드론, 물류 항공기, 자율 검사 플랫폼, 새로운 항공 서비스 등으로 저고도 경제가 확대되면서, 산업이 얼마나 발전할 수 있는지를 조용히 결정하는 과제가 하나 있습니다. 바로 지상에 가까운 곳에서 안전하고 신뢰할 수 있는 감지 기술을 구현하는 것입니다.
저공 비행은 간단해 보입니다. 하지만 실제로는 항공 분야에서 가장 복잡한 환경입니다. 지형이 빠르게 변하고, 전선이 갑자기, 예상치 못하게 나타납니다. 날씨는 몇 분마다 바뀌고, 시야는 예상치 못하게 감소합니다. 기존 센서는 불안정합니다. 규제 기관은 더 높은 수준의 안전성을 요구합니다.
이것이 바로 밀리미터파(mmWave) 레이더가 저고도 작전을 위한 주요 인식 기술로 빠르게 자리매김하는 이유입니다. 이 레이더는 업계가 달성하기 어려웠던 것, 즉 불완전한 현실 환경에서도 일관되고 물리 기반적인 인식을 제공합니다.
1. 저고도 환경은 혹독하며, 레이더는 이런 환경에서 매우 효과적입니다.
드론은 120m 이내에서 가장 예측 불가능한 장애물과 환경 변수의 조합에 직면합니다.
비, 안개, 연무
건설 및 농업으로 인해 발생하는 먼지
식물이 빽빽하다
도시 구조물은 어수선하다.
전선, 지선, 크레인, 케이블.
체계적이고 깨끗한 환경에서는 비전 센서나 LiDAR와 같은 광학 센서가 훌륭한 성능을 발휘합니다. 그러나 저고도 경제는 깨끗한 경우가 드뭅니다.
mmWave 레이더는 빛, 질감, 색상, 날씨에 관계없이 작동하여 가시거리가 거의 없을 때에도 안정적인 감지가 가능합니다. 이러한 물리적 이점이 mmWave 레이더의 중요성이 커지는 기반이 됩니다.
2. 레이더는 다른 센서가 제공할 수 없는 유형의 인식 기능을 제공합니다.
mmWave 레이더는 다음을 제공합니다.
거리의 범위.
각도 정보
상대 속도
움직임과 미세운동의 특징
안개, 먼지, 초목을 통한 침투
즉, 드론은 단순히 '보는 것' 이상의 일을 할 수 있다는 뜻입니다.
이는 다음을 이해합니다.
무엇이 움직이고 있는가:
얼마나 빨리 움직이는가.
물체가 접근하고 있는지 여부
환경이 안정적인지 아니면 역동적인지
이를 통해 자율 또는 반자율 무인 항공기(UAV) 운영에 필수적인 위험에 대한 인식이 더욱 확실해집니다.
3. BVLOS 및 규제 요구 사항에 맞게 설계된 센서입니다.
저고도 경제의 발전은 가시거리 밖(BVLOS, Beyond Visual Line of Sight) 승인에 크게 의존합니다. 전 세계 안전 규제 기관들은 이와 유사한 질문을 던지고 있습니다.
"조종자가 드론을 볼 수 없다면, 드론은 어떻게 세상을 볼 수 있을까요?"
카메라는 조명이 어둡거나 안개가 끼면 제대로 작동하지 않습니다.
비, 눈, 공기 중의 입자는 모두 LiDAR 성능을 방해합니다.
다른 모든 것이 탐지 및 회피 기대치를 충족하지 못하더라도 레이더는 신뢰할 수 있는 기준을 제공합니다.
인도, 미국, 유럽, 동남아시아가 BVLOS 프레임워크를 가속화함에 따라 mmWave 레이더는 특히 다음과 같은 핵심 지원 기술로 부상하고 있습니다.
장거리에서의 검사
전력망 및 파이프라인 모니터링
물류 회랑
의료 배송 경로
비상 대응 경로
4. mmWave 레이더는 자율 비행 안정성을 향상시킵니다.
다양한 기상 조건에서도 저고도 작업에는 정확한 고도 제어와 장애물 인식이 필요합니다.
mmWave 레이더는 다음을 향상시킵니다.
✔ 고도 유지 가능
반사면, 물, 초목 또는 고르지 않은 지면을 지날 때에도 거리 측정은 일정하게 유지됩니다.
✔ 장애물 회피 기술
적당한 거리에서 전선, 기둥, 가지 및 움직이는 표적을 감지합니다.
✔ 경로를 계획하세요
복잡한 지형에서 동적 기동을 수행할 때는 연속 감지가 사용됩니다.
✔ 중복
레이더 기반의 폴백 계층은 단일 센서 장애로부터 보호합니다.
이것이 바로 많은 차세대 UAV 플랫폼이 레이더, 비전, 그리고 LiDAR 기술을 결합한 하이브리드 센싱 아키텍처를 채택하는 이유입니다. 각 센서는 서로 다른 격차를 메웁니다.
5. 레이더가 가장 큰 차이를 만들어내는 응용 분야
저고도 경제는 예측 불가능한 환경에 노출되어야 하는 실제 작업, 즉 실제 작업에 기반합니다. mmWave 레이더는 다음과 같은 분야에서 신뢰성을 크게 향상시킵니다.
전력선 검사(얇은 물체 감지)
석유 및 가스 파이프라인 순찰
3차원 도시 매핑 및 데이터 수집
먼지 낀 들판에서의 농업 감시
창고와 공장에서 항공 작업을 자동화합니다.
가시성이 낮은 상황에서의 수색 및 구조
항구, 광산, 산업 시설에서의 작업
환경이 어려운 곳에서는 레이더가 선택 사항이 아닌 필수가 됩니다.
6. 레이더는 다른 센서를 보완하지만 대체하지는 않습니다.
레이더가 카메라나 LiDAR를 대체한다는 것은 흔한 오해입니다. 하지만 실제로는
시각은 질감뿐만 아니라 분류도 제공합니다.
LiDAR는 고해상도 3D 포인트 클라우드를 생성합니다.
레이더는 동작 인식 기능과 전천후 신뢰성을 제공합니다.
가장 성능이 좋은 무인 항공기는 이 세 가지를 모두 갖추고 있습니다.
이러한 하이브리드 아키텍처는 실제로 확장 가능한 저고도 서비스를 가능하게 합니다.
결론: 저고도 비행의 미래를 위해 개발된 센서 레이어
저고도 경제의 성장은 단순히 기체, 배터리, 비행 제어 알고리즘에만 의존하는 것이 아닙니다. 이 모든 것은 신뢰에 달려 있습니다. 드론이 현실 세계의 저고도에서 안전하고, 독립적으로, 그리고 예측 가능하게 비행할 수 있다는 신뢰 말입니다.
mmWave 레이더는 다음과 같은 방법으로 해당 요구 사항에 대응합니다.
날씨에 관계없이 안정성
도전적인 환경을 통한 침투.
운동과 속도에 대한 이해
BVLOS를 가능하게 하는 인식
광학 센서가 실패하는 상황에서도 일관된 감지
국가들이 물류부터 검사까지 UAV를 일상생활에 통합하는 속도를 높이면서, 드론이 mmWave 레이더를 사용할지에 대한 질문은 점점 더 중요해지고 있습니다.
이는 레이더가 장착된 무인 항공기가 얼마나 빨리 산업 표준이 될지에 달려 있습니다.
자주 묻는 질문
1. 저고도 드론 운용에 mmWave 레이더가 중요한 이유는 무엇입니까?
안개, 비, 먼지, 가시성이 낮은 환경에서도 안정적으로 작동하여 광학 센서가 고장나도 안전한 비행이 가능합니다.
2. 레이더는 비전 및 LiDAR와 어떻게 구별됩니까?
레이더는 모든 기상 조건을 감지하고 속도 인식 기능을 제공하는 반면, 시각은 질감을 제공하고, LiDAR는 상세한 3D 지도를 제공합니다. 이 둘은 서로 보완적입니다.
3. mmWave 레이더는 BVLOS 인증을 지원합니까?
네. 규제 당국에 따르면, BVLOS 임무에 사용되는 탐지 및 회피 시스템에서 레이더의 중요성이 점점 커지고 있습니다.
4. 레이더는 밤에도 작동하나요?
네. 주변광은 mmWave 감지에 영향을 미치지 않습니다.
5. 레이더는 전선과 같은 얇은 물체를 감지할 수 있나요?
고해상도 레이더는 적당한 거리에서 케이블, 나뭇가지 및 기타 가느다란 장애물을 감지할 수 있습니다.
6. 레이더가 결국 LiDAR와 카메라를 대체하게 될까요?
아니요. 성능이 향상됩니다. 가장 신뢰할 수 있는 드론은 하이브리드 감지 기술을 사용합니다.
7. 레이더는 경량 무인 항공기에 적합한가요?
멀티로터와 소형 고정익 드론은 소형이고 가벼운 최신 레이더 모듈의 이점을 누릴 수 있습니다.