KR101445272B1 - 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법과 이를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체 - Google Patents

증강현실기법을 이용한 시공관리 방법과 이를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시공자가 복잡한 시공 현장을 정확하게 이해하고 시공상의 결함을 쉽게 확인할 수 있는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법과 이를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체를 개시한다. 본 발명에 따른 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법은 시공 현장 위치 정보가 입력되는 위치 정보 입력 단계, 상기 입력된 위치 정보에 대응하는 시공 정보를 검색하는 시공 정보 검색 단계, 상기 시공 현장에 대한 영상이 입력되는 영상 입력 단계 및 검색된 시공 정보를 입력된 영상에 투영하여 출력하는 시공 정보 출력 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 시공자가 쉽게 복잡한 시공 현장을 이해할 수 있도록 한다.

Description

증강현실기법을 이용한 시공관리 방법과 이를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체{METHOD FOR MANAGING CONSTRUCTION USING ARGUMENTED REALITY AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM ON WHICH PROGRAM FOR EXECUTING }
본 발명은 시공관리 방법 및 프로그램에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 시공 현장을 촬영한 영상에 시공해야 하는 구조물의 영상을 투영해주는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법 및 이를 실행하기 위한 프로그램에 관한 것이다.
오늘날의 시공 현장은 그 규모가 점점 대형화되고 있고 다양한 구조물이 얽혀있는 특수성이 있다. 그에 따라 기존 시스템이나 관리 환경에서는 구조물을 정확한 위치에 시공하는 것이 점점 어려워져 시공 오차, 중복 및 누락이 발생하고 있다.
특히 플랜트 구조물을 시공하는데 있어서, 파이프 배관은 3D 공간에 좌우상하로 복잡하게 엉켜있는 경우가 많다. 따라서 2D설계 도면을 기반으로 파이프를 시공하는 현장에서 복잡한 배관도면을 이해하는 것은 쉽지 않았고, 결국 파이프 배관은 시공자의 오랜 경험과 능력에만 의존해야 하는 문제점이 발생하였다.
또한, 시공자가 시공 검사를 하는데 있어서 파이프 배관 위치에 결함이 있더라도, 얽혀있는 파이프에서 결함을 한눈에 발견하기란 쉽지 않았다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복잡한 구조물 도면을 쉽게 이해하고 시공상의 결함을 찾을 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 복잡한 시공 순서를 쉽게 이해할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 구조물의 시공에 필요한 자재 및 수량을 쉽게 파악할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명에 따른 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법은, 시공 현장 위치 정보가 입력되는 위치 정보 입력 단계, 상기 입력된 위치 정보에 대응하는 시공 정보를 검색하는 시공 정보 검색 단계, 상기 시공 현장에 대한 영상이 입력되는 영상 입력 단계 및 검색된 시공 정보를 입력된 영상에 투영하여 출력하는 시공 정보 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시공 정보는 시공되어야 할 구조물의 크기, 형상, 위치 및 고유번호 중 1이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시공 정보 검색단계에서 시공 정보의 검색은 자체적으로 저장된 시공 정보를 검색하거나, 서버에 저장된 시공 정보를 검색하여 불러오는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 위치 정보 입력 단계는 시공 현장에 부착된 위치 정보가 포함된 태그를 촬영함으로써, 상기 태그 정보에 포함된 위치정보를 인식하여 위치 정보를 입력받는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 태그는 바코드 또는 QR코드인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시공 정보 출력 단계에서 태그 위치를 기준으로 이미지에 시공 정보를 투영하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시공 정보 출력 단계에서 입력된 이미지를 3D 공간정보로 변환하고, 상기 검색된 시공 정보에 따라 형상화된 가상의 구조물을 생성하고, 생성된 가상의 구조물을 상기 3D 공간정보에 맞추어 배치하여 나타내는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시공 정보 출력 단계에서 이미지에 포함된 기존에 설치된 구조물과 가상의 구조물이 색상 차이를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시공 정보 출력 단계에서 상기 가상의 구조물을 시공 순서에 따라 순차적으로 이미지에 투영하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시공 정보 출력 단계에서 상기 가상의 구조물을 시공하는데 필요한 자재 및 수량을 이미지에 투영하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시공 정보 출력 단계는 상기 3D 공간정보로 변환된 이미지와 상기 가상의 구조물을 비교하여, 시공 현장에 구조물의 시공이 잘못되었을 경우 이를 확인하고 상기 확인된 내용을 이미지에 투영하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구조물은 파이프인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기의 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법을 실행하는 프로그램이 기록된 기록매체를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 시공 정보를 입력된 영상에 투영하여 출력함으로써, 복잡한 구조물 도면을 쉽게 이해할 수 있도록 하는 방법과 이를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체가 제공된다.
또한, 입력된 영상에 가상의 구조물을 시공 순서에 따라 순차적으로 표시함으로써, 복잡한 시공 순서를 쉽게 이해할 수 있도록 하는 방법과 이를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2 및 도 3은 파이프 배관을 하기 위한 시공 현장에서 본원발명을 실행하는 장치의 사용 예를 도시한 것이다.
본 발명은 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법과 이를 실행하는 프로그램이 기록된 기록매체에 관한 것으로써, 기존에 플랜트의 구조물을 시공하면서 발생하였던 시공 오차, 중복 및 누락의 문제를 해결하는 것을 특징으로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법과 이를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시공관리 방법은 위치 정보 입력 단계(S110), 시공 정보 검색 단계(S120), 영상 입력 단계(S130), 시공 정보 출력 단계(S140)를 포함하여 이루어진다.
이 중 위치 정보 입력 단계(S110)는 시공 현장에서 시공 정보를 확인하고자 하는 곳의 위치 정보가 입력되는 단계이다.
위치 정보란 시공 현장의 공간 좌표를 의미하며, 위치 정보를 입력하는 방법으로는 위치 정보 값을 직접 입력하는 방법과 시공 현장에 부착된 위치 정보가 포함된 태그를 부착하고 이를 촬영함으로써, 상기 태그 정보에 포함된 위치 정보를 인식하여 위치 정보를 입력받는 방법 및 GPS를 이용한 방법 등이 있다. 이때, 상기 태그는 바코드 또는 QR코드와 같이 고유의 정보를 저장하고 있으며, 이를 스캔하였을 때 기록된 위치 정보를 인식할 수 있는 태그를 사용하는 것이 바람직하다.
시공 정보 검색 단계(S120)는 상기 위치 정보 입력단계에서 입력된 위치 정보를 이용하여 시공자에게 제공해야 할 시공 정보를 검색하는 단계이다.
이때 시공 정보는 시공되어야 할 구조물의 크기, 형상, 위치 및 고유번호 중 1이상의 정보를 포함하는 정보이다. 파이프를 기준으로 시공 정보를 설명하면, 크기는 파이프의 지름, 형상은 원형 및 사각 파이프와 같은 파이프의 형태, 위치는 상기 파이프가 설치되는 3차원 좌표, 고유번호는 배관 되는 파이프에 부여된 일련번호이다. 물론, 상기 시공 정보 외에도 구조물의 특징을 설명할 수 있는 다른 정보가 시공 정보에 포함되어도 무방하다.
또한, 시공 정보는 후술할 시공 정보 출력 단계(S130)에서 시공자가 쉽게 시공 정보를 확인할 수 있도록 가시화 가능한 포맷으로 형성한다. 시공 정보 중 하나인 파이프 배관도를 예로 들어 보다 자세히 설명하면, 일반적으로 2D 도면으로 파이프의 배관을 도시한 배관도를 파이프 배관 경험이 부족한 시공자가 한눈에 알아보기는 쉽지 않다. 따라서, 상기 2D 도면을 3D로 렌더링하고 모든 방향의 시점에서 파이프의 배관 위치를 확인할 수 있도록 포맷을 변경함으로써 쉽게 배관 정보를 확인할 수 있도록 한다.
상기 시공 정보 검색단계에서 시공 정보를 검색하기 위해서는, 상기 위치 정보 값에 따라 대응되는 시공 정보를 미리 설정해 놓아야 한다. 특히 상기 3D 렌더링 된 배관도에 태그를 붙일 위치를 지정하고 시공현장에서 상기 위치에 맞게 태그를 부착한다면, 위치 정보 값을 직접 입력하는 방식보다 더욱 쉽게 시공 정보의 검색이 가능하다.
그리고 시공 정보 검색은 자체적으로 저장된 시공 정보를 검색함으로써 검색 속도를 높이는 방법 및 별도로 서버에 시공 정보를 저장하고 이를 검색하여 불러옴으로써 시공 정보의 중앙 집중이 가능하도록 하는 방법 등을 사용할 수 있다.
영상 입력 단계(S130)는 상기 시공 현장에 대한 영상이 입력되는 단계이다. 본원발명에는 시공자가 현장에서 쉽게 시공 정보를 이해할 수 있도록, 시공 현장의 영상 정보를 입력받아 상기 영상에 편집된 시공 정보를 투영하여 시공자에게 제공한다. 영상 입력 단계(S130)는 상기 영상의 편집에 필요한 시공 현장의 영상이 입력되는 단계이다.
시공 정보 출력 단계(S140)는 시공 정보를 상기 영상 입력 단계에서 입력된 영상에 투영하여 출력하는 단계이다. 파이프 시공을 예로 들어 시공 정보 출력 단계를 더욱 자세히 설명하면, 파이프의 배관이 예정된 시공 현장에서 시공 현장의 영상을 촬영하면, 상기 촬영된 영상에 3D로 렌더링 된 설치 예정인 파이프와 파이프의 정보를 실제로 시공될 위치에 맞추어 투영하여 출력하는 단계이다.
이때, 상기 시공 정보를 입력된 영상에 투영하기 위해서는 어느 시공 정보를 투영해야 하는 것인지의 확인과, 상기 시공 정보를 입력된 영상의 어느 위치에 투영해야 하는 것인지의 지정이 선행되어야 한다.
본 발명에서는 어느 시공 정보를 투영해야 하는 것인지 확인하기 위하여, 상기 위치 정보 입력 단계(S110)에서 입력받은 위치 정보를 바탕으로 시공 정보 검색 단계(S120)에서 시공자에게 제공해야 할 시공 정보를 검색함으로써 영상에 투영되어야 하는 시공 정보를 확인할 수 있다.
그리고, 시공 정보를 입력된 영상의 어느 위치에 투영해야 하는지 지정하는 방법으로는 두 가지 방법이 있을 수 있다. 첫 번째 방법은, 위치 정보 입력 단계(S110)에서 입력된 위치 정보를 기준점으로 하여 시공 정보를 영상에 투영하는 방법이다.
두 번째 방법은, 상기 입력된 영상을 3D 공간 정보로 변환하고 이를 3D로 렌더링 된 시공 정보와 비교하여, 입력된 영상이 3D 렌더링 된 시공 정보의 어느 위치를 촬영하는 것인지 확인한 후 시공자에게 제공하고자 하는 정보를 입력된 영상의 3D 공간 정보에 맞추어 투영하는 방법이다.
상기 두 가지의 투영 위치를 지정하는 방법은 각각의 장단점이 있다. 첫 번째 방법은 단순히 위치 정보를 기준점으로 하여 시공 정보를 출력함으로써 그 과정이 단순하고 그에 따라 시공 정보의 출력시간이 빠르지만, 영상의 촬영 위치에 따라 시공 정보가 의도하지 않은 곳에 투영될 수 있다.
두 번째 방법은 촬영 영상을 3D로 공간 정보로 변환하고 이를 3D로 렌더링하였던 시공 정보와 매칭한 후 3D 공간 정보에 맞추어 3D로 렌더링하였던 시공 정보를 투영함으로써 촬영 영상의 정확한 위치에 시공 정보를 투영할 수 있다는 장점이 있지만, 촬영 영상을 3D 공간 정보로 변환하고 이를 시공 정보와 매칭하는 과정에서 연산과정이 증가하여 시공 정보의 출력시간이 늘어난다.
일반적으로 플랜트 시공 현장은 빈틈없는 시공이 요구됨으로 시공 정보를 정확한 투영할 수 있는 상기 두 번째 방법을 이용하여 영상의 어느 위치에 시공 정보를 투영해야 하는지 지정하는 것이 바람직하다.
그리고, 촬영된 영상에 시공 정보를 투영하는데 있어서, 촬영된 영상에 투영되는 시공 정보는 명확히 대비되어 시공자가 구별할 수 있도록 하는 것이 좋다. 따라서 시공 정보는 기존의 설치된 구조물의 색과 대비되는 색으로 촬영된 영상에 투영하는 것이 바람직하다.
또한, 복잡한 구조물을 한꺼번에 촬영된 영상에 투영할 경우 구조물이 서로 가려져 정확한 시공 위치를 확인하기 어려움으로, 시공 순서에 따라 구조물을 순차적으로 촬영된 영상에 투영하는 방법을 사용함으로써 시공자가 쉽게 설치해야 하는 구조물을 확인하고 순서에 맞게 시공을 할 수 있도록 한다.
또한, 상기 가상의 구조물을 시공하는데 필요한 자재 및 수량을 표시함으로써, 사용자가 일일이 필요한 자재 및 수량을 계산하거나 별도의 배관도를 지참하여 비교하지 않더라도 시공에 필요한 자재 및 수량 정보를 파악할 수 있다.
또한, 시공 현장의 현재의 모습을 촬영하여 상기 3D 공간정보로 변환된 이미지와 시공 현장에 앞으로 설치해야 하는 시공 정보에 따라 형상화된 가상의 구조물을 비교하여, 시공이 잘못된 부분을 확인하고 상기 확인된 잘못 시공된 부분을 이미지에 투영함으로써 사용자가 주의를 기울여 찾지 않더라도 잘못 시공된 부분을 손쉽게 확인할 수 있다.
도 2는 파이프 배관을 하기 위한 시공 현장을 도시한 것이다. 이때, 위치 정보 값을 직접 입력하지 않고 태그를 이용하여 위치 정보 값을 입력할 경우, 도면과 같이 위치 정보가 포함된 태그(10)를 현장에 부착한다.
도 3은 본원발명을 실행하는 장치의 사용 예를 도시한 것이다. 도면에 도시한 것과 같이 본원발명을 실행하는 장치(20)를 이용하여 태그(10)가 부착된 시공 현장을 촬영하면, 시공 현장에 대응되는 시공 정보를 검색하고 상기 시공 정보를 바탕으로 파이프를 배관하는 위치와 파이프의 크기, 고유번호와 같은 정보를 촬영된 영상에 투영하여 출력된다.
따라서 기존 시공 현장에서 도면과 시공 현장을 서로 비교해 가며 시공을 하던 방법과 비교하여, 본원발명의 방법을 실행하는 장치를 이용함으로써 앞으로 시공해야 하는 파이프를 한눈에 확인할 수 있다
이와 같이 본원발명에 따른 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법은 앱(Application)으로 구현할 수 있고, 시공자는 이 앱을 다운받아 휴대용 디바이스를 통해 실행시킴으로써 본원발명을 손쉽게 사용할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법과 이를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체를 첨부된 도면을 참조로 구체적인 실시예로 한정되게 설명하였으나 이는 하나의 실시예일 뿐이며, 첨부된 특허청구범위에서 청구된 발명의 사상 및 그 영역을 이탈하지 않으면서 다양한 변화 및 변경이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
S110 : 위치 정보 입력 단계 S120 : 시공 정보 검색 단계
S130 : 영상 입력 단계 S140 : 시공 정보 출력 단계
10 : 태그

Claims (13)

  1. 시공 현장 위치 정보가 입력되는 위치 정보 입력 단계;
    상기 입력된 위치 정보에 대응하는 시공 정보를 검색하는 시공 정보 검색 단계;
    상기 시공 현장에 대한 영상이 입력되는 영상 입력 단계; 및
    검색된 시공 정보를 입력된 영상에 투영하여 출력하는 시공 정보 출력 단계;
    를 포함하여 이루어지며,
    상기 시공 정보 출력 단계는 영상 입력 단계에서 입력된 이미지를 3D 공간정보로 변환하고 상기 시공 정보 검색 단계에서 검색된 시공 정보에 따라 형상화된 가상의 구조물을 생성하고 생성된 가상의 구조물을 상기 3D 공간정보에 맞추어 배치하며, 상기 3D 공간정보로 변환된 이미지와 상기 가상의 구조물을 비교해 시공 현장에 구조물의 시공이 잘못되었을 경우 이를 확인하고 상기 확인된 내용을 이미지에 투영하는 것을 특징으로 하는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시공 정보는 시공되어야 할 구조물의 크기, 형상, 위치 및 고유번호 중 1이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시공 정보 검색단계에서 시공 정보의 검색은 자체적으로 저장된 시공 정보를 검색하거나, 서버에 저장된 시공 정보를 검색하여 불러오는 것을 특징으로 하는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치 정보 입력 단계는 시공 현장에 부착된 위치 정보가 포함된 태그를 촬영함으로써, 상기 태그 정보에 포함된 위치정보를 인식하여 위치 정보를 입력받는 것을 특징으로 하는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 태그는 바코드 또는 QR코드인 것을 특징으로 하는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 시공 정보 출력 단계에서 태그 위치를 기준으로 이미지에 시공 정보를 투영하는 것을 특징으로 하는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 시공 정보 출력 단계에서 이미지에 포함된 기존에 설치된 구조물과 가상의 구조물이 색상 차이를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 시공 정보 출력 단계에서 상기 가상의 구조물을 시공 순서에 따라 순차적으로 이미지에 투영하는 것을 특징으로 하는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 시공 정보 출력 단계에서 상기 가상의 구조물을 시공하는데 필요한 자재 및 수량을 표시하는 것을 특징으로 하는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법.
  11. 삭제
  12. 제2항에 있어서,
    상기 구조물은 파이프인 것을 특징으로 하는 증강현실기법을 이용한 시공관리 방법.
  13. 제1항 내지 제6항, 제8항 내지 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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