KR101767027B1 - 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법 및 시스템 - Google Patents

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이승수
윤재상
이수민
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

토공사 설계모델 증강현실 구현 방법이 개시된다. 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법은 토공현장의 지형을 측정하는 단계; 상기 토공현장의 X축, Y축, 그리고 Z축 상의 3D 공간에 토공 설계 모델을 생성하는 단계; 생성된 토공 설계 모델을 사용자가 입력한 시각화 범위로 분절하는 단계; 및 상기 시각화 범위에 대응하는 상기 토공현장의 영상 정보에 상기 시각화 범위로 분절된 상기 토공 설계 모델을 중첩하는 단계를 포함하되, 상기 토공 설계 모델을 분절하는 단계는, 상기 토공 설계 모델을 구성하는 점들 중 최외곽에 위치하는 점들을 연결한 최외곽선을 생성하는 단계; 상기 최외곽선의 중심선을 생성하는 단계; 상기 중심선 상에 상기 시각화 범위의 시작점과 종료점을 입력하는 단계; 상기 시작점과 상기 종료점 각각에서 상기 중심선과 교차하는 방향으로 횡단선을 생성하고, 상기 횡단선과 상기 최외곽선이 만나는 교점을 생성하는 단계; 및 상기 횡단선과 상기 최외곽선으로 에워싸인 폐합면 내에 위치하는 점들을 추출하고, 추출된 점들로부터 3D 모델을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

토공사 설계모델 증강현실 구현 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING AUGMENTED REALITY OF EARTHWORK DESIGN}
본 발명은 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광범위한 토공현장을 효과적으로 관리 감독할 수 있는 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법 및 시스템을 제공한다.
일반적으로 토공사에서는 실제 현장 작업을 위한 설계 도면을 CAD등을 이용하여 2D형식으로 작성을 한다. 이러한 2D형식의 도면에서는 축척 등의 비율을 통하여 실제 현장에서의 토공 계획 목표 등을 표현하며 실제 측량을 통하여 얻어진 좌표 값들을 제공하여 설계된 위치에 실제 토공사가 이루어지도록 하고 있다. 최근 2D 도면의 한계점을 극복하기 위해 BIM(Building Information Modeling)을 활용하여 3차원의 도면을 사용하기도 하는데, 여기에는 공사에 필요한 정보를 연계하여 도면의 시각화 및 체계화를 구현한다.
이러한 토공사에서 활용하는 설계도면 활용은 실제로 측량된 위치 점을 정확하게 추적하기 어렵고, 위치에서의 작업진행현황 및 설계목표를 가시적으로 파악하기 어렵다. 나아가 최근 부각 받고 있는 BIM을 활용한 3차원의 도면은 설계 모델이 하나의 일체화된 표면 모델(surface model)로 구현된다.
이러한 일체화된 표면 모델은 토공 구간별 설계정보 및 물량을 세분화할 수 없고, 증강 현실 기술을 적용하고자 실제 현장 이미지에 BIM 설계 모델을 중첩하여 시각화하고자 할 때 토공 현장 전체 모델이 중첩되어야 하므로, 모델의 큰 용량으로 트래픽 문제가 발생한다.
한국공개특허 제10-2015-0015725호
본 발명은 광범위한 토공사 현장을 효과적으로 관리 감독할 수 있는 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 토공 설계 모델을 증강현실로 구현함에 있어서 트래픽 발생을 최소화할 수 있는 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법은 토공현장의 지형을 측정하는 단계; 상기 토공현장의 X축, Y축, 그리고 Z축 상의 3D 공간에 토공 설계 모델을 생성하는 단계; 생성된 토공 설계 모델을 사용자가 입력한 시각화 범위로 분절하는 단계; 및 상기 시각화 범위에 대응하는 상기 토공현장의 영상 정보에 상기 시각화 범위로 분절된 상기 토공 설계 모델을 중첩하는 단계를 포함하되, 상기 토공 설계 모델을 분절하는 단계는, 상기 토공 설계 모델을 구성하는 점들 중 최외곽에 위치하는 점들을 연결한 최외곽선을 생성하는 단계; 상기 최외곽선의 중심선을 생성하는 단계; 상기 중심선 상에 상기 시각화 범위의 시작점과 종료점을 입력하는 단계; 상기 시작점과 상기 종료점 각각에서 상기 중심선과 교차하는 방향으로 횡단선을 생성하고, 상기 횡단선과 상기 최외곽선이 만나는 교점을 생성하는 단계; 및 상기 횡단선과 상기 최외곽선으로 에워싸인 폐합면 내에 위치하는 점들을 추출하고, 추출된 점들로부터 3D 모델을 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 최외곽선을 생성하는 단계는, 상기 토공 설계 모델을 구성하는 점들을 동일한 XY평면상에 위치시키고, XY평면상에 위치된 점들 중 상기 최외곽에 위치하는 점들을 연결할 수 있다.
또한, 상기 횡단선과 상기 최외곽선이 만나는 교점의 생성 후, 상기 토공 설계 모델의 시공 기면 또는 지표면의 최외곽점들 중 상기 중심선과 상기 횡단선이 교차하는 중심점과 X축 방향 좌표값이 동일한 점을 교차점으로 생성하고, 상기 교차점을 상기 폐합면 내에 위치하는 점들에 포함시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 최외곽선의 중심선을 생성하는 단계는, 상기 최외곽선의 일 변 및 이와 마주하는 타 변의 사이 중심을 따라 상기 중심선을 생성할 수 있다.
또한, 상기 토공 설계 모델을 생성하는 단계는, 시공기면을 설계하는 단계; 상기 시공기면의 각 변에 대해 경사각을 설정하는 단계; 및 상기 각 변으로부터 상기 토공 현장의 지표면까지 법면을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 토공사 설계모델 증강현실 구현 시스템은 3D 공간에 토공 설계 모델을 생성하는 토공 설계 모델 생성부; 생성된 토공 설계 모델을 사용자가 입력한 시각화 범위로 분절하는 토공 설계 모델 분절부; 및 상기 시각화 범위에 대응하는 토공현장의 영상 정보에 상기 시각화 범위로 분절된 상기 토공 설계 모델을 중첩하여 하나의 영상으로 생성하는 증강현실 구현부를 포함한다.
또한, 상기 토공 설계 모델 분절부는 상기 3D 공간의 토공 설계 모델을 구성하는 점들을 XY 평면에 위치시키고, 상기 XY 평면 상에 위치된 점들 중 최외곽에 위치하는 점들을 연결하여 최외곽선을 생성하고, 상기 최외곽선 내의 영역을 입력된 시각화 범위로 분절하고, 상기 시각화 범위 내에 포함된 점들을 상기 3D 공간에 재배열하여 3D 모델을 생성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 사용자가 지정한 구간에서 토공사 현장을 증강현실로 구현할 수 있으므로, 토공사 현장을 효과적으로 관리 감독할 수 있다.
본 발명에 의하면, 토공 설계 모델을 분절하여 증강 현실 기술을 구현하므로, 실체 현장 이미지와 중첩되는 토공 설계 모델의 용량이 적어 트래픽 발생이 최소화된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 토공사 설계모델 증강현실 구현 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 토공 설계 모델 생성 단계를 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3의 토공 설계 모델 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 과정에서 생성된 토공 설계 모델을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 토공 설계 모델 분절 단계를 나타내는 순서도이다.
도 7은 토공설계모델의 점들을 동일 평면상에 위치시키는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 최외곽선, 중심선, 그리고 횡단선을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 최외곽선을 생성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8의 제1횡단선에 따른 토공 설계 모델의 단면을 나타내는 도면이다.
도 11은 분절된 토공 설계 모델의 삼각망 입체 모델을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 토공사 설계모델 증강현실 구현 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 토공사 설계모델 증강현실 구현 시스템(100)은 토공현장 지형 측량부(10), 토공 설계 모델 생성부(20), 토공 설계 모델 분절부(30), 그리고 증강현실 구현부(40)를 포함한다.
토공현장 지형 측량부(10)는 실제 토공이 진행될 현장(200)의 지형을 측량하고, 이를 데이터화한다. 토공 설계 모델 생성부(20)는 토공현장(200)에서 실제 공사가 진행할 설계 모델을 3차원 이미지로 생성된다. 토공 설계 모델 분절부(30)는 토공 설계 모델 생성부(20)에서 생성된 토공 설계 모델을 사용자가 지정하는 구간으로 분절한다. 증강현실 구현부(40)는 토공 현장(200)에 설치된 CCTV(210)에서 촬영된 토공 현장 영상과 토공 모델 설계 분절부에서 분절된 토공 설계 모델을 중첩하여 증강 현실을 구현한다. 토공 설계 모델 생성부(20)와 토공 설계 모델 분절부(30)는 BIM을 활용할 수 있다.
이하, 상술한 시스템을 이용한 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법에 대해 자세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법은 가상의 토공사 설계모델을 시각화 범위로 분절하고, 분절된 가상의 토공사 설계모델을 실제 토공 현장의 영상과 중첩하여 하나의 영상, 즉 증강현실로 보여준다.
토공사 설계모델 증강현실 구현 방법은 토공현장 지형 측량 단계(S100), 토공 설계 모델 생성 단계(S200), 토공 설계 모델 분절 단계(S300), 그리고 토공 현장 영상과 분절된 토공 설계 모델을 중첩하는 단계(S400)를 포함한다.
토공현장 지형 측량 단계(S100)는 실제 토공이 진행될 현장의 지형을 측량한다. 토공현장 지형 측량은 레이저 스캔 방식으로 지형을 측량할 수 있다. 레이저 스캔 방식을 통해 토공현장의 지표면이 3차원 입체 영상으로 데이터화될 수 있다. 또한, 토공현장 지형 측량은 항공 촬영 방식에 의해 측량될 수 있다.
토공 설계 모델 생성 단계(S200)는 토공현장에서 실제 공사가 진행할 설계 모델로, 설계 정보를 통해 3차원 이미지로 생성된다.
토공 설계 모델 분절 단계(S300)는 토공현장에 설치된 CCTV의 화각 내에 위치 가능한 시각화 범위로 토공 설계 모델을 분절한다. 토공 설계 모델의 분절 범위는 사용자에 의해 입력될 수 있다.
토공 현장 영상과 분절된 토공 설계 모델을 중첩하는 단계(S400)는 상기 CCTV에서 촬영되는 실제 토공 현장의 형상과 분절된 토공설계모델을 중첩하여 하나의 영상으로 생성한다.
이하, 상술한 각 단계에 대해 구체적으로 설명한다. 토공사는 성토공사와 절토공사로 구분된다. 성토공사는 지표면으로부터 흙을 쌓아 올리는 작업이고, 절토공사는 지반을 절취하는 작업이다. 성토공사의 토공 설계 모델에서 지표면으로부터 흙이 쌓아 올려진 상면이 시공기면(formation level)으로 정의되고, 절토의 토공 설계 모델에서 흙이 절취된 바닥면이 시공기면으로 정의된다. 본 실시 예에서는 절토공사를 예를 들어 설명하나, 본 발명의 기술적 사상은 성토공사에도 동일하게 적용 가능하다.
도 3은 본 발명의 토공 설계 모델 생성 단계를 상세하게 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 3의 토공 설계 모델 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 토공 설계 모델 생성 단계는 시공기면 설계단계(S210), 시공기면의 각 변을 지정하는 단계(S220), 시공기면의 각 변에 대한 경사각 설정 단계(S230), 그리고 시공기면의 각 변으로부터 지표면까지 법면을 생성하는 단계(S240)를 포함한다.
시공기면 설계단계(S210)는 시공기면(310)의 위치정보를 입력한다. 시공기면(310)의 위치정보는 최외곽점(a1 내지 a4)들의 X축, Y축, 그리고 Z축 정보를 포함한다. Z축 정보는 지표면으로부터의 절토될 깊이 정보이다. 시공기면 설계단계는 최외곽점(a1 내지 a4)들의 연결로 시공기면을 정의한다.
시공기면의 각 변을 지정하는 단계는 최외곽점(a1 내지 a4)들을 연결하는 각 변(311 내지 314)을 지정한다. 지정된 각 변(311 내지 314)은 법면(320 내지 350) 형성의 기준이 된다.
시공기면의 각 변에 대한 경사각 설정단계는, 시공기면(310)의 각 변(311 내지 314) 단위로 절토될 경사각을 입력한다.
시공기면의 각 변으로부터 지표면까지 법면을 생성하는 단계는 시공기면(310)의 각 변(311 내지 314) 단위로 입력된 경사각으로, 시공기면(310)의 각 변(311 내지 314)들로부터 지표면(210)까지 연장된 법면(320 내지 350)을 형성한다.
도 5는 도 3의 과정에서 생성된 토공 설계 모델을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 토공 설계 모델(300)은 3차원 형상으로, 도면에 나타나지 않았지만, 수많은 점들과 이들 점들의 삼각망 연결에 의해 3차원 형상을 형성한다. 설명의 편의를 위해 상기 수많은 점들 중 3개의 점(A, B, C)을 예시로 도면상에 표시하였는데, 점(A, B, C)들은 X축, Y축, 그리고 Z축으로 이루어지는 공간에 대해 다양한 위치 정보를 갖는다.
일반적으로 토공사는 수 내지 수천 ㎢ 지역에 걸쳐 공사가 진행되는데, 공사 영역 전체를 3차원 형상화한 토공 설계 모델은 데이터 용량이 방대하여 프로그램 구동이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 전체를 CCTV의 화각 안에 영상화하기 어렵다. 이러한 이유에서, CCTV의 화각 안에 담을 수 있는 시각화 범위로 토공 설계 모델의 분절이 요구된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 토공 설계 모델 분절 단계를 나타내는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 토공 설계 모델 분절 단계는, 토공 설계 모델을 입력하는 단계(S310), 토공설계모델의 점들을 동일 평면상에 위치시키는 단계(S320), 토공설계모델의 최외곽선을 생성하는 단계(S330), 최외곽선의 중심선을 생성하는 단계(S340), 시각화 범위를 입력하는 단계(S350), 횡단선을 생성하는 단계(S360), 교차점을 생성하는 단계(S370), 그리고 입체적 모델을 생성하는 단계(S380)를 포함한다.
토공 설계 모델을 입력하는 단계(S310)는 토공 설계 모델 생성부(20)에서 생성된 토공 설계 모델(300)을 토공 설계 모델 분절부(30)에 입력한다.
토공설계모델의 점들을 동일 평면상에 위치시키는 단계(S320)는 도 7과 같이, 입체적 토공 설계 모델을 구성하는 점(A, B, C)들을 동일한 XY 평면상에 위치시킨다. 점(A, B, C)들의 Z축 값을 제거함으로써, 점(A, B, C)일 평면상에 배치할 수 있다. 이와 달리, 점(A, B, C)들에 동일한 Z축 값을 일시적으로 부여하여 XY평면 상에서 동일 평면에 위치시킨다.
최외곽선을 생성하는 단계(S330)는 도 8과 같이, S320 단계를 통해 XY 평면상에 위치하는 점들 중 최외곽에 위치하는 점들을 연결하여 토공 설계 모델의 최외곽선(410)을 생성한다. 최외곽선(410)을 생성하는 과정은 도 9의 (a)와 같이 점들을 삼각망으로 연결하고, 도 9의 (b)와 같이 삼각망들에서 중첩되는 선분(점선 표시)들을 제거하고, 중첩되지 않는 선분(실선 표시)들만 남김으로써, 최외곽선(410)을 생성할 수 있다.
최외곽선의 중심선을 생성하는 단계(S340)는 최외곽선(410)의 사이 중심을 가로지르는 중심선을 생성한다. 구체적으로, 도 8과 같이, 최외곽선(410)에서 일 방향으로 제공되며 서로 마주하는 두 변의 사이 중심을 따라 중심선(420)을 형성할 수 있다.
시각화 범위를 입력하는 단계(S350)는 CCTV의 영상에 중첩될 토공 설계 모델의 범위를 지정하는 단계로, 중심선(420)상에 시각화 범위의 시작점(431)과 종료점(432)을 지정한다. 사용자는 토공 설계 모델 분절부(30)에서 시작점(431)과 종료점(432)의 위치 좌표를 입력하여 시각화 범위를 지정할 수 있다. 또한, 시작점(431)의 위치 좌표를 입력하고, 시작점(431)으로부터 종료점(432)까지의 거리를 입력함으로써 시각화 범위를 지정할 수 있다.
횡단선을 생성하는 단계(S360)는 시작점(431)과 종료점(432) 각각에 대해 중심선(420)을 교차하는 방향으로 횡단선(441, 442)을 생성한다. 실시 예에 의하면, 시작점(431)과 종료점(432) 각각에서 중심선(420)과의 수직 교차선을 횡단선(441, 442)으로 생성할 수 있다. 생성된 횡단선(441, 442)과 최외곽선(410)이 만나는 점을 교점(433 내지 436)으로 생성한다. 이에 의해 시각화 범위로 입력된 영역은 시작점(431)을 지나는 제1횡단선(441), 종료점(432)을 지나는 제2횡단선(442), 교점(433 내지 436)들 사이 구간의 최외곽선(411, 412)에 의해 둘러 쌓인 폐합면(굵은 선 영역)을 형성한다.
교차점을 생성하는 단계(S370)는 토공 설계 모델의 시공기면(310)의 최외곽선 중 중심점(431)과 X축 방향 좌표값이 동일한 위치를 교차점(315, 316)으로 생성한다.
도 10은 도 8의 제1횡단선에 따른 토공 설계 모델의 단면을 나타내는 도면이다. 도 10을 참조하면, 횡단선(441)의 중심점(431)을 기준으로 하나의 교점(433)에서 다른 교점(435)으로, 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 스캔 이동(점선 표시)을 통해 시공기면(310)의 최외곽선과 만나는 지점을 교차점(315, 316)으로 생성한다. 교차점(315, 316)은 토공 설계 모델을 구성하는 점과 동일한 위치 정보를 가질 수 있으며, 이 경우 해당 점이 교차점으로 생성된다. 이와 달리, 교차점(315, 316)의 위치 정보는 토공 설계 모델을 이루는 점들의 위치 정보와 상이할 수 있으며, 이 경우 교차점(315, 316)을 신규 데이터로 생성하고 이를 토공 설계 모델을 구성하는 점에 포함시킨다.
입체적 모델을 생성하는 단계(S380)는 폐합면(도 8의 굵은 선 영역) 내에 위치하는 점들을 추출하고, 폐합면 밖에 위치하는 점들을 제거한다. 이로써, 토공 설계 모델을 구성하는 점들 중 폐합면 내에 위치하는 점들만 남게 된다.
폐합면 내에 위치하는 점들에 대해 각 점들의 고유 Z값을 다시 회복하면, 도 11과 같이, 폐합면 내에 위치하는 점들은 입체적 공간 내에 배열된다. 입체적 공간으로 배열된 점들을 연결하여 삼각망 입체 모델(500)을 생성한다. 생성된 삼각망 입체 모델(500)은 토공 설계 모델(300)에서 사용자가 지정한 시각화 범위로 분절된 모델이다.
상술한 과정에 의해 시각화 범위로 절단된 삼각망 입체 모델은 CCTV에서 촬영된 토공 현장의 영상과 중첩되어 증강현실로 구현된다.
상술한 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램으로 저장 매체에 기록될 수 있다
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 토공사 설계모델 증강현실 구현 시스템
10: 토공현장 지형 측량부
20: 토공 설계 모델 생성부
30: 토공 설계 모델 분절부
40: 증강현실 구현부

Claims (8)

  1. X축, Y축, 그리고 Z축으로 이루어진 3D 공간에 토공 설계 모델을 생성하는 단계;
    생성된 토공 설계 모델을 사용자가 입력한 시각화 범위로 분절하는 단계; 및
    상기 시각화 범위에 대응하는 토공현장의 영상 정보에 상기 시각화 범위로 분절된 상기 토공 설계 모델을 중첩하여 하나의 영상으로 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 토공 설계 모델을 분절하는 단계는,
    상기 토공 설계 모델을 구성하는 점들 중 최외곽에 위치하는 점들을 연결한 최외곽선을 생성하는 단계;
    상기 최외곽선의 중심선을 생성하는 단계;
    상기 중심선 상에 상기 시각화 범위의 시작점과 종료점을 입력하는 단계;
    상기 시작점과 상기 종료점 각각에서 상기 중심선과 교차하는 방향으로 횡단선을 생성하고, 상기 횡단선과 상기 최외곽선이 만나는 교점을 생성하는 단계; 및
    상기 횡단선과 상기 최외곽선으로 에워싸인 폐합면 내에 위치하는 점들을 추출하고, 추출된 점들로부터 3D 모델을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 횡단선과 상기 최외곽선이 만나는 교점의 생성 후, 상기 토공 설계 모델의 시공 기면 또는 지표면의 최외곽점들 중 상기 중심선과 상기 횡단선이 교차하는 중심점과 X축 방향 좌표값이 동일한 점을 교차점으로 생성하고, 상기 교차점을 상기 폐합면 내에 위치하는 점들에 포함시키는 단계를 더 포함하는 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 최외곽선을 생성하는 단계는,
    상기 토공 설계 모델을 구성하는 점들을 동일한 XY평면상에 위치시키고, XY평면상에 위치된 점들 중 상기 최외곽에 위치하는 점들을 연결하는 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법.
  3. 삭제
  4. X축, Y축, 그리고 Z축으로 이루어진 3D 공간에 토공 설계 모델을 생성하는 단계;
    생성된 토공 설계 모델을 사용자가 입력한 시각화 범위로 분절하는 단계; 및
    상기 시각화 범위에 대응하는 토공현장의 영상 정보에 상기 시각화 범위로 분절된 상기 토공 설계 모델을 중첩하여 하나의 영상으로 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 토공 설계 모델을 분절하는 단계는,
    상기 토공 설계 모델을 구성하는 점들 중 최외곽에 위치하는 점들을 연결한 최외곽선을 생성하는 단계;
    상기 최외곽선의 중심선을 생성하는 단계;
    상기 중심선 상에 상기 시각화 범위의 시작점과 종료점을 입력하는 단계;
    상기 시작점과 상기 종료점 각각에서 상기 중심선과 교차하는 방향으로 횡단선을 생성하고, 상기 횡단선과 상기 최외곽선이 만나는 교점을 생성하는 단계; 및
    상기 횡단선과 상기 최외곽선으로 에워싸인 폐합면 내에 위치하는 점들을 추출하고, 추출된 점들로부터 3D 모델을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 최외곽선의 중심선을 생성하는 단계는,
    상기 최외곽선의 일 변 및 이와 마주하는 타 변의 사이 중심을 따라 상기 중심선을 생성하는 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법.
  5. X축, Y축, 그리고 Z축으로 이루어진 3D 공간에 토공 설계 모델을 생성하는 단계;
    생성된 토공 설계 모델을 사용자가 입력한 시각화 범위로 분절하는 단계; 및
    상기 시각화 범위에 대응하는 토공현장의 영상 정보에 상기 시각화 범위로 분절된 상기 토공 설계 모델을 중첩하여 하나의 영상으로 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 토공 설계 모델을 분절하는 단계는,
    상기 토공 설계 모델을 구성하는 점들 중 최외곽에 위치하는 점들을 연결한 최외곽선을 생성하는 단계;
    상기 최외곽선의 중심선을 생성하는 단계;
    상기 중심선 상에 상기 시각화 범위의 시작점과 종료점을 입력하는 단계;
    상기 시작점과 상기 종료점 각각에서 상기 중심선과 교차하는 방향으로 횡단선을 생성하고, 상기 횡단선과 상기 최외곽선이 만나는 교점을 생성하는 단계; 및
    상기 횡단선과 상기 최외곽선으로 에워싸인 폐합면 내에 위치하는 점들을 추출하고, 추출된 점들로부터 3D 모델을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 토공 설계 모델을 생성하는 단계는,
    시공기면을 설계하는 단계;
    상기 시공기면의 각 변에 대해 경사각을 설정하는 단계; 및
    상기 각 변으로부터 상기 토공 현장의 지표면까지 법면을 생성하는 단계를 포함하는 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법.
  6. 제 1 항, 제2항, 제4항, 그리고 제 5 항 중 어느 하나의 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체.
  7. X축, Y축, 그리고 Z축으로 이루어진 3D 공간에 토공 설계 모델을 생성하는 토공 설계 모델 생성부;
    생성된 토공 설계 모델을 사용자가 입력한 시각화 범위로 분절하는 토공 설계 모델 분절부; 및
    상기 시각화 범위에 대응하는 토공현장의 영상 정보에 상기 시각화 범위로 분절된 상기 토공 설계 모델을 중첩하여 하나의 영상으로 생성하는 증강현실 구현부를 포함하되,
    상기 토공 설계 모델 분절부는,
    상기 3D 공간의 토공 설계 모델을 구성하는 점들을 XY 평면에 위치시키고, 상기 XY 평면 상에 위치된 점들 중 최외곽에 위치하는 점들을 연결하여 최외곽선을 생성하고,
    상기 최외곽선의 중심선을 생성하고, 상기 시각화 범위의 시작점과 종료점 각각에서 상기 중심선과 교차하는 방향으로 횡단선을 생성하고, 상기 횡단선과 상기 최외곽선이 만나는 교점을 생성하고, 상기 횡단선과 상기 최외곽선으로 에워싸인 폐합면 내에 위치하는 점들을 추출하고 추출된 점들로부터 3D모델을 생성하되,
    상기 최외곽선의 중심선은 상기 최외곽선의 일 변 및 이와 마주하는 타 변의 사이 중심을 따라 생성되는 토공사 설계모델 증강현실 구현 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 토공 설계 모델 생성부에서 상기 3D 공간에 상기 토공 설계 모델의 생성은,
    시공기면을 설계하고, 상기 시공기면의 각 변에 대해 경사각을 설정하고, 상기 각 변으로부터 상기 토공 현장의 지표면까지 법면을 생성하는 토공사 설계모델 증강현실 구현 시스템.
KR1020170000588A 2016-05-30 2017-01-03 토공사 설계모델 증강현실 구현 방법 및 시스템 KR101767027B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102396846B1 (ko) * 2021-11-26 2022-05-12 (주)호산이엔 토목시설물 모델링 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 전자 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101548647B1 (ko) * 2014-12-19 2015-08-31 한국건설기술연구원 3차원 지형정보 가시화 프로세서 및 그 동작방법

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