Drone's DIYer

APM(Autopilot-Mega) v2.5는 매우 진보된 비행제어기(flight controller)이지만 비싼것이 흠입니다. 그러나 근래에는 APM v2.5에 필적하는 성능의 저렴한 Multiwii 비행제어기가 등장하였습니다. 성능면에서 APM v2.5는 v2.0과 크게 다르지 않으며 단지 몇가지 문제점이 개선되었으며 많은 착탈식 센서들을 설치가능하다는 것입니다. 최근에 APM v2.5를 대체할만한 비행제어기 중에 하나로 많은 매니아들이 Crius AIOP(All in one Pro)를 뽑고 있다고 알려집니다.

이러한 Crius AIOP 보드의 전 세계적인 보급은 Crius AIOP의 하드웨어에 MegaPirates를 탑재하여 APM v2.5 만큼이나 강력함에도 불구하고 가격이 훨씬 저렴하다는 장점 때문일 것입니다. MegaPirates는 우리말로 '메가해적'이라 부르는 국내 사용자들이 계시며, Autopilot 펌웨어로 Arducopter로부터 다양한 보드에 사용하기 위해 포트되었다고 전해집니다.

이러한 MegaPirates은 'position hold' 기능 등이 없었던 기존의 Multiwii 보드에서는 ATMega 328과 같은 메인 프로세서의 EEPROM 사이즈의 제약으로 Crius AIO 보드(ATMega 2560 processor) 이상의 버젼에서 구동가능한 프로그램입니다.

다음의 링크는 MegaPirates 사이트와 공개 코드를 다운로드 받을 수 있는 곳입니다.

(MegaPirateNG(MPNG)는 MegaPirates Next Generaion의 약자입니다) 

• http://www.megapirateng.com/

• http://code.google.com/p/megapirateng/downloads/list

APM v2.5와 Crius AIOP 보드를 간단히 비교하면 다음과 같습니다.

- APM v2.5와 달리 Crius AIOP 보드는 정사각형의 형태로 Multicopter에 부착이 용이합니다.

- Crius AIOP 보드는 설정을 변경하여 Spectrum Satellite을, SBUS의 경우에는 추가적인 어댑터를 사용하여 가능하지만, APM v2.5 보드는 펌웨어 자체의 변경이 필요하다는 것입니다.

- Crius AIOP 보드는 APM v2.5 보다 저렴한 표준 GPS 모듈을 지원합니다.

- Crius AIOP 보드는 펌웨어로 오픈 소스 형태의 Multiwii나 MegaPirateNG(MPNG) 그리고 AeroQuad 등이 가능하지만 APM v2.5의 경우에는 APM 시리즈에만 국한됩니다.

- APM v2.5 보드는 제조사로부터 메뉴얼이 자세히 제공되지만 Crius AIOP 보드는 단지 전 세계의 일부 사용자들에 의해 작성되고 웹상에서 이들을 서로 공유하는 정도입니다.

- APM v2.5와 Crius AIOP 보드 모두는 Mission Planner를 이용하여 파라미터나 비행 계획 등을 설정할 수 있습니다.

다음은 MegaPirateNG(MPNG)의 특징입니다.

- MPNG는 DYP-ME007와 같은 저렴한 Sonar 센서들을 지원합니다.

- MPNG는 RemzibiOSD, MinimOSD, E-OSD(Syberian’s)와 같은 서로 다른 OSD를 지원합니다.

- MPNG는 사용자 층이 없어 OpticalFlow와 Maxbotix sonar를 지원하지 않습니다.

(그 밖의 다른 특성은 ArduCopter와 동일합니다)

Multiwii(멀티위) 보드는 멀티콥터(Multicopter)를 제어하는 비행제어보드(Flight Control Board, FCB) 중의 하나이며, 이 제어보드를 구동하기 위한 아두이노(Arduino) IDE에 기반을 둔 공개 소스 소프트웨어(Open source software)를 Multii라고 합니다. 최근에 Multiwii는 Autopilot-Mega(APM)와 나란히 전 세계적인 대중화를 이끄는데 특히 Multii는 가격 경쟁력 면에서 우수한 비행 제어보드로 알려집니다.

Multiwii에 대한 자세한 정보는 다음의 링크를 참고하시기 바랍니다.

http://www.multiwii.com/

또한 Multiwii 비행 제어보드를 구동하기 위한 [공개] 소프트웨어 혹은 펌웨어와 GUI 설정 프로그램은 다음 링크에서 다운로드 받을 수 있습니다.

http://code.google.com/p/multiwii/

근래에 사용되어지는 Multiwii 비행 제어보드는 CRIUS MWC Standard Edition(SE) Flight Controller v2.5로 특징은 다음과 같습니다. 여기서 MWC는 'Multiwii copter'를 의미합니다.

CRIUS Multiwii Standard Edition(SE) v2.5

Features:

• 6 PWM input channels for standard receiver or PPM SUM receiver

• Up to 8-axis motor output [Up to Hexacopter]

• Supported 2-axis gimbal and auto trigger controll

• FTDI/UART port for upload firmware, debug, Bluetooth module or LCD display

• I2C port for extend sensor, I2C LCD/OLED display or I2C-GPS NAV board for GPS and Sonar

• Ultra low noise 3.3V LDO voltage regulator

• ATMega 328P Microcontroller

• MPU6050C 6 axis gyro/accel with Motion Processing Unit(3축 자이로 + 3축 가속도 센서)

• HMC5883L 3-axis digital magnetometer(3축 지자계/나침판 센서)

• BMP085 digital pressure sensor(기압/압력/고도 센서)

• PCA9306DP1 logic level converter

Multiwii 소프트웨어 즉, 펌웨어(firmware)는 아두이노 AVR 개발보드인 Pro Mini, Pro Micro 또는 Mega를 이용하여 업로드할 수 있으며, 3축 자이로 + 3축 가속도 센서는 기체의 자기 안정화를 위해서 필요하고, 기압(압력, 고도) 센서는 게체의 고도를 고정할 때에 요구되며, 3축 지자계(나침판) 센서는 기체의 진행방향을 고정(locked heading or heading hold)시키기 위해서 필요합니다.

ArduCopter란 쿼드콥터(quadcopter)나 헥사콥터(hexcopter) 또는 기존의 헬기 등을 제어하기 위한 보드 등의 하드웨어나 펌웨어(firmware) 그리고 조종을 위한 소프트웨어(software)의 개발을 위한 프로젝트 이름으로 일반 상업적인 쿼드콥터 브랜드와는 다릅니다.

그러므로 오픈 소스 UAV 프로젝트이며 보드의 MCU는 AVR을 사용하는데 AVR 펌웨어의 개발 역시 Arduino 개발환경을 사용하므로 오픈 소스이고 마치 리눅스처럼 누구나 다양한 피드백을 줄 수 있으며 참여 또한 가능합니다.

한편 하드웨어로서 APM은 AutoPilot-Mega의 약자로 ArduCopter의 비행제어기(Flight Controller, FC)인데 DJI WKM과 비슷한 성능을 가지면서 멀티위(Multiwii)처럼 오픈 소스(open source) 기반으로 사용자가 직접 펌웨어에 접근할 수 있으며 수정 또한 가능하다는 것입니다. 특히, APM 제어기는 멀티콥터(ArduCopter) 뿐만 아니라 일반 비행기(ArduPlane)나 자동차(ArduRover) 등에 응용하여 사용이 가능하며 일반적으로 ArduFlyer라고 부릅니다.

최근에는 ArduCopter의 'Ardu' 대신에 'APM:'붙여 APM:Copter, APM:Plane 그리고 APM:Rover로 이름을 변경하였습니다.

http://ardupilot.org/

아래의 글은 다음의 원문으로부터 번역을 토대로 필자가 재작성한 것이니 양지바랍니다.

http://code.google.com/p/arducopter/wiki/ArduCopter

ArduCopter는 쿼드콥터나 헥사콥터 등의 Multirotor 헬기나 기존 헬기를 쉽게 설정하고 비행할 수 있도록 기존 수동제어의 개념을 탈피하여 완전한 UAV 솔루션으로 기존 매니아 층의 무선 조종 뿐만아니라 자동 비행 기능을 제공하고 또한 지상에서 강력한 모니터링 기능과 경유지점(waypoint)과 비행 임무 설정이 가능합니다.

ArduCopter는 나르는 로봇으로 견줄만큼 진보된 각종 기술과 첨단 기술 그리고 새로운 비행 스타일을 원하는 매니아들을 위해 개발된 것으로 이 ArduCopter 프로젝트는 DIY Drones community에 의해 개발된 APM 2.x 자동 조종 장치에 기반을 두고 그 프레임과 부품은 jDrones Asia와 3D Robotics에서 공급하며 모든 기능을 갖추었지만 작은 Multicopter와 헬기는 APM 2.x을 이용하여 쉽게 UAV 성능으로 업그레이드 할 수 있다고 합니다.

특징:
- 높은 품질의 자동레벨 및 자동 고도제어 - 온보드 magnetometer를 사용하여 노트북에서 클릭하는 것만으로 쉽게 헬기를 조종하므로 기존의 헬기 조종처럼 헬기의 움직에 고도로 집중할 필요가 없습니다.

- 사용자의 프로그래밍은 필요하지 않으며 한 번의 클릭으로 소프트웨어를 로드하고 빠른 시각적 디스플레이로 ArduCopter를 조종할 수 있습니다.

- 무제한으로 경유지점과 미션 지점을 클릭하여 ArduCopter를 이동할 수 있으며 거리에 제한이 없고 카메라 제어를 포함한 모든 임무를 스크립트 형태로 수행할 수 있습니다.

- GPS와 고도센서를 이용하여 언제든지 헬기의 제자리 비행이 가능합니다.

- 어떤 위치에 홈을 설정하고 ArduCopter가 자동으로 돌아오도록 설정이 가능합니다.

- 양방향 통신으로 비행 중에도 경유점과 모든 제어 변수 등의 변경이 가능합니다.

- 단순한 스위치 조작만으로 자동 이륙 및 착륙이 가능합니다.

GCS(Ground Control Station):

경유지점(Waypoint):

ArduCopter에 장착된 카메라는 pan과 tilt 기능을 제어할 수 있으며 Windows, Mac 및 Linux등 다양한 O/S를 지원합니다.

주의사항:
- 다른 비행기나 단일로터 헬기에 대한 비행 경험이 도움이 되며 이는 ArduCopter가 단순히 RC 장난감이 아니기 때문입니다.

- ArduCopter는 오픈 소스 UAV로 차후에 새로운 기능이 추가될 수 있습니다.

비행 영상:

http://www.youtube.com/watch?v=YvTj6dlQ9fo&feature=player_embedded