(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) 

( younjin.jeong@gmail.com, 정윤진 ) 

시스템이란 참 얼마나 지루하면서 귀찮은 직업인지, 뭐 자동화 코드 하나 반영하고 결과를 보는데도 시간이 제법 오래 걸린다. 또한, 태생적으로 롤백 자체가 쉽지 않은 작업들이 많아서 잘못된 코드를 다시 테스트 하려면 시스템을 스냅샷을 통해 원복을 하거나, 새로 설치 해야 하는 경우가 많다. 그 새중간의 시간에, 몇가지 해피라이프를 위한 취미내용을 검색, 그 결과를 몇개 올려본다. 

아무리 RC 라고 할 지라도, 기본 비행기가 나는 원리라던가, 비행기의 중량 대비 필요한 추진력의 양과 날개의 면적, 그외에 무언가를 덧붙여야 하는 장치의 무게 등 무언가 공돌이스러운 계산이 필요 할 것 같은데, 관련 분야의 종사자가 아니면 그 내용을 찾는 것이 쉽지가 않다. 설사, 찾는다 하더라도 내용은 대부분 영어로 되어 있으며, 항공 관련 용어를 알기 전 까지는 또 다른 공부의 산이 기다리고 있을 뿐. 

아무튼 일단 무언가를 학습하기 전에 모아둔 자료 몇 벌을 공개한다. 

1. 비행기 디자인에 대한 입문서 정도. ( Model Aircraft Design ) 

http://www.concept2creation.com.au/xstd_files/Jon%20Dansie%20Model%20Aircraft%20Design.pdf

2. 날개 형상의 디자인 및 가상 윈드터널 시뮬레이션 프로그램, 맥용도 존재. ( xflr5, under GNU license ) 

http://www.xflr5.com/xflr5.htm

비행 안정성 분석에 대한 문서 

http://www.xflr5.com/docs/XFLR5_and_Stability_analysis.pdf

  ( 요트용 디자인 프로그램도 있음 )  

3. 날개 윈드터널 데이터 데이터베이스  ( by 일리노이 대학, GPL ) 

http://www.ae.illinois.edu/m-selig/pd.html

http://www.ae.illinois.edu/m-selig/uiuc_lsat/vol4/NREL-SR-500-34515.pdf

4. 장거리 조종을 위한 UHF - Radio Control

Dragonlink 

http://www.dragonlinkstore.com/v2/ 

SCHERRER UHF 

http://webx.dk/rc/uhf-link3/uhf-link3.htm

5. 비행 안정 장치 

http://www.foxtechfpv.com/aircraft-stabilizer-c-55.html

http://eagletreesystems.com/guardian/

6. Jet Turbine engines 

http://www.jetcatusa.com/

http://www.kingtechturbines.com/store/

http://www.wrenturbines.co.uk/

7. Pan/Tilt CAM for FPV

Fat Shark system

http://www.hobbyking.com/UNITEDHOBBIES/store/uh_viewItem.asp?idProduct=15129&aff=228650

With GoPro HD CAM. 

http://www.fpvpilot.com/Pages/FPVCameraMounts.aspx

8. UAV/FPV with Beagleboards 

http://beagleboard.org/project/BeagleUAV/

http://forum.osdev.org/viewtopic.php?f=11&t=21448&start=15

9. UAV/FPV Samples 

http://jarelaircraftdesign.com/products/uav-fpv-ap-aircraft

http://hangar18uav.com/uav.htm

Images from: http://www.wrenturbines.co.uk/?imgid=192&category=0&engine=0&order=datedesc&page=4

위의 사진들은 Wren 사의 터빈을 장착한 RC VC-10 이다. 여기에 장거리용 통신 시스템과 추가적인 모듈이 들어간다면, 아주 재미진 무엇이 나오지 않을까 생각한다. 

http://www.keith-howlette.co.uk/vc-10.html

RC 를 하다보면 항상 조정 가능 범위를 벗어나 문제가 되는 경우가 많다. 이럴떄 WiFi 를 사용하고, 지향성 안테나 시스템을 사용한다면 최장 8마일까지도 조종이 가능 할 것이다. 여기에 UHF 와 함께 선택적으로 사용이 가능하다면, 하나의 통신 채널에 문제가 발생 했을때 다른 통신으로 전환이 가능할 것이며, 만약 두개 모두 잃게 된다면 자동으로 지정한 Home 으로 회귀하는 오토파일럿을 탑재 한다면 적어도 잃어버릴 염려는 없을 것이다. 

시간이 좀 생기게 되면 Beaglebone 시스템을 메인으로 두고, 하위에 각각의 역할을 분담하는 아두이노를 몇개 달아서 비행 통제 시스템을 만들어 볼 생각이다. 당연히 나는 RC 조종기 보다는 HOTAS 스틱에 익숙하므로 조종 인터페이스에 변화를 조금 줄 생각. 

지금 당장은 시간이 없어서 조사만 하고 있지만, 시간을 두고 천천히 해 볼 생각. 

비행 제어 장치라던가, 임시로 설치하여 사용할 ILS 등을 제작 할 생각을 하면 벌써부터 신이 난다. 

Adding: 

UAV 디자인으로 매우 좋은 참고 사이트 

 http://www.barnardmicrosystems.com/home.htm

( younjin.jeong@gmail.com, 정윤진 ) 

( 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. 

( 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 )