## 0.1 레이더(Radar) 센서 신호 처리 및 장애물 회피 연동

거리 측정 3대장(빛, 소리, 전파)의 마지막 주자는 파장 대역의 제약을 물리적 힘으로 깨부수는 극강의 환경 침투력을 가진 레이더(Radar, 전자기파) 모듈이다. 근래 출시되는 소형화된 밀리미터파(mmWave, \approx 24GHz \sim 77GHz) 레이더 센서(예: Texas Instruments 사의 칩셋 계열)는 짙은 안개, 비바람 구름, 극악의 직사광선 따위에 아랑곳하지 않고 묵묵히 맵핑 거리를 타급한다.

하방 측정용 AGL 보조도구로 쓰이는 LiDAR나 초음파와 달리, 레이더 제품군은 가격 및 측정 화각비(FOV, Field of View)의 특성상 주로 드론 프로펠러 주변 360도나 전면에 부착하는 충돌 회피(Collision Avoidance) 기능의 캡스톤(Capstone) 무장으로 취급된다.

FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식의 구조적 우위점

레이더 센서는 단순한 ToF 펄스가 아니라, 송신 주파수를 시간에 따라 주기적으로 톱니바퀴나 삼각파(Triangular Wave) 형태로 서서히 변조시키며 쏘는 연속파(FMCW)를 파동 엔진으로 사용한다. 반사된 전파를 안테나로 회수한 다음 원래 쏘았던 파동과 혼합(Mixing) 시키면 이른바 맥놀이 주파수(Beat Frequency, f_b) 가 떨어져 나온다.

이 시스템의 가공할 장점은 스펙트럼 연산 결과로 물체까지의 **‘정적인 거리(Distance)’**뿐만 아니라 도플러 효과(Doppler Effect) 방정식의 위상 변화율을 통해 타겟 물체와의 **‘상대적인 접근/이탈 속도(Relative Velocity)’**를 단박에 분리 연산해 낼 수 있다는 점이다.
단일 샷으로 장애물의 변위(Location) 와 다가오는 운동 궤적(Speed Vector)을 하드웨어 레벨에서 통째 배달해 주는 기적적인 구조다.

PX4의 장애물 회피 레이어 (Obstacle Avoidance Layer)

이 복잡한 레이더 데이터를 받아들이는 PX4의 상단 소프트웨어 구조는 사뭇 다르다. UART 등을 통해 드라이버가 파싱한 데이터는 단순한 길이 distance_sensor 토픽 1차원 배출을 넘어 장애물 분포를 다루는 obstacle_distance uORB 토픽 배열 모델을 형성한다.

• 방사형(Radial) 거리 맵 포맷: obstacle_distance 구조체는 드론 스윙 축 360^\circ를 일정 간격(예: 5^\circ 해상도 시 72개의 배열 슬롯) 버킷으로 갈라 정해둔다. 레이더가 FOV \ 45^\circ, 10m 전방에 거대한 전선탑을 감지하면 드라이버는 즉시 해당 각도 버킷의 배열 원소에 거리 10m 치수를 기록한다.
• 비행 한계 구역 강제 제어: 이 구체형 맵 토픽은 최상위 의사결정 모듈인 Commander와 위치 제어기(mc_pos_control / Flight Task Auto)로 다이렉트 브로드캐스트된다. 조종사가 스틱을 밀거나 임무 경로가 맵핑 지점을 향하고 있다 할지라도, 제어 포지션 컨트롤 알고리즘은 레이더가 마킹해 둔 각도 버킷 방향의 척력장(Repulsive Force Field)을 계산해 내어, 기체가 허용 반경(CP_DIST 충돌 예방 파라미터 영역) 내부로 밀고 들어가지 못하게 강제 브레이킹 코맨드를 내린다.

이러한 신호 계통 파이프라인 덕분에 레이더 기반 연동 모듈 시스템은 날씨 등 물리적 시야 제약이 완벽히 몰락한 환경 속에서도 드론의 실존 제어 보호망(Fencing Firewall)을 형성하는 최중요 코어가 된다.