KR101897434B1 - 시공 검수 장치 및 방법 - Google Patents

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KR101897434B1 KR1020180026023A KR20180026023A KR101897434B1 KR 101897434 B1 KR101897434 B1 KR 101897434B1 KR 1020180026023 A KR1020180026023 A KR 1020180026023A KR 20180026023 A KR20180026023 A KR 20180026023A KR 101897434 B1 KR101897434 B1 KR 101897434B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 시공 검수 방법은, (a) 데이터 수집부가 시공된 구조물을 스캔하여, 스캔된 구조물에 대한 구조 데이터를 획득하는 단계; (b) 영상 생성부가 획득된 구조 데이터를 바탕으로 하여 스캔 영상을 모델링하는 단계; (c) 제어부가 스캔 영상과 설계 도면을 정합하는 단계; 및 (d) 제어부가 스캔 영상에서 설계 도면과 상이한 부분을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

시공 검수 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHECKING CONSTRUCTION STATE}
본 발명은 시공 검수 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 플랜트 설비에 설치된 구조물이 설계 도면에 대응하도록 시공되었는지를 확인하는 시공 검수 장치 및 방법에 관한 것이다.
플랜트산업은 발전, 환경, 제품생산 등에 사용되는 설비를 공급하도록 설계, 시공, 사전조사, 유지 보수 등과 같이 제조와 서비스를 결합한 복합산업으로서, 즉, 하드웨어(예를 들어, 제품을 제조하기 위한 기계, 장비 등), 소프트웨어(하드웨어의 설치에 필요한 설계 및 엔지니어링 등), 및 하드웨어 및 소프트웨어의 건설시공, 유지 보수가 포함된 종합산업이다. 이러한 플랜트에는 일반적으로 화학플랜트(정유공장, 가스공장 등), 발전플랜트(발전소), 철강플랜트(제철, 제강공장), 해양플랜트(조선 등), 반도체 플랜트(반도체 공장 등) 등이 있다.
상기와 같은 플랜트 건설 프로젝트에는 다른 건설 프로젝트와 달리 다양한 배관이 복잡하게 얽혀 있다. 이러한 배관의 시공은 플랜트 건설에서 중요한 부분을 차지하여, 공정별 투입인력 기준으로 플랜트 프로젝트의 43%를 차지한다. 이로 인해, 플랜트 배관의 시공은 전체 플랜트 프로젝트의 공기를 준수하는 데 있어 가장 중요한 관리 대상이다.
하지만, 플랜트의 배관 계통에는 미세하게 상이한 형태의 파이프들이 설치된다. 파이프의 시공에 있어서 어려움이 있고, 플랜트 규모가 커질수록 파이프의 시공에 따른 오류의 발생 빈도가 증가하기도 한다. 이로 인해, 배관 계통에 대한 BIM(building information modeling)을 바탕으로 하여 배관의 시공 상태가 검수된다.
상기와 같은 배관의 시공 상태가 검수될 때, 배관에서 체크할 노즐 및 파이프의 위치가 파악되고, 노즐의 위치에 따른 광파기(light wave rangefinder)의 구심점이 조사 및 선정되며, 광파기가 구심점에 대한 노즐 및 파이프의 거리 및 각도를 측정한다. 여기서, 광파기의 3개 이상의 구심점의 거리 및 각도를 측정한 이후에 노즐 및 파이프에 대한 좌표를 측정한다. 측정된 좌표는 BIM의 배관 계통과 비교되어 배관의 시공 상태를 검수하는 데에 이용된다.
배관의 시공 상태를 검수하기 위하여 노즐 및 파이프에 대한 거리 및 각도를 측정하는 광파기는 초기 설정에 따른 많은 시간이 소요된다. 거리 및 각도가 광파기에 의해 측정되지 않는 노즐 및 파이프의 부분도 존재한다. 광파기에 의해 측정된 거리 및 각도를 바탕으로 하여 작업자가 배관의 시공 상태를 검수한다. 이로 인해, 광파기가 배관의 시공 상태를 검수하는 데에 이용되나, 배관의 시공 상태의 검수는 실질적으로 작업자에 의해 이루어지고, 수작업으로 인한 결과에 대한 신뢰성이 저하되고, 작업 시간도 상당히 소요되는 실정이다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 시공 검수 장치 및 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는, 플랜트, 특히 플랜트의 배관 계통에 대한 시공 상태를 신속하면서 정확하게 검수하는 시공 검수 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 따른 시공 검수 장치 및 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는, 시공된 플랜트의 배관 계통에 대한 데이터를 획득하여 처리하여 수작업을 현저하게 감소시키는 시공 검수 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 시공 검수 장치 및 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 시공 검수 방법은, (a) 데이터 수집부가 시공된 구조물을 스캔하여, 스캔된 구조물에 대한 구조 데이터를 획득하는 단계; (b) 영상 생성부가 획득된 구조 데이터를 바탕으로 하여 스캔 영상을 모델링하는 단계; (c) 제어부가 스캔 영상과 설계 도면을 정합하는 단계; 및 (d) 제어부가 스캔 영상에서 설계 도면과 상이한 부분을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 구조 데이터는 스캔된 구조물의 특정 지점에서 측정된 3차원 좌표값 및 3차원 좌표값에 대한 영상을 포함하고, (a) 단계는, 데이터 수집부가 구조물 전체에 걸쳐 구조 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, (b) 단계는, 영상 생성부가 스캔 영상을 3차원 영상으로 모델링하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 설계 도면은 3차원으로 이루어지며 설계 도면에는 복수 개의 도면 마커들이 형성되고, 구조물에는 복수 개의 마커들이 부착되며, (a) 단계는, 데이터 수집부가 마커들을 스캔하고 마커들의 각각의 3차원 좌표값을 획득하는 단계를 더 포함하고, (b) 단계는, 영상 생성부가 스캔 영상에 마커들을 3차원 좌표값에 상응하도록 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, (c) 단계는, 제어부가 상호 간에 대응되는 스캔 영상에 표시된 마커와 도면 마커를 일치시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, (c) 단계는, 제어부가 스캔 영상의 음영 누락 부분을 감지하는 단계; 제어부가 음영 누락 부분에 대한 차원 좌표값을 설계 도면으로부터 획득하는 단계; 데이터 수집부가 음영 누락 부분에 상응하는 구조물을 스캔하여 구조 데이터를 획득하는 단계; 및 영상 생성부가 스캔 영상의 음영 누락 부분에 대한 구조 데이터를 모델링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 구조 데이터는 데이터 수집부의 위치에 대한 3차원 좌표값, 구조물을 향하는 데이터 수집부의 각도, 및 데이터 수집부에 의해 촬영된 2차원 영상을 포함하고, (b) 단계는, 영상 생성부가 스캔 영상을 데이터 수집부의 위치 및 각도에 따른 복수 개의 2차원 영상으로 모델링하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, (c) 단계는, 제어부가 구조 데이터에 대응되는 설계 도면의 2차원 영상을 추출하여, 2차원 스캔 영상과 추출된 설계 도면의 2차원 영상을 정합시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 시공 검수 방법은, (a) 데이터 수집부가 복수 개의 마커들을 감지하는 단계; (b) 데이터 수집부가 감지된 마커들에 의한 마커 영역에 대응하는 구조물을 촬영하여 2차원으로 이루어진 수집 영상을 생성하는 단계; (c) 제어부가 설계 도면으로부터 마커 영역에 대응하는 2차원으로 이루어진 도면 영상을 추출하는 단계; (d) 제어부가 수집 영상과 도면 영상을 정합하는 단계; 및 (e) 제어부가 수집 영상에서 도면 영상과 상이한 부분을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, (a) 단계는, 데이터 수집부가 감지된 마커들의 각각에 신호를 전송하여, 감지된 마커들로부터 레이저를 발사시켜 마커 영역의 경계를 표시하도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, (a) 단계는, 데이터 수집부가 정사각형을 형성하도록 배열된 4개의 마커들을 감지하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, (e) 단계에서 스캔 영상에서 도면 영상과 상이한 부분이 표시되는 경우, 시공 검수 방법은, (f) 데이터 부가부가 마커 영역에 대응하는 구조물을 스캔하여 스캔된 구조물에 대한 구조 데이터를 획득하는 단계; 및 (g) 영상 생성부가 획득된 구조 데이터를 바탕으로 하여 3차원으로 이루어진 스캔 영상을 모델링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, (f) 단계는, 데이터 부가부가 구조물 근처로 이동되는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 시공 검수 장치 및 방법은 하기와 같은 효과를 가진다.
(1) 플랜트, 특히 플랜트의 배관 계통에 대한 시공 상태가 신속하면서 정확하게 검수될 수 있다.
(2) 시공된 플랜트의 배관 계통에 대한 데이터의 획득 및 획득된 데이터에 대한 처리에 따른 수작업이 현저하게 감소될 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 시공 검수 장치 및 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시공 검수 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시공 검수 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시공 검수 장치를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 시공 검수 장치에서 데이터 수집부가 마커들에 의해 표시된 마커 영역의 구조물을 촬영하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시공 검수 방법을 도시하는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 '~부'로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시공 검수 장치(100)를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시공 검수 장치(100)는 데이터 수집부(101), 영상 생성부(102) 및 제어부(103)를 포함하여, 플랜트 등과 같은 설비에 시공된 구조물을 스캔하여 구조물의 설계 도면과 비교하여 구조물의 시공 상태를 확인하는 데에 이용된다. 여기서, 구조물은 파이프, 노즐 등을 포함하는 배관 계통으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 설비를 이루는 구성요소일 수 있다.
데이터 수집부(101)는 시공된 구조물을 스캔하고, 스캔된 구조물에 대한 구조 데이터를 획득한다. 여기서, 구조 데이터는 스캔된 구조물의 특정 지점에서 측정된 3차원 좌표값, 및 3차원 좌표값에 대한 구조물의 영상을 포함할 수 있다. 데이터 수집부(101)는 구조물 전체에 걸쳐 복수 개의 지점들에 대한 구조 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 데이터 수집부(101)는 3차원 스캐너 형태로 이루어지고, 시공된 구조물 주위를 이동하면서 구조물을 스캔할 수 있다.
한편, 구조물에는 복수 개의 마커(marker)들이 구조물 전체에 걸쳐 부착될 수 있다. 여기서, 마커들에는 각각 상이한 바코드(barcode) 또는 QR 코드가 표시될 수 있다. 데이터 수집부(101)는 마커를 스캔할 때, 바코드 또는 QR 코드를 스캔할 수 있다. 이로 인해, 데이터 수집부(101)는 바코드 또는 QR 코드를 통해 마커 정보(예를 들어, 마커의 3차원 좌표값 등)을 획득할 수 있다. 마커의 3차원 좌표값은 마커가 부착된 구조물에 대한 3차원 좌표값을 나타낼 수 있다.
영상 생성부(102)는 데이터 수집부(101)에 연결되고, 데이터 수집부(101)에 의해 획득된 구조 데이터를 바탕으로 하여 스캔 영상을 모델링한다. 스캔 영상은 3차원 영상으로 모델링될 수 있다. 이로 인해, 스캔 영상은 시공된 구조물에 상응하는 형상을 포함하는 3차원 영상으로 이루어질 수 있다. 또한, 영상 생성부(102)는 획득된 구조 데이터에서 노이즈(noise)를 제거한 상태에서 스캔 영상을 모델링할 수 있다. 데이터 수집부(101)에 스캔된 마커들도 해당 3차원 좌표값에 대응하도록 스캔 영상에 표시될 수 있다.
제어부(103)는 스캔 영상과 설계 도면을 정합하고, 스캔 영상에서 설계 도면과 상이한 부분을 표시한다. 여기서, 설계 도면은 시공된 구조물에 대한 설계 작업을 통해 생성된 도면으로서, 바람직하게 3차원 도면이다. 제어부(103)는 시공된 상태의 구조물이 설계 도면에 대응하도록 시공되었는지 검수하는 데에 이용된다.
한편, 설계 도면에는 복수 개의 도면 마커들이 표시될 수 있다. 구조물의 시공이 이루어질 때, 구조물의 마커들은 도면 마커에 대응하도록 구조물에 부착된다. 또한, 마커와 도면 마커는 상호 간에 동일할 경우, 예를 들어 동일한 바코드 또는 QR 코드를 가질 때, 동일한 3차원 좌표값을 갖는다. 제어부(103)는 상호 간에 동일한 스캔 영상에 표시된 마커와 설계 도면의 도면 마커를 일치시켜, 스캔 영상과 설계 도면을 정합한다. 이로 인해, 스캔 영상과 설계 도면은 상호 간에 정확하게 정합될 수 있다.
또한, 제어부(103)는 스캔 영상과 설계 도면을 정합시킨 상태에서, 스캔 영상에서 음영 누락 부분을 감지할 수 있다. 여기서, 음영 누락 부분은 데이터 수집부(101)에 의해 시공된 구조물이 스캔될 때 시공된 구조물이 원활하게 스캔되지 않아, 스캔 영상에서 흐리거나 표시되지 않는 부분을 의미한다. 또한, 스캔 영상과 설계 도면이 정합된 상태에서, 스캔 영상의 음영 누락 부분은 상대적으로 흐리거나 표시되지 않아 제어부(103)에 의해 별도로 표시될 수 있다. 별도로 표시된 스캔 영상의 음영 누락부분은 설계 도면과 스캔 영상의 상이한 부분과는 상이하게 표시될 수 있다.
제어부(103)는 스캔 영상의 음영 누락 부분에 대한 3차원 좌표값을 설계 도면으로부터 획득할 수 있다. 또한, 데이터 수집부(101)는 제어부(103)로부터 음영 누락 부분에 대한 3차원 좌표값을 전달받아, 음영 누락 부분에 상응하는 시공된 구조물을 스캔하여, 음영 누락 부분에 대한 구조 데이터를 새롭게 획득하여 갱신할 수 있다. 영상 생성부(102)는 구조 데이터의 갱신된 부분만을 스캔 영상에 적용하여 스캔 영상을 모델링할 수 있다. 제어부(103)는 새롭게 모델링된 스캔 영상과 설계 도면을 정합하고, 스캔 영상에 설계 도면과 상이한 부분을 표시한다. 제어부(103)는 스캔 영상의 음영 누락 부분을 감지하여, 시공된 구조물에 대한 보다 명확한 스캔 영상을 생성할 수 있도록 할 수 있다.
본 실시예의 시공 검수 장치(100)는 시공된 구조물을 스캔하여 시공된 구조물에 대한 구조 데이터를 바탕으로 하여 스캔 영상을 생성하고, 생성된 스캔 영상을 설계 도면과 정합하여 상이한 부분을 통해 구조물의 시공 상태를 확인할 수 있다. 시공된 구조물을 스캔할 때 스캐너 형태의 데이터 수집부(101)가 이용되고, 스캔 영상과 설계 도면의 정합 및 이에 따른 상이한 부분의 표시가 이루어지기에, 구조물의 시공 상태가 신속하면서도 정확하게 확인될 수 있다. 또한, 일반적으로 광파기를 이용하여 시공된 구조물의 시공 검수가 이루어진다. 이러한 검수 작업의 상당 부분이 수작업으로 이루어진다. 이에 반하여, 본 실시예의 시공 검수 장치(100)는 수작업을 감소시켜, 전반적인 검수 시간도 감소시킬 수 있다.
한편, 본 실시예의 시공 검수 장치(100)에서 데이터 수집부(101)는 구조 데이터를 획득하되, 구조 데이터는 데이터 수집부(101)의 위치에 대한 3차원 좌표값, 구조물을 향하는 데이터 수집부(101)의 각도, 및 데이터 수집부(101)에 의해 촬영된 2차원 영상을 포함할 수 있다. 여기서, 영상 생성부(102)는 스캔 영상을 데이터 수집부(101)의 위치 및 각도에 따른 복수 개의 2차원 영상으로 모델링한다. 제어부(103)는 구조 데이터에 대응되는 설계 도면의 2차원 영상을 추출하여, 2차원 스캔 영상과 추출된 설계 도면의 2차원 영상을 정합시킬 수 있다. 이로 인해, 다양한 위치에서 획득된 2차원 스캔 영상도 구조물의 시공 상태를 확인하는 데에 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시공 검수 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시공 검수 방법은플랜트 등과 같은 설비에 시공된 구조물을 스캔하여 구조물의 설계 도면과 비교하여 구조물의 시공 상태를 확인하는 데에 이용된다. 여기서, 구조물은 파이프, 노즐 등을 포함하는 배관 계통으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 설비를 이루는 구성요소일 수 있다. 본 실시예의 시공 검수 방법은 시공 검수 장치(100)의 구성요소를 이용하여 설명하고자 한다.
우선, 데이터 수집부(101)가 시공된 구조물을 스캔하여 구조 데이터를 획득하는 단계(S101)가 이루어진다. S101 단계는 구조물 전체에 걸쳐 복수 개의 지점들에 대한 구조 데이터를 데이터 수집부(101)에 의해 획득할 수 있다. 여기서, 구조 데이터는 스캔된 구조물의 특정 지점에서 측정된 3차원 좌표값 및 3차원 좌표값에 대한 구조물의 영상을 포함하고, 또한, 데이터 수집부(101)는 3차원 스캐너 형태로 이루어져 시공된 구조물 주위를 이동하면서 구조물을 스캔할 수 있다.
구조물에는 상호 간에 상이한 복수 개의 마커들이 부착될 수 있다. 여기서, 마커에는 바코드(barcode) 또는 QR 코드가 표시될 수 있다. 데이터 수집부(101)는 마커를 스캔할 때, 바코드 또는 QR 코드를 스캔할 수 있다. 이로 인해, 데이터 수집부(101)는 바코드 또는 QR 코드를 통해 마커 정보(예를 들어, 마커의 3차원 좌표값 등)을 획득할 수 있다. 또한, 마커의 3차원 좌표값은 마커가 부착된 구조물의 3차원 좌표값을 나타낼 수 있다.
이어서, 영상 생성부(102)가 데이터 수집부(101)에 의해 획득된 구조 데이터를 바탕으로 하여 스캔 영상을 모델링하는 단계(S102)가 이루어진다. S102 단계에서 스캔 영상은 구조 데이터에 따라 3차원 영상으로 모델링된다. 즉, 스캔 영상은 구조물에 상응하는 형상을 포함할 수 있다.
또한, S102 단계에서, 영상 생성부(102)는 스캔된 마커들을 획득된 3차원 좌표값에 대응하도록 스캔 영상에 표시할 수 있다.
이어서, 제어부(103)가 스캔 영상과 설계 도면을 정합하는 단계(S103)가 이루어진다. S103 단계는 스캔 영상에 표시된 마커와 설계 도면의 도면 마커를 일치시킨다. 이로 인해, 스캔 영상과 설계 도면은 더 정확하게 정합될 수 있다. 여기서, 설계 도면은 시공된 구조물에 대한 설계 작업을 통해 생성된 도면으로서, 3차원 영상으로 이루어진다. 작업자는 설계 도면을 바탕으로 하여 구조물을 시공한다.
또한, 스캔 영상과 설계 도면이 정합된 상태에서, 제어부(103)가 스캔 영상의 음영 누락 부분을 감지할 수 있다. 여기서, 음영 누락 부분은 데이터 수집부(101)에 의해 시공된 구조물이 스캔될 때 시공된 구조물이 원활하게 스캔되지 않아, 스캔 영상에서 흐리거나 표시되지 않는 부분을 의미한다. 또한, 제어부(103)는 스캔 영상에서 음영 누락 부분을 표시할 수 있다.
제어부(103)가 스캔 영상의 음영 누락 부분에 대한 3차원 좌표값을 설계 도면으로부터 획득할 수 있다. 또한, 데이터 수집부(101)가 제어부(103)로부터 음영 누락 부분에 대한 3차원 좌표값을 전달받아, 음영 누락 부분에 상응하는 시공된 구조물을 스캔하여, 음영 누락 부분에 대한 구조 데이터를 새롭게 획득하여 갱신할 수 있다. 영상 생성부(102)가 구조 데이터의 갱신된 부분만을 스캔 영상에 적용하여 스캔 영상을 모델링할 수 있다. 제어부(103)가 새롭게 모델링된 스캔 영상과 설계 도면을 정합하고, 스캔 영상에 설계 도면과 상이한 부분을 표시한다.
즉, S103 단계에서 제어부(103)는 스캔 영상의 음영 누락 부분을 감지하여, 시공된 구조물에 대한 보다 명확한 스캔 영상을 생성할 수 있도록 할 수 있다.
이어서, 제어부(103)가 스캔 영상에서 설계 도면과 상이한 부분을 표시하는 단계(S104)가 이루어진다. S104 단계를 통해 시공된 구조물이 설계 도면에 대응하도록 시공되었는지 검수될 수 있다. S104 단계에서 표시된 상이한 부분은 S103 단계에서 표시된 음영 누락 부분과는 상이한 형태로 표시되어 구별될 수 있다. 또한, S104 단계에서 스캔 영상에 표시된 부분을 확인하고, 작업자는 구조물의 시공을 교정할 수 있다.
본 실시예의 시공 검수 방법은 시공된 구조물을 스캔하여 시공된 구조물에 대한 구조 데이터를 바탕으로 하여 스캔 영상을 생성하고, 생성된 스캔 영상을 설계 도면과 정합하여 상이한 부분을 통해 구조물의 시공 상태를 확인할 수 있다. 시공된 구조물은 전체적으로 스캔되어, 스캔 영상과 설계 도면의 정합 및 이에 따른 상이한 부분의 표시가 이루어지기에, 구조물의 시공 상태가 신속하면서도 정확하게 확인될 수 있다. 또한, 일반적으로 광파기를 이용하여 시공된 구조물의 시공 검수가 이루어진다. 상당 부분이 수작업으로 이루어진다. 이에 반하여, 본 실시예의 시공 검수 방법은 수작업을 감소시켜, 전반적인 검수 시간도 감소될 수 있다.
한편, 본 실시예의 시공 검수 방법에서 S101 단계는 데이터 수집부(101)의 위치에 대한 3차원 좌표값, 구조물을 향하는 데이터 수집부(101)의 각도, 및 데이터 수집부(101)에 의해 촬영된 2차원 영상을 포함할 수 있는 구조 데이터를 획득할 수 있다. 이로 인해, S102 단계는 스캔 영상을 데이터 수집부(101)의 위치 및 각도에 따른 복수 개의 2차원 영상으로 모델링할 수 있다. 또한, S103 단계에서 제어부(103)가 구조 데이터에 대응되는 설계 도면의 2차원 영상을 추출하여, 2차원 스캔 영상과 추출된 설계 도면의 2차원 영상을 정합시킬 수 있다. 이로 인해, 다양한 위치에서 획득된 2차원 스캔 영상도 구조물의 시공 상태를 확인하는 데에 이용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시공 검수 장치(300)를 도시하는 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 시공 검수 장치(300)에서 데이터 수집부(301)가 마커(20)들에 의해 표시된 마커 영역(M)의 구조물(10)을 촬영하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시공 검수 장치(300)는 데이터 수집부(301) 및 제어부(302)를 포함하여, 플랜트 등과 같은 설비에 시공된 구조물(10)을 촬영하고 스캔하여 구조물(10)의 설계 도면과 비교하여 구조물(10)의 시공 상태를 확인하는 데에 이용된다. 여기서, 구조물(10)은 파이프, 노즐 등을 포함하는 배관 계통으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 설비를 이루는 구성요소일 수 있다.
본 실시예에서 구조물(10)에는 복수 개의 마커(marker)(20)들이 부착된다. 여기서, 마커(20)들은 각각 상이한 바코드(barcode) 또는 QR 코드를 표시할 수 있다. 바코드 또는 QR 코드는 스캔되어, 마커 정보(예를 들어, 마커의 3차원 좌표값 등)을 획득하는 데에 이용될 수 있다. 마커의 3차원 좌표값은 마커가 부착된 구조물(10)의 3차원 좌표값을 나타낼 수 있다.
또한, 마커(20)들은 천장을 따라 상호 간에 이격되도록 배열되고, 천장과 직교하는 방향을 따라 상호 간에 이격되어 배열될 수 있다. 특히, 마커(20)들은 사각형, 바람직하게는 정사각형을 형성하면서 상호 간에 이격될 수 있다. 예를 들어, 마커(20)들은 4개씩 상호 간에 조합하여 마커 영역(M)을 형성할 수 있다. 여기서, 또한, 마커(20)는 다른 마커(20)를 향하여 레이저를 발사할 수 있고, 발사된 레이저는 상호 간에 조합되어 마커 영역(M)의 경계를 표시할 수 있다. 마커(20)는 상호 간에 직교하는 방향으로 4개의 방향으로 레이저를 발사할 수 있고, 마커 영역(M)의 경계를 표시하기 위하여 2개의 방향으로만 레이저를 발사한다.
한편, 마커(20)들은 사각형, 특히 정사각형으로 이루어지는 경계를 표시하는 마커 영역(M)을 형성할 수 있을 뿐 아니라, 삼각형, 오각형 등의 마커 영역(M)을 형성할 수 있다.
데이터 수집부(301)는 복수 개의 마커(20)들을 감지하여, 감지된 마커(20)들에 의해 형성된 마커 영역(M)에 대응하는 구조물(10)을 촬영할 수 있다. 여기서, 데이터 수집부(301)는 카메라의 형태로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 데이터 수집부(301)는 사각형을 형성하는 4개의 마커(20)들을 감지할 때, 마커(20)들의 바코드 또는 QR 코드를 스캔하여 감지된 마커(20)들 각각에 대한 마커 정보를 획득할 수 있다. 또한, 데이터 수집부(301)는 감지된 마커(20)들에 신호를 전송하여, 마커(20)들을 활성화시킬 수 있다. 활성화된 마커(20)들은 레이저를 발사하여, 마커(20)들에 의해 형성된 마커 영역(M)의 경계를 표시할 수 있다. 여기서, 데이터 수집부(301)는 마커(20)에 무선통신 방식(예를 들어, 블루투스 등)으로 연결되어, 마커(20)에 신호를 전송할 수 있다.
데이터 수집부(301)는 마커(20)들에 의해 경계가 표시된 마커 영역(M)을 촬영하여, 마커 영역(M)에 대응하는 구조물(10)을 촬영할 수 있다. 이때, 촬영부(301)는 2차원 영상으로 이루어진 수집 영상을 생성하고, 수집 영상은 마커 영역(M)의 크기에 대응되는 크기를 갖는다.
상기와 같이 마커(20)들이 레이저를 발사하여 마커 영역(M)의 경계를 표시함으로써, 수집 영상은 용이하게 특정되어 데이터 수집부(301)는 용이하게 수집 영상을 획득하고 생성할 수 있다.
제어부(302)는 데이터 수집부(301)에 연결되고, 데이터 수집부(301)로부터 수집 영상을 전송받을 수 있다. 또한, 제어부(302)는 설계 도면으로부터 마커 영역(M)에 대응하는 도면 영상을 추출할 수 있다. 여기서, 설계 도면은 시공된 구조물에 대한 설계 작업을 통해 생성된 도면으로서, 3차원 영상으로 이루어진다. 제어부(302)는 데이터 수집부(301)로부터 획득된 마커(20)에 대한 마커 정보를 바탕으로 하여 도면 영상을 추출할 수 있다. 여기서, 도면 영상은 수집 영상에 대응하도록 2차원 영상으로 이루어진다.
또한, 제어부(302)는 추출한 도면 영상과 수집 영상을 정합하고, 수집 영상에서 도면 영상과 상이한 부분을 표시할 수 있다. 이로 인해, 제어부(302)는 시공된 상태의 구조물(10)이 설계 도면에 대응하도록 시공되었는지 검수하는 데에 이용된다. 특히, 수집 영상에 도면 영상과 상이한 부분이 표시되지 않으면, 구조물(10)이 설계 도면에 대응하도록 시공된 것으로 확인될 수 있다.
본 실시예의 시공 검수 장치(300)는 마커(20)들에 의해 형성되어 경계가 표시된 마커 영역(M)에 대응하는 구조물(10)의 수집 영상을 획득하고, 설계 도면으로부터 추출된 마커 영역(M)에 대응하는 도면 영상을 수집 영상과 정합하여 상이한 부분을 통해 구조물(10)의 시공 상태를 확인할 수 있다. 특히, 수집 영상 및 도면 영상은 2차원 영상으로 이루어지고, 수집 영상과 도면 영상의 정합, 및 이에 다른 상이한 부분의 표시가 이루어지기에, 구조물의 시공 상태가 신속하면서도 정확하게 확인될 수 있다. 또한, 일반적으로 광파기를 이용하여 시공된 구조물(10)의 검수가 이루어진다. 이러한 검수 작업의 상당 부분이 수작업으로 이루어진다. 이에 반하여, 본 실시예의 시공 검수 장치(300)는 수작업을 감소시켜, 전반적인 검수 시간도 감소시킬 수 있다.
한편, 제어부(302)에 의해 수집 영상에 도면 영상과 상이한 부분이 표시될 수 있다. 이로 인해, 본 실시예의 시공 검수 장치(300)는 데이터 부가부(303) 및 영상 생성부(304)를 포함할 수 있다.
데이터 부가부(303)는 수집 영상에 대응하는 마커 영역(M)의 구조물(10)을 스캔하고, 스캔된 구조물(10)에 대한 구조 데이터를 획득한다. 여기서, 구조 데이터는 마커 영역(M)에서 스캔된 구조물의 3차원 좌표값 및 3차원 좌표값에 대한 구조물의 영상을 포함할 수 있다. 또한, 부가 데이터 수집부(303)는 3차원 스캐너 형태로 이루어질 수 있다.
한편, 데이터 부가부(303)는 드론, 고가사다리 등과 같은 이동 수단에 의해 구조물(10) 근처에 이동되어, 마커 영역(M)에 대응하는 구조물(10)을 스캔할 수 있다.
영상 생성부(304)는 데이터 부가부(303)에 연결되고, 데이터 부가부(303)에 의해 획득된 구조 데이터를 바탕으로 하여 스캔 영상을 모델링한다. 스캔 영상은 3차원 영상으로 모델링될 수 있다. 이로 인해, 스캔 영상은 마커 영역(M)에 대응하는 구조물(10)에 상응하는 형상을 포함하는 3차원 영상으로 이루어질 수 있다. 또한, 영상 생성부(304)는 획득된 구조 데이터에서 노이즈(noise)를 제거한 상태에서 스캔 영상을 모델링할 수 있다. 스캔 영상은 마커 영역(M)에 대응하는 구조물(10)을 3차원 영상으로 표시하여, 구조물(10)의 시공 상태를 보다 정확하게 확인할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시공 검수 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시공 검수 방법은플랜트 등과 같은 설비에 시공된 구조물(10)을 스캔하여 구조물의 설계 도면과 비교하여 구조물(10)의 시공 상태를 확인하는 데에 이용된다. 여기서, 구조물(10)은 파이프, 노즐 등을 포함하는 배관 계통으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 설비를 이루는 구성요소일 수 있다. 본 실시예의 시공 검수 방법은 시공 검수 장치(300)의 구성요소를 이용하여 설명하고자 한다.
우선, 데이터 수집부(301)가 복수 개의 마커(20)들을 감지하는 단계(S301)가 이루어진다. S301 단계에서, 데이터 수집부(301)는 마커 영역(M)을 형성하도록 배열된 복수 개의 마커(20)들을 감지한다. 여기서, 마커(20)는 구조물(10)에 부착될 수 있다. 마커 영역(M)은 4개의 마커(20)들에 의해 사각형으로 배열되어 형성되며, 바람직하게는 4개의 마커(20)들에 의해 정사각형으로 배열되어 형성된다.
S301 단계에서, 데이터 수집부(301)는 감지된 마커(20)들과 무선 통신하여, 감지된 마커(20)들에 신호를 발사하여 감지된 마커(20)들을 활성화시킬 수 있다. 이때, 마커(20)들은 각각 인접한 다른 마커(20)를 향하여 레이저를 발사하여, 발사된 레이저는 감지된 마커(20)들을 연결하는 마커 영역(M)의 경계를 표시할 수 있다.
이어서, 데이터 수집부(301)가 감지된 마커(20)들에 의해 형성된 마커 영역(M)에 대응하는 구조물(10)을 촬영하는 단계(S302)가 이루어진다. S302 단계에서, 데이터 수집부(301)는 마커(20)로부터 발사된 레이저에 의해 경계가 표시된 마커 영역(M)에 대응하는 구조물(10)을 촬영한다. 이로 인해, 데이터 수집부(301)는 마커 영역(M)의 경계를 통해 구조물(10)을 용이하게 촬영할 수 있다.
또한, 데이터 수집부(301)는 촬영한 마커 영역(M)에 대한 구조물(10)을 수집 영상으로 생성한다. 여기서, 수집 영상은 2차원 영상으로서, 마커 영역(M)에 대응되는 크기를 갖는다.
이어서, 제어부(302)가 설계 도면으로부터 마커 영역(M)에 대응하는 도면 영상을 추출하는 단계(S303)가 이루어진다. 여기서, 설계 도면은 시공된 구조물에 대한 설계 작업을 통해 생성된 도면으로서, 3차원 영상으로 이루어진다.
S303 단계에서, 제어부(302)는 데이터 수집부(301)에 의해 감지된 마커(20)들의 마커 정보를 바탕으로 하여 마커 영역(M)에 대한 3차원 좌표값을 획득하고, 설계 도면으로부터 도면 영상을 추출할 수 있다. 여기서, 도면 영상은 수집 영상에 대응하도록 2차원 영상으로 이루어진다.
이어서, 제어부(302)가 추출한 도면 영상과 수집 영상을 정합하는 단계(S304)가 이루어진다. 도면 영상 및 수집 영상은 마커 영역(M)에 대응하는 크기로 생성되고, 마커 영역(M)이 정사각형 형상으로 이루어진다. 이로 인해, S304 단계는 도면 영상의 모서리 및 수집 영상의 모서리를 겹쳐지도록 함으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 도면 영상 및 수집 영상은 정확하게 정합될 수 있다.
이어서, 제어부(302)가 수집 영상에서 도면 영상과 상이한 부분을 표시하는 단계(S305)가 이루어진다. S305 단계를 통해 시공된 구조물(10)이 설계 도면에 대응하도록 시공되었는지 검수될 수 있다. 또한, S305 단계에서 수집 영상에 표시된 부분을 확인하고, 작업자는 구조물(10)의 시공을 교정할 수 있다.
본 실시예의 시공 검수 방법은 마커(20)들에 의해 형성된 마커 영역(M)에 대응하는 구조물(10)의 수집 영상을 생성하고, 설계 도면으로부터 추출된 마커 영역(M)에 대응하는 도면 영상을 수집 영상과 정합하여 상이한 부분을 통해 구조물(10)의 시공 상태를 확인할 수 있다. 특히, 수집 영상 및 도면 영상은 2차원 영상으로 이루어지고, 수집 영상과 도면 영상의 정합, 및 이에 다른 상이한 부분의 표시가 이루어지기에, 구조물의 시공 상태가 신속하면서도 정확하게 확인될 수 있다. 또한, 일반적으로 광파기를 이용하여 시공된 구조물의 시공 검수가 이루어진다. 이러한 검수 작업의 상당 부분이 수작업으로 이루어진다. 이에 반하여, 본 실시예의 시공 검수 방법은 수작업을 감소시켜, 전반적인 검수 시간도 감소시킬 수 있다.
한편, 본 실시예의 시공 검수 방법은 S305 단계에서 수집 영상에 도면 영상과 상이한 부분이 표시될 수 있어, 하기와 같은 단계들을 더 포함할 수도 있다.
S305 단계에 이어서, 데이터 부가부(303)가 수집 영상에 대응하는 마커 영역(M)의 구조물(10)을 스캔하고, 스캔된 구조물(10)에 대한 구조 데이터를 획득하는 단계(S306)가 이루어진다. 여기서, 구조 데이터는 마커 영역(M)에서 스캔된 구조물의 3차원 좌표값 및 3차원 좌표값에 대한 영상을 포함할 수 있다. 또한, 데이터 부가부(303)는 3차원 스캐너 형태로 이루어질 수 있다.
S306 단계에서, 데이터 부가부(303)는 드론, 고가사다리 등과 같은 이동 수단에 의해 구조물(10) 근처로 이동되어 마커 영역(M)에 대응하는 구조물(10)을 스캔할 수 있다.
이어서, 영상 생성부(304)가 데이터 부가부(303)에 의해 획득된 구조 데이터를 바탕으로 하여 스캔 영상을 모델링하는 단계(S307)가 이루어진다. S307 단계에서 스캔 영상은 구조 데이터에 따라 3차원 영상으로 모델링된다. 즉, 스캔 영상은 마커 영역(M)에 대응하는 구조물에 상응하는 형상을 포함하는 3차원 영상으로 이루어지되, 구조 데이터에서 노이즈(noise)를 제거한 상태에서 모델링될 수 있다. 이로 인해, 스캔 영상은 마커 영역(M)에 대응하는 구조물(10)을 3차원 영상으로 표시하여, 구조물(10)의 시공 상태를 보다 정확하게 확인할 수 있도록 한다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
100, 300: 시공 검수 장치
101, 301: 데이터 수집부
102, 304: 영상 생성부
103, 302: 제어부
303: 데이터 부가부
10: 구조물
20: 마커

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. (a) 데이터 수집부가 복수 개의 마커들을 감지하는 단계;
    (b) 데이터 수집부가 감지된 마커들에 의한 마커 영역에 대응하는 구조물을 촬영하여 2차원으로 이루어진 수집 영상을 생성하는 단계;
    (c) 제어부가 설계 도면으로부터 마커 영역에 대응하는 2차원으로 이루어진 도면 영상을 추출하는 단계;
    (d) 제어부가 수집 영상과 도면 영상을 정합하는 단계; 및
    (e) 제어부가 수집 영상에서 도면 영상과 상이한 부분을 표시하는 단계를 포함하되,
    (a) 단계는,
    데이터 수집부가 감지된 마커들의 각각에 신호를 전송하여, 감지된 마커들로부터 레이저를 발사시켜 마커 영역의 경계를 표시하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시공 검수 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, (a) 단계는,
    데이터 수집부가 정사각형을 형성하도록 배열된 4개의 마커들을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시공 검수 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    (e) 단계에서 스캔 영상에서 도면 영상과 상이한 부분이 표시되는 경우,
    시공 검수 방법은,
    (f) 데이터 부가부가 마커 영역에 대응하는 구조물을 스캔하여 스캔된 구조물에 대한 구조 데이터를 획득하는 단계; 및
    (g) 영상 생성부가 획득된 구조 데이터를 바탕으로 하여 3차원으로 이루어진 스캔 영상을 모델링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시공 검수 방법.
  10. 삭제
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