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제목 드론도 자율주행 가능?
작성자 헬셀운영자 (ip:14.35.77.195)
  • 평점 0점  
  • 작성일 2021-12-20
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  • 조회수 15

드론, 이제는 수동 비행이 아닌 자율 비행

최근 자율주행 자동차가 큰 이슈입니다. 자율주행 관련주가 급등하고 있는 사실이 보여주듯이 전 세계인들의 관심이 쏠려있는 분야인 것이 확실하죠. 그런데 자동차 뿐만 아니라 드론 역시 자율 주행이 가능하다는 사실, 알고계셨나요?

드론은 다른 말로 UAV라고 칭하기도 하는데, 이는 Unmanned Aerial Vehicle의 약자로 실제 조종사가 직접 탑승하지 않고 원격조작 내지는 인공지능으로 운용하는 비행체를 의미합니다. 기존에 인공지능이 발달하지 않았을 때는 지상에 있는 파일럿이 직접 드론을 조종기로 조종했지만, 이제는 기술의 발전으로 비행 경로를 미리 계획해두면 드론이 그 경로대로 움직입니다. 그렇다면 비행 경로를 미리 계획하는 것이 왜 중요할까요?

예를 들어 3000평의 복잡한 건축물의 외관을 맵핑해야하는 상황이라고 가정해봅시다. 첫 번째 문제, 사람이 수동으로 넓은 영역을 모두 비행하기는 어렵습니다. 두번째 문제, 맵핑을 할 때는 일정한 간격으로 사진을 기록하는 것이 중요한데, 수동으로 조종할 시 고도나 속도 등을 유지하기 어렵기 때문에 원하는 결과물을 얻기 어려울 수 있습니다. 비행 경로를 미리 계획해둔다면 조종을 할 줄 몰라도 사용이 가능하기 때문에 편리하고, 훨씬 정확한 결과물을 얻을 수 있습니다. 이 때문에 비행 계획은 드론을 이용해 진행되는 많은 산업군에서 꼭 필요합니다.

자율비행을 도와줘! UgCS

UgCS는 전 세계의 전문 드론 조종사 및 측량업체들의 요구를 충족시키기 위해 SPH 엔지니어링 팀이 설계한 UAV 임무 계획 및 비행 제어 소프트웨어 솔루션입니다. 많은 UAV 플랫폼을 지원하는 UgCS를 사용하면 복잡한 표면, 지형 추적 및 지도 사용자 지정에 대한 정확한 비행 계획 및 실행이 가능합니다.


UgCS의 장점

1. 시간과 비용이 절약됩니다. UgCS는 대부분의 드론을 지원하기 때문에, 다양한 소프트웨어를 배울 필요 없이 UgCS 하나만 배우면 됩니다. 또한 KML* 데이터 가져오기 및 경로 생성을 통해 시간을 50% 절약할 수 있습니다. *Google 어스, Google 지도 및 Google 모바일 지도와 같은 어스 브라우저에서 지리 데이터를 표시하는 데 사용되는 파일 형식입니다. KML은 중첩된 요소 및 속성과 함께 태그 기반 구조를 사용하며 XML 표준을 기반으로 합니다. 드론을 조종기가 아닌 PC로 원격 조종이 가능합니다. 파일럿이 직접 비행을 하지 않아도 되기 때문에 인력과 시간 절감이 가능합니다.

2. 측량 생산성이 향상됩니다. 오프라인 조사 기능을 통해 사막과 같은 인터넷 연결이 되지 않는 지역에서도 임무를 계획하고 비행할 수 있습니다. 이 기능으로 평소 조사가 어려웠던 지역에 쉽게 접근할 수 있습니다. 또한 장거리 비행을 할 때 배터리 교체 후 특정 웨이포인트에서 비행 재개가 가능합니다.

3. 비행 안전성이 더 높아집니다. 사전 설치되어있는 DEM 데이터를 사용하여 임무의 정확도와 안전성을 높입니다. 비행 금지 구역을 파악하여 조정도 가능합니다.



UgCS 활용 분야


1️⃣ Photogrammetry(사진측량)

무인 항공기(UAV)와 드론의 등장은 측량계에 혁명을 일으켰습니다. 드론이 촬영한 사진 데이터를 통해 정확한 orthomosaic, 포인트 클라우드 등을 빠르게 생성하여 정확한 3D 모델을 얻을 수 있었습니다. 드론 사진 측량에서 드론의 성능, 카메라의 성능이 중요한 만큼 비행 계획 역시 중요하게 작용합니다. 드론의 비행 고도, 시간에 따라 사진의 중첩도가 달라지고 이에 따라 결과물의 정확도와 정밀도가 결정되기 때문입니다. (중첩도가 높아질수록 결과물은 정확해집니다. 하지만 너무 과도하게 높일 시 작업이 무거워지기 때문에 적당한 지점을 잘 찾아내 비행 계획을 설정하는 것이 중요합니다.) 또한 드론은 기존의 지상 측량 장비보다 저렴하고, 도보나 자동차로 접근할 수 없는 지역에 접근할 수 있습니다. UgCS는 사진 측량 기술을 이용한 전문적인 토지 측량 임무 계획을 보장합니다.







2️⃣ LIDAR(라이다)

LIDAR는 Light Detection and Ranging의 줄임말으로, 빛으로 측량하는 방식을 뜻합니다. 수동 비행 모드에서는 모든 것을 올바르게 설정하는 것이 불가능하며 사진 측량 조사에 맞춘 비행 계획 도구로 사용되기 매우 어렵습니다. UgCS의 LIDAR 도구 세트는 사람의 실수 없이 원격 감지를 가장 효과적으로 수행할 수 있도록 LIDAR의 잠재력을 최대한 활용합니다.







3️⃣ Vertical scan(수직 스캔)

수직 스캔 기능을 활용하여 건물의 정면, 교량, 굴뚝 등 수직 면 검사가 가능합니다. 이를 통해 벽 균열 등의 건물의 결함 검사와 열 점검을 할 수 있습니다.





4️⃣ Magnetic and lower altitude surveys(광물, 저고도 조사)

저고도 UAV 조사 임무는 지상에 근접하게 비행하면서 고품질의 데이터를 안전하게 수집할 수 있도록 첨단 UAV 운용 기술과 신뢰 가능한 장비, 임무 계획을 위한 전문 소프트웨어를 필요로 합니다.

자력계 센서가 장착된 UAV는 원격 지구 물리학 조사를 위한 기술적 도약을 나타냅니다. 광물 매장지 및 파이프라인 맵핑, UXO 조사(지형 또는 해양 환경을 스캔하고 조사하는 프로세스) 수행, 지하 기반 시설, 버려진 통로 및 기타 관련 작업에 적합합니다. 이러한 임무의 대부분은 UAV가 손상될 수 있는 거친 지형의 외딴 지역에서 이루어집니다. 자력계가 장착된 UAV는 운영 안전성을 높이고 지출을 줄이며 지원 및 물류를 단순화하여 측량회사와 고객 모두에게 큰 이점을 제공합니다. 자기 조사를 수행할 때 UAV는 매우 낮은 고도에서 자력계 센서를 운반합니다. 일반적으로 광물 탐사 및 지질 조사의 경우 5-50m AGL(지상 높이), UXO(UneXploded Ordnance) 및 지하 기반 시설 검색의 경우 최저 1m AGL입니다.





5️⃣ Geotagged video streaming (지오태깅 영상 스트리밍)

UgCS는 현장의 드론에서 WiFi/LTE를 통해 모든 위치(HQ/사무실/운영 센터)로 짧은 로딩 시간과 안정적인 비디오 라이브 스트림을 제공합니다. UgCS 비디오 서브시스템은 비디오 메타데이터를 위한 MISB(모션 이미지 표준 보드) 표준에 따라 생성되며, GPS 좌표, 고도, 카메라 자세 정보 및 비디오 녹화를 지원합니다.

드론 기반 영상 스트리밍은 현장 비디오 관찰자를 위한 고품질 비디오 피드 제공, 현장에서 영상 모니터링실로 영상을 스트리밍하는 등 다양한 기능을 제공합니다. 예를 들어 만약 부산에서 드론을 날리고 있는 상황이어도, 서울의 관제센터에서 실시간으로 영상 확인이 가능합니다.





6️⃣ PV Solar panel inspections (태양광 패널 검사)

다른 인공 기반 시설과 마찬가지로 태양 전지판 역시 정기적인 검사가 필요합니다. 일반적으로 광전지(PV) 태양 전지판 현장 검사에는 두가지 센서, 적외선(IR) 및 태양광 카메라를 사용하여 연결 문제, 물리적 손상 또는 파편으로 인해 가열되는 결함이 생긴 패널을 감지할 수 있습니다.

열화상 카메라가 장착된 드론은 유인 항공기에 비해 비용을 절감하고 휴대용 IR 카메라로 하는 시각 제어에 비해 시간을 절약하기 때문에 태양 전지판 현장 검사에 가장 적합한 선택입니다.

DJI Inspire와 같이 카메라를 교체 할 수 있는 반(半) 전문 드론 도 사용할 수 있지만, 일반 카메라로 먼저 측량 비행을 진행한 다음 적외선 카메라로 변경한 후 비행을 반복하려면 두 배의 시간이 필요합니다. 검사에 필요한 시간을 최소화하기 위해 일반적으로 두 센서(카메라)가 동시에 사용되며 충분한 이륙 능력이 있는 드론이 필요합니다.

일반적으로 드론을 이용한 태양 전지판 현장 점검 임무는 표준 UAV 사진 측량 임무와 동일한 방식으로 계획됩니다. 조사 지역을 설정하고 경로와 카메라 설정을 최적화하여 데이터 처리에 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.





7️⃣ Powerline inspections(송전탑 검사)

전력선 인프라 검사를 포함한 전체 측량 산업의 경우 UAV 사용은 시간과 비용을 절약하고 사람이 위험한 환경에 노출되는 상황을 줄입니다. UgCS 는 다음을 감지하기 위해 모든 전력선 검사 유형의 데이터를 수집할 수 있는 편리한 도구를 제공합니다. 

  • 콘크리트 지하층 결함 
  • 절연장치 과열 와이어 과열 
  • 단선 송전탑의 기계적 결함 
  • 보안 영역에서 허가되지 않은 물체 또는 초목을 감지하기 위한 검사 
  • 와이어 처짐 추정 
  • 코로나* 감지 

*코로나는 공기와 같은 중성유체 속의 높은 전위의 전극으로부터 발생하는, 주로 지속적인 전류에 의한 반응으로, 유체가 전극 주위에 플라스마를 형성하도록 이온화되는 반응이다.





8️⃣ GPR-drone surveys(GPR* 드론 탐사)

대부분의 경우 GPR 측량은 힘든 작업이며 열악한 지형 환경과 기상 조건으로 인해 현장에서 직접 조사하는 인원에게 매우 위험할 수 있습니다.

여기에 드론이 등장합니다. 드론은 유인 비행기나 헬리콥터에 비해 가볍고 자동차로 쉽게 운반할 수 있으며 낮은 고도에서 높은 정밀도로 자율적으로 비행할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 정확한 조사 결과의 전달을 보장하고, 더 안전하며 시간을 효율적으로 사용할 수 있습니다.

드론에 장착된 GPR은 사람의 안전을 위협하지 않고 땅, 얼음, 암석, 담수, 건물의 표면이나 안전하지 않고 위험한 환경에서 구조물을 볼 수 있어 보다 효율적인 조사를 위한 솔루션을 제공합니다. 레이더와 드론의 완전한 통합을 가능하게 하기 위해 UgCS의 개발 회사인 SPH 엔지니어링 은 GPR 지원을 개발했습니다.

*GPR탐사는 전자파를 콘크리트 또는 지반에 방사시킨 후 반사체에서 되돌아온 반사파를 이용 하는 탐사법으로써 주로 콘크리트 비파괴 조사 및 지반조사를 목적으로 사용하며 탐사하고자 하는 심도에 따라 주파수를 조절하여 사용한다. GPR탐사법은 적용범위가 다양하며 탐사대상 체의 형상과 재질에 관계없이 탐사가 가능하므로 매우 효과적인 탐사법이다.





9️⃣ Synchronized multi-drone management and control(군집비행) 드론은 다른 방법으로 해결하기에는 매우 지루하거나 비용이 많이 드는 많은 작업을 자동화할 수 있습니다. 그러나 주요 제한 사항 중 하나는 시간입니다. 일반적으로 드론 한 대는 배터리를 교체하기 위해 돌아올 때까지 약 20분 동안 비행할 수 있습니다. 여러 대의 드론을 동시에 사용하여 주변을 돌아다닐 수는 없을까요? 이것이 바로 UgCS Commander가 해결한 문제입니다.

UgCS Commander는 자동화 임무에서 여러 대의 UAV를 동시에 관리할 수 있도록 설계된 단순하면서도 강력한 도구입니다. 일반 UgCS 설치와 연동되며 DJI를 비롯해 타 제조사와 아두파일럿 또는 PX4 플랫폼 기반 드론을 지원합니다. UgCS가 지원하는 드론도 UgCS Commander와 함께 사용할 수 있습니다.




드론으로 할 수 있는 일이 더욱 전문적이고 고도화 된 만큼 UgCS는 드론이 활용되는 모든 산업에 도움이 될 수 있는 최상의 솔루션입니다.


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