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재난, 재해용 특수임무 드론 장비

by 호빵맨23 2023. 4. 19.
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재난, 재해 현장은 고운, 정전 통신 불능 등 극한 환경인 경우가 많아 일반적으로 상용화된 드론과 달리  특화된 성능을 지닌 드론과 특수임무를 수행할 수 있는 장비가 요구된다. 영상촬영 및 취미용에 비해 비행시간, 임무반경 등의 비행체 성능에 있어서 높은 수준을 요구할 뿐만 아나라, 특히 신뢰성 및 안전성이 요구되기도 한다.

비행 안전성 증대를 우해 비행체 상태를 모니터링하여 이상 상황 발생 시, 이륙지점 또는 특정지점 복귀, 낙하산 등 안전장치가 요구되기도 한다.

 

열화상 장비의 활용

EO카메라

전자광학 센서는 전자기파 중 가시광선과 근적외선 파장영역을 이용하여, 반도체 소자인  CCD를 감지 센서로 사용해 표적으로부터 카메라에 들어오는 영상을 디지털 방식으로 획득하고 이를 압축해 전송하는 센서를 말한다.

 

전자광학 센서를 이용한 카메라는 가시광선 영역의 고성능 망원경이나 디지털카메라와 구성이 크게 다르지 않다. 따라서 전자광학 카메라는 90년대 이후로 광학 기술과 전자부품 기술, 통신모듈 개발기술 등의 급격한 발전으로 소형, 경량화된 전자광학 센서가 탑재된 카메라를 이용해 고용량의 영상자료를 실시간으로 전송할 수 있는 전자광학 방식 카메라로 발전됐다.

 

행상도도 놀라울 정도로 개선되어 왔다. 영상의 해상도는 CCD초점거리 렌즈의 구경 탐지거리, 임무수행 고도 등에 의해 결정되며 이는 장비의 크기 비용 중량 등에 영향을 미친다.

 

과거에는 전자광학 센서의 크기와 무게 제한으로 인해 가시광선용 전자광학 센서를 고속비행 항공기 드론 등에 탑재하는 것이 무리가 있었다. 하지만 최근 미소기전시스템을 이용한 탑재 센서의 경량화 및 소형화 기술의 발달로 극초소형 드론에도 고행상도의 전자광학 센서 탑재가 가능해지고 있다.

 

현재 미국방고등연구 사업청에서 극초소형 드론을 최대 길이 75mm 이하, 최대 이륙중량 10g 이하로 정의하고 있다.

 

항공용 EO/IR 센서는 중/장거리의 지상 표적에 대해 상용 디지털카메라와 유사하게 정지영상을 촬영하는 영상 센서다. 상용 디지털카메라는 근거리 물체의 칼라 영상을 얻는 것이 주목적이지만, 군사용의 EO/IR 장비는 장거리의 군사 표적을 고해상도로 획득하는 것이 우선시 된다. 이를 위해 소형, 경량의 초정밀 대구경광학계 고감도 검출기가 요구된다.

 

EO 카메라를 드론에 적용하여 활용하게 될 경우 치수 측정이 가능해진다. 비행높이 H로 카메라 초점 거리에 따른 GSD 카메라 센서의 폭 이미지의 폭을 얻을 수 있다.

 

촬영 고도는 영상의 선명도를 결정하는 요소로써 촬영 고도에 따라 영상의 공간 해상도를 사용자가 결정할 수 있다. 촬영 고도가 높으면 넓은 면적을 촬영할 수 있는 반면에 공간 해상도가 낮아지게 되고, 촬영 고도가 낮으면 공간 해상도가 높아지는 반면에 넓은 면적을 촬영할 수 없다. 또한 촬영 센서의 성능에 따라서도 공간 해상도가 달라진다. 

동일한 구도에서 2,000만 화소의 촬영 센서는 1,000만 화소의 촬영 센서에 비해 공간 해상도가 높아지게 된다.

 

공간 해상도 또는 각도 분해능은 화상에서 볼 수 있는 ㄴ가장 작은 세부 사항을 설명한다. 이론적으로 GSD와 달리 공간 해상도는 일반적으로 블러, 이미지 노이즈 제거, 에지 샤프닝 등 공간 분해능력은 이미지의 물체를 감지하고 특성화하는 능력을 정량화하기 위한 적절한 측정법이다.

 

공간 분해능력은 종종 "밀러미터 당 라인 쌍"으로 표시된다. 이 단위는 번갈아 가는 흑백 선 패턴의 공간 주파수를 설명하는 데 사용한다. 

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