국내 최초 수중 드론 이용 3차원(3D) 해저 지형도 제작
유선철 포스텍 창의IT융합공학과 교수팀 등
바다 속에서 수 밀리미터급 정밀 위치 이동 가능
해저탐사와 지형계측의 새로운 가능성 열어
국내에서는 처음으로 수중 드론을 활용한 3차원(3D) 해저 지형도가 제작됐다.
포스텍이 개발한 싸이클롭
유선철 포스텍 창의IT융합공학과 교수와 조현우 연구교수, 석·박사 통합과정 표주현 씨는 바다 속에서 수 밀리미터급 정밀 위치 이동이 가능한 수중 드론 `싸이클롭(Cyclops)`을 개발, 3D 해저 지형도 및 실사 모형 제작에 성공했다.
수중 로봇을 이용해 촬영된 기존의 수중 영상은 높은 해상도를 구현하기가 어려웠다. 또 로봇 이동으로 발생하는 영상 변화를 최소화하기 힘들어 2차원 이미지에 머물렀다. 2차원 데이터로는 수중 지형을 정확하게 파악하기 힘들다.
그동안 수중 촬영을 위해 로봇을 정밀하게 제어할 수 있는 연구도 꾸준히 진행돼 왔지만 변수가 많은 해양 환경에서 실효를 거두진 못했다.
유 교수팀은 정밀한 위치 제어 기능에 초점을 맞춰 `벌크업`한 로봇을 설계 및 제어함으로써 문제를 해결했다. 기존의 수중 로봇과는 달리 드론처럼 전후좌우 어느 방향으로도 직진 이동이 가능하도록 각 방향에 전용 추진기를 장착했다. 사전에 설정한 촬영 지점에 정확하면서 효율 높게 도달할 수 있다.
수중 3차원지도(왼쪽)와 실사지형도 사진
싸이클롭은 수중에서 가상 격자 위에 놓인 수백개의 촬영 지표를 따라 이동하면서 자동으로 사진을 촬영한다. 지상에서 지형 계측을 위해 촬영된 이미지와 비슷한 수준의 고화질 수중 지형 데이터를 얻는데 성공했다.
유 교수팀은 수중 지형 데이터를 3D 수중 지형도로 제작, 3D 프린터를 이용해 수중 지형을 정확한 비율로 축소한 실사 모형을 제작했다.
이번 연구의 성과는 다양한 해저탐사와 지형계측의 새로운 가능성을 열었다는 점에서 의의가 있다.
정밀한 데이터를 얻을 수 있어 지질 및 생물학 관점의 해저 환경 주기 변화를 조사하는데 활용이 가능하다. 어업에 심각한 피해를 주는 백화 현상이나 지각 변동도 예측 가능하다.
광범위한 지역을 포괄 파악할 수 있는 해저 초음파 영상조사와 함께 사용하면 상호 보완 효과를 거둘 수 있을 것으로 기대된다.
화질이 우수하고 정확한 3차원 좌표 데이터를 기반으로 하고 있어 해저터널과 같은 인프라 건설, 군사 목적을 위한 해저 지형 조사에 효과를 거둘 것으로 전망된다.
싸이클롭을 개발해 3D 해저 지형도 제작에 성공한 포스텍 연구팀
유 교수는 “싸이클롭을 통해 촬영된 영상은 항공기나 드론으로 지상을 촬영하는 작업을 수중에서 했다고 볼 수 있다”면서 “3D 프린터 출력을 통한 실사 지형도를 직관으로 활용할 수 있어 수중 환경 정보를 필요로 하는 많은 분야에 큰 도움이 될 것”이라고 설명했다. 이번 연구는 2016년 해양수산부의 재원으로 한국해양과학기술진흥원의 지원을 받아 수행됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com 전자신믄
