4번째 Makers' Meet up, 드론 세미나! 드론 분야의 기술 트렌드 및 발전방향 발표해주신 ETRI의 김태호 실장 발표 자료 입니다.

2. 2014. 04. 22.
임베디드SW연구부
김 태 호
taehokim@etri.re.kr

3. 2
2015 CE Show
“Attack of the drones”, USA Today Tech CES 2015
* http://www.cesweb.org

4. 3
2015 CE Show
“Attack of the drones”, USA Today Tech CES 2015
* http://www.pcmag.com
Airdog DJI Inspire 1 DJI Ghost Harwar Military Drone
Hubsan ProtoX MaxAero X-Star Zano Nano Selfie Drone Parrot Bebop

5. 4
Categories of Drone (Military Drone, US)
* Unmanned Systems Integrated Roadmap FY 2013-2038
(600kg)
(600kg)
(600kg)
(10-25kg)
(0-10kg)
(129m/s)
(50m/s)
(370m)
(1km)
(5.5km)

6. 5
Categories of Drone (한국)
* 국토부 분류 기준, 12kg 이하도 신고 대상으로 규정 변경
구분 무게 가격
민수/군수
비중
산업특성 SW 특성
무인
항공기
대
형
>150kg
2000억원
~8000억원
전량 군수
유인기
산업과
유사
IMA
RTOS
무인
비행
장치
중
형
150kg
~12kg
소
형
< 12kg
초
소
형
10만원~
민수
대부분
가전 산업
유사
IMA (단일파티션)
RTOS
Firmware

7. 6
무인기 시스템 구성
출처: 국토교통부 홈페이지
합성개구레이더 가시광선/적외선
위성 통신

8. 7
항공 전자 시스템 발전 방향 (1)
Radar Sensor
system
Cockpit
Display Navigation
Computer
Flight
Management
Engine
Monitoring
Radar Sensor
system
Cockpit
Display
Navigation Computer
Flight
Management
Engine Monitoring
Engine Control
Fire Control
기존 아키텍처
“하나의 기능 = 하나의 컴퓨터”
차세대 IMA 아키텍처
“여러 가지 기능 = 하나의 컴퓨터”
오류전이방지, 저전력, 저중량 플랫폼
비행
제어
임무
제어
통신/
명령
비행
제어
임무
제어
통신/
명령
IMA RTOS
통합화 (Integrated Modular Avionics)

9. 8
항공 전자 시스템 발전 방향 (2)
플랫폼 화

10. 9
항공 전자 시스템 발전 방향 (3)
표준화 및 솔루션 화 (예, 무인기 표준 SW 플랫폼 및 Test-bed 개발 사업)
Partitioned Kernel

11. 10
IMA RTOS 구조
Flight
Control
(Level A)
Mission
Control
(Level B)
Comm
(Level C)
IMA RTOS
Portability
Reusability
Modularity
Mixed-Criticality
Partition Manager
BSP
PartitionPartition
Flight
Control
Mission
Control
Comm.
Partition
VM Manager
μ-kernel
Linux
WiFi 등
다양한 Comm.
Flight
Cont.
Qplus-AIR
Qplus-HYPER
Qplus-AIR
Mission
Cont.
Safe and
Reliable
RTOS
Hypervisor
(2010.10-2013.3)
(2012.6-2017.2)

12. 11
WBS 무인기 비행제어 컴퓨터 하드웨어

13. 12
WBS 무인기 비행시험 국내 최초 국산 RTOS 비행 시험
2013.2. 고흥

14. 13
AR.Drone - Open API Platform
내 프로그램

15. 14
Pixhawk - Open UAV HW platform
특징
PX4FMU + PX4IO
- Autopilot-on-module (무인기용 비행제어컴퓨터)
- Flight Controller 및 센서(관성,GPS), 서보 모터 등과의 IO 기능 통합
- Cortex M4, Cortex M3 프로세서
응용
VTOL (수직이착륙기) Multicopter Fixed-wing

16. 15
Dronecode - Open source UAV platform
구성
-
, (ArduPilot, Hardware, Firmware, Mission Planner)
- Linux Foundation 에서 운영
- Amazon, Hexo+, Airdog, Horizon Precision Agriculture 등에서 이용
참여 멤버

17. 16
OpenPilot - Open UAV platform
특징
SW 모듈

18. 17
탑재
드론
태블릿 기반
지상국
실시간 항공 RTOS (RTNOS) 탑재 드론 SDK
+
자율비행이 가능한 드론용 임베디드 SW 개발자 플랫폼
ETRI 개발 Qplus-AIR RTOS 기반 창업
운영체제
비행제어
라이브러리
비행제어
자동비행
충돌회피
COTS HW
통합개발환경
경로생성
안전회기
<시스템 설정>
<드론 응용 설정>

19. 18
Qplus-HYPER 탑재 드론
EVLabs +
임베디드 하이퍼바이저 기술을 활용하여
2개의 운영체제를 동시에 구동하는 무인항공기 SW 플랫폼
하이퍼바이저 (Qplus-HYPER)
임베디드 리눅스 실시간 OS (Qplus-AIR)
임베디드
하이퍼바이저
BSP 개발
ARM cortex-A15
듀얼코어 지원
하드웨어
가상화 지원
듀얼 운영체제
관리 및
스케줄링 지원
실시간 비행제어
라이브러리
자동 회귀 기술
다수의 무선 통신
지원 기술
자동 항법 기술

20. 19
ITS
GCS
HILS
통합비행제어컴퓨터
ITS 콘솔
비싼 무인기 시험 환경

21. 20
값싼 무인기 시험 환경
FlightGear Flight Simulator
- Flight Dynamics Model
- World Scenary Database
. 20,000 Airports
. Runway, Taxiway, Lighting, ….
- Sky Model
. Sun, Moon, Stars, …
- Aircraft Model
MS FlightSimulator
X-Plane
LO-MAC
…

22. 21
드론을 이용한 상용 서비스 (안)
분야 주요 내용
물류 Amazon Prime Air, UPS, DHL
통신 인터넷 연결 사업 (Google, Facebook)
시설 감시 송유관 점검 (British Petroleum)
응급환자 수송 구급차 드론 AirMule (Urban Aeronautics)
구호물품 배송 신흥국 오지에 의약품, 구호 물자 전달 (Matternet)
기상 관측
기상 정보 취득, 허리케인 중심부의 데이터 수집
(Aerosonde)
청소 다수 드론 협력으로 청소 (Electrolux)
동물 감시
멸종 위기 동물을 드론으로 파악, 보호, 구호 (WWF)
알래스카에서 빙하와 고래의 이동 연구 (Insitu)
농업 기계화 드론을 이용해 씨를 뿌리고, 농약 살포 방재
* LG경제연구소, 언론자료, KB투자증권

23. 22
Unmanned Systems Integration
넓은 장소 감시
UGV 추적
좁은 장소 감시

24. 23
무인기 플랫폼 발전 방향 및 예상
무인기 플랫폼 확산
- 공통 기술의 대중화
- 탑재체 (Payload) 다양화
- 공통 안전기술 기본 제공
• Fault-tolerant
• Fault Isolation
• Fail safe (출발점 귀환, 비상 착륙)
- 보안 기술 기본 제공
• Security Isolation
군용 무인기 시장과 민간용 무인기 시장의 충돌 및 협력
- 중대형 vs 소형 무인기
- 인허가 규제