Motivation for Development

대학교 캠퍼스 내에서는 많은 분실물이 발생하지만, 이를 관리에 의존하는 기존 방식은 수기 기록이나 단순 보관에 머물러 비효율적이다. 이로 인해 학생들은 분실물을 찾기 위해 정해진 시간 내에 특정 보관 사무실을 직접 방문해야 했고, 분실물 관리자 역시 많은 시간과 노력을 들여야 하는 불편함이 있다.

따라서 Team DELTA는 이 문제를 해결하고 캠퍼스 내 분실물 관리 및 수령의 편의성과 보안성을 높이기 위한 프로젝트를 진행한다.

IoT 시스템과 AI 기술을 결합하여 누구나 쉽고 안전하게 분실물을 등록하고 수령할 수 있는 스마트 보관함 시스템을 개발한다. YOLO 모델을 활용해 분실물의 종류를 구별하고, 객체 비교 알고리즘이 분실물의 이미지 유사도를 판별하여 기존 소유자를 찾아주도록 한다. 나아가 AWS 클라우드, Jetson Nano, Arduino Mega 하드웨어, 그리고 모바일 앱(Mobile App)을 연동시켜 정확하게 소유자를 찾아주는 자동화 분실물 시스템을 구축한다.

습득자는 보관함에서 즉시 물건을 촬영 및 등록할 수 있으며, 시스템은 이를 자동으로 분류하여 데이터 목록화함으로써 조회 시간을 단축한다. 분실자는 앱에서 분실물 리스트를 확인한 뒤 증빙 절차를 거쳐 승인 요청을 할 수 있도록 구현해 현장 대면 횟수와 수령 대기 시간을 대폭 줄인다. 승인 후에는 일회용 OTP로 해당 보관함만 개방하도록 하여 무인 및 야간 수령을 가능하게 했으며, 보안성이 강화된 시스템을 통해 분실물 회수율을 높이고자 한다.

Operation Principle

습득물 등록 및 AI 객체 인식 분석

습득자가 분실물을 보관함에 넣으면 내부에 설치된 카메라가 물건을 촬영한다. 이때 Jetson Nano 메인 처리부에서 YOLOv8 모델이 작동해 객체의 종류를 먼저 탐지한다. 이후 ORB 알고리즘, Tesseract OCR, HSV 색상 히스토그램을 결합한 다중 가중치 비교 알고리즘을 적용하여 물건의 형태, 고유 텍스트, 색상 분포 등의 특징을 정밀하게 추출하고 객체 간 유사도 비교를 위한 데이터 처리를 마친다.

클라우드 기반 데이터 처리 및 유사도 매칭

분석된 이미지와 추출된 세부 데이터는 AWS 클라우드(S3, DynamoDB)에 유형별로 저장 및 전송되도록 구축한다. 서버에서는 AWS Lambda를 활용해 기존에 접수된 분실물 신고 데이터와 방금 등록된 습득물 데이터의 유사도를 자동으로 비교 분석하여, 소유자가 찾고 있는 물건이 맞는지 매칭하는 역할을 수행한다.

본인 인증 및 스마트 보관함 제어

매칭 결과를 확인한 소유자가 보관함 앞에 도착하면 안전한 본인 인증 절차를 거치도록 한다. 시스템을 통해 인증이 성공적으로 완료되면, 아두이노(Arduino)가 보관함의 물리적 잠금장치를 제어해 문을 열어주고 최종적으로 분실물을 무사히 반환받을 수 있게 구현한다.

전체 동작 구조 요약

결과적으로 본 시스템은 엣지 디바이스에서의 빠르고 정확한 실시간 비전 처리, 클라우드 서버에서의 유연한 데이터 매칭, 그리고 마이크로컨트롤러를 통한 안전한 하드웨어 제어가 유기적으로 연결된 하이브리드 아키텍처이다. 분실물 습득부터 반환까지의 전 과정을 사람의 개입 없이 반자동화하여 작동하도록 완성한다.

Expected Effect

분실물 회수율 증가 및 신뢰 기반의 캠퍼스 조성

매년 수많은 분실물이 발생하지만 반환율은 지속적으로 떨어지는 문제가 있다. 이에 수작업과 대면 위주였던 기존 분실물 관리 방식을 IT 기술로 완벽히 반자동화했다. 이를 통해 분실물이 방치되거나 폐기되는 일을 줄이고, 24시간 언제든 쉽게 물건을 되찾을 수 있는 신뢰도 높은 캠퍼스 환경을 조성한다.

도입 비용 최소화 및 관리 효율성 극대화

별도의 인력이 상주할 필요가 없는 무인 시스템으로 구축하여 인건비와 유지 관리 비용을 대폭 감소한다. 특히 고가의 전용 장비 대신 Jetson Nano와 같은 보급형 하드웨어와 YOLOv8 오픈소스 비전 모델을 활용해 제작 단가를 낮춘다. 서버 역시 필요한 순간에만 리소스를 작동시키는 AWS Lambda 서버리스 아키텍처를 적용해 유지비를 최소화함으로써, 다중이용시설 도입 시의 경제적 부담을 크게 줄여준다.

비대면 수령의 편리함과 철저한 보안성

분실물 관리 센터를 직접 찾아갈 필요 없이 스마트폰 앱으로 본인의 물건을 확인하고 보관함에서 바로 수령할 수 있게 한다. 또한 도난 방지를 위해 1회용 OTP 코드로만 문이 열리도록 설계했고, 매칭 5회 실패 시 계정을 차단하는 등 강력한 보안 로직도 구현한다. 분실물 등록 시에도 내부 센서와 조명을 통해 최적의 상태로 자동 촬영되도록 처리하여 누구나 쉽고 안전하게 이용할 수 있도록 한다.

Photo & Results

졸업작품 소개영상

https://www.youtube.com/watch?v=DhCMqx_oMW8