“곤충의 눈에서 영감을 얻은 혁신, Ommatidia LiDAR”
2020년에 설립된 Ommatidia LiDAR는 곤충의 겹눈을 뜻하는 ‘ommatidia(옴마티디아)’ 에서 영감을 얻은 생체 모방 설계와
특허받은 대량 병렬 레이저 레이다(Massively Parallel Laser RADAR) 기술을 통해 광학 센싱 분야의 혁신을 주도하고 있습니다.
Ommatidia는 넓은 범위의 빔 조사 기술과 단일 광자 민감도(Single-photon sensitivity) 기술을 결합하여,
항공우주, 인프라, 에너지, 회전 기계 등 다양한 산업 분야를 위한 3D 광학 거리 측정 솔루션을 개발합니다.
숙련된 R&D 전문가와 비즈니스 베테랑들로 구성된 Ommatidia 팀은 광학 소자, 이미지 알고리즘, 포토닉스 기술 분야의 수십 년 된 전문성을 바탕으로,
3D 진동 및 정밀 계측(3D Vibrometry & Metrology)에 최적화된 Q-시리즈를 통해 끊임없는 기술 혁신을 이어가고 있습니다.
Q1S Laser Radar: 구조물 건전성 모니터링(SHM)을 위한 혁신적 솔루션
Q1S Laser RADAR 시스템은 토목 공학 분야의 구조물 건전성 모니터링(SHM) 방식을 혁신하기 위해 개발된 최첨단 도구입니다. 이 혁신적인 솔루션은 고정밀 진동 테스트와 고급 편향(Deflection) 및 변위(Displacement) 측정 기능을 결합하여, 대형 토목 구조물의 상태와 안정성에 대한 독보적인 통찰력을 제공합니다.
최신 근적외선(NIR) 레이저 기술을 기반으로 하는 Q1S는 정밀한 3D 데이터를 제공하며, 이를 통해 엔지니어는 교량, 터널, 건물과 같은 주요 인프라의 운영 모드 분석(Operational Modal Analysis) 및 장기 측량을 수행할 수 있습니다.
인프라 측량을 위한 독보적인 정확도와 효율성
Q1S는 다양한 유형의 인프라 전반에 걸쳐 정밀한 편향 및 진동 측정을 가능하게 하는 첨단 간섭계(Interferometric) 기술로 차별화된 성능을 입중합니다. 특히 128개의 병렬 레이저 빔은 계측급(Metrology) 정확도를 제공하며, 표면 좌표를 수십 마이크론(μm) 이내로 식별하고 1마이크론(μm) 미만의 미세한 처짐(Deflection)까지 정확하게 분석해냅니다.
토탈 스테이션(Total Station)과 같은 기존 도구와 달리, Q1S는 별도의 마커 부착이나 표면 처리가 전혀 필요 없을 뿐만 아니라 데이터 수집 속도를 획기적으로 높여 프로젝트 전반의 효율성을 크게 향상시킵니다.
※ 잠깐! 기술 비교: Q1S는 무엇이 다른가요?
Q1/Q2: 주로 이동형으로 사용하며 제품 검수나 일시적인 현장 진단에 집중합니다.
Q1S (모니터링 특화형): 고정 설치를 통한 상시 모니터링에 최적화되어 있습니다. 128개의 병렬 레이저 빔을 통해 수십 마이크론(μm)의 정밀도로 표면 좌표를 확인하며, 특히 1마이크론(μm) 미만의 미세한 처짐(Deflection)까지 감지해냅니다. 토탈 스테이션과 달리 마커 부착이 필요 없어 유지보수 효율이 압도적입니다.
Q1S 토목 인프라의 주요 특징
➀ 정밀 3D 스캐닝 및 진동 분석 (Detailed 3D Scanning and Vibration Analysis)
Q1S 시스템은 선명한 3D 포인트 클라우드와 정밀 진동 데이터를 동시에 제공합니다. 이러한 데이터의 결합은 주변 진동(Ambient vibrations)만을 이용하여 구조물의 공진 주파수와 모드 형상을 찾아내는 운영 모드 분석(OMA)에 최적화된 환경을 제공합니다. 또한, Q1S는 고정밀 변위 센서로서 단기적인 거동 변화는 물론 장기적인 구조적 움직임까지 매우 정밀하게 추적합니다.
➁ 완벽한 디지털 트윈 통합 (Seamless Digital Twin Integration)
디지털 트윈(Digital Twin) 플랫폼과 연동되는 Q1S는 구조적 거동에 대한 실시간 시각화 및 분석 기능을 제공합니다. 이를 통해 엔지니어는 현장 실측 데이터를 컴퓨터 시뮬레이션 값과 즉각적으로 비교할 수 있으며, 결함을 예측하고 선제적인 유지보수 계획을 수립할 수 있습니다. 결과적으로 이 고급 진동계 및 센서는 신뢰도 높은 의사결정을 지원하여 주요 인프라의 수명 주기(Lifecycle)를 최적화합니다.
➂ 광학식 변위 센서 모드 (Optical Displacement Sensor)
Q1S는 단기 처짐(Deflection) 측정과 장기 변위(Displacement) 모니터링 모드를 모두 지원하는 듀얼 시스템입니다.
단기 처짐 모드: 레이저 도플러 진동계(LDV)로 작동하며, 40kHz의 고속 샘플링과 서브 마이크론 (μm)수준의 극저노이즈를 통해 정밀한 진동 및 처짐 곡선을 산출합니다.
장기 변위 모드: 절대 간섭계(Absolute Interferometry) 기술을 활용한 변위 센서로서, 수개월 또는 수년에 걸친 구조물의 미세한 위치 변화와 이동을 지속적으로 모니터링합니다.
☞ Q1S가 토목 현장에서 강력한 이유
-OMA(운영 모드 분석) 최적화: 별도의 강제 진동 유발 장치 없이, 바람이나 차량 통행 등 자연적인 진동만으로 구조물의 건강 상태를 진단할 수 있습니다.
-40kHz 샘플링: 매우 빠른 속도로 데이터를 수집하여 고주파 진동까지 놓치지 않고 잡아냅니다.
-절대 간섭계 기술: 시간이 지나 센서의 위치가 미세하게 변하더라도, 물체와의 절대 거리를 측정하기 때문에 장기 모니터링에서 오차가 누적되지 않습니다.
*Ommatidia의 LDV는 맥스가 50m 밖에서도 교량의 진동과 변위를 측정할 수 있습니다.
안전한 인프라 관리를 (SHM) 위한 Q1S의 역할
1. 교량 및 육교 (Bridges and Overpasses) 교량은 교통 네트워크의 핵심 요소로서 동적 하중, 노후화, 환경적 스트레스에 끊임없이 노출됩니다. Q1S는 실시간으로 처짐(Deflection) 및 진동(Vibrometry) 데이터를 제공하여 구조적 건전성과 공공 안전을 보장합니다. 또한, 정밀한 측정값을 통해 잠재적 위험을 조기에 감지할 수 있습니다.
2. 초고층 빌딩 및 고층 건축물 (Skyscrapers and High-Rise Buildings) 도시화가 가속화됨에 따라 지진 발생이나 강풍 하중 시 고층 빌딩의 동적 거동을 조사하는 것이 매우 중요해졌습니다. Q1S는 엔지니어가 구조물의 회복력(Resilience)을 평가할 수 있게 할 뿐만 아니라, 위험을 완화하고 안전성을 높이기 위해 설계를 최적화하도록 돕습니다.
3. 터널 및 지하 구조물 (Tunnels and Underground Structures) 지하 인프라는 종종 지반 이동이나 침하 현상을 겪습니다. 이에 따라 Q1S의 정밀 레이저 측정 도구는 잠재적인 문제를 조기에 탐지합니다. 그 결과, 적시에 개입하여 조치를 취할 수 있으므로 사고 위험을 획기적으로 줄일 수 있습니다.
4. 댐 및 수자원 시설 (Dams and Water Infrastructure) 대규모 수자원 관리 구조물은 고유한 환경적 도전에 직면해 있습니다. Q1S는 미세한 진동과 구조적 이동을 모니터링하여 장기적인 안정성을 보장합니다. 또한, 문제가 심각해지기 전에 미리 식별함으로써 치명적인 붕괴 사고를 사전에 방지합니다.
※ 전문가를 위한 Note: Q1S는 이 모든 구조물에서 최대 50m 거리를 유지하며 측정이 가능합니다. 강 위나 높은 외벽처럼 접근이 불가능한 위치에 센서를 부착할 필요가 없으므로, 작업자의 안전 확보와 유지보수 비용 절감이 동시에 가능한 유일한 솔루션입니다.
∨배치의 용이성
IP54 등급 보호를 적용받아 설계된 Q1S는 야외 장기 사용에 적합한 측량 장비입니다. 경량화된 설계는 휴대성과 기존 토탈스테이션 워크플로우와의 통합을 보장합니다.
∨비용 효율적인 유지보수
문제를 조기에 발견함으로써 Q1S는 비용이 많이 드는 수리를 최소화하고 인프라의 운영 수명을 연장합니다.
∨안전성 향상
Q1S는 구조 역학의 미세한 변화를 감지할 수 있는 레이저 측정 시스템입니다. 이는 구조적 붕괴를 예방하여 생명과 재산을 보호하는 데 도움을 줍니다.
비교우위: Q1S가 선도하는 차세대 모니터링
압도적인 정밀도와 속도 (Precision and Speed) Q1S는 128개의 레이저 진동계 빔을 통해 광학 계측 데이터를 동시에 수집합니다. 이는 측정 포인트의 수, 설치 속도, 그리고 정확도 면에서 스트레인 게이지(Strain gauges)와 같은 기존 도구들을 압도합니다. 특히 단 한 곳의 거점 설치(Single-location deployment)만으로 작동하므로, 시스템 구축 및 유지보수 과정이 획기적으로 단순화됩니다.
원활한 시스템 통합 (Seamless Integration)
Q1S는 가속도계, 스트레인 게이지, 거리 센서 등 다른 센서 기술들과 유연하게 통합됩니다. 내장된 GPS 클럭을 통해 모든 장비 간의 데이터를 정밀하게 동기화할 수 있어, 인프라 모니터링 및 유지관리를 위한 완벽한 통합 솔루션을 제공합니다. 이러한 적응성은 현대적인 디지털 트윈(Digital Twin) 생태계 구축의 핵심 원칙과 완벽히 일치합니다.
비파괴 검사 (Non-Destructive Testing, NDT)
Q1S는 구조물의 손상을 전혀 입히지 않는 비접촉·비파괴 검사 방식을 지원합니다. 구조물의 원형을 보존하면서도 상세한 통찰력을 제공하는 이 기술은, 특히 물리적 센서(가속도계 등) 설치가 불가능하거나 조심스러운 역사적 유적지 및 고건축물 모니터링에 매우 가치 있는 도구입니다.
☞ 기술 비교: Q1S만의 독보적 가치는?
-절대 간섭계 기반의 장기 변위 추적: 단순히 흔들림만 재는 것이 아니라, 수개월에 걸친 구조물의 절대적인 위치 변화를 수 마이크론 오차 내에서 추적합니다.
-내장형 기상 보정 시스템: 온도, 습도, 기압 센서가 대기 상태를 실시간 보정하여, 야외 현장에서도 계절과 날씨에 상관없이 일관된 데이터를 보장합니다.
-50m 원격 측정의 안전성: "Ommatidia의 LDV는 맥스가 50m 밖에서도 교량의 진동과 변위를 측정할 수 있습니다." 사람이 접근하기 어려운 위험한 위치도 지상에서 안전하고 정밀하게 진단합니다.
