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[드론 만들기] QGroudControl 사용방법 1/4

만들기/드론

by kwangpil 2020. 6. 27. 09:47

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완전 초짜의 드론 만들기 도전! 도전! 도전~!입니다.
맨땅에 헤딩~

인터넷 검색, 관련 사이트를 참고하여 Pixhawk 4(PX4)를 이용한 중/소형 쿼드콥터 드론을 만들려고 하고 있습니다.

참고만 하세요~!

 

※ 아래 내용은 픽스호크 홈페이지 내용을 기반으로 작성한 것으로 틀린 내용을 포함하고 있을 수도 있다.

※ 정확한/상세한 내용은 픽스호크 홈페이지 참조


 

Pxihawk를 기반으로 만든 무인 비행장치의 지상통제소(GCS, Ground Control Station)인 QGroundControl(QGC)는 QGC를 처음 다뤄보는 사람도 쉽게 사용할 수 있도록 구성되어있다. 물론 전문가에게도 유용한 설정들을 제공하고 있다.

 

드론을 만들려면 먼저 QGC에 익숙해지는 것이 좋다. 물론 QGC에 빨리 익숙해지는 방법은 새로운 기계에 익숙해지는 것처럼 많이 다뤄보는 것이다.

 

실제 QGC를 사용해서 PX4 또는 ArduPiolot로 드론을 만들어가다 보면 QGC의 설명서를 펼쳐놓고 기능을 하나, 둘 살피며 어쩔 수 없이 여기저기 클릭을 하게 되면서 자연스럽게 익숙/능숙해져서 따로 QCG에 대한 사용설명을 정리할 필요할까 싶기도 하다.

 

그런데 대부분의 자료가 외국어이다 나도 모르고 지나가거나 놓쳐버리는 기능이 종종 있는 것 같다.

 

이번에 시간이 생겨서 QGC의 설명서를 다시 읽어보고 있는데 이런 게 있었나... 하는 부분이 심심치 않게 있다.

그래서 다시 설명서를 읽는 김에 공부 겸, 정리 겸 QGC의 기능과 설정 방법을 간단하게 정리해봤는데 잘못 이해/오역으로 틀린 내용을 포함하고 있을 수도 있다.

 

 

1. QGC 기능

 

QGC 실행시키면 시작화면에는 많은 정보가 표기된다.

 

먼저 화면 윗쪽에는 화면 아이콘이 있고 그 옆에는 비행체의 상태를 알려주는 비행체 상태 아이콘이 나열되어있다.

오른쪽에는 계기판이 있는데 다양한 비행상태나 정보를 확인할 수 있다.

 

QGroundControl 시작화면

 

QGC의 기능을 크게 3가지로 나눌 수 있다.

 

첫째는 Flight Controller(FC)와 텔레메트리 라디오 등 추가 장치의 펌웨어 설치 및 설정하는 것이다.

 

둘째는 QGC 프로그램 자체설정하는 것이고,

 

마지막 셋째는 드론 같은 무인 비행장치의 비행과 관련한 설정과 정보 제공하는 것이다.

 

FC 펌웨어 설치 및 설정은 QGroundControl에서 Pixhawk 4 펌웨어 설치, QGroundControl에서 Pixhawk 4 설정하기 1/2, QGroundControl에서 Pixhawk 4 설정하기 2/2, QGroundControl에서 Pixhawk 파라미터 변경하기에서 알아보았기 때문에 여기서는 QGC 설정과 vehicle의 비행 설정 및 비행정보 제공에 대해서 간단히 정리해 본다.

 

2. QGC 설정

 

QGC 설정은 FC를 연결하지 않아도 설정이 가능하기 때문에 그냥 QGC를 실행한다.

 

 

아이콘을 기본 화면에서 선택하면 설정 화면으로 바뀐다.

 

 

 

2.1 일반

 

제일 먼저 '일반' 설정 화면이 나타나는데 여기서는 QGC의 단위, 자동연결 장치, 비디오 디스플레이, 저장, RTK GPS, 브랜드 이메이지(brand image) 등 다양한 정을 한다.

 

설정 후 리부팅이 필요할 경우 메시지가 표기되는데 잊지 않고 리부팅을 해야 변경/설정한 값이 QGC에 적용된다.

 

- 단위

 

 

사용하는 단위를 설정하면 되는데 우리나라에서는 기본 설정 그대로 두면 된다.

 

 

- 기타

 

 

여기서는 언어, 색상, 지도, 지상국 위치 스트림, UI Scaling을 정의한다.

 

언어의 경우 '시스템'으로 선택하면 자동으로 시스템 언어를 사용언어로 설정한다. 다른 언어를 사용하고 싶으면 클릭 후 언어를 선택하면 된다.

 

색상은 indoor와 outdoor이 있는데 indoor의 경우 어두운 화면(검은색 바탕에 흰색 글자), outdoor의 경우는 밝은 화면(흰색 바탕에 검은색 글자)이다. 편의대로 선택하면 된다.

 

지도는 지도 제공업체를 선택하는데 구글뿐만 아니라 bing 등 다양한 업체를 선택할 수 있고 지도의 형태는 streep map(도로지도), labels(주요 건물 포함 지도), hybrid, terrain(지형 지도), satellite(인공위성)이다. hybrid을 선택하면 다른 지도 형태가 조합된 지도를 제공한다. 사용하기 편한 대로 선택하면 된다.

 

지상국 위치 스트림은 지상국 위치 전송을 설정하는 항목으로 Never, Always, When in Follow Me Flight Mode 중 필요에 따라 선택하면 된다.

 

UI Scaling은 사용자 인터페이스(UI, User Interface)의 글자, 아이콘, 버튼, 레이아웃 크기를 설정하는데 100%보다 크면 크기가 거지고 작으면 작아진다. 편의대로 선택하면 된다.

 

모든 오디오 출력 음소거를 선택하면 QGC 사용 시 제공하는 음성 정보를 들을 수 없다.

 

Check for Internet Connection은 인터넷 연결 상태를 검사하는 기능으로 지도 타일(map tile, 지도 조각) 다운로드가 실패할 가능성이 있는 곳에서 지도를 사용하려면 기본 설정인 선택을 취소해야 한다.

 

미션 자동으로 불러오기는 연결된 드론에 비행계획이 자동으로 업로드된다. 따라서 미션 자동으로 불러오기를 선택할 경우에는 미션 설정 후 따로 업로드가 필요 없다.

 

다음 시작 시 모든 설정 지우기는 QGC를 다시 시작할 때 모든 설정값을 기본값으로 되돌리는 설정으로 설정을 초기화하고 싶을 때 선택한다.

 

배터리가 다음보다 낮을 때 경고합니다는 기본적으로 선택되어있는 QGC가 시작할 때 배터리가 설정해 놓은 값보다 낮을 경우에 경고한다. 기본값은 30%이며 최소 0보다 큰 값을 설정해야 한다.

 

응용 프로그램 저장하기/불러오기는 비행 시 파라미터, 텔레메트리 로그, 임무계획 등을 포함하는 프로그램 파일을 저장/불러오는 위한 저장 위치로 필요시 임의로 설정할 수도 있다.

 

 

- 데이터 저장성

 

 

모든 데이터 저장성(persistence) 비활성화를 선택하면 로그, 지도 타일(map tile) 등의 데이터가 저장되거나 캐싱(caching)되지 않는다.

 

 

- 기체의 텔레메트리 로그

 

 

각 비행 완료 후 로그 저장하기는 기본 설정으로 선택되어있으며, 비행 후 텔레메트리 로그를 위의 응용 프로그램 불러오기/저장하기 폴더에 자동으로 저장한다.

 

기체를 시동하지 않은 경우(disarmed)에도 로그 저장하기는 무인 비행장치가 QGC와 연결될 경우 로그(기록)하고, 마지막 연결이 종료될 때 로그를 정지한다.

 

Save CSV log of telemetry data는 텔레메트리 데이터의 CSV 저장하기로 CSV는 comma-separated values의 약자로 몇 가지 필드(field)를 쉼표로 구분한 텍스트 데이터 또는 텍스터 파일을 말한다. Save CSV log of telemetry data는 텔레메트리의 일부 데이터를 CSV 파일로 기록한다.

 

 

- 비행 화면

 

비행 화면에서는 무인비행체의 비행 시 화면을 설정하는 데 사용 편의에 맞게 선택하면 된다.

 

 

Use Preflight Checklist은 비행 툴 바에서 pre-flight checklist의 비활성/활성화를 선택하며 기본 설정은 비활성화이다.

 

 

Enforce Preflight Checklist은 비행준비/시동(arming)을 위한 checklist 완료의 전제 조건을 결정하며 미선택이 기본 설정이다.

 

Keep Map Centered on Vehicle는 현재 무인비행체가 지도의 가운데에 위치하도록 지도 위치를 강제한다.

 

 

 

 

 

 

Show Telemetry Log Replay Status Bar는 비행 데이터를 다시 재생하기 위한 상태 바를 표시한다.

 

가상 조이스틱은 가상 조이스틱을 활성화하는데 이 기능은 PX4에서만 사용 가능하다.

 

Use Vertical Instrument Panel는 계기판을 기본 설정인 수평이 아니라 수직으로 배열한다.

 

 

Show additional heading indicators on Compass는 나침반에 추가 지시자를 추가한다.

 

오른쪽 계기판을 보면 녹색 선과 흰색 집 모양이 보이는데 여기서 흰색 집은 home으로 돌아가는 방향을 지시하고 녹색 선은 다음 이동점의 방향을 나타낸다. 여기서 비행경로를 설정하지 않아서 기본 설정 값이 보인다. 경로를 설정하면 파란색 화살표가 나침반 둘레에 나타나는데 이 화살표는 지상 위의 비행경로를 가리킨다.

 

Lock Compass Nose-Up는 나침반이 회전한다.

 

기본 설정값은 FC가 움직일 때마다 나침반 안에서 FC의 방향을 가리키는 붉은색 화살표(방향 표시자)가 회전을 하지만 Lock Compass Nose-Up을 선택할 경우에는 붉은색 화살표는 위로 향한 자세로 고정되고 FC의 움직임에 따라 나침반이 회전을 한다.

 

유도된 최저 고도는 유도 동작(guided action) 고도 슬라이더의 최저값을 말한다.

 

유도된 최대 고도유도 동작(guided action) 고도 슬라이더의 최고값을 말한다.

 

Go To Location Max Distance은 현재 위치에서 다음 위치까지의 최대 이동점 거리를 말한다.

 

 

- 계획 보기

 

 

미션 기본 고도는 새로운 미션 단계가 추가될때 설정되는 기본 고도 높이를 규정하며 최대 고도는 50m이다. 

 

Mission Do Not Require Takeoff Item은 임무에서 이륙 단계를 수행하지 않는다.

 

- 다음 장치에 자동으로 연결

 

QGC에 자동으로 연결되는 장치 설정을 정의한다.

 

 

연결 시 자동으로 인식할 장치를 체크해주면 된다.

 

NMEA GPS 장치는 지상통제소의 위치를 얻기 위해 외부 GPS 장치를 자동 연결하는 것으로 기본값은 disable이다.

 

외부 GPS를 사용하려면 GPS는 ASCII NMEA format을 지원해야 하며 네트워크 연결이나 시리얼 포트를 이용해서 연결할 수 있다.

 

- 네트워크 연결

 

 

UDP 포트로 연결하며 기본 설정 포트 번호는 14401이다.

 

- 시리얼 포트 연결

 

 

시리얼 포트(예, USB 포트)로 연결하며 해당하는 보드 레이트를 설정하면 된다.

 

 

- RTK GPS

 

측량 활동의 결과를 저장하거나 재사용 또는 알고 있는 기지국(base station)의 다른 위치를 직접 입력하기 위해 RTK GPS 측량 설정을 명시한다.

 

기본 설정은 측량 수행이다.

 

Survey in accuracy (U-blox only)는 RTK 측량 진행 완료를 위한 최소 위치정확도를 말하면 기본값은 2.0m이며 최소 0.01m 이상이어야 한다.

 

Minum obervation time은 RTK 측량 진행 시 소요되는 최소 시간을 의미하며 기본값은 180초이며 최솟값은 1초이다.

 

지정된 기준 위치를 설정해서 사용할 수도 있다.

 

Base Positionn Latitude는 고정된 RTK 기지국의 위도

Base Position Longitude고정된 RTK 기지국의 경도

Base Position Alt(WGS 84)고정된 RTK 기지국의 고도

Base Position Accuracy는 기지국 위치정보의 정확도

 

(* WGS 84는 지도, 측지 목적으로 미국 국방성에서 개발한 지구 중심 좌표계.)

 

현재 위치 저장하기를 누르면 마지막 측량 설정에서 위의 설정한 기지국 위치 설정을 복사한다.

 

 

- ADSB Server

 

ADSB란 Automatic dependent surveillance - broadcast의 약자로 GPS 위성항법시스템과 1,090 MHz 전송 링크를 이용하여 항공기 감시 정보를 일정 주기마다 지상의 항공 교통관제(Air Traffic Control) 및 다른 항공기에 자동으로 방송(broadcast)하는 항공기 감시체계를 말한다.

 

여기서는 ADSB server 설정을 정의한다.

 

Connect to ADSB SBS server은 아직 미결정 사항이라 그대로 두면 된다.

 

Host address는 ADSB 서버의 호스트 주소로 기본 설정값은 127.0.0.1이다.

 

server port는 ADSB 서버의 포트로 기본 설정값은 30003이다.

 

(*SBS는 Surveillance and Broadcast Services의 약자이다)

(* 127.0.0.1은 자신의 컴퓨터를 의미한다)

 

 

- Video

 

비행 화면에 보이는 비디오 소스와 연결 설정을 정의한다.

 

 

비디오 소스로는 RTSP Video Stream, UDP h.264 Video Stream, UDP h.265 Video Stream, TCP-MPEG2 Video Stream, MPEG-TS(h.264) Video Stream이 있다.

 

비디오 소스 중 하나를 고르면 video와 비디오 녹화 관련한 상세 설정 항목이 나타난다.

 

 

UDP 포트는 비디오 스트림을 연결할 포트를 설정하며 기본 설정값은 5600이며 최소 포트 번호 1025이다.

 

가로 세로 비율은 비디오 위젯(widget)에 비디오 스케일링을 위한 크기 비율을 설정하며 0.0으로 설정할 경우 가로 세로 비율을 무시한다. 기본값은 1.777777이다.

 

시동이 꺼질 (disarmed) 때 비활성화는 무인비행체가 비행준비 해제/시동이 꺼질 때 비디오 공급을 비활성화한다.

 

Low Latency Mode는 비디오 스트림 지연시간을 줄이지만 프레임 로스(frame loss)가 발생하거나 비디오 영상이 고르지 못할 수도 있다. 특히 네트워크 연결이 좋지 않을 경우에는 더욱 그 현삼이 심화될 수 있다.

 

비디오 녹화는 녹화에 관련된 설정을 정의한다.

 

자동 파일 삭제는 비디오 용량이 지정한 용량 이상이 될 경우에 자동으로 파일이 삭제된다.

 

 

저장소 최대 사용량은 최소 100MB 이상이어야 하며 기본값은 10240MB이다.

 

비디오 파일 형식은 mkv, mov, mp4를 지원인데 기본설정 값은 mkv로 이 포맷은 오류가 있는 경우에도 영상 변형이 상대적으로 견고하다.

스트림된 비디오는 응용 프로그램 설정> 일반> 기타에서 응용 프로그램 불러오기/저장 경로에 저장된다.

 

 

- 브랜드 이미지

 

위의 기타> 색 구성에서 indoor/outdoor에서 사용될 브랜드 이미지를 설정한다.

 

브랜드 이미지는 툴바의 위 오른쪽 코너에 연결된 자동조종장치 용 아이콘이 있는 곳에 표시된다. 이 기능은 사용자가 쉽게 회사의 로고/브랜드를 포함하는 스크린/비디오 캡체를 생성할 수 있게 하기 위해서 제공된다.

 

 

실내 이미지기타> 색 구성 > indoor에서 사용될 브랜드 이미지를 설정한다.

 

야외 이미지기타> 색 구성 > outdoor에서 사용될 브랜드 이미지를 설정한다.

 

기본 브랜드 이미지 초기화를 클릭할 경우 설정한 브랜드 이미지는 초기화된다.

 


 

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