[2022] Vision AI를 활용한 동아리방 출입 관리 시스템

1. 작품 소개
   (1) Vision AI를 활용한 동아리방 출입 관리 시스템은 인공지능을 활용하여 실시간으로 이미지를 받아드린 후 저장되어 있는 안면 데이터베이스와
         비교하여 사람을 자동으로 식별할 수 있는 시스템 입니다.
   (2) 동시에 동아리방에 출입한 인원들의 데이터를 활용하여 웹 사이트에 시각화하여 관리자, 회원이 확인할 수 있습니다.
         또한 관리자는 웹사이트에서 쉽게 회원을 등록, 수정, 삭제, 검색 할 수 있습니다.

Vision AI를 활용한 동아리방 출입 관리 시스템

2. 주요 서비스
    (1) 출입 통제
→ 인공지능이 얼굴인식에 성공한 경우 도어락이 열리게 되며, 성공하지 않은 경우 도어락이 열리지 않습니다.
    (2) SMS 알림
→ 승인에 실패한 경우 관리자의 SMS 알림(telegram)을 전송하는 보안 기능이 있습니다.
    (3) 출입통계 확인
→ 웹 사이트에서 출입 통계를 확인할 수 있으며,  출입 통계는 월별, 주별로 출입 현황을 확인할 수 있으며 학년별로 출입한 횟수를 확인할 수 있습니다.
    (4) 회원 관리
→ 비등록 인원이 출입을 시도할 경우 해당 이미지를 캡쳐하여 웹에서 확인할 수도 있습니다 .

3. 시스템 구성도

Vision AI를 활용한 동아리방 출입 관리 시스템 시스템 구성도

(1) Jetson Nano를 중심으로 도어락을 제어하는 릴레이 모듈, 이미지를 받아오는 카메라, 인공인식 현황을 확인할 수 있는 디스플레이로 구성이 되어
       있습니다.
(2) 인공지능이 얼굴인식에 성공한 경우 도어락이 열리게 되며 실패한 경우 관리자의 SMS 알림이 전송되게 됩니다.
(3) 모든 데이터들은 구글의 Firebase에 저장되며 해당 데이터를 바탕으로 웹에서 통계를 보여줍니다.

4. 주요 기술
(1) Jetson Nano
   - Jetson Nano는 NVIDIA의 소형화된 싱글보드 컴퓨터 입니다.
   - 낮은 전력으로도 인공지능, 이미지 처리를 할 수 있는 초소형 컴퓨터 장비입니다.
   - GPU를 탑재하고 있어 간단한 연산을 동시에 수천개 이상 처리해야 하는 딥러닝에 적합하며 외부 카메라 혹은 도어락 등과 직접 연결하는 회로 연결을
      통해 컨트롤 할 수 있습니다.
   - Jetson Nano는 리눅스 기반의 OS인 Jetpack을 설치하여 사용하며 GPU가속을 통한 인공지능 구축에 중요한 CUDA를 사용할 수 있습니다.

(2) Dlib
- Dlib 라이브러리는 이미 학습된 인공신경망 CNN 모델을 활용하여 얼굴에 랜드마크를 찍고 각 거리를 비교함으로써 얼굴을 식별할 수 있는 오픈소스
   입니다.
- 얼굴인식 과정은 만들어진 이미지 피라미드를 슬라이딩 윈도우 방식으로 탐색하는 선형분류기를 이용하여 진행합니다.
- C++기반으로 만들어 졌지만 python을 공식적으로 지원하며 여기를 클릭하여 사용 예제를 확인할 수 있습니다.

(3) OpenCV
  - OpenCV는 컴퓨터가 인간의 눈처럼 작용할 수 있도록 처리해주는 역할을 합니다.
  - 카메라를 통해 이미지를 받아오거나 컴퓨터에 이미지를 띄우는 등의 작업을 할 수 있도록 합니다.
  - CCTV, 로보틱스, 제품검사 등 다양한 분야에 활용됩니다.

(4) Firebase
  - 파이어베이스는 구글의 클라우드 서비스로 애플리케이션을 쉽게 제작할 수 있도록 도와주는 역할을 합니다.
  - 파이어베이스는 데이터 분석, 회원 관리, 보안, 파일 저장 등 다양한 서비스를 제공하고 있습니다.
  - 자신의 프로젝트에 필요한 기능을 개발자가 직접 개발하지 않고도 기능을 사용할 수 있으며 클라우드 서비스이기에 활용성도 높아집니다.
  - 실시간으로 웹사이트와 소통할 수 있으며 우리의 프로젝트에서는 웹 사이트와 Jetson Nano를 연결해주는 매개체 역할을 수행합니다.
  - python에서 사용하기 위해서는 라이브러리를 설치 해야하며 JSON형태로 데이터를 주고 받을 수 있습니다.

5. 기타
  - 다른 방식으로 설치하고 소스코드를 얻기 위해 개발에 함께한 팀원들(손옥무, 김건우, 장성익, 설재혁)의 깃허브를 방문하실 수 있습니다.
     → 무단 전제, 복제를 일체 금하며, 소스코드를 사용하고자 할 경우 사용 허가를 득하길 바람.
  - 웹 사이트 : https://teambinary22.github.io/

6. 수상 내역
  (1) 2022 DIT 캡스톤디자인경진대회 / 대상 수상
  (2) 2022 디지텍 캡스톤디자인경진대회 / 장려상 수상
  (3) "AI 기반의 얼굴인식을 통한 동아리방 출입 시스템"으로 특허 출원