드론과 AR 스마트 안경, 증강현실로 농사짓는 시대가 온다

AR 스마트 안경과 드론이 논밭에서 만났다.

 

 

농업 시설물 유지 관리에 있어 사용자의 기존 관리 인력에 의한 조사방법과 드론의 한계점 사례들을 분석하고, AR 스마트 안경과 드론을 활용한 농업시설 유지관리 방안을 제안함으로써 시설물의 조사 및 설계 분야의 정밀성을 크게 향상하고 해당 업무 효율성 제고에 그 목표를 두고 있습니다.

 

농업시설물 관리의 효율성을 높이고, 최대한 목표지점 좌표를 빨리 확 인 할 수 있는 AR 스마트 안경과 드론의 최적 사양을 제시할 목적으로, 비행시간의 획기적 향상 방안, 드론 탑재용 센서 성능, 적용 가능한 통신 기술 등을 연구하여 실시간 증강현실 기술을 융합할 수 있는 설계 방안을 제시하였습니다.

 

그 결과 드론을 농업시설물 조사에 활용하는 경우에 현장의 실시간 데이터와 기존의 시뮬레이션 데이터를 혼합하여 측정자의 스마트 안경에 보여주고, 시뮬레이션을 통한 비행계획, 비행 속도, 촬영 횟수 등의 정보를 제공할 수 있게 됨으로써 조사 시간 절감 및 비용절감에 효과를 보일 것으로 기대됩니다.

 

증강현실 기술 을 적용한 농업시설물 관리용 드론을 사용하면 기존 드론으로 작업했던 농업기반 시설물(저수지 내용적 측량, 농촌용수 조사·설계, 간척지 점용·사용 관리, 방조제 피복석 유지관리)의 유지관리의 애로사항을 개선하고 보완할 수 있습니다.

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농촌용수 조사·설계 분야에 AR 스마트 안경과 드론을 활용하면 최신 영상을 통한 노선계획으로 지장물 보상을 최소화할 수 있으며, 측량 정보와 3D 공간정보를 활용함으로써 설 계자의 의사결정 지원 및 설계 변경을 최소화할 수 있고, 증강 현실과 드론을 통해 시야를 확보하여 구조물 및 주변 대상 파악을 쉽게 판단하여 정밀측정도 및 시간과 업무효율을 극대화할 수 있습니다.

 

간척지 점용·사용 관리 조사 분야에 AR 스마트 안경과 드론을 사용하면 지형의 날씨 흐름 등을 파악하여 장비 손실 및 사고예방에도 도움을 줄뿐더러 캐드 및 3D 작업 후반 업무에 시간 단축을 통한 효율성을 높이며, 소요비용도 절감할 수 있습니다. 간척지 피복석 유지관리 분야에 AR 글라스와 드론을 사용함으로써 정보전달과 정밀 지형도 GIS기법과 상호작용을 용이하게 활용할 수 있으며, 농업기반시설물 관리, 시설물 안전화, 사전재해방지, 정밀농업 실현, 인력, 비용, 시간 등을 단축하여 뛰어난 이동성을 바탕으로 업무 효율성을 높일 수 있습니다.

 

우리가 흔히 알고 있는 드론의 개념은 사람이 탑승하지 않고 주어진 임 무를 수행하며 원격 조종이 가능한 무인비행기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)를 의미한다고 알려져 있으나, 실제 드론의 개념은 사람이 직접 타지 않고 자율적 혹은 원격 조종이 가능한 동력을 가진 기기로 정의됩니다. 드론은 최초 개발 목적인 군사적 용도의 활용에 그치지 않고, 성능 및 운영 목적에 따라 다양한 산업분야의 활용이 가능하다고 판단되며, 특히 군사용이 아닌 산업 분야의 재난 감시, 환경보호, 물류, 농업, 방송, 송전탑 관리 등의 다양한 산업으로 영역을 확대해 나가고 있는 추세입니다.

 

첨단 농업이나 광산의 경우 사람의 눈을 대신해서 전체적인 View를 볼 수 있다는 장점이 있지만 단순 모니터 혹은 스마트 디바이스를 이용한 모니터링이라는 한계를 가지고 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 하여 최근에는 AR(Augmented Reality)을 적용 하여 현실세계의 객체와 3차원 가상물체를 겹쳐 보여줌으로써 인간의 오감을 자극하고 감각과 인식을 확장하여 산업현장의 작업공정과 고급 지침 안내 도구의 역할을 수행하며, 산업 , 농업현장의 생산 효율화에 적용함으로써 새로운 가치와 산업발전 경쟁력 강화에 활용되고 있습니다. 최근에는 실속 있는 소형 드론에 GPS, 고해상도 소형 카메라 같은 다 양한 첨단 기술을 융합 보편화되고 있으며, 무선조종에서 자동항법장치가 장착되고, 인터넷과 노트북, 5G,를 통해 원터치 방식으로 쉬운 조작으로 드론 비행이 가능할 뿐만 아니라, 고해상도 저렴한 드론이 보급되어 수요계층 이 쉽게 접할 수 있습니다.

구글이 출시한 웨어러블 AR 안경

 

2012년 구글이 야심차게 구글 글라스(Google glass)를 선보였을 당시에는 새로운 웨어러블 기기의 시장이 열릴 것이라고 예측했으나 구글 글라스의 성능이 기대했던 것에 미치지 못했을 뿐만 아니라 사생활 보호 논란에도 휩싸이면서 결국 관련 프로젝트가 중단되었습니다. 구글 글라스의 프로젝트 중단으로 인해 AR 안경 시장이 감소된 것으로 보일 수 있으나, 제조관리, 스포츠, 등 산업 현장을 비롯하여 군사용과 조종사 훈련 쪽으로 개 발이 꾸준히 진행되어 왔습니다.

 

머리에 착용할 수 있는 형태인 HMD 디스플레이 장치는 대부분 AR 시스템에서 사용하는 디스플레이 장비입니다.

 

HMD란, 사용자의 눈앞에서 반투과성의 광학 합성기(Optical combiner)가 부착되어 있고, 사용자들은 광학 합성기를 통하여 실세계의 환경을 직접 보며, 광학 합성기로 투사되고 있는 가상 영 상을 동시에 볼 수 있습니다. 그러나 광학 합성기를 통해 실제 보는 모습은 빛이 100% 투과하지 않아 실제로 보는 것보다 어둡게 보이고, 가상 영상 또 한 선명하게 볼 수 없는 단점 또한 있습니다. 또한 실제 환경에서는 해상도와 관련 없이 항상 볼 수 있는 장점이 있지만, 가상 영상에서 보이는 화면에서는 해상도의 영향을 많이 받는다는 단점이 있기도 합니다.

 

국내의 경우에는 ‘13대 혁신성장동력 추진계획에서 융합서비스 유형 중 AR/VR 기술을 선정하여 융합 콘텐츠·서비스·플랫폼·디바이 스(CPND)의 핵심기술을 고도화 및 개별 산업(교육·제조·국방·의료 등)과의 융합 촉진을 위해 정부적인 차원에서 기술개발과 지원을 하고 있습니다. 증강/가상현실 분야의 응용기술 개발, 원천기술 확보, 적용분야 확대 등을 목표로 4개 부처 중심으로 연구개발 지원이 이루어지고 있으며, 과학기술정보 통신부는 기초·원천 R&D부터 사업화, 서비스 및 사용화까지 지원하는 ‘VR 5대 선도 프로젝트’을 추진하고 있으며 2016년부터 600억 원 이상의 투자를 하고 있습니다.