미래에는 드론이 배달을 해준다고? 초고정밀 자율비행 드론용 MBC RTK GPS 수신기를 체험해 보다.


밖에 나가지 않고 집 베란다를 통해 내가 시킨 음식을 받을 수 있다면?

마치 영화 속의 한 장면과 같은 이 영상이 곧 현실이 될 수 있다고 하는데, 이런 게 가능한 점은 바로 드론의 빠른 보급화와 초정밀 GPS 기술의 발달이 가능했기 때문이라고 합니다.

드론이란 2000년대 초반에 등장한 비행 물체로 카메라, 센서, 통신시스템 등이 탑재돼 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 스스로 비행 및 조종이 가능한 비행 물체로 오늘은 드론 기술 분야에서 핫하게 떠오르고 있는 초정밀 GPS 기술 중 별도의 장비 없이 지상파 DMB 방송망과 LTE 통신망을 사용해 센티미터 수준의 정확도를 자랑하는 MBC RTK GPS 장비를 씨너렉스 회사의 도움을 받아 직접 사용해보고 제가 느낀 RTK GPS 기술의 매력을 알려드리도록 하겠습니다.

"MRP-2000 UAV Kit"

씨너렉스 회사는 센티미터급 초고정밀 위치정보 서비스 구현이 가능한 MBC의 Broadcast RTK 서비스용 수신기 및 관련 솔루션을 공급하고 있는 회사로 오늘은 다양한 RTK GPS 솔루션중 2020년에 새롭게 출시되었으며 드론에 최적화된 MRP-2000 UAV Kit 모델이 그 주인공입니다.

마치 오래된 구형 핸드폰처럼 생긴 이 제품의 앞 표기에는 MBC 로가가 적혀있는데 그 이유는 바로 MBC 브로드캐스트 RTK 서비스가 적용되었기 때문입니다

MBC RTK GPS 란

기존 RTK GPS 장비는 매우 고가에다가 별도의 이동 기준국을 현장에 설치해 줘야 하는 단점과 VRS(Virtual Reference Station) 방식으로 접속하는 방식의 단점이 있었는데 MBC RTK 서비스는 OSR 방식을 기반으로 기선 거리에 따른 오차를 개선하고 Fix 확률을 획기적으로 높인 세계 최초의 단방향 네트워크 RTK 전국 상용 서비스이며 국내 방송 통신사 MBC의 방송망을 이용하기 때문에 별도의 Base Station(이동형 기준국)을 구축할 필요가 없는 장점을 가지고 있습니다.

방송망을 통해 정밀 측위 보정정보를 제공하는 시도는 전 세계적으로 여러 차례 있었지만, 이의 성능을 고도화하여 상용 서비스를 제공한 것은 전 세계적으로 유일하기 때문에 MBC RTK가 그만큼 대단한 기술이라는 생각이 듭니다.

MBC RTK는 기존의 국토지리 정보원 기준국에 더하여 전국 40여 곳에 자체 기준국을 추가 설치하여 단일 기준 국 방식으로 전국을 커버하는 기준국 인프라가 구축되어 있기 때문에 전국 언제 어디서나 편리하게 이용이 가능하며 물리적인 기준국 이중화를 통해 기준국 오동작 및 네트워크 장애, 서비스 시스템 오류 등의 문제 발생 시 자동으로 정상 시스템으로 절체되기 때문에 고도화된 서비스 안정성을 자랑하며 이로 인해 안정적인 통신과 정확한 통신이 가능하다는 장점을 가지고 있습니다.

MBC 지상파 DMB의 가시청권은 위의 그림과 같이 약 90% 이상이므로 전국 어디서나 편리하게 이용 가능하다. 또한 DMB는 단 반향으로 불특정 다수에게 데이터 전달이 가능하기 때문에 고정밀 측위에 대한 수요가 급속도로 늘어나고 있는 시장의 요구에 가장 적합한 보정정보 전달 매체라고 볼 수 있으며, 무엇보다 이동통신과 같은 별도의 통신비가 들지 않는다는 장점이 있으며,

DMB를 통해 보정 신호를 송출하기 위해서는 DMB의 데이터 채널을 이용해야 한다. 그리고 MBC의 경우 위의 그림과 같이 전국을 수도권, 충청권, 강원권, 경북권, 경남권, 전라권, 제주권 총 7개의 권역으로 나누어 DMB 신호를 송출하는 데 제주권을 제외하고 각 권역별로 약 10~15개의 기준국 데이터를 송출하고 있다. 또한 MBC는 드론 또는 차량과 같은 이동체의 경우 기준국 Handover 문제가 발생하지 않도록 전용 알고리즘을 개발하여 서비스 중이라고 하네요.

이렇게 간단하게 MBC RTK GPS 기술을 소개해 드렸는데 어떠세요? 조금 이해가 되시나요? 조금 더 궁금한 내용이 있으신 분들은 아래 씨너렉스의 공식 홈페이지에서 추가 정보를 확인하실 수 있답니다.

제품 크기는 카드보다 조금 큰 46.5mm (W) X 97.4mm (H) X 24mm (D)로 되어있으며 무게는 약 98g으로 드론 비행에 영향을 주지 않는 작고 가벼운 크기로 제작되어 있습니다. 아무래도 드론이라는 한정된 장비에 사용되다 보니 성능이 좋더라도 부피와 무게가 크면 활용도가 떨어지는데 씨너렉스의 장비는 가볍고 작다 보니 소형 드론부터 대형 드론까지 어떤 드론이든 종류에 상관없이 사용이 가능하다는 장점을 가지고 있습니다.

제품 좌우에는 각각 GNSS 안테나 포트, DMB 안테나 포트, LTE 안테나 포트 단자가 있으며 제품 하부에는 정보를 주고받을 수 있는 단자가 있는 구조로 되어 있으며

각각의 단자에 LTE 통신 장비와 GPS 통신 장비 단자를 연결한 모습입니다. 별도의 추가 장비 설치 없이 내가 원하는 안테나의 단자만 골라 연결할 수 있는 간단한 장비 연결이 저는 이 제품의 장점이라고 생각이 듭니다. 특히 MRP-2000 UAV Kit 같은 경우 DMB 및 LTE를 통한 보정 정보를 수신하고 측위 상태를 디스플레이로 표시해 주기 때문에 간단한 정보 확인을 빠르게 할 수도 있다는 매력도 가지고 있습니다.

제품을 구입하면 무료로 GNSS Emulation 소프트웨어를 사용할 수 있는데 이 소프트웨어를 이용해 드론의 정확한 위도, 경고, 고도 등의 정보를 확인할 수 있다고 합니다. 저도 아직 소프트웨어를 자세하게 다루기에는 스킬이 부족해 어려움이 많았지만 씨너렉스 대표님의 친절하고 꼼꼼한 강의 덕분에 지금 사용 중인 프로그램이 어떤 시스템이며 여기서 어떠한 작업을 할 수 있는지를 알 수 있었습니다.

씨너렉스의 MRP-2000 UAV Kit MBC RTK GPS를 사용해야 하는 이유

cm 단위의 오차 범위

여기서 문득 왜 굳이 드론에 RTK GPS를 사용해야 하는지 의문이 드시는 분들이 계실 텐데요. 드론은 사람이 조정하는 것이 아닌 다양한 센서와 GPS 값을 이용해 스스로 움직이기 때문에 정확한 GPS 값을 이용해야만 내가 원하는 방향으로 드론 운용이 가능합니다. 만약 자칫 GPS 값의 오차 범위가 발생되게 되면 내가 원하는 곳이 아닌 엉뚱한 곳으로 드론이 날아갈 수 있기 때문이죠

이런 문제를 해결하기 위해서는 단순 GNSS 위성신호 등을 사용하는 것보다 DMB, LTE, GPS 신호를 모두 사용해 정확도를 올리는 방식이 좋으며 VRS 서비스와도 견줄만한 MBC RTK GPS이 탑재된 씨너렉스의 MRP-2000 UAV Kit를 사용하시면 쉽게 해결이 가능합니다.

안정적인 호버링

드론이 목적지에 도착해 다음 명령을 기다리면서 제자리 비행을 하는 것을 호버링이라고 하는데 드론을 정확한 장소로 날려 보냈더라도 GPS의 오차, 바람과 같은 날씨의 영향으로 인해 안정적인 호버링을 유지하기 힘들 수 있지만 씨너렉스의 MRP-2000 UAV Kit를 사용하면 손쉽게 드론의 호버링 안정도를 높일 수 있습니다.

[출처] 유튜브 [요기요] 국내 최초! 공식 드론 음식 배달 테스트 [Yogiyo] Korea's Very First Official Drone Food Delivery Test

드론에서 호버링의 안정도가 중요한 이유를 예를 들자면 최근 한참 진행 중인 요기요의 드론 배달 서비스의 영상을 봤을 때 음식을 배달하는 드론이 정확한 호버링이 안돼 이리저리 날아다닌다면 고객에게 정확한 음식 배달이 불가능하게 되는데 이때 드론이 처음 호버링을 명령받은 정확한 위치 좌표를 알고 있다면 다시 스스로 제자리로 날아가 다시 호버링을 하게 된다면 위 문제를 쉽게 해결이 가능합니다.

때문에 초정밀 cm 단위의 오차 범위와 호버링 모두 씨너렉스의 MRP-2000 UAV Kit 제품을 사용한다면 손쉽게 해결이 가능합니다.

현재 많은 기업들이 사랑하고 있는 제품

실제 씨너렉스의 RTK GPS가 장착된 드론의 테스트 모습이라고 하네요. 정말 신기하지 않나요? 저는 개인적으로 드론을 좋아하다 보니 RTK GPS F를 알게 되어 관심이 많았는데 이렇게 씨너렉스의 배려로 인해 직접 장비를 체험해 볼 수 있어 좋았습니다.

제품을 직접 사용해 보여 RTK GPS의 개념을 이해하고 GPS의 정확도 확인을 위해 제 스마트폰과 RTK GPS의 현재 좌표를 비교해 보았는데 RTK GPS 경우 한 치의 오차도 없이 정확하게 저의 위치를 잡는 거에 반해 스마트폰은 이리저리 GPS 마커가 움직이며 저의 위치를 잘 잡지 못하는 모습으로 보고 RTK GPS의 정확도에 감탄을 받았습니다.

만약 이런 장비가 실제 드론에 탑재된다면 정말 한 치의 오차도 없이 내가 원하는 목적지로 정확하게 드론을 날릴 수 있을 거라는 생각이 드네요. 씨너렉스 MRP-2000 UAV Kit 장비가 궁금하신 분은 꼭 한번 방문해 보시는 걸 추천드립니다.

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