Daddy Makers: Erle copter 드론과 Mission Plennar 연결 / 시운전

2016년 2월 27일 토요일

Erle copter 드론과 Mission Plennar 연결 / 시운전

로보틱스 기술과 드론은 밀접한 관계가 있다. 로보틱스 기술을 잘 활용하면, 드론을 지능적으로 운용할 수 있다.

로보틱스 기술은 ROS(robot operating system)의 예와 같이 급속히 표준화되고 개방화되고 있다. ROS를 이용하면, 다양한 로보틱스 응용을 손쉽게 개발할 수 있다.

드론의 경우, Arducopter와 같은 오픈소스 기술도 많이 활용되고 있으나, ROS를 직접 드론에서 구동하기 위한 노력도 많아지고 있다. Arducopter에서 제공하는 미션 플래너 기술을 이용하면, 드론을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 하지만, 드론의 자세, 위치, 속도를 모니터링하는 것만으로는 드론 운용에 대한 일부 유스케이스만 커버할 수 있을 뿐이다.

ROS를 잘 활용하면, 다음과 같은 유스케이스를 구현할 수 있다.

인프라스트럭처 시설물 센싱에 필요한 데이터를 효과적으로 캡쳐할 수 있다.
센싱 중 충돌할 수 있는 물체를 자동으로 피할 수 있다.
실시간으로 데이터를 캡쳐하면서, 데이터의 특징이나 정보를 추출해, 원격으로 서버에 전달할 수 있다.
드론이 캡쳐하는 데이터의 정보를 실시간으로 추적/관리할 수 있다.

이 글은 ROS를 직접 드론에서 구동하는 Erle copter 드론과 미션 플래너 연결 방법에 대한 것이다.

1. 개요
Erle copter는 ROS가 설치된 임베디드 컴퓨터가 설치되어 있는 Erle Brain이란 제어장치를 가지고 있다.

Erle Brain을 기반으로 모든 센서, 액추에이터를 제어하고, 지상국(ground station)과 통신하여, 필요한 데이터를 주고 받을 수 있다.

다음 링크를 참고한다. 이 문헌은 UDP 방식으로 미션플래너와 Erle Brain을 연결한다.

Ground Control Station with Erle-Brain

2. Erle Brain과 노트북 USB 연결

다음 그림과 같이 USB로 Erle Brain과 노트북을 연결한다.

그럼, 장치 관리자에 가상 이더넷인 RNDIS/Ethernet Gadget 드라이버가 생긴다. 다만, 드라이버 설치가 제대로 안되는 경우가 있어, 이와 관련해서는 이 글 참조의 RNDIS 문헌을 참고해 설치해야 한다.

그럼, 다음과 같이 가상 이더넷 드라이버가 정상적으로 동작한다.

이제, 이 이더넷의 IP주소를 설정한다. Erle-Brain의 기본 IP주소를 다음과 같이 설정한다.

3. 미션 플래너 실행 및 UDP 연결

이제, 다음과 같이 미션 플래너를 실행하고, UDP모드로 설정한 후, 연결 버튼을 클릭한다.

UDP 포트 번호는 6000으로 입력한다. 그럼, 다음과 같이 연결된다 .

이제, 드론의 파라메터를 수정한다. 이 경우에는 비행 모드를 AltHold로 설정하였다.

다시 드론 전원을 껐다 키고, 미션 플래너를 연결하면, 설정값 대로 AltHold 비행 모드가 되어 있는 것을 확인할 수 있다.

4. 드론 시운전 테스트
모두 설정하였다면, 이전 글을 참고해, 모터 테스트를 해 본다.

이제 외부에서 테스트해 본다.

시운전 전 드론 LED 표시 상태

드론 호버링(hovering) 시운전 모습

아직 호버링 비행이 안정적이지는 않다. ESC(electronic speed control) 등 캘리브레이션이 필요하다.

5. 마무리

ROS기반 드론은 다양한 센서 연동을 통한 실시간 데이터 처리와 전송이 가능하다. 무엇보다, ROS의 수많은 센서 및 액추에이터 드라이버를 공짜로 사용할 수 있다. 이는 ROS기반 드론의 큰 잠재력이다. 이런 기술을 잘 활용한다면 드론 기반의 다양한 응용 서비스를 개발할 수 있을 것이다.

참고 내용