사물인터넷을 활용한 드론 DIY 가이드 (드론, 입문부터 제작까지)

김회진

서문

1.IoT와드론의이해

2.드론의구조와원리
2.1드론의형태
2.2드론의정의
2.3드론의구조
2.4드론의작동원리
2.5드론의제어원리

3.드론의플랫폼개념과멀티위의소개
3.1드론플랫폼의정의
3.2드론플랫폼의혁신과발전
3.3오픈소스에기반한다양한드론의플랫폼
3.4드론플랫폼의선택
3.5멀티위플랫폼의소개

4.비행컨트롤러의이해
4.1오픈메이커랩보드버전1의특징
4.2OML보드의GY8710DOFIMU센서의구성
4.3다양한비행컨트롤러의선택시고려사항
4.4비행컨트롤러설계상의이슈

5.드론의추진력설계
5.1경험칙에의한추진력계산법
5.2eCalc사이트를활용한추진력계산법
5.3드론의설계시고려사항

6.다양한통신방법
6.1RC주파수밴드
6.22.4GHz스프레드스펙트럼송수신기의전송방식
6.3다양한라디오수신기프로토콜
6.4FPV텔레메트리개념및구성사례
6.5카메라짐벌의이해및구성사례

7.조종및운영모드
7.1RC시스템의선택기준
7.2RC송수신기의종류에따른채널순서
7.3RC송신기Mode-스틱배치
7.4RC송신기의구조에대한이해(FlySkyFS-i62.4G6CH,모드2)
7.5FlySkyFS-i6송수신기의바인딩(Binding)프로세스
7.6FlySkyFS-i6송신기의설정
7.7RC송신기로시동걸기(Arming)및시동끄기(Disarming)
7.8드론의비행모드설정
7.9드론의안전및법규

8.멀티위드론의MIY사례
8.1주요부품선정
8.2드론의조립
8.3멀티위펌웨어업로드및설정
8.4ESC스로틀켈리브레이션(Calibration)하기
8.5블루투스모듈을활용한EZ-GUI텔레메트리구현

9.멀티위를뛰어넘어서(고급개발자를위한픽스호크라인트레이싱드론프로젝트소개)
9.1프로젝트개요
9.2프로젝트목적
9.3시스템구성
9.4따라해보기
9.5더나아가서

10.픽스호크라인트레이싱드론의라인인식알고리즘적용튜토리얼
10.1튜토리얼소개
10.2하드웨어요구사항
10.3선택사항
10.4필수소프트웨어설치
10.5파이카메라활성화및테스트
10.6파이썬과파이카메라라이브러리사용하기
10.7OpenCV를사용한이미지의라인인식

드론,입문부터제작까지명쾌하게설명!

드론을DIY하는것은다른어떤DIY보다재미있고성취감이느껴지는분야이다.또한,첨단의취미이기도하여외국유명커뮤니티사이트에서는GPS기반자율비행(Autonomousflight),비행중물체탐지및회피,옵티컬플로우(OpticalFlow)센서,초음파센서,Lidar광학센서등다양한센서들을갖고고도유지비행을테스트하는등다양한시험들이3～4년전부터이슈화되고있다.
드론은최근한국에서도매우각광을받고있는분야이고관심을갖게되는분야이지만,다분히FPV드론레이싱,항공촬영등취미중심에서화재가되는경우가많다.위에서언급한다양한실험들은최근에야시도되고있다.이러한점들을보면상용드론분야에서한국의기술수준은3～4년뒤처져있다고볼수있다.현재드론선도기업인3D로보틱스,DJI같은기업들은분명히몇년전부터일어났던다양한실험들을흡수해왔다고볼수있다.
하지만아쉽게도우리의비즈니스현실은다소유리하지않은것같다.오픈소스플랫폼인아두이노도선진국에비해2～3년늦은이제야활성화되고있다.사실대다수우리가알고있는오픈소스비행컨트롤러(FlightController)의기원인멀티위(MultiWii)와아두파일럿(ArduPilot)은아두이노프로젝트에서시작되었고,이를기반으로파생된플랫폼이다수이다.다소SW적으로난개발된멀티위를개선한베이스플라이트(Baseflight),클린플라이트(Cleanflight)플랫폼이있고,NAZE와CC3D가그산물이다.아두파일럿(ArduPilot)프로젝트는아두이노의메가버전에기반한APM비행컨트롤러를탄생시켰고,이러한커뮤니티노력들은3D로보틱스의픽스호크스(PixHawk)비행컨트롤러의오리지널보드인PX4탄생에분명히기여했다고생각한다.
이러한인식과함께이책을쓰게된동기는2년전시작된오픈메이커랩보드(OpenMakerLabBoard)라는아두이노프로미니에기반한멀티위비행컨트롤러를설계하면서시작되었다.

이책은드론을제작하거나연구를목적으로하고자하는분들을위해전반적인배경지식과실무지식을습득하도록구성하였다.이러한목적에충실히하고자첫번째,드론의전반적인이해에필요한원리와구조,드론플랫폼,비행컨트롤러,추진력설계,통신방안,조종모드등의내용을다루었다.두번째,이책은이론적배경지식으로실제로드론을제작할수있는실무지식을제공하기위해,오픈메이커랩보드v1FC에기반한멀티위250드론을실제로제작하는방법론을다루었다.덧붙여,작은MCU용량으로멀티위플랫폼기반드론에서다루기어려운FPV텔레메트리,카메라짐벌,랜딩기어의제어등에는픽스호크스기반비행컨트롤러에기반하여설명을하였다.

실내픽스호크라인트레이싱드론프로젝트는오픈메이커드론팀의프로젝트와함께드론제작및개발자를위해오픈한오픈메이커드론커뮤니티(www.openmaker.co.kr)를통해서공개되고있고,게시판을통한질의응답도가능하다.