RTK 지자기센서 캘리브레이션

RTK 지자기센서 캘리브레이션

드론을 들고 캘리브레이션을 해보셨다면 드론 셋팅 과정중 가장 피곤한 작업중 하나라고 생각하셨을 겁니다. 드론이 크다면 더욱 힘들죠. 이러한 문제를 해결하기 위해, 최신 드론 기술은 다음과 같은 방법 등을 사용하여 자이로 및 가속도계 캘리브레이션을 순화하거나 제거합니다.

고급 내장 IMU(관성 측정 장치) 교정
- 고급 IMU는 대부분의 드론에 기본적으로 탑재되어 있으며, 한 번의 초기 캘리브레이션 후 장기간 사용할 수 있는 특성이 있습니다. 자동 보정 기능도 포함되어 있어 많이 사용됩니다.
소프트웨어 기반 캘리브레이션
- 최신 드론 소프트웨어는 실시간으로 비행 데이터를 수집하여 자동으로 캘리브레이션을 수행합니다. 이는 사용자의 편의성을 높이고, 비행 중 자동 보정을 통해 정확도를 유지합니다.
RTK (Real-Time Kinematic) GPS
- RTK GPS는 높은 정밀도를 요구하는 드론 애플리케이션에서 많이 사용됩니다. 특히 정밀 농업, 측량, 건설 분야에서 선호됩니다.
SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)
- SLAM 기술은 LiDAR, 카메라 등을 사용하여 실시간으로 환경을 인식하고 위치를 파악하는 데 사용됩니다. 특히 자율 비행 드론이나 복잡한 환경에서의 비행에 유용합니다.

DJI Phantom 4 RTK: 이 드론은 RTK GPS 시스템을 사용하여 높은 정확도의 위치 정보를 제공하며, 지자기 센서 캘리브레이션이 간소화됩니다.
Skydio 2: SLAM 기술을 사용하여 주변 환경을 인식하고, 이를 통해 자세 제어 및 안정적인 비행을 지원합니다.
Pixhawk 2.1 (The Cube): 고급 IMU를 내장하고 있어 초기 캘리브레이션 후 장기간 사용이 가능합니다.

그 중 오늘은 RTK (Real-Time Kinematic) GPS에 대해 알아봅시다.

드론의 예시

RTK (Real-Time Kinematic) GPS는 위치 정보를 매우 정확하게 제공하는 GPS 기술 중 하나입니다. RTK GPS는 센티미터 수준의 정밀한 위치 데이터를 실시간으로 제공하기 문에 고정밀 위치 측정이 필요한 분야에서 널리 사용됩니다.

RTK GPS의 작동 원리

기준국(Base Station): 고정된 위치에 설치된 GPS 수신기입니다. 기준국은 GPS 위성으로부터 신호를 수신하여 위치 오차를 계산하고, 이 오차 데이터를 드론에 실시간으로 전송합니다.

드론(Drone): 이동하는 드론에 장착된 GPS 수신기입니다. 드론은 GPS 위성으로부터 신호를 수신하고, 동시에 기준국으로부터 오차 보정 데이터를 받습니다. 드론은 이 데이터를 결합하여 매우 정확한 위치를 계산합니다.

GPS 위성(GPS Satellites): 기준국과 드론 모두 GPS 위성으로부터 신호를 수신합니다.

보정 데이터(Correction Data): 기준국이 계산한 오차 데이터를 드론에 전송하여, 드론이 이를 이용해 정확한 위치를 계산합니다.

RTK GPS의 장점

고정밀 위치 측정: 일반 GPS의 오차 범위가 수 미터인 반면, RTK GPS는 센티미터 수준의 정밀도를 제공합니다.
실시간 보정: RTK 시스템은 실시간으로 오차를 보정하므로, 즉각적으로 정확한 위치 정보를 얻을 수 있습니다.
응용 분야 다양성: RTK GPS는 농업, 측량, 건설, 드론, 자율주행 자동차 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

RTK GPS의 단점

비용: RTK GPS 시스템은 일반 GPS보다 훨씬 비쌉니다.
기준국 필요: RTK GPS는 항상 기준국이 필요하므로, 이동국만으로는 정밀한 위치 측정이 불가능합니다.
통신 요구사항: 기준국과 이동국 간의 데이터 통신이 필요하며, 이는 무선 통신 시스템을 통해 이루어집니다.

RTK 장비로 HOLYBRO의 H-RTK mosaic-H (Dual Antenna Heading)을 소개합니다.

holybro Mosaic-H RTK GPS 모듈 개요

주요 특징:

RTK GPS 모듈: Septentrio의 최첨단 mosaic-H GNSS 수신기를 활용.
자력계 포함: IST8310 자력계를 포함하여 향상된 내비게이션 기능 제공.
듀얼 안테나 입력: 나침반 없이 YAW 정보를 제공, 자력 간섭 제거로 정확도 향상.
고급 기술:
- AIM+: 고급 간섭 방지 기술로 의도적 및 비도적 재밍으로부터 보호.
- LOCK+: 고진동 환경에서도 견고한 추적 보장.
- RAIM+: 수신기 자율 무결성 모니터링으로 미션 크리티컬 애플리케이션에서 높은 신뢰성 제공.
다중 위성 시스템 및 다중 주파수 추적: GPS (L1, L2), Galileo (E1, E5b), GLONASS (L1, L2), BeiDou (B1, B2, B3), QZSS (L1C/A, L1C/B, L2), SBAS (Egnos, WAAS, GAGAN, MSAS, SDCM) 지원.