퀀텀에어로-건양대, GPS-Denied 환경 자율비행 기술 개발 착수

GPS 신호가 끊기면 내비게이션은 방향을 잃고 멈춘다. 퀀텀에어로는 건양대학교와 ‘국방산업발전 교류협력 업무협약’ 및 산학공동 기술개발과제 협약을 2일 체결하고 GPS 없이 비행하는 자율비행 기술 개발에 착수했다.

이번 과제는 3D 프린팅으로 제작한 드론 동체의 진동이 IMU(관성 측정 장치, 가속도와 각속도를 측정하는 센서) 센서에 만드는 노이즈를 소프트웨어로 보상해 항법 정확도를 높이는 것이 목표다. 이는 건양대학교의 ‘글로컬대학30’ 사업 내 K-국방산업 선도대학 비전을 근거로 추진된다.

우크라이나 ‘스파이더 웹’ 작전과 이스라엘 ‘라이징 라이언’ 작전 등 실제 전장에서 GPS 재밍(전파방해)과 기만이 빈번하게 사용되면서, 3D 프린팅 부품의 현장 생산과 GPS 비의존 자율비행 기술은 드론의 생존성을 결정하는 핵심 요소가 됐다.

퀀텀에어로는 최근 국방용 FPV(1인칭 시점) 드론 QA Strike 101을 출시했으며, 국방부 주관 드론·대드론 공방전에서 공격팀 톱11에 선정되며 방산 AI 분야의 기술력을 확보했다.

비주얼 SLAM과 VIO를 활용한 진동 보상 알고리즘 구현

기술 구현에는 비주얼 SLAM(시각적 동시적 위치추정 및 지도작성, 카메라로 주변 지도를 그리며 위치를 찾는 기술)과 VIO(시각 관성 오도메트리, 카메라와 IMU를 결합해 위치를 추적하는 기술)가 활용된다. 카메라 영상과 센서 데이터를 결합해 기체의 현재 위치를 실시간으로 계산하며, 진동 보상 알고리즘을 통해 적층제조 부품 특유의 진동으로 발생하는 오차를 줄인다.

건양대학교의 산업용 적층제조 인프라에서 시제품을 제작하고 실제 진동 데이터를 수집해 알고리즘에 반영한다. 이를 통해 GPS 비의존 자율비행 원천기술을 확보하고, 시제품 제작과 특허 출원으로 기술적 실체를 증명할 계획이다.

양 기관은 기술 개발 외에 재직자 교육과 R&D 및 R&BD(사업화 연계 기술개발) 협업체계를 구축한다. 계약학과와 예약학과 참여를 포함한 포괄적 협력을 통해 전문 인력을 양성하고 기술 교류를 확대한다.

3D 프린팅 동체가 유발하는 IMU 센서 노이즈를 비주얼 SLAM과 VIO 기술로 보상함으로써 하드웨어의 물리적 한계를 소프트웨어로 해결한다. 현장 생산 방식의 3D 프린팅 부품이 표준화됨에 따라, 3D 프린팅 드론의 실전 배치 여부는 출력 품질과 더불어 진동 보상 알고리즘의 정밀도에 의해 결정될 전망이다.