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평창 하늘에 뜬 드론 1218대의 비밀…인텔은 왜? – 동아사이언스
평창 동계올림픽이 개막했습니다. 개막식은 평화와 화합을 담는 메시지와 함께 개최국의 문화와 특성을 전달하는 공연이 함께 담기곤 합니다.
Source: www.dongascience.com
Date Published: 10/24/2022
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평창올림픽 드론이 1218대였던 이유 – 사이언스타임즈
프로젝션 맵핑 기술, 증강현실(AR), 리프트 무대와 플라잉 무대, LED 촛불과 성화봉송, 1218대의 화려한 드론 등 지난 2월 평창에서 열린 동계올림픽 …
Source: www.sciencetimes.co.kr
Date Published: 6/13/2022
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‘전 세계 극찬’ 평창 드론 1218대…누가 조종했을까? – 노컷뉴스
9일 강원도 평창 밤하늘을 수놓은 ‘드론 오륜기’는 전 세계의 탄성을 자아냈다. 평창올림픽 개막식을 밝힌 환상적인 불빛은 “CG가 아니냐”는 착각까지 …
Source: www.nocutnews.co.kr
Date Published: 3/27/2022
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평창 밤하늘 밝힌 사상 최대 드론쇼 – 한겨레
야간 시상식장서도 300대 드론쇼 예정. 1218대의 드론이 수놓은 오륜기. 인텔 제공. 9일 밤 열린 평창 동계올림픽 개막식의 볼거리 가운데 하나는 …
Source: www.hani.co.kr
Date Published: 1/29/2022
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밤하늘 화려하게 수놓는 ‘드론쇼’, 그 이면엔 어떤 기술이?
올 초 평창의 밤하늘은 오륜기∙스노보드맨∙수호랑으로 변하는 1218대의 드론 덕에 유난히 밝게 빛났다. 2018 평창동계올림픽 폐막식 당시 소형 드론 …
Source: news.samsung.com
Date Published: 4/20/2021
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평창드론교육원 개원 기념 이벤트 – 자유토론방 – 평창군청
새해 복 많이 받으세요!! 평창군에 드론국가자격증 교육원을 개원합니다! (주)평창드론교육원. 드론국가자격증 1종, 2종, 3종. 드론항공촬영. 드론방제. 드론방역.
Source: www.pc.go.kr
Date Published: 1/27/2021
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- Author: Viral Korea
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- Date Published: 2021. 8. 26.
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평창올림픽 드론이 1218대였던 이유 – Sciencetimes
칼바람 부는 강원도 겨울 밤 하늘이라고 상상하기 어려웠다. 고요한 밤하늘에는 드론 1218대가 아름다운 오륜기를 그렸다. 선수들은 횃불을 손에 쥐고 스키 슬로프를 역동적으로 내려왔다. 올림픽기를 맞잡은 이들이 밟는 무대 광장은 프로젝션 맵핑 기술로 걸음걸음마다 오륜기 색에 맞춰 눈 덮인 길이 연출됐다.
프로젝션 맵핑 기술, 증강현실(AR), 리프트 무대와 플라잉 무대, LED 촛불과 성화봉송, 1218대의 화려한 드론 등 지난 2월 평창에서 열린 동계올림픽은 역대 최고 ‘ICT 올림픽’이라는 평가를 받았다. 우리나라가 ICT 강국이라는 이미지를 확실하게 전 세계에 각인시키는 쾌거였다.
올림픽 예술총감독을 맡은 송승환 총감독도 개·폐회식에서 보여주었던 예술적 아름다움과 역사적 성과는 “과학기술 덕분”이라고 치켜세웠다. 그는 지난달 27일 서울 코엑스에서 개최된 대한민국과학기술연차대회에서 지난 평창 동계올림픽 개·폐회식을 진행하면서 벌어졌던 흥미진진한 뒷이야기를 전했다.
역대 과학기술과 예술의 융합이 가장 잘 드러난 올림픽
당시 평창 동계올림픽은 혼란 그 자체였다. 초창기 진행되던 프로젝트 일부는 사라졌고 예산 집행도 난항을 겪었다. 예산 또한 터무니없이 적었다. 가장 큰 문제는 개·폐회식을 치룰 경기장이었다. ‘혹한(酷寒)’ 이라는 거대한 과제 앞에서 치룰 개·폐회식은 초강풍이 부는 허허벌판에 하늘이 뻥 뚫린 노천 경기장이었다.
연일 언론에서는 ‘역대 가장 추운 개회식’, ‘라면도 얼린 강추위’, ‘지붕 없는 개회식, 역대 최악’ 등의 기사가 쏟아졌다. 건설비가 많이 드는 지붕 덮인 ‘돔’ 경기장 대신 지붕 없는 경기장을 건설한 것은 ‘돈’ 때문이었다. 그동안 평창 동계올림픽은 올림픽을 준비하는 동안 알게 모르게 무관심과 냉대 속에서 진행돼 왔다. 1000억 원 넘게 책정됐던 올림픽 예산은 600억 원으로 줄어들었다.
경기장을 영구시설로 재활용하지 않고 철거하기로 결정되면서 올림픽 메인 스타디움은 임시 건물 형태로 지어졌다. 경기장 문제로 가장 난감한 것은 개폐회식의 무대연출을 맡은 스텝들 이었다. 하늘에서 내려오는 와이어를 묶을 공간이 없었고 간신히 매달은 구조물은 초속 18~20m의 강풍에 휘청거렸다.
강풍과 폭설, 강추위에 지붕 없는 무대, 부족한 예산 등 헤쳐 나가야 할 산이 너무 많았다. 표현해야 할 이미지도 많았다. 송 감독은 과거 ‘한’ 많던 우리 민족의 이미지를 ‘역동성’과 ‘열정’이 넘치는 이미지로 표현하는데 주력했다.
“과거 우리 한민족의 정서는 ‘한(限)’이었죠. 그런데 이제는 바뀌었어요. 88올림픽과 월드컵 때 보여준 우리 민족만의 열정, 역동성이 바로 우리의 정서로 바뀐 것이죠. 이번에는 남과 북과 하나 되는 모습을 보여주면서 한반도가 ‘평화의 장’이 되었다는 것도 보여줄 필요가 있었죠.”
그러기 위해서는 ‘스토리텔링’이 중요하다고 봤다. 그는 다른 올림픽을 관찰했다. 올림픽 개폐회식에 스토리를 가진 경우는 많지 않았다. 하지만 한 평생을 배우로 살아온 그는 ‘이야기’가 없는 것은 상상하기 어려웠다고 토로했다. 그의 예술성 담긴 이야기를 가장 아름답게 표현해 준 것은 최첨단 과학기술이었다.
무사 귀환한 드론 1218대, 사전 촬영했다
송 총감독은 부족한 예산 속에서 예술가의 상상력을 어떻게 과학기술로 표현할 수 있을까를 수없이 고민했다. 그는 가장 먼저 리프트 무대를 활용했다. 수백 명의 사람들이 등장하고 퇴장하는 데에는 많은 시간이 걸린다. 이들을 동시에 등장하고 퇴장시키는 무대장치를 함으로써 한국인의 역동성을 보여줄 수 있었다.
무대 중앙에는 8m 길이의 코어 리프트 무대가 설치되었고 24m의 리프트도 등장했다. 적은 비용 대비 효과는 대단했다. 카운트다운이 시작되면 가운데 무대에는 프로젝션 맵핑 영상이 투영되었고, 리프트 무대를 통해 거대한 동종이 등장했다가 순식간에 사라졌다. 동종은 중앙 리프트 무대에서 펴서 지상으로 올라가면서 펴지게 했다. 내려갈 때는 다시 구겨서 순식간에 사라지게 했다. 드럼, 기타를 치는 밴드 연주자들과 수백 명의 장구, 거문고 악기 연주자들도 리프트 무대를 통해 바로 무대에 등장했다 퇴장하게 할 수 있었다.
세계 속으로 뻗어나가는 ICT의 이미지를 연출하기 위해서는 플라잉 무대를 활용했다. 영하 20도의 강추위와 폭설, 초속 18~20m의 강풍 속에서 오브제를 매다는 플라잉 무대는 위험천만의 연속이었다. 폐회식 때 선보여 큰 호응을 얻었던 LED 석탑은 전 날까지도 고민을 했던 아이템이었다.
두 개의 와이어를 이용해 석탑을 내려야 하는데 전 날 리허설 도중 멈춰야 할 정도로 강풍이 불었다. 수많은 기상데이터를 점검하고 당일까지 고심한 끝에 설치하기로 결정, 당일 초속 0.3m라는 기적 같은 날씨덕분에 성공할 수 있었다.
역대 올림픽 사상 최고의 과학기술을 보여줬다는 평가를 받은 1218대의 드론 오륜기에 엮인 이야기도 나왔다. 법규상 드론은 일몰 이후에는 날릴 수 없었고 사람이 움집한 곳에서도 날릴 수 없었다. 다행히 지난해 8월 일몰 이후도 가능하다는 법이 통과됐다. 하지만 이번에는 바람이 문제였다. 초속 3m의 바람만 불어도 드론은 추풍낙엽처럼 떨어졌다.
사전제작 촬영을 한 드론을 마치 개회식 당일 날릴 것처럼 편집한 것 또한 눈부신 과학기술의 성과였다. 새벽 2시 아무도 없는 개장 안한 스키장에서 사전 촬영이 이루어졌다. 1300대의 드론이 하늘을 날았다. 그런데 왜 개회식에는 1218대의 드론이 나타났을까. 82대는 추락하고 무사 귀환한 드론이 1218대였기 때문이었다. 송 총감독은 조용히 입술을 손가락을 가져다 댔다. “혼자만 알고 계셔라”는 주문이 떨어지자 객석은 웃음으로 넘실댔다.
송 총감독은 하루 빨리 인문학과 예술과 과학과의 장벽이 없어지길 희망했다. 그는 “스마트폰 하나로 사회 전체가 변했다. 앞으로 기술이 평준화되면 그 안의 콘텐츠, 디자인이 관건이 될 것”이라고 말하고 “우리가 세상을 바꿀 주인공이 될 수 있다”고 응원했다.
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평창 밤하늘 밝힌 사상 최대 드론쇼
인텔, 엘이디 조명 단 1218대 드론으로
오륜기·스노보더 등 다양한 형상 연출
야간 시상식장서도 300대 드론쇼 예정
1218대의 드론이 수놓은 오륜기. 인텔 제공
9일 밤 열린 평창 동계올림픽 개막식의 볼거리 가운데 하나는 드론쇼였다.
인텔은 이날 전세계에 생중계된 개막식 방송에서 무인 소형항공기 `슈팅 스타’ 1218대를 동원해 약 30초간 올림픽 스타디움 밤하늘에 올림픽 오륜기, 스노보더 등의 형상을 수놓는 장면을 보여줬다. 2015년부터 시작한 인텔 드론쇼 사상 최대 규모로, 이 부문 기네스기록을 경신했다. 이전 최고 기록이었던 2016년 독일에서의 500대 드론쇼를 2배 이상 웃도는 규모다.
다만 이날 드론쇼는 지난해 12월 사전 녹화한 것이었다. 인텔은 애초 관중들 앞에서 라이브쇼로 펼칠 계획이었지만, 막판에 취소했다고 밝혔다. 평창의 낮은 기온과 강한 바람을 고려한 것으로 추정된다. 인텔은 핀란드에서 실시한 사전 테스트를 통해 드론들이 추운 날씨에서도 잘 작동하는 것을 확인하기는 했지만, 평창의 기상조건에도 잘 견뎌낼 수 있는지는 확신하지 못했던 것으로 보인다.
인텔은 그러나 앞으로 한 주간 동안 라이브쇼를 계속 검토할 것이라고 밝혔다. 또 올림픽 기간중 야간에 열리는 메달 시상식장에서는 드론 300대로 3~5분짜리 라이브 드론쇼를 펼칠 계획이다.
이날 화려한 쇼를 펼친 `슈팅스타’는 몸체가 플라스틱으로 제작된 쿼드콥터(날개가 4개 달린 드론)로 무게는 330g에 불과하다. 1200여대의 드론에 장착된 엘이디 조명들은 40억가지가 넘는 색 조합을 연출할 수 있다고 한다.
인텔은 특히 이번 드론쇼는 컴퓨터 한 대와 조종사 한 명만으로 진행했다고 덧붙였다. 이는 인텔이 자체 개발한 3D 디자인 소프트웨어를 통해 각 드론들이 입체화면의 한 픽셀처럼 질서정연하게 작동할 수 있기 때문이라는 설명이다.
인텔이 개발한 드론 ’슈팅 스타’. 인텔 제공
리튬이온 배터리로 작동하는 드론의 비행시간은 최대 20분이다. 그러나 사전 준비와 마무리에 필요한 비행시간 등을 고려하면 적정 드론쇼 시간은 5~8분이다.
드론쇼는 대규모 국제 스포츠대회 개, 폐막식에서 단골 이벤트로 등장할 것으로 보인다. 2020년 도쿄올림픽조직위원회도 대규모 드론쇼를 계획하고 있는 것으로 알려졌다. 인텔 드론그룹을 이끌고 있는 아닐 난두리 부사장은 보도자료를 통해 “인텔 드론이 올림픽경기에서 역할을 하게 돼 영광스럽다”며 “경기장에서 경쟁하는 운동선수들과 마찬가지로 우리도 전세계 사람들에게 영감을 주는 드론 기술을 계속해서 혁신해갈 것”이라고 말했다.
곽노필 선임기자 [email protected]
밤하늘 화려하게 수놓는 ‘드론쇼’, 그 이면엔 어떤 기술이?
올 초 평창의 밤하늘은 오륜기∙스노보드맨∙수호랑으로 변하는 1218대의 드론 덕에 유난히 밝게 빛났다. 2018 평창동계올림픽 폐막식 당시 소형 드론 300대가 보여준 라이브쇼는 ‘아이언맨’ 윤성빈 선수의 질주가 돋보였던 스켈레톤, 어느덧 익숙해진 “영미!” 외침이 인상적이었던 컬링만큼이나 사람들에게 큰 감동을 선사했다.
영상 제작, 농업 관리… 최근엔 ‘드론레이싱’ 인기
드론은 현대인의 일상에 생각보다 훨씬 더 가까이 와있다. ‘1박2일’ ‘삼시세끼’ ‘윤식당’(이상 tvN) ‘도시어부’(채널A) 등 적지 않은 TV 프로그램이 드론으로 주요 장면을 촬영한다. ‘지미집(Jimmy Jib)’으로 불리는, 크레인 같은 구조물 끝에 카메라를 매달아 하늘에서 내려다보는 듯한 장면을 촬영하던 때가 있었지만 요즘은 드론을 써서 손쉽게 눈이 시원해지는 야외 광경을 확보한다.
선진국에선 이미 10여 년 전부터 드론을 영상 제작에 활용해왔다. 실제로 △뉴올리언스 허리케인(2005) △미국 캘리포니아 산불(2007, 이상 미국) △아이티 지진(2010) 등 자연재해 현장을 누빈 드론 촬영 영상은 셀 수 없을 정도다. 드론이 출현하기 전에도 소형 무인 헬리콥터에 카메라를 달아 항공 촬영을 시도하곤 했다. 하지만 엔진으로 구동되는 기체(機體)의 특성상 진동이 심한 게 문제였다. 반면, 드론엔 기체의 움직임을 보정할 수 있는 짐벌(Gimbal∙수평유지장치)이 탑재돼 이 같은 한계에서 비교적 자유롭다.
드론 활용 영역은 예상 외로 다양하다. 일례로 농지 작황을 파악하고 농약을 살포하는 작업, 거대 교각이나 플랜트를 점검∙감시하는 일에도 드론이 쓰일 수 있다. 또 하나 흥미로운 응용 분야는 프로 리그로 발전 중인 드론레이싱(drone racing)이다. 2016년 두바이에서 개최된 드론레이싱대회 ‘월드드론프리(World Drone Prix)’ 당시엔 한국 소년 김민찬(12)군이 ‘프리스타일’ 부문에서 최연소 우승을 거머쥐며 주목 받기도 했다.
드론레이싱은 쉽게 말해 무선 드론 조종 경주 대회다. 경주에 출전하는 파일럿은 헤드온고글을 쓴 채 드론이 비행하는 동안 실시간으로 들어오는 영상을 보며 드론을 조종한다. 드론에 장착된 카메라로 촬영된 이 영상은 FPV(First Person View) 형태여서 파일럿에게 마치 실제 드론에 탑승한 듯한 느낌을 선사한다. 최대 시속이 150㎞에 이를 정도로 속도감이 대단한데다 여러 장애물을 곡예 비행으로 통과할 수도 있어 레이싱 장면은 F1 자동차 경주대회만큼이나 박진감 넘친다. 해외에서 드론레이싱 프로리그가 시작된 건 2016년. 하지만 불과 2년여 만에 ESPN 등 스포츠 채널에서 전 세계 70여 개국에 경주 장면이 중계될 정도로 인기를 누리고 있다. 이 기세대로라면 조만간 F1에 버금가는 글로벌 스포츠 엔터테인먼트 사업으로 성장할 수도 있을 전망이다.
‘4개 모터 탑재형’이 일반적… 자세∙속도 자동 제어
드론이 단기간에 대중적으로 보급될 수 있었던 비결은 뭘까? 일단 드론은 무선조종(Radio Control, RC) 헬리콥터와 달리 일반인도 요령만 익히면 누구나 쉽게 조종할 수 있다. 뿐만 아니라 대당 가격도 일반인이 충분히 넘볼 수 있을 수준으로 내려왔다. 물론 그 과정에서 실로 다양한 기술이 적용됐다.
드론은 4개(혹은 6개) 모터가 쌍을 이뤄 시계 방향으로, 또 반시계 방향으로 회전하며 추진력을 얻어 날아간다. 4개 모터를 이용한 드론이 보다 일반적인데 이를 쿼드로터(Quadroter) 혹은 쿼드콥터(Quadcopter)라고 한다(흔히 ‘드론’이라고 하면 쿼드로터를 이를 때가 많다). 소형 엔진으로 구동되는 RC 헬리콥터와 달리 드론엔 BLDC 모터[1]가 탑재돼 제어가 좀 더 용이하다. 반면, 모터의 추진력만으로 띄워야 해 기체 무게를 줄이는 게 중요하다. 강성을 유지하면서도 기체 무게를 줄이기 위해 탄소섬유복합소재(carbon fiber)가 쓰이는 이유다.
또 하나, 드론을 일반인이 조종할 수 있으려면 모터 속도나 자세가 자동으로 제어돼야 한다. 일반적인 GPS의 정확도는 수 미터(m) 수준이다. 내비게이션 장치를 켜고 자동차 전용 도로를 주행할 때 평행하는 길이 있는 곳에서 가끔 내비게이션이 오작동할 때가 있다. 내비게이션 자체에 트래킹(tracking) 알고리즘이 탑재돼있지 않고 GPS 값만 보정, 위치를 인식하는 탓에 오차가 ‘두 길의 떨어진 거리 이상’ 나면 위치를 헷갈리는 것이다. 이와 달리 드론에선 △동작을 감지할 수 있는 MEMS[2] 기반 IMU[3] △바닥을 보며 광학적 흐름(optic flow)를 읽어내는 카메라 센서 △외부에서 위치는 알려주는 GPS 등이 복합적으로 작동, 자동 자세 제어가 가능하다. 누구나 쉽게 드론을 조종할 수 있는 비결이다.
지금껏 살펴본 드론은 모두 ‘직접 조종’ 방식으로 제어된다. FPV 형태로 보든 맨눈으로 보든 파일럿이 드론 비행 동작을 느끼고 살필 수 있는 것. 사람이 조종하더라도 드론 제어의 상당 부분은 이미 자동화됐다. 쿼드로터의 경우, 4개 모터 속도가 잘 제어돼야 원하는 대로 움직일 수 있다. 마주 보는 모터가 짝을 이뤄 시계 방향, 혹은 반시계 방향으로 회전한다. 한쪽 방향으로만 돈다면 공중에 떠오르는 추진력은 얻을 수 있지만 몸체가 반대 방향으로 회전하게 된다. (모멘텀이 일정해야 하니까!) 헬리콥터도 이런 몸체 회전을 막기 위해 자그마한 꼬리 날개가 돌고 있다.
쿼드로터는 2개의 짝으로 모터 회전 방향을 달리해 몸체 회전 문제를 해결한다. 공중에 떠오른 드론은 상하좌우, 그리고 롤(Roll)[4]∙피치(Pitch)[5]∙요(Yaw)[6] 등 모두 여섯 방향으로 움직일 수 있다. 하지만 제어할 수 있는 건 4개 모터 속도다. 즉 2개의 자유도가 부족한 부족자유도 시스템이다. 평행주차, 즉 △주차 공간에 나란하게 차를 위치시키고 △운전자 어깨 선에 앞쪽 경계선을 맞춘 후 △핸들을 꺾어 후진하여 들어간 다음 △다시 반대 방향으로 핸들을 꺾는 등 차량을 옆으로 움직이기 위해 앞뒤로 조작하는 상황을 떠올리면 이해하기 쉽다.
드론은 4개의 모터를 제어해 여섯 방향의 움직임을 만들어낸다. 사람이 조종하는 드론 역시 4개 모터를 적절히 제어해 원하는 방향으로 날려보낼 수 있도록 설계된다. 드론에서 이런 성능을 수행하는 게 비행 컨트롤러(flight controller)다. 드론이 땅과 수평 방향으로 움직이려면 우선 자세를 움직이고자 하는 방향으로 숙인 후 4개 모터 속도를 높여야 한다. 바로 이 과정에서 비행 컨트롤러가 작동한다.
‘바둑돌 1000개 한 명이 동시에 움직이는’ 정교함
수많은 드론이 한꺼번에 비행하며 조직적 움직임을 만들어 내려면 더 많은 부분에서 자동화된 제어가 이뤄져야 한다. 평창 드론쇼를 예로 들면 오륜기∙수호랑 등 구체적 대상의 모양이 점으로 표시된 후 드론이 각 점의 위치로 이동해야 한다. 이때 조종자는 각 드론의 위치를 센티미터(㎝) 단위 정확도로 제어할 수 있어야 한다.
평창 드론쇼를 연출한 ‘슈팅스타’ 드론 팀은 지상에 베이스 스테이션(base station)을 두고 GPS의 위치 정확도를 높인 RTK(Real-Time Kinematic) GPS를 이용해 드론 위치를 인식했다. 모든 드론의 위치를 정확히 측정, 원하는 방향으로 움직여 특정 형상을 만들어내는 일은 흡사 1000개의 바둑돌을 동시에 움직이는 것과 같다. 그 작업을 한 사람이 동시에 수행하는 것, 바로 그 일을 슈팅스타 팀이 평창에서 해냈다.
그렇다면 미래의 드론은 어떤 모습일까? ‘스타워즈’ 시리즈나 ‘제5원소’와 같은 영화 속 미래 풍경엔 ‘드론 택시’가 등장한다. 드론 택시엔 ‘로봇 파일럿’으로 표현되는 자율 비행 기능이 있어 빌딩 숲 사이를 스스로 인식하며 질서 정연하게 날아 다닌다. 2차원 평면에서 1차원 길을 따라 움직이는 무인자동차와 달리 자율 비행 드론은 3차원 공간에서 비행해야 하는 만큼 무인자동차와는 또 다른 문제를 내포하고 있다. 다음 회에선 자율 비행 드론에 대해 얘기하고자 한다.
※이 칼럼은 해당 필진의 개인적 소견이며 삼성전자의 입장이나 전략을 담고 있지 않습니다
[1] brushless DC motor. 코일을 기계적인 브러시가 아닌 트랜지스터로 변환하는 것으로 브러시가 없기 때문에 스파크가 발생하지 않고 가스 폭발의 위험도 없다. DC 보통 모터보다 수명이 길기는 하나 값이 비싼 것이 흠이다. [2] Micro Electro-Mechanical System(초소형 전자기계 체계) [3] Inertial Measurement Unit(관성 측정 장치) [4] 좌우로 회전하는 것 [5] 앞으로 쏠릴 때 기울어지는 방향 [6] Z축 뱡항으로 회전하는 것
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