VR 뿐만 아니라 드론, AGV, 커머스 등 다양한 분야에서 필요로하는 ‘측위 기술’에 대해서 알아보고 특별히 가상현실(이하 VR)에서 말하는 측위가 어떤 것인지 자세히 다루고자 한다.

어떤 물체의 운동 상태를 설명할 때는 회전(Rotation)과 이동(Traslation)을 기초로 한다. 회전은 다른말로 하면 물체가 어느 방향을 향하고 있는 지를 의미하고, 이동은 정한 좌표계에서 어느 방향으로 움직였는지를 말한다. 아주 간단히 설명할 할 수 있는 그림으로 아래에 있다.

Degree of Freedom

회전과 이동 모두 정해진 축을 기준으로 각각의 상태를 설명할 수 있으며 이를 자유도(Degree of Freedom)이라고 부른다. 우리 세계는 3차원으로 이루어져있어 3개의 축(axis)을 기준으로 각각 회전, 이동을 정의할 수 있고 회전에서의 자유도 3 그리고 이동에서의 자유도 3을 합쳐 6-자유도(6-DoF)가 되는 것이다.

그러므로 ‘측위(側位, Positioning)’를 한다는 것은 곧 관찰 대상의 회전 혹은 이동의 상태를 정의할 수 있음을 나타내며 ‘측위 기술’은 관찰 대상의 회전 혹은 이동의 상태를 정의할 때 활용하는 기술을 의미한다.

그렇다면 측위 기술의 종류에는 어떠한 것들이 있을까? 보통 ‘측위’에 활용한 물리적 매개체를 중심으로 구분할 수 있다. 예를 들면 아주 전통적인 방식으로 ‘자(Ruler)’와 ‘나침반’을 이용해서 측위를 할 수도 있고 전자기파로 이루어진 무선신호를 활용해서 측위를 할 수도 있다. 가장 최근에 발명되고 상용화된 측위 기술은 대부분 전자기파 혹은 음파 등의 무선 신호를 활용한 측위 기술이므로 우리는 앞으로 이 영역에 대해 집중적으로 살펴볼 것이다.

가장 우리 생활에 익숙한 무선신호 측위기술은 무엇이 있을까? 스마트폰을 가진 사람이라면 또는 차 운전을 하는 사람이라면 매일 사용하고 있을 ‘GPS(Global Positioning System)’가 바로 이에 해당한다. 좀 더 자세히 설명하자면 3개 이상의 지구 주위를 돌고 있는 인공위성에서 나오는 무선 전파를 활용하여 삼각측량법이라는 방법을 활용하여 ‘실외’에서 위치를 정확히 측위할 수 있으며 스마트폰은 내장된 관성센서를 활용하여 어느 방향을 바라보고 있는지까지 추적할 수 있다. 최근에는 1m 아래의 해상도를 보이는 고해상도 GPS 기술도 발명되었고 개인정보 보호 문제가 있는 일반 서비스 분야를 제외한 군사 및 정밀측량 분야에서는 아주 폭넓게 활용되고 있다.

실외에서는 어찌되었든 GPS가 짱을 먹는다고 생각하면, GPS 신호가 통과하지 않는 실내에서는 어떻게 측위할 수 있을까? 바로 이 물음이 현재 글로벌 기술 및 플랫폼 기업들이 노리고 있는 가장 큰 무주공산 중 하나라고 할 수 있다. 수많은 기업들이 이 실내에서의 측위를 하기위한 무선신호 측위 기술을 발명했고 이를 시도했지만 결론적으로는 아무도 성공하지 못했다. 수많은 기술 중에서 몇 가지를 설명하고 성공하지 못했던 이유와 이를 해결할 수 있는 폴라리언트의 기술을 다음 편에서 이어서 설명하겠다.