전차, 장갑차량의 360도 HMD 서라운드 뷰 상황인식 기술과 필요성

 

1. 장갑차량의 360도 Surround View 기술이란 

 

전차, 장갑차량에서 탑승자가 외부 상황을 "편리하고 편안하게" 확인 가능한 HMD (Heam Mount Display) 기술로, 외부 상황을 쉽게 확인하지 못하는 장갑차량의 단점을 보완하기 위해 고안된 기술이다. 

 

이러한 아이디어는 사실 굉장히 오래된 역사를 지니고 있으며, 최초 아이디어 출처는 정확히 모르지만, 지금까지 찾아본  관련된 레포트, 논문 중에서는 1987년, Robert L. Brook 가 HMD와 360도 Surround view 기술을 탱크에 접목하자는 아티클이 가장 오래되었다. 이 논문은 미육군 연구 센터, U.S.Army Center for Night Vision and Electro-Optics Ground Systems Division,, Combat Vehicles Team, Port Belvoir, Virginia 에서 나왔으며, 개발한 HMD로 직접 시현까지 했다.    

(출처 : Robert L. Brooks III"Helmet Mounted Display For Tank Applications", Proc. SPIE 0765, Imaging Sensors and Displays, (1 April 1987);https://doi.org/10.1117/12.940177) 

 

Robert L. Brook의 논문에 실린 Figure 사진, 1987년에 나온 레포트임에도 HMD의 디자인을 보면 굉장히 혁신적이고 현대적인것을 볼 수있다. (이때는 CRT 모니터였다!...)

 

 

이 기술은 발전되고 발전되어 IronVision 기술에서도 소개되었으며, 현재까지도 지속적인 연구와 발전중에 있음을 확인할 수 있다. 

 

미국 IronVision 기술 시현, 탑승자가 착용한 HMD (Head Mound Display) 로 360도 내부 외부 환경을 편하게 확인할 수 있다. (출처 : 유튜브 defenseupdate 채널)

 

 

현대로템 k2 전차에 들어가는 360도 상황인식 기기, HMD 와 연동된다. (출처 : 현대로템 블로그)

 

 한화시스템도 ADEX 2021에서 레드백 장갑차량에 들어가는 360도 상황인식 카메라 장비와 기술을 선보였다. 

 

레드백 장갑차에 장착되는 360도 상황인식 하드웨어 장비 (출처 : 한화시스템 유튜브)

2. 360도 상황인식 기술의 필요성 

러우전의 양상을 보면, 평야지대가 많기 때문에, 주로 참호전이 이루어지며, 참호를 차지하기 위하여 장갑차량을 이용한 수송 작전 후 보병들이 작전을 수행하는 양상을 볼 수 있다. 이는 우크라이나 제3 보병여단의 유튜브 채널영상 에서 확인할 수 있다. (주의 : 잔인한 장면이 나올 수 있으므로 시청은 권장하지 않습니다)  

 

보병 후송 작전을 실행하고 있는 우크라이나 병사들 (출처 : 우크라이나 제 3 보병여단 유튜브 채널)

 

이전 유튜브에서 우크라이나 제 3 보병여단 채널에서 올린 전투 영상을 보면, 병력들이 차량에서 하차 후, 작전을 수행한다. 그러나 작전 중 총상을 입어 신속한 EVAC 을 위해 다시 장갑차량을 호출하는 장면을 볼 수 있었다. 그러나 부상당한 지역이 낮은 둔턱 하나를 엄폐물로 삼아 러시아군의 총알이 귀 옆까지 스치는 위험한 지역이었다.  

 

호출한 장갑차량이 다시 도착했지만, 적군의 대전차 미사일에 당할 수 있는 리스크가 있었기에 신속한 후송이 필요했다.

장갑차 호출을 위해 연막탄을 던지는 병사들

 

 

장갑차를 부르기 위해 손을 흔들지만 장갑차량이 이를 발견하지 못하고 러시아 군의 사격 사선에 노출되는 위험한 상황을 확인할 수 있다.

 

장갑차량이 도착했지만, 병사들은 둔턱 밑에서 은엄폐를 하고 있었기에 주위에서 장갑차량이 빙빙 도는 모습을 확인할 수 있었다. 

 

외부상황을 전적으로 파악하지 못하는 장갑차량의 치명적인 단점이 드러난 것이다. 

 

긴박한 전장 속에서 이러한 상황은 비일비재 할 것이며 이를 해결할 수 있는 방안이 앞서 소개한 360도 상황인식 HMD 기술이 될 수 있다. 

 

 

 

3. 360 상황인식 기술에 들어가는 기술 

외부 360도 카메라와 HMD 를 장착한다고 단점이 전부 해결되는건 아니다.
HMD의 시야각이나, 인체공학적 설계 기술이나, 정합기술, 하드웨어적 강건성 설계 등등.. 하드웨어 / 소프트웨어 기술들이 장착되어야 하는데 이는 결국 승무원에게 도움이 되는 기술이어야 한다. 선제 타격이 가능하게 끔하며, 생존성을 높이고, 편의성을 높일 수 있어야한다. 

 

정확하게 공개된 기술 목록은 없지만, 들어갈 수 있는 기술들을 유추해보자면 (소프트웨어 AI 기술 한정) Computer Vision 기술이 당연히 들어갈 것이다. 다만 전장 상황의 경우 굉장히 많은 Noise 가 존재한다. 진동, 먼지, 풀숲, 연기, 야간 상황 등 RGB 카메라 센서만으로는 한계가 있기 때문에 IR 카메라를 같이 장착하여 운영하고 있다. 

 

IR 카메라의 경우 Object detection 과 같은 Computer Vision 의 기술이 적용되더라도 정확성이 떨어지는 단점이 있다. 이는 여러 기술적 이유가 있지만, 여기서는 서술하지 않을 것이다. 

 

Vision 기술 중 어떤 기능이 되어야 할까? 깊게 고민해보지 않았지만, 일단 필요한 기술들을 나열해보자면 noise에도 강건한 아군 식별, 객체 추적, 객체 탐지 기술이 들어가야하며,  장갑차량에 장착된 카메라 뿐만 아니라, 네트워크 연결된 드론과의 시야 공유를 통한 탐지 기술에 대한 정확성을 높일 수 있을 것이다. 

 

 

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HMD 를 통한 360도 상황인식 기술은 굉장히 흥미롭고 다양한 아이디어가 접목될 수 있는 기술이며, 발전과 상용화를 통해 소중한 승무원의 생명과 작전의 성공율을 매우 높일 수 있는 기술이 될 것이라 생각한다. AI의 기술은 지니의 램프처럼 00% 완벽한 기술이 아니다. 따라서 이 기술에 접목되는 AI의 기술의 정확성을 높일 수 있는 다양한 방법들을 적용할 수 있다면 분명 전장에서 큰 도움이 될 것이다.