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2024년 9월 10일 (화) 11:19 판
드론캠(dronecam)은 사람이 접근하기 어려운 곳을 촬영하기 위한 무인 비행 물체를 말한다.
개요
드론캠은 흔히 방송 등에서 보이는 촬영용 드론이나 하늘에 가만히 떠 있을 수 있는 드론은 대부분 이 항목에 속한다. 물론 센서형 드론이 아니여도 카메라만 달고 날 수 있으면 촬영은 가능하지만 모든 회전체는 진동이라는 불친철한 물리 현상이 일어나므로 단순히 카메라만 장착한다고 해서 방송에서 보는 공중에서 정지한듯한 촬영 품질은 얻을 수 없다. 일단 진동과 이미지 센서의 롤링셔터 때문에 화면이 울렁거리는 젤로 현상이 찍히게 되고 공중에서 자세를 잡는 일은 외부 요인에 의해 상당히 복잡하게 자세 교정이 이루어지므로 카메라가 몸체에 고정되어 있다면 이리저리 흔들려서 찍히게 된다. 게다가 기체 제어를 하느라 기체에서 눈을 뗄 수 없게 되므로 촬영을 위한 화면을 볼 수 없는 문제점도 생기게 된다. 때문에 이를 자동화해줄 센서가 필요하게 되고 그러한 센서들을 다량으로 장작한 드론이 바로 센서형 드론이다. 통상적으로 4개 이상의 센서를 갖추면 센서 드론이라고 부를 수 있다. 센서의 도움을 많이 받을수록 비행 난이도는 급격하게 낮아진다. 특히 GPS의 경우 제자리 위치 고정을 위한 핵심적인 기능을 하므로 이 부품이 센서드론과 완구형 드론간의 가장 큰 차이라고 할 수 있다.[1]
특징
촬영용 드론에는 다음과 같은 센서가 반드시 필요하다.
- 고도를 확인하기 위한 기압 센서 : 없으면 높낮이 인식 불가. 사실 GPS센서로도 높낮이를 측정할 수는 있지만 기압 센서가 있으면 더 정확한 고도 인식이 가능하다.
- 수평을 확인하기 위한 가속도 센서 -없으면 가속도 측정 불가. 촬영용 드론이 아니더라도 모든 드론에 들어가는 센서이다.
- 각 측 속도를 확인하기 위한 자이로스코프 센서 : 없으면 기체 3축의 회전 속도 확인 불가
- 방향을 확인하기 위한 지자기 센서 -없으면 기수방향 확인 불가
- 위치나 고도를 확인하기 위한 GPS나 GLONASS 센서(야외 비행 전용) -없으면 자동비행/귀환이나 위치 고정이 불가
여기까지가 공중에서 가만히 있는데 필요한 최소의 센서이고 말뚝 호버링이나 기체 안정성을 위해 이외의 추가 센서도 존재한다.
- 초음파 센서 : 물체와의 거리를 감지한다. 주로 장애물 회피나 지상에서 안정적으로 고도를 유지하기 위한 장치로 쓰인다.
- 이미지 센서 : 지면의 움직임을 캡쳐해서 GPS나 글로나스를 쓸 수 없는 실내 같은 곳에서 자신의 위치 확인을 위한 장치로 쓰인다.
이외에도 다양한 센서가 있지만 현재 대중적으로 쓰이는 센서는 위에 나열한정도가 쓰이고 있다. 하지만 위의 센서가 있다 하더라도 카메라를 달면 여전히 진동에 시달리게 된다. 위에 있는 센서는 촬영에 집중하기 위해 편하게 해주는 용도이지 촬영의 질을 높이는 용도가 아니므로 다음과 같은 장비가 추가로 필요하게 된다.
- 최소 10분 이상의 충분한 비행 시간을 가지는 고용량 배터리
- 드론이 매달고 이륙할 수 있을 정도로 작고 가벼운 고화질의 카메라
- 흔들림과 진동이 없는 안정적인 화면을 위한 중심 교정 장치인 짐벌(GIMBAL)
하지만 RC고수라면 다 필요 없이 그냥 ATTI 모드로만 날리면서도 좋은 화면을 얻기도 한다. 대형 헬리캠에 NAZA의 ATTI 모드만으로 지상파 다큐멘터리 영상을 찍어 내는 괴수도 있다.
카메라는 요즘 초소형 스포츠 카메라인 고프로(GOPro)가 많이 쓰이고 있고, 소니나 샤오미에서도 내놓고 있다. 이들 제품의 특징은 넓은 시야(어안렌즈)와 고화질의 해상도(FHD이상)를 가지면서 방수나 충격에 대단히 강한 프레임을 가지고 있어 악조건에서 견딜수 있도록 디자인 되어 있다. 특히 고프로의 경우 내구성이 타의 추종을 달리할정도로 강한편이며 다른 회사 제품들도 중형급 승용차가 밟고 지나가도 멀쩡할 정도로 내구성은 굉장히 튼튼한 편이다. 다만 렌즈가 어안렌즈기 때문에 가장자리가 왜곡되어 찍히므로 이를 위해 일반 렌즈를 쓰는 전용 카메라들도 등장하고 있다. 대표적인 회사는 팬텀3와 인스파이어로 유명한 DJI사며 이 회사의 카메라는 별도의 핸드 짐벌이 발매될 정도로 괜찮은 성능을 보여준다. 다만 스포츠용으로 개발된 캠이 아니기 때문에 충격에는 약한점이 단점이다.
고프로 렌즈를 일반렌즈로 개조해서 쓰는 사람들도 늘고 있다. 유튜브에는 아예 동영상으로 개조법을 상세히 찍어 설명까지 되어 있어 초보자도 따라서 개조할 수 있게 되었다. 대형 옥토 이상의 콥터에서는 캐논 오두막(5D Mark2), 오막삼(5D Mark3) 등이 주로 사용된다. 심지어 일반 카메라도 단다. 일부 드론들은 고성능 모바일 프로세서를 탑재하여 촬영이나 비행 안정도에 활용하기도 한다. 대표적인 회사가 3DR과 페롯이다.[1]
관련 용어
FPV
FPV(First Person View)는 그냥 해석하면 "1인칭 시점"으로 무인기(UAV)에 실시간 화상 전송 시스템, 1인칭 전방카메라를 도입해 시각 정보 처리를 하는 것을 뜻한다. 즉, UAV의 하위 기술에 속하는 것이며 지상 스테이션과 HUD가 함께 있으면 운용하기 편리하다. FPV를 사용가능한 항공기는 관측 카메라를 제외하고 전방만 보는 카메라가 별도로 장착되며, 이를 통해 항공기의 전방을 1인칭 시점에서 관찰할 수 있다. 또한 이 카메라 링크는 OSD 프로세싱 이후 별도의 전파체널로 송신되기 때문에 어떤 경우에 있어서도 Out of Range Error 를 일으키지 않도록 한다. 당연하지만 대부분의 UAV 프로세서는 FPV를 지원하도록 하고 있다.
RC에서의 FPV
군사적, 혹은 개인이 구매/관리하기 어려운 본격적인 UAV가 아니더라도 평범한 RC 항공기에 카메라를 달아 FPV를 즐기는 경우도 있다. 물론 RC카에도 사용하지 않는 것은 아니지만 일반적으로 항공기 쪽이 더 FPV의 매력이 강하므로 주로 항공RC인들이 즐긴다. 안정적인 활공성을 살릴 수 있는 비행기에 장착하는 경우가 가장 많지만 헬기나 멀티콥터에도 장착한다. 특히 항공촬영을 하려는 경우, 상공에서 찍힌 사진을 매번 착륙시켜 확인하기에는 너무 번거롭기 때문에 FPV를 이용해 위치와 구도를 지상에서 확인하면서 촬영한다.
2022년 러시아의 우크라이나 침공 이후 군사적 용도로의 사용도 주목받고 있다. 우크라이나와 러시아 양측에서 폭발물을 장착한 FPV 드론을 염가형 TV유도 미사일처럼 사용하여 적 기갑장비, 차량들을 파괴하는 가성비 높은 무기체계로 자리매김하고 있다. 우크라이나는 FPV 드론 100만대를 생산할 계획까지 갖고 있다. 하지만 러시아는 이미 1개월에 30만대, 1년에 360만대의 FPV 드론을 생산하고 있는 것으로 추정되고 있다.[2]
헬리캠
헬리캠(helicam)은 helicopter와 camera의 합성어로서, 사람이 접근하기 어려운 곳을 촬영하기 위한 소형 무인 헬기로 본체에 카메라를 장착하고 있으며 리모콘 컨트롤러를 사용해 원격으로 무선 조종할 수 있다. 일반적으로, 헬리캠을 카메라가 달린 멀티콥터(멀티로터)형 드론이라고 생각하는 경우가 많으나 반드시 드론에만 해당되는 것은 아니며, 드론이 대중화되기 이전에는 무선조종 헬리콥터(RC헬리콥터) 등에 카메라를 장착해 왔다.
기존의 유인항공을 이용한 촬영은 인원 및 안전문제와 비행허가에 관련된 각종 규제에 막혀 있었다. 이에 신속한 기동성과 경제성을 확보한 촬영방식에 대한 요구가 생겨났고 결국 리모트컨트롤 비행체, 즉 무인조종비행체를 활용한 획기적인 촬영방식이 등장하였다. 1980년대 중반부터 세계의 외국계 회사에서 전문적으로 시도되었고 1995년 이후 국내에도 영화, 광고, 보도 등 다양한 장르에서 전문성을 갖추고 실적을 쌓은 전문업체들이 등장하였다.
헬리캠은 크게 두 가지 방식으로 분류할 수 있다. 기체에 부착된 프로펠러의 수로 분류하는 방식과 채널 수로 분류하는 방식이 있다. 프로펠러란 비행기, 선박 등에서 엔진의 회전력을 추진력으로 바꾸는 장치를 통칭하는 것이고, 채널이란 하나의 통화 신호나 기타의 정보가 전송되는 분리한 전송로를 의미한다. 쉽게 말하면 송신기와 헬기가 통신하는 라디오 주파수를 뜻하는데, 채널 수로 분류한다는 것은 라디오주파수의 개수에 의거하여 분류하겠다는 의미이다.
프로펠러 수에 따른 분류
프로펠러가 4개인 경우를 쿼드콥터라고 부른다. 6개인 경우는 헥사콥터, 8개인 경우는 옥타콥터라고 부른다.
채널 수에 따른 분류
채널 수에 따라 2채널, 3채널, 4채널, 6채널로 분류된다. 2·3채널 기체는 위로 뜰 수만 있거나, 떠도 앞뒤로만 움직일 수 있다. 그러나 2·3채널 기체는 거의 없으며 대부분 4채널이고 간혹 6채널이 있다. 4채널은 위로 뜨면서 앞뒤좌우로 움직일 수 있고, 6채널은 여기에 배면 비행까지 가능하다. 6채널 드론은 다양한 움직임이 가능한 대신 미세한 조종에도 예민하기에 꽤 많은 연습시간과 숙련도를 요구한다.
장점과 단점
- 장점 : 유인항공기가 와류로 제약을 받는 저공촬영이나 다양한 곡예비행을 통해 얻을 수 있는 스릴 넘치는 영상들은 헬리캠이 아니면 불가능하다. 또한 유인항공기에 비해 비행절차의 간편성과 기동력에서 장점을 가진다.
- 단점 : 바람의 영향을 많이 받고 탑재될 카메라의 무게에도 제약이 따르며 전파의 간섭도 심하다. 특히 주행거리와 체공시간이 짧고(5~7분) 높은 고도와 저온의 날씨에는 배터리가 얼어버리는 등의 단점이 있다.[3]
동영상
각주
참고자료
- 〈멀티콥터/드론 종류〉, 《나무위키》
- 〈헬리캠〉, 《위키백과》
- "FPV", 《나무위키》
같이 보기
