스마트 시티와 스마트 팩토리, 자율주행 자동차, 드론, 메타버스(가상세계), 디지털 트윈(실제 장소·물체의 디지털 복사본) 등 4차 산업혁명 시대에서 각광받는 산업 분야는 모두 '공간정보'를 핵심으로 한다.

그동안 2차원(2D) 공간정보는 우리가 살고 있는 입체적인 3차원(3D) 공간 특성을 담기에 한계가 있었다. 일례로 건물 정보의 경우 2차원은 넓이 밖에 표시하지 못했지만 3차원에서는 높이가 더해져 실사에 가까운 부피(규모)를 표현할 수 있다.

이는 내부 가구배치나 인테리어 등을 시뮬레이션 할 수 있게 돼 3D에서 공간정보의 가치는 훨씬 커진다. 이 때문에 보다 정교한 3D 공간정보를 구축하는 것은 4차 산업혁명을 넘어 미래 기술발전을 견인할 필수 인프라로 여겨진다.

GPS 없이 3D 스캔하는 기술 개발

2018년 설립된 에이엠오토노미(A.M. Autonomy)는 3D 공간정보 구축에 도전장을 던진 스타트업이다. 3D 매핑에 특화된 기업으로 도약하겠다는 의지를 담아 사명에 '증강 지도(Augmented Map)'라는 단어를 넣었다.

신용득 에이엠오토노미 대표는 한국생산기술연구원의 로봇그룹 연구원 출신으로 2007년부터 라이다(LiDAR) 센서를 이용해 3D 매핑 분야를 연구해왔다. 주 연구분야는 라이다 센서를 활용한 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)이다.

SLAM은 로봇 등 라이다 센서를 장착한 기체가 목적지로 움직이기 위해 스스로의 위치와 방향을 파악하고 지도를 작성하며 이동하는 기술이다. GPS(위성항법장치)가 없어도 위치를 파악할 수 있어 실내 공간 측정에 문제가 없다.

기존 이동형 매핑 장치(MMS, Mobile Mapping System)는 GPS에 의존적이라 실내 주차장, 주택가, 건설현장, 광산, 동굴 등을 정확히 스캔하는 것이 쉽지 않다. 또 고정형 매핑 장치는 하천과 건물지붕 등 설치가 불가능한 공간이 존재한다.

에이엠오토노미는 △드론에 장착 가능한 수준으로 소형화·경량화(1.2kg) △GPS를 사용하지 않아 다양한 공간에서 3D 스캔 가능 △MMS 대비 25% 이하 가격 등의 강점을 가진 핸드헬드형 '맵토치(MAP-TORCH)'를 개발했다.

경쟁사(1.7㎏) 대비 휴대성 강화, 드론에 장착 가능

맵토치는 1초에 30만개의 거리를 측정할 수 있는 라이다 센서를 이용해 드론이나 사람이 이동하면서 공간을 360도로 스캔할 수 있다. 내부에 장착된 컴퓨터의 매핑 소프트웨어를 통해 실시간으로 3D 지도가 제작된다.

실내 위치 추정 오차는 2.3cm로 세계 최고 수준인 3cm와 유사하다. 실외 누적 오차는 0.182%다. 100m 이동했을 때 18.2cm의 오차가 발생했다는 의미다. 맵토치는 올해 상반기 한국산업기술시험원으로부터 성능 인증을 마쳤다.

맵토치는 자율주행차는 물론 로봇·드론, 건설현장, 산림자원조사, 광물자원조사, 해양플랜트, 부동산, 문화재, 재난방재 등 다양한 분야의 3D 스캔에 활용될 수 있다. 에이엠오토노미는 우선 안전 분야에 집중한다는 계획이다.

신용득 대표는 "여러 영역 중 안전에 초점을 맞추고 있다"며 "산업현장을 3D 스캔하면 안전과 관련한 많은 문제들을 풀 수 있다. 장비들의 충돌 가능성, 치명적인 가스 분포 등을 직관적으로 파악할 수 있다"고 했다.

한국원자력연구원에 납품, 방사선량 측정에 활용

다음 달부터 한국원자력연구원에 맵토치를 판매하는 것도 안전 분야 사업의 일환이다. 한국원자력연구원은 맵토치와 방사선량 측정 센서를 결합해 방사능 농도를 측정하는 3D 지도를 제작할 계획이다.

이처럼 다른 측정 장비와 결합하는 방식으로 맵토치의 활용성을 높인다는 목표다. 악취 배출량, 미세먼지, 작업장 위험도 등 다양한 값을 측정해 입체적으로 표시하고 이를 직관적으로 모니터링할 수 있는 3D 지도 솔루션으로서 공급한다는 전략이다.

신 대표는 현재 '국내 스타트업 요람'으로 불리는 서울창업허브(SBA)에서 사무실 지원을 받고 SBA 공덕센터에 입주해 3D 스캔 기술 개발에 매진 중이다. 궁극적으로는 전국의 모든 지역을 3D로 스캔하는 것이 그의 꿈이다.

신 대표는 "3D 공간정보는 자율주행차를 위한 도로 스캔 중심으로 이뤄지고 있다"며 "4차 산업혁명 시대가 오면서 공간정보의 중요성이 커졌지만 도로가 아닌 공간의 3D 지도를 구축하려는 시도는 많지 않다"고 했다.

그는 "국토에서 도로 이외의 면적이 차지하는 비율이 훨씬 많다. 이를 스캔하는 것은 누군가 반드시 해야 하는 일"이라며 "3D 공간정보의 활용도는 무궁무진하다. 우리가 사는 공간의 작은 변화가 실시간으로 반영·구현되도록 할 것"이라고 덧붙였다.



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