KR102078696B1 - 3d 모델기반 시설물 관리 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 - Google Patents

3d 모델기반 시설물 관리 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

시설물 관리 시스템은 3차원 형상 정보 제공부, 영상 결합부, 시설물 영상 출력부, 결함 정보 획득부, 및 정보 저장부를 포함한다. 3차원 형상 정보 생성부는 부위별 위치 정보가 각각 설정된 다수의 부위를 포함하는 시설물의 3차원 형상 정보를 생성하고, 영상 결합부는 영상 정보 입력 장비로부터 입력된 시설물의 일부 부위 영상 및 영상과 대응하는 위치 정보를 이용하여 입력된 영상을 3차원 형상의 대응 부위에 결합시키고, 영상 출력부는 영상이 결합된 3차원 형상의 영상을 출력하고, 결함 정보 획득부는 영상으로부터 미리 설정된 결함 정보를 획득하며, 정보 저장부는 영상과 대응하는 결함 정보를 3차원 형상의 대응부위와 대응시켜 저장한다.

Description

3D 모델기반 시설물 관리 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 {SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING FACILITY BASED ON 3D MODEL, AND A RECORDING MEDIUM HAVING COMPUTER READABLE PROGRAM FOR EXECUTING THE METHOD}
본 발명은 시설물 관리 시스템, 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토목 인프라 시설물의 유지 관리를 수행하기 위한 시스템, 및 방법에 관한 것이다.
종래, 터널이나 교량과 같은 대형 토목 인프라 시설의 유지 관리는 시설물이 사용되고 있는 상태에서 현장 조사를 통해 수행되고 있다. 이때, 시설물의 부재별, 부위별 다수 위치에서 발생되는 파손, 균열, 백태, 볼트 풀림과 같은 다양한 결함들은 사진 촬영과 단순 기록으로 표현되고 있다.
그런데, 일반적으로 시설물은 그 크기가 매우 크기 때문에, 이후에 사진 촬영 위치를 정확히 찾기 어렵고, 촬영된 사진 등은 인쇄본이나 파일 형태로 제출되는 결과 보고서에 별도로 첨부하여 관리되기 때문에, 현장 조사 시 시설물상의 결함을 발견한 경우에도 발견된 결함에 대한 지속적인 이력 정보 관리가 불가능하였다.
또한, 시설물상에 형성된 결함의 종류가 다양하고 그 폭이나 길이, 면적, 체적 등이 다수 위치에 산발적으로 위치함에 따라 종류별 물량 산출이 어렵고, 결함의 형태를 단순히 2D로만 표현하기에는 한계가 있었다.
KR 101738430 B1
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 대형 토목 인프라 시설물의 다수 위치에 형성되는 다양한 결함에 대해 보다 직관적이고 통합적으로 유지 관리를 수행할 수 있도록 해 주는 시스템, 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 시설물 관리 시스템은 3차원 형상 정보 제공부, 영상 결합부, 시설물 영상 출력부, 결함 정보 획득부, 및 정보 저장부를 포함한다.
3차원 형상 정보 생성부는 부위별 위치 정보가 각각 설정된 다수의 부위를 포함하는 시설물의 3차원 형상 정보를 생성하고, 영상 결합부는 영상 정보 입력 장비로부터 입력된 시설물의 일부 부위 영상 및 그 영상과 대응하는 위치 정보를 이용하여 입력된 영상을 3차원 형상의 대응 부위에 결합시키고, 영상 출력부는 영상이 결합된 3차원 형상의 영상을 출력하고, 결함 정보 획득부는 영상으로부터 미리 설정된 결함 정보를 획득하며, 정보 저장부는 영상과 대응하는 결함 정보를 3차원 형상의 대응 부위와 대응시켜 저장한다.
이와 같은 구성에 의하면, 시설물에 대한 3차원 형상을 생성하고 생성된 3차원 형상의 다수 부위에 각각에 대해 실제 영상을 결합시킴으로써, 대형 토목 인프라 시설물의 다수 위치에 형성되는 다양한 결함에 대해 보다 직관적이고 통합적으로 유지 관리를 수행할 수 있게 된다.
이때, 영상 결합부는 영상의 크기와 방향을 3차원 형상의 대응 부위에 대응하도록 조정하여 결합시킬 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 시설물 부위의 영상을 이웃 부위의 영상과 동일한 스케일 및 방향으로 배치함으로써 시설물의 실제 상태에 대한 보다 직관적인 인지가 가능해 진다.
또한, 유지 관리 시스템은 시설물의 결함 정보에 대한 통계 정보를 생성하는 통계 정보 생성부를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 서로 다른 부위의 결함에 대해서도 통합적인 유지 관리를 수행할 수 있게 된다.
또한, 결함의 진행 상태에 대한 이력 정보를 생성하는 이력 정보 생성부를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 현재 상태뿐만 아니라 결함에 대한 진행 경과에 대한 정보를 보다 용이하게 파악할 수 있게 된다.
또한, 시설물의 부위에 대한 상태 등급 정보를 생성하는 상태 등급 생성부를 더 포함할 수 있으며, 이때, 시설물 영상 출력부는 상태 등급에 따라 시설물의 부위가 식별되도록 3차원 형상의 영상을 제공할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 결함으로 인한 시설물의 상태를 더욱 용이하게 파악할 수 있게 됨으로써, 시설물의 관리를 보다 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
또한, 영상 정보 입력 장비는 무인 운행 장비이고 무인 운행 장비의 운행 경로 정보를 무인 운행 장비로 전송하는 경로 정보 전송부를 더 포함할 수 있으며, 3차원 형상 정보 생성부는 무인 운행 장비를 통해 측정된 데이터를 이용하여 3차원 형상 정보를 생성할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 무인 운행 장비를 이용하여 3차원 형상 정보의 생성이나 부위별 영상 촬영을 보다 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
또한, 사용자 단말로부터 시설물에 대해 부위별 선택 입력 수단을 제공하는 사용자 입력부를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 사용자는 시설물에 대해 부위별로 정보를 입력할 수 있게 되고, 부위별로 정보를 획득할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따른 시설물 유지 관리 방법은, 시설물 유지 관리 시스템이 수행하는 것으로서, 부위별 위치 정보가 각각 설정된 다수의 부위를 포함하는 시설물의 3차원 형상 정보를 제공하는 3차원 형상 정보 제공 단계, 영상 정보 입력 장비로부터 입력된 시설물의 일부 부위 영상 및 영상과 대응하는 위치 정보를 이용하여 입력된 영상을 3차원 형상의 대응 부위에 결합시키는 영상 결합 단계, 영상이 결합된 3차원 형상의 영상을 출력하는 시설물 영상 출력 단계, 영상으로부터 미리 설정된 결함 정보를 획득하는 결함 정보 획득 단계, 및 영상과 대응하는 결함 정보를 3차원 형상의 대응부위와 대응시켜 저장하는 정보 저장 단계를 포함한다.
아울러, 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체가 함께 개시된다.
본 발명에 의하면, 시설물에 대한 3차원 형상을 생성하고 생성된 3차원 형상의 다수 부위에 각각에 대해 실제 영상을 결합시킴으로써, 대형 토목 인프라 토목 시설물의 다수 위치에 형성될 수 있는 다양한 결함에 대해 보다 직관적이고 통합적인 유지 관리를 수행할 수 있게 된다.
또한, 시설물 부위의 영상을 이웃 부위의 영상과 동일한 스케일 및 방향으로 배치함으로써 시설물의 실제 상태에 대한 보다 직관적인 유지 관리가 가능해 진다.
또한, 서로 다른 부위의 결함에 대해서도 통합적인 유지 관리를 수행할 수 있게 된다.
또한, 결함에 대한 진행 경과를 보다 직관적으로 판단할 수 있게 된다.
또한, 결함으로 인한 시설물의 상태를 더욱 용이하게 파악할 수 있게 됨으로써, 시설물의 관리를 보다 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
또한, 무인 운행 장비를 이용하여 3차원 형상 정보의 생성이나 부위별 영상 촬영을 보다 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
또한, 사용자는 시설물에 대해 부위별로 정보를 입력할 수 있게 되고, 부위별로 정보를 획득할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 관리 시스템의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1의 사용 상태의 예를 도시한 개략적으로 도시한 도면.
도 3 내지 도 5는 각각 무인 운행 장비인 드론, 레일캠, 와이어캠이 도시된 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 관리 시스템의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1의 사용 상태의 예를 도시한 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에서, 시설물 관리 시스템(100)은 3차원 형상 정보 생성부(105), 영상 결합부(110), 시설물 영상 출력부(115), 결함 정보 획득부(120), 정보 저장부(125), 통계 정보 생성부(130), 이력 정보 생성부(135), 상태 등급 생성부(140), 경로 정보 전송부(145), 및 사용자 입력부(150)를 포함한다.
3차원 형상 정보 생성부(105)는 부위별 위치 정보가 각각 설정된 다수의 부위를 포함하는 시설물의 3차원 형상 정보를 생성한다. 이때, 3차원 형상 정보 생성부(105)는 드론과 같은 무인 운행 장비를 통해 측정된 데이터를 이용하여 3차원 형상 정보를 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 드론, 레일캠, 와이어캠 등을 이용하여 무인 측량을 실시할 수 있다. 도 3 내지 도 5는 각각 무인 운행 장비인 드론, 레일캠, 와이어캠이 도시된 도면이다.
측정된 데이터는 좌표 정보, 색상 정보 등이 포함된 포인트클라우드 정보로 변환되는데, 포인트클라우드 정보는 불필요한 정보가 포함된 무수히 많은 점군 정보로서, 데이터량이 많아 형상 정보 생성 작업이 용이하지 않다.
따라서, 형상 설계를 위한 최소 정보 취득 후에 불필요한 점군 데이터는 삭제하고, 최소 설계 정보를 통해 시설물에 대한 3D 모델을 생성한다.
영상 결합부(110)는 영상 정보 입력 장비로부터 입력된 시설물의 일부 부위 영상 및 영상과 대응하는 위치 정보를 이용하여 입력된 영상을 3차원 형상의 대응 부위에 결합시킨다. 영상 정보 입력 장비 역시 무인 운행 장비일 수 있으며, 경로 정보 전송부(145)는 무인 운행 장비의 운행 경로 정보를 무인 운행 장비로 전송할 수 있다.
또한, 영상 결합부(110)는 부위별 영상의 크기와 방향을 3차원 형상의 대응 부위에 대응하도록 조정하여 결합시킬 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 시설물의 부위별 영상을 이웃 부위의 영상과 동일한 스케일 및 방향으로 배치함으로써 시설물의 실제 상태에 대한 보다 직관적인 인지가 가능해 진다.
시설물 영상 출력부(115)는 영상이 결합된 3차원 형상의 영상을 출력하고, 결함 정보 획득부(120)는 영상으로부터 미리 설정된 결함 정보를 획득하며, 정보 저장부(125)는 영상과 대응하는 결함 정보를 3차원 형상의 대응부위와 대응시켜 저장한다.
속성 및 다수 정보를 동시에 표현 가능한 3D모델에 누적하여 표현(부재별, 제품별 분절화된 모델)하는 것이다. 균열, 손상, 볼트 풀림 등 촬영시 위치 정보가 포함되어 있는 사진 촬영으로 3D 형상 모델의 정위치에 축적이 가능하다.
이와 같은 구성에 의하면, 사진 촬영 이미지 분석 및 현장 조사 측정된 결과를 기반으로 디지털 정보화된 정보와 사진 이미지가 3D 형상 모델에 직접 표현됨에 따라, 길이, 면적 및 체적 등을 쉽게 산출할 수 있게 된다.
통계 정보 생성부(130)는 시설물의 결함 정보에 대한 통계 정보를 생성하고, 이력 정보 생성부(135)는 결함의 진행 상태에 대한 이력 정보를 생성한다. 이미지 정보, 유지 관리 이력 정보 등을 조사된 시점별로 누적 저장함에 따라, 시점별로 표현 및 산출되거나, 이력을 총량적으로 표현 및 산출되도록 하는 것이다.
상태 등급 생성부(140)는 시설물의 부위에 대한 상태 등급 정보를 생성한다. 이때, 시설물 영상 출력부(115)는 상태 등급에 따라 시설물의 부위가 식별되도록 3차원 형상의 영상을 제공할 수 있다. 이 경우, 부재별, 부위별 3D 모델이 분절화되어 관리됨에 따라 위험 상태 수준 등을 개별적으로 색상 등으로 구분하여 표현이 가능하게 된다.
사용자 입력부(150)는 사용자 단말로부터 시설물에 대해 부위별 선택 입력 수단을 제공한다. 이와 같은 구성에 의하면, 사용자는 시설물에 대해 부위별로 정보를 입력할 수 있게 되고, 부위별로 정보를 획득할 수 있게 된다.
이때, 사용자 입력부(150)는 도 2에 도시된 예에서와 같이, 스마트폰과 같은 휴대용 단말기로 구현될 수 있으며, 이 경우 관리자는 시설물의 인근에서 현장 입력도 수행할 수 있게 된다.
본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야할 것이다.
100: 시설물 관리 시스템
105:3차원 형상 정보 생성부
110: 영상 결합부
115: 시설물 영상 출력부
120: 결함 정보 획득부
125: 정보 저장부
130: 통계 정보 생성부
135: 이력 정보 생성부
140: 상태 등급 생성부
145: 경로 정보 전송부
150: 사용자 입력부

Claims (11)

  1. 부위별 위치 정보가 각각 설정된 다수의 부위를 포함하는 시설물의 3차원 형상 정보를 생성하는 3차원 형상 정보 생성부;
    영상 정보 입력 장비로부터 입력된 상기 시설물의 일부 부위 영상 및 상기 영상과 대응하는 위치 정보를 이용하여 상기 입력된 영상을 상기 3차원 형상의 대응 부위에 결합시키는 영상 결합부;
    상기 영상이 결합된 3차원 형상의 영상을 출력하는 시설물 영상 출력부;
    상기 영상으로부터 미리 설정된 결함 정보를 획득하는 결함 정보 획득부; 및
    상기 영상과 대응하는 상기 결함 정보를 상기 3차원 형상의 대응부위와 대응시켜 저장하는 정보 저장부를 포함하며,
    상기 영상 결합부는 상기 입력된 영상이 상기 3차원 형상 상에서 직접 표현되도록 결합시키고,
    상기 입력된 영상의 크기와 방향을 상기 3차원 형상의 일부 부위에 대응하도록 조정하여 결합시키되, 상기 3차원 형상의 일부 부위에 결합된 영상이 이웃 부위에 결합된 영상과 방향과 크기가 일치하도록 조정하여 결합시키는 것을 특징으로 하는 시설물 유지 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 시설물의 결함 정보에 대한 통계 정보를 생성하는 통계 정보 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 유지 관리 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 결함의 진행 상태에 대한 이력 정보를 생성하는 이력 정보 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 유지 관리 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 시설물의 부위에 대한 상태 등급 정보를 생성하는 상태 등급 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 유지 관리 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 시설물 영상 출력부는
    상기 상태 등급에 따라 상기 시설물의 부위가 식별되도록 상기 3차원 형상의 영상을 제공하는 것을 특징으로 하는 시설물 유지 관리 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 영상 정보 입력 장비는 무인 운행 장비이고,
    상기 무인 운행 장비의 운행 경로 정보를 상기 무인 운행 장비로 전송하는 경로 정보 전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 유지 관리 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 3차원 형상 정보 생성부는 상기 무인 운행 장비를 통해 측정된 데이터를 이용하여 상기 3차원 형상 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 시설물 유지 관리 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    사용자 단말로부터 상기 시설물에 대해 부위별 선택 입력 수단을 제공하는 사용자 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설물 유지 관리 시스템.
  10. 시설물 유지 관리 시스템이 수행하는 시설물 유지 관리 방법으로서,
    부위별 위치 정보가 각각 설정된 다수의 부위를 포함하는 시설물의 3차원 형상 정보를 제공하는 3차원 형상 정보 제공 단계;
    영상 정보 입력 장비로부터 입력된 상기 시설물의 일부 부위 영상 및 상기 영상과 대응하는 위치 정보를 이용하여 상기 입력된 영상을 상기 3차원 형상의 대응 부위에 결합시키는 영상 결합 단계;
    상기 영상이 결합된 3차원 형상의 영상을 출력하는 시설물 영상 출력 단계;
    상기 영상으로부터 미리 설정된 결함 정보를 획득하는 결함 정보 획득 단계; 및
    상기 영상과 대응하는 상기 결함 정보를 상기 3차원 형상의 대응부위와 대응시켜 저장하는 정보 저장 단계를 포함하며,
    상기 영상 결합 단계는 상기 입력된 영상이 상기 3차원 형상 상에서 직접 표현되도록 결합시키고,
    상기 입력된 영상의 크기와 방향을 상기 3차원 형상의 일부 부위에 대응하도록 조정하여 결합시키되, 상기 3차원 형상의 일부 부위에 결합된 영상이 이웃 부위에 결합된 영상과 방향과 크기가 일치하도록 조정하여 결합시키는 것을 특징으로 하는 시설물 유지 관리 방법.
  11. 청구항 10의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체.
KR1020190087285A 2019-07-19 2019-07-19 3d 모델기반 시설물 관리 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 KR102078696B1 (ko)

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