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환경·조경분야에 라이다 시대 열렸다!
조회수 : 15   |   2020-09-17

지난 2019년 10월 22일 우리나라 독도에서는 그동안 보지 못했던 광경이 펼쳐졌다. 이름도 생소한 라이다(LiDAR) 센서를 장착한 드론이 천연보호구역인 독도의 곳곳을 촬영한 것이다. 드론으로 촬영한 라이다의 3차원 스캐닝 영상은 꽤 많은 방송과 신문에서 다루어졌고, 덕분에 라이다 혹은 드론에 무관심했던 일반 시민들도 어렴풋하게나마 라이다를 이용한 3D매핑기술을 접할 수 있었다.

 

당시 보도된 기사에 따르면, 국립문화재연구소는 오스트리아 리글사로부터 약 3억5000만 원의 비용을 들여 라이다 센서와 카메라가 부착된 최첨단 드론을 구입해서 촬영에 임했다고 한다. 무게 약 3kg에 달하는 라이다 장비를 드론에 장착하고, 공중에서 레이저 광선을 쏘아 돌아오는 반사파에 의해 땅의 특정한 생김새를 점의 형태(point cloud)로 저장함으로써 현실의 경관을 가상의 세계에서 구현할 수 있도록 디지털 정보로 전환하는 방식이었다.

 

이처럼 드론과 라이다는 사람의 접근이 어렵거나 광범위한 지역에서 공간 정보를 실시간으로 신속하게 수집, 가공, 분석하는 데에 매우 유용하며, 현재 자율주행 자동차의 핵심 부품이자 4차산업 시대에서 디지털 트윈(Digital Twin)의 실현을 위한 3D 스캐닝 및 측량기술로서 전 세계에 확산되고 있는 추세이다.

 

그동안 라이다 센서는 교통뿐만 아니라 건설, 토목, 환경 등 다양한 산업분야에서 활발히 사용될 것으로 기대를 모았으나 장비와 부품, 시스템 운용에 많은 비용이 소요되는 문제가 있었으며, 차량에 탑재하는 모바일매핑시스템(MMS)을 제외하면 장비의 부피와 무게로 인한 이동성 저하로 폭넓은 활용이 제한적일 수밖에 없었다. 이러한 어려움 속에서 최근 소형 라이다 센서를 드론에 탈부착하거나, 손쉽게 휴대하면서 3차원으로 공간을 스캐닝하는 이른바 핸드헬드라이다(Hand-held LiDAR) 기술 개발에 성공한 두 업체가 있어 주목받고 있다. 그 화제의 주인공은 에이엠오토노미와 휴론네트워크이다.

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청년창업사관학교 8기 출신인 에이엠오토노미의 신용득 대표는 연구원에서 오랜 기간 로봇을 연구하다 라이다 운용 특허 기술을 가지고 창업했다. 벤처기업협회의 창업교육 지원프로그램인 PSWC(Pre-Startup Winning Camp) 15기를 수료하고, 다양한 국가지원 연구개발사업에 선정됐는데, 이는 그가 가진 라이다 기술을 여러 사람들이 인정해 준 덕분이다.

 

휴론네트워크는 조경·환경 분야에서 출발해 드론을 이용한 촬영 및 측량, 경관분석 및 유해환경 모니터링, 드론시민교육 등 드론을 이용한 사회문제 해결을 위해 다양한 업무를 진행하고 있는 예비사회적기업으로, 지난 2018년에 ‘공간정보 융복합 창업페스티벌’과 ‘스마트 국토엑스포’에 참가하면서 에이엠오토노미를 만나 지금까지 드론과 라이다에 관한 공동연구를 수행하고 있다.

 

소자본으로 시작한 스타트업(Start-Up)과 예비사회적 기업이 성장해 나가기 위해서는 사업 초기에 다양한 지원이 필요하다. 소규모의 창업 인력으로 연구개발, 시제품 제작, 홍보와 마케팅, 경영총괄 등 모든 일을 원만히 수행한다는 것은 결코 쉬운 일이 아니기 때문이다. 그렇게 어려움을 공감하고 공유하던 두 업체가 힘을 모은 지 약 2년 만에 드론에 탈부착 가능한 핸드헬드 라이다 매퍼(Hand-held LiDAR Mapper)의 개발에 성공하게 된 것이다.

 

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기존의 라이다 센서는 항공기나 자동차, 지상라이다 거치대 등에 장착해 공간을 3차원 스캐닝했으나 대부분 고가의 수입 장비를 사용하기 때문에 정보 수집에 높은 비용이 소요되는 문제가 있었고, 라이다 부속장비의 부피와 중량 등이 소형화되지 못해 현장에서 자유롭고 편리하게 운용하는 데 어려움이 있었다. 또한 해외 제품의 특성상 부품의 교체나 정비, S/W 업그레이드, 매뉴얼 교육 등 부가적인 서비스에도 한계가 있어 많은 연구자, 실무자들이 다양한 분야에서 적극적인 활용을 주저하게 만드는 원인이 됐다.

 

이러한 라이다 시장의 한계를 감지한 에이엠오토노미의 신용득 대표는 오히려 “문제점만 해결될 수 있다면 향후 라이다의 활용시장은 더욱 빠르게 확장될 것이다”라고 예측했고, 휴론네트워크의 정경진 대표도 “성장가능성과 사업성, 첨단 기술을 국산화한다는 자부심과 사명감으로 한 번쯤 도전해볼 만한 가치가 있다”는 확신으로 누가 먼저랄 것 없이 의기투합하게 됐다.

 

그 이후부터 두 업체는 토목, 환경, 조경, 건축 등 건설환경 분야와 재난방재, 문화재, 도시재생 등 다양한 분야에서 라이다로 수집된 3D 스캐닝 정보를 어떻게 활용할 것인지, 또 기술적으로 어떤 부분이 보완돼야 할지 등 제품의 완성도를 높이기 위한 노력을 계속했고, 드론과 라이다를 결합하는 과정에서 발생한 H/W, S/W 측면의 오류를 해결하기 위해 밤낮으로 머리를 맞대는 시간이 계속됐다. 신용득 대표와 정경진 대표는 라이다와 드론에 대한 각자의 전문성을 기꺼이 교환했고, 서로의 부족한 부분을 메울 수 있었다. 그 결과, 융복합의 성과가 서서히 나타나기 시작했고, ‘핸드헬드(hand-held) 라이다 탈부착형 드론’의 개발에 성공하게 된 것이다.

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아직 시작에 불과하지만 이 두 업체의 협업은 벌써 작은 결실을 만들어 내기 시작했다. 2020년 상반기, 라이다 탈부착형 드론과 핸드헬드 라이다의 출시가 계획돼 있고, 대학교, 연구소, 공공기관 및 사기업 등 3D 공간 스캐닝을 필요로 하는 다양한 기관과 개인에게 합리적인 비용으로 제공될 예정이다. 드론과 라이다 센서의 활용이 익숙치 않은 사람들을 위한 별도의 운용교육 프로그램이 준비돼 있고, 제품의 판매뿐만 아니라 기술을 필요로 하는 사람은 누구나 용역과 기술지원 서비스 형태로 활용할 수 있다.

 

4차산업 시대에서 드론과 라이다 센서는 할 수 있는 일이 많다. 자율주행자동차, 스마트 건설, 산림, 하천, 동식물 등과 같은 자연자원조사, 정밀농업, 대기오염분석, 빈집 등 노후 건축물 조사 및 역설계, 문화재조사, 광물 등 자원탐사, 재난 방재 등 활용가능한 분야가 무궁무진하다. 그렇다면 조경분야에서는 어떻게 활용될 수 있을까? 드론과 라이다는 조경계획과 설계 시 중요한 의사결정 수단으로 사용되는 3차원 현황정보를 30분도 안되는 짧은 시간에 수집할 수 있으며, 단순히 고정된 뷰포인트(View point)에서 촬영되는 2D 사진, 정보의 수치화가 불가능한 동영상과는 달리 라이다로 촬영된 3차원 공간에서 자유로운 뷰포인트를 통해 거리, 높이, 면적 등을 계측할 수 있어 조경설계, 시공, 관리 전과정에서 유용하게 사용될 것으로 기대된다.

 

4차산업시대에서 국산화된 드론과 라이다 기술을 활용해 우리나라 전역을 3차원 데이터로 구축하는 일은 이제 먼 미래의 이야기가 아니다. 드론과 라이다 기술은 향후 학술적 연구뿐만 아니라 기업의 실무에서도 활발히 사용될 것으로 전망되고, 나아가 개인의 스마트폰 속에서 활성화되어 현실의 공간과 가상의 공간을 넘나들며 살아가는 디지털 트윈 시대를 앞장서서 구현하게 될 것이다. 과학기술의 진보는 인간과 자연에게 이로움을 주었을 때 의미가 있다고 강조하는 에이엠오토노미의 신용득 대표와 휴론네트워크의 정경진 대표, 두 업체의 앞으로의 행보가 하늘 위로 날아오르는 드론처럼 힘차게 비상하기를 기대해 본다.

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드론조종시범을 보이고 있는 휴론네트워크 정경진 대표


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출 처 : 환경과조경 박광윤 뉴스팀장 

 



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