건축과 드론, 건축에서 드론의 활용 방안

드론의 이해

 

정의

항공안전법 상 초경량비행장치 범위에 포함되는 사람이 탑승하지 아니하는 비행장치로서 고정익항공기(비행기)나 회전익항공기(헬리콥터) 모양의 무인항공기, 무인헬리콥터, 무인멀티콥터, 무인비행성 등을 의미합니다. 드론(Drone)이라는 용어는 법적 용어는 아닙니다. 법적에서는 무인(UAV, Unmanned Aerial Vehicle) 전체를 지칭하는 용어로 사용하고 있습니다.

 

 

종류

 

종류	로터(Rotor) 개수	외형
쿼드콥터	4개
헥사콥터	6개
옥토콥터	8개

 

 

명칭

 

 

명칭	설명
propeller(프로펠러)	무인멀티콥터에 엔진의 회전력을 추진력으로 바꾸는 장치
Motor (모터)	전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기 에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치
Arm	구조물에서 어떤 물체를 지지하는 팔 모양의 부품
Center Frame	동체의 주요 구조 부분으로서 중심에 위치하고 중요 부품(ESC, FC, 베터리 등)들이 위치하는 곳, 동체의 뼈대
ESC(전자변속)	각종 모터(엔진)에서 발생하는 동력을 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 전달하는 변속장치
FC(Flight controller)	비행을 위한 제어의 구성 요소로서 비행체를 동작하는 장치(자세제어)
Gimbal	자이로스코프의 원리를 이용하여 자동으로 수직 및 수평을 잡아 카메라의 진동과 흔들림을 잡아줌으로써 안정적이고 선명한 영상을 얻게 하는 장치

 

조종

 

기체 조종 모드

• Manual Mode : 모든 자동 제어장치 off
• Attitude mode : 고도 유지 외 제어장치 off
• GPS mode : 위성을 통해 드론의 고도 및 위치를 고정

 

 

파일럿 조종 모드

• Course lock mode : 기체 방황과 관계 없이 비행
• Home lock mode : 처음 홈 위치를 기준으로 비행
• Back home mode : 최초 비행 위치로 자동 착륙

관련 법규

항공안전법 제 129조 시행규칙 제310조

• 비행금지구역 (휴전선 인근, 서울도심 상공 일부)
• 비행장으로부터 반경 9.3km 이내인 곳
• 모든 지역에서 150m 이상의 고도
• 모든 지역에서 인구밀집지역 또는 사람이 많이 모인 곳의 상공 을 금지하고 있습니다.

 

비행 금지 구역

서울시의 대부분은 드론의 비행이 금지된 구역입니다. 비행기와 높은 빌딩들과의 충돌 등을 고려했을 떄, 그리고 군 부대시설들이 있는 부분이 많은 지역에서는 특별히  비행 자체를 금지하고 있는데요. 강동구의 천호와 그 위쪽으로 한강 드론공원이 있으며 남양주쪽의 한강으로는 비행기 가능합니다. 만약 서울 시내에서 드론을 사용할 경우에는 지자체에 신청(신고)을 하고 꼭 날려야하기 때문에 조심해주셔야 합니다.

 

 

서울 시민의 안전을 위해 비행 금지 및 제한구역에서 승인 없이 초경량비행체 (드론)를 날리고 (조종)있는 사람을 보셨을 경우 꼭 신고해주세요. 라는 문구가 있습니다. 그만큼 중요하게 생각하며 특히 군부대의 승인을 받지 않고 개인이 임의 비행시 항공법에 따라 200만원 이하의 과태료 또는 벌금을 물을 수 있기 때문에 조심해주셔야 합니다. 신고는 112 신고접수센터와 군 부대시설으로의 신고 상담은 1337 국군 기무부대로 신고를 할 수 있습니다.

 

드론의 다양한 활용

 

드론정보 포털을 통해서 알아보면 드론의 활용성은 생각한것보다 어마어마하게 많은곳에 활용이 가능한 것을 알 수 있습니다. 도로시설 점검 분야에서는 드론에 카메라를 설치해서 도로, 건설현장의 모니터링을 할 수 있습니다. 위험하거나 높은 건물의 상황이나, 차가 막힌 지역에서 멀리 있는 도로의 상황을 볼 수 있기 때문에 활용도가 높습니다. 기상관측으로도 활용이 가능한데 기상정보를 수집하고 관측하는 활동을 합니다. 그 외에도 교통 순찰로 교통정보를 수집, 방제업무로 방제약품 살포 및 농업자원 관리, 수색.구조로 실종자 수색 및 구조, 환경 감시로 오염배출 감시, 산림감시로 산림자원 감시, 지적조사로 국토 측량 및 조사 등 다양한 활동을 할 수 있습니다.

 

드론의 중요성은 대중으로도 많이 전파가 되었는데 방송에서 촬영을 진행하거나 방송에 나오는 배우, 일반인들 역시 드론을 취미로 사용하거나 전문적인 지식을 가지고 활용을 하는 모습을 볼 수 있습니다. 그만큼 우리의 일상적인 생활에 가까이 다가왔다고 해도 무방합니다.

재난소방에서 산불이나 구조 현장에서도 아주 중요한 부분을 책임지고 있습니다. 싱크홀이나, 사람들이 접근하기 위험한 건물, 산불과 같은 경우에도 더욱 안전하고 신속하게 파악을 하고 구조를 도울 수 있기 때문입니다. 최근에 일어난 광주의 HDC 아파트 붕괴 사고와 같은 추가 붕괴가 예상되어 위험한 경우에는 사람의 진입이 위험하기 때문에 이럴때 드론을 활용하여 수색 작업을 할 수 있고 상황 파악을 할 수 있습니다. 예전의 경우에는 산불이 일어날 경우에는 헬기가 와서 화재를 진압하는 모습을 볼 수 있었는데 이제는 초기에 드론을 이용해서 산불현장상황을 파악하고 기지국을 통한 상황정보를 바로 전송을 하여 더욱 빠른 진압을 도울 수 있게 되었습니다.

 

또한 한 때 미국에서 드론의 주식이 이슈가 되었던 부분입니다. 바로 드론을 이용해서 우편, 택배, 음식 배달 등을 할 수 있도록 하는 것입니다. 추가적으로 무인이라는 AI 기술이 더 해지면서 배달이 오면 컴퓨터 네트워크를 이용해서 배송된 주소로 직접 찾아가 배송을 해줄 수 있는 이런 시대가 열리게 될 것입니다.  아마존에서나 우버와 같은 기업에서 드론을 활용하여 배송 방법과 같은 많은 기술적인 부분에 대해서 투자를 하고 있습니다. 하지만 법규적인 부분에서 많은 제제가 있어 당장에는 실용화 되기에는 어렵운 부분이 있습니다.

 

 

드론은 건축 분야에와 시공 부분에서도 활용도가 매우 높습니다.  실제로 교량에서 확인하기 어려운 부분이나 지상에서 높은 건물을 확인하기 어려운 부분에서 상공에서 확인을 할 수 있어 필요로 하는 부분이 점점 늘어나고 있습니다. 설계, 측량, 공사물량 산출, 거리 계산 활용 등에 활용되고 있습니다.

 

건축과 드론

건축보다 더 활용도가 높다고 생각할 수 있는 토목이나 도시의 경우에는 건축보다 규모가 크고 넓기 때문에 더욱 활용하는 경우가 많습니다.

 

한국국토정보공사 UVA활용사례를 보면 체적량산출을 하는데 사용을 하고 있는 것도 볼 수 있습니다. 정사영상 입체모델과 3차원 레이저측량 모델과의 비교를 통해서 체적 부합도를 계산하고 활용 체적의 면적, 3차원 레이저측량 체적 산출, 3차원 레이저측량과 UAV활용 성과물을 상호 보완하면 품질 향상 기대를 할 수 있습니다.

 

그 외에도 UAV와 LiDAR자료를 융합하고 입체모델과 cloud-point간 데이터 융합을 통해서 정사영사에 의해 모델 제작이되는 것과 3차원 레이저측량에 의한 clould-point 모델을 비교할 수 있습니다.

 

드론산업 동향

드론산업 동향을 살펴 보면 국내의 경우 드론정보는 국토교통부에서 관리하는 규칙 법규를 통해서 적용이 되는 것을 볼 수 있습니다. 첨단항광과에서 항공안전기술원미래항공연구본부에서 보도한 자료에 의하면 비대면 시대 피자 배송도 자동비행 드론으로 가능하도록 한 부분입니다. 2021년 8월 21일부터 세종호수공원에서 피자 드론 배송 상용화를 개시한 것으로 국토교통부는 국내 드론 업체 피스웨어와 글로벌 피자체인인 도미노피자와 협업을 통해서 세종시에서 8월21일부터 피자드론 배송 상용화를 게시한다고 밝혔습니다.  한국에서 이런 부분이 실제로 일어나고 있다는 부분은 정말 신기하지 않나요? 저는 실제로 우리의 생활에 드론산업이 스며들어 있다는 사실은 너무 재미있는 사실인것 같다고 생각했습니다. 

 

 

이번 상용화 개시는 포스트코로나 대응을 위한 한국판 뉴딜을 조기 실현하여 새로운 일자리를 창출하고 실생활에 미래 모빌리티 서비스를 제공하는 등 교통 패러다임을 전화하는 계기라고 설명했습니다. 드론 배송 상용화 구간은 세종시의 도미노피자에 대한 이야기가 명시되어 있으며 드론 실증도시로 세종시가 특별자유화 구역으로 선정되어 세종시의 협조를 통해서 운영하고 있다고 합니다.

코로나 19로 우리의 미래는 다른 어느때보다 기술적인 혁신과 발전을 하고 있습니다. 바이러스로 많은 부분이 힘들고 경제가 어렵다고 느끼지만 실질적인 기술적인 발전은 몇년에서 몇 십년을 앞 당겼다고 하는 이야기가 있을 정도로 많은 부분에서 기술력이 향상되고 적용하고 있기 때문입니다. 

출처 : 드론정보 포털

그 외에도 정부가 작년에 드론 실증도시로 강원도 영월군, 경기도 성남시 등 10개 도시를 선정하고, 드론 규제샌드박스 13개 사업자를 선정하였다고 합니다. 세종시 한 곳뿐만 아니라 전국 각지에서 이런 사업을 통해서 드론 활성화에 발전을 하고 있다는 부분입니다. 서울에서 현재 드론을 사용하지 못하는것과 다르게 드론 실증도시를 선정할 때 드론 특별자유화구역과 같은 각 지자체에서 요구하는 드론 서비스를 비행승인, 안전성 인증 등 규제 없이 자유롭게 실증할 수 있어 사용에 편리성이 있을 것으로 보입니다.

드론 활용의 촉진 및 기반조성에 관한 법률에 따라 드론 비행승인, 안전성 인증 특별감항증명 등 드론비행 관련 규제를 면제, 간소화하는 15개 지자체의 33개 드론 특별자유화 구역을 지정했습니다.  (드론 실증도시 사업의 도시 : 강원 영월, 경기 성남, 경상남도, 광주광역시, 대구수성구, 대전,세종,울산,전북진안,충남 서산 등) 전국 10개 도시로 확대 선정한 지자체에는 10억원 내외의 실증소유 예산을 지원하여 드론의 발전에 도움을 주고 있습니다.

 

드론 규제 샌드박스 업자로는 유비파이, LIG넥스원, 피스웨어, 나르마, 엑스드론, 무지개연구소, 두산디지털 이노베이션, 니어스랩, 카르타, 리하이, 스마티,지텔글로벌, 한국법제연구원 등이 있습니다.

외국의 사례로 드론산업 동향을 알아보면 드론을 통한 숲 복원 조림사업의 성공 가능성 여부를 확인하였습니다. 화재로 황폐해진 숲을 복원하고 기후변화의 영향을 완화하기 위해 몇몇 신생기업들이 드론에서 씨앗을 살포하는 방법을 선택하고 있는 것입니다. 이들 가운데서도 덴드라 시스템스, co2 레블루션, 플래시 포레스트 등은 10억 그루가 넘는 나무를 심겠다는 약속을 했습니다. 드론이 식목에 도움이 되는지 여부는 드론이 떨어뜨린 씨앗이 얼마나 많이 뿌리를 내리고 나무로 성장하는데 달려있다고 합니다. 

포르투칼 테키버, 해상 조난자에게 구명보트 전달 드론기술 개발

우버 공동 설립자 게렛 캠프, 독일 드론 배송 선두주자 윙콥터에 투자

일본, 드론 활용한 차세대 스마트 농업과 수중 드론 연구개발에 박차

중국, 스마트 농업에서의 드론 활용 방법

EASA 제정'드론 U스페이스' 함부르크와 스위스에서 성공적인 시연

 

 

또한 운송에서 드론의 기술을 활용하여 하늘을 날 수 있는 자동차, 하늘을 나르는 택시인 에어 택시 등 다양한 부분에서 드론의 기술이 개발되고 있습니다. 피자를 배송해주는 것 처럼 정말 2030년, 2040년에는 영화처럼 자동차들이 도로가 아닌 하늘을 날라다니는 세상이 오지 않을까 싶습니다.

 

 

하지만 그만큼 드론에 안전성에 대해서 위험 역시 있습니다. 하늘을 날고 있는 물체이기 때문에 수신이 끊기거나 전력이 다되어 추락을 하게 되어 건물이나 인명 피해를 가져올 수 있기 때문입니다. 갑자기 베터리가 폭발하여 추락하는 등 안전에 대해 더욱 신경을 써야합니다. 또한 조종 미숙으로 건물에 충돌을 하는 등이 있을 수 있어 교육적인 부분에서도 더욱 많은 노력이 필요 할 것입니다.