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Nikkei X-TECH_2021.12.3

카시오와 JAXA, 달 표면 위치 측위 실험
카메라 가시광 통신을 이용

카시오계산기는 우주항공연구개발기구(JAXA)와 공동으로, 미래 우주 탐사에 활용하기 위한 목적으로, 카시오의 카메라 가시광선 통신 기술을 사용한 고정밀도 위치 측위 시스템 ‘picalico’의 실험을 21년 11월 29일부터 12월 3일까지, 서티포(34) 사가미하라 구장(가나가와현)에서 실시했다.

JAXA는 2030년대 이후에 달에 기지 등의 인프라를 구축하고 지속적인 탐사를 목표로 하는 구상을 내걸고 있다. 그러나 달 표면에서는 위치 측정에 지상용 GNSS(위성을 이용한 측위 시스템의 총칭)는 이용할 수 없는데다 당분간 달 표면용으로 구축될 전망이 없기 때문에 달 표면 탐사 차량 등이 자차 위치를 정확하게 파악하기 위해서는 다른 기술이 필요하다. 게다가 “달 표면은 모래 언덕이 계속 이어지는 모양이기 때문에 일반적으로 이미지 인식을 사용해 위치를 측정하기도 어렵다”(카시오).

카시오는 JAXA의 우주탐사 이노베이션 허브가 실시한 '제6차 연구제안 모집(20년 6월 1일~7월 10일 실시)'에 응모했다. 자사의 picalico를 활용한 제안이, 자동제어를 위한 위치계측∙추정기술 및 자동∙자율형 탐사기술로서 공동 연구 주제로 채택되었다.

picalico는 LED등의 발광색을 변화시켜, 신호를 발신하는 독자적인 가시광선 통신을 사용한다. 신호등은 3색(빨강∙초록∙파랑)의 발광색을 24번 또는 12번 바꾸는 색 변화 패턴으로 구성되며, 그 패턴이 하나의 ID 정보가 된다. 이미 공장의 자동 반송기나 대차, 창고의 지게차 등 작업 동선의 분석이나 소재 관리에 활용할 수 있는 고정밀 위치 측위 시스템으로서 제공되고 있다.

예를 들면, 지게차 등의 현재 위치를 측정하려면 차체에 탑재한 카메라로 천장이나 벽에 설치한 복수의 LED 등을 촬영해 ID 정보를 수신한다. 각각의 ID 정보에 연결된 좌표를 바탕으로 위치를 산출한다. 측정 정밀도는 LED등의 설치 밀도나 설치 방법에 의존하며, 최고 1~5cm가 가능하다. 예를 들면, 항상 카메라의 화각에 2개 이상의 LED등이 들어가는 배치의 경우에 ±0.5~±1m로 하고 있다.

LED등이 신호로서 발신하는 색 변화 패턴은 약 100만 개의 조합이 있다. 또한 카메라 1대로 최대 100개의 신호를 동시에 수신할 수 있다. “현재의 제품은, 공장이나 창고 등의 옥내를 상정한 측위 시스템으로서 제공하고 있기 때문에 맑은 하늘의 옥외에서는 위치를 측정하기가 어렵다. 그렇지만 picalico는 원리적으로 문제가 없고, 카메라나 발광 구조를 연구해서 대응할 수 있다고 생각하고 있다”(카시오).

이번 실험에서는 야구장을 달의 크레이터로, 필드를 이동하는 트랙터를 달 표면 탐사 차량으로 가정했다. 산업용 카메라를 트랙터에 설치하고 관중석에 설치한 LED등에서 발신하는 가시광선 통신 신호를 포착해, 거기서 산출하는 위치정보 데이터의 정밀도를 확인한다. LED등은 총 10~20개 정도를 사용한다.

“현재의 옥내 측위를 상정한 제품에서는, 아무리 넓어도 LED등의 설치 간격은 수십 m 스팬이다. 이에 대해 달 표면에서는 옥외이고, 1개의 구역에서 LED등의 설치 간격이 수백 m 스팬이 될 것으로 보여진다. 때문에 달 표면에서 사용하기 위해서는 새로운 과제가 많이 발견될 것으로 생각하고 있다”(카시오).

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