하이브리드 3차원 공간정보, 영상과 라이다의 장점을 담다
하이브리드 3차원 공간정보, 영상과 라이다의 장점을 담다
  • 전찬민 기자
  • 승인 2021.02.23 16:09
  • 댓글 0
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[공학저널 전찬민 기자] 최근 다양한 센서에서 취득된 다양한 정보는 현실세계와 가상세계를 융합하는 기술로 발전하고 있다. 이에 따라 ‘디지털트윈’의 핵심 키워드로 ‘공간정보’가 주목받고 있다.

디지털 트윈이 4차 산업혁명의 핵심으로 자리잡은 시대적·기술적 환경변화를 반영해 정부 차원에서도 한국형 뉴딜사업으로 디지털 트윈 사업이 추진되고 있다. 이와 더불어 디지털 트윈에서 때려야 땔 수 없는 존재가 공간정보다.

하지만 과거 건물과 지형에 대한 3차원 공간정보는 영상 또는 라이다(LiDAR) 기술에 국한돼 구축되었기 때문에 개별적인 목적과 활용에만 사용돼 왔다. 영상을 이용한 3차원 공간정보 구축은 스테레오 영상을 이용해 실감형 객체를 구현했지만 객체의 세밀함과 기하학적 구현에는 한계가 있다. 반대로 라이다를 이용한 3차원 공간정보 구축은 기하학적 세밀함은 우수하지만, 실감형 객체의 구현에는 한계가 있다.

이러한 영상과 라이다의 상반된 문제를 해결하기 위한 기술이 바로 ‘하이브리드 3차원 공간정보’ 구축기술이다.

하이브리드 3차원 공간정보 구축은 항공기를 이용해 단일 비행에서 다양한 공간정보를 동시에 취득하고 이를 융합해 다양한 정보를 생성하는 최신 기술을 의미한다. 가장 핵심적인 기술은 고정밀의 수직카메라와 4개의 다각카메라를 이용해 건물 등의 객체에 대한 입체적인 영상정보를 취득할 수 있다는 것이다.

이와 더불어 초당 2백만 포인트를 수집할 수 있는 고정밀의 라이다를 이용해 건물의 모든 부분에 x, y, z의 점군(Point Cloud) 생성해 건물의 정확한 기하학적 형상을 구현할 수 있다. 이렇게 구현된 정확한 건물의 입체형상에 벽체마다 고정밀 실감형 영상정보를 입힌다면 객체는 정확하고 실감적인 3차원 공간정보로 탄생된다.

또한 전용 SW를 이용해 건물의 객체별로 별도의 ID를 부여하고 개별적인 3차원 모델링 정보를 수집할 수 있는 점이 가장 큰 장점이다.

이러한 하이브리드 3차원 공간정보 구축기술을 개발한 ㈜신한항업은 ‘공간정보사회의 글로벌 리더’를 목표로 지난 30년간 공간정보산업에서 중추적인 역할을 담당하는 항공사진측량 전문기업이다. 특히 4차 산업혁명의 핵심 인프라로 주목받고 있는 공간정보에 집중적인 기술개발 투자와 국가연구 과제를 수행하고 있다.

최근에서는 디지털트윈 등의 시대적 패러다임을 선도하기 위해서 국내 최초로 CityMapper-2S를 도입해 고정밀의 실감형 3차원 공간정보 구축의 체계를 완비했다.

신한항업 배경호 연구소장(사진)은 “하나의 플랫폼에서 수직카메라, 다각카메라, 고정밀 라이다를 이용해 객체의 실감형 입체영상과 고정밀 점군데이터를 동시에 취득할 수 있다”며 “이와 더불어 전용 SW를 이용해 고정밀의 자동화된 3차원 공간정보를 구축할 수 있는 기술을 개발하고 있다”고 말했다.

그는 이어 “3차원 공간정보 구축에서 중요한 항목 중에 하나는 객체별로 개별적으로 관리하고 갱신하는 방법론이 필요하다”며 “이를 위해 국내 최초로 하이브리드형 3차원 공간정보를 이용해 촬영 데이터에서 객체별로 자동으로 분류하고 갱신하는 기술도 개발하고 있다”고 덧붙였다.

이렇듯 하이브리드 3차원 공간정보 구축기술은 디지털트윈의 신규 구축지역에서 고정밀 3차원 공간정보 구축으로 스마트시티, 자율주행차량, 국민 안전과 복지에 직접적인 영향을 미치고 있다. 또한 기존 구축된 3차원 공간정보의 갱신 부분에서는 객체별로 효율적으로 관리와 갱신을 할 수 있어 3차원 공간정보 구축에 많은 경제적 효율성을 제공할 수 있다.

이를 기반으로 디지털뉴딜의 중요한 축인 디지털트윈은 가상 국토, 스마트시티, 자율주행차량, 정밀도로지도, 건물의 입체적 관리 등에 활용되며 국민의 안전과 복지에 직·간접적으로 많은 영향을 줄 것으로 예상되고 있다.

신한항업은 그 외에도 국내 최초로 드론 탑재용 L-Band SAR를 도입해 도로 비탈면 모니터링, 구조물 변위관측, 수자원 모니터링에 특화된 사업을 추진하고 있다. 최근 드론 기술의 발전과 안정적인 운영이 가능해지면서 L-Band SAR 센서 기술도 발전해 드론에 탑재된 L-Band SAR를 국내 최초로 도입했다.

L-Band 파장은 다른 파장에 비해 긴 파장을 이용하기 때문에 수풀 등을 뚫고 지나 비지면 데이터를 제거한 순수한 지면의 변위 관측이 가능하다. 또한 드론(무인헬기)에 탑재돼 3시간 이상의 도로 사면과 수계 분야 모니터링이 가능한 기술이기도 하다.

이러한 신한항업의 기술력으로 과거 지형 모니터링 분석의 문제점으로 지적된 점형(point) 중심의 모니터링 체계에서 벗어나 광범위한 지역의 면형 분석이 가능해졌다. 앞으로 광학영상을 이용한 패턴 분석 한계를 벗어나는 획기적인 모니터링 체계를 제공해 국민의 안전과 재산 보호에 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.


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