추천사

이 책은 무인기 개발에 꼭 필요한 기술정보를 골고루 다루고 있다. 드론을 공부하는 대학생뿐만 아니라 다양한 전공의 연구원들이 읽기에도 좋은 드론 엔지니어 입문서이다.
- 박철홍, 대한항공 항공기술연구원장

국방 드론 개발자에게 필요한 전문 서적이 드디어 출간되었다. 항공공학부터 전자, 통신까지 드론 개발에 필요한 다양한 내용이 다뤄져 융합기술인 드론 개발자가 꼭 읽어봐야 할 도서이다.
- 김재경, LIG넥스원 드론개발단장

교재 <드론공학>은 융합기술의 학문체계 정립 과정의 표본이다. 학문적 권위를 유지한 채 대중성을 지향한 완성도 높은 전공 서적이다.
- 이대성, 항공안전기술원장

드론은 군사용뿐만 아니라 상용목적으로도 많은 발전이 이뤄지고 있다. 러시아-우크라이나 전쟁을 통해 드론의 군사적 활용은 효용성 높은 무기체계로 인식되고 있으며 그 파급력은 더욱 강력해질 것이다. 이 책은 드론의 제작과 운용에 필요한 필수적인 공학적 원리와 개념, 그리고 관련 법규를 자세히 설명하여 드론 제작과 운용에 입문하거나 드론을 더욱 고도화하고자 하는 모든 이들에게 등대와 같은 지침서가 될 것이다.
- 신승민, 예비역 준장, 한국해군과학기술학회장, 전 해군전력분석시험평가단장

국내 최고의 전문가들이 모여 <드론공학>을 집대성했다. 드론의 하드웨어와 소프트웨어는 물론이고, 비행역학에서 관련 법규에 이르기까지 망라하고 있어, 드론을 막 시작하는 입문자부터 드론을 현업에서 다루는 개발자들까지 모두에게 추천한다.
- 강왕구, 공학박사, 항공우주연구원 무인이동체원천기술개발사업단 단장, 드론 바이블 저자

PART 01. 드론 구성 요소
CHAPTER 1. 프레임(Airframe)
1. 멀티콥터 프레임
2. 동체
3. 랜딩 기어(Landing Gear)
4. 덕트(Duct)

Chapter 2 추진 시스템
1. 프로펠러(Propeller)
2. 모터(Motor)
3. ESC(Electronic Speed Control)
4. 배터리

Chapter 3 명령 및 제어계
1. 조종기와 수신기
2. 비행 제어장치(FC; Flight Controller)와 비행 소프트웨어(FSW; Flight Software)
3. 지상운용시스템(GCS; Ground Control System)

Chapter 4 센서
1. 가속도계
2. 각속도계
3. 지자계
4. 거리 측정 센서(Range Finder)
5. 카메라
6. 위성항법 시스템

PART 02. 드론 공기역학
Chapter 1 에어포일 및 날개
1. 양력, 항력 및 모멘트
2. 2차원 에어포일
3. 3차원 날개

Chapter 2 회전익의 공기역학적 기본 특성
1. 고정익과 회전익 비교
2. 회전익 공력 특성
3. 회전익 공력소음

Chapter 3 모드별 회전익 공기역학
1. 제자리 비행 공기역학
2. 수직/전진 비행 공기역학

PART 03. 드론 제어
Chapter 1 비행 동역학
1. 강체 및 자유도
2. 힘과 토크
3. 뉴턴의 법칙
4. 프로펠러 추력 및 모터 토크
5. 위치 및 자세각 제어력 발생 원리

Chapter 2 자세 제어 원리
1. 자세 운동의 정의
2. 자세 파라미터
3. 자세 운동학과 운동 역학
4. 자세 제어 시스템

Chapter 3 센서 융합
1. 센서와 필터
2. 최소자승법(Method of Least Squares)
3. 칼만 필터
4. 센서 융합

PART 04. 드론 통신
Chapter 1 내부 통신
1. 통신 개요
2. UART
3. CAN
4. I2C
5. SPI
6. USB
7. 이더넷(Ethernet)
8. RC(Radio Control)

Chapter 2 외부 통신
1. 무선통신 개요
2. 통신모뎀
3. 통신안테나
4. 통신 추적 시스템

Chapter 3 표준 통신 규약
1. MAVLink
2. STANAG-4586
3. ROS(Robot Operating System)

PART 05. 제작
Chapter 1 기체 부품 선정
1. 기체 선정
2. 부품 선정

Chapter 2 조립
1. 기체 조립
2. 비행 제어장치 조립

Chapter 3 FC 세팅
1. 개요
2. 펌웨어 탑재
3. 센서 보정

Chapter 4 비행 기능 설정
1. 조종기 세팅
2. 무선조종 보정(조종기 Calibration)
3. 비행 모드 설정
4. 모터 설정
5. 비행안전장치(FAILSAFE) 설정
6. 시운전

Chapter 5 기체 정비
1. 기체 정비 기초
2. 배터리 관리
3. 배터리 커넥터
4. 배터리 충전
5. 배터리 정비

PART 06. 활용
Chapter 1 드론을 활용한 영상촬영
1. 드론을 활용한 영상 촬영 개요

Chapter 2 영상 기반 표적 탐지/추적 및 상태 추정
1. 영상 기반 표적 탐지/추적 및 상태 추정 개요

Chapter 3 센서 융합 기반 지도 작성
1. 드론을 활용한 지도 작성
2. 동시적 위치 추정 및 지도 작성(SLAM; Simultaneous Localization and Mapping)

Chapter 4 드론을 활용한 매니퓰레이션
1. 직렬 매니퓰레이터의 활용과 기구학
2. 병렬 매니퓰레이터의 활용과 기구학
3. 드론과 매니퓰레이터의 결합 및 제어

Chapter 5 드론의 차세대 추진 시스템
1. 하이브리드 추진 시스템
2. 친환경 추진 시스템

PART 07. 법규
Chapter 1 항공법규 일반
1. 항공법의 개념
2. 항공법의 분류

Chapter 2 국제민간항공기구(ICAO)와 국제민간항공협약
1. 국제민간항공협약(시카고 협약)
2. 시카고 협약의 구성
3. ICAO(International Civil Aviation Organization)
4. 국제민간항공협약(시카고 협약) 부속서

Chapter 3 초경량 비행장치
1. 초경량 비행장치의 개념
2. 초경량 비행장치의 분류 및 종류

Chapter 4 항공안전법(초경량 비행장치 항공안전법)
1. 항공안전법의 목적 및 정의
2. 초경량 비행장치의 신고
3. 초경량 비행장치 신고 제외 대상
4. 초경량 비행장치의 변경/말소 신고
5. 초경량 비행장치 안전성 인증
6. 초경량 비행장치 조종자 증명
7. 전문 교육기관
8. 비행 승인 및 승인 절차
9. 항공 촬영 신청 및 허가
10. 드론 비행 / 항공촬영 승인 / 허가 민원서비스 및 관련 기관
11. 공역·비행구역(항공기/초경량 비행장치) 고도 제한
12. 장치 사고/조사 및 행정처분
13. 무인 비행장치 특별비행 승인

Chapter 5 항공사업법(초경량 비행장치 항공사업법)
1. 항공사업법의 목적
2. 초경량 비행장치 관련 항공사업법
3. 보험 가입 의무

Chapter 6 공항시설법
1. 공항시설법의 목적
2. 초경량 비행장치 관련 공항시설법

Chapter 7 드론 활용의 촉진 및 기반 조성에 관한 법률(약칭: 드론법)
1. 드론법의 목적
2. 드론법의 정의
3. 드론산업의 육성
4. 드론특별자유화구역의 지정 및 관리

Chapter 8 국외 무인 항공기 관련 법
1. 미국
2. EU