KR102130922B1 - 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템 및 방법 - Google Patents

3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 방법에 관한 것으로, 제어부가 3차원 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소 및 정보를 입력받아 기초정보 저장 DB에 저장하는 단계(S200); 상기 제어부가 상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소 및 정보를 이용하여 Solid 객체를 자동 변환하는 단계(S300); 상기 제어부가 Solid 지형 및 Solid 도로(Corridor) 구조물 객체를 생성하는 단계(S400); 상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 객체를 자동 분할하는 단계(S500); 상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 지형 객체 및 Solid 도로(Corridor) 구조물 객체를 생성하는 단계(S600); 상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체 물량을 자동으로 입력하는 단계(S700)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 의하면, 진행하고자 하는 토목 건설 공사에서 3차원 모델링 설계에 의한 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 구간(Station)별 Solid 객체 단위의 자동 물량 산출을 이용한 전체 건설 공사 관리 업무 프로세스를 새로이 확립할 수 있다.

Description

3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템 및 방법{3D Solid Cut / Fill Terrain and Corridor Structure Objects by Station by Automatic Extraction of Station and Object Information by Location of 3D Surface Terrain and Corridor Structures Automatic conversion and quantity automatic generation system and method}
본 발명은 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 토목분야에서 3차원 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 기존 Surface 방식의 면처리에 의한 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 설계 데이터 정보를 자동추출 입력데이터로 받고, 이를 속이 채워진 3차원 객체인 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물로 자동변환 처리하고 도로(Corridor) 구간의 최소 단위인 구간(Station)별 절토(Cut)/성토(Fill) 지형 객체와 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동분할 처리 한 후 자동으로 Solid 객체물량을 산출하는 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 토목 분야 건설 프로젝트에서 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 설계는 3차원 Surface 지표면 처리에 의한 지형 설계와 이 위에 도로(Corridor) 차선 및 도로(Corridor) 단면 등에 대한 설계를 바탕으로 평면의 도로(Corridor) 선형과 입면의 종단의 도로(Corridor) 선형에 의한 조합으로 3차원 지형 및 도로(Corridor)에 대한 선형 설계를 수행하고 있다.
하지만 이러한 대부분의 토목분야 3차원 Surface 면 처리 방식의 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 설계는 속이 채워진 Solid 객체 방식의 3차원 모델링 설계 소프트웨어와의 연계 활용성이 높지가 않다.
그 이유는 첫째, 3차원 Surface 방식에 의한 지형 및 도로(Corridor) 구조물 설계 데이터와 3차원 Solid 방식의 도로(Corridor) 구조물 설계 데이터를 한 화면으로 시각화하기 위해서는 별도의 3차원 뷰어(Viewer) 소프트웨어가 필요하기 때문이다. 종래에는 별도의 3차원 Viewer 소프트웨어에서 Surface 면 처리 방식의 지형 및 도로(Corridor) 구조물 설계 데이터와 Solid 방식의 도로(Corridor) 구조물 설계 데이터를 따로 불러와서 처리해야 하는 실정이다.
둘째, 3차원 Surface 방식의 지형 및 도로(Corridor) 구조물 설계에 의한 객체 물량산출은 별도의 물량산출 알고리즘에 의한 수량 산출을 통한 물량산출표로 표출된다는 것이다.
이는 3차원 모델링 설계의 특징인 시각화되고 직관적으로 객체에 대한 속성 정보를 해당 객체로부터 물량을 확인할 수가 없다는 것이 가장 큰 단점이라 할 수 있다.
셋째, 시공단계에서 3차원 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 시공관리는 전체 지형 및 도로(Corridor) 구조물이 아닌 구간(Station)별 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 단위로 수행이 되는데 기존의 3차원 Surface 면 처리 방식의 지형 및 도로(Corridor) 구조물 설계 방식에서는 3차원 구간(Station)별 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 분할되지 않아 구간(Station)별 3차원 객체 기반의 시공관리가 어렵다.
예를 들어, 1 Km 구간의 지형 및 도로(Corridor) 구조물 설계를 수행하고 이를 시공하는 단계에서 20 M 씩 50개의 구간(Station)으로 나누어 시공이 이루어지게 된다면 기존 3차원 Surface 방식의 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 설계 데이터를 실제 시공현장 관리에 맞도록 20 M 씩 구간(Station)별로 나누고 이에 대한 각각의 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 객체로 구분하고 이에 대한 시공 물량을 산정하여야 한다.
따라서 토목분야의 기존 3차원 Surface 방식의 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 설계 데이터를 속이 채워진 Solid 객체에 의한 구간(Station)별 지형 및 도로(Corridor) 구조물로 자동 변환하고 이를 시공관리 최소 단위인 구간(Station)별로 자동 분할하여 구간(Station)별 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동으로 분할되고 물량이 자동 산출되는 이러한 시스템 및 장치가 반드시 필요한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제를 해결하고자 하는 것으로, 기존의 토목분야 3차원 지표면(Surface) 방식의 지형 및 도로(Corridor) 구조물 설계에 따른 2D 기반 물량산출 알고리즘에 의한 토공량 산정 방법을 속이 채워진 Solid 객체의 절토(Cut)/성토(Fill) 지형 객체와 도로(Corridor) 구조물 객체로의 자동 변환 기술과 위치별 구간(Station)별 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동 분할하는 기술에 의해 Solid 객체 기반 지형 및 도로(Corridor) 구조물 물량을 자동 산출하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
토목 건설 공사 관련정보인 3차원 지형 및 도로(Corridor) 구조물 설계 정보, 건설 공사 공사비 내역(자재비,노무비,기계경비)정보, 건설 공사 공정 정보 등의 다양한 건설 공사 관련 정보 등을 Solid 객체의 위치 기반의 WBS(Work Breakdown Structure) 작업 분류 체계와 매칭 하기 위해서는 토목 건설 공사의 작업 최소 단위인 Activity 단위로 분할된 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체 단위로 물량이 산출되어야 한다.
따라서 Solid 객체 기반의 지형 및 도로(Corridor) 구조물 자동 변환 및 분할에 따른 절토(Cut)/성토(Fill) 지형 객체 및 도로(Corridor) 구조물 객체 생성은 중요한 시스템 기술이다.
또한 자동 분할된 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체에 대한 자동물량 산출과 공사비 산출과 공사기간, 작업의 선후행 관계 및 공정 진척 등의 파악 및 관리를 용이하게 하는 중요한 기술 요소이다.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 특징에 따른 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 방법은,
제어부가 3차원 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소 및 정보를 입력받아 기초정보 저장 DB에 저장하는 단계(S200);
상기 제어부가 상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소 및 정보를 이용하여 Solid 객체를 자동 변환하는 단계(S300);
상기 제어부가 Solid 지형 및 Solid 도로(Corridor) 구조물 객체를 생성하는 단계(S400);
상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 객체를 자동 분할하는 단계(S500);
상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 지형 객체 및 Solid 도로(Corridor) 구조물 객체를 생성하는 단계(S600);
상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체 물량을 자동으로 입력하는 단계(S700)를 포함한다.
상기 방법은,
상기 제어부가 물량 내역 보고서를 생성하는 단계(S800)를 더 포함한다.
상기 제어부가 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소 및 정보를 입력받는 단계(S200)에서,
상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소는 3차원 모델링 설계 시 형상을 개개의 요소 또는 개개의 요소들의 조합에 의해 재사용이 가능한 객체 단위로 설계가 되고,
상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소를 입력하는 방법은, 정보 생성(입력)부(100)의 3D 모델링 설계 툴(Tool)을 사용하여 직접 모델링 설계하거나 구축한 설계 요소를 활용하여 입력하고,
상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소에는 설계를 위한 형상 정보와 구간(Station)에 대한 세부 정보가 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부가 상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소를 이용하여 Solid 객체로 자동 변환하는 단계(S300)에서,
상기 제어부는 S100 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소 입력 단계(S200)에서 입력된 모델링 객체 정보에 포함된 구간(Station)에 대한 정보와 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 Surface 설계 정보를 활용하여 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동 변환을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부가 상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소 및 정보를 이용하여 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체를 생성하는 단계(S400)는,
전체 구간(Station)에 대한 지형 및 도로(Corridor) 구조물 Solid 형상 객체를 완성하여 3차원 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 속성 정보를 입력하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체를 자동 분할하는 단계(S500)는,
상기 단계(S200)에서 기초정보 저장부에 저장된 2D 기반으로 설계된 토목 지형 지표면(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물의 X, Y, Z 값의 객체 형상 정보와 단계별 구간(Station) 세부정보를 이용하여, 해당 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체의 중심점이 도로(Corridor) 구조물의 내부/외부에 있는지 계산하여 구간(Station)의 위치를 계산하고(S300),
상기 단계(S300)에서 생성된 구간(Station)별 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체 절단 위치 정보를 바탕으로 전체 Solid 객체를 자동 분할하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체를 생성하는 단계(S400)는,
생성된 구간(Station)별 절단 면(Plane)을 기준으로 Solid 지형 객체를 구간(Station)별 절토(Cut)/성토(Fill) 등의 Solid 지형 객체를 생성하는 것을 포함한다.
또한 생성된 구간(Station)별 절단 면(Plane)을 기준으로 도로(Corridor) 구조물에 대해 구간(Station)별 기층, 표층, 중간층 등의 도로(Corridor) 구조물의 시공단계별 세부 도로(Corridor) 구조물 요소를 구분하여 Solid 도로(Corridor) 구조물 객체를 생성하는 것(S700)을 더 포함한다.
상기 제어부가 구간(Station)별 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체 물량을 자동 생성하는 단계(S700)는,
생성된 구간(Station)별 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체 각각에 대한 체적(Volume) 량을 지형의 절토(Cut)/성토(Fill)를 포함한 흙쌓기, 흙깍기의 토목공사 내역서 작성을 위한 세부적인 내역 항목에 해당하는 객체 물량으로 산출하는 것을 포함한다.
또한 Solid 도로(Corridor) 구조물 객체의 각각에 대한 체적(Volume) 량을 기층, 표층, 중간층 등의 세부적인 도로(Corridor) 내역 항목에 해당하는 포장 등의 객체 물량으로 산출하는 것(S700)을 더 포함한다.
상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체 물량에 대한 물량 내역서 생성하는 단계(S800)는,
생성된 구간(Station)별 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체 자동산출 물량 속성을 추출하여 토목 공사비 내역 보고서 형식에 맞는 XML 또는 Excel 양식으로 변환 출력하는 단계를 더 포함한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템은,
정보를 표시하기 위한 표시부;
Surface 방식 지형 및 도로(Corridor) 구조물 설계 데이터를 입력하기 위한 정보 입력부;
정보를 저장하는 기초정보 저장부;
상기 정보 입력부의 입력정보에 따라 3차원 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동 변환 및 분할을 수행하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 방법을 실행한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 진행하고자 하는 토목 건설 공사에서 3차원 모델링 설계에 의한 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 구간(Station)별 Solid 객체 단위의 자동 물량 산출을 이용한 전체 건설 공사 관리 업무 프로세스를 새로이 확립할 수 있다.
또한, 기존의 지표면(Surface) 방식의 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 전체 구간(Station)을 Solid 객체로 자동으로 변환 할 수 있게 된다.
또한, 시공 관리 단계의 최소 단위인 공정관리 Activity 단위의 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동 분할하여 이를 통한 공정-공사비 연계활용이 3차원 Solid 객체기반으로 수행 가능하게 된다.
따라서 3차원 지형 및 도로(Corridor) 구조물 모델링에 의한 구간(Station)별 물량 내역서를 보다 쉽게 생성할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 방법의 흐름도이다.
도 3 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템 및 방법을 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템은,
정보를 표시하기 위한 표시부(130);
Surface 방식 지형 및 도로(Corridor) 구조물 설계 데이터를 입력하기 위한 정보 입력부(120);
정보를 저장하는 기초정보 저장부(110);
상기 정보 입력부(120)의 입력정보에 따라 3차원 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동 변환 및 분할을 수행하는 제어부(100)를 포함한다.
이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템의 동작은 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 방법의 흐름도이고,
도 3 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템 및 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 먼저 제어부(100)는 S100 ( 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 설계에 따른 입력단계)를 수행한다.
토목분야에서의 3차원 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 설계는 일반적으로 도 3과 과정으로 이루어진다.
도 3을 참조하면, 첫 번째 측량에 의한 실제 지형의 3차원 점 데이터 정보를 불러와 이를 서로 연결하여 평면 조합으로 구성된 3차원 지표면(Surface)을 생성한다.
두 번째로 지표면을 위에서 바라본 평면상에서 일정한 수학적 곡률을 갖는 도로(Corridor) 평면 선형을 설계한다.
세 번째로 입면에서 바라본 도로(Corridor)의 높낮이를 나타내는 종단 선형을 설계함으로써 3차원의 입체 도로(Corridor)선형을 설계하게 된다.
네 번째로 실제 도로(Corridor)가 놓일 부분에 대한 도로(Corridor) 단면을 작도하여 이를 3차원 도로(Corridor) 평면 선형과 종단선형에 반영하여 3차원 입체의 도로(Corridor) 구조물을 생성하고 도로(Corridor) 구조물 생성에 따른 지형에 대한 절토(Cut)와 성토(Fill)를 설계하게 된다.
최종적으로 3차원 지표면(Surface)과 입체 도로(Corridor)선형 구조물과의 조합에 따른 지형의 절토(Cut), 성토(Fill) 등의 물량을 Surface 방식의 물량산출 알고리즘에 의한 토량 보고서를 산출하게 된다.
여기서 본 발명의 실시예의 입력부(120)가 이러한 지표면(Surface) 방식의 지형 및 도로(Corridor) 선형 구조물에 대한 설계 데이터 정보를 자동추출 하게 된다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 도 3과 같은 토목분야의 기존 3차원 Surface 방식의 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 설계데이터 정보를 자동 추출하여 3차원 Solid 지형 및 도로(Corridor) 전체 객체로 자동 변환 생성하게 된다.
그리고 생성된 전체 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물을 구간(Station) 정보를 바탕으로 구간(Station)별 절토(Cut)/성토(Fill)의 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동 분할한다.
그리고 나서, 분할된 구간(Station)별 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체에 대한 체적(볼륨(Volume)) 물량을 자동으로 각각의 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체의 형상 속성에 자동 입력한다.
다음 제어부(100)는 S200 단계( 위치별 구간(Station) 및 Surface 객체정보 자동추출 단계)를 실행한다.
S200 단계에서 제어부(100)가 3차원 Surface 방식으로 작성된 지형 및 도로(Corridor) 선형 구조물에 대한 설계 데이터를 입력(S100)받은 후 도 4의 좌측과 같은 구간(Station) 정보와 지표면(Surface) 객체 정보를 기초정보 저장부(110)에 저장한다.
이때, 저장된 구간(Station) 정보와 지표면(Surface) 객체 정보는 향후 Solid 객체 자동변환 및 분할 알고리즘을 실행하기 위한 기초 데이터로 활용된다.
기초정보 저장부(110)에는 제어부(100)를 통해 지표면(Surface)과 도로(Corridor)의 불규칙 삼각망이 생성되어 저장된다. 그리고 TinSurface를 구하기 위해서는 CivilDocument와 DatabaseServices에 접근하여 구할 수 있다.
제어부(100)는 CivilDocument를 통해 해당 문서의 Surface의 Object Id를 얻어오고 이를 통해 DatabaseServices에서 inSurface에 대한 정보를 가져오며, 가져온 TinSurface에서 삼각망을 추출하여 체적 계산을 위한 Triangle3d로 만들어 도 4와 같이 각각 지표면에 대한 TerrainSurface(지형 표면)과 도로(Corridor)에 대한 CorridorSurface(도로 구조물 표면)를 구하여 기초정보 저장부(110)에 저장한다.
또한 제어부(100)는 도로(Corridor)의 경계선 및 도로(Corridor) 평면 CorridorPlane 생성한다.
도로(Corridor) 및 지표면(Surface)을 솔리드로 만들기 위해서는 도로(Corridor)의 경계선을 구해야 하며, 도로(Corridor)의 TinSurface에서 한번만 사용된 모서리를 구하여 연결하면 도로(Corridor)의 경계선이 되는 Polygon을 얻을 수 있다. (삼각형의 3개의 모서리는 인접한 다른 삼각형과 공유되어 있으며 만일 모서리가 다른 삼각형과 공유되어 있지 않다면 이것은 가장자리에 위치하기 때문이다.)
그리고 제어부(100)는 도로(Corridor) 경계선 즉 Ploygon을 솔리드를 만들고 체적 계산을 할 수 있도록 삼각화 해야 하며, 여기서는 Concave Trianglueation로 Ear Clipping 방법을 사용한다.
제어부(100)는 Ear Clipping 방법으로 Polygon의 각 꼭지점을 돌며 진전/직후의 꼭지점과 만들어진 삼각형이 Polygon의 내부인지 체크하여, 내부이면 삼각형을 얻고 해당하는 꼭지점을 삭제하는데 이것을 반복하여 삼각망을 만든다. 제어부(100)는 도 5의 알고리즘을 적용하여 기초정보 저장부(110)에 저장한다.
그리고 제어부(100)는 S300 단계( 3차원 Solid 객체 자동변환)를 수행한다.
S300 단계에서는 제어부(100)가 기초정보 저장부(110)의 데이터를 호출하여 3차원 Solid 객체로 변환시킨다.
도 6을 참조하면, 제어부(100)는 CorridorSurface와 CorridorPlane을 이용하여 Solid 객체를 생성하고, S200 단계에서 만들어진 CorridorPlane의 Z를 Min Elevation으로 하여 CorridorSurface와 연결하면 도로(Corridor)에 대한 CorridorSolidBottom 객체가 만들어지며, CorridorPlane의 Z를 Max Elevation으로 하여 CorridorSurface와 연결하면 도로(Corridor)에 대한 CorridorSolidTop 객체가 만들어 진다.
도 7 또는 도 8을 참조하면, CorridorSolidBottom/CorridorSolidTop과 TerrainSurface를 이용하여 FillSolid/CutSolid 만들기는 다음과 같다.
S300 단계에서 만들어진 CorridorSolidBottom와 TerrainSurface를 이용하면 Fill Spolid를 구할 수 있는데, TerrainSurface와 CorridorSolidBottom의 각각의 삼각형을 비교하여 서로 교차 하는 삼각형을 찾는다.
CorridorSolidBottom의 삼각형들은 TerrainSurface의 위에 있거나 TerrainSurface의 아래에 있게 된다.
CorridorSolidBottom의 외부에 임의의 점 P를 생성하고 TerrainSurface의 각 삼각형의 내부 중점에서 P를 향하는 직선을 연결하는데, 이때 CorridorSolidBottom의 삼각형들과 교차 하는 점의 갯수를 구할 수 있으며, 교차하는 점의 갯수가 홀수이면 삼각형은 CorridorSolidBottom 내부에 존재하고 짝수이면 CorridorSolidBottom 외부에 존재하게 된다.
이와 같은 방식으로 TerrainSurface의 삼각형 중 CorridorSolidBottom의 내부에 있는 삼각형과 CorridorSolidBottom의 삼각형 중 TerrainSurface의 위쪽에 있는 삼각형을 추출하면 FillSolid가 만들어 진다.
교차 하는 점이 존재 하면 해당하는 삼각형의 꼭지점과 교차하는 점을 리스트에 저장하고, TerrainSurface와 CorridorSolidBottom 의 교차점이 있는 삼각형은 해당하는 삼각형의 각 꼭지점과 다른 삼각형과의 교차점을 이용하여 새로운 삼각형으로 분할 하여야 하는데, 이때 삼각형의 세 꼭지점과 교차되는 점을 포함하여 Delaunay 삼각화 알고리즘을 이용하여 삼각화 한다.
삼각망이 만들어 졌으면 기존에 있던 분활된 삼각형은 삭제하며(분할되지 않은 것은 그대로 둠) 이렇게 삼각분할을 하고 나면 TerrainSurface의 삼각형들은 CorridorSolidBottom 의 내부에 있거나 외부에 있게 된다.
다음, 제어부(100)는 S400 단계( 3차원 Solid 지형 및 도로(Corridor) 객체 생성 )를 수행한다.
S400 단계에서는 앞선 S300 단계의 과정을 통해 Solid 객체로 자동 변환된 지형과 도로(Corridor) 구조물을 생성하는 단계이다.
도 9에서와 같은 면으로 처리된 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물이 속이 채워진 Solid 지형 및 도로(Corridor) 객체로 변환된 결과를 얻을 수 있게 된다.
다음, 제어부(100)는 S500 단계( 구간(Station)별 Solid 객체 자동분할)를 수행한다.
S500 단계에서는 앞선 S400 단계에서 생성된 Solid 지형 및 도로(Corridor) 객체를 기초정보 저장부(110)에 저장된 도로(Corridor) 평면선형의 구간(Station) 정보인 Sample Line을 호출하여 구간(Station)별 객체를 자동 분할한다.
이때, 도 10을 참조하면, Solid 지형 및 도로(Corridor) 객체를 구간(Station)별로 분할하기 위해서는 Civil3D API를 이용하여 SampleLine을 구하고, SampleLine을 세로로 길게 세우는 면을 만든 후 지표면(Surface) 위 Solid와 도로(Corridor) Solid 객체를 SamplLine 면을 기준으로 하여 잘라내어 앞선 S300, S400 단계에서 한 것과 같이 구간(Station)별로 분할된 Solid 객체를 각각 생성하게 된다.
다음, 제어부(100)는 S600 단계( Station별 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체 생성 )를 수행한다.
도 11을 참조하면, S600 단계에서는 앞선 S500 단계에서 생성된 구간(Station) 전체에 대한 Solid 지형 및 도로(Corridor) 객체를 구간(Station) 정보인 Sample Line을 기준으로 자동 분할된 객체를 지형 및 도로(Corridor) 구조물 별로 구분하여 Solid 객체를 생성한다.
도 11에서와 같이 도로(Corridor) 구간(Station)별 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형 객체와 도로(Corridor) 구조물 객체로 구분하여 분할된 Solid 객체로 지형 및 도로 구조물 객체를 생성하는 단계로 기존 지표면(Surface) 방식에서는 화면에 표시되지 못하는 구간(Station)별 3차원 객체를 생성한다.
다음, 제어부(100)는 S700 단계에서 앞선 S600 단계에서 구간(Station)별로 생성된 절토(Cut)/성토(Fill) 지형 및 도로(Corridor) 구조물 Solid 객체에 대한 체적(Volume)에 의한 물량을 객체 속성에 부여한다.
도 12에서와 같이 도로(Corridor) 구간(Station)별 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형 객체와 도로(Corridor) 구조물 객체에 대한 속성 정보에 해당 물량 속성 값이 표시되도록 Solid 객체에 속성 필드(Filed)를 생성하고 필드 속성 값으로 해당 물량 속성 값을 자동으로 입력된다. 향후 이를 제어부(100)의 물량 산출 소프트웨어의 내역 항목의 물량 값으로 자동 연계 추출하는 과정을 수행하게 된다.
다음 제어부(100)는 물량 내역서를 생성하게 된다. S800 단계에서는 앞선 S700 단계에서 지형 및 도로(Corridor) 구조물 Solid 객체의 각각의 물량 값을 물량 내역 산출 프로그램을 통해 내역 항목으로 호출하고 이에 대한 물량 값을 내역서 항목 물량으로 산정한다.
도 13에서와 같이 지형 객체와 도로(Corridor) 구조물 객체에 대한 물량 속성 값을 물량산출 프로그램을 통해 XML 또는 Excel 물량 보고서로 자동 연계 추출하게 된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 진행하고자 하는 토목 건설 공사에서 3차원 모델링 설계에 의한 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 구간(Station)별 Solid 객체 단위의 자동 물량 산출을 이용한 전체 건설 공사 관리 업무 프로세스를 새로이 확립할 수 있다.
또한, 기존의 지표면(Surface) 방식의 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 전체 구간(Station)을 Solid 객체로 자동으로 변환 할 수 있게 된다.
또한, 시공 관리 단계의 최소 단위인 공정관리 Activity 단위의 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동 분할하여 이를 통한 공정-공사비 연계활용이 3차원 Solid 객체기반으로 수행 가능하게 된다.
따라서 3차원 지형 및 도로(Corridor) 구조물 모델링에 의한 구간(Station)별 물량 내역서를 보다 쉽게 생성할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 제어부가 3차원 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소 및 정보를 입력받아 기초정보 저장 DB에 저장하는 단계(S200);
    상기 제어부가 상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소 및 정보를 이용하여 상기 3차원 지형 및 도로(Corridor) 구조물을 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동 변환하는 단계(S300);
    상기 제어부가 Solid 지형 및 Solid 도로(Corridor) 구조물 객체를 생성하는 단계(S400);
    상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 객체를 자동 분할하는 단계(S500);
    상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 지형 객체 및 Solid 도로(Corridor) 구조물 객체를 생성하는 단계(S600);
    상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체 물량을 자동으로 입력하는 단계(S700)를 포함하고,

    상기 제어부가 물량 내역 보고서를 생성하는 단계(S800)를 더 포함하고,

    상기 제어부가 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소 및 정보를 입력받는 단계(S200)에서,
    상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소는 3차원 모델링 설계 시 형상을 개개의 요소 또는 개개의 요소들의 조합에 의해 재사용이 가능한 객체 단위로 설계가 되고,
    상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소를 입력하는 방법은, 정보 생성(입력)부(100)의 3D 모델링 설계 툴(Tool)을 사용하여 직접 모델링 설계하거나 구축한 설계 요소를 활용하여 입력하고,
    상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소에는 설계를 위한 형상 정보와 구간(Station)에 대한 세부 정보가 포함되는 것을 특징으로 하고,

    상기 제어부가 상기 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소를 이용하여 Solid 객체로 자동 변환하는 단계(S300)에서,
    상기 제어부는 3차원 지형(Surface) 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 지표면(Surface) 모델링 설계 형상 요소 입력 단계(S200)에서 입력된 모델링 객체 정보에 포함된 구간(Station)에 대한 정보와 지형 및 도로(Corridor) 구조물에 대한 Surface 설계 정보를 활용하여 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동 변환을 수행하는 것을 특징으로 하고,

    상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 지형 객체 및 Solid 도로(Corridor) 구조물 객체를 생성하는 단계(S600)에서는,
    상기 단계(S500)에서 생성된 구간(Station) 전체에 대한 Solid 지형 및 도로(Corridor) 객체를 구간(Station) 정보인 Sample Line을 기준으로 자동 분할된 객체를 지형 및 도로(Corridor) 구조물 별로 구분하여 Solid 객체를 생성하되,
    도로(Corridor) 구간(Station)별 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형 객체와 도로(Corridor) 구조물 객체로 구분하여 분할된 Solid 객체로 지형 및 도로 구조물 객체를 생성하는 단계로 기존 지표면(Surface) 방식에서는 화면에 표시되지 못하는 구간(Station)별 3차원 객체를 생성하는 것을 특징으로 하고,

    상기 제어부가 구간(Station)별 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체 물량을 자동으로 입력하는 단계(S700)에서는, 상기 단계(S600)에서 구간(Station)별로 생성된 절토(Cut)/성토(Fill) 지형 및 도로(Corridor) 구조물 Solid 객체에 대한 체적(Volume)에 의한 물량을 객체 속성에 부여하되,
    도로(Corridor) 구간(Station)별 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형 객체와 도로(Corridor) 구조물 객체에 대한 속성 정보에 해당 물량 속성 값이 표시되도록 Solid 객체에 속성 필드(Filed)를 생성하고 필드 속성 값으로 해당 물량 속성 값을 자동으로 입력하는 것을 특징으로 하고,

    상기 제어부가 물량 내역 보고서를 생성하는 단계(S800)에서,
    상기 제어부는 상기 단계(S700)에서 지형 및 도로(Corridor) 구조물 Solid 객체의 각각의 물량 값을 물량 내역 산출 프로그램을 통해 내역 항목으로 호출하고 이에 대한 물량 값을 내역서 항목 물량으로 산정하되,
    지형 객체와 도로(Corridor) 구조물 객체에 대한 물량 속성 값을 물량산출 프로그램을 통해 XML 또는 Excel 물량 보고서로 자동 연계 추출하는 것을 특징으로 하는
    3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 정보를 표시하기 위한 표시부;
    Surface 방식 지형 및 도로(Corridor) 구조물 설계 데이터를 입력하기 위한 정보 입력부;
    정보를 저장하는 기초정보 저장부;
    상기 정보 입력부의 입력정보에 따라 3차원 Solid 지형 및 도로(Corridor) 구조물 객체로 자동 변환 및 분할을 수행하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1항의 방법을 실행하는 3차원 Surface 지형 및 도로(Corridor) 구조물의 위치별 구간(Station) 및 객체 정보의 자동추출을 통한 구간(Station)별 3차원 Solid 절토(Cut)/성토(Fill) 지형과 도로(Corridor) 구조물 객체 자동변환 및 물량 자동생성 시스템.
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