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  1. Notes for FPV, and tracking systems for RC (7)

Notes for FPV, and tracking systems for RC

Hobbies

( younjin.jeong@gmail.com, 정윤진 ) 


어릴때 부터 비행기에 관심이 참 많았는데 이제는 저렴한 가격에 위험하지도 않은 방법으로 비행을 즐길 수 있는 방법이 있어 소개 겸 정리용으로 포스팅 고고. 




이렇게 저렇게 회사 시스템 준비 하면서 짬나는 시간에 많이 알아 봤는데, 다음과 같은 것들이 필요 할 듯. 
일단 목적은, 

1. UAV ( Unmanned Aerial Vehicle ) Style, FPV ( First Person View ),  Predator 의 스케일 모델 정도로 생각. ( Wing span, 2~5m ) 
2. 조종 시스템은 기존의 RC 용 조종기가 아닌, PC 용 시뮬레이터를 사용하는 걸로. 
3. Arduino / ArduPilot 을 사용, 필요한 경우 보다 좋은 상용 시스템 ( ex. 비행 안정 장치 )을 추가 
4. 모터 베이스 
5. 오토 파일럿 가능 할 것 
6. OSD
7. 10Km 이상의 장거리 지원 
8. 통신 방법 다중화 ( Radio Control, WiFi, etc. ) 
9. Instrumental Landing System 구현 ( Ground 장치 / 비행 장치 ) 
10. 가능한 경우 Solar Panel 을 사용, 체공 시간 장기화 
11. 가능한 경우 하단에 카메라 시스템을 장착. HD급 CCTV 또는 Go-Pro 카메라  
12. Head Mount Vision 
13. 각종 데이터 수집 및 컨트롤을 위해 비글보드 / Raspberry PI 사용 가능성 있음 


관련해서 찾아 본 자료들은 

1. 비행체. 일단은 기성품을 사용해 보는 것으로, 향후 경험을 바탕으로 발사등으로 제작 

Image from: http://www.nitroplanes.com/projet-drone-2500mm-kit.html


2. ArduPlane Google project. 각종 기본 시스템 구성이 가능. 또한, 코드를 원하는 대로 수정이 가능하기 때문에 원하는 기능을 추가 하거나, 필요한 경우 Arduino 보드를 추가하여 원하는 목적 달성. FLIR 및 각종 데이터 수집 목적용으로 강한 프로세싱 파워와 보다 빠른 서보 동작이 필요한 경우 시스템 업그레이드 및 별도의 코드 추가. 


http://code.google.com/p/ardupilot-mega/wiki/Introduction



3. 조이스틱을 사용한 조종 시스템 


http://www.ianjohnston.com/content/index.php?option=com_content&view=article&id=32:project-rc-joystick-tx&catid=3:hobbies&Itemid=8


하지만 나는 Throttle / Stick 이 별도인 HOTAS 를 사용해서 만들어 보고 싶음. Thrustmaster 의 Cougar 가 좋을듯. 






4. 오토 파일럿 및 향상된 자세 안정 장치 


바람이나 디테일 하지 못한 출력 컨트롤로 인해 발생하는 진동 및 자세의 변화 폭을 줄이기 위해 자세 제어장치를 사용하는데, 이 동작이 충분히 빠르지 못한 경우 불안정한 비행을 하게 됨. 좀 찾아 보니 이런 기성품이 있는데, ArduPilot 으로 충분치 않은 경우 한번 사용해 보면 좋을 듯. 


http://www.eagletreesystems.com/Guardian/index.htm




연동해서 사용 할 수 있는지는 알아봐야 함. 



5. OSD / FPV. 비행중인 비행체에 인스톨된 카메라로 부터 받아온 영상 정보에 고도, 방위, 속도 및 FPM ( Flight Path Maker, 기체의 실제 진행 방향을 표시. 기체의 머리가 향하는 방향을 표시하게 되면 AOA 등의 정보를 알 수 있음 ) 등을 실시간으로 시현해 주는 장치. ArduPilot 프로젝트에 이미 구현 방법이 있음. 원하는 경우 별도의 칩을 사용하는 것도 가능 한 듯. 



image from: http://www.fpvflying.com/categories/FPV-OSD-for-rc-airplane/


http://code.google.com/p/ardupilot-mega/wiki/OSD



이건 좀 다른 이야기지만, 차량에 전방 카메라를 설치 하려는 경우에도 비슷한 시스템으로 구현이 가능 할 듯. 



6. 별도의 카메라 마운트 시스템. 군사 목적용이라면 줌도 되고 안정성도 높고 별도로 실시간으로 전송 되는 영상과 이미지도 처리가 가능해야 하지만, 그러면 어딘가에 잡혀 갈 수 있으므로 그냥 항공 사진 정도의 느낌으로만 찍을 수 있으면 좋을 듯. 근데 이것도 움직이는 물체에서 고정적이고도 안정된 앵글을 제공해야 하므로, 자이로 기반의 카메라 마운트가 필요하다. 쉽게 말하면 손떨림 기능 보정이 필요 하다 뭐 그런 말. 


방송용의 퀄리티를 위해서는 5D Mark iI 정도는 달려 줘야 할 듯 하지만, 일단 그나마 저렴한 시스템 중에는 이런게 있다. 

http://www.dji-innovations.com/products/zenmuse-z15/overview/




카메라의 흔들림을 방지하는 자이로 기반 서보 시스템과, Panning / Rotate / Tilting 을 모두 지원한다. 만약 설정된 지점에 Lock 을 구현 할 수 있다면 더 좋을 듯. 하지만 그건 따로 만들어 줘야 하지 않나 싶음. 저렴하다고는 하지만 디게 저렴하지는 않음. 나름 프로 방송용 장비라는데. 




위의 영상은 이 장비를 사용한 영상과 어떻게 동작하는지 나타난 영상. 성현이가 필요한게 아닐까 싶다는. 

저 영상에 나오는 멀티콥터는 모터 하나가 손바닥 만한거에, 샤시와 날개가 카본으로 되어있는 제품으로 RC로 접근하면 아주 많이 비쌈. 하지만 방송장비 금액 기준으로 접근하면 매우 저렴하지 않나 싶은. 국내에 판매처가 있음. 


http://www.helsel.co.kr/front/php/product.php?product_no=21624&main_cate_no=1&display_group=2



7. 장거리 컨트롤. 


http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=799087


11Km 에서 심지어 180Km 까지 가능한 장치를 찾아 볼 수 있다. 시스템 구성에 대한 자세한 내용은 페이지를 참조. 




코딩까지 해서 아주 재미지게 즐길만한 퀄리티로 나오려면 몇년 걸리지 않겠나 싶다. 당장이라도 날리고 싶다면 준비된 기성 제품도 많고, 가격도 저렴하기 때문에 RC에 대한 지식이 있는 분이라면 쉽게 즐길 수 있지 않겠나. 


https://store.diydrones.com


이 사이트에서는 ArduPilot 관련된 제품을 많이 취급하고 있으므로 관심 있다면 시작해 보는 것도. 


AR. Drone 이 요새 한창 인기인데다가, 준호형 마저 하나를 질러 버렸는데 나는 웬지 멀티콥터는 좀 안땡김. ㅋ 배터리도 조루고. 



급한 일들 좀 정리되서 슬슬 구매 시작하면 또 포스팅 해 봐야 겠음. 




( younjin.jeong@gmail.com, 정윤진 )