아두이노 & 아이폰으로 증강현실(AR) 로봇 만들기

아두이노로 증강현실 로봇 만들기

애플이 인텔칩을 사용하기 시작하면서 유니티엔진은 게임 업계에서 많은 인기를 얻고 있습니다. 하지만 유니티로는 게임만 개발할 수 있는 것은 아닌데요.

오늘은 이 유니티엔진과 아두이노를 활용해 멋진 증강현실 로봇을 만든 'Matthewhallberg'의 프로젝트에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

Matthewhallberg는 로봇 전문 개발자로서 최근 I AM ROBOTICS와 계약을 했는데, 이 회사는 로봇을 이용해 물류를 관리하는 솔루션을 제공하는 기업이었습니다. 이 회사는 로봇을 이용해 물품을 관리하는 기술은 있었지만, 로봇을 창고에서 움직일 수 있는 기술이 부족한 상태였습니다.

Matthewhallberg는 이를 해결하기 위한 솔루션을 디자인했고, 이를 테스트하기 위해 아이폰과 아두이노를 활용한 AR 로봇을 만들었습니다.

그가 만든 이 증강현실 로봇에는 세가지 기능이 탑재되어 있습니다.

1. 실시간영상을 보면서 로봇을 컨트롤 하는 기능

2. 로봇이 특정 물체를 추적하는 기능

3. 증강현실 SDK를 활용해  3D 지도를 만드는 기능

이제 그가 로봇을 어떻게 만들었는지 한번 알아보겠습니다.

Step1. 로봇자동차 조립하기

그는 먼저 아마존에서 채시라 불리는 자동차를 구입했습니다. 이후 아두이노를 차체에 부착했습니다. 그리고 충분한 동작시간을 확보하기 위해 자체 하단에 보조배터리를 부착했습니다.

끝으로 스마트폰을 자동차에 부착하기 위해 'L' 모양의 플라스틱 조각을 부착했고, 케이블 타이로 아이폰을 고정시켰습니다.

Step2. 부품연결하기

모터와 아두이노를 연결하기 위해 1298N 듀얼 H 브릿지를 사용합니다. 아래 그림을 따라서 연결해줍니다. (같은쪽 바퀴 2개는같은 방향으로 전원을 연결해야 합니다.)

Step3. 프로그램 업로드

아래 코드를 아두이노에 업로드해 줍니다.(아래 txt 파일을 다운로드 받으세요.)

ar robot.txt

#include <SoftwareSerial.h>

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <WiFiUdp.h>

int incomingByte = 0;

int speed = 1023;//0 to 1023

int enA = 16;//d0

int in1 = 5;//d1

int in2 = 4;//d2

int enB = 14;//d5

int in3 = 0;//d3

int in4 = 2;//d4

//wifi stuff

const char* ssid = "***********************"; // wifi network name

const char* password = "*****************"; // wifi network password

WiFiUDP Udp;

unsigned int localUdpPort = 1998;

char incomingPacket[255];

void setup(){

Serial.begin(115200);

delay(10);

Serial.println("Motor test!");

// We start by connecting to a WiFi network

Serial.print("Connecting to ");

Serial.println(ssid);

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

delay(500);

Serial.print(".");

}

Serial.println("WiFi connected");

Serial.println("IP address: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

Serial.println("Starting UDP");

Udp.begin(localUdpPort);

pinMode(enA, OUTPUT);

pinMode(enB, OUTPUT);

pinMode(in1, OUTPUT);

pinMode(in2, OUTPUT);

pinMode(in3, OUTPUT);

pinMode(in4, OUTPUT);

}

void right()

{

digitalWrite(in1, LOW);

digitalWrite(in2, HIGH);

analogWrite(enA, speed);

digitalWrite(in3, LOW);

digitalWrite(in4, HIGH);

analogWrite(enB, speed);

}

void left()

{

digitalWrite(in1, HIGH);

digitalWrite(in2, LOW);

analogWrite(enA, speed);

digitalWrite(in3, HIGH);

digitalWrite(in4, LOW);

analogWrite(enB, speed);

}

void forward()

{

digitalWrite(in1, LOW);

digitalWrite(in2, HIGH);

analogWrite(enA, speed);

digitalWrite(in3, HIGH);

digitalWrite(in4, LOW);

analogWrite(enB, speed);

}

void backward()

{

digitalWrite(in1, HIGH);

digitalWrite(in2, LOW);

analogWrite(enA, speed);

digitalWrite(in3, LOW);

digitalWrite(in4, HIGH);

analogWrite(enB, speed);

}

void stop()

{

digitalWrite(in1, LOW);

digitalWrite(in2, LOW);

digitalWrite(in3, LOW);

digitalWrite(in4, LOW);

}

void ListenPacketRoutine(){

//listen for packets

int packetSize = Udp.parsePacket();

if (packetSize){

int len = Udp.read(incomingPacket, 255);

Serial.printf("UDP packet contents: %s\n", incomingPacket);

if (incomingPacket[0] == 'f'){

forward();

} else if (incomingPacket[0] == 'b'){

backward();

} else if (incomingPacket[0] == 'l'){

left();

} else if (incomingPacket[0] == 'r'){

right();

} else if (incomingPacket[0] == 's'){

stop();

}

}

}

void ListenKeyboardRoutine(){

if (Serial.available() > 0) {

incomingByte = Serial.read();

}

switch(incomingByte)

{

case 's':

{ stop();

Serial.println("Stop\n");

incomingByte='*';}

break;

case 'f':

{ forward();

Serial.println("Forward\n");

incomingByte='*';}

break;

case 'b':

{ backward();

Serial.println("Backward\n");

incomingByte='*';}

break;

case 'r':

{

right();

Serial.println("Rotate Right\n");

incomingByte='*';}

break;

case 'l':

{

left();

Serial.println("Rotate Left\n");

incomingByte='*';}

break;

}

}

void loop()

{

ListenPacketRoutine();

ListenKeyboardRoutine();

}

Step4. 와이파이 연결

모든 통신은 와이파이를 통해 이루어지므로 아이폰와 컴퓨터를 같은 와이파이 네트워크에 연결합니다.

로봇 플러그인을 사용해서 아두이노 IDE를 115200 BAUD로 변경해 줍니다.

Node MCU를 리셋하고 보드가 네트워크에 연결될때까지 기다린 후 IP 주소를 확인합니다.

Github에서 코드를 다운받아 Unity 프로젝트에 해당 IP 주소를 적용하면 됩니다.

(https://github.com/MatthewHallberg/AR_Robot)

아두이노 증강현실 로봇 제작방법은 아래 유튜브 영상과 그의 블로그에서 자세하게 확인할 수 있습니다.

그가 이 로봇을 만들때 사용한 부품은 아마존에서 구입하시면 됩니다.

이상 아두이노를 활용한 초저가 증강현실 로봇 만들기 프로젝트에 대해서 알려드렸습니다.