1. 수행배경

• 도서관에는 수많은 책들이 모여있고, 많은 사람들이 오고 가기 때문에 책이 올바른 위치에 꽂혀 있지 못한 경우가 많다. 이러한 상황은 책을 찾으러 오는 사람들에게 불편과 혼란을 야기한다. 또한 이를 관리하는 일은 사람이 하므로 책을 하나하나 살피는 일은 매우 번거로울 뿐만 아니라, 너무 많은 양의 책이 있기 때문에 정확하지 못한 관리가 이루어질 수 있다. 따라서 보다 정확하고 효율적인 재고조사를 도울 수 있는 로봇이 필요하기에 본 과제에서는 사람의 도움없이 도서를 찾을 수 있는 무인 도서감지 로봇을 제작하기로 하였다.
• 무인 도서감지 로봇을 이용하여 효율적으로 도서관 도서들을 관리하며, 사람들이 겪을 수 있는 불편함을 해소시킨다.

2. 수행기간

3. 개발작품 설명

• Turtlebot3가 돌아다닐 도서관 모형 지도 gmapping SLAM한다. 저장된 지도를 통해 Jetson nano - 아두이노 uno - M6E nano RFID – HC06 모듈이 장착된 로봇이 도서관 내 각 책장들의 태그를 스캔한다. 측정된 도서관에서의 실시간 위치와 책의 위치를 블루투스 통신을 통해 앱인벤터로 전달한다. 알고리즘은 ROS Melodic, 앱인벤터 블록코딩, C++, Python 등의 언어로 구현하였다.

• 무인 도서감지 로봇 개발 과정 :
  • ① 도서감지 로봇을 구현시킬 미니 도서관 모형을 제작한다. Turtlebot3와 원격PC를 연결한 후, Turtlebot3 bringup, 원격PC에서는 SLAM 실행하여 로봇을 통해 모형 도서관 SLAM map을 구현하였다.

  • ② 도서감지 로봇이 스스로 움직일 루트를 지정해준다. 원격PC에서 제작된 map의 목표 위치를 선정하여 이동하도록 Navigation을 구현한다.

    ③ $rostopic echo /initialpose 명령어를 사용하여 도서관 모형 map에서의 시작점, 책장1, 책장2, 책장3, 끝점의 좌표를 수집한 후 Python 코드에 넣어두면 Navigation Rviz map 실행할 필요가 없어진다. 평소 도서감지 로봇이 키보드 g(go),s(stop) 버튼만으로 map Rviz 디스플레이없이 지정된 위치 이동시킬 수 있도록 Python 코드를 구현하였다.

  • ④ 도서감지 로봇의 실시간 위치, RFID 리더기로 도서 태그 인식한다. 아두이노 시리얼 통신으로 실시간 위치 좌표와 RFID 태그 데이터를 블루투스 HC-06 모듈을 이용하여 앱 인벤터로 전송한다. 앱인벤터로 전송될 데이터들을 기반으로 앱 제작하였다.

• 프로젝트 결과  :

  로봇이 도서관 모형 안에서 동작할 때마다 위치를 전송하고 RFID 리더기가 도서 태그를 인식하면, 앱 화면으로 데이터 값들을 확인할 수 있다. 책장과 책의 위치가 정상일 때, 책장과 책의 위치가 오류일 때를 비교하였다.

4. 활용방안

• 사람이 도서관에 있는 모든 책들을 재고관리 하게 된다면 많은 시간과 인력이 필요할 것이다. 하지만 이 무인 도서감지 로봇을 이용하게 된다면 시간과 비용 모두 절감할 수 있을 것이다. 또한, 사람이 일하면서 잘못 꽂힌 책의 위치를 못찾을 수 있다. 이 로봇을 이용한다면 보다 정확하게 도서 재고관리를 할 수 있게 된다. 따라서 사람이 했을 때보다 정확하고 효율적인 재고관리를 할 수 있을 것이다. 현재 새로 지어진 제2 학산도서관 이룸관에도 활용될 수 있을 것이라 보인다.

• 도서감지 로봇의 도움으로 빠르고 정확한 도서관리를 수행할 수 있다. 도서관에서의 활용가능한 로봇이 아닌 향후 물류공장에서도 물류 RFID 태그 인식을 통한 물류로봇 산업분야에서의 적용과 대형마트 내의 상품 위치 찾기도 가능할 것으로 기대한다.