레이저 스캐너냐, 이미저냐? 각 장비의 고유한 특징 분석

측정·측량 작업에 모든 경우에 맞는 만능 해법은 없습니다. 작업에 적합한 도구는 프로젝트의 특정 요구 사항, 원하는 정확도 수준, 필요한 결과물 등 다양한 요소에 따라 달라집니다.  

이 글에서는 레이저 스캐너와 이미저의 주요 차이점을 설명합니다. Leica Geosystems 리얼리티 캡처 제품군 중 인기 있고 혁신적인 두 제품, Leica BLK360과 Leica BLK3D를 비교하며 실제 사례로 살펴보겠습니다. 

기술적으로는 다르지만 레이저 스캐너와 이미저는 상호보완적인 기술입니다. 유능한 측량사는 두 가지를 모두 활용합니다. 

그렇다면 기술적으로 무엇이 다르고, 각각 어떤 결과물을 얻을 수 있으며, 작업에 따라 무엇을 선택해야 할까요? 

 

레이저 스캐너와 이미저: 기술적으로 무엇이 다를까요? 

레이저 스캐너와 이미저는 주로 현실을 포착하는 방식에 따라 구별됩니다.  

레이저 스캐너는 LiDAR(Light Detection and Ranging, 빛 탐지 및 거리 측정) 기술로 작동합니다. 삼각대나 차량 같은 플랫폼, 또는 휴대용 장비에 장착된 센서에서 레이저 펄스를 방출하는 방식입니다.  

반면 이미저는 사진 측량(photogrammetry)에 기반한 카메라 시스템입니다. 사진 측량은 지상에서, 또는 드론으로 공중에서 촬영한 사진에서 공간 정보를 해석해 내는 기술입니다. 

 

 

그렇다면 레이저 스캐너는 어떻게 작동하나요? 

레이저 스캐너는 회전 거울로 레이저 펄스를 일정한 패턴에 따라 내보냅니다. 레이저 펄스가 물체에 닿으면 스캐너 쪽으로 반사되고, 스캐너는 각 펄스가 물체까지 갔다가 돌아오는 데 걸린 시간을 측정합니다. 이른바 "비행 시간(time-of-flight)" 데이터에 빛의 속도를 적용해 물체까지의 거리를 계산합니다. 

최신 레이저 스캐너는 초당 수천 번씩 측정합니다. 예를 들어 Leica BLK360는 초당 680,000개의 레이저 펄스를 방출합니다. 이를 통해 스캐너는 조밀한 거리 측정 그리드를 캡처하고 스캔한 주변 환경에 대한 매우 정확한 3D 포인트 클라우드를 생성할 수 있습니다. 

전용 소프트웨어를 쓰면 포인트 클라우드 데이터를 측량부터 가상 현실, 문화유산 보존에 이르는 다양한 산업에서 유용한 인사이트와 실무 활용 자료로 바꿀 수 있습니다. 따라서 레이저 스캐너는 3D 모델, 평면도, BIM 모델 및 가상 투어를 제작하는 데 이상적입니다. 

 

 

BLK360 같은 레이저 스캐너를 사용하면 어떤 이점이 있나요? 

가장 큰 장점은 빠른 속도와 현장에서 절약되는 시간입니다. Leica BLK360는 시중에서 가장 빠른 이미징 레이저 스캐너로 20초 만에 구면 이미지를 포함한 전체 스캔을 캡처합니다. 여기에 시각적 관성 시스템(VIS) 기술이 더해져 스캔이 자동으로 결합되므로 현장을 떠나기 전에 데이터 세트가 빠짐없이 갖춰졌는지 확인할 수 있습니다. 스캔을 다시 하거나 측정값을 더 얻으려고 현장을 재방문할 일이 없다는 뜻입니다!  

또한 Leica Cyclone FIELD 360 모바일 앱을 쓰면 태블릿이나 스마트폰으로 스캐너를 제어하면서 현장 작업 전체를 한눈에 파악하고 관리할 수 있습니다. 예를 들어, 포인트 클라우드의 미리보기를 보고, 음영(사각) 영역이 있는지 확인하고, 필요한 경우 데이터 수집을 반복하거나, 데이터를 삭제하여 파일 크기를 줄일 수 있습니다. 다양한 유형의 지오태그를 추가해 데이터에 유용한 정보를 더할 수도 있습니다. 이를 통해 현장에서 소요되는 시간을 대폭 줄이고 데이터의 전반적인 품질을 향상시킬 수 있습니다. 

 

 

그렇다면 이미저는 어떻게 작동하나요? 

이미저는 레이저 스캐너와 다르게 작동합니다. 레이저 스캐너가 능동적으로 빛을 방출하고 빛이 돌아오는 시간을 측정하는 반면, 이미저는 약간 다른 시점에서 동일한 장면의 스테레오 이미지를 캡처하여 측정 가능한 3D 이미지로 변환합니다. 우리 뇌가 한쪽 눈이 아닌 두 눈으로 깊이를 지각하는 원리와 비슷합니다.  

이미저에는 보통 두 대 이상의 카메라가 장착되어 같은 장면을 두 장 이상 동시에 촬영합니다. BLK3D 같은 이미저에는 두 대의 카메라가 장착되어 있으며 캡처 과정은 스마트폰으로 사진을 찍는 것과 다르지 않습니다. 사용자는 스테레오 이미지를 한 쌍만 촬영할지(단일 샷), 여러 쌍을 촬영할지(다중 샷) 선택할 수 있습니다. 이 선택은 측정의 정확도에 영향을 미치며, 다중 샷이 더 정확합니다. 온보드 소프트웨어는 이러한 이미지의 공통 특징점을 식별하고 사용자에게 측정 가능한 3D 이미지를 제공합니다. 

 

 

이미지로 무엇을 할 수 있나요? 

그런 다음 사용자는 3D 이미지에서 치수를 추출할 수 있습니다. 예를 들어 사용자가 건물 외관을 캡처한 경우 나중에 발코니의 높이, 너비, 깊이와 같은 치수를 추출할 수 있습니다. 

Leica BLK3D는 두 카메라가 보정(캘리브레이션)되어 있습니다. 즉, 시스템이 두 카메라 사이의 거리를 이미 알고 있어 생성된 3D 이미지에 축척이 적용되어 있습니다. 따라서 사용자는 축척이나 기준 치수를 따로 입력하지 않아도 사진에서 바로 측정할 수 있습니다.  

 

 

BLK3D 같은 이미저를 사용하면 어떤 이점이 있나요? 

BLK3D와 같은 3D 이미저는 견적 산출 시 현장에서 소요되는 시간을 대폭 줄여줍니다. 일반적으로 건설 회사는 개축 프로젝트와 같이 기존 건물에 대한 사전 검사를 수행해야 할 때 BLK3D를 선택합니다. 이 첫 현장 점검에서 고객에게 견적을 내고 필요한 자재량을 계획하려면 치수를 빠르게 뽑아내야 합니다. 이러한 맥락에서 BLK3D는 현장에서 이미지를 캡처하는 데 사용되며 나중에 BLK3D 데스크톱 소프트웨어를 사용하여 사무실에서 측정값을 추출합니다. 

가장 큰 장점은 BLK3D가 정확한 측정을 신속하게 수행할 수 있다는 것입니다. 실내에서는 오차가 몇 밀리미터, 실외에서는 몇 센티미터에 불과하므로 일반적으로 견적 산출에 충분히 정확합니다. 기존의 비디지털 측정 방법(거리 측정기 또는 테이프 등)에 비해 BLK3D는 훨씬 빠르면서도 사용자 친화적입니다. 

BLK3D와 같은 이미저의 또 다른 이점은 기존 방법으로는 잴 수 없는 치수도 측정할 수 있다는 점입니다. 예를 들어 처마가 없는 건물의 높이는 어떻게 재야 할까요? BLK3D를 사용하면 사진만으로도 가능합니다. 


 

그렇다면 이미저와 레이저 스캐너 중 무엇을 골라야 할까요? 

둘 중 어느 것을 사용할지는 프로젝트 요구 사항과 필요한 결과물에 따라 달라집니다. 이미저와 레이저 스캐너는 상호 보완적인 기술입니다. 각각의 장점이 있으므로 사용자는 주어진 상황에 가장 적합한 도구를 선택해야 합니다. 

건축가부터 유틸리티 기업까지, 앞서가는 전문가들은 이미저와 레이저 스캐너를 모두 갖춰 두고 필요한 결과물과 프로젝트 단계에 따라 알맞은 것을 골라 씁니다. 

실제 예를 들면, BLK3D는 소규모 건물 내부나 4층 이하 건물 외관의 개보수·시공 프로젝트에서 견적을 낼 때 제격입니다. 현재 상태를 문서화하거나 현장에서 치수를 신속하게 추출해야 할 때 훌륭한 동반자입니다. 또한 BLK3D를 사용하면 측정값을 CAD 형식으로 직접 내보내고 사무실에서 계속 효율적으로 작업할 수 있습니다. 리얼리티 캡처의 세계에 처음 입문하는 모든 사람에게 훌륭한 솔루션입니다. 

대규모 프로젝트와 건물의 경우 포인트 클라우드를 사용하면 측정 및 문서화에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있습니다. BLK360는 사용이 쉽고 크기가 작아 레이저 스캐닝 경험이 전혀 없는 분께도 안성맞춤입니다. 포인트 클라우드에서 높은 정확도(10m 거리에서 4mm)로 치수를 측정할 수 있습니다. 또한 데이터를 설계, 시공, 분석의 기초로 사용하거나 디지털 기록으로 사용할 수 있는 정확한 3D 모델로 변환할 수도 있습니다. 현장에서 효율성을 높이고 결과물을 한 단계 더 발전시키는 것이 목표라면 훌륭한 동반자입니다. 

 

BLK360 및 BLK3D에 대해 여기에서 자세히 알아보세요.