X4 Autopilot Release v1.15: What You Need To Know

새로운 Throw Mode: 멀티콥터를 쉽게 발사하세요

v1.15의 가장 흥미로운 추가 기능 중 하나는 실험적인 Throw Mode입니다. 이 기능은 멀티콥터를 공중에 던지기만 하면 시작할 수 있도록 해줍니다. 이 혁신적인 발사 방식은 수동 이륙 절차를 없애 다양한 시나리오에서 드론 배치를 더 빠르고 편리하게 만듭니다. 아직 실험 단계이지만, Throw Mode는 드론 기술의 한계를 확장하려는 커뮤니티의 헌신을 보여줍니다.

uXRCE-DDS 인터페이스 개선

이번 릴리스에서 uXRCE-DDS 인터페이스가 중요한 업데이트를 받았습니다. 특히, DDS Topics YAML에서 이제 ‘subscription_multi’를 사용해 지정된 ROS 2 토픽이 ROS 2 전용 uORB 토픽 인스턴스로 전송되도록 설정할 수 있습니다. 이 변경으로 PX4는 ROS와 PX4 uORB 퍼블리셔의 업데이트를 구분할 수 있으며, ROS 2 사용자는 메시지가 기존 uORB 토픽과 상호작용하는 방식을 더 효과적으로 제어할 수 있습니다.

Gazebo 시뮬레이션 개선

이번 릴리스는 Gazebo 시뮬레이션 기능을 크게 향상시켰습니다. 새로운 기능으로는 고급 비행기 시뮬레이션 지원과 Gazebo 및 PX4 SITL 분리가 포함됩니다. 이러한 개선은 개발자에게 더 사실적이고 유연한 테스트 환경을 제공하여 복잡한 비행 시나리오의 정확한 시뮬레이션과 새로운 비행 제어 알고리즘 및 기능 개발 프로세스를 간소화합니다.

강화된 ROS 2 통합

PX4 v1.15는 실험적인 PX4 ROS 2 인터페이스 라이브러리를 도입했습니다. 이 C++ 라이브러리는 ROS 2 환경에서 PX4를 제어하는 프로세스를 크게 단순화합니다. 차량 제어 및 센서 데이터 접근을 위한 고급 인터페이스를 제공하여 PX4-ROS 2 통신의 복잡성을 추상화합니다. 이는 PX4 기반 드론으로 복잡한 로봇 시스템 아키텍처를 원활하게 지원하는 중요한 단계입니다.

고정익 및 VTOL 개선

PX4 v1.15는 고정익 및 VTOL(수직 이착륙) 항공기에 여러 개선 사항을 제공합니다. 고정익 업데이트에는 공기속도 센서 구성 간소화와 강풍에 대한 내구성 강화가 포함됩니다. VTOL 항공기의 경우, 백-트랜지션 틸팅 시간을 매개변수로 노출하고 Stabilized 모드에서 테일시터(tail-sitter)를 위한 자동 피치 램프를 추가했습니다. 이러한 개선은 특히 중요한 전환 단계에서 더 안정적이고 효율적인 운영을 가능하게 합니다.

정밀 제어를 위한 새로운 Position Slow Mode

Position Slow Mode는 표준 Position 모드의 더 제어된 버전을 제공합니다. 이 새로운 비행 모드는 사용자가 설정 가능한 속도 제한을 특징으로 하며, 정밀하고 느린 움직임이 필요한 상황에 이상적입니다. 실내 비행, 근거리 작업, 또는 섬세한 페이로드를 운반하는 경우, Position Slow Mode는 추가적인 안전성과 제어성을 제공합니다.

확장된 하드웨어 지원

v1.15 릴리스는 새로운 비행 컨트롤러와 센서를 포함하도록 하드웨어 지원을 확장했습니다. 이러한 광범위한 하드웨어 호환성은 개발자와 사용자가 드론 시스템을 구축하거나 업그레이드할 때 더 많은 옵션을 제공하며, 다양한 애플리케이션에 특화되고 비용 효율적인 솔루션을 가능하게 합니다.

개선된 광학 흐름 지원

PX4 v1.15는 광학 흐름 센서 통합에 상당한 개선을 가져왔습니다. 이러한 개선은 GPS가 없는 환경에서 위치 추정의 정확성과 신뢰성을 높입니다. 드론 운영자는 이제 까다로운 조명 조건에서도 더 나은 성능과 다양한 광학 흐름 센서와의 호환성을 기대할 수 있습니다.

개선된 미션 재개 기능

PX4 v1.15는 중단된 미션을 재개할 때 짐벌과 카메라 명령을 더 잘 처리하는 향상된 미션 재개 기능을 제공합니다. 이 개선은 미션 실행 중 페이로드 시스템의 원활한 운영을 보장하여 데이터 수집 품질을 향상시키고 카메라나 짐벌 작업의 불완전성으로 인한 미션 재실행 필요성을 줄입니다.

지오펜스 개선

PX4의 지오펜스 시스템은 이번 릴리스에서 주목할 만한 개선을 받았습니다. 사용자는 더 강력한 경계 시행, 복잡한 지오펜스 형태의 개선된 처리, 미션 계획과의 더 나은 통합을 기대할 수 있습니다. 이러한 개선은 특히 엄격한 공역 제한이 있는 지역에서 안전성과 규제 준수를 높입니다.

실험적인 Zenoh pico 지원

PX4 v1.15는 경량 통신 프로토콜인 Zenoh pico에 대한 실험적 지원을 도입했습니다. 이 통합은 PX4 기반 드론과 지상국 또는 기타 네트워크 장치 간의 효율적인 데이터 교환 가능성을 열어줍니다. 아직 초기 단계이지만, 이 기능은 지연 시간을 줄이고 대역폭 활용도를 높이며 다양한 드론 애플리케이션에서 전체 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

개선된 상태 추정

위의 비디오에서는 잘못된 마그네토미터 데이터로 인해 90도 오차가 있는 헤딩 초기화에서 쿼드콥터가 복구하는 동작의 1.14와 1.15 간 차이를 보여줍니다.추정 시스템에 주요 업그레이드가 이루어졌으며, 새로운 Error-State Kalman Filter를 중심으로 합니다. 이 변경은 수렴성, 수치적 안정성, 계산 효율성을 개선합니다. 주요 업데이트에는 Joseph 안정화 공분산 업데이트 알고리즘, MAVLink를 통한 수동 위치 업데이트, Auxiliary Global Position 융합이 포함됩니다. 또한 마그네토미터 처리 개선, 광학 흐름 기능 업그레이드, Yaw Emergency Estimator 업데이트가 포함됩니다. 이러한 개선은 다양한 비행 조건에서 더 정확하고 신뢰할 수 있는 상태 추정을 제공합니다.

최신 릴리스(및 이전 버전)는 GitHub에서 직접 받을 수 있습니다. 소스에서 빌드하거나 PX4 오토파일럿 리포지토리의 GitHub 릴리스에서 제공되는 사전 빌드된 바이너리를 사용해 볼 수 있습니다. 또한 QGroundControl을 통해 지원되는 비행 컨트롤러에 PX4 v1.15를 직접 로드할 수 있으며, 이전과 동일한 절차를 따릅니다.