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'Hobbies'에 해당되는 글 25건

  1. 마이크로 컴퓨터와 RC (Remote Control) - 1편
  2. ffmpeg를 자막 입히기, 자막 위치 조정 (2)
  3. Drones. (1)
  4. FPV for soaring!
  5. Gliding, and FPV systems.

마이크로 컴퓨터와 RC (Remote Control) - 1편

Hobbies

(정윤진, younjin.jeong@gmail.com)

약 10여년 전, 인터넷 검색을 하다가 우연히 어린 시절에 원격 조종 자동차나 비행기를 엄청 하고 싶었던 기억이 떠올랐다. 어린시절 용돈으로 감당하기엔 그 벽이 너무 높았던 장난감, 이제 성인이 되어 직장도 다니고 하니 하나 사서 가지고 놀아 보는 것도 괜찮겠다 싶었다. 

당시에 이미 다양한 중국산 제품들이 생각보다 저렴한 가격으로 홍콩의 하비킹이란 사이트를 통해 판매되고 있었다. 개인적으로 기술도 그렇고 놀이도 그렇고 뭔가 빨리 발견한다는 느낌인데, 그때 그런 느낌이었다. 발사라는 매우 가벼운 나무로 만들어진, 그리고 조종을 실패하면 상당한 파손 비용을 감당해야 했던 것들과는 다르게, 강화 스티로폼으로 만들어진 비행기들이 주력을 이루었다. 입문용 비행기는 16만원 선으로, 추락해도 본드칠로 고치면 되겠다는 생각에 누구 가르쳐 주는 사람을 알아볼 생각도 없이 무조건 질렀다. 

최초로 구매한 무선 조종 비행기. 여러번의 추락으로 이미 많이 아프다...

검색에 검색이 꼬리를 물다 보니, FPV라는게 눈에 띄었다. First Person View라 불리는 것으로 이제는 많은 사람들이 알고 있듯이, 무선 조종 비행기나 자동차 앞에 카메라를 달아서 실시간으로 영상을 보면서 즐기는 장치들이었다. 이거 대박인데? 하는 생각과 관련 시스템들을 알아보기 시작했다. 다양한 주파수로 동작하는 영상 신호 전송 및 수신 모듈, 수신 받은 영상을 실감나게 볼 수 있는 고글, 그리고 고글에 자이로를 달아 여기서 나오는 신호로 비행기에 붙은 카메라를 조절해 고개를 돌리면 카메라도 돌아가는, 마치 실제 비행을 하는 느낌을 주는 시스템, 그리고 OSD라 불리며 배터리로 동작하는 비행기의 남은 전략 상태, 고도, 속도, 배터리 잔량 등을 영상에 오버랩 해 주는 장비까지 정말 끝이 없었다. 

무선 영상 전송 카메라와 OSD 선 정리에 영 소질이 없... - FatShark

 

이쯤 되다 보니, 비행 안정 장치가 있지 않을까 하는 생각도 들기 시작했다. 아니나 다를까 EagleTree라는 회사에서 만든 자이로가 달린 마이크로 컴퓨터 기반 장치를 무선 조종 수신기와 서보 사이에 연결하면 바람의 영향으로 발생하는 자세의 흔들림을 보정했다. 게다가 그라운드 스테이션 컴퓨터도 있어, 이 장치에서 송신되는 텔레메트리 정보를 모으고, 더 장거리 비행을 위한 지향성 안테나를 날고 있는 비행기의 위치에 맞게 조절해 주는 장치도 있었더랬다. 

당시에 한가지 더 대두되었던 기술 중 하나는 바로 오픈 하드웨어, 최근엔 라스베리 파이나 아두이노로 알려진 프로그램 가능한 마이크로 컴퓨터들이었다. 코드를 통해 움직이는 무언가를 만들 수 있다는 것은, 그리고 그렇게 할 수 있는 장치들이 십만원 이상을 넘지 않는다는 것은 꽤나 충격적인 변화였다. 2000년대 중반만 하더라도 ARM기반의 학습용 보드들은 쉽게 천만원대를 넘고는 했으니까. 

특히 비행 제어 장치 부분에, 당시에는 꽤나 소규모 회사였던 DJI의 장치들이 달린 유튜브 영상들이 매우 충격적이었다. 매우 정밀한 포지셔닝, 그리고 강한 바람에도 흔들림 없는 자세를 유지하던 DJI의 RC용 컴퓨터들은 그 예쁜 디자인 만큼이나 꽤나 고가였다. EagleTree 같은 장치가 20-30만원 할때, DJI의 비행 제어 장치들은 당시에도 100만원을 호가하고는 했었다. 

취미와 토이 프로젝트를 통해 기술을 배워 보자 하는 생각을 시작한 것은 그때 쯤이었던것 같다. 아두이노 보드를 사고, GPS를 사고, 자이로를 사고 하며 서보와 연결하고 코드를 쓰고 하면서 꽤나 즐거웠던것 같다. 하지만 뭔가를 잘 하는 것에는 시간이 필요하고, 만들고 싶은 결과물은 너무나 거대했다. 

ArduPilot을 사용한 시험 기체. 활주 없이 이륙하기엔 너무 무거워 첫 비행에 손을 떠나자 마자 꼬꾸라 졌다고 한다. 힝. 

그러는 동안 국내 통신사의 클라우드 서비스를 만들고, 큰 외국계 기업에 입사하게 되고 하면서 취미를 통해 배우는 일은 매우 시간을 내기 어려운 것이 되었다. 거실의 티비 뒷쪽에는 윙스팬 2.5미터의 거대한 글라이더가 조립만을 기다린채 먼지만 쌓여갔고, 부모님 댁에 놓아두고 온 스핏파이어 발사 비행기는 아버지의 단골 핀잔거리였다. 

그렇게 세월이 흐르는 동안 FPV와 비행제어 시스템들은 날로 발전해 드론 레이싱이라는 취미까지 발전하게 된다. 예전에는 320 240 해상도만으로도 감지덕지 했던 것들이 이제는 상당한 해상도로 실시간 전송된다. DJI는 취미를 넘어 항공 촬영이라는 분야로 전문성을 넓혔고, 이것은 그 회사의 상당한 사업적 성공을 가져왔다. 한동안 4차 산업 혁명의 선두 주자 같은 이미지까지 확보하게 되었으니 허허 하는 웃음이 자연히 나는 것도 어쩔 수 없다. 

세월의 흐름에 따라 기술의 발전은 끝이 없다. 머신 러닝을 지나 딥 러닝과 비전 컴퓨팅이 등장했다. 카메라로 들어오는 영상 정보를 분석하고 분류하며 이 정보를 바탕으로 다양한, 그야말로 너무나도 다양한 것들을 할 수 있는 시대가 되었다. 오픈 하드웨어를 통해 열린 새로운 세상에는 그와 함께 사용 할 수 있는, 심각하게 저렴한 센서들도 함께 세상에 나오게 했다. 오늘날 Adafruit, Sparkfun 을 비롯한 수많은 몰에서 저렴하게 센서를 구매해서 마이크로 컴퓨터에 연결 할 수 있다. 수년 전에 AVNet과 같은 페이지에서 센서를 구매하려면 상당한 가격과 센서의 스펙을 달달달 읽어 보아야 했던 것과는 매우 다르다. 접근이 편하고, 바로 사용할 수 있는 라이브러리들이 존재하고, 저렴하기에 관심만 있다면 즉시 아이디어를 구현 할 수 있게 된 것이다. 

비글 보드를 필두로 라즈베리 파이가 등장했고, 아두이노보다 더 강력한 컴퓨팅 성능을 가진 컴퓨터들이 등장하기 시작했다. 심지어 이것들은 우분투와 같은 리눅스가 올라가 있다. 즉, 성능 좋은 마이크로 컴퓨터들을 위해 리눅스들이 포팅되기 시작했고, 이제 어지간한 규모의 코드들은 손쉽게 돌릴 수 있는 환경이 된 것이다. 심지어 표준이라 불릴만한 생태계를 이루어, 카메라를 구매할 때도 CSI, MIPI 같은 인터페이스의 규격을 모르더라도 '아두이노 호환' '라즈베리 파이' 호환과 같은 설명을 보고 구입해도 실패가 없을 지경이다. 

Nvidia의 Jetson TX2 보드. 당시로서는 GPGPU가 탑재된, 구매 가능한 가장 저렴한 보드였다. 현재 1:5 스케일 차에서 열일중.

이것은 이제 필시 넋 놓고 보기만 할 상황은 아닌 것이다. 심지어 이 분야, 즉 컴퓨터, 코드, 서비스와 관계된 일을 업으로 하면서 이런 기술을 배우지 않으면 안되겠다는 위기감이 들기도 했다. 그래서 다시 취미를 통해 새로운 기술을 배운다는 목표를 세우고 실행해 보기로 했다. 

이전의 실패중 하나는, 제어의 대상을 무선조종 비행기로 했다는 점이다. 첫째로 무선조종 비행기는 사실 일정 크기가 넘어가면 사람, 특히 어린 아이에게 매우 위험할 수 있다. 그리고 그 특성상 전신주나 전깃줄이 많은 지역, 도심 지역에서는 날리는 것이 불가능하다. 마이크로 컴퓨터를 비행기에 얹기 시작하면 그 무게가 있어 일정 규모 이상이 되지 않으면 안된다. 이러한 종합적 문제들로 인해, 비행기를 포기하고 자동차를 선택했다. 

무선 조종 자동차는 의외로 비행기보다 가격대가 높다. 취미로서 무선 조종 자동차는 그 역사가 상당하고, 쉬운 접근성으로 인해 마니아층이 상당해서 그런지는 몰라도, 대부분의 무선 조종 자동차들의 기본 구조는 실제 자동차의 것을 그대로 가져다 만들었기에 부품의 종류와 양이 많다. 뭐 어쨌든 자동차로 하기로 했다. 

1:5 스케일은 정말 더럽게 크다. 배터리도 무시무시함. 사진에 보이는 배터리는 단지 수신기와 서보용.

멍청했던 것 중의 하나는 컴퓨터가 올라가려면 좀 커야지! 하는 생각에 1:5 스케일의 자동차를 구매했다는 점이다. 사실 이것은 인터넷을 통해 접하게된 '오토 랠리'라는 조지아 공대의 프로젝트를 보고 따라하려다 보니 그렇게 된 것이다. 이 오토랠리 프로젝트에는 마이크로 컴퓨터가 아니라, 실제 itx 사이즈의 메인보드를 기반으로 한 컴퓨터가 들어간다. 이들의 깃헙에 소개된 부품 리스트들을 보면 그 종류에 입이 떡 벌어지고, 그 가격의 총 합에 턱이 빠지게 된다. 

필요한 센서와 부품들은 보다 낮은 등급, 즉 보다 낮은 정밀도를 가진 것들로 대체해서 해결 한다지만, 일단 가까운 곳에 트랙을 찾을 수 없는 것이 더 큰 문제였다. 자동차를 만들어도 굴릴데가 없다는 말이다. 1:5 스케일의 자동차를 본 적이 있는지 모르겠지만, 무게가 킬로그람 단위로 나가는 물건이 시속 80킬로미터 이상으로 달릴 수 있다면 이것은 비행기와 맘먹는, 아니 어쩌면 비행기보다 더 위험한 장난감이 될 수 있기에 다시 안전한 장소를 찾아야 했고, 그런 안전한 공터는 생각보다 많지 않다. 

Team Losi의 DBXL-e 차량과 ZED 스테레오 캠 등.

그러는 사이에 또 일년이 지났다. 아마존 웹 서비스에는 '딥 레이서' 라는 장난감과 서비스가 출시되었다. 취미를 통해 배우는 것이 좋다는 것을 아마도 아마존이 알아버렸나보다. 대량으로 생산할 수 있는 적절한 성능과 규모의 자동차와 많이 사용하는 소프트웨어 도구들을 쉽게 얹을 수 있는 딥레이서를 보자마자 나는 또 아차 싶었다. 

사실 그동안의 세월이 아무 소용이 없었던 것은 아니었다. 모든 분야가 그렇듯이 하나를 알기 위해서는 그 주변에 연결된 것들을 함께 알아야 할 필요가 있다. 지난 두번의 시도들은 많은 것들을 배울 수 있게 했지만, 일과의 직접적인 관계가 없었기에 충분히 집중하지 못했다. 일을 하다 식사시간에 스마트폰으로 검색하고, 퇴근하다 문득 생각나 검색하고 했던 느슨한 공부들이 어느순간 갑자기 연결되기 시작했다. 그리고 지난 세월 동안 투자했던 시간과 장비들을 모아모아 이번에는 기필코 무언가 완성하겠노라, 그래서 내가 아는 모든 것들을 되짚어 보고 새로운 것을 배워 익히겠노라 하는 다짐을 하게 되었다. 

 

하여 언제든 가까운 곳에서 가지고 놀 수 있고, 위험하지 않으며, 가격도 비교적 저렴한 "컴퓨터가 탑재된 무선 조종 자동차"를 기획했다. 목표는 다음과 같다. 

  • 무선 조종기의 스위치 조작을 통해 컴퓨터 제어와 직접 조종을 즉시 변환 할 수 있다. 
  • 마음대로 제어가 되지 않는 상황에서는 버튼 하나로 즉시 정지할 수 있어야 한다. 
  • 트랙 내에서 가능한 고속으로, 그리고 스스로 주행하도록 하는 것이 목표이다.
  • 주행중 수집된 데이터는 분석을 위해 모아서 저장할 수 있어야 한다. 
  • 수집된 정보는 원하는 경우 실시간으로 클라우드 서비스에 스트림으로 보내 저장하여 다양한 목적으로 사용한다. 
  • 스마트폰을 통해 달리고 있는 자동차에서 전송되는 정보를 다양한 그래프와 게이지로 확인할 수 있어야 한다.  

이 목적을 이루기 위해서 지난 수년간 검색한 결과를 토대로 다음과 같은 리스트를 만들었다. 

  • 무선 조종 자동차, 1:10 스케일 
  • Nvidia Jetson Nano // WiFi 및 블루투스 익스텐션 // 전용 레오파드이미징 MIPI 카메라 
  • Arduino Uno 와 데모 보드 
  • 무선 조종기 / 수신기 
  • 야외에서 사용 가능한 무선 공유기 
  • 오차 범위가 센티미터 단위인 GNSS 와 안테나 
  • 9축 가속도와 나침반을 포함한 센서 - 9DoF IMU 
  • 자동차의 바퀴 속도를 수집하기위한 Hall Effect 센서와 바퀴에 장착할 자석  
  • 각종 저항과 연결 실험을 위한 브레드 보드 
  • 자동차와 컴퓨터들에 전력을 공급할 전원 분배 장치 - Matek Duo 
  • 서보 케이블, 마이크로 USB 케이블 등 케이블 류 
  • 3D 프린터 
  • 6각 렌치 세트를 비롯한 각종 공구 
  • 납땜을 위한 인두 

 

이렇게 새로운 프로젝트는 다시 시작되었다. 이번에는 필시 끝을 보리라... 

Sparkfun의 9DoF IMU 센서 

 

다음편에는 1:10 스케일 차량을 포함한 부품들의 구매, 그리고 무선 조종 제어를 위한 PWM 시그널의 이해와 코드를 살펴보기로 한다. 한번에 쓸 수 있다면 MPPI 에 대해서도 간략히 설명을... 언제 또 블로그를 쓸 수 있을지 모른다는 것은 안비밀. 

 

(정윤진, younjin.jeong@gmail.com) 

ffmpeg를 자막 입히기, 자막 위치 조정

Hobbies


(younjin.jeong@gmail.com, 정윤진) 


간혹 이런 저런 목적으로 유튜브에 비디오를 자막과 함께 올리는데, 유튜브의 경우 특정 자막이 포함된 링크를 생성하는 것이 불가능하여 아예 자막을 영상에 구워서 업로드 하는 방법을  사용하고 있다. 관련해서 매우 많은 다양한 도구가 있지만, 편의상 사용하는 방법은 아래와 같다. 


  1. ClipGrab 과 같은 도구를 사용해서 원하는 영상을 다운로드 받는다. (저작권 문제는 논외) 
  2. Youtube 에서 제공하는 "Creator Studio" 를 사용하여 원본 영상을 올린다.  
  3. Creator Studio 에 보면, "새로운 자막을 생성" 옵션에서 자막을 신규로 만들어 넣을 수 있도록 기능을 제공하는데, 이걸 사용해서 자막을 제작 한다. 
  4. 자막을 만들고 나면, "Action" 버튼에서 만들어진 자막을 srt 외 몇가지 포멧으로 다운로드 받을 수 있다. 
  5. srt 로 다운 받는다. 
  6. ffmpeg 로 ass 포멧으로 변환한다. 
  7. .ass 자막 파일을 열어 자막의 위치를 원하는대로 수정한다. 
  8. ffmpeg 로 자막을 비디오에 입힌다. 


Youtube Creator Studio 


.srt 자막을 .ass 로 변환하는 커맨드는 다음과 같다. 

ffmpeg -i input.srt output.ass


output.ass 파일을 열면 아래와 같은 포멧이 나타난다. 

[Script Info]

; Script generated by FFmpeg/Lavc57.24.102

ScriptType: v4.00+

PlayResX: 384

PlayResY: 288


[V4+ Styles]

Format: Name, Fontname, Fontsize, PrimaryColour, SecondaryColour, OutlineColour, BackColour, Bold, Italic, Underline, StrikeOut, ScaleX, ScaleY, Spacing, Angle, BorderStyle, Outline, Shadow, Alignment, MarginL, MarginR, MarginV, Encoding

Style: Default,Arial,16,&Hffffff,&Hffffff,&H0,&H0,0,0,0,0,100,100,0,0,1,1,0,2,10,10,10,0


[Events]

Format: Layer, Start, End, Style, Name, MarginL, MarginR, MarginV, Effect, Text

Dialogue: 0,0:00:00.00,0:00:01.04,Default,,0,0,0,,피보탈 | 마이크로 서비스

Dialogue: 0,0:00:01.22,0:00:05.60,Default,,0,0,230,,마이크로 서비스는 거대한 서비스가 각각 독립적인 코드로 구성된 작은 서비스들로 이루어진 것을 말합니다.

Dialogue: 0,0:00:05.66,0:00:08.68,Default,,0,0,270,,개발자들은 마이크로 서비스를 새로운 앱을 개발할때 적용하거나

Dialogue: 0,0:00:08.88,0:00:12.88,Default,,0,0,270,,기존의 소프트웨어를 다수의 파트로 나누어 구성하기도 합니다.

Dialogue: 0,0:00:12.96,0:00:17.26,Default,,0,0,250,,마이크로 서비스 아키텍처는 소프트웨어의 빠른 릴리즈를 도울 뿐만 아니라

Dialogue: 0,0:00:17.38,0:00:20.94,Default,,0,0,250,,팀을 작은 규모로 유지하여 더 나은 업무 프로세스를 만들 수도 있습니다.

Dialogue: 0,0:00:21.06,0:00:24.84,Default,,0,0,250,,이런 마이크로 서비스 접근은 팀이 변화의 요구에 부응하며

Dialogue: 0,0:00:24.84,0:00:26.84,Default,,0,0,250,,새로운 기능을 고객에게 전달할 수 있도록 합니다.

Dialogue: 0,0:00:27.06,0:00:30.84,Default,,0,0,250,,마이크로 서비스 아키텍처는 작은 규모의 소프트웨어를 독립적으로 운용 함으로서

Dialogue: 0,0:00:30.90,0:00:35.36,Default,,0,0,250,,개발과 혁신의 속도를 높여주는 핵심 엔진입니다.

Dialogue: 0,0:00:35.56,0:00:37.56,Default,,0,0,0,,피보탈 | 세상이 소프트웨어를 만드는 방법을 혁신 합니다.


여기서 Events 부분의 Format 을 살펴보면, MarginL, R, V 의 값이 있다. 상단과 하단의 조정은 V 값을 변경해서 적용한다. 변경 적용이 완료 되면 파일을 저장하고 ffmpeg 를 사용해서 비디오에 자막을 입힌다. 이때, ffmpeg 에는 자막 관련 라이브러리를 사용해서 컴파일이 되어 있어야 한다. 

커맨드는 아래와 같다. 

ffmpeg -i INPUT_VIDEO.mp4 -vf subtitles=INPUT_SUBTITLES.ass OUTPUT_VIDEO_NAME.mp4



그러면 아래와 같은 화면이 출력되며 신나게 인코딩을 수행한다. 

ffmpeg version 3.0 Copyright (c) 2000-2016 the FFmpeg developers
  built with Apple LLVM version 7.3.0 (clang-703.0.29)
  configuration: --prefix=/usr/local/Cellar/ffmpeg/3.0 --enable-shared --enable-pthreads --enable-gpl --enable-version3 --enable-hardcoded-tables --enable-avresample --cc=clang --host-cflags= --host-ldflags= --enable-opencl --enable-libx264 --enable-libmp3lame --enable-libxvid --enable-libass --enable-vda
  libavutil      55. 17.103 / 55. 17.103
  libavcodec     57. 24.102 / 57. 24.102
  libavformat    57. 25.100 / 57. 25.100
  libavdevice    57.  0.101 / 57.  0.101
  libavfilter     6. 31.100 /  6. 31.100
  libavresample   3.  0.  0 /  3.  0.  0
  libswscale      4.  0.100 /  4.  0.100
  libswresample   2.  0.101 /  2.  0.101
  libpostproc    54.  0.100 / 54.  0.100
Input #0, mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2, from 'What are Microservices.mp4':
  Metadata:
    major_brand     : isom
    minor_version   : 512
    compatible_brands: isomiso2avc1mp41
    creation_time   : 2017-05-08 22:20:16
    encoder         : Lavf54.6.100
  Duration: 00:00:38.10, start: 0.000000, bitrate: 2137 kb/s
    Stream #0:0(und): Video: h264 (High) (avc1 / 0x31637661), yuv420p(tv, bt709), 1920x1080 [SAR 1:1 DAR 16:9], 2029 kb/s, 24 fps, 24 tbr, 90k tbn, 48 tbc (default)
    Metadata:
      creation_time   : 2017-05-08 22:20:16
      handler_name    : VideoHandler
    Stream #0:1(und): Audio: aac (LC) (mp4a / 0x6134706D), 44100 Hz, stereo, fltp, 125 kb/s (default)
    Metadata:
      creation_time   : 2017-05-08 22:20:16
      handler_name    : SoundHandler
File 'What-are-Micro-Services-KR-sub.mp4' already exists. Overwrite ? [y/N] y
[Parsed_subtitles_0 @ 0x7fb1dc500a60] Shaper: FriBidi 0.19.7 (SIMPLE) HarfBuzz-ng 1.2.4 (COMPLEX)
[Parsed_subtitles_0 @ 0x7fb1dc500a60] Using font provider coretext
[libx264 @ 0x7fb1dc80de00] using SAR=1/1


완료되면 비디오를 열어 확인한다. 

AEGISSUB 와 같은 좋은 도구가 많지만 웬지 커맨드 라인이 더 익숙해. 


(younjin.jeong@gmail.com, 정윤진) 






Drones.

Hobbies


(younjin.jeong@gmail.com, 정윤진) 





Drone 이라 하면 요새 뉴스에서 하도 나와서 허접한 비행체라 생각하는 사람들이 많을 듯 하다. 어떤 군사적인 목적을 가지고 만들어진 무인 비행체, 즉 UAV (Unmanned Aerial Vehicle)의 개념으로서 나쁜 인식만이 점차 늘어가고 있는 것 같아 안타까운 마음도 조금 있다. 언제나 기술이란 양날의 검과 같아서 이로운 점과 해악이 되는 점이 공존하는 거니까. 생각해 보면 무선 기술 역시 이미 군사용과 민간용으로 널리 사용되고 있지만, 그 나쁜 사용의 예에 대해서는 모두가 인지하지는 못한다. 이를테면, 무선 카메라 영상 송출과 같은 소형 시스템들. 



http://en.wikipedia.org/wiki/General_Atomics_MQ-9_Reaper


(군사용으로 사용되는 MQ-9 Reaper 의 내부 모습. 제어를 위한 위성 통신을 위한 모듈과 비행 데이터 센서, 컴퓨터 등이 보인다.)



소형 비행체가 내는 소리가 벌이 날아다니는 소리와 비슷한 소리가 난다고 해서 붙여진 이름이 바로 드론, drone. 


최근 3년 전 즈음부터 무선 조종을 좋아했던 연유로 인해, 또 직업이 컴퓨팅이고 게다가 어린시절 좋아했던 비행기 조종이 겹치니 세상에 이렇게 삽질이 즐거운 기술 + 취미가 없었더랬다. 비글을 붙이고, 아두이노를 붙이고, 센서를 사다가 붙이고 하면서 실시간으로 데이터가 전송되고 눈에 고글쓰고 조종사의 기분을 느낀다는것은 참 새로운 경험이었더랬다. 



http://img375.imageshack.us/img375/8956/img0509b.jpg



하지만. 


모든 취미는 취미로 끝나면 안된다는 생각을 하고 있는 내가, 이걸 어떻게 하면 보다 더 이롭게 사용할 수 있을까 하는 생각을 했다. 모든 군사용 장비, 비행기를 제외하고라도 이러한 장비들은 고도의 장애 방지 시스템과 격오지에서도 활동 할 수 있는 것을 전제로 하기 때문에 매우 고가의 시스템들이 요구된다. 


따라서 민간용으로 이 사용을 기대해 본다면, 사실 indivisual 하게 연구 목적용과 같은 것 아니면 별 의미가 없는. 따라서 이를 현재의 항공 시스템처럼 체계화 하면 어떨까 하는 생각을 하게 되었는데, 그 중 하나가 바로 물류 시스템이다. 10-20Kg 내외의 물류를 산간 격오지 또는 재난이 발생한 지역등에 의료 물자 수송 또는 택배 시스템으로의 도입을 생각 해 볼 수 있다. 또는 도로 교통 정보의 수집, 열화상 카메라 장착을 통한 산악 지형에서의 조난자 수색, 무선 통신이 힘든 지형에서의 임시 중계기의 역할 등 다양한 임무의 수행이 가능해 진다. 



http://www.rtfdrones.co.uk/product/thermal-core-flir-tau-2-336-9hz/



일반적으로 배터리 및 기타 부대 장비를 장착하고 날개의 길이가 2m 정도 되는 2Kg 의 비행체는 1.5Kg 정도의 payload 를 견딜 수 있고, 여기에 최근 소형화된 컴퓨터와 각종 센서 및 프로그램 화 된 경로를 넣어준다. 여기까지는 일반 FPV/UAV의 컨셉과 동일하지만, 더 중요한건 지상 관제소. 현대의 공항 시스템과 같은 모델이 UAV 크기에 맞게 축소 된 형태로 지상의 곳곳에 위치하고, 현재 상공에 떠 있는 모든 드론들의 위치가 추적이 가능해야 한다. 현대의 민간 항공 시스템에 적용되는 규정에서 사람이 없고 비행물체가 저렴하다는 전제 하에 관련 법규의 마련도 필요 할 듯. 



최근의 모든 기술은 서로 융합되고 있다. 항공 기술은 그 자체로 다양한 기술의 집합체이고, 뭔가 비행을 통해 이루려는 소기의 목적이 각종 데이터와 연관이 될 필요성이 있으며 이는 실시간에 가까운 제어, 사진 및 획득된 영상의 분석 그리고 비행 그 자체의 안전을 위한 기술이 서로 합체되어야 한다. 



http://www.ll.mit.edu/mission/aviation/faawxsystems/itws.html



뭔가 몸이 고장난 상태에서 정신없이 썼지만, 어쨌는 핵심은 

"다수의 드론을 효과적으로 특수 목적에 맞게 운용하려면 체계화된 시스템이 필요하다" 


실제 현실 세계에서 적용 되려면 참 먼 미래의 이야기겠지만, 일단 지상 관제 시스템의 제작에 재미를 붙여 볼 예정. 

생각만 해도 신이 난다. 

팀 짜보고 싶다. 


아래의 영상은 TED에서 발표된 드론의 이로운 활용. 










글은 나중에 일단 다시 손보는 걸로. ㅋ 


(younjin.jeong@gmail.com, 정윤진) 



FPV for soaring!

Hobbies


(younjin.jeong@gmail.com, 정윤진) 


최근에 미쳐서 사는게 두가지 정도 있는데, 그중 가장 큰 하나가 바로 이 비행 분야이다. RC 는 그 자체만으로도 상당히 즐겁지만, 여기에 컴퓨터로 제어하는 비행 시스템을 추가하게 된다면 더 재미지지 않겠는가의 하나와, 카메라를 달아 날리게 되면 직접 비행을 하는 것 같은 시뮬레이션 보다 백배는 즐거운 경험이 생기게 된다. 

Image from "Gliding sports page on Facebook"


사실은 직접 비행하는것이 가장 즐겁고 좋은 경험이겠지만, 어쩌겠는가. 한국에는 시설도 비행기도 없는 것을. 


언제가 될 지 모르는 이번 휴가에 거하게 작업을 진행 할 계획이다. 원래 DG-1000 이라는 2.6m 나 되는 Wingspan 을 가진 글라이더가 있기는 하지만, 이게 모터가 없다 보니 토잉을 해 줄 뭔가가 없다면 혼자서 나는 것은 산꼭대기 이외에는 불가능. 


그래서 비행기를 이렇게 저렇게 다시 알아보는 와중에, 아래와 같은 녀석이 수배 되었다. 




모델명은 DG-808s 로, 등짝에서 프로펠러가 등장하여 필요 할 때에 동력을 사용 할 수 있다. 

작아 보이는 글라이더지만, 실제로 Wing span 은 기존의 DG-1000 보다 약 1.7배나 더 큰 4M. 





4m 짜리 글라이더는 날개를 분리해도 한쪽이 2m. 하지만 비행기가 큰 만큼 배터리를 추가로 넣기가 용이 할 테고 추가적인 FPV 용 카메라 시스템이나 GPS 와 같은 센서들을 추가 하더라도 부담이 덜 하지 않을까. 물론 비행 장소까지 들고 가는건 엄청난 일이 될 것 같은 느낌... 



내 키보다 조금 작은 동체길이와 내 키보다 훨씬 큰 날개 두짝... 특수 가방이라도 제작해야 하지 않을까 하는... 


비행체는 이보다 더 다양한 옵션이 찾아보면 볼 수록 나오는데, 크기로 인해 배송등에 제약이 발생 할 수 있으므로 주의. 


a. 2.6m wing span에 모터: http://www.scaleflying.com/DG-1000-Scale-Glider-With-Propeller-Plastic_p_2445.html 

b. 5.3m DG-1000, 모터 포함인지는 모름 : http://www.icare-rc.com/dg1000_5_3m.htm   

c. 4m DG-808s : http://rcmodelaircraft.com.au/products/dg808s-rc-glider-4m-wing-span-fiberglass-balsa-electric-glider.html



비행체에 대한 계획은 이 정도로 하고, 이후는 여기에 탑재 될 전자 시스템 구성. 





이 복잡 다단해 보이는 일련의 장치들은 대략 다음과 같은 일을 하게 될 것이다. 


- 배터리는 당삼 빠떼루 전원 공급 

- Camera - OSD - Video TX 는 실시간 영상에 고도/속도/GPS/방위 정보를 덧입힌 비디오를 지상으로 전송한다. 

- UBEC 와 Regulator 는 안정된 전원을 각 기관에 공급 

- Radio receiver 는 조종신호 수신기로서 지상으로 부터 조종과 관련된 신호를 수신. 일반적인 RC 라면 여기에 바로 서보를 물리겠지만, 여기서는 메인 통제 보드로 수신된 신호를 넘긴다. 

- 배터리는 메인, 예비의 2개로 스위칭을 통해 전환 가능하도록 구성 

- Beagle 보드와 Arduino 가 하는 일이 많다. 위에 나열된 각종 센서를 바탕으로 현재의 위치와 자세 등에 대한 정보를 획득하여 적절한 알고리즘을 통해 자세를 보다 안정적으로 제어하고, 글라이더 본연의 임무인 바람을 더 잘타도록 하거나, 착륙시에 더 안정적인 자세 보정을 지원하는 등의 기능을 하도록 하는것이 가능하다. 물론 지금은 재미로... 지만. 

- 3G module 은 바로 전화기에 사용되는 그 3G module 이 맞다. 거의 1초에 한번씩 수집되는 로그를 DynamoDB 나 SQS 로 전송~ 




Image from "Gliding sports page on Facebook"




단거리 비행이라면 관계 없지만, 언제나 비행 및 비디오 신호의 전송거리는 멀면 멀 수록 안전하다. 그렇다면 멀면 멀 수록은 어떻게 구현하면 될까. 일단 나만의 답은 지향성 안테나를 사용 하는 것으로. 그럼 지향성 안테나라는 것은 무엇이냐. 각 주파수 대역별로 별도의 신호 송수신이 가능한 안테나들이 아래와 같이 이미 시중에 나와 있다. 





그러니까, 이런 방향성 안테나를 각각 비디오 시그널 주파수, 조종 시그널 주파수, 텔레메트리 수신용 주파수의 세가지를 결합하여 비행기가 현재 위치하고 있는 방향과 높이로 바라보게끔 하면 되는것이다. 마치 해바라기 처럼. 


자 그럼 문제는 이제 비행기가 하늘에 압정으로 박아 놓은 것 처럼 가만히 있을리가 없다는 것인데, 이 문제를 해결 하기 위해서는 안테나가 비행체가 움직이는 방향에 따라서 같이 움직여 주어야 한다는 것이다. 보통 이런걸 Tracking antenna 라고 하는데, 이를 위한 구성은 대략 아래와 같다. 가장 기본적인 알고리즘은 비행기에 달려있는 GPS를 통해 파악된 위치를 텔레메트리 시스템을 통해 지상으로 전달하고, 지상의 안테나 시스템에 달려있는 GPS 와 상대 거리와 고도를 계산하여 안테나가 올바른 방향을 향하도록 Stepping motor 를 조절하는 것이다. 


무슨말인지 잘 모르겠다면, 아래의 영상을 참조 하면 될 듯. 




이것은 가난한 버전. 




이것은 고가의 군사/산업용 버전. 



그러니까 대충 이런 것들이 조합되면 어떤 그림인가 하면, 이런 낚시와 같은 외로운 취미가 되거나 친구들이 있다면 함께 즐길 수 있는 좋은 취미가 된다는 것이다. 





아무튼 그럼 이런 지상 시스템은 어떤 구조가 될 것인가. 





보통의 경우에는 대부분 서보를 안테나 기동에 사용하는데, 나의 경우에는 스테핑 모터를 사용하여 보다 정교한 조정이 가능하게 하는 것이 목표. 가난하게 만들었지만 상용같은 느낌이 나도록. 히힛



이런 저런 경험을 통해, 이런 취미는 하루 아침에 완성되는 것이 아니라는 것을 잘 안다. 일단 학습해야 할 내용이 많고, 또 코딩해야 할 내용이 많다는 것. 중요한 것은 이런 취미를 가지고 주중에는 알고리즘에 대한 행복한 고민을, 주말에는 청명한 하늘이 있는 너른 장소에서 도심에 지친 마음을 쉴 수 있다는 것. 



정말 이 문구 사랑한다. 


If flying were the language of men, soaring would be its poetry.



글라이딩, Soaring. 조만간 FPV 로 즐겨 볼 수 있기를! 




Image from "Gliding sports page on Facebook"



(younjin.jeong@gmail.com, 정윤진)


Gliding, and FPV systems.

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(younjin.jeong@gmail.com, 정윤진) 


하늘을 날고 싶다는 생각은 어린시절 탑건이라던가, 아이언 이글 같은 말도 안되는 비행기 영화를 보았던 어린이라면 누구나 한번쯤 꿈꾸는 로망같은 일이다. 하여 공군 사관학교를 꿈꾸며 살았었건만, 이놈의 키보드를 잡는 바람에 땅에서 좌우로 퍼지는 삶을 사는 중. 


현실이 그렇다고 해도 뭐 굳이 꼭 F-15 를 조종한다거나 아니면 Commercial airline 에서 기장이 아니라고 해서 비행을 할 수 없는 것은 아니다. 조종교육을 받아 특정 비행시간을 이수하면 맑은날에만 Solo 비행이 가능한 Private license 를 획득 할 수 있다. 비행기라는 것의 특성상 당연히 각종 계기들을 읽을 수 있어야 하며, 항법 및 통신을 위한 주파수 조정과 관련된 작동법을 알아야만 한다. 이런 계기들만을 기반으로 한 비행이 가능하다는 면장이 별도로 있으며, 흐린날 비행을 위해서는 이 면장이 반드시 필요하다. 


상업을 목적으로 한다면 여기에서 더 나아가 각종 규정과 비행기종 별 비행시간을 충족해야 한다. 이러한 사항들에 대해서는 약간의 검색만으로 어떻게 하는지에 대해 알아 볼 수있다. http://blog.daum.net/noran1234/6051212  



이러한 엔진 출력을 기반으로 한 일반 단발기의 비행목적이 아니라면, 그리고 취미로서의 비행 자체에 관심이 높다면 난 다음의 두가지 방법이 가장 매력적이지 않을까 한다. 하나는 직접 체험이며, 다른 하나는 간접 체험. 


직접 체험은 바로 글라이더를 조종 해 보는 것이다. 먼저, 백문이 불여일견. 










글라이더는 보통 토잉이라 하여 경비행기 뒤에서 줄을 연결해 적정고도로 상승후 동력 없이 자유 비행을 한다. 따라서 글라이더 조종을 위한 라이센스나 관련 법규는 국가마다 다른데, 우리는 아쉽게도 국내에 이런 시설이나 설비가 없어 글라이딩을 하려면 해외로 나가야 한다. 


글라이더와 관련된 라이센스에 대해서는 검색 및 다음의 링크를 참조. : http://en.wikipedia.org/wiki/Glider_pilot_license  


DG-1000 이라는 모델의 글라이더의 cockpit 






이런 비행을 즐기려면 아마도 호주나 미국 하와이, 캐나다나 유럽을 가야 한다. 보통 비행 클럽으로 활성화 되어있는 경우가 많은 듯. 글라이딩 역시 일종의 팀스포츠로 취급하는 경우가 많은데, 미국같은 나라에서는 solo 자격을 획득하면 혼자 산넘고 물건너 다니는 경우도 많은 듯 하다. 



이런 비행을 매달 즐기는 것은 일반 직장생활 하면서는 거의 불가능에 가까울 것이고, 보다 자주 비행을 즐길 수 있는 방법의 두번째는 바로 RC 글라이더를 사서 FPV 로 개조 하는 것. 






FPV 시스템을 만드는 것은 다음번에 보다 더 자세히 소개하는 것으로. 


여름 휴가는 어차피 제때에 가지도 못할 듯 하고 날씨도 구려서 별로이니까 늦여름이나 가을 사이에 가까운 글라이더 비행장을 수소문 해서 꼭 배워보리라. 


(younjin.jeong@gmail.com, 정윤진)