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드론과 초소형 LTE live encoder를 활용한 재난구조 시스템: Part II
Disaster rescue system using drones and ultra-small LTE live encoders: Part II
August 15, 2017 | By 도미선 @ Netmanias
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Part I. 드론 서비스 현황  

Part II. SK 텔레콤 드론 활용 사례 - 드론과 초소형 LTE live encoder의 결합

 


 

Part II. SK 텔레콤 드론 활용 사례 - 드론과 초소형 LTE live encoder의 결합  

 

그동안 KT에 비해 드론에 덜 적극적인 행보를 보여왔던 SK 텔레콤이 지난달 인천 왕상 해수욕장에서 자사의 영상중계장비 (T live caster, T live studio)와 드론 전문업체 '숨비'의 드론 및 드론 관제 차량 (Drone Mobile Station; DMS)을 활용하여 이동형 드론 영상 관제 시스템을 선보이고 시연했다. 

 

이동형 드론 영상 관제 시스템

 

 

 

 

 

시연 1: 익수자 구조 - 정찰 드론이 해안을 정찰하고, 드론관제차량에서 정찰 드론 영상을 모니터링하고 있다가 익수자를 발견한다. 드론관제차량에서 인명구조 드론을 출동시켜 구난용 튜브를 투하하여 구조 시간을 벌어준다.

 

시연 2: 산불 잔불 진압 - Full-HD 및 열화상 카메라를 탑재한 정찰 드론을 띄우고, 소방대원의 스마트폰으로 잔불 상황을 실시간으로 전송하여 소방대원이 영상을 보며 잔불 진압을 한다.

 

 

 

 

 

시연 1을 중심으로 SK 텔레콤의 드론 활용 사례를 살펴본다.

 

시연 1: 익수자 구조

 

SK 텔레콤 - 영상중계장비 (T live caster, T live studio) 및 LTE 연결을 제공

  • T 라이브 캐스터 (T Live Caster) - 초소형 라이브 인코더 (live encoder)로 시연에서는 드론에 장착된다. 드론 카메라에서 촬영한 Full-HD 영상을 라이브 인코딩하여 LTE 망을 통해 전송한다. 드론 카메라와는 HMDI 인터페이스로 연결되고 LTE 라우터 동글과는 USB 테더링을 통해 연결된다.
  • T 라이브 스튜디오 (T Live Studio) - T Live Caster에서 송출하는 라이브 영상을 수신하는 서버 솔루션으로 시연에서는 DMS 차량에 위치한다.   

숨비 - 드론과 드론 관제 차량 (DMS) 제공

  • 드론 - 정찰 드론 (V-100), 인명구조 드론 (S-200)
  • DMS - 드론을 탑재하고, 무선충전시스템과 이동관제센터를 갖추고 있다.

 

드론이 촬영한 현장 영상을 라이브로 중계하기 위해서는 기본적으로 고효율 영상 압축을 제공하는 라이브 인코더와 저지연 스트리밍 프로토콜이 필요하다. 드론 카메라와 결합하는 라이브 인코더는 소형화가 요구되고 어느 곳으로든 전송하기 위해서는 통신망에 연결되어야 한다.

 

이동형 드론 영상관제 시스템의 특징은 먼저, Mobile AP를 적용한 LTE 기반의 라이브 인코더를 들 수 있다.

 

T Live Caster - Mobile AP를 적용한 세계 최소형 라이브 인코더

‘T Live Caster’는 카메라에 연결하여 Full-HD 영상 (1080p 60fps)을 다양한 통신망 (LTE, WiF, 유선 등)을 통해 다양한 플랫폼 (T live studio, YouTube, facebook 등)으로 전송할 수 있는 라이브 인코더이다. H.264와 H.265 (HEVC) 압축을 지원한다.

 

SK 텔레콤은 세계최초로 라이브 인코더에 스마트폰 모바일 AP (삼성 엑시노스)를 적용하여 소형화, 저전력화, 저비용화를 이뤘다. 1Kg이 넘는 기존 라이브 인코더들의 경우 드론에 장착하기가 쉽지 않았던데 비해, 소형/경량화된 T live caster는 휴대가 간편하고 소형 드론에도 쉽게 장착되는 장점을 갖는다.   

 

Mobile AP 적용 효과

  • 소형화 - 세계 최소형/최경량 급
    • 크기: 110 x 65 x 15 mm 
    • 무게: 140g, LTE 라우터 동글 장착 시 240g
  • 저전력화 - 배터리는 스마트폰 급인 3000mAh로 3 ~ 4 시간 영상 전송 가능
  • 저비용 - 300 만원

 

LTE 연결 - T Live Caster 자체에는 LTE 통신 기능이 없는 대신 LTE모뎀을 내장한 다양한 기기들 (예, LTE 라우터 동글, T-포켓파이, 스마트폰)과 USB 테더링으로 연결되어 LTE 망을 통해 영상을 전송한다. 주파수 대역은LTE Band 1 (2.1 GHz)과 Band 3 (1.8 GHz)을 사용하며 수 Mbps 전송이 가능하다. T Live Caster는 스마트폰 앱을 이용하여 설정/제어하는 OTT형으로 SK 텔레콤이 아닌 다른 사업자 LTE 망을 이용할 수도 있다.

기존 대부분의 드론 영상은 5.8 GHz 무선자동차 조정용 주파수를 사용하여 드론이 보이는 제한된 거리 안에서 전송이 가능했다. 드론 영상을 중계할 때는 일반적으로 저장장치에 저장한 후 지상의 관제 센터로 전달되어 중계되었다. 시연에서는 드론 영상을 LTE연결을 통해 전송하였다. 이 경우 드론을 이용하여 Full-HD급 (1080p 60fps) 현장 영상을 거리 제한 없이 직접 관제 센터로 전송할 수 있다.

 

T Live Caster (오른쪽 끝은 LTE 라우터 동글을 장착한 모습)

 

다양한 Connectivity - 현장의 통신 상태에 따라 LTE 외에 WiFi, 유선 연결을 맺을 수 있다. SK 텔레콤에 의하면 LTE 망과 WiFi 망을 동시에 이용하는 멀티패스 연결도 가능하다. 

  • USB 테더링 - LTE 라우터 동글, T Pocket-Fi, 스마트폰을 이용하여 LTE 기지국으로 연결
  • WiFi 테더링 - 스마트폰을 이용하여 LTE 기지국으로 연결
  • WiFi - WiFi AP를 이용하여 유선망에 연결
  • Ethernet - Ethernet으로 유선망에 연결

 

T Live Caster Connectivity (source: SK Telecom)

 

T Live Studio - B2B용 영상 중계 플랫폼

‘T Live Studio'는 T Live Caster를 통해 현장에서 전송되는 라이브 영상을 관제 센터에서 신하는 서버측 플랫폼 장비이다. 여러 T Live Caster가 전송하는 다수의 라이브 영상을 한 화면에서 모니터링 할 수 있고, 이 영상들을 방송 장비와 연결하여 실시간 방송이 가능하다. SDI 라우터를 통해 영상을 분배하거나, 스트리밍 서버에 출력하여 현장 근처에 있는 구조 요원의 스마트폰으로 영상 스트리밍을 전송할 수 있다. 재난 현장에서 이동 관제 센터 기능을 지원하며 현장을 중앙 관제 센터나 방송국 스튜디오와 연결할 수 있다.

 

T Live Studio (source: SK Telecom)

 

이날 시연에서는 T Live Caster가 DMS 차량에 구축된 전용 플랫폼 T Live Studio와 연동하는 B2B 솔루션을 보여주었으나, LTE 라이브 인코더는 YouTube나 facebook 같은 B2C용 라이브 플랫폼과도 연동 가능하다. SK 텔레콤은 우선 B2B 솔루션을 추진하고 향후 B2C 서비스로 확장할 계획이다.

 

영상 중계 장비 활용 예

 

활용 분야

초소형 LTE 라이브 인코더는 이번 시연에서 드론을 활용한 영상 관제에 활용되었으나 이외에도 고화질 영상 생중계나 모바일 영상관제가 필요한 다양한 산업 영역에 적용될 수 있다.

  • 드론을 활용한 실시간 모바일 영상 관제
  • Outdoor Live Production
  • SNS/Online 방송: Remote lecture, Live Sermon, Surgery Live 등

 

현재 LTE 망을 통한 전송에서 1초 정도의 영상 중계 지연이 발생하나 수 ms의 초저지연을 지원하는 5G 망에서는 다양한 산업분야에 적용될 것으로 기대된다.

 

드론

이번 시연에서 선보인 '숨비'사 드론은 ‘정찰 드론 (V-100)’과 ‘인명구조 드론 (S-200)’으로, 강풍 (초속 13m/s)에도 견딜 수 있는 상업용 드론이다. 해수용장 정찰 및 조난 구조를 시작으로 화재 현장 등으로 활동 영역을 넓히고 있다.

  • 정찰 드론 (V-100)​
    • 안전사고 예방과 안전선 위반 피서객에 대한 경고 방송, 안면인식 기능을 활용한 미아 찾기 등의 기능 수행
    • 크기 - 775(W) x 775(D) x 800(H) mm, 무게 - 13.7Kg, 배터리 용량 - 22,000mAh x 2EA
    • 운용 반경 - 5Km, 운용시간 (typical) - 25분 
  • 인명구조 드론 (S-200) 
    • 최대한 빠른 시간 내로 조난자에게 구명튜브를 전달
    • 크기 - 1139.4(W) x 1139.4(D) x 926.8 mm(H), 무게 - 41Kg, 최대 이륙무게: 30Kg, 배터리 용량 - 22,000mAh x 2EA
    • 이륙무게: 시연에서 장착한 튜브는 3개 총 9Kg (3Kg/개 x 3)이다. 최대 30Kg 가능
    • 튜브 투하 시간 (typical): 24초 

 

'숨비'사의  정찰 드론 (V-100)과 인명구조 드론 (S-200)

 

드론 관제 차량 (Drone Mobile Station)

드론 관제 차량 (DMS)은 재난/재해 발생시 신속·정확하게 대응하는 이동식 재난/재해 컨트롤 타워를 목표로 한다. 드론을 탑재하고 드론 이∙착륙이 가능하며, 드론 운용을 관리하는 운용실 및 LTE 영상 중계 플랫폼을 포함한 영상관제센터를 갖추고 있다. LTE 망을 통해 DMS 차량 안에서 드론을 제어하고 실시간으로 영상을 직접 수신하고 분석할 수 있어, DMS가 드론 근처에 없어도 현장 상황을 감시할 수 있다.

 

DMS는 복수개의 드론을 탑재하고 다니면서 감시영역과 감시 시간을 늘려 연속적으로 영상 및 데이터를 송/수신할 수 있다. 재난/재해로 통신이 제한되는 상황에서 효과적일 것으로 기대된다.

 

또한, 데이터가 축적되면 수집된 빅데이터를 분석하여 새로운 서비스 개발에 활용할 수 있다.   

빅데이터 분석 예: 익수자 행동패턴, 시간/요일 별 방문객 수, 조수간만차로 인한 지형 및 환경변화 패턴 등

 

드론 관제 차량 (Drone Mobile Station; DMS) (source: 숨비, SK텔레콤)

 

드론 운용실 (왼쪽) 및 영상관제센터 (오른쪽)

 

DMS 활용 예: 드론 영상 관제 (source: SK텔레콤)

 

향후 계획

'숨비'사는 DMS를 활용하여 올해 인천시와 대기폐수 배출업소 관리, 비산먼지 발생 사업장 관리, 불법 어업/조업 관리 등의 시범사업을 진행한다. 또한 '숨비'와 SK 텔레콤은 여러 지방자치단체와도 DMS 적용을 협의 중이다.

 

이번 시연을 통해 SK 텔레콤은 향후 초소형 영상 중계 장비와 드론의 활용 방안을 보여주었다. 향후에는 5G 및 인공지능 사업과 결합하는 방안을 강구하고 있다. 

초소형 영상 중계 장비는 재난 모니터링, 환경 감시 같은 B2B/B2G용 외에 개인 방송 같은 B2C용으로 확장할 계획이다. T Live Caster와 T Live Studio는 국산 기술로 해외 솔루션에 비해 1/10 가격으로 보급할 계획으로 충분한 가격 경쟁력을 가질 것으로 전망했다.

 

SK텔레콤은 2019년을 목표로 5G 상용화를 준비하고 있다. Gbps급 사용자 속도와 msec급 네트워크 지연을 지원하는 5G가 상용화되면 재난 안전 상황이나 스포츠 경기 생중계 등에 초소형 영상 중계 장비와 드론 활용도가 높아질 것으로 전망했다.  

 

작년 9월 인공지능 서비스 '누구 (NUGU)'를 출시한 후에는 스마트 홈, 커머스, 로봇, 금융 등에 인공지능을 적용해 왔고, 올해 3분기에는 T맵에 적용하고 향후 드론에도 적용할 계획이다. 예를 들어, 드론 영상에 인공지능 기반 영상 분석 기법을 적용하여, 드론 구조 영상을 모니터링 하면서 사고발생 여부를 판단하고 구조 작업을 triggering할 수 있다. 

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