및 임무를 수행하는 스마트 자율주행 로봇 시스템을 구현했습니다. 아두이노의 delay() 병목 현상을 극복한 논블로킹 예외 처리와 통계적 데이터 필터링을 적용하여 상용 시스템 수준의 신뢰성을 확보한 것이 특징입니다.
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재난 현장은 화재로 인한 고온, 연기로 인한 암흑, 구조물 붕괴로 인한 지형 변화 등 예측 불가능한 위험으로 가득 차 있습니다. 본 로봇은 구조대원이 진입하기 전, 선제적으로 재난 지역에 투입되어 지형 정보를 수집하고 환경 위험도를 판정하기 위해 개발되었습니다.
- 안전 최우선 제어: 차체 전복이나 화재 감지 시 시스템을 보호하는 하드웨어 잠금 및 대피 알고리즘 구현.
- 센서 노이즈 극복: 저가형 센서에서 발생하는 값의 튐 현상을 소프트웨어 필터로 정제.
- 실시간 예외 처리: 특정 동작(회전, 대기) 중에도 재난 환경의 변화를 놓치지 않는 인터럽트 방식의 Polling 시스템 구축.
| 분류 | 부품명 | 역할 및 기능 |
|---|---|---|
| Main MCU | Arduino Board | 전체 센서 데이터 처리 및 주행/경보 알고리즘 연산 |
| Display | I2C LCD (16x2) | 로봇의 현재 상태 및 실시간 위험 메시지 시각화 |
| Actuator | DC Motors & Servo | 차체 주행 구동 및 초음파 센서 좌우 회전(지형 스캔) |
| Navigation | HC-SR04 초음파 센서 | 전방 장애물 감지 및 탈출 경로 탐색 |
| Safety | MPU6050 자이로 센서 | 차체의 X, Y축 기울기 실시간 측정 (붕괴/전복 감지) |
| Environment | DHT11 / 불꽃 감지 / 조도 | 고온·고습 환경 감지 / 화재(빛) 감지 / 암흑 구역 감지 |
| Output | 고휘도 LED / 수동 부저 | 야간 시야 확보 / 위험 단계별 차별화된 사이렌 출력 |
초음파 센서가 벽면의 각도나 진동 때문에 순간적으로 0이나 999 같은 비정상적인 에러 값(노이즈)을 읽는 문제를 해결하기 위해 적용했습니다.
단시간에 거리를 3번 연속 측정하여 크기순으로 정렬한 뒤, 가장 안정적인 **중간값(Median Value)**을 취해 로봇의 주행 불안정성을 완벽하게 제거했습니다.
long a = getDistance(); delay(10);
long b = getDistance(); delay(10);
long c = getDistance();
if ((a <= b && b <= c) || (c <= b && b <= a)) return b;