홀로 떠나는 여행

나의 커스텀 드론...

모양은 레이싱 기체이나 레이싱으로 사용은 힘들다... 너무 뚱땡이라 무거워서..

두뇌는 무려 Pixhawk 64bit, 하단에는 Optical Flow sensor 인 PX4FLOW가 장착되어 있다.

커스텀 바디를 포함해서 중국산은 탄소섬유가 아니라서 강도와 무게가..  나름 비싼 부품이란 부품은
다 박아넣은 드론이라 제작비,,,? 후후후 통장을 탈탈 털어먹은 괴물같은 녀석이라 항상 보면서 느낀다.

내가 무슨짓을 한것인가...

기체를 만든 사유는 CAD와 연계하여 건물구조를 확인하기 위한 센싱 기체로 활용하기 위해서 였다.

그런데 비싸서 사실 동일스펙의 중국 짭퉁만을 이용한 마이너 버전을 또 만들었다.

만들고 나서 이것 역시 더 미친짓이었다는 것을 깨달았지만....

가만 보면 날개 죽지에 길게 다리가 별도로 달려있는데, Optical Flow 를 보호하기도 하지만,

전방 카메라 외에 작은 카메라를 또 달아서 하단 센싱을 수행한다.

레이싱 기체는 3분을 못난다. 따라서, 배터리도 일반 레이싱용은 안쓴다.

드론 관련 심심할 때 읽어볼만한 기사입니다.

아래 T드론 외에 여러가지 내용이 있습니다.

 2011년 3월 11일 오후 2시 46분. 리히터 규모 9.0의 지진과 초대형 지진해일(쓰나미)이 일본 도호쿠(東北) 지방 일대를 덮친 최악의 자연재해, 바로 ‘동일본 대지진’이 일어난 시간이다. 4년 반이 지난 현재 사람들은 이날 쓰나미의 여파로 일어난 ‘후쿠시마(福島) 원전사고’를 더 깊이 우려한다. 

사고 이후 후쿠시마 원전 1∼3호기가 결국 원자로 자체가 녹아내리는 ‘노심용융’에 이르자 도쿄전력은 4월 10일 방사성물질로 뒤덮인 사고 현장에 원격조종 무인 헬리콥터, 즉 드론을 투입했다. 사람이 들어가기 어려운 현장에 드론을 먼저 투입한 것이다.

- 생략 -

[토요판 커버스토리]하늘 위의 블루오션

원문 일시

원문 URL → http://news.donga.com/3/all/20151031/74513917/1

또다른 QAV 250 기체조립 블로그입니다.

역시 내용이 좋네요. 세세한 부분에서 특히 잘 설명되어 있습니다. 

드론위(DRONEWE)에서 진행한 ‘드론 조립교실’ 강의를 요약·재구성한 내용이라고 합니다.

원문일자 : 2015.08.27

드론女의 맨땅 조립기..드론 부품 구입부터 프로그램 세팅까지 

관련 URL → 클릭

드론 또는 RC용 다양한 커넥터를 잘 설명해 놓은 사이트다.

설명한 커넥터 종류는 다음과 같다.

Bullet

CC Bullet

JST

딘스( Deans Ultra Plugs )

EC3

XT60

좀더 정리하면 아래와 같다.

일전 연결해 놓은 사이트가 망해서.. 다시 정리하는 수고로움이 ㅠ.ㅠ 사이트들아~ 부디 번창하기를

□ 관련 URL → https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AF%B8%EA%B5%AD_%EC%A0%84%EC%84%A0_%EA%B7%9C%EA%B2%A9

드론에 입문하게 되면 크게 두 가지로 나뉩니다.

드론을 날리는 것을 좋아하는 사람, 드론 만드는 것이 더 좋은 사람

어느 경우든 드론 입문에 대해 가끔 문의가 오면 저는 꼭 저가형 드론을 하나 사서 날려보라고 말합니다.

결론부터 말하자면 "시마 x5c나 JJRC의 H12C 중 하나를 사서 날려보라. H12C가 좀 더 좋다... " 라고 권합니다.

만들기를 좋아하든 날리기를 좋아하든 꼭 먼저 날려보아야 어떤 것을 하든 잘 이해할 수 있기 때문에 

여러가지 이유로 드론을 입문하더라도 꼭 한번 날려볼 필요가 있습니다.

조립을 원해서 시작해도 막상 날리는 게 더 좋을 수 있고, 날리는 게 좋을 줄 알았는데 어느 새 열씸히 만들고 계시는 분들이 종종 있는 데다가 심지어 자신은 드론과 맞지 않는다는 것을 발견하는 경우도 ^^; 이때는 돈이라도 아끼는 경우가 되겠네요.

제가 보통 권하는 드론은 아래와 같습니다. 물론 더 싸고 좋은게 나오면 그게 좋겠죠..

Sima x5c와 JJRC H12C는 한번 사서 부담없이 날려보기 좋은 드론입니다. 

가벼워서 아이들이 다칠 위험도 적고 무엇보다 값이 저렴합니다.

□ 시마 x5c 와 JJRC H12C 

□ 주요 사양

이 중에 특히 H12C를 보다 권장하는데요. 추천하는 이유는 자동 복귀 기능과 조종기 모드 변경 때문입니다.

H12C의 주요기능에는 헤드리스 모드와 자동복귀 모드가 있는데요. 이상적이라면 둘 다 정말 유용한 기능입니다.

다만, 헤드리스 모드란 것이 정말로 유용해 지려면 날리는 도중에 모드 변경을 할 수 있어야 하는데...

아쉽게도 H12C는 날리는 도중에 변경할 수 없고 날리기 전에 설정해야 합니다.

사실 상 H12C의 헤드리스 모드는 아이들 손에 쥐어줄 것이 아니면... 거의 필요가 없는 기능이 됩니다.

참고로, 헤드리스 모드란 드론의 실제 앞, 뒤와 상관없이 조종기를 기준으로 앞, 뒤, 좌, 우를 편하게 조종할 수 있습니다.

드론의 방향을 잘 알지 못할 때 사용하면 좋은 기능입니다. 

사실 드론의 앞 뒤 방향은 상당히 중요합니다. 그래서, 프로펠러의 색상을 변경하거나 LED를 다는 등 여러가지 방법으로 드론의 앞, 뒤를 구분할 수 있도록 구성하는데요. 드론을 날리면 금방 이해가 되는 게 어느 정도만 떨어져도 사실 상 앞, 뒤 구분이 힙듭니다. 프로펠러 색상은 멀어지면 잘 구분이 안가고 LED도 낮에는 전혀 안보입니다. LED는 밤에는 엄청 유용한데... 요즘엔 밤에 날리는 것이 금지되어 있어서 LED를 아예 안달기도 합니다. 바테리만 아까울 수 있어서 ... ^^;

어쨋든, 드론의 헤드가 사람(조종기)를 보고 있다면, 조종이 전부 반대로 되는데요. 즉, 스틱(엘리베이터)을 앞으로 밀면 다가오거나 에일러론을 좌로 밀었는데 오른쪽으로 가거나 하죠. 이런 경우는 종종 발생하며 특히, 좌우 방향보다는 전후 문제 때문에 초보자가 드론을 잃어 버리는 경우가 많이 발생합니다. 작은 드론은 한 30m 이상만 떨어져도 앞뒤가 전혀 구분이 가지 않습니다. 이때 조종기로 밀거나 당겨서 다가오는지 멀어지는지 확인하면 되지 않느냐 할 수 있는데요. 멀어지는지 다가오는지도 진짜로 잘 구분이 안됩니다. 

따라서, 정말 난감한 상황에 종종 부딪히게 되는데요. 이러면 좀 위험하다 싶고 그래서 당겨 보았는데 잘 구분이 가지 않은 채로 멀어지기 시작해서 아차하는 순간에 연결이 끊기게 되는 거죠.

바로 이때 헤드리스 모드가 빛을 발합니다. 고급 기종은 날리는 도중에도 쉽게 전환할 수 있는데 헤드리스 모드로 변경한 다음 엘리베이터를 당기기만 하면 뒤(사용자가 있는 방향)로 날라오기 때문이죠.

그럼 자주 쓰느냐? ... ^^; 아뇨. 자동 복귀 기능( RTL 모드, Return To Launch - 보통 RTL이라하고 종종 RTH, RTB 등 Return To Home, Return To Base 등 다양하게 불림 )이 훨씬 자주 사용됩니다. 99%~  

H12C가 시마 x5c 보다 권할 만한 것은 바로 이 기능에 있습니다. 자동복귀 모드는 조종이 숙련된 다음에도 상당히 유용합니다.

오히려 숙련될 수록 더욱 중요합니다. 점차 뻘짓을 많이 하는 관계로... 

그러나, H12C의 자동복귀를 완전히 믿으시면 안됩니다. 고급 기종처럼 GPS를 이용해서 돌아오는 것이 아니고, 수신기의 신호 세기(RSSI)를 이용해서 복귀하는 것 같습니다.

두 번째 권장 사유로는 조종기 모드에 있습니다.

시마 x5c는  매뉴얼에는 모드1, 모드2를 지원한다고 되어 있는데요. 시마의 이상한 기준(?)일 뿐이고 구조적 한계로 모드2, 모드4 전환이 가능합니다. 따라서, 처음 사시는 분들께서는 유의하셔야 합니다. 모드1, 모드2 지원하지 않습니다.

시마 x5c로 모드1을 사용하고 싶은 분들은 구글링해보시면 이런 단점을 개조를 통해 보완하는 정보가 많이 나와있으니 참고하시기 바랍니다.

기판 배선을 긁지않고 바꾸는 방법 http://m.blog.daum.net/cominet/480#

기판 배선을 긁어내고 바꾸는 방법 http://blog.naver.com/sukhb386/220362105077

이에 반해 H12C는 모드1, 모드2를 지원하며 변경이 용이합니다. 모드1을 이용하고 싶은 분들이라면 H12C를 사용해 보시는 것도 괜찮을 것입니다. 단, H12C 조종기는 반드시 일반형으로 구매하셔야 합니다.

□ H12C 모드 변경 방법

드론에는 육각 볼트(hexagon bolts )를 많이 사용하는데 머리형태는 좀 달라도 보통 아래 두 가지 형태를 자주 볼 수 있습니다.

□ 탄소강 육각 볼트와 스테인레스강 육각볼트

결론부터 말하면 

- 탄소강 볼트는 가격은 싼데 마모가 쉽고 부식이 잘되는 편이다. 

- 반면, 스테인레스 강 볼트는 강도가 강하고 부식에도 강하지만 비싸다. 

따라서, 야외에서 사용을 하는 드론에는 스테인레스 강 볼트를 쓰는 것이 보다 좋습니다. ( 자외선이 많은 야외환경은 부식이 빨라지기 때문이죠. ) 

Aliexpress와 같은 해외 구매 사이트에서 비교해 보면 스테인레스 강이 탄소강에 비해 30% ~ 50% 정도 더 비싸게 판매되는데요. 다양한 볼트가 있으니 용도에 맞게 구매하면 되는데 보통 M2, M2.5, M3 세 가지 규격을 많이 사용하며 아래 정도를 하나 사 두면 쓸 만 합니다.

더 좋은 품질과 양질의 가격 조건으로 파는 곳이 정말 많으니 구글링은 필수입니다. 발품 팔 수 있다면 세운상가도 좋고요.

참고로, 두 볼트의 특성은 순전히 소재차이이므로 먼저 소재의 특성을 보면 아래와 같습니다.

□ 탄소강과 스테인레스 강의 차이점 ( Carbon steel & Stainless steel )

좀 더 학구적으로는 탄소강은 carbon 0.15 ~ 0.35%, manganese 0.25 ~ 1.65%를 포함하는 Fe ( ... 어렵군요... )

스테인레스 강은 최저 12%의 Cr 과 molybdenum, silicon, titanium을 혼합한다....고 하네요.

일반 기기에는 SUS 316로 표기한 스테인레스강을 많이 사용합니다.

□ 테크M 제25호(2015년5월) 기사

□ [드론 기술 들여다보기2] 비행제어/장애물 회피 임무수행 핵심, 데이터 처리/동체 제어 기술

- 전략 -

드론은 이제 일반인에게도 레저용 혹은 촬영용으로도 사용되고 있어 운동하는 모습을 추적하며 촬영하거나 드론을 통해 단체 사진을 촬영할 수 있다. 한편, 국내에서도 드론을 활용한 다양한 연구개발(R&D) 사업이 진행되고 있다. 특히 재난 환경에서 드론을 활용해 빠른 정찰 및 실종자 수색을 통해 골든타임 안에 인명구조를 하겠다는 계획을 내놨다. 사실 이렇게 다양한 분야에서 드론이 활용될 수 있었던 것은 기존 로봇의 2차원 공간의 제한을 3차원 공간으로 넓힘으로써 다양한 미션을 수행할 수 있는 계기를 마련했기 때문이다.

- 후략 -

□ 관련 URL : http://www.techm.kr/home/bbs/board.php?bo_table=cover&wr_id=230&mg_id=28

□ 테크M 제25호(2015년5월) 기사

□ [드론 기술 들여다보기-1] 드론 조종 쉬운 건 자세 안정화 시스템 덕

- 전략 -

무인항공기는 탑재돼 있는 비행제어 시스템(Flight Control System)의 자동화 수준에 따라 분류가 가능한데, 조종사가 탑승하지 않고 특별한 자동비행 시스템이 탑재되지 않은 경우는 기존에 많은 사람이 취미로 즐기는 원격조종(RC) 비행체라 볼 수 있다. 고정익 항공기의 경우 수직·수평꼬리 날개와 무게 중심 등의 적정한 비행체 설계를 통해 항공기가 기본적으로 안전한 비행이 가능하기에 특별한 자동비행 시스템 없이도 RC 비행이 가능하다. 회전익 항공기의 경우 메인 로터(Main Rotor)에 스테빌라이저 바(Stabilizer bar)를 포함해 사람이 조종 가능한 수준으로 항공기 반응속도를 지연시킴으로써 요(yaw) 축의 자세 안정화 자이로(Gyro)만 부착하면 RC 비행이 가능하다.

- 후략 -

□ 관련 URL : http://www.techm.kr/home/bbs/board.php?bo_table=cover&wr_id=229&mg_id=28

아래는 드론과 RFID기술을 이용한 시설 예지보전 서비스 중 하나입니다.

□ 발생시점 : 2015.01.22

□ 다리에 설치된 RFID 센서에서 데이터 수집하는 드론

관련 URL → [Industry Solutions 기사(김진희 기자) 클릭]

"2차원 QR 코드를 이용하여 두 지점을 이동하는 쿼드콥터에 RFID 판독기를 장착하여 10cm 내 거리에서 태그 식별"

오바마 행정부의 최근 보고서에 의하면 미국 내 607,380개 다리의 평균 수명은 42년이다. 다리 9개 중 1개 꼴로 대략 68,000개가 구조적 불완전 등급을 받았다.

외신에 따르면, 메사추세츠 주 터프츠(Tufts) 대학교 연구진들은 비행 로봇과 RFID 센서를 이용해서 노화 상태를 감시하는 방도를 연구 중이다. 터프츠 대학교 도시환경공학 부교수인 버백 모아베니(Babk Moaveni)는 대학 캠퍼스에 위치한 다리의 빔과 접합부에 유선 센서를 부착해 연속적으로 진동을 감시하고자 하는 것. 진동 수준의 확연한 변화는 손상을 의미할 수 있기 때문이다. - 중략 -

□ 관련기사

□ 발생시점 : 2014.08.14

□ 교량을 모니터링하는 무선센서와 비행로봇

관련 URL KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-08-21

오바마 정부의 보고서가 미국의 교량 4개 중의 1개가 상당한 수선이 필요하거나 자동차 교통을 처리하기가 어렵다고 경고함에 따라, 터프츠 대학교(Tufts University) 엔지니어들이 정부기관이 실시간으로 교량의 상태를 모니터링하는 것을 돕게 될 무선센서와 비행로봇 기술을 연구 중이다.

오늘날, 교량은 교량 아래 케이블에 매달리거나 고가의 작업 플랫폼으로 교량을 올려다보는 엔지니어 팀에 의해 육안으로 검사되고 있다. 이 작업은 느리고 위험스러우며 비용이 많이 드는 프로세스이며, 심지어는 가장 경험이 많은 엔지니어만이 구조체 내부의 균열 또는 다른 중요한 결함을 찾아낼 수 있다.

교량을 위한 새로운 모니터링 시스템
터프츠 대학교 엔지니어링 스쿨 토목환경공학 조교수인 바박 모아베니(Babak Moaveni) 교수가 개발한 검지시스템 내에서는, 스마트 센서가 교량 빔과 조인트에 영구적으로 부착되어 있다. 각 센서는 진동을 연속적으로 기록하고 기록된 신호를 프로세싱한다. 진동 반응의 변화는 손상을 의미한다고 그는 말했다.

이 연구에 미국 국립과학기금(NSF, National Science Foundation)의 승인을 받은 모아베니(Moaveni) 교수는, 교량의 상태에 대한 시각적 이미지 촬영을 하면서 센서 주위를 선회하고 데이터를 수집하기 위해 무인 자율로봇 즉, 쿼드콥터(quad-copters)를 사용하는 원격시스템 개발을 위해 이 대학교 전기컴퓨터공학 조교수인 우스만 칸(Usman Khan) 교수와 협력하고 있다. 이 무인비행기 드론과 같은 로봇은 분석을 위해 중앙 수집본부에 데이터를 전송할 것이다. 칸(Khan) 교수는 이 기술에 대한 검토를 위해 올해 초 미국 국립과학기금으로부터 400,000 달러의 [Early Career Award]를 받았는데, 이 기술은 신뢰성 있는 검사용 툴이 되기 이전에 상당한 내비게이션적 도전과 통신상의 도전을 극복해야 할 필요가 있다.

교통 인프라시설의 상태를 분석한 최근 오바마 정부의 보고서는 미국 전역에서 25%, 약 600,000개의 교량이 매일의 자동차 교통을 취급하기 불가능할 정도로 열악한 상태에 있다고 지적했다. 매사추세츠의 경우, 사용 중인 교량의 50% 이상인 5,136개 이상의 교량이 불량 상태에 있다고 보고서는 밝혔다.

모아베니(Moaveni) 교수와 칸(Khan) 교수의 연구는 교량을 모니터링하고 현재의 방식보다 더 정확하게 위험에 처한 교량을 구별하는 것을 도울 것이다. 일단 설치되면, 센서들은 육안검사만으로 확보될 수 없는 교량의 상태에 관한 정보를 제공하고 행정기관들이 즉각적인 관심이 필요한 교량을 구별하고 초점을 둘 수 있도록 할 것이다.

모아베니(Moaveni) 교수는 2009년에 터프츠 대학교 메드포드/소머빌 캠퍼스에 있는 145피트 길이의 보행자 전용다리에 10개의 와이어링된 센서 네트워크를 설치했다. 2011년, 모아베니(Moaveni) 교수는 교량의 한계 내에서 견딜 수 있는 부하 즉, 교량에 미치는 영향을 시뮬레이션하기 위해 교량 데크에 약 5,000 파운드 무게의 콘크리트를 추가했다.

케이블로 연결된 센서는 콘크리트 블록 설치 전후로 보행자들이 교량을 걸어 다닐 때 진동 수준에 대한 판독값을 기록한다. 진동 측정값의 변화로부터, 모아베니(Moaveni) 교수와 그의 연구팀은 성공적으로 교량에 미치는 시뮬레이션된 피해를 구별하고 그들의 진동에 기반을 둔 모니터링 프레임워크를 평가했다.

모아베니(Moaveni) 교수에 의하면, 그의 연구의 중요 목표는 진동 측정값의 변화에서 교량의 손상을 자동으로 검지할 수 있는 컴퓨터 알고리즘을 개발하는 것이다. 그의 연구는 진행 중이다. "지금 현재, 만약 교량이 심각하게 손상되었다면, 우리는 그것을 정확히 검지할 수 있다고 매우 확신한다. 도전은 작고 명확하지 않은 비정상 상태를 검지할 수 있도록 시스템을 제작하는 것이다."

아래는 드론과 RFID기술을 이용해 위치기반 서비스를 제공하는 몇몇 의미있는 시도 중 한 가지에 대한 기사입니다.

□ 발생시점 : 1015.02.28

□ RFID 리더 드론, 야적장의 철골 구조물 추적 “안성맞춤”

관련 URL → [Industry Solutions 기사(김진희 기자) 클릭]

두바이 소재의 에이지 스틸(Age Steel), 야적장에 쌓아놓은 태깅된 파이프, 판금, 기타 물건들의 재고 및 관리 작업에 드론 RFID 리더 이용

RFID 리더 탑재 드론 “98.2%의 정확도로 추적”

두바이에서 여러 강철 야적장을 운영 중인 UAE 업체 에이지 스틸(Age Steel)은 RFID 리더를 흔히 드론이라 불리는 소형 무인 항공기(UAV)를 이용해 RFID 기술을 새로운 수준으로 높였다. UAE 기술 서비스 스타트업인 익스퍼넌트 테크놀로지 서비스(Exponent Technology Services)가 제공하는 강철 야적장 자율 추적솔루션은 에이지 스틸이 빠르고 정확하게 현장에 보관중인 파이프, 판금, 기타 금속 제품의 위치를 추적하게 해 준다. - 중략 -

[그림] 그림1야적장에 쌓인 특정 물품 확인