[공학저널 김하늬 기자] 최근 시설물 유지관리 분야에서 사용되고 있는 무인이동체 시스템 기술에 대한 개발이 활발히 이뤄지고 있다.
전문가들은 무인이동체 활용 시 인력 중심의 점검·진단 방식에 비해 약 60%의 절감 효과가 있을 것으로 예측하고 있다.
특히 철도시설물은 작업자의 점검이 매우 어려운 분야로 무인이동체를 사용해 검사함으로써 작업자의 현장 작업 빈도를 감소시키고 작업자 인사 사고를 방지할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 최근 안전사고가 빈번히 일어나고 있는 상황에서 효과적인 점검 방식으로 손꼽히고 있는 것이다.
또한 무인이동체의 객관적이고 지속적인 손상점검과 이력 관리를 통해 철도시설물 이상 개소의 조기 파악이 가능해져 선제적 예방이 가능하고, 정기 점검 이력 데이터와 타 데이터를 연계한 빅데이터 기술의 활용 기반을 마련할 수 있다는 점에서 각광 받고 있다.
최근 한국철도기술연구원 주관으로 개발된 ‘무인이동체 기반 접근취약 철도시설물 자동화점검시스템’은 무인이동체를 활용해 접근이 어려운 철도시설물에 대해 점검을 자동화하고, 취득한 데이터를 기반으로 손상진단·상태분석을 자동화할 수 있는 시스템이다.
이중 무인이동체 시스템은 지상제어장치를 포함한 무인이동체와 관련된 전체 시스템을 말한다.
해당 사업에서 무인이동체는 헥사콥터 형태로 상부에 장착된 2대의 카메라를 이용해 영상을 획득하고 해당 영상에 대한 위치를 RTK와 항법알고리즘을 통해 계산·획득 후 영상과 함께 제공하게 된다.
이때 2대의 카메라는 임무카메라와 맵핑카메라로 구분되며 임무카메라는 손상진단용 사진을 촬영하고 맵핑카메라는 도면과의 매칭을 위한 사진을 촬영한다. 해당 무인이동체의 임무 수행 거리는 1km, 비행시간은 25분을 기준으로 철도시설물 점검을 위해 내풍성 시험과 전자기장 시험을 통해 안전성 검증까지 마쳤다.
또한 지상통제장치는 철도시설물 점검을 위한 임무 계획을 수립하고 무인이동체에 전달하는 역할을 수행한다. 실시간으로 무인이동체의 상태·점검 상태를 확인할 수 있으며, RTK 보정신호를 전달해 보다 정확한 위치를 측위할 수 있게 된다.
이번 연구개발 사업에서 유콘시스템㈜은 이러한 무인이동체와 지상제어장치가 포함된 전반적인 무인이동체 시스템 개발을 맡았다.
유콘시스템은 요구사항 분석과 함께 무인이동체 상세 설계를 수행하고, 무인이동체에 탑재할 세부 모듈을 구성·인터페이스 정의와 시작품 제작을 맡아 음영지역 비행 등에 대한 검증, 지상관제시스템과의 연동 시험까지 수행했다. 이를 바탕으로 현장 검증을 통해 전체 시스템에 대한 검증을 완료하고 추가 요구사항들을 반영해 시제품을 새로 설계·제작했으며 해당 시스템에 대해서도 철도시설물 현장 검증을 마쳤다.
특히 유콘시스템은 지상제어장치와 관련해 이동형 관제차량을 설계·제작했으며 ‘지상관제소프트웨어’를 개발해 눈길을 끌고 있다.
지상관제소프트웨어는 점검 임무를 자동으로 생성하고 관리하는 기능을 포함해 자동 점검 비행을 수행할 수 있도록 설계됐다. 실시간으로 무인이동체의 영상을 도시하며 무인이동체의 각종 정보를 화면에 나타내는 것은 물론 점검 시간 단축을 위해 무인이동체 두 대가 동시에 비행할 수 있도록 한 점이 특징적이다.
이러한 기술들을 개발한 유콘시스템은 5가지 핵심기술을 보유하고 있다. 실시간 데이터 네트워크 전송 및 관리기술, 자동유도/항법 및 비행조종시스템 기술, 무인시스템 체계 기술, MEMS 초소형 통합 항법장치 및 비행조종장치기술, 실시간 비행통제기술이 그것이다.
이를 바탕으로 대대급 무인정찰기 양산납품, 한국형발사체 지상통제시스템 개발구축, 공간정보획득용 드론 등 대한민국 4차산업에 선도적인 역할을 수행하고 있다.
유콘시스템은 지난 2001년 설립된 국내 무인항공체계 분야의 선두 기업으로 손꼽힌다. 주요제품으로는 UAV,‘리모아이-002B·006, 티로터’와 ‘지상통제장비(GCS)’, ‘MEMS 통합항법장치(INU)’ 등이 있다.
지난 2004년 국내 최초로 무인항공기 지상통제장비를 UAE에 수출했으며, 2008년에는 소형무인항공기 ‘리모아이-006’을 개발해 해병대에 보급한 성과가 있다. 2013년 6월에는 방위사업청과 대한민국 육군 보병대대 및 해병대 소형 정찰용 무인기 납품계약을 체결했으며 이 사업을 기점으로 대한민국에서 가장 큰 무인기시스템 기업으로 자리 잡게 됐다. 이후 2014년부터는 한국형발사체의 지상통제시스템을 연구개발·납품을 통해 우주 분야에도 사업을 확장하고 있다.
유콘시스템 체계사업실 정희찬 책임연구원(사진)은 “무인기·무인시스템 분야에 대한민국 선도기업이라는 자부심을 가지고 UAM, UTM 기술 개발에 참여하고 있으며, 이를 위한 기반 기술인 수직이착륙 드론기술 개발, 유인 호버바이크 개발, 대형 멀티콥터 개발 등 여러 가지 개발사업을 수행하고 있다”며 “유콘시스템은 무인기·무인시스템 분야에서 국내 최고를 넘어 세계적인 위상을 가진 기업으로 발전하고자 한다. 앞으로 추진되는 한국형발사체 민간화 사업, 군용 드론사업 추진 등 여러 사업에 꾸준히 참여하며 회사의 비전을 실현할 수 있도록 노력할 것”이라고 전했다.
