(younjin.jeong@gmail.com, 정윤진) 

최근 Drone(이후 드론) 관련 산업이 매우 활발하다. 새삼 수년전부터 FPV다, Hobbyking 이다 해서 포스팅 했던 것이 웬지 번져나가고 있는것 같아서 기분이 묘하다. 뭐 어쨌든 드론 관련 산업이라면 가장 앞서있는 군사 부분 부터, 의료, 과학, 정찰, 탐색, 물류, 농업등 셀 수 없을만큼 다양한 분야로 번져나가고 있다. 

사실 나는 멀티콥터 보다는 비행기를 선호하는 편인데, 이유는 멀티콥터보다 운용시간이 길고, 항속 거리가 길고 그 제어가 비교적 간단한데다가 적재가능한 물량이 더 많기 때문이다. 뭐 작은 소망이라면 현용 항공 관제 및 운용 시스템을 비행기 드론에 맞게 구현하고, 이를 물류센터간 운송에 써보면 어떨까 하는 생각적인 느낌만. 

어쨌든 오늘은 드론 관련 산업에서, 드론을 가지고 하는 사업도 있고 그에 반하는 모델도 있지 않을까 해서 생각을 해 보던중, 누가 우리집 마당에 드론을 날리면 어떻게 하나 하는 생각에서 출발한다. 뭔가 배달을 하는 반가운 아마존 드론이 아니라면, 다른 사람이 카메라를 달아서 날리고 있는 드론이 우리집을 기웃거린다면 매우 기분이 나쁜 일일 것이다. 따라서 우리집 마당 안에 들어온 (또는 아파트 베란다, 창문 등에 얼씬 거리는) 하늘에 떠 있는 드론을 떨구는 장치가 있다면 꽤 팔리지 않을까 (물론 미래에) 

image source: http://www.smithmonitoring.com/6-reasons-why-drones-wont-work-in-texas/

하늘에 떠있는 추적하는 방법은 여러가지가 있을 수 있는데, 가장 기본적으로 레이더의 원리를 운용하는 방법도 있고 카메라를 달았다면 분명이 드론에서 흘러나오는 시그널의 위치를 포착하는 방법이 있을수도 있겠다. 

위의 영상에서 왼쪽의 보드와 Directional 안테나는 드론으로 부터 신호가 가장 강하게 나오는 위치를 검색한다. 그러면 오른쪽에 있는 안테나는 해당 드론으로 부터 신호를 가장 잘 받기 위해 드론 방향으로 다른 Directional 안테나의 위치를 조정한다. 여기서 오른쪽 안테나의 역할을 이걸로 바꾸면 어떨까. 

현재는 보면 거의 대부분 아두이노와 서보 모터를 사용한 기본 트래킹 정도를 구현하고 있는 듯 하다. 오히려, 센트리가 어떻게 대상을 인지할 것인지 등에 대한 알고리즘을 공부하는 용도로 많이 사용되는 듯. 이걸 조금 더 빠른 프로세서가 달린 Raspberry PI 와 더 부드러운 브러시리스 모터나 스테핑 모터를 달면 더 빠르고 정교한 움직임을 만드는 것이 가능할 것 같다. 3D 프린터도 유행하는 시대니까 트레이를 만드는 것도 재미있을 듯. BB탄 쏘는 에어건 대신 EMP 쇼크나 적절한 출력의 레이저를 쏘는 방법도. 

세상이 바뀌면서, 나라에만 영공이 있는게 아니라 각 개인 가정에도 영공이라는 개념이 생길 시대가 오고 있는것 같다. 오픈 하드웨어 기술과 이에 따른 다양한 센서, 그리고 부품등의 발전은 지당한 것이며, 개인의 프라이버시 보호 역시 중요한 개념이므로 아마도 CCTV 와 같은 피동적 시스템 보다는 센트리와 같은 보다 능동적 시스템을 요구하는 시대가 오지 않을까 한다. 

언놈이 우리 가족을 훔쳐보고 있다고 생각하면 끔찍 하잖아. 

근데 관련해서 검색하다 보니 이런 재미있는 포스팅도. ㅎㅎ 

6 reasons why drones won't work in Texas. 

http://www.smithmonitoring.com/6-reasons-why-drones-wont-work-in-texas/

(younjin.jeong@gmail.com, 정윤진) 

(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)

( younjin.jeong@gmail.com, 정윤진 ) 

블로그에 Beagle Bone 을 소개하고 아는 사람은 다 아는 Arduino 를 포스팅 한 지도 벌써 몇 개월이 흘렀다. Beagle Bone 두세트와 7" LCD, 그리고 Beagle board C4 가 프로젝트에 밀려 사무실 구석에서 홀대를 받고 있다. 조만간 이뻐해 줘야 하는데... 

프로젝트와 관련하여 이것 저것 찾아보다가 문득 다음의 제품을 발견 했다. 

http://artrobot.co.kr/front/php/product.php?product_no=545&main_cate_no=4&display_group=1

오호라~ 하면서 조금 더 찾아 보니

http://netduino.com/

이를테면 닷넷 프로그래머가 아두이노를 쓸 수 있도록 만든 보드가 된다. 

아두이노를 아는 사람이라면 모두 알겠지만, 닷넷 키워드 검색을 통해 이 블로그가 얻어 걸린 분들에게는 다소 생소 할 수도 있는 이 장치의 사용에 대해 말해 보자면, 

1. 각종 이런 저런 일을 하는 무지하게 많은 종류의 센서 ( 입력 ) 

2. .NET Micro framework 를 사용하여 신나게 C# 으로 뭔가 로직 코딩 

3. 코딩의 결과를 다시 이런 저런 일을 하는 무지하게 많은 종류의 액츄에이터나 모터와 연결 ( 출력 )

간단한 장난감으로는 

1. 무인 RC 자동차, 헬리콥터, 비행기 

2. 마이크로 마우스 

3. 짝퉁 달 탐사 로봇 

을 만들 수 있다. 

맨날 LED 사다가 깜빡이 만들어 보고 아 지겹다 해서 접지 말고, 재미를 붙였다면 

http://artrobot.co.kr/front/php/product.php?product_no=522&main_cate_no=4&display_group=1

이런 비슷한 프로젝트를 달려도 얻는게 많을 듯. 

아니면, 

http://artrobot.co.kr/front/php/product.php?product_no=41&main_cate_no=48&display_group=1

http://artrobot.co.kr/front/php/product.php?product_no=578&main_cate_no=48&display_group=1

Arduino + Android 조합도 꽤 많이 있으므로, Netduino 도로 충분히 가능 할 듯. 

나는 닷넷 개발자는 아니지만 C 가 아닌 다른 언어의 개발자가 이런 재미진 임베디드를 할 수 있다는 사실은 즐거운 일이지 않은가. 

어릴때 딱딱한 성적표 만들기 이런 거로 프로그래밍 하다가 질린적이 한두번이 아닌데, 이런 장난감이 그 시절 있었다면 지금쯤 난 아마도 우주선을 만들고 있지 않을까. 여러모로 좋은 시절인 것 같다. 

이건 FPV ( First Person View ) 영상.  영상을 보면 알겠지만, 기존의 RC 처럼 날리는 것이 아니라, 안경과 같은 고글에 나오는 실시간 비디오 이미지를 보고 ArduCopter 를 날리는 모습이다. 

이런 개인 시점화 된 FPV 를 날리는 것이 가능한 것은, 바로 이 장비로 가능한 것. 

Fat Shark RCV922 Aviator Edition Full FPV KIT- 2010

조종사의 느낌으로 비행이 가능 하도록 지원 해 주는 것. 당연히 FPV 에는 카메라 장치와, 이미지 전송을 위한 장치가 필요하다. 관심이 있다면 여기서 원큐에 구매하는 것도 가능. 구글링 해 보면 판매 하는 사이트가 더 많은 것 같기도. 

http://fpvsystems.com/index.php?main_page=product_info&cPath=5&products_id=5

최근 여러가지 방송에서는 RC 에 카메라를 붙여서 영상 이미지를 얻는데 사용하는 경우가 많아지고 있다. 하지만 이렇게 얻어진 영상의 경우 대체적으로 RC 가 만들어 내는 미세한 진동 때문에 보기 불편한 경우가 있는데, 이럴때는 자이로를 이용한 Stabilizer 를 사용한 마운트로 카메라를 고정 시키는 방법도 있다. 아무튼, 여기에 5D Mark II 를 붙이면 어떻게 될까 

여기서 이제 카메라를 조금 더 오버 스펙으로 가 보자면, 

http://www.alibaba.com/product-gs/524756128/UAV_electro_optics_search_system.html

이런걸 붙이게 된다는.... 

하지만 저만한 하중을 견디려면 더 큰 사이즈의 비행체가 필요하게 된다. 이제 단순 방송 장비의 규모를 벗어나게 되면, 

1. 조종 시스템과 관찰 시스템의 분리 

2. 킬로미터 단위의 low latency radio control 

3. 킬로미터 단위로 비행 해야 할 만큼의 Long range flight 

뭐 대충 이런 요구 조건을 충족하다 보면 군사용 UAV 가 된다. 이를 테면, 

http://www.fas.org/spp/military/docops/defense/actd_mp/MAE.htm

image from: http://www.dfrc.nasa.gov/Gallery/Photo/Altair_PredatorB/HTML/ED06-0208-1.html 

해성이가 발사나무로 RC 비행기 잘 만드는데, 재미로라도 UAV 만들어 보고 싶다. 뭐 언제나 그렇지만 돈이 문제지 +ㅁ+ 

netduino 설명인데 덧이 너무 많이 붙어 버렸네. 

뭔가 날라다니는건 언제나 추락 할 위험이 있다. 그런게 싫다면, 이런거도 좋지 않을까. 

image from: http://en.wikipedia.org/wiki/File:NASA_Mars_Rover.jpg

뻘글이 넘 길어졌다. 암튼 일단 질러야 할듯. 

( younjin.jeong@gmail.com, 정윤진 )