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by Matthew Min 민연기 Jul 10. 2016

드론 비행의 첫걸음 : 호버링

STUDY

멀티 콥터는 그 적용되는 기술이나 용도 등을 살펴보는 것도 재미있지만 하늘을 날기 위한 물건인 만큼 목표는 비행에 있습니다. 이제 본격적으로 비행을 연습해 봅시다.

 
앞서 설명한 것과 같이 멀티 콥터는 로터를 이용하여 비행을 하기 때문에 헬기와 비슷합니다. 하지만 멀티콥터는 항공촬영이나 FPV (Front Person View)에 많이 사용되면서 특화된 비행 방법도 있습니다. 아직 멀티 콥터에는 교본화된 비행기술은 없고 계속해서 새로운 비행 방법이 연구되고 새로 소개되고 있습니다. 아래 소개하는 연습은 일반적으로 알려진 연습방법으로 시뮬레이션에서도 연습할 수 있습니다.
 
호버링 (Hovering)
지면을 움직이는 자동차는 2차원에서 움직이고 항상 중력에 묶여 있기 때문에 아무런 조작을 하지 않으면 가만히 있습니다. 하지만 멀티콥터는 가만히 있기 위해서는 중력의 반대 방향으로 계속 힘을 주어야 하고 사방에서 불어오는 갑작스러운 바람에도 움직이지 않도록 계속 조종이 필요합니다. 이것을 호버링(Hovering)이라고 합이다. 호버링은 한 손으로 달걀이 올려진 접시를 들고 달걀이 굴러 떨어지지 않도록 하는 것과 비슷합니다. 호버링 하는 것만 배우는 것이 상당히 어렵기 때문에 취미로 시작하는데 장벽으로 작용했지만 최근엔 앞서 설명만 FC(Flight Controller)의 발달로 스로틀을 올리는 것만으로 호버링이 가능하게 되었습니다. 제품 설명에 흔히 볼 수 있는 6축 자이로 센서는 멀티 콥터의 자세를 컴퓨터로 제어할 수 있는 능력을 의미합니다. 호버링을 얼마나 쉽게 가능한지 설명하는 것이기도 합니다. 자이로 센서를 사용하지 않는 아크로 모드 (Acro Mode)에서는 호버링이 쉽지 않습니다.
 
1) 멀티콥터 뒤에서 호버링 (후면 호버링)
스로틀을 서서히 올려 허리 높이로 멀티 콥터를 뛰운 후 1m^3 상자를 상상합니다. 그 상자 안에서 밖으로 벋어 나지 않도록 에일러론 레버와 엘리베이터 레버를 조종합니다. 바람이나 기타 원인에 의한 돌발적인 움직임에도 같은 위치를 유지할 수 있을 때까지 까지 연습을 계속합니다.



2) 러더 레버를 조작해 멀티콥터를 회전시키기

원하는 높이에 정지하는 것이 익숙해지면 러더 레버를 움직여 기체를 회전시켜 봅니다. 기체의 옆을 보거나(90도 회전) 기체의 앞을 보도록 (180도 회전) 회전을 시키면 기체의 롤 (Roll) 동작의 방향이 바뀌기 때문에 원하는 방향으로 조종이 어렵습니다. 여기서는 360도를 회전시켜 러더 동작을 익히는 정도로 연습을 합니다. 기체가 조종이 되지 않아 이상한 방향으로 계속 흘러간다면 재빨리 러더 레버를 조작해 처음 방향으로 회전시키거나 스로틀을 내려 사고가 발생하지 않도록 해야 합니다.





3) 멀티콥터 옆에서 호버링 (측면 호버링)

후면 호버링과 회전이 어느 정도 익숙해지면 러더 레버를 조작하여 멀티콥터를 옆에서 바라보도록 회전시켜서 조종할 수 있도록 연습합니다. 사실 바로 옆면을 보고 호버링을 하는 것은 처음 시작하는 사람에게는 어렵습니다. 일단은 45도 정도 회전시킨 후 호버링 연습을 합니다. 오른쪽과 왼쪽 어느 쪽이든 편한 방법부터 연습하시면 됩니다. 가상의 1m^3 상자 안에 호버링이 가능해지면 이번엔 기체의 옆면을 보도록 90도 회전을 시킵니다. 멀티콥터의 러더와 피치 동작이 레버의 움직임과 다르기 때문에 익숙해지는데 시간이 걸립니다. 90도 회전 상태에서 안정적인 호버링이 익숙해지면 이제  45도 더 회전하여 기체의 정면이 거의 조종사를 향하도록 하여 호버링을 연습합니다.





4) 멀티콥터 정면에서 호버링 (정면 호버링)

측면 호버링이 익숙해지면 기체의 정면을 바라보도록 180도 회전시켜 호버링을 할 수 있도록 연습합니다. 앞에도 언급한 바와 같이 정면 호버링이 어려운 이유는 요우(Yaw) 동작과 롤(Roll) 동작이 후면 호버링과 정반대로 바뀌고 피치(Pitch) 동작도 직관적이지 않게 되기 때문입니다. 정면 호버링을 쉽게 배우는 여러 가지 방법이 인터넷에 소개되고 있지만 사실 지름길은 없습니다. 정면 호버링이 익숙해질 때까지 연습하세요. 시뮬레이션으로 우선 연습하는 것을 추천합니다.



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Matthew Min 민연기 소속레이싱드론코리아 직업개발자
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