KR101688746B1 - 구조물의 리모델링을 지원하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

구조물의 리모델링을 지원하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구조물의 리모델링을 지원하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 기존 구조물의 모델링 데이터를 정확하고도 효율적으로 구축하고 기존의 구조물에 대한 그린 리모델링 적합성을 평가할 수 있도록 지원할 수 있게 되는 효과가 달성된다.

Description

구조물의 리모델링을 지원하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{METHOD, SYSTEM AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM FOR SUPPORTING STRUCTURE REMODELING}
본 발명은 구조물의 리모델링을 지원하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
빌딩 정보 모델링(BIM; Building Information Modeling)이란, 기획, 설계, 엔지니어링(구조, 설비, 전기 등), 시공, 유지 관리 및 폐기에 이르는 전체 라이프사이클에 걸쳐서 다차원 가상 공간에 구조물을 모델링할 수 있도록 하는 기술을 말한다. 빌딩 정보 모델링 기술에 따르면, 겉으로 보여지는 모습뿐만 아니라 다양한 설계 요소에 관한 구체적인 정보(예를 들면, 구조물을 지지하는 철제 빔이 얼마나 큰 하중을 견디는지에 관한 정보, 구조물의 열효율에 관한 정보 등)의 설계 요소에 관한 구체적인 정보까지 모델링할 수 있으므로, 복잡한 구조나 독특한 디자인을 가지는 최첨단 구조물뿐만 아니라 높은 에너지 효율을 가지거나 친환경 소재를 사용하는 친환경적인 에너지 절감형 구조물을 설계 및 시공할 수 있게 된다.
한편, 빌딩 정보 모델링은 건축물을 대상으로 하는 모델링을 가리키는 것이 통상적이지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라서는 리모델링의 대상이 될 수 있는 다른 구조물(예를 들면, 선박, 중장비, 차량 등)에 대하여도 얼마든지 적용될 수 있다.
최근에는, 빌딩 정보 모델링에 관한 개념이 정립되기 전에 만들어진 기존의 구조물을 조사 또는 계측함으로써 기존 구조물에 관한 빌딩 정보 모델링을 위한 데이터를 획득하는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 기술은 일종의 역 설계(reverse engineering) 기술에 해당하는 것으로서, 오래된 구조물의 활용도를 높이는 데에 도움이 될 수 있는 구체적이고 해석적인 데이터를 획득 및 생성하는 것을 목적으로 한다.
종래에 소개된 기술에서는 기존의 구조물을 모델링하기 위해 필요한 데이터를 얻기 위하여 사람이 구조물의 각 부분을 일일이 직접 촬영하거나 측량하는 것이 일반적인데, 이러한 종래 기술에 의하면, 지나치게 많은 시간과 노력이 소요될 뿐만 아니라 모델링의 정확성을 담보하기도 어렵다는 문제점이 존재한다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 무인항공기(UAV)나 센서네트워크를 이용하여 구조물의 각 부분을 촬영하거나 스캐닝하는 기술이 소개된 바 있지만, 이러한 종래 기술에 의하더라도, 구조물의 각 부분에 대하여 수집된 수많은 데이터를 정확하고도 효율적으로 정합 또는 매칭할 수 있는 기술이 요구되고 있는 실정이다.
또한, 구체적인 모델링 데이터가 존재하지 않는 기존의 구조물에 대한 정확한 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있는 기술과 이러한 구조물에 대한 리모델링 설계가 소위 그린 리모델링에 적합한 것인지 여부를 판단할 수 있는 기술도 요구되고 있다.
이에, 본 발명자는, 기존의 구조물의 리모델링에 필요한 모델링 데이터를 정확하고 효율적으로 구축하고, 나아가, 기존의 구조물에 대한 그린 리모델링 적합성을 평가할 수 있도록 지원하는 기술을 개발하기에 이르렀다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 구조물에 대한 3차원 스캐닝 데이터를 획득하고, 3차원 스캐닝 데이터에 기초하여 상기 구조물의 모델링 데이터를 생성하고, 모델링 데이터를 참조로 하여 구조물의 적어도 하나의 속성에 관한 시뮬레이션을 수행함으로써, 기존 구조물의 모델링 데이터를 정확하고도 효율적으로 구축하고 기존의 구조물에 대한 그린 리모델링 적합성을 평가할 수 있도록 지원하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 구조물의 리모델링을 지원하기 위한 방법으로서, 구조물에 대한 3차원 스캐닝 데이터를 획득하는 단계, 상기 3차원 스캐닝 데이터에 기초하여 상기 구조물의 모델링 데이터를 생성하는 단계, 및 상기 모델링 데이터를 참조로 하여 상기 구조물의 적어도 하나의 속성에 관한 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 구조물의 리모델링을 지원하기 위한 시스템으로서, 구조물에 대한 3차원 스캐닝 데이터를 획득하는 스캐닝 데이터 처리부, 상기 3차원 스캐닝 데이터에 기초하여 상기 구조물의 모델링 데이터를 생성하는 모델링 정보 관리부, 및 상기 모델링 데이터를 참조로 하여 상기 구조물의 적어도 하나의 속성에 관한 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 수행부를 포함하는 시스템이 제공된다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.
본 발명에 의하면, 구조물의 각 부분에 대하여 수집되는 수많은 스캐닝 데이터를 정확하고도 효율적으로 정합 또는 매칭할 수 있으므로, 구조물에 대한 통합적인 스캐닝 데이터를 구축하는 데에 소요되는 시간과 노력을 획기적으로 절감할 수 있게 되는 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 매칭된 스캐닝 데이터와 문맥 정보를 활용함으로써, 구조물에 관하여 겉으로 드러나지 않는 정보까지 정확하게 알아낼 수 있게 되는 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 모델링 데이터가 존재하지 않던 기존의 구조물에 대하여도 안전 진단이나 에너지 효율 평가와 같은 시뮬레이션을 수행할 수 있게 되고, 그 시뮬레이션 결과에 기초하여 해당 구조물 또는 해당 구조물에 대한 리모델링 설계가 그린 리모델링에 관한 기준을 만족하는지 여부를 정확하게 평가할 수 있게 되는 효과가 달성된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구조물의 리모델링을 지원하기 위한 전체 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 리모델링 지원 시스템의 내부 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 구조물을 촬영한 결과물로서 수집되는 스캐닝 데이터를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 스캐닝 데이터를 매칭하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 특징점을 기준으로 하여 매칭될 수 있는 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 3차원 내부 스캐닝 데이터의 모습을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 수행될 수 있는 다양한 시뮬레이션의 결과를 예시적으로 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
전체 시스템의 구성
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구조물의 리모델링을 지원하기 위한 전체 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 시스템은, 통신망(100), 리모델링 지원 시스템(200), 스캐닝 장치(300), 외부 서버(400) 및 사용자 디바이스(500)로 구성될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신망(100)은 유무선 통신을 모두 포함하는 양태로 구성될 수 있으며 이동 통신망을 포함하는 통신망으로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에서 말하는 통신망(100)은 공지의 WLAN(Wireless LAN), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile communications) 또는 LTE(Long Term Evolution) 통신망 등을 모두 포함하는 개념인 것으로 이해되어야 한다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 리모델링 지원 시스템(200)은 구조물에 대한 3차원 스캐닝 데이터를 획득하고, 3차원 스캐닝 데이터에 기초하여 상기 구조물의 모델링 데이터를 생성하고, 모델링 데이터를 참조로 하여 구조물의 적어도 하나의 속성에 관한 시뮬레이션을 수행함으로써, 기존 구조물의 모델링 데이터를 정확하고도 효율적으로 구축하고 기존의 구조물에 대한 그린 리모델링 적합성을 평가할 수 있도록 지원하는 기능을 수행할 수 있다.
리모델링 지원 시스템(200)의 내부 구성에 대해서는 후술할 "리모델링 지원 시스템의 구성" 부분에서 보다 자세하게 살펴보기로 한다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스캐닝 장치(300)는 구조물의 외부 또는 내부에 대한 3차원 스캐닝 데이터를 생성하는 기능을 수행하는 장치로서, 촬영 수단을 구비한 무인항공기(UAV; Unmanned Air Vehicle), 라이다(Ladar; Laser Radar) 스캐너 등이 본 발명에 따른 스캐닝 장치(300)로서 채택될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휴대용 카메라나 스마트폰에 구비된 카메라와 같이 일반 사용자에 의해 통상적으로 사용되는 촬영 장치도 본 발명에 따른 스캐닝 장치(300)로서 채택될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스캐닝 장치(300)는 3차원 스캐닝 데이터가 생성되는 위치에 관한 정보를 리모델링 지원 시스템(200)에게 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 서버(400)는 구조물의 모델링 데이터를 생성(즉, 추정)하거나, 구조물의 속성에 관한 시뮬레이션을 수행하거나 또는 구조물이 그린 리모델링에 적합한지 여부를 판단함에 있어서 참조가 될 수 있는 다양한 정보를 리모델링 지원 시스템(200)에게 제공하는 기능을 수행할 수 있는 다양한 서버를 총칭하는 것으로서, 예를 들면, 구조물 또는 그 구성요소의 규격, 구조물 관련 법규, 그린 리모델링 관련 기준 등에 관한 정보를 제공할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 디바이스(500)는 통신망(100)에 접속한 후 통신할 수 있도록 하는 기능을 포함하는 디지털 기기로서, 스마트폰, 태블릿, 데스크탑, 노트북 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 휴대용 디지털 기기라면 얼마든지 본 발명에 따른 사용자 디바이스(500)로서 채택될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 디바이스(500)에는, 사용자가 리모델링 지원 시스템(200)에게 3차원 스캐닝 데이터를 제공하거나 사용자가 리모델링 지원 시스템(200)으로부터 구조물의 모델링 데이터, 시뮬레이션 수행 결과 또는 그린 리모델링 적합성 판단 결과에 관한 정보를 제공 받을 수 있도록 지원하기 위한 애플리케이션, 웹 브라우저, 위젯 등의 필요 프로그램이 포함되어 있을 수 있다.
리모델링 지원 시스템의 구성
이하에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 리모델링 지원 시스템(200)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리모델링 지원 시스템의 내부 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리모델링 지원 시스템(200)은, 스캐닝 데이터 처리부(210), 모델링 정보 관리부(220), 시뮬레이션 수행부(230), 그린 리모델링 관리부(240), 통신부(250) 및 제어부(260)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스캐닝 데이터 처리부(210), 모델링 정보 관리부(220), 시뮬레이션 수행부(230), 그린 리모델링 관리부(240), 통신부(250) 및 제어부(260)는 그 중 적어도 일부가 외부 시스템(미도시됨)과 통신하는 프로그램 모듈들일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈들은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 및 기타 프로그램 모듈의 형태로 리모델링 지원 시스템(200)에 포함될 수 있으며, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치 상에 저장될 수 있다. 또한, 이러한 프로그램 모듈들은 리모델링 지원 시스템(200)과 통신 가능한 원격 기억 장치에 저장될 수도 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈들은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스캐닝 데이터 처리부(210)는 리모델링의 대상이 되는 구조물에 대한 3차원 스캐닝 데이터를 획득하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스캐닝 데이터 처리부(210)는, 리모델링의 대상이 되는 구조물의 외부에 대한 3차원 외부 스캐닝 데이터와 내부에 대한 3차원 내부 스캐닝 데이터를 각각 획득하는 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구조물의 내부에 대한 3차원 스캐닝 데이터는 해당 구조물의 내부 공간의 복수의 포인트에서 해당 구조물의 내부를 각각 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 생성되는 복수의 부분 스캐닝 데이터(일명, 포인트 클라우드(point cloud) 데이터)를 병합함으로써 획득될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 구조물의 외부에 대한 3차원 스캐닝 데이터는 해당 구조물의 외부 공간의 복수의 포인트에서 해당 구조물의 외부를 각각 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 생성되는 복수의 부분 스캐닝 데이터를 병합함으로써 획득될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위와 같이 생성되는 복수의 부분 스캐닝 데이터 각각은 해당 부분 스캐닝 데이터가 생성된 위치에 관한 부가 데이터를 포함할 수 있으며, 스캐닝 데이터 처리부(210) 또는 스캐닝 데이터 처리부(210)와 통신하는 다른 구성요소는, 위와 같은 위치에 관한 부가 데이터를 참조로 하여 복수의 부분 스캐닝 데이터를 병합함으로써 하나의 3차원 외부 스캐닝 데이터 또는 3차원 내부 스캐닝 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들면, 위와 같은 부분 스캐닝 데이터는 3차원 공간 내의 임의의 포인트에 자유롭게 위치일 수 있는 무인항공기(UAV)에 탑재된 촬영 수단 또는 스캐닝 수단에 의하여 생성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 구조물을 촬영한 결과물로서 수집되는 스캐닝 데이터를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 공중에 떠 있는 무인항공기에 탑재된 촬영 수단이 리모델링의 대상이 되는 구조물의 외부를 촬영한 결과물이 부분 스캐닝 데이터로서 획득될 수 있고(도 3의 (a) 참조), 이러한 부분 스캐닝 데이터에는 해당 부분 스캐닝 데이터가 생성된 위치(즉, 위도, 경도 및 고도)에 관한 부가 데이터가 포함될 수 있다(도 3의 (b) 참조).
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모델링 정보 관리부(220)는, 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 3차원 내부 스캐닝 데이터 사이에서 공통되는 적어도 하나의 특징점을 기준으로 하여, 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 3차원 내부 스캐닝 데이터를 매칭하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 특징점에는, 문, 창문, 통로 입구 또는 출구 등의 개구부가 포함될 수 있다. 다만, 본 발명에서 말하는 특징점이 반드시 상기 열거된 것에 한정되는 것은 아니며, 구조물의 3차원 외부 스캐닝 데이터와 3차원 내부 스캐닝 데이터 사이에 공통적으로 발견되는 특징점이라면 얼마든지 본 발명에 따른 매칭의 기준이 되는 특징점으로서 활용될 수 있음을 밝혀 둔다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모델링 정보 관리부(220)는, 3차원 외부 스캐닝 데이터에서 나타나는 특징점의 형상(예를 들면, 문이나 창문의 테두리 형상)과 3차원 내부 스캐닝 데이터에서 나타나는 특징점의 형상을 각각 인식할 수 있고, 위와 같이 인식된 특징점의 형상을 참조로 하여 3차원 외부 스캐닝 데이터와 3차원 내부 스캐닝 데이터 사이에서 공통되는 적어도 하나의 특징점을 찾아낼 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 내부 및 외부에서 각각 따로 생성된 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 3차원 내부 스캐닝 데이터가 하나의 일체화된 스캐닝 데이터로서 통합될 수 있게 되고, 결과적으로, 구조물의 내부와 외부를 모두 포함하는 전체에 대한 완성된 스캐닝 데이터를 얻을 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 스캐닝 데이터를 매칭하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 리모델링의 대상이 되는 구조물(401)의 내부를 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 얻어지는 3차원 내부 스캐닝 데이터(410)와 해당 구조물(401)의 외부를 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 얻어지는 3차원 외부 스캐닝 데이터(420)가 서로 간에 공통되는 개구부인 문(431)과 창문(432)을 기준으로 하여 매칭(즉, 정합 또는 정렬)될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 3차원 내부 스캐닝 데이터가 구조물의 내부에 포함되는 제1 구역에 관한 제1 구역 스캐닝 데이터 및 구조물의 내부에 포함되는 제2 구역(제1 구역과는 구별됨)에 관한 제2 구역 스캐닝 데이터를 포함하는 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우에, 제1 구역 스캐닝 데이터는 구조물 내부의 제1 구역의 복수의 포인트에서 각각 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 생성되는 복수의 부분 스캐닝 데이터를 병합함으로써 획득될 수 있고, 제2 구역 스캐닝 데이터는 구조물 내부의 제2 구역의 복수의 포인트에서 각각 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 생성되는 복수의 부분 스캐닝 데이터를 병합함으로써 획득될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스캐닝 데이터 처리부(210)는, 제1 구역 스캐닝 데이터 및 제2 구역 스캐닝 데이터 사이에서 공통되는 적어도 하나의 특징점을 기준으로 하여 제1 구역 스캐닝 데이터 및 제2 구역 스캐닝 데이터를 매칭함으로써 구조물에 대한 3차원 내부 스캐닝 데이터를 완성하는 기능을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 스캐닝 데이터를 매칭하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 5의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 리모델링의 대상이 되는 구조물(501)의 내부 공간에서 서로 수평적으로 배치된 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 각각 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 얻어지는 제1 영역 스캐닝 데이터(511), 제2 영역 스캐닝 데이터(512) 및 제3 영역 스캐닝 데이터(513)가 서로 간에 공통되는 개구부인 문(531, 532)을 기준으로 하여 매칭되어 병합될 수 있고, 그 결과, 구조물(501)의 내부 공간 전체에 대한 3차원 내부 스캐닝 데이터(510)가 생성될 수 있다.
다음으로, 도 5의 (d) 및 (e)를 참조하면, 리모델링의 대상이 되는 구조물(501)의 내부에 대하여 앞서 생성된 3차원 내부 스캐닝 데이터(510)와 해당 구조물(501)의 외부를 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 얻어지는 3차원 외부 스캐닝 데이터(520)가 서로 간에 공통되는 개구부인 문(533)을 기준으로 하여 매칭(즉, 정합 또는 정렬)될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 스캐닝 데이터를 매칭하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 리모델링의 대상이 되는 구조물(601)의 내부 공간에서 서로 수직적으로 배치된 제1 영역 및 제2 영역을 각각 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 얻어지는 제1 영역 스캐닝 데이터(611) 및 제2 영역 스캐닝 데이터(612)가 서로 간에 공통되는 개구부인 문(631, 633) 및 창문(632, 634)을 기준으로 하여 매칭되어 병합될 수 있고, 그 결과, 구조물(601)의 내부 공간 전체에 대한 3차원 내부 스캐닝 데이터가 생성될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 특징점을 기준으로 하여 매칭될 수 있는 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 3차원 내부 스캐닝 데이터의 모습을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 리모델링의 대상이 되는 구조물의 외부를 촬영 또는 스캐닝한 결과로서 생성되는 3차원 외부 스캐닝 데이터에서, 매칭의 기준이 되는 창문 등의 개구부(도 7의 십자 모양 아이콘 참조)가 인식될 수 있다.
다음으로, 도 8 및 도 9를 참조하면, 리모델링의 대상이 되는 구조물에 대한 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 3차원 내부 스캐닝 데이터에서 각각 인식되는 1층 창문이라는 특징점(도 8 및 도 9의 십자 모양 아이콘 참조)을 기준으로 하여, 해당 구조물에 대한 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 3차원 내부 스캐닝 데이터가 매칭될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모델링 정보 관리부(220)는, 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 3차원 내부 스캐닝 데이터 사이의 매칭 상태를 참조로 하여, 구조물의 모델링 데이터를 생성(즉, 추정)하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 구조물의 모델링 데이터에는, 해당 구조물의 빌딩 정보 모델링(BIM; Building Information Modeling)에 관한 데이터가 포함될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모델링 정보 관리부(220)는, 구조물에 관한 문맥 정보를 더 참조로 하여, 해당 구조물의 모델링 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 문맥 정보에는, 구조물의 종류, 구조물의 위치, 3차원 외부 스캐닝 데이터 또는 3차원 내부 스캐닝 데이터가 생성된 위치, 구조물에 대응하는 관련 법규 등에 관한 정보가 포함될 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 문맥 정보가 반드시 상기 열거된 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 구조물의 모델링 데이터를 생성하는 데에 참조로 될 수 있는 정보라면 얼마든지 문맥 정보로서 활용될 수 있음을 밝혀 둔다.
예를 들면, 리모델링의 대상이 되는 건축물의 외벽에 내재된 단열재의 두께에 관한 모델링 데이터를 생성하는 경우를 가정할 수 있다.
이러한 경우에, 본 발명의 일 실시예에 따른 모델링 정보 관리부(220)는, 건축물에 대한 3차원 내부 스캐닝 데이터와 3차원 외부 스캐닝 데이터가 매칭된 상태를 참조로 하여, 해당 건축물의 외벽의 두께가 200mm라는 것을 파악할 수 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 모델링 정보 관리부(220)는, 건축물의 위치에 따른 에너지 절약 설계 기준에 관한 규격, 건축물에 대한 스캐닝 데이터가 생성된 위치(즉, 건축물의 위치) 등에 관한 문맥 정보를 더 참조로 하여, 규격에 비추어 볼 때 위도 37도 15분 21.263초 및 동경 127도 16분 39.977초인 위치에 지어진 해당 건축물의 200mm 두께의 외벽에 내재되어 있는 단열재의 두께를 추정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시뮬레이션 수행부(230)는 모델링 정보 관리부(220)에 의하여 생성되는 구조물에 관한 모델링 정보를 이용하여 해당 구조물의 안전 진단이나 에너지 효율 검증을 위한 다양한 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시뮬레이션 수행부(230)는, 구조물에 대한 시뮬레이션을 수행하기 위하여, 모델링 정보 관리부(220)에 의하여 생성되는 구조물에 관한 모델링 정보를 gbXML(Green Building XML)과 같은 공지의 포맷에 맞게 가공할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 수행부(230)는, 에너지 사용 강도, 수명 주기(life cycle) 전기 사용량 및 비용, 재생 가능한 에너지 생산량, 연간 탄소 방출량, 연간 에너지 사용량 및 비용, 연료 에너지 사용량, 전기 에너지 사용량, 월간 난방 부하, 월간 냉방 부하, 월간 연료 소비량, 월간 전기 소비량, 월별 최고 수요량, 연간 풍배도(속도 분포 및 빈도 분포), 월간 풍배도 등에 관한 다양한 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 수행될 수 있는 다양한 시뮬레이션의 결과를 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 10 내지 도 12를 참조하면, 에너지 사용, 탄소 배출, 냉난방 부하 등의 친환경 지표에 관한 다양한 시뮬레이션이 수행될 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 시뮬레이션이 반드시 상기 열거된 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 그린 리모델링 관리부(240)는, 위와 같이 도출되는 모델링 데이터 및 시뮬레이션 수행 결과에 기초하여, 구조물 또는 구조물에 대한 리모델링 설계가 그린 리모델링에 관한 기설정된 기준을 만족하는지 여부를 판단하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 그린 리모델링 관리부(240)는, EPI(Environmental Performance Index), LEED(Leadership in Energy and environmental Design) 등에서 정하고 있는 평가 기준에 따라 그린 리모델링 적합성을 판단할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그린 리모델링 관리부(240)는, 리모델링 설계된 구조물의 냉난방 성능이 리모델링 전의 구조물의 냉난방 성능보다 20% 이상 향상될 것으로 평가되는 경우에, 해당 구조물 또는 해당 구조물에 대한 리모델링 설계가 그린 리모델링에 적합한 구조물 또는 설계인 것으로 판단할 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 그린 리모델링 적합성 판단 기준이 반드시 상기 열거된 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(250)는 리모델링 지원 시스템(200)이 외부 장치와 통신할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(260)는 스캐닝 데이터 처리부(210), 모델링 정보 관리부(220), 시뮬레이션 수행부(230), 그린 리모델링 관리부(240) 및 통신부(250) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 제어부(250)는 외부로부터의 또는 리모델링 지원 시스템의 각 구성요소 간의 데이터의 흐름을 제어함으로써, 스캐닝 데이터 처리부(210), 모델링 정보 관리부(220), 시뮬레이션 수행부(230), 그린 리모델링 관리부(240) 및 통신부(250)에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어한다.
이상에서, 건축물의 리모델링을 지원하는 실시예에 관하여 주로 설명되었지만, 본 발명이 반드시 앞서 언급된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서, 다른 구조물(예를 들면, 선박, 중장비, 차량 등)의 리모델링을 지원하는 실시예도 얼마든지 상정될 수 있음을 밝혀 둔다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 통신망
200: 리모델링 지원 시스템
210: 스캐닝 데이터 처리부
220: 모델링 정보 관리부
230: 시뮬레이션 수행부
240: 그린 리모델링 관리부
250: 통신부
260: 제어부
300: 스캐닝 장치
400: 외부 서버
500: 사용자 디바이스

Claims (12)

  1. 구조물의 리모델링을 지원하기 위한 방법으로서,
    구조물에 대한 3차원 스캐닝 데이터를 획득하는 단계,
    상기 3차원 스캐닝 데이터에 기초하여 상기 구조물의 모델링 데이터를 생성하는 단계, 및
    상기 모델링 데이터를 참조로 하여 상기 구조물의 적어도 하나의 속성에 관한 시뮬레이션을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 3차원 스캐닝 데이터 획득 단계에서,
    상기 구조물의 외부에 대한 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 상기 구조물의 내부에 대한 3차원 내부 스캐닝 데이터를 획득하고,
    상기 모델링 데이터 생성 단계에서,
    상기 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 상기 3차원 내부 스캐닝 데이터 사이에서 공통되는 적어도 하나의 특징점을 기준으로 하여, 상기 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 상기 3차원 내부 스캐닝 데이터를 매칭하고, 상기 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 상기 3차원 내부 스캐닝 데이터 사이의 매칭 상태를 참조로 하여, 상기 구조물의 모델링 데이터를 생성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모델링 데이터 및 상기 시뮬레이션 수행 결과에 기초하여 상기 구조물 또는 상기 구조물에 대한 설계가 그린 리모델링에 관한 기설정된 기준을 만족하는지 여부를 판단하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 외부 스캐닝 데이터 또는 상기 3차원 내부 스캐닝 데이터는, 복수의 포인트에서 상기 구조물을 각각 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 생성되는 복수의 부분 데이터를 병합함으로써 획득되는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 특징점에는, 문, 창문 및 통로의 입구 또는 출구 중 적어도 하나가 포함되는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모델링 데이터 생성 단계에서,
    상기 구조물에 관한 문맥 정보를 더 참조로 하여, 상기 구조물의 모델링 데이터를 생성하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 문맥 정보에는, 상기 구조물의 종류, 상기 구조물의 위치, 상기 3차원 외부 스캐닝 데이터 또는 상기 3차원 내부 스캐닝 데이터가 생성된 위치 및 상기 구조물에 대응하는 관련 규격 또는 법규 중 적어도 하나에 관한 정보가 포함되는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 수행 단계에서,
    상기 구조물의 에너지 효율 평가 또는 안전 진단에 관한 시뮬레이션을 수행하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 수행 단계에서,
    상기 모델링 데이터를 상기 시뮬레이션을 지원하는 기설정된 형식의 데이터로 변환하는 방법.
  10. 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  11. 구조물의 리모델링을 지원하기 위한 시스템으로서,
    구조물에 대한 3차원 스캐닝 데이터를 획득하는 스캐닝 데이터 처리부,
    상기 3차원 스캐닝 데이터에 기초하여 상기 구조물의 모델링 데이터를 생성하는 모델링 정보 관리부, 및
    상기 모델링 데이터를 참조로 하여 상기 구조물의 적어도 하나의 속성에 관한 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 수행부
    를 포함하고,
    상기 스캐닝 데이터 처리부는, 상기 구조물의 외부에 대한 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 상기 구조물의 내부에 대한 3차원 내부 스캐닝 데이터를 획득하고,
    상기 모델링 정보 관리부는, 상기 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 상기 3차원 내부 스캐닝 데이터 사이에서 공통되는 적어도 하나의 특징점을 기준으로 하여, 상기 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 상기 3차원 내부 스캐닝 데이터를 매칭하고, 상기 3차원 외부 스캐닝 데이터 및 상기 3차원 내부 스캐닝 데이터 사이의 매칭 상태를 참조로 하여, 상기 구조물의 모델링 데이터를 생성하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 모델링 데이터 및 상기 시뮬레이션 수행 결과에 기초하여 상기 구조물 또는 상기 구조물에 대한 설계가 그린 리모델링에 관한 기설정된 기준을 만족하는지 여부를 판단하는 그린 리모델링 관리부
    를 더 포함하는 시스템.
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