PX4 Autopilot Release v1.14: What You Need to Know

PX4 오토파일럿은 드론 및 기타 무인 차량을 위한 오픈소스, 플랫폼 독립적인 비행 제어 시스템입니다. 드론, 비행기, 로버, 보트 등 다양한 차량 유형에 대해 통합된 코드베이스를 제공하며, 고급 제어 알고리즘과 정교한 센서 융합 기능을 갖추고 있습니다. PX4 오토파일럿의 v1.14 버전이 이제 출시되었습니다. 주요 업데이트 및 개선 사항에 대한 요약은 아래와 같습니다. 릴리스 노트는 여기에서 확인할 수 있습니다.

액추에이터 구성 및 QGroundControl의 업데이트된 UI

이 기능은 하드웨어 구성에 맞춰 액추에이터 출력을 간소화합니다. QGroundControl 사용자 인터페이스에서 사용 가능하며, 드론 설정 및 구성을 더 쉽게 만듭니다. 이 업데이트로 드론 개발자는 하드웨어 제작 시 더 많은 유연성을 얻습니다.

이제 특정 하드웨어 요구사항에 맞춰 드론을 구성하는 것이 훨씬 쉬워졌습니다. 이 업데이트는 차량 기하학 정의, 모터 매핑, 기타 기능을 특정 비행 제어 출력에 연결하고 액추에이터 동작을 테스트하기 위해 사용되던 믹서 파일을 대체합니다. 사용자는 매개변수를 사용해 개별 믹싱 기하학 및 액추에이터 매핑을 생성할 수 있습니다. 일반적인 구성은 여전히 사전 설정된 에어프레임으로 선택 가능합니다.

기존 믹서 파일 방식은 프레임의 각 모터와 액추에이터에 대해 사용할 기하학과 출력을 하드코딩했습니다. 동적 제어 할당을 사용하면 런타임 매개변수를 통해 구성을 정확한 설정에 쉽게 맞출 수 있어 훨씬 유연합니다. 예를 들어, 일반 에어프레임을 선택하면 기하학과 출력 매핑을 모두 지정할 수 있고, 특정 기성 차량을 선택하면 출력 매핑을 포함한 모든 것이 사전 구성됩니다. X500과 같은 프레임을 선택하면 기하학은 고정되지만, 모터를 원하는 비행 컨트롤러 출력 프로토콜 및 채널에 연결하고 매핑할 수 있습니다.

액추에이터 구성 UI는 PX4 오토파일럿 v1.13에서 실험적 기능이었지만, 이제 모든 사용자의 기본 구성으로 자리 잡았습니다. 새 액추에이터 구성 UI를 사용하려면 QGroundControl v4.2.0 이상 버전이 필요합니다! 자세한 내용은 여기에서 확인하세요.

새로운 믹싱 시스템: 동적 제어 할당 기본 활성화

새로운 믹싱 시스템은 VTOL 및 적응형 제어와 같은 고급 비행 모드를 지원하는 동적 제어 할당을 제공합니다. 이는 자원 사용 효율성을 높여 비행 중 충돌 가능성을 크게 줄입니다. 동적 제어 할당은 이제 기본 설정이며, 기존 믹서들은 제거되었습니다.

ROS 2 브릿지

PX4 오토파일럿은 이제 ROS 2를 기본 지원합니다. ROS 2 브릿지는 PX4가 다른 시스템 및 센서와 효율적으로 통신하여 데이터 공유를 촉진합니다. ROS 2는 로봇 시스템의 표준으로 자리 잡고 있으며, 이 새로운 기능은 개발자가 더 많은 하드웨어와 소프트웨어 시스템에 효과적으로 접근할 수 있게 합니다.

PX4 플랫폼은 PX4 v1.13에서 사용된 MicroRTPS 브릿지를 대체하는 새로운 미들웨어 uXRCE-DDS를 도입했습니다. 이 변경은 ROS 2와의 통합을 강화하여 통신 프로세스를 간소화합니다. 새 아키텍처는 uORB와 ROS 2 토픽에 대해 동일한 메시지 정의를 사용하며, 이는 단일 공유 리포지토리에서 관리됩니다. 이는 microROS를 위한 기반을 마련하여 PX4 내에서 ROS 2 노드를 직접 정의할 수 있게 합니다.

PX4 v1.13에서 전환하는 사용자는 새로운 XRCE_DDS 에이전트를 사용해야 하며, 새 메시지 정의를 사용하여 애플리케이션을 빌드해야 합니다. 토픽 이름을 새 명명 패턴에 맞게 조정하거나 QoS 설정을 수정하는 등 애플리케이션 코드에 약간의 수정이 필요합니다.

Gazebo: 이름 변경 이상의 의미

이제 Gazebo는 Gazebo-Classic이 되었고, 새로운 Gazebo는 단순히 Gazebo로 불립니다. 하지만 이는 단순한 이름 변경 이상입니다. Gazebo의 이름 변경은 시뮬레이션 시스템 사용 시 정보를 이해하고 얻는 것을 더 쉽게 만듭니다. 새로운 명명 시스템은 버전 번호를 따르며, 현재 안정 릴리스는 업스트림 Gazebo 프로젝트에서 “Harmonic”으로 식별되고, Classic은 Gazebo11을 기반으로 합니다. 이 변경은 시뮬레이션 환경을 더 체계적이고 드론 개발자에게 사용하기 쉽게 만듭니다.

이에 따라 시뮬레이터 명명 규칙도 변경되었습니다. Gazebo Classic 빌드 타겟은 이제 ‘gazebo-classic_’ 접두사를 사용하고, Gazebo 타겟은 ‘gz_’ 접두사를 사용합니다. Gazebo Classic은 Ubuntu 20.04 이하에서 계속 사용할 수 있지만, Ubuntu 22.04부터는 Gazebo만 지원됩니다. Gazebo는 다양한 차량을 지원하며 다중 차량 시뮬레이션에 사용될 수 있습니다. 하지만 Gazebo Classic에 비해 차량 다양성은 다소 적습니다. 오픈 소스 로보틱스 재단은 시뮬레이션 타겟 확장을 위한 기여를 환영합니다. 자세한 내용은 PX4 문서와 Gazebo Harmonic 릴리스 노트를 참조하세요.

PWM 모터 기본 제한 업데이트

모터의 기본 펄스 폭 변조(PWM) 제한이 업데이트되었습니다. 비무장, 비회전 상태는 이전 900us에서 1000us로 설정되었습니다. 무장 시 최소 추력 유휴 회전은 1100us, 최대 추력 최고 출력은 1900us입니다. 모터와 전자 속도 컨트롤러(ESC)의 PWM 캘리브레이션은 1000us에서 2000us 사이에서 일관되게 유지됩니다. 이 조정은 모든 테스트된 ESC에서 효과적인 것으로 입증되었습니다. 이 변경의 목적은 PWM 캘리브레이션과 구성을 단순화하는 것입니다. 이 변경을 지금 적용함으로써 1.14 안정 버전과 제어 할당으로 전환하는 모든 사용자는 즉시 일관된 새 액추에이터 구성의 혜택을 누릴 수 있습니다.

중요: 업데이트 전에 프로펠러를 제거하여 PWM 출력 1000us에서 모터가 회전하지 않도록 확인하세요. 업데이트된 PWM 캘리브레이션 가이드를 따르세요.

신규 및 개선된 하드웨어

두 개의 새로운 비행 컨트롤러 지원이 추가되었습니다: Cubepilot Cube Orange+와 Holybro Unicore UM982 GPS. 또한 VOXL 2에 대한 지원이 개선되었으며, Cubepilot Cube Black은 CAN1에 CAN 장치가 연결되어 통신 중일 때 하드웨어 감지가 실패하여 명확한 결과를 얻지 못하는 문제를 해결했습니다.

PX4 오토파일럿 v1.14는 45명의 커뮤니티 멤버가 약 2,000개의 커밋을 통해 수개월간 노력한 결과입니다. 업계 리더, 취미인, 졸업생, 연구자 등 다양한 분야에서 기여가 이루어졌습니다. 이 업데이트는 개발자가 드론 및 로봇 기술을 더 효율적으로 활용할 수 있게 하여 최종 사용자에게 더 나은 성능과 유연성을 제공합니다.

드론코드 재단의 기술 운영 위원회(TSC) 의장 다니엘 아가(Daniel Agar)는 PX4의 최신 업데이트에 대해 기쁨을 표하며 드론 생태계를 어떻게 향상시키는지 언급했습니다:

“PX4의 최신 릴리스는 우리 서포터들의 커뮤니티 기여 덕분에 수많은 새로운 수정 사항을 가져왔습니다. 우리는 코드베이스를 계속 발전시키며 새로운 고급 사용 사례를 지원하는 새로운 기능에 대해 기쁘게 생각합니다. PX4는 전체 작업을 제어하는 안전 중심 요소로서 현대 아키텍처에서 더 중요한 역할을 하고 있으며, 더 이상 외부 제어를 꺼리는 블랙박스가 아닙니다.”— 다니엘 아가, TSC 의장, 드론코드 재단

드론코드 재단의 총괄 매니저 라몬 로체(Ramón Roche)는 PX4 프로젝트의 방향에 대해 기뻐하며 ROS 커뮤니티가 임베디드 마이크로컨트롤러에서 실행되는 항공 로봇의 안전 중심 작업을 위한 대안을 시도해보라고 환영했습니다:

“새로운 안정 PX4 오토파일럿 릴리스는 마이크로컨트롤러를 넘어 동반 컴퓨터의 리눅스 영역으로 확장하려는 개발자들에게 견고한 기반을 보장합니다. 동시에 차세대 AI 로봇을 위한 자원 집약적 제어 알고리즘 개발에 필요한 실시간 텔레메트리 스트림에 액세스할 수 있습니다.”— 라몬 로체, 총괄 매니저, 드론코드 재단

추가 정보

전체 릴리스 노트는 여기에서 확인할 수 있습니다.

릴리스 받는 방법

최신 릴리스(및 이전 버전)는 GitHub에서 직접 받을 수 있습니다. 소스를 빌드하거나 PX4 오토파일럿 리포지토리의 GitHub 릴리스에서 제공되는 사전 빌드된 바이너리를 사용해 볼 수 있습니다. 또한 QGroundControl을 통해 지원되는 비행 컨트롤러에 v1.14를 직접 로드할 수 있으며, 이전과 동일한 절차를 따릅니다.

위 내용은 드론코드로부터 제공받았습니다.