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고해상카메라 탑재한 드론, 건물 균열 쏙쏙 잡아낸다

중앙일보 2018.08.28 13:00
[더,오래] 신동연의 드론이 뭐기에(4) 
14일 일부 구간이 돌풍과 폭우에 붕괴된 이탈리아 제노바의 모란디 고가차도 모습. 무너진 부분은 200m 정도이며 90m 아래로 여러 대의 차량이 떨어져 사망자가 20명이 넘었다. [뉴시스]

14일 일부 구간이 돌풍과 폭우에 붕괴된 이탈리아 제노바의 모란디 고가차도 모습. 무너진 부분은 200m 정도이며 90m 아래로 여러 대의 차량이 떨어져 사망자가 20명이 넘었다. [뉴시스]

 
지난 14일 이탈리아 제노바 시 모란디 다리의 200m 구간이 무너지면서 차량 여러 대가 45m 아래로 추락했고 최소 39명이 숨지는 사고가 발생했다. 1960년대에 건설된 이 다리는 프랑스와 이탈리아를 잇는 고속도로 위에 지어졌다.
 
현지 시사잡지인 에스프레소(Espresso)에 따르면 이미 6개월 전 전문가들이 이 다리를 지지하는 철제 케이블이 부식으로 강도가 20%까지 약해진 사실을 확인했음에도 불구하고, 관계 부서나 교량 관리 회사 모두 통행제한이나 대형 트럭의 우회운행, 도로 축소 운영, 속도 제한 등의 안전 조치를 하지 않았다고 보도했다.
 
붕괴 원인을 수사 중인 현지 검찰은 유지 보수 관리 소홀이나 설계 결함 여부도 들여다보지만, 다리 아랫면에 바로 붙어 이동하며 유지 보수를 위한 무거운 시설물이 붕괴 원인이 됐는지도 조사하고 있다고 한다. 이를 계기로 국내 시설물 안전과 유지관리 상황을 알아보고 드론을 활용해 시설물의 안전 점검 및 진단하는 방법에 대해 알아보자.
 
올해는 중앙정부와 지자체가 관리하는 약 18만여 개의 특정관리대상시설이 ‘시설물안전법’의 제3종 시설물로 편입돼 안전관리가 보다 전문적으로 시행되는 첫해다. 그간 대형 시설물인 약 7800여 개의 제1·2종 시설물은 안전점검 및 유지보수를 안전전문기관에서 관리한 덕에 위험등급이 낮은 반면 소규모 시설물인 특정관리대상시설은 주로 비전문가인 공무원이 안전등급을 판정함으로써 시설물 안전사각지대로 지적돼왔다.
 
전문가 육안조사로는 시설물 안전 점검에 한계  
접근이 불가능하거나 어려운 시설물의 점검에 드론을 이용하여 외관 상태를 점검 중이다. 드론은 일반 차량 통행에 방해를 주지 않으면서 지속적인 점검이 가능하다. [사진 드론아이디]

접근이 불가능하거나 어려운 시설물의 점검에 드론을 이용하여 외관 상태를 점검 중이다. 드론은 일반 차량 통행에 방해를 주지 않으면서 지속적인 점검이 가능하다. [사진 드론아이디]

 
하지만 지난 6월 발생한 용산 4층 상가 붕괴사고에서 보듯이 아직도 위험시설물은 도처에 널려 있다. 지금처럼 전문가의 육안조사로는 경험과 기술을 갖췄다 하더라도 점검결과에 대한 신뢰도가 떨어질 뿐만 아니라 80년대 경제의 급성장으로 늘기 시작해 지금은 노후화한 각종 인프라와 시설물을 점검하기에는 한계가 있다.
 
따라서 인력을 직접 투입하지 않고 외관 상태를 점검할 수 있는 드론을 활용하는 방법이 유력하게 대두되고 있다. 드론을 활용한 시설물 점검은 접근성이 매우 뛰어나다. 접근이 불가능하거나 어려운 시설물의 점검이 용이해지고 효율적이다. 또한 일반차량 통행에 방해를 주지 않으면서 지속적인 점검이 가능하다. 한편 GPS·RTK 등을 적용한 드론의 정밀한 위치정보로 정확한 계측 위치를 추정할 수 있는 장점이 있다.
 
열감지기 센서를 드론에 부착하여 건물 외관을 촬영한 사진. 열감지기 센서 뿐만 아니라 고해상도 카메라, 다분광, LIDAR 등 다양한 센서를 장착하여 균열이나 부식을 자동으로 탐지하는 소프트웨어가 빠른 속도로 개발되고 있다. [사진 드론아이디]

열감지기 센서를 드론에 부착하여 건물 외관을 촬영한 사진. 열감지기 센서 뿐만 아니라 고해상도 카메라, 다분광, LIDAR 등 다양한 센서를 장착하여 균열이나 부식을 자동으로 탐지하는 소프트웨어가 빠른 속도로 개발되고 있다. [사진 드론아이디]

 
시설물 점검을 위한 드론의 기술도 빠르게 발전하고 있다. 42MP 이상의 고해상도 카메라뿐만 아니라 열감지기·다분광·LiDAR 등 다양한 센서의 장착이 가능하고, 균열이나 부식을 자동으로 탐지하는 소프트웨어가 속속 개발되고 있다. 센서를 이용한 콘크리트와 철골 구조물의 부식이나 균열의 크기와 상태의 계량화와 딥런닝을 통한 안전점검용 인공지능(AI)기술 등 다양한 연구도 진행되고 있다.
 
고해상도 카메라·센서 부착 가능한 드론 속속 개발
인텔미션컨트롤(IMC)은 3차원으로 비행계획을 할 수 있어 고층건물과 빌딩의 입체적 검사에 사용된다. [Intel Misison Control Stable 캡처]

인텔미션컨트롤(IMC)은 3차원으로 비행계획을 할 수 있어 고층건물과 빌딩의 입체적 검사에 사용된다. [Intel Misison Control Stable 캡처]

 
드론으로 안전점검을 할 경우 미리 설정한 경로를 따라 자동으로 비행하게 한다. 이는 시설물을 주기적이고 반복적인 비행을 통해 시설물의 변화 상황을 점검, 정밀안전진단 여부를 판단하기 위해서다. 자동비행으로 얻은 영상 데이터는 이상 유무를 자동으로 탐지하는 자동변상탐지 프로그램을 이용해 문제가 되는 곳의 영상만 자동으로 추출, 관찰함으로써 빠른 시간에 점검이 가능하게 된다.
 
예를 들면 균열의 크기나 방향 등 변화 상황을 자동으로 알려줘 안전 조치를 하게 하는 것이다. 또한 매번 추출되는 데이터는 체계적인 관리 시스템을 만들어 향후 시설물 부품의 수리나 교체 시기를 예측하는 등 유지보수에 활용하게 된다.
 
안전점검에 있어 드론의 역할은 한계가 있다. 안전에 관한 자료는 드론이 제공하지만 최종 진단은 경험과 지식을 갖춘 안전진단전문가의 몫이다. 이 분야는 3D업종으로 인식돼 배우려는 젊은이가 줄어드는 추세이긴 하나, 갈수록 늘어나는 다양하고 복잡한 시설물의 효율적인 유지관리를 위해 R&D 투자와 전문 인력 양성에 정부와 업계가 지속적인 노력이 필요하다.
 
신동연 드론 아이디 세일 마켓 담당 shindy@droneid.co.kr
 
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신동연 신동연 드론아이디 세일 마켓 담당 필진

[신동연의 드론이 뭐기에] 전문가를 위한 상업용 드론 회사를 창업한 전직 사진기자. 신문사를 퇴직한 뒤 드론과 인연을 맺었다. 미래학자 토머스 프레이는 지난해 “2030년 지구 위의 하늘엔 10억 개 드론이 날아다닐 것”이라고 예측했다. 불과 12년 후면 드론이 현재 굴러다니는 자동차의 숫자만큼 많아진다는 얘기다. 드론의 역사는 짧지만 성장 속도는 상상 밖이다. 우린 곧 다가올 ‘1가구 1드론 시대’를 준비해야 한다. 모두가 즐길 수 있는 안전하고 재미있는 드론 세상으로 안내한다.

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