Lesson 7. 센서를 활용한 패턴 비행을 해보아요!

[들어가기]

이번 강의에서는 지난 강의에서 배운 센서값을 활용하여 드론을 패턴 비행시켜보는 코딩을 해보도록 해요. 사각형 패턴을 드론의 앞 부분을 회전시키면서 한 바퀴 비행하는 코드를 만들어보려고 합니다. 드론이 각 모서리에서 회전할 때 ‘자세 Yaw’ 센서값을 활용하면 좀 더 정교하게 원하는 각도만큼 회전시킬 수 있습니다. 지난 강의에서 배운 센서값과 조건문을 잘 활용해서 코딩을 해보도록 합니다.

[코드 생각하기]

드론이 다음과 같은 순서로 사각형 모양의 패턴 비행을 합니다.

1) ①번 위치에서 이륙합니다.
2) 3초간 조종값 30%로 전진합니다.
3) 좌로 90도만큼 회전합니다.
4) 3초간 조종값 30%로 전진합니다.
5) 좌로 90도만큼 회전합니다.
6) 3초간 조종값 30%로 전진합니다.
7) 좌로 90도만큼 회전합니다.
8) 3초간 조종값 30%로 전진합니다.
9) 좌로 90도만큼 회전합니다.
10) ①번 위치에서 착륙합니다.

※ 2)~9)까지 과정은 전진과 회전이 반복되기 때문에 앞서 배운 반복문을 사용하면 효율적으로 코딩할 수 있습니다.

그럼 센서를 활용하여 어떻게 드론을 좌로 90도만큼 회전시킬 수 있는지 알아보고, 코드를 생각해보아요.

드론이 좌/우로 회전할 때 회전 각도를 알 수 있는 센서값 블록은 “자세 Yaw” 입니다.

① 드론의 수직축을 기준으로 드론이 좌/우로 얼마나 회전한 상태인지 각도를 나타냅니다.
② 값 범위: -180~180(양수: 우로 회전 / 음수: 좌로 회전)
③ 예) 자세 Yaw 값이 45라면, 드론의 정방향 기준으로 오른쪽으로 45도 회전해 있는 상태입니다.

① 드론의 방향을 현재 앞쪽 방향(페트론 V2의 눈 부분)을 기준으로 초기화해주는 블록입니다.
② 이 블록을 사용하면 자세값(자세 Pitch, 자세 Roll, 자세 Yaw)이 모두 0으로 초기화되어, 자세 Yaw 값을 계산하여 특정 각도만큼 회전시키기 용이합니다.
③ 드론이 헤드리스 모드인 경우에 드론의 전진 방향을 변경할 때 사용합니다.

< 드론을 좌로 90도 회전시키기 >
1) 드론 방향 초기화로 자세값(자세 Yaw)을 0으로 초기화 시킵니다.
2) 드론을 좌로 회전 비행 시킵니다. ⇒ 회전 비행을 계속 유지합니다.
3) 자세 Yaw 값이 -90 이하로 변하는지 반복적으로 확인합니다. ⇒ 좌로 회전하기 때문에 값이 0에서 음수로 줄어듭니다.
4) 자세 Yaw 값이 -90 이하가 되면 회전 비행을 멈춥니다. ⇒ 자세 Yaw 값이 0부터 -90까지 변했기 때문에 90도만큼 회전한 것입니다.

[코딩 및 실행하기]

먼저 드론을 좌로 90도만큼 회전시키는 코드를 만들어 볼까요? 다음 코드는 한 가지 예시이고, 다양한 방법으로 여러 가지 코드를 만들 수 있습니다.

드론 방향 초기화 블록

드론의 자세값을 초기화시킵니다. 자세 Yaw 값이 0이 되어 회전 각도를 계산하기 편리합니다.

자세값	1. 자세 Pitch 2. 자세 Roll 3. 자세 Yaw

단일조종 – 요(좌 회전) 블록

페트론 V2가 좌로(조종값이 음수이기 때문) 회전합니다. 조종값 20의 힘으로 회전하며 정하기 블록이기 때문에 회전 비행을 계속 유지합니다.

반복문 블록

계속 반복하기 블록을 사용하여 드론이 90도만큼 회전했는지 반복적으로 확인합니다.

조건문 블록

조건문 블록을 사용하여 ‘자세 Yaw’ 센서값이 -90 이하가 되면 회전 비행을 멈추고 반복문을 빠져나오도록 합니다.
▶페트론 V2가 좌로 회전하기 때문에 자세 Yaw 값이 0에서 -1, -2, -3… 이렇게 음수로 변합니다. 그래서 -90이 되면 좌로 90도만큼 회전한 것이 됩니다.

회전을 계속 유지하는 상태이기 때문에 다시 정하기 블록에 조종값을 0으로 설정하여 회전 비행을 멈추도록 합니다.

기다리기 블록

계속 반복하기를 사용하여 코드가 무한 반복되는 경우에 시스템에 부하가 생기고 명령이 잘 전달되지 않을 수도 있기 때문에 기다리기 블록을 사용하여 약간의 Delay time을 줍니다.

그럼 이제 위 코드를 사용하여 전체 코드를 완성해보아요.

반복문 블록	사각형 패턴 비행이므로 전진과 회전을 동일하게 4번 반복합니다. 반복문 블록을 사용하여 코드를 효율적으로 만듭니다.
단일조종(지정시간) – 피치(전진) 블록	페트론 V2가 전진합니다. 조종값 30%로 3초간 전진합니다. ▶조종값과 실행시간은 주어진 공간과 환경에 맞게 조절하여 사용합니다.
좌로 90도 회전하기 코드	페트론 V2가 좌로 90도 회전합니다. 자세 Yaw 값을 반복적으로 확인하여 -90(좌로 90도) 이하가 되면 회전 비행을 멈춥니다. ▶엔트리와 드론 간의 Delay time이 발생하기 때문에 회전 각도는 오차가 발생할 수 있습니다. ▶단일조종 – 요(좌 회전) 블록의 조종값을 너무 크게 하면 드론이 빨리 회전하기 때문에 더 큰 오차가 발생할 수 있으므로 20 정도가 적당합니다.

코드를 실행합니다. 사각형 모양의 패턴 비행에 성공하였나요? 드론이 정확히 90도 회전하지 않는다면, 어떻게 보완할 수 있을지 고민해보아요. 그리고 사각형 패턴 비행 외에 센서를 활용하여 어떤 패턴 비행을 할 수 있을지 생각해보고 코드를 만들어보아요.

[정리하기]

드론의 여러 가지 센서값을 활용하여 다양한 패턴 비행을 코딩할 수 있습니다. 드론의 패턴 비행은 군집 비행, 촬영, 측량, 방제 등 많은 분야에서 활용됩니다.

자세 Yaw 센서값을 사용하여 드론을 원하는 각도만큼 좌 or 우로 회전 비행시킬 수 있습니다.
드론 방향 초기화 블록을 사용하면 드론의 전진 방향을 초기화할 수 있고(페트론 V2의 눈 쪽이 전진 방향으로), 자세값을 모두 0으로 초기화할 수 있습니다.

엔트리로 코딩해요

Modified : 2019.1.15