일본산업뉴스요약

소니의 '해양 진출'
물속을 3D 모델화하는 드론용 카메라 공개

소니 그룹(이하, 소니)은 국내 최대 규모의 IT/일렉트로닉스 기술전시회 ‘CEATEC 2024’(지바시 마쿠하리멧세, 2024년 10월 15~18일)에 현재 개발 중인 수중 드론용 카메라를 출전했다. 바다 속 서식물이나 구조물 등을 풀HD 이상의 고해상도, 밀리 단위의 정확도로 3D 모델화를 할 수 있다.

-- 대외적으로는 첫 공개 --
전시회장에서는 실제로 해저를 촬영한 3D 이미지를, 전용 안경을 쓰지 않고 맨눈으로 볼 수 있는 소니의 ‘공간 재현 디스플레이(Spatial Reality Display)’에 표시해 소개하고 있었다. 해저의 바위나 생물의 모습이 3D로 선명하게 보였다. 소니가 지상용으로 개발한 기술을 해양용으로 전용하고, 그것을 전시회에서 공개하는 것은 처음이라고 한다.

이번 개발은 소니와 홋카이도대학이 주로 농업, 삼림, 해양 분야의 과제를 해결하기 위해 공동으로 진행하고 있는 프로젝트 ‘소셜/이노베이션 부문 for 플라네터리 바운더리’의 일환이다. 구체적으로는 소니가, ‘블루 카본 생태계’의 변화를 해명하려고 하고 있는 홋카이도대학 북방생물권필드과학센터와의 실증실험 속에서 개발했다.

블루카본이란 2009년에 유엔환경계획(UNEP)이 명명한, 조장(Seaweed Bed)/얕은 해역 등의 해양생태계에 도입된 탄소를 말한다. 지구 온난화 대책에서 CO₂의 새로운 흡수원으로서 세계적으로 주목받고 있다. 블루카본의 양을 정확하게 파악하는 것은 매우 중요한 과제이다. 그러기 위해서는 분해능이 수 cm 정도 이하인 3D 형상 데이터를 취득하여 생물을 식별하고 부피를 추정할 필요가 있다.

지금까지는 다이버가 바다에 잠수해 실제로 자를 대고 계측을 했었다. 하지만 바닷속에서의 작업은 스킬이나 체력이 소요돼 많은 장소를 조사하기에는 일손 부족의 문제가 있다. 그래서 수중 드론이 필요했다. 그러나 통상의 수중 카메라는 하늘하늘 움직이는 조장의 이미지가 일그러지거나 드론이 떠내려가 정확한 위치 정보를 얻을 수 없었다.

-- 글로벌 셔터 방식으로 일그러짐 없이 --
그래서 SSS는 ‘글로벌 셔터’ 방식의 이미지 센서를 갖춘 복수의 카메라나 IMU(관성 항법 장치) 등을 탑재한 수중 3D 카메라를 개발했다.

글로벌 셔터는 CMOS 이미지 센서를 이미지의 위에서 아래로 차례로 스캔하면서 기록하는 통상의 '롤링 셔터' 방식과 달리, 프레임 전체를 한 번에 기록함으로써 움직이는 촬영 대상의 이미지를 일그러짐 없이 포착할 수 있다.

그것을 갖춘 카메라를 복수 탑재함으로써, 촬영한 영상을 바탕으로 자기 위치 추정과 환경 지도 작성을 동시에 실시하는 ‘Visual SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)’에 의해서 주변 환경의 리얼한 3D 모델의 구축을 가능하게 했다.

또한 IMU는 산업용이 아니고 민생용의 비교적 저가격인 MEMS(미소 전자기계 시스템)품을 16개 조합해 높은 정확도를 실현했다. 지금까지는 GPS의 전파가 닿지 않는 수중에서는 수중 드론의 정확한 위치 정보를 파악하기 어려웠는데, 이를 극복했다고 한다.

그리고 촬영한 영상을 바탕으로 한 3D모델화는 실시간이 아니라 촬영 후에 지상에서 실시하고 있다고 한다.

소니와 홋카이도대학은 2022년 4월 이래, 유수의 조장이 펼쳐지는 홋카이도 앗케시마치의 앗케시만 등에서 실증실험을 진행하고 있다. 개발한 수중 카메라의 제품화는 현시점에서 미정이지만 앞으로는 블루카본량의 계측 뿐만이 아니라 해상풍력발전기의 점검 등에 응용할 수 있다고 보고 있다.

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