일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2022.7.7

드론의 안전 설계에 새 방법
이상 발생 시 기체 제어를 별도의 칩이 대신

드론 개발 벤처기업 Prodrone(나고야시)은 2022년 7월 5일, 드론 관련 이벤트 'DRONE EXPO 2022 in Aichi'를 개최했다. '레벨 4'로 불리는 '유인지대(제3자 상공)에서의 보조자 없는 육안 외 비행'의 22년 12월 해제를 앞두고 드론의 사회 구현이 진전될 것으로 기대되는 가운데, Prodrone이 개발한 많은 기체의 데모 비행과 신기술 등을 소개했다.

당일은 태풍 4호의 영향으로 때때로 강한 비가 내리는 악천후였지만 도야(戸谷) 사장은 데모 비행을 시작하며 “어떤 날씨에서도 안정적으로 사용할 수 있는 점을 봐 줬으면 좋겠다”라고 말했다.

데모 비행에는 최대 30kg의 페이로드를 가진 대형 물류 드론 외에 물 위에 착륙해서 수중 촬영을 할 수 있는 방수형 드론, 가솔린 엔진을 탑재해 2시간 이상 비행할 수 있는 싱글 로터기 등 독특한 기체도 등장했다.

또한 인명 구조 활동에 Prodrone의 드론을 사용하고 있는 아이치현 도요타시 소방본부는 산악구조 데모를 선보였다. 드론에 탑재한 서멀 카메라로 움직일 수 없게 된 조난자를 발견하고 호루라기를 떨어뜨린다. 조난자는 호루라기를 불어 자신의 위치를 구조대에 알리는 시나리오였다.

-- 실용화되면 세계에서 처음 --
이번 행사에서 특히 눈길을 끈 것은, Prodrone이 레벨4 시대를 내다보고 대형 드론 'PD6B-Type3'용으로 개발하고 있는 새로운 안전설계 시스템이다. 구체적으로는 가속도나 지구자기 등 각종 센서의 정보를 해석해 자세 추정이나 제어, 프로펠러의 모터 회전수 제어 등을 담당하는 '플라이트 컨트롤러'의 이중화(duplication)다.

플라이트 컨트롤러는 드론의 ‘심장부’라고 할 수 있다. “이중화가 되어 있지 않은 경우, 어떠한 원인으로 기능 정지에 빠지면 즉시 추락해 버린다. 그것이 지금까지의 드론에서 큰 문제가 되고 있었다”(도야 사장).

물론 이중화를 위해 플라이트 컨트롤러용 칩을 여러 개 탑재하는 수단은 있지만, 그렇게 되면 기체의 원가 상승 등으로 이어지기 때문에 Prodrone은 다른 방법을 고안했다. 평상 시에는 다른 기능을 담당하고 있는 칩에게 이상이 발생하면 플라이트 컨트롤러의 처리를 대신하도록 하는 것이다. 구체적으로는 자동 항행 관리나 텔레메트리 데이터의 처리 등을 담당하는 칩이 긴급 시의 ‘대타’로서 활약한다.

이벤트에서는 플라이트 컨트롤러에 대한 전원 공급을 모의적으로 차단할 수 있는 세트를 사용해, 이 페일 세이프 기능의 유효성을 보여줬다. 이 기능을 오프로 하고 있을 때는 플라이트 컨트롤러에 전원 공급이 끊김과 동시에 모터가 정지되지만 온의 경우는 모터가 계속 회전했다. “플라이트 컨트롤러의 이상을 감지하고 나서 10ms라는 단시간에 처리를 전환하는 것이 가능하다”(이토(伊藤) 개발부장).

현재 이 기능을 실험기로 평가 중이며, 22년 내에는 PD6B-Type3 사용자에게 제공할 계획이다. 하드웨어의 개량은 불필요하고, 펌웨어의 업데이트로 대응할 수 있다고 한다. 이러한 방법에 의한 플라이트 컨트롤러의 이중화는 세계에서도 유례를 찾아볼 수 없다고 한다.

또한 PD6B-Type3에는 이것 이외에 GNSS(위성 항법 시스템)나 배터리 급전 등에도 이중 설계가 도입되었다고 한다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.