배재대학교 드론로봇공학과 교수
· 1995년 12월 미 Texas A&M University 항공우주공학과 졸업(Ph.D.,공학박사)
· 1996년 3월~2018년 2월 한국항공우주연구원 책임연구원
· IT 드론군집비행 연구개발 과제 책임자
· UTM(무인기교통관리시스템) 실증을 위한 정밀 항법시스템
· 연구개발 과제 책임자 외 다수 과제 수행
· 2017년 12월 드론 조종자 자격 취득(한국교통안전공단)
· 2018년 8월 지도조종자 자격 취득(한국교통안전공단)
· 2018년 3월~현재 배재대학교 드론로봇공학과 교수
· 전(前) 목원대학교 산업디자인학과 강사.

목차

프롤로그

저자 소개



Part 1 픽스호크란 무엇인가?



Chapter 1 픽스호크란 무엇인가?

[1] 픽스호크로 무엇을 구현할 수 있을까?

1 근거리 FPV(First Person View)

2 다양한 형태의 비히클 제작

QR 01_VTOL

3 VTOL 비행체 제작 운용

QR 02_수직착륙기

4 LRS를 활용한 장거리 FPV

5 AAT(Automatic Antenna Tracker)의 구성 영상을 장거리로 전송

QR 03_픽스호크 AAT

6 마브링크를 통한 GCS 운용

7 컴패니언 컴퓨터(Companion Computer)를 통한 다양한 확장성



Chapter 2C픽스호크 드론을 만들기 위한 기본 상식

1 픽스호크는 직사광선을 피해 배치해야 한다

2 픽스호크의 Aux, Main 단자는 위쪽부터 ‘-’(GND), ‘+’(Vcc), ‘S’(Signal) 순으로 배열된다

3 픽스호크 RC에서는 수신기에 필요한 전력만을 공급한다

4 픽스호크 서보 레일에만 전원을 공급해 사용하는 방법은 매우 위험하며, 특히 디지털 서보(Digital Servo)와 함께 사용 시 더 위험하다

5 기체의 크기와 상관 없이 가능하다면 방진(진동 방지/흡수) 처리를 해준다

6 전자적 간섭이 발생할 수 있는 부품은 FC에서 최대한 멀리 배치하거나 차폐 처리를 해줘야 한다

7 기체의 무게중심을 정밀하게 설정하고 가능한 GPS와 FC는 CG점에 설치해야 한다

8 픽스호크의 버저는 반드시 5cm 이상 이격시켜 설치해야 한다

9 픽스호크 LED 지시기로 자신의 상태를 나타낸다

10 나사는 적당히 죄고 록타이트로 보강한다

11 펌웨어 업로드를 제외한 모든 설정 및 비행 시에는 텔레메트리 모듈을 연결하고 HUD 창의 경고 메시지를 항상 주목한다

12 픽스호크에 대한 정보가 필요할 때는 구글 검색이나 해외 포럼을 이용한다



Chapter 3C픽스호크 설정을 위한 프로그램 선택

1 데스크톱 컴퓨터 지원 프로그램

2 태블릿 및 스마트폰 지원 프로그램

3 픽스호크를 지원하는 대표적인 GCS 프로그램



Part 2 픽스호크 입문하기



Chapter 1C하드웨어 & 소프트웨어 준비

[1] 픽스호크 학습용 드론 조립 가이드

1 재료 구매

2 기체 선정

3 FC(픽스호크) 구매

QR 04_폭스테크 픽스호크 실습 키트

4 RC 송·수신기 선택

5 GCS용 컴퓨터

6 기체 조립

7 픽스호크 연결 상세도



[2] GCS 프로그램 설치

1 미션 플래너 설치

2 정상 설치 확인 및 설정



[3] 펌웨어 선택 및 업로드

1 미션 플래너를 통한 픽스호크 최신 펌웨어 업로드

2 픽스호크 펌웨어 정상 업로드 확인

QR 05_펌웨어 정상 업로드 확인 부팅음



[4] 텔레메트리 연결

1 픽스호크와 텔레메트리 모듈 연결 및 미션 플래너 접속



Chapter 2C기본 설정

[1] 프레임 클래스 및 유형 설정

1 DJI F450 설정

[2] 가속도계 교정

1 가속도계 교정(Accelerometer Calibration) 방법

QR 06_가속도계 교정

[3] 컴퍼스 교정

1 컴퍼스 교정 방법

QR 07_지자계 교정

[4] 라디오 교정

1 라디오 교정 방법

QR 08_라디오 교정

[5] 변속기 교정

1 변속기 교정 순서

[6] 모터 배열 및 회전 방향 확인

1 모터 배열 확인

QR 09_ESC 교정

2 모터 회전 방향 확인



Chapter 3C세부 설정C

[1] 파워 모듈 전압 보정

1 설정을 위한 재료 준비

2 전압의 보정

[2] 파워 모듈 전류 교정

1 전류 교정

[3] 비행 모드 설정

1 조종기의 비행 모드 설정

[4] 라디오 페일세이프 설정

1 라디오 페일세이프 설정 방식

[5] 배터리 페일세이프 설정

1 배터리 전압으로 페일세이프 설정하기

2 배터리 용량으로 페일세이프 설정하기

[6] GCS 페일세이프 설정

1 미션 플래너의 GCS 페일세이프 활성화

[7] 시험 비행

1 이륙 전 준비

2 시동/시동 정지

3 이륙

4 이륙 후 점검(Mode 1 기준)

5 시동 시 문제 해결



Part 3 픽스호크 이해하기



Chapter 1C튜닝의 기능과 구성C

[1] 기본 튜닝(Basic Tuning)의 기능과 구성

1 TUNING(Basic, Extended) 탭의 의미와 기능 이해

QR 08_PID와 멀티콥터의 반응

2 확장 튜닝(Extended Tuning) 기능과 구성

3 ‘Rate Roll/Pitch kP’를 활용한 롤과 피치의 설정

4 오토튠을 활용한 요(Yaw)축의 설정



Chapter 2C어드밴스 튜닝(Advance Tuning)

[1] 로그다운 및 분석

1 로그다운

2 자동 분석

3 Create KML + gpx 160



[2] Save Trim, Auto Trim, Calibrate Level(편류 보정)

1 Save Trim

2 Auto Trim

3 Calibrate Level



[3] 기체 편향 보정(Compass Declination)



[4] 호버링 자동 학습

1 호버 스로틀(Hover Throttle) 구간 설정

2 호버 스로틀(Hover Throttle) 구간 확인



[5] 센서 오프셋 값 조정

1 오프셋 값 설정 방법



[6] 전류 제한 및 전압 스케일링

1 전류 제한

2 전압 제한



[7] 진동 측정

1 미션 플래너를 활용한 실시간 진동 확인

2 로그 분석을 통한 진동 확인 178



Chapter 3C항목별 중요성 및 세부 사항의 이해

[1] 텔레메트리(TM)

1 미션 플래너상의 텔레메트리 정보 확인

2 Sik Radio 각 항의 의미(원문 번역)



[2] 프레임유형

1 트라이콥터

2 Y6

3 쿼드콥터(Quadcopter: X, H, 유형)

4 헥사콥터

5 옥토콥터(Octocopter)

6 X8

7 프레임 유형별 모터 방향 및 프로펠러 설정

8 픽스호크와 ESC 신호선 연결

9 모터 회전 방향 및 배선 확인

[3] 컴퍼스 교정

1 Compass 탭의 이해

2 송신기를 이용한 컴퍼스 교정

[4] 라디오 교정(Radio Calibration)

1 PPM-Sum

2 S.Bus를 지원하는 수신기

3 Spectrum DSM, DSM2 및 DSM-X Satellite 수신기

4 MULTipLEX SRXL version 1 및 version 2 수신기

5 Radio Calibration

6 교정 후 점검(Mode 1 기준)

[5] 비행 모드(Flight Mode)

1 GPS 및 설정을 위한 비행 모드

2 초기 세팅을 위한 모드

QR 11_Heli 3D

3 Loiter Mode

4 RTL(Return-to-Launch)

5 최초 비행 시 픽스호크 비행 모드 설정(Futaba 14sg 기준)

6 설정 확인

[6] 페일세이프(Fail Safe)

1 라디오 페일세이프의 의미

2 라디오 페일세이프 방법

3 PWM 신호(Throttle)에 의한 Radio 페일세이프 설정(기본 설정)

4 수신기(Receiver)의 ‘페일세이프’ 기능 활성화

5 Battery 페일세이프의 의미

6 배터리 관리

7 배터리 관리를 위한 충전기

8 배터리 페일세이프의 동작

9 GCS 페일세이프 의미

[7] 파워 모듈(전압)

1 파워모듈의 기본 기능

2 파워 모듈 참고 및 점검 사항

3 파워 모듈 전압(Voltage) 설정

4 파워 모듈 전류(Amperes) 교정



Part 4 픽스호크 응용하기



Chapter 1A미션 플래닝

[1] 웨이포인트 및 이벤트로 미션 계획하기

1 Home(복귀 장소)

2 WP 지정

3 WP의 기본 고도 설정

4 지형 정보를 포함한 ‘WP’ 설정

5 ‘WP’ 임무 설정

6 자동 그리드 생성

7 미션 업로드 및 파일 저장

8 ‘Home’의 위치가 잘못 지정됐을 경우의 조치



[2] 임무 수행 명령 목록

1 Takeoff

2 Waypoint

3 Spline Waypoint

4 Loiter_Time

5 Loiter_Turns

6 Return-To-Launch

7 Land

8 Delay

9 PayLoad Place

10 Do-Set-ROI

11 Condition-Delay

12 Condition-Distance

13 Condition-Yaw

14 Do-Jump

15 Do-Set-Cam-Trigg-Dist

16 Do-Set-Servo

17 Do-Repeat-Servo

18 Do-Digicam-Control

19 Do-Mount-Control

20 Do-Gripper



[3] 랠리 포인트

1 랠리포인트 설정

2 다중 랠리 포인트



Chapter 2A12kg 이상 대형 기체 조립

[1] 기체 선정(X4-10)

1 X4-10 모델

2 기체 구조에 의한 진동 감쇠

3 조립의 난이도

4 이동 및 보관의 공간 활용성



[2] 기체의 조립

1 대형 드론 조립 기본 수칙

2 부품 확인

3 ESC와 Lower Motor Mount의 조립

4 ESC 전원선 연장

5 메인 프레임 조립

6 하단 구조물 조립



[3] 전문가 및 산업용 픽스해크(Pixhack)

1 산업용 픽스해크의 장점

2 픽스해크 연결도

3 픽스해크 핀 맵

4 RTK(Real Time Kinematic) 안테나

5 OLED



Part 5 다른 버전의 플라이트 컨트롤러, Pixhawk4 응용하기



Chapter 1APixhawk4 학습용 드론 조립 가이드

[1] 재료 구입 전 고려 사항

1 처음 조립을 할 경우 조금 비싸더라도 국내 유통 제품을 구매한다

2 오프라인 동호회를 먼저 가입하여 제품에 대한 정보를 습득한다

3 정보를 얻을 수 있는 판매 업체에서 구매한다

4 FC의 경우 자체 테스트나 검증을 거친 국내제품을 구매한다

5 처음부터 복잡한 구조는 피하고 단계별 학습을 진행한다



[2] 재료 준비

1 필수 목록

QR 16_고급자용 장기체공용 드론 세트

2 기체

3 FC(Pixhawk4)

QR 17_Pixhawk4 구매 링크

4 RC 송수신기

5 GCS용 PC



[3] 송수신기 설정

1 오픈소스(Open Source) 기반 송수신기

QR 18_점퍼 t18 송신기 구매

2 송신기의 구성

3 송신기 메뉴 이동 방법

4 송수신기 바인딩 방법



[4] 기체 조립

1 사용 재료

2 사용 공구

3 사용 부재료



[5] 조립해보기

1 조립 전 알아두면 좋은 팁

2 물품 확인

3 전방 설정

4 모터 마운트 조립

5 메인프레임 조립

6 변속기, PM 장착

7 파워 모듈 케이블 연결

8 절연 처리

9 픽스호크 노이즈 보호

10 픽스호크 고정

11 픽스호크 연결하기

12 파워 모듈 연결

13 I/O-PWM, FMU-PWM 케이블 연결

14 텔레메트리 연결

15 GPS와 외부 컴퍼스 연결

16 수신기 연결(Jumper R8)

17 랜딩기어 서보 연결

18 조립 마무리 및 고정



[6] 픽스호크 연결 상세도

1 Telemetry(양방향 데이터 통신) 포트와 3DR radio 연결 상세도

2 GPS 모듈 연결 상세도

3 Power 모듈 연결 상세도

4 DSM/SBUS RC port 연결 상세도

5 FMU PWM OUT port 연결 상세도

6 픽스호크 핀 맵(Pin Map) 종합



[7] GCS 프로그램 설치

1 큐그라운드 컨트롤(QGround Control) 구글 검색으로 설치하기

2 QGC 설치 확인

3 QGC와 픽스호크 연결



[8] 펌웨어 선택 및 업로드

1 QGC를 통한 픽스호크 최신 펌웨어 업로드



[9] 텔레메트리(TM) 연결

1 픽스호크와 TM 모듈 연결 및 미션플래너 접속



Chapter 2A프레임 클래스와 유형 설정하기

[1] 프레임 타입 선택과 적용

1 QGC의 메뉴 선택과 픽스호크 재부팅



[2] 가속계 교정(Accel Calibration)

1 수평계 준비

2 가속도계 교정(Accelerometer Calibration)



[3] 지자계 교정(Compas Calibration)

1 지자계 교정 순서



[4] 라디오 교정(Radio Calibration)

1 라디오 교정 순서



[5] 변속기 교정(ESC Calibration)

1 변속기 교정 순서



[6] 모터 배열 및 회전 방향 확인

1 모터 배열 확인 순서

2 모터 회전 방향 확인



Chapter 3A파워 모듈 전압 보정

[1] 파워 모듈 전압(Voltage) 설정

1 준비하기

2 전압 보정



[2] 파워 모듈 전류(Amper) 교정



[3] 플라이트 모듈 설정

1 QGC로 비행 모드 세팅하기



[4] 라디오 페일세이프 설정

1 라디오 페일세이프 설정하기



[5] 배터리 페일세이프 설정



[6] GCS 페일세이프 설정

에필로그

한줄 서평