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초록

영어

This paper proposes and implements a moving light control system with real-time object tracking using embedded boards Raspberry Pi and Arduino. The system focuses on real-time object tracking to provide an automated moving light control method distinct from existing systems. The system captures video via a Raspberry Pi camera and tracks objects in real time using OpenCV’s CSRT tracker. Based on tracked coordinates, pan and tilt values are calculated and sent via Bluetooth to Arduino to control DMX protocol-based moving lights. Experiments using two moving lights in a convention hall evaluated tracking ability, illuminance changes, and movement speed. The system stably tracked objects when illuminance was above 60% in dark conditions and effectively followed objects moving up to 2.88 m/s. Power consumption was about 20W, reducing energy use by 96% compared to a commercial console (550W). The total system cost was approximately 300,000 won. These results demonstrate the system’s potential for effective use in small stage and lecture environments.

한국어

본 논문에서는 임베디드 보드인 Raspberry Pi와 Arduino를 활용하여, 실시간 객체 추적 기능을 지닌 무빙 라이트 제어 시스템을 제안하고 구현하였다. 제안된 시스템은 실시간 객체 추적 기능을 핵심으로 하여, 기존 시스템 과 차별화된 자동화된 무빙 라이트 제어 방식을 제공한다. 시스템은 라즈베리파이에 연결된 카메라를 통해 비디오 입 력을 받고, OpenCV의 CSRT 추적기를 활용하여 사용자가 선택한 객체를 실시간 추적한다. 추적된 좌표를 바탕으로 무빙 라이트의 팬(Pan)과 틸트(Tilt) 값을 계산한 후, Bluetooth를 통해 Arduino로 전송하여 DMX 프로토콜 기반의 무빙 라이트를 제어한다. 실험은 실제 컨벤션 홀에서 무빙 라이트 2대를 사용하여 진행되었으며, 기본적 객체 추적 능력, 조도 변화, 이동 속도 변화의 조건에서 성능을 평가하였다. 제안된 시스템은 암전 상태에서 무빙라이트의 각 조 도가 60% 이상일 때 안정적인 객체 추적이 가능하였다. 또한 객체가 초속 2.88m/s 이하로 이동할 경우, 무빙 라이트 가 실험자의 얼굴을 안정적으로 비추었다. 본 시스템의 전력 소비는 약 20W로 상용 콘솔(550W) 대비 약 96% 절감 되었고, 총 시스템 구축 비용도 약 30만 원 수준으로 저렴하였다. 이러한 결과는 제안된 시스템이 소규모 무대 및 강 연 환경에서 효과적으로 활용될 수 있는 가능성을 보여준다.

목차

요약
Abstract
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 관련 연구
1. 라즈베리파이
2. 상관 필터 사용 객체 추적 알고리즘의 동향
Ⅲ. 객체 추적 시스템 및 실험 환경 조성
1. 객체 추적 무빙 라이트 제어 시스템의 전체 동작 흐름
2. 실험 환경 구성 및 연결
Ⅳ. 실험 및 결과
1. 첫 번째 실험
2. 두 번째 실험
3. 세 번째 실험
4. 제안된 시스템과 기존의 무빙 라이트 컨트롤러의 비교
Ⅴ. 결론
References

키워드

무빙 라이트 아두이노 라즈베리파이 객체 추적 디지털멀티플렉스 자동화 Moving Light Arduino Raspberry Pi Object Tracking DMX Automation

저자

• 손인석 [ In-Seok Son | 준회원, 숭실대학교 글로벌미디어 학부 학사 과정 ] 제1저자
• 이강희 [ Kang-Hee Lee | 정회원, 숭실대학교 글로벌미디어 학부 교수 ] 교신저자

참고문헌

발행기관

간행물