ROObockey: 정밀 보조 원격 제어 스트리트 하키 로봇

1. 소개
   로봇 기술이 발전함에 따라 영상 처리는 자율 주행 차량부터 상업용 서비스 로봇까지 다양한 응용 분야의 초석이 되었습니다. 캘리포니아 산마테오의 로보게임즈 대회는 학생들에게 풀사이즈 하키 경기장에서 퍽을 패스하고 슈팅하는 로봇 설계를 요구합니다. ROObockey는 최첨단 비전과 제어 알고리즘을 활용한 고도로 정확한 AI 구동 슈팅 메커니즘을 통합해 이 도전을 한 단계 발전시켰습니다.

2. 문제 정의
   2.1. 필요성
   하키 로보틱스는 현재 인간 조작자가 타겟을 선택하고 패스를 실행하는 데 의존해 불가피한 오류를 낳습니다. 팀원과 상대의 정확한 위치를 찾아내는 센싱 시스템을 내장하면 수동 편향을 제거하고 진정한 자율 패스를 실현할 수 있습니다. 이러한 시스템은 향후 지능적 플레이를 조율하는 다중 로봇 팀의 길도 열어줍니다.
   2.2. 목표
   ROObockey의 목표는 정지된 타겟 비콘에 퍽을 일관되게 슈팅할 수 있는 하키 로봇을 만드는 것입니다. 로봇은 수동 플레이용 무선 제어 가능하며 사용자 발사 명령도 수용합니다.
   2.3. 배경 (연구 조사)
   2.3.1. 개요
   핵심 개념은 이미지 처리로 타겟 모양과 색상을 감지하는 소프트웨어 보조 슈팅 플랫폼입니다. 광각 렌즈 카메라가 실시간 데이터를 프로세서에 공급하면 프로세서가 전자기계식 발사기를 구동해 퍽을 정확히 전달합니다.
   2.3.2. 관련 기술
   현재 특허는 휴머노이드 풀사이즈 하키 로봇이나 천장 마운트 컨트롤러에 집중. 무선 제어 스트리트 레벨 로봇의 정밀 슈팅이라는 틈새를 ROObockey가 공략합니다.

2.4.목표 트리

3. 설계 요구사항 명세
   시스템은 다중 센서 입력, 배터리 전원, 무선 제어, 영상 분석, 모터 작동을 통합.
   3.1. 엔지니어링 및 마케팅 요구사항

다음은 전체 시스템의 간단한 레벨 0 블록 다이어그램입니다.

4.2. 레벨 1
4.2.1. 하드웨어
로봇은 비테더드 작동용 배터리 구동, 고전압 공급이 센서, 무선 컨트롤러, 프로세서 보호를 위해 레귤레이트됨. 전원 관리가 필요한 승압/강압 전압 제공. 무선 입력이 사용자 이동 및 슈팅 명령 허용.
센서 스위트에는 비콘 감지용 카메라와 퍽 존재 센서 포함. 모든 데이터 스트림이 중앙 프로세서로 모여 영상 분석, 제어 로직, 모터 명령 처리.
모터 제어는 DC 모터 구동, PWM으로 속도와 방향 조절. 슈팅 메커니즘은 프로세서의 발사 명령을 받아 퍽을 정확히 추진.
하드웨어 레벨 1 블록 다이어그램(Figure 3)이 이들 서브시스템과 상호연결 보여줌.

4.2.2. 소프트웨어
소프트웨어 레이어가 색상과 모양 인식으로 타겟 비콘 위치 파악. 카메라 입력이 실시간 처리; 감지된 비콘이 PWM 통해 모터 지시 트리거. Figure 4가 영상 캡처부터 모터 작동까지 흐름 보여주는 소프트웨어 레벨 1 블록 다이어그램.

출처: ROObockey: Remote Controlled, Aim‑Assisted Street Hockey Robot