드론의 비행 방법들
STUDY
멀티 콥터는 소형 컴퓨터 성능의 비약적인 발전과 저렴한 가격이 대중화에 가장 큰 영향을 미쳤다고도 할 수 있습니다. 위치 제어 센서의 신호를 컴퓨터가 얼마나 빨리 처리하느냐에 따라 멀티 콥터의 성능이 좌우되기 때문입니다. 장거리 비행을 하는 여객기가 자동항법 장치라는 컴퓨터의 힘으로만 비행이 가능하듯이 멀티 콥터에도 컴퓨터의 기능에 따라 여러 가지 비행 모드가 있습니다. 각각의 비행 모드는 비행을 컴퓨터 (FC : Flight Controller)가 얼마나 제어하느냐 조종사가 얼마나 제어하느냐에 따라 다릅니다. 여기서는 레져용 멀티 콥터의 조종 모드에 대해 살펴 보겠습니다.
지능형 모드 비행
모든 비행 제어를 컴퓨터가 전부 관리하는 비행입니다. 멀티 콥터의 자세를 검출하는 센서(지자기 센서, 기압 센서, 초음파 센서 등)와 GPS 안테나를 이용한 자동 비행 모드입니다. 설정된 고도까지 자동으로 이륙하거나, 지정된 위치에 그대로 떠 있거나(GPS Hold), 지도상의 위치를 순차적으로 돌아오는 기능(Way Point Flight), 자동으로 처음 이륙한 장소로 돌아오는 기능(GPS Home) 등을 포함합니다. 최근 특정 사물을 지정하면 자동으로 따라오는 기능이나 관심 지점을 기준으로 기체를 멀게 하거나 가깝게 조종할 수 있는 기능 등 꾸준히 발전하고 있습니다. 그러나 모든 비행을 컴퓨터가 제어하므로 센서나 GPS, 컴퓨터가 이상 동작할 경우 제어할 수 없는 경우가 생길 수 있습니다. 이륙 전에 GPS 신호를 포함하여 기타 센서가 정상 동작하는 지 확인해야 하고 언제든지 일반 비행으로 전환하여 운전할 수 있어야 합니다 .
웨이 포인트 비행 설정 from https://www.youtube.com/watch?v=46KYXbuHKHw APM 2 6 maiden waypoint flight헤드리스 모드 비행 (Headless Mode Flight)
멀티 콥터나 FC에 따라서 코스락(Course lock), 헤드프리(Head Free), 심플 모드 (Simple Mode)라고 부르기도 합니다. 일반적인 조종은 파일럿이 멀티 콥터 뒤에 조종을 하면 좌우나 상하가 보는 것과 일치하지만 멀티 콥터가 파일럿을 정면으로 바라보면 좌우가 반대로 바뀌어 훈련 없이는 조종이 힘들게 됩니다. 헤드리스 비행 기능은 멀티 콥터가 어느 방향을 바라보건 파일럿의 위치를 기준으로 조종할 수 있게 해주는 기능입니다. 멀티 콥터가 파일럿으로 부터 멀어져 어느 방향을 향하고 있는지 알기 어려울 때 유용한 기능입니다. 정확한 동작을 위해 GPS와 지자기센서가 이용되기도 합니다. 멀티 콥터의 방향에 따라 조종 방향이 같이 변해야 하기 때문에 비행 중 파일럿의 위치가 바뀌면 정상적으로 작동하지 않습니다.
일반 비행 모드와 헤드리스 비행의 차이
셀프 레벨 모드 비행 (Self Level Mode Flight)
애티 모드 (Atti Mode), 앵글 모드(angle Mode), 스테이블 모드(Stable 모드)라고도 부릅니다. 가속센서 (Accelerometer)와 자이로 센서(Gyro Sensor)를 이용하여 파일럿이 아무 명령을 내리지 않으면 기체가 항상 수평을 유지하도록 합니다. 비행 중에도 특정 각도 이상 기체가 기울어 지는 것을 제한하기 때문에 스로틀을 올리는 것 만으로 기본적인 비행이 가능합니다. 비행 모드 선택 기능이 없는 멀티 콥터는 대부분 셀프 레벨 모드를 기본 조종 모드로 가지고 있습니다. 하지만 멀티 콥터의 전방이 파일럿을 향하는 경우 좌우가 반대로 바뀌기 때문에 조종 방향에 대한 연습이 필요합니다.
셀프 레벨 모드에서의 레버와 기체의 움직임
바로 모드 비행 (Baro Mode Flight)
셀프 레벨 모드에 기압 센서(Barometer)를 이용한 고도유지가 가능한 비행 모드 입니다.
매그 모드 (Mag Mode) 비행
헤딩락 모드 (Heading Lock Mode)라고도 합니다. 셀프 레벨 모드에 지자기 센서와 같은 방향 센서 (Magetometer / Compass)를 이용한 비행 모드입니다. 헤드리스 모드와 비슷한 기능으로 요우(Yaw) 입력이 없으면 지정된 방향으로 기체를 유지시킵니다.
아크로 모드 비행 (Acro Mode Flight)
레이트 모드(Rate Mode), 아크로바틱 모드(Acrobatic Mode), 메뉴얼 모드(Manual Mode) 라고도 부릅니다. 기체가 어떻게 움직이는지 확인하기 위한 자이로 센서 외에 컴퓨터가 동작하지 않고 파일럿이 모든 제어를 담당하는 비행입니다. 컴퓨터가 조정에 개입하지 않기 때문에 파일럿이 의도하지 않은 움직임을 보이지 않습니다. 이 모드에서 조종 레버는 기체의 기운 각도를 조종하는 것이 아니라 기체가 기우는 속도를 조종합니다. 예를 들어 엘리베이터 레버로 피치를 내리면 레버의 양만큼의 속도로 기체가 기웁니다. 다시 레버를 원위치 시키면 기체 회전 속도는 0이 되기 때문에 방금 설정된 피치가 내려간 각도를 계속 유지하게 됩니다. 수평으로 돌아 오려면 반대 방향으로 같은 양 만큼의 회전 속도를 주기 위해 레버를 반대로 당겨야 합니다. 기체를 기울이고 그 별도의 레버 조작이 없으면 그 상태를 유지하기 때문에 빠르고 급격한 동작이 가능해서 회전(Flip) 등의 묘기 비행을 할 수 있습니다. 비행 방법 중 가장 어려운 방법으로 익숙해 지기까지 연습이 필요합니다.
아크로 모드 레버와 기체의 움직임호라이즌 모드 (Horizon Mode) 비행
셀프 레벨 모드와 아크로 모드의 특징을 결합한 비행 모드입니다. 기본적으로 셀프 레벨 모드와 동일하지만 피치(Pitch)나 롤(Roll)을 끝까지 밀거나 당기면 아크로 모드로 변경되어 플립 등의 묘기 비행이 가능합니다.
멀티 콥터는 컴퓨터의 발달로 누구나 비행이 가능할 정도로 조종이 쉽습니다. 지능형 비행은 한번도 비행을 해본 적이 없는 사람에도 고 난이도의 비행을 가능하게 해줍니다. 하지만 대부분의 조종을 컴퓨터가 하고 있기 때문에 지자기 교란 현상이나 건물, 구름 등에 의해 GPS 신호에 이상이 생기면 안전사고로 이어 질 수 있습니다. 계속 발전하고 있지만 아직까지는 지능형 비행은 네비게이션을 자신의 핸들을 바로 연결해서 움직이는 자동차로 생각하시면 됩니다. 실제로 GPS가 정상적으로 동작하지 않을 때 GPS Home 기능을 동작시킨다면 어디가 처음 이륙장소인지 알 수 없어 어디론가 사라지는 사고가 종종 발생하곤 합니다. 따라서 비상시 언제든 비행 모드를 전환하여 조종할 수 있도록 기본적인 비행 연습을 해야 합니다.
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