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Vision에 Vision을 더하다, 지능형 열화상 엔진모듈 퀀텀레드

관리자 2022-09-06 조회수 1,504
전장의 눈, 전자광학 기술

국방 분야의 감시정찰 기술은 적의 정보를 신속히 획득함으로써 정밀한 군 작전을 수행하는데 중요한 역할을 해왔습니다전장의 눈으로 불리우는 전자광학 기술은 전차전함전투기 등의 감시 정찰용 열화상 카메라와 총기용 야간조준경관측경 등에 탑재되어 군의 감시정찰 능력 증대에 적극 활용되어 왔습니다.
전자광학 열화상 기술은 적외선으로 온도를 측정하고 표적을 탐지추적하는 기술로칠흑 같은 어둠이나 연기먼지안개 등 낮·밤날씨에 상관없이 전천후 적에 대한 감시정찰을 가능하게 합니다.
 
하지만 현재는 군용뿐만 아니라 민간용으로도 넓게 활용되고 있습니다
특히 코로나 19 확산 이후 적외선 열화상 카메라에 대한 수요가 전세계적으로 크게 증가하고 있습니다.

코로나가 불러온 열화상 카메라 기술개발의 필요성

코로나 바이러스 확산으로 어딜 방문하든 체온 측정은 필수조건이 되었습니다.
산업에서만 활용되는 것으로 알려져 있던 열화상 카메라가 이제는 일상 속 최소한의 안전장치가 된 것인데요이에 따라 관련 시장도 함께 성장 중입니다.
 
문제는 우리에게 안전한 일상을 선사해줘야 하는 열화상 카메라가 대부분 신뢰성이 낮은 해외제품이나 오류 발생이 잦은 저성능 제품을 사용한다는 것입니다.
실제로 국내 열화상 카메라 시장을 점유하고 있는 제품들은 신뢰성이 부족한 중국산 또는 중국산 반제품을 국내에서 조립해서 만든 제품들로 대략 90% 이상을 점유하고 있을 것으로 예측했습니다.
 
또한열화상 카메라로 여러 명의 체온을 측정하는 것이 부정확하며신체 내부 온도도 측정할 수 없다는 사실이 지적됐는데요열화상 카메라를 사용해 발열을 감지하였을 때 발열 감지율은 0.002%, 동일인을 손으로 측정하는 적외선 체온계를 사용하였을 때 발열 감지율은 0.02%카메라의 측정 민감도가 낮아 체온을 제대로 인지하지 못하는 게 큰 문제라 지적했습니다.
 
이러한 문제가 나타나는 제일 큰 원인은 열화상 카메라에 대한 실질적인 성능 표준이 없기 때문입니다이로 인해 시장 자체가 왜곡되고 가짜 카메라들이 난무하는 상황이 펼쳐진 것이죠따라서 열화상 카메라의 정확한 성능 표준이 필요하다는 목소리가 높아지고 있습니다.

열화상 카메라의 핵심기술, 블랙바디

열화상 카메라의 치명적인 단점은 온도 변화입니다. 장비 내외부 온도가 변하면 대상의 온도도 정확하게 측정하지 못하는 것인데요예를 들어 날씨가 더운 날에는 장비의 온도측정 대상 주변의 온도가 함께 높아지며 측정 온도에 왜곡이 발생하게 됩니다.

이러한 문제점을 보완하기 위한 기술이 바로 블랙바디입니다기준 온도점이 되는 블랙바디를 함께 설치해 온도변화에 대응하는 원리인데요미국 식품의약국(FDA)과 국제표준기구(ISO)에서는 열화상 카메라를 블랙바디를 함께 사용하도록 권장하고 있습니다정확한 온도 측정을 위해서는 필수적이라고 볼 수 있죠.
 
하지만 블랙바디는 큰 부피와 비싼 가격으로 인해 설치 및 운용이 까다롭다는 단점이 있습니다.

K-방역 기술, 열화상 카메라 퀀텀레드

이러한 블랙바디의 단점을 보완하기 위해 한화시스템은 지난 2월 저비용 고성능의 열화상 카메라 퀀텀레드를 개발해 출시했습니다퀀텀레드에는 세계 최초로 초소형 절대 온도 측정 모듈(*TRSM)’ 특허 기술이 적용되었는데요.
이는 블랙바디의 역할을 대체할 수 있는 기능으로별도의 블랙바디 설치 없이도 정확도 높은 온도 측정이 가능합니다블랙바디와 열화상 카메라가 일체화된 것이지요퀀텀레드는 오차범위 ±0.3°이내의 정확한 온도 측정이 가능합니다.

한화시스템이 퀀텀레드를 개발할 수 있었던 비결은 지금까지 견고하게 쌓아온 전자광학장비 기술력 덕분인데요. 한화시스템은 1978년 야간투시경 개발을 시작으로 1988년 국내 최초로 열화상카메라를 개발했습니다.
 
또한 지난 40년간 국방 분야에 활용되는 다양한 감시정찰용 전자광학장비 개발을 바탕으로전자광학기술의 꽃이라 할 수 있는 KFX(한국형 전투기)에 탑재되는 전자광학 표적 추적장치 (EOTGP), 적외선 탐색 추적 장치(IRST) 등을 국내 최초로 개발했습니다위성에 들어가는 적외선 센서 등의 탑재체까지 개발하며 국내뿐만 아니라세계 선진 기업과 비교해도 글로벌 최고 수준의 전자광학 첨단기술을 발전시켜왔습니다.
 
퀀텀레드는 전자광학분야 다양한 기술개발 경험과 역량을 바탕으로 열화상 카메라 기술을 고성능소형저가로 만들어 민수 분야에 적용하기 위해 노력한 결과입니다. 방산 기술에서 아이디어를 얻은 특허를 접목한 점도 한화시스템이기에 가능했지요.
 
이를 통해 검증되지 않은 외산 장비와 이로 인해 생긴 인체발열 감지용 카메라의 신뢰성 문제를 해결하고국내외 방역 기술의 발전을 이끌 수 있을 것으로 기대합니다.
*TRSM : Temperature Reference Source Module

퀀텀레드, 미래산업의 핵심기술이 되다!

퀀텀레드는 소프트웨어 변경만으로 화질온도 측정범위 등 카메라 세부 요구사항을 반영할 수 있어 ▲보안·감시 ▲소방·안전 ▲자율주행차 나이트 비전 ▲의료·방역 등 다양한 분야에 활용할 수 있습니다.
 
특히주·야간 및 안개비 등 관측이 어려운 환경에서도 사물을 인지하고 사고를 예방할 수 있는 센서인 나이트 비전에도 적용할 수 있어 향후 자율주행차량, UAM 등 새로운 모빌리티 산업 발전과 더불어 폭발적인 수요가 발생할 것으로 기대합니다.

한화시스템은 지난 4월 자율주행차량의 필수 센서인 나이트비전을 개발하는 사업의 우선협상대상자로 선정됐습니다이번에 선정된 컨소시엄은 2025년 1월까지 주간카메라와 열상 카메라를 융합한 차량용 열 영상 융합형 3D 카메라를 개발하게 되는데요.
 
4단계 자율주행 환경의 다양한 장애물에 대한 정보를 AI 기반 딥러닝 기술로 인식해 250m 이상 거리의 사물을 정확하게 인지할 수 있는 고성능 융합 카메라 개발을 목표로 하고 있습니다 
 
또한퀀텀레드 기술을 적용해 국내 열영상 카메라 중 최고의 화질을 갖춘 나이트 비전을 개발할 계획입니다나이트 비전은 주야간 및 안개비 등 관측이 어려운 환경에서도 사물을 인지하고 사고를 예방할 수 있는 센서로써 자율주행차량, UAM 등 새로운 모빌리티 산업에 필수로 사용될 것으로 기대하고 있습니다.
 
한화시스템은 국내 최초로 퀀텀레드 열화상 카메라를 개발해냈습니다이러한 업적을 토대로 세계적인 수준의 기술력을 끊임없이 개발할 것이며국내 본격적인 나이트비전 사업 확대에 매진할 예정입니다.