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[기고] 건설 현장과 시설물 안전점검 분야에 부는 산업용 드론 바람

장문기 드론아이디 대표 / 중앙대학교 겸임교수 / 한국드론협동조합 이사장 / 재난안전드론협회 부회장

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국토매일 2019-08-06

▲ 장문기 드론아이디 대표 / 중앙대학교 겸임교수 / 한국드론협동조합 이사장 / 재난안전드론협회 부회장     © 국토매일


[국토매일] 바야흐로 드론의 시대, 그것도 산업용 드론의 시대다.


드론은 더 넓은 범위(Scope)를 대상으로 더 빠른 속도(Velocity)로 더 많은 데이터(Data)를 수집할 수 있는 매력적인 도구이다. 


또한, 드론 촬영을 통해 얻어지는 데이터를 BIM(건축 정보 모델)·IoT(사물인터넷)·Big Data(빅데이터) 등 첨단기술과 연결해 활용할 수 있고, 이러한 데이터를 3D 모델링화하여 건설 현장의 사고 예방과 공정 예측, 유지관리가 가능한 것도 장점이다. 급속한 고령화로 인한 산업 현장 인력의 노후화 문제를 해결할 수 있으며, 위험한 업무에 대한 사람들의 기피 현상과 현장 근로자의 안전성 확보의 대안으로도 드론이 급부상하고 있다. 앞으로는 다양한 센서를 장착한 드론이 다양한 장소에서 다양한 데이터를 수집하는 도구이자 플랫폼으로 활용돨 것이다.


‘드론으로 토목 및 건설현장을 촬영한 데이터를 서버에 전송하면 3차원 모델링 데이터로 변환되어 작업량과 최적의 시공계획이 산출된다. 현장 근로자는 지형정보와 작업 진척상황 등 최신정보를 수시로 받아 확인한 다음 현장의 건설장비로 데이터를 전송하면 관제센터의 지시에 따라 건설장비가 작업을 수행한다….’     


현재 국내 건설사 대부분은 드론과 빅데이터, 정보통신기술(ICT)을 활용해 작업 현장의 공정 고도화를 위한 별도 조직을 운용 중이다.  대우건설은 사람이 직접 하기 어려운 대단위 면적의 산업단지 현장이나 방조제, 매립지 등의 토사량과 매립량 측정에 드론을 활용한다.  쌍용건설과 한라건설도 현장을 드론으로 촬영하고 3D 모델링으로 구현, 공사물량 산출 및 공정관리에 활용하고 있다. 특히 현대건설은 건설과정에서 드론으로 고층빌딩의 수직도를 체크하고 건설 중인 공장의 비정형 자재를 스캔해  현장의 좌표와 연동하여 품질관리를 하고 있다.


시설물 점검 분야에서도 드론이 다양하게 활용되고 있다. 서울시설공단은 ㈜드론아이디와 함께 드론으로 교량을 촬영하고, 촬영된 이미지를 3D도면화한 다음, 인공지능(AI)을 접목하여 불량을 확인할 수 있는 알고리즘을 만들고 있으며, 서울시립대에서는 인텔의 산업용 드론인 팔콘 8+(Falcon 8+)를 활용하여 교량의 미세한크랙(0.3mm 내외)을 점검하는 작업을 하는 등 3D 모델링을 통해 시설물을 분석하고, 현장을 디지털 도면화하는 작업들이 진행 중이다.


그렇다면 이렇듯 건설 현장과 시설물 점검 분야에서 드론이 활용되는 이유는 무엇일까? 바로 업무 생산성 향상과 안전성 제고 때문이다. 따라서 현장의 특성에 맞는 드론을 사용하는 것이 중요하다. 그렇지 않을 경우 업무 효율성과 생산성이 떨어질 뿐만 아니라 안전 사고 또한 발생할 수 있기 때문이다.


드론은 크게 영화나 드라마 촬영에 용의하도록 제작된 촬영용 드론과, 산업현장에 알맞게 제작된 산업용 드론으로 구분된다.


촬영용 드론은 중국 DJI사의 팬텀이나 인스파이어 등의 제품이 대표적으로 영상 이미지 촬영에 용의하게 제작되었다. 이들 제품은 충돌방지 기능을 비롯, 3축 짐벌에 드론용 카메라가 장착되어 휴대하기 쉽고 간단한 자동비행도 가능하다. 


산업용 드론의 대표적인 제품은 인텔의 팔콘 8+를 들 수 있는데, 산업용 드론은 촬영용 드론과 달리 몇 가지 차별화되는 특징이 있다.


첫 번째는 안정성이다. 촬영용 드론에는 콤파스가 1개 내장되어 있지만 산업용 드론에는 많게는 9개까지 콤파스가 내장되어 철근 구조물이 많은 지역에서도 안전하게 비행할 수 있다. 


두 번째는 강한 바람에 견딜 수 있어야 한다. 교량이나 항만시설 등의 현장은 지속적으로 바람의 강도가 세기 때문에 평균 10m/s의 높은 강풍에서도 임무가 가능해야 한다.


세 번째는 정밀한 3D 모델링이 가능하기 위해서 고성능의 카메라가 장착되어 있어야 한다.


네 번째는 3D 자동비행을 통해 촬영이 이루어져야 한다. 예를 들어, 어떤 시설물을 사람이 직접 촬영하면 사진 개수는 200장, 촬영 시간은 40분이 소요된다. 이에 비해 동일 시설물을 드론으로 수동촬영을 하면 사진 개수는 220장, 촬영 시간은 20분이 걸리고, 드론 자동촬영을 하면 사진 개수 180장, 촬영 시간 5분으로 촬영 시간을 80% 단축할 수 있다.  특히, 주기적 반복적인 드론 3D 자동비행은 획득되는 데이터를 비교 분석할 수 있어 효율성이 높고, 굴곡의 변화가 심한 산악 지형의 경우 실제 지형을 따라 자동비행이 이루어지기 때문에 정확한 정사영상 획득과 연속지적도 작성 및 3D 모델링이 가능하다. 

기사입력 : 2019-08-06

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