Artec Jet LiDAR 매핑을 통한 붕괴된 광산에 대한 신속한 대응

붕괴된 광산 현장에서 Artec Jet으로 수집한 고밀도 포인트 클라우드 데이터

광산 분야에서 구조물 붕괴는 사실상 최악의 시나리오입니다. 지반이 무너지면 광부들이 위험에 처할 수 있으며, 이는 종종 광산 폐쇄로 이어집니다.

광부들의 안전이 모두 확인되면, 비로소 본격적인 복구 작업이 시작됩니다. 시야가 제한되면 현장 상황을 실시간으로 파악하기 어려운 경우가 많습니다. 환기 역시 차단될 수 있고, 추가 붕괴가 언제든 발생할 수 있어 직원을 현장에 보내 확인하는 것은 불가능합니다.

최근 미국 한 현장에서 한 운영업체는 지반 붕괴에 직면했는데 기존의 점검 방식은 전혀 고려할 수 없는 상황이었습니다. 이 광산은 암석 낙하가 계속되는 등 매우 불안정한 상태였습니다. 좁은 진입로와 침수로 인해 선택의 폭은 더욱 제한적이었습니다. 광산이 지하에 있기 때문에 GPS 신호도 잡히지 않았습니다. 따라서 대응책을 마련하는 것이 매우 어려웠습니다.

이에 그들은 선도적인 산업 서비스 제공업체에 문의했습니다. 이 서비스 제공업체는 광산 운영업체에 Artec Jet SLAM 기반 LiDAR 시스템을 제공했습니다. 이 장치는 손, 배낭, 차량, 보호 케이지, 텔레스코픽 폴 또는 로봇 통합 방식을 통해 사용할 수 있지만, 이번에는 Jet의 자율 측량 기능을 활용하기 위해 드론에 탑재하기로 했습니다.

접근이 어려운 지역을 위험 없이 탐색하는 데 이상적인 이 방식을 통해 팀은 신속한 대응을 준비하는 데 필요한 상세한 매핑 데이터를 수집할 수 있었습니다.

지하 방과 기둥 구조물의 색상이 보정된 포인트 클라우드 클로즈업

임무 수행에 필수적인 자율 항법

Artec Jet이 현장에 도착했을 때, 다른 많은 드론 탑재 솔루션들이라면 작동을 중단했을 법한 수많은 난관에 직면했습니다. GPS 신호가 완전히 차단되고 100m 이상 떨어진 곳에서는 신호가 끊기는 상황에서, 이 장치는 생존을 위해 전적으로 내부 항법 시스템에만 의존해야 했습니다. 또한 15~20cm에 불과한 좁은 진입로를 통과해야 했습니다.

하지만 결과적으로 Artec Jet은 이러한 난관을 잘 극복해 냈습니다. 전적으로 GNSS 지원 없이 작동하는 이 시스템은 실시간 SLAM 기반 LiDAR를 활용하여 좁은 교차로를 통과하고 장애물을 피하면서 위치를 유지했습니다. 통신 범위를 벗어나 20분 동안 작업해야 했던 상황에서 실시간 자율 의사 결정은 임무 성공에 필수적이었습니다.

긴급 요청 접수 후 48시간 이내에 Artec Jet은 초당 약 200만 개의 데이터 포인트 속도로 9헥타르에 달하는 붕괴 구역 전체를 성공적으로 매핑했습니다. 그 결과 생성된 포인트 클라우드를 분석한 결과 주변 기둥들이 약화되어 있었으며, 누수 흔적이 초기 붕괴를 초래한 불안정성의 원인이 된 것으로 드러났습니다.

LiDAR와 360도 카메라 영상을 결합함으로써, 사람이 위험한 지역에 직접 들어가지 않고도 시각적 맥락과 정밀한 공간 데이터를 얻을 수 있었습니다. 수심 12m가 넘는 물속에서, 여전히 무너져 내리고 있는 바위들이 흩어져 있고, 칠흑 같은 어둠이 깔린 상황에서, 사람이 조종하는 드론 방식으로 광산을 탐사하는 것은 애초에 불가능했을 것입니다. 따라서 자율 매핑이 유일한 실행 가능한 해결책이었습니다.

드론 비행 중 1인칭 시점으로 실시간 피드백 스트리밍

활용 가능한 정보 수집

1년 전에 캡처된 동일한 광산의 과거 LiDAR 데이터를 팀이 발견하면서 Artec Jet의 긴급 스캔의 가치는 더욱 커졌습니다. 새로운 스캔 데이터를 이 기준 데이터와 중첩함으로써, 엔지니어들은 정밀한 변화 감지 분석 작업을 수행하여 지속적인 육안 점검에도 불구하고 시간이 지남에 따라 지반이 어떻게 악화되었는지 정확히 파악할 수 있었습니다.

그 결과, 몇 년 전 발생한 또 다른 지반 붕괴로 인해 광산 기둥에 "모래시계 모양"의 변형이 생겼음이 밝혀졌습니다. LiDAR 데이터 분석 결과에서도 인근 농지의 물이 오랫동안 붕괴 지점으로 유입되어 온 것으로 드러났습니다. 이러한 집중된 물의 흐름은 주변 석회암을 점진적으로 약화시켜 결국 지표면이 붕괴되는 결과를 초래했습니다.

Artec Jet의 이러한 ‘숨겨진 가치’ 덕분에 이번 작업은 사후 대응적인 기록 작업에서 사전 예방적인 포렌식 엔지니어링으로 전환될 수 있었습니다. 물 고임 현상 및 기둥의 점진적 변형과 같은 붕괴의 정확한 원인을 규명함으로써, 광산 운영업체는 향후 현장 안전에 관한 데이터 기반 의사결정을 내리고 최대한 신속하게 광산 운영을 재개할 수 있었습니다.

무인 비행 매핑 솔루션이 없었다면, 애초에 이러한 분석에 필요한 데이터를 확보하는 것 자체가 불가능했을 것입니다. 따라서 Artec Jet을 드론에 탑재한 후, 붕괴된 광산 갱도의 장애물을 피하기 위해 스마트 웨이포인트 기반 자율 매핑 모드를 활성화하는 것이 인명 피해 위험 없이 현장을 신속하고 정확하게 조사할 수 있는 유일한 방법이었습니다.

Artec Jet으로 고속 촬영한 현장 포인트 클라우드 시각화

Artec Jet을 활용한 사전 예방적 매핑

이 사고 이후, 광산 운영업체는 Artec Jet이 단순한 비상용 도구가 아니라 안전 인프라의 핵심 구성 요소라는 것을 인식하게 되었습니다. 이 회사는 자체 시스템에 투자하고, 지반 상태가 안정화됨에 따라 이를 모니터링하기 위해 엄격한 스캐닝 일정을 수립하여 처음에는 매주, 이후에는 매월 실시했습니다. 이러한 사전 예방적 접근 방식을 통해 새로운 기준 조건을 설정하고, 불안정성이 재발하는 징후가 나타나면 즉시 파악할 수 있게 되었습니다.

결국 예방이 어떤 치료보다 낫습니다. Artec Jet은 위기 상황에서 신속하게 전개하는 데 큰 이점이 있지만, 그 진정한 가치는 일상적인 운영 중 수집하는 데이터에 있습니다. 자율 3D 매핑은 단순히 비극을 기록하는 것을 넘어 비극을 예방하는 데 도움을 줌으로써 업계의 위험 관리 방식을 재정립하고 있으며, 지반 공학 분석을 새로운 영역으로 확장하고 있습니다.

300m의 동작 범위와 7가지의 다양한 모드를 갖춘 Artec Jet은 최대 5mm의 정밀도로 넓은 영역을 캡처할 수 있습니다. 광업, 공공 안전, 건설 등 어떤 분야에서 사용되든, 이 스캐너는 까다로운 환경에서의 검사에 필수적인 상세한 데이터를 제공합니다.

SLAM LiDAR 매핑에 대해 더 자세히 알아보고 싶으신가요? Artec Jet 웹페이지를 둘러보시거나 sales@artec3d.com으로 문의하시면, 이 기술이 귀사의 특정 요구 사항을 어떻게 충족할 수 있는지 알아보실 수 있습니다.