폭발적으로 커지는 상업용 드론 시장, 어떻게 변화할까
BIM, IoT와 CCTV와 360파노라마 영상 등 다양한 현장 관리 데이터들이 융합되기 위해서는 역시 현장의 디지털화는 가장 선행되어야 하는 필수 단계입니다. 그리고 현장을 디지털화할 수 있는 수단 중 가장 혁신적이고 경제적인 방법이 바로 드론이며 이러한 드론의 지위는 꽤 오랜 기간 유지될 것으로 보입니다.
국토교통부에 따르면 전 세계 드론 시장 규모가 2016년 7조 2000억 원에서 2022년 43조 2000억 원에 이어 2026년 90조 3000억 원까지 성장할 전망이라고 합니다. 그리고 미국 방산 전문 컨설팅 업체인 틸그룹(Teal Group)에 따르면 전체 드론 시장 중 특히 건설, 농﹒임업, 영상 분야 등에서 활용되는 상업용 드론 시장이 연평균 34%의 성장률을 보일 것으로 내다보았습니다.
미국 상업용 드론 시장 점유율 Top 10 (단위: %) 자료: DRONEII(2021년 3월), KOTRA 실리콘밸리 무역관 정리
위의 표는 미국 내 상업용 드론 점유율을 나타낸 것입니다. 미국이 전 세계에서 압도적으로 큰 드론 시장인 만큼 해당 점유율이 전 세계 상업용 드론 시장의 점유율이라 보아도 무방합니다. 그리고 지난 한 해 미국에서 중국 드론 업체 DJI를 적극적으로 제재하기 시작함으로써 상업용 드론 시장에 격변의 바람이 불기 시작했습니다.
한동안 CMOS 센서와 롤링 셔터 조합의 카메라군 대세일 것.
그렇다면 그에 따른 해법은?
DJI Phantom 4 Pro
국내에서도 지난해 DJI의 많은 모델의 전파인증이 취소되어 논란이 일었습니다. 현장에서 많이 보유했던 팬텀 4 Pro 모델 또한 그중 하나입니다. 2016년 출시 당시 합리적인 가격에 1인치 CMOS 센서와 더불어 기계식 셔터인 리프 셔터(Leaf shutter)가 채택된 특이한 모델입니다. 출시 당시 전자식 셔터(Rolling Shutter) 방식으로 일어날 수 있는 젤로 현상(Jello effect)을 방지할 수 있다고 홍보했었고 실제로 많은 영상 업계와 드론 측량 업계에서 환영받아 DJI의 대표 기종으로 자리매김했습니다.
3D 매핑 품질에도 영향을 줄 수 있는 젤로 현상은 카메라 내부의 센서 방식(CCD와 CMOS)과 셔터 방식(기계식과 전자식)에 달려있습니다. CCD의 경우 고해상도의 결과물을 얻을 수 있고 젤로 현상이 발생하지 않지만 전력 소모가 크고 생산단가가 높아 현재 특수 목적 기기(천체 망원경, 고해상도 보안 카메라 등)에 주로 활용되고 있습니다. 그리고 CMOS의 경우 소형화가 가능하고 전력 소모 절감 그리고 낮은 생산단가와 동시에 해상도의 비약적인 발전이 이루어져 현재 대부분의 카메라 기기(디지털카메라, 스마트폰, 드론, 자율주행 자동차 등)에 사용되고 있습니다.
그렇다면 대부분의 드론 카메라가 CMOS 센서를 탑재하고 있다면 셔터 방식에 그 차이를 둘 수밖에 없는데요. 기계식 셔터의 경우 절대적으로 카메라 내부 공간이 필요하고 부품 무게가 추가되어 소형화, 경량화되는 드론 하드웨어 추세에 따라 채택되지 않을 확률이 높습니다.
젤로 현상이 일어난 회전하는 프로펠러 사진 출처 : https://youtu.be/6LzaPARy3uA
그렇다면 모든 전자식 셔터는 고속 비행 촬영 시 젤로 현상이 일어날까요? 정답은 아닙니다. 전자식 셔터에는 크게 글로벌 셔터(Global Shutter)와 롤링 셔터(Rolling Shutter)가 있고 동시간 피사체 전체를 촬영하는 글로벌 셔터의 경우 젤로 현상이 발생하지 않습니다. 하지만 글로벌 셔터의 경우 롤링 셔터에 비해 가격이 비싸고 노이즈 발생의 위험이 커 현재 제조업 제품의 불량을 검수하는 머신 비전 시스템(Machine Vision System)과 고가의 영상 촬영 장비에서 주로 활용되고 있습니다.
따라서 저비용 고효율의 CMOS 센서와 롤링 셔터 조합의 카메라가 한동안 상업용 드론 시장에서 지속될 것으로 예측됩니다. 이러한 경우 기존에는 드론 비행 시 속도제한이나 촬영 시 호버링(제자리 정지 비행)설정 등으로 대응하고자 했지만 한정된 배터리로 신속하게 넓은 현장을 촬영해야 하는 실정상 바람직한 방법이 아닐뿐더러 이 또한 젤로 현상으로부터 완전히 자유로운 것은 아닙니다.
자체 개발 드론 자동 비행 애플리케이션과
엔진의 보정 알고리즘으로 해결
이렇듯 드론 촬영 시 발생할 수 있는 젤로 현상, 그 외에도 센서 감도와 비행 고도 등 3D 매핑의 품질과 관련된 여러 이미지 문제를 해결하는 방법에는 카메라의 센서와 셔터를 변경하는(고가의 특수 목적용 드론 적용) 하드웨어적인 방법과 드론 촬영 시 취득된 메타데이터의 활용과 카메라 스펙에 따른 변위 값을 보정하여 분석하는 소프트웨어적인 방법이 있습니다. 하지만 분실과 파손 가능성이 있고 드론 전문 인력을 보유하지 않은 건설 현장 특성상 비싸고 일반인이 운용하기 어려운 특수 목적 드론을 활용하기 어려운 것이 사실입니다.
메이사는 잘 알려진 바와 같이 메이사 플랫폼과 더불어 현장 맞춤별 자동 경로 비행을 지원하는 드론 비행 앱 메이사 플라이트와 자체 개발 3D 매핑 엔진인 메이사 엔진을 보유하고 있습니다. 이는 드론 전문 인력이 아니어도 최적화된 드론 이미지 취득과 환경의 변화에 따른 신속하고 유연한 솔루션 대처가 가능하단 것을 뜻합니다.
다각화될 건설 드론, 소프트웨어 역량으로 대응한다
나날이 커지는 세계 드론 시장에 발맞추어 한국 정부도 국내 드론 산업 육성에 박차를 가하고 있습니다. 드론 실증도시 및 규제 샌드박스 사업 시행과 각종 드론 상용화 지원을 통한 드론 산업 경쟁력 강화 방안을 마련하는 등 2025년까지 세계 드론 시장 7대 강국으로 발돋움하겠다는 강한 의지를 표명하고 있습니다. 그 결과 국내 드론 산업의 시장규모는 2016년 704억 원에서 2020년 4945억 원으로 대폭 성장하였습니다.
앞으로 정부는 드론 생태계의 다양화와 드론 활용 분야의 확대를 위해 드론 부품과 기체 개발, 비행 성능 시험과 인증 등 상용화 전 주기에 걸친 인프라 구축도 추진할 예정입니다. 앞서 서술한 바와 같이 폭발적으로 커지는 세계 드론 시장과 과점 상태였던 DJI의 점유율 변화 그리고 국내 드론 기체 개발 인프라의 성장 등 다양한 변수로 인해 상업용 드론 시장의 다각화가 예상됩니다. 이는 자연스럽게 다양한 스펙의 드론들이 시장에 등장할 것이고 그에 따라 건설 현장을 누비고 다니는 드론 또한 다채로워질 전망입니다.
건설 현장을 위한 드론 자동 비행 앱과 3D 매핑 엔진 등 자체 개발 소프트웨어를 제공하는 메이사는 드론뿐만 아니라 컴퓨터, 그리고 추후 IoT 기능의 핵심 디바이스가 될 스마트폰까지 하드웨어 시장의 급격한 변화에도 발맞춰 대응할 수 있어야 합니다. 이를 위해 메이사는 드론 규제 샌드박스 사업 참여, 수많은 공동 연구 MOU 및 다각화된 수요처 PoC 등 다양한 연구 개발을 진행하고 있습니다. 이는 SaaS 모델로 제공되는 메이사 솔루션의 가장 큰 특장점이기도 합니다.
Autel Evo-메이사 플라이트 비행 테스트
2022년 1월 10일, 메이사는 새로운 철학의 전사 공유와 더불어 조직문화의 재정비를 위한 시간을 가졌습니다. 그리고 지난 2년여간 메이사의 미션으로 자리매김하고 있던 ICT를 통한 현장의 디지털화에서 더 나아가, 디지털화된 현장에서 메이사가 제공할 수 있는 새로운 가치에 대한 논의가 함께 이루어졌습니다. 함께 새로이 정립한 메이사의 철학은 아래와 같습니다.
지난 2년여간 메이사의 가장 큰 목표는 건설 현장의 디지털화였습니다. 공간 정보 수집의 혁신적인 수단인 드론을 활용해 실제 현장과 똑같은 가상의 3D 모델을 만드는 디지털 트랜스포메이션(Digital Transformation)을 이루어 내는 것이었죠. 하지만 이제는 디지털 트랜스포메이션에서 더 나아가 ICT와 소프트웨어를 통해 안전함과 편리함을 추구하는 디지털 트윈(Digital Twin)으로의 도약을 이루어 내고자 합니다.
안전하고 편리한 건설 현장을 위한
디지털 트윈(Digital Twin)
메이사가 함께합니다.
