Mahony Filter와 Dual loop PID 제어를 통한 안정화 비행의 쿼드콥터

1. What is a Quadcopter - Background / Purpose

쿼드콥터는 네 개의 로터를 가진 드론으로, 비행 제어와 안정성을 위한 기계적 설계를 가지고 있다. 대칭적인 구조로 인해 각 로터는 서로 반대 방향으로 회전하여 토크를 상쇄하고, 이를 통해 수평 비행과 점프를 안정적으로 수행할 수 있다. 쿼드콥터의 장점 중 하나는 상대적으로 간단한 조종 방식으로, 비행의 안정성을 유지하면서도 다양한 운용 방식으로 응답할 수 있다는 점이다. 이러한 특성 덕분에 쿼드콥터는 취미 생활, 산업, 군사 등 여러 분야에서 인기를 끌고 있으며, 드론 기술이 발전하면서 그 활용 분야도 계속해서 확장되고 있다. 쿼드콥터의 기본 원리는 로터의 회전 속도를 조절해 비행 위치와 방향을 제어하는 것이다. 각 로터가 발생시키는 양력을 조절함으로써 쿼드콥터는 상승이나 하강, 회전, 전진, 후진 등의 다양한 비행 동작을 수행할 수 있다. 비행 제어 시스템은 이러한 로터의 동작을 실시간으로 모니터링하고 분석하여 안정적인 비행을 제공하며, 자이로스코프와 가속도센서를 통해 쿼드콥터의 자세를 감지하고 조절하는 것이 필수적이다. 이 과정에서 Mahony Filter와 Dual Loop PID 제…