Drone's DIYer

사실 '꿈의 비행체'로 여겨졌던 드론(Drone)은 저렴해진 가격, 간편해진 조종법, 항공촬영 등과 같은 갖가지 재미 요소가 결합되어 이젠 우리의 일상 속으로 파고 들고 있다는 것입니다. 이제는 가족 나들이에서도 새로운 레포츠로서 자녀들과 함께 야외에서 드론을 날리는 모습을 심심치 않게 볼 수 있다는 것입니다.

매년 기하급수적으로 판매가 급증하는 드론은 용산의 한 업체에서만 지난 2015년 매달 2,000~3,000대 정도의 드론 매출을 기록하였다는 것입니다. 그럼 과연 항공촬영 등으로 사용되는 고급용이 아닌 취미용 드론으로써 어떤 종류의 드론으로 입문을 시작해야 하는지요? 아니면 자녀에게 어떤 드론을 선물로 골라야 할지요?

1) 연습용 드론

• 갤럭시 비지터 8(Galaxy Visitor 8) - 드론에 처음 입문하고자 한다면 10만원 이하의 저렴한 제품을 연습용으로 구입하여, 기본적인 드론의 구조와 비행 원리, 조종기(조이스틱/리모콘)의 조타 등의 감(感)을 익히데 적당한 드론이라는 것입니다.

2) 초급용 드론

• AR 드론 2.0 - 초급용으로 분류되는 가장 잘 팔리는 제품으로 49만원선으로 2~3일 정도 연습하면 조종할 수 있어 취미용으로 적합하다는 것입니다. 드론에 장착된 카메라가 촬영한 영상을 스마트폰에서 실시간으로 볼 수 있고, 방송 뉴스에 제보할 할 정도로 화질이 양호하다는 것입니다.

• 드론 파이터(Drone Fighter) - 손바닥만한 크기의 13만선으로 어린이들이 장난감처럼 갖고 놀 수 있어 반응이 좋은데, 조이스틱을 이용해 2대 이상의 드론으로 공중전을 즐길 수도 있다는 장점이 있습니다.

3) 중급용 드론 

• 비밥 드론(Bebop Drone) - 중급용 드론으로 75만원 정도이고 조종이 어느 정도 익숙해진 중급자 사이에선 자동 호버링(Auto hovering; 공중에서 스스로 정지비행)과 리턴홈(Return-home; Auto-return; 최초 이륙 위치로 되돌아오는 것) 기능을 찾는 경우가 많은데, 여기에 비밥 드론이 제격이고 실제로 마니아층도 제법 탄탄하다는 것입니다.

• 팬텀3 프로(Phantom 3 Pro) - 고도와 거리의 자동 유지 기능을 갖추고 163만원선으로 인기를 누리고 있는 잘 알려진 기종입니다.

4) 중상급용 드론

• 인스파이어 1(Inspire 1) - 중상급 드론으로 440만원 정도이며 기체와 카메라를 조종하는 리모컨이 각각 분리돼 있고, 카메라는 360도 회전이 가능해 극장용 영화를 촬영할 수 있는 수준의 고급 제품으로 알려집니다. 

세계 소형 드론 시장의 80%를 점유하는 중국 DJI사가 저렴한 팬텀 시리즈에 이어 새로운 인스파이어 1(Inspire 1) 기체를 선보였습니다. 크기도 커지고 무게도 기존 팬텀에 비해 2배 이상 증가하였으며 반명에 밧데리는 작아져 체공시간이 줄어들었지만, 교체할 수 있기 때문에 한 팩탕 18여분 남짓 비행시간을 여분의 대용량 밧데리나 추가 밧데리 구입으로 커버할 수 있다는 것입니다.

6축의 자이로스코프와 하나의 가속도계로 작은 기울기의 변화나 움직임까지도 기체를 신속하게 반응시켜 안정화를 꾀하고, 밧데리가 약하거나 리모콘과의 통신이 끊키더라도 사용자가 있는 곳으로 안전하게 돌아갈 수 있는 페일세이프(failsafe)을 가졌으며, 오직 버튼 하나를 누름으로써 이착륙이 가능해졌다는 것입니다.

인스파이어 1은 비행하는 동안 사용 가능한 밧테리 양이 실시간으로 표시되며 이에 얼마나 더 비행이 가능한 지 쉽게 파악할 수 있습니다. 게다가 강화된 알고리즘은 기체와 조종사와의 거리를 계산하고 돌아오는 데 걸리는 시간까지 예측하여 미리 알려주고, 밧테리의 전반적인 수명 및 상태까지 알려준다는 것입니다.

가장 괄목할 만한 것은 4K 비디오를 촬영할 수 있고 Sony CMOS 센서의 장착으로 양질의 영상을 보여 줄 수 있다는 것입니다. 게다가 카메라의 짐벌 모듈을 분리하여 차후 업그레이드의 용장성을 감안하였고 수납시 편리함을 도모하였으며, 전용 카메라 만으로 무선으로 제어할 수 있는 범위가 넓어져 별도의 고프로와 짐벌의 조합이 필요없다는 것입니다.

인스파이어 1이 흔들림이 없는 영상을 담을 수 있는 원리는 플라이트 컨트롤러의 비행 데이터로부터 초고속 프로세서를 채택하여 세계 최초 3축 짐벌인 오스모(OSMO)의 움직임과 기울기를 빠르고 정확하게 실시간으로 조절하기 때문이며, 이를 구동하는 BLDC 모터들은 높은 정밀도와 긴 수명을 보장한다는 것입니다. 뿐만 아니라 카메라를 터치하고 드래그하여 회전 및 기울기를 줄 수 있으며 핑거팁을 사용하여 위, 아래 전체 360˚ 범위를 조절할 수 있다는 것입니다.

동시 2개의 리모콘을 지원하는 듀얼 조종 기능으로 한 명은 마스터 컨트롤러로를 다른 한 명은 슬레이브 컨트롤러를 활용하여 수준 높은 영상을 담을 수도 있습니다. 마스터 컨트롤러는 기체를 조종할 수 있고 슬레이브 컨트롤러는 짐벌과 카메라의 방향을 조정할 수 있으며, 두 리모콘 모두 인스파이어 1으로부터 실시간 영상 데이터를 제공받을 수 있습니다. 리모코 자체에 듀얼 안테나와 외부로 스마트폰이나 모니터를 연결가능한 HDMI와 USB 단자를 갖고 있습니다.

인스파이어 1

다음은 인스파이어 1의 기존 팬텀 기체와의 간단한 비교 자료입니다.

인스파이어 1은 전용 가방이 기본으로 제공되어 휴대성을 간편하게 하였지만 밧데리 팩 등의 무게를 감안한다면 결코 가벼운 것은 아니어서 차라리 백팩이 더 어울릴 듯 하며, 수백만원의 높은 가격대는 항공촬영 전문가가 아닌 이상 레저용으로 부담이 너무 큰 것이 단점이라는 것입니다.

인스파이어 1의 전용 가방

암(Arm)는 카본 재질이고 스키드는 프라스틱 재질이어 이착륙시 어느 정도 흠집이 예상되며 기존의 구형 프로펠라를 장착시 프로펠러가 고속으로 회전하는 동안 고정핀이 풀리는 현상이 있었지만, 인스파이어 1은 원터치 방식으로 프로펠러 고정하여 프로펠러를 데고 눌러서 돌리기만 하면 자동으로 고정되는 방식이라 탈착 뿐만 아니라 안전성이 개선되었다는 것입니다.

인스파이어 1은 항공촬영이나 예능 및 다큐 영상 제작 전문가들에게도 손색이 없는 1,200만 화소의 사진과 4K 영상 촬영을 할 수 있는 전용 카메라를 장착하고 있으며, 좌우 360˚와 상하 회전이 가능하고 정교하며 기체의 다이나믹한 비행에도 떨림이 최소화되어 양질의 사진과 영상을 얻을 수 있다는 것입니다.

인스파이어 1의 3축 짐벌과 카메라

인스파이어 1 기체에 장착된 짐벌

인스파이어 1의 전용 리모컨은 IOS나 안드로이드 운영체재의 스마트폰 혹은 스마트 패드를 자유자재로 쉽게 장착할 수 있게 마련되어 있어서 카메라 화면을 실시간으로 확인하며 조종할 수 있습니다.

스마트 패드를 탑재한 인스파이어 1 리모콘

인스파이어 1의 리모콘 윗면 

인스파이어 1의 두드러진 특징은 비행모드와 랜딩모드(혹은 착륙모드)가 달라 마치 변신 로봇처럼 이착륙 시 모습이 달라진다는 것입니다. 랜딩모드에서는 지상에서 기체의 안정된 착지와 카메라 및 짐벌을 보호하는데 유리한 자세인 반면, 비행모드에서는 비행에 유리한 무게 중심을 유지하고 좌우로 360도 회전하는 짐벌로 인하여 랜딩기어가 찍히지 않도록 마치 '날으는 독수리'의 형상을 갖는다는 것입니다. 이는 모두 버튼 하나로 자동으로 이루어진다는 것입니다.

랜딩모드

비행모드

인스파이어 1이 이륙 영상

인스파이어 1의 착륙 영상

인스파이어 1은 곡선형 자석을 이용하여 BLDC 모터를 모터 안의 기류 차이를 줄이고, 효율성을 증가시켰다는 것입니다. 또한 여러 개의 구리선으로 되어 있었던 권선은 밀도 높은 한 줄의 와이어로 대체하고 PMSM의 사인파 제어를 함으로써 빠르고 강한 추력으로 강력한 호버링 특성을 제공한다는 것입니다. 게다가 적은 저항력을 확보하고 타이트한 구리 굴곡은 열을 더욱 빠르게 발산시키며 모터의 수명도 연장시켰다는 것입니다.

인스파이어 1의 모터 디자인

인스파이어 1의 호버링 기능을 나타내는 영상

드론은 GPS를 활용해 자동 조종이 가능하지만 실내에서는 GPS 신호가 도달하지 못하므로 자동 조정이 불가능합니다. 그러나 인스파이어 1은 기체에 장착된 초음파 센서와 카메라를 이용하여 위치를 판별하므로 실내에서도 안정적인 비행과 촬영이 가능하다는 것입니다. 이는 카메라로부터의 비쥬얼 데이터와 초음파 센서로부터의 수중 음파 탐지를 결합한 것으로써 지형의 변화와 현재 고도까지 측정할 수 있기 때문이라는 것입니다.

기체에 장착된 초음파 센서

인스파이어 1의 비행 영상

국내에서도 드론(Drone)의 공항 근접 비행이 금지되었다고 알려집니다. 서울지방항공청은 세계 최대 드론 제조업체인 중국 DJI社(http://www.dji.com)와 협력해 국내에 판매되는 이 회사의 제품에 공항 반경 2km 이내에서는 조종자가 드론을 조작해도 기체가 작동되지 않도록 비행차단 프로그램을 설치했다는 것입니다.

DJI社는 취미 및 항공촬영용으로 국내에서 가장 인기 있는 팬텀시리즈 드론을 제작하는 업체로 국내 드론 시장 점유율 1위이자 지난해 점유율 약 80%를 차지하는 업체로 기존에 판매된 제품도 운영 프로그램을 업그레이드할 경우 비행차단 프로그램이 설치되도록 했다고 알려집니다.

따라서 드론 비행이 금지되는 공항은 인천국제공항을 비롯하여 전국의 15개 공항 전체로 서울지방항공청 측은 미국의 경우, 항공기와 드론 근접비행 사례가 9개월간 193회 발생했다며 보안구역인 공항지역 내의 드론을 이용한 항공촬영 등을 원천적으로 방지할 수 있게 됨에 따라 국민들이 안전하게 항공교통을 이용할 수 있도록 하는데 크게 기여할 것으로 기대한다는 것입니다.

뿐만아니라 무인비행장치 판매업체, 관련 동호회, 민간단체(한국모형항공협회), 조종자 등에 대한 안전 및 준법교육을 지속적으로 실시할 계획이라며 민관군 합동 안전지도 등을 통해 드론으로 인한 안전사고 예방과 국민들의 사생활 침해를 사전에 방지토록 하는데 최선을 다하겠다고 밝혔습니다. 게다가 서울항공청은 DJI社 외에 기타 제조업체의 드론에도 공항 인근에서는 비행할 수 없도록 해당 제조업체와 비행차단 프로그램 설치를 지속적으로 협의해 나갈 계획이라고 알려집니다.

사실 드론이 국내에서도 대중화에 힘입어 산이나 들에서 비행하는 모습을 솔찮게 볼 수 있습니다. 하지만 상공에서 타인의 사생활을 촬영하거나 혹여 폭발물을 실고 목표지점으로 돌진하는 등의 테러용으로 사용될 수 있는 가능성이 다분하고, 공항 인근에서 비행하여 항공기 대형 사고를 유발시킬 수 있다는 우려가 충분히 있었다는 것입니다.

뿐만아니라 산이나 들판에서도 조종자의 실수 혹은 기체 결함 등으로 인한 드론 추락사고로 인명이나 재산 피해 가 발생시킬 수 있지만 법적 규제가 마땅치 않고, 기체 손상을 담보하는 등의 보험은 있지만 강제적이라 할 수 없고, 카메라를 장착한 드론이 내 건물이나 토지, 시설 등에 비행하는 경우 이를 막을 규제가 적당치 않다는 것입니다.

최근의 드론은 Flight controller(비행제어기)에 GPS 수신 장치가 있어 소프트웨어적으로 비행 금지 구역을 설정할 수 있지만, GPS 수신 장치가 없는 기체나 자작한 비상업용 드론의 경우는 비행 금지 구역 설정이 근본적으로 불가능합니다. 드론은 전 세계적으로 21세기 신성장동력이자 새로운 레저스포츠이고 매니아들에겐 하늘을 날고자 하는 염원을 담은 분신과도 같을 것입니다. 그러니 과도한 규제가 따르기 이전에 안전하면서도 타인의 프라이버시를 침해하지 않는 레저스포츠로 자리매김할 수 있기를 기대합니다.