KR102238911B1 - 건축물의 공정진행상태 산출 장치, 건축물의 공정진행상태 산출 방법 및 건축물의 공정진행상태 산출시스템 - Google Patents

건축물의 공정진행상태 산출 장치, 건축물의 공정진행상태 산출 방법 및 건축물의 공정진행상태 산출시스템 Download PDF

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KR102238911B1 KR1020200049312A KR20200049312A KR102238911B1 KR 102238911 B1 KR102238911 B1 KR 102238911B1 KR 1020200049312 A KR1020200049312 A KR 1020200049312A KR 20200049312 A KR20200049312 A KR 20200049312A KR 102238911 B1 KR102238911 B1 KR 102238911B1
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Abstract

본 발명은 건축물의 공정진행상태 산출 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 자료수집장치로부터 수집된 지상물의 이미지에 대해 포인트클라우드(PC)를 추출하여 상기 지상물을 구성하는 각각의 부재에 대한 폴리곤을 생성할 수 있는 폴리곤 생성 모듈; 자료수집장치로부터 수집된 상기 지상물에 대해 위치좌표를 추출하고, 상기 폴리곤을 기초로 부재별 시공진행 상태를 판단할 수 있는 이미지 처리 모듈; 상기 지상물의 위치좌표 및 부재별 시공진행 상태를 기초로 상기 지상물의 BIM 모델을 생성할 수 있는 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈; 지상물의 설계도면으로부터 목표 건축물의 위치 정보와 일람 정보를 추출하여 목표 건축물의 BIM 모델을 생성할 수 있는 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈; 및 상기 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈로부터 생성된 상기 목표 건축물의 BIM 모델과 상기 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈로부터 생성된 상기 지상물의 BIM 모델을 비교하여 상기 지상물의 공정 진행 상태를 판단할 수 있는 공정 진행 상태 판단 모듈을 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출 장치를 포함할 수 있다.

Description

건축물의 공정진행상태 산출 장치, 건축물의 공정진행상태 산출 방법 및 건축물의 공정진행상태 산출시스템 {APPARATUS, METHOD AND SYSTEM FOR EXTRACTING AND ANALYSING CONSTRUCTION STATUS OF BUILDING}
본 발명은 건축물의 공정진행상태 산출 장치, 건축물의 공정진행상태 산출 방법 및 건축물의 공정진행상태 산출시스템에 관한 것이다.
최근, 건축물을 시공할 때 BIM(Building Information Modeling)을 활용하고 있는 추세이다. 여기서, BIM(Building Information Modeling)이란 3차원 정보모델을 기반으로 시설물의 형상, 속성 등을 정보로 표현한 디지털 모형으로 이해될 수 있다.
종래의 3D 스캐닝(Scanning)을 활용한 BIM은 실제 건축물과 오차가 발생하며 이러한 오차에 의해 건설 프로젝트의 건축물이 설계한 방향과 달라질 수 있다.
도 1은 실제 건축물과 이를 종래의 3D 스캐닝(Scanning)에 의한 BIM을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 1의 (a)는 실제 건축물을 나타내고, 도 1의 (b)는 실제 건축물을 종래의 3D 스캐닝(Scanning)에 의한 포인트클라우드(PC) 모델을 나타내는 도면이다.
도 1의 (b)에 도시된 A영역은 실제 건축물과 동일한 지붕 모서리를 구현하지 못함을 알 수 있다. 이와 같이 종래의 3D 스캐닝(Scanning)에 의해 BIM 모델을 구현하는 경우, 실제 건축물과 오차가 발생한다는 문제가 있다.
또한, 종래에는 건축물의 공정이 어느 정도 진행되었는지 파악하기 위해서는 단순히 육안으로 관찰하는 방법에 의존하였는바, 시공사, 또는 건설을 의뢰한 클라이언트는 건축물의 정확한 완공 시기를 정확히 예측하기 어렵다는 문제가 존재했다.
특허문헌: 한국 등록특허 10-2015388 (2019.8.28.공고)
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 건축물의 공정진행상태 산출할 수 있는 건축물의 공정진행상태 산출 장치, 건축물의 공정진행상태 산출 방법 및 건축물의 공정진행상태 산출시스템을 제공하고자 한다.
또한, 종래의 3D 스캐닝(Scanning)보다 실제 건축물과 오차율을 줄이거나, 오차가 없는 BIM 모델을 구현할 수 있는 건축물의 공정진행상태 산출할 수 있는 건축물의 공정진행상태 산출 장치, 건축물의 공정진행상태 산출 방법 및 건축물의 공정진행상태 산출시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자료수집장치로부터 수집된 지상물의 이미지에 대해 포인트클라우드(PC)를 추출하여 상기 지상물을 구성하는 각각의 부재에 대한 폴리곤을 생성할 수 있는 폴리곤 생성 모듈; 자료수집장치로부터 수집된 상기 지상물에 대해 위치좌표를 추출하고, 상기 폴리곤을 기초로 부재별 시공진행 상태를 판단할 수 있는 이미지 처리 모듈; 상기 지상물의 위치좌표 및 부재별 시공진행 상태를 기초로 상기 지상물의 BIM 모델을 생성할 수 있는 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈; 지상물의 설계도면으로부터 목표 건축물의 위치 정보와 일람 정보를 추출하여 목표 건축물의 BIM 모델을 생성할 수 있는 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈; 및 상기 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈로부터 생성된 상기 목표 건축물의 BIM 모델과 상기 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈로부터 생성된 상기 지상물의 BIM 모델을 비교하여 상기 지상물의 공정 진행 상태를 판단할 수 있는 공정 진행 상태 판단 모듈을 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 지상물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제1 복셀(Voxel)로 변환하고, 상기 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제2 복셀(Voxel)로 변환하고, 상기 제1 복셀(Voxel)의 합과 상기 제2 복셀(Voxel)의 합을 비교하여 상기 지상물의 공정 진행 상태를 판단할 수 있는 복셀 기초 점유상태 판단모듈을 더 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 지상물의 공정 진행 상태와 상기 지상물이 시공되는데 걸린 경과 시간을 기초로 상기 지상물의 완공 시기를 산출할 수 있는 건축물 완공 시기 산정 모듈을 더 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 자료수집장치는, 공에서 상기 지상물을 촬영하여 지상물에 대한 항공이미지를 수집할 수 있는 항공이미지 수집장치; 및 지상물을 지상에서 계측할 수 있는 계측장치를 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 항공이미지 수집장치는 카메라를 구비한 드론인 건축물의 공정진행상태 산출 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 이미지 처리 모듈은, 상기 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각 부재의 위치 좌표를 추출하고, 추출된 상기 부재의 위치 좌표를 중심으로 반경을 설정할 수 있는 참조위치 설정부; 상기 반경 내에 있는 상기 지상물을 매칭시킬 수 있는 지상물 매칭부; 상기 지상물을 구성하는 각 부재의 부재 유형을 판할 수 있는 부재 유형 판단부; 상기 지상물을 구성하는 각 부재의 시공상태를 판단할 수 있는 부재 시공상태 판단부; 및 상기 지상물을 구성하는 부재의 실제 위치를 판단할 수 있는 부재 위치 판단부를 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출 장치 가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈에 의해 지상물의 설계도면으로부터 목표 건축물의 위치 정보와 일람 정보를 추출하여 목표 건축물의 BIM 모델을 생성하는 단계(S10); 자료수집장치로부터 지상물의 이미지를 수집하는 자료 수집 단계(S20); 폴리곤 생성 모듈에 의해 상기 지상물의 이미지에 대해 포인트클라우드(PC)를 추출하여 상기 지상물을 구성하는 각각의 부재에 대한 폴리곤을 생성하는 폴리곤 생성 단계(S30); 이미지 처리 모듈(300)에 의해 상기 지상물에 대한 위치좌표를 추출하고, 상기 폴리곤을 기초로 부재별 시공진행 상태를 판단하는 이미지 처리 단계(S40); 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈에 의해 상기 지상물의 위치좌표 및 부재별 시공진행 상태를 기초로 상기 지상물의 BIM 모델을 생성하는 단계(S50); 공정 진행 상태 판단 모듈에 의해 상기 목표 건축물의 BIM 모델과 상기 지상물의 BIM 모델을 비교하여 상기 지상물의 공정 진행 상태를 판단하는 단계(S70)를 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 이미지 처리 단계(S40)는, 참조위치 설정부에 의해 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각 부재의 위치 좌표를 추출하는 단계(S410); 참조위치 설정부에 의해 추출된 상기 부재의 위치 좌표를 중심으로 반경을 설정하는 단계(S420); 지상물 매칭부에 의해 상기 반경 내에 있는 지상물을 매칭하는 단계(S430); 부재 유형 판단부에 의해 상기 지상물을 구성하는 각 부재의 부재 유형을 판단하는 단계(S440); 부재 시공상태 판단부에 의해 상기 지상물을 구성하는 각 부재의 시공상태를 판단하는 단계(S450); 부재 속성 판단부에 의해 상기 지상물을 구성하는 부재의 속성을 판단하는 단계(S460); 부재 위치 판단부에 의해 상기 지상물을 구성하는 부재의 실제 위치를 판단하는 단계(S470)를 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 공정 진행 상태를 판단하는 단계(S60)는, 상기 지상물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제1 복셀로 변환하는 단계(S610); 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제2 복셀로 변환하는 단계(S620); 및 제1 복셀의 합과 제2 복셀의 합을 비교하여 제1 복셀의 점유 상태를 판단하는 단계(S630)를 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상술한 건축물의 공정진행상태 산출 장치; 및 지상물의 자료를 수집하여 상기 건축물의 공정진행상태 산출 장치로 전송할 수 있는 자료수집장치; 및 상기 건축물의 공정진행상태 산출 장치로부터 산출된 지상물의 시공 상태를 디스플레이 할 수 있는 단말기를 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 건축물의 공정진행상태 산출 장치, 건축물의 공정진행상태 산출 방법 및 건축물의 공정진행상태 산출시스템은 건축물의 공정진행상태를 산출할 수 있다.
또한, 종래의 3D 스캐닝(Scanning)보다 실제 건축물과 오차율을 줄이거나, 오차가 없는 BIM 모델을 구현할 수 있다.
도 1은 종래의 3D 스캐닝(Scanning)에 의한 포인트클라우드(PC)을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물의 공정진행상태 산출시스템(1)을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)의 프로세서(90)의 구성의 일 예를 보여주는 도면이고,
도 5는 이미지 처리 모듈(300)의 하위 구성의 일 예를 나타내는 도면이며,
도 6은 데이터베이스(140)의 하위 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)에 의해 실행되는 건축물의 공정진행상태 산출 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 6의 이미지 처리 단계(S40)를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 9는 도 6의 공정 진행 상태를 판단하는 단계(S60)를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 10은 도 2의 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)에 의해 지상물의 공정진행상태가 산출되는 전체 순서도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)에 의해 구현된 지상물의 BIM 모델을 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물의 공정진행상태 산출시스템(1)을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 건축물의 공정진행상태 산출시스템(1)은 지상물의 자료를 수집할 수 있는 자료수집장치(2)와, 지상물의 공정 진행 상태를 판단할 수 있는 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)는 자료수집장치(2)로부터 수집한 지상물의 자료(항공 이미지 등)를 전송받아 지상물의 공정 진행 상태를 판단할 수 있다.
여기서, 지상물은 설계도면을 따라 건설현장에서 시공되고 있는 건설중인 건축물 또는 물체로 이해될 수 있다.
자료수집장치(2)로부터 수집된 데이터는 통신망(30)을 통해 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)로 전송될 수 있다.
자료수집장치(2)는 항공에서 지상물을 촬영하여 지상물에 대한 항공이미지를 수집할 수 있는 항공이미지 수집장치(22)와, 지상물을 지상에서 계측할 수 있는 계측장치(24)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 항공이미지 수집장치(22)는 카메라를 구비한 드론, 무인 항공기, 무인 헬리콥터를 포함할 수 있으며, 계측장치(24)는 지상물이 배치되는 현장에 대한 스케일(Scale)과 좌표를 측정할 수 있는 장치일 수 있다. 여기서, 계측장치(24)는 시공현장에서 사용될 수 있는 공지의 모든 계측장비를 포함하는바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
또한, 건축물의 공정진행상태 산출시스템(1)은 통신망(30)을 통해 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)와 통신할 수 있는 단말기(3)를 포함할 수 있다. 여기서, 단말기(3)는 건설업체 본사, 건설업체 현장관리자 및 클라이언트(건축물 시공 의뢰인) 중 하나가 사용할 수 있는 장치로 이해될 수 있다.
건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)에 의해 산출된 지상물의 시공 상태는 단말기(3)에 전송되어 디스플레이 될 수 있으며, 건설업체 본사, 건설업체 현장관리자 및 클라이언트의 의사가 단말기(3)를 통해 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)에 전송될 수 있다. 여기서, 단말기(3)는 컴퓨터, 노트북, 태블릿 PC, 스마트폰, 휴대폰, 웨어러블 기기, 키오스크 등을 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 프로세서(90)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(14) 또는 통신 모듈(18)로부터 프로세서(90)로 제공될 수 있다.
프로세서(90)는 데이터의 입출력, 데이터의 처리, 데이터의 관리, 통신망(30)를 이용한 통신 등의 다양한 기능을 수행할 수 있으며, 이를 위한 프로세서(90)의 구체적인 구성요소들은 도면을 참조하여 후술하겠다. 이러한 프로세서(90)의 구성요소들은 메모리(14)에 저장된 프로그램 코드로 구현되는 기능적 모듈일 수 있다.
메모리(14)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로서 RAM(Random Access Memory)과 같은 소멸성 기록장치와, ROM(Read Only Memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(Permanent Mass Storage Device)를 포함할 수 있다.
메모리(14)에는 데이터를 가공하거나, 데이터를 기초로 본 실시예의 건축물의 공정진행상태 산출에 관한 알고리즘을 연산할 수 있는 적어도 하나의 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 프로세서(90)는 메모리(14)에 저장된 프로그램 코드를 로딩하여 기 설정된 알고리즘이 구현되도록 할 수 있다. 이러한 프로그램 코드는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체(예를 들어 DVD, 메모리 카드 등)로부터 로딩되거나, 다른 장치로부터 통신 모듈(18)을 통해 전달되어 메모리(14)에 저장될 수 있다.
또한, 메모리(14)에는 지상물의 공정 진행 상태를 산출하기 위한 데이터를 저장할 수 있는 데이터베이스(140)가 제공될 수 있다. 즉, 메모리(14)는 데이터베이스(140)를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 실시예의 데이터베이스(140)는 현재 시공중인 지상물을 구성하는 부재들(As-Built BIM)에 대한 정보를 저장할 수 있는 제1 데이터베이스(142)와, 지상물의 설계도면으로부터 추출된 목표 건축물을 구성하는 부재들(As-Planned BIM)에 대한 정보를 저장할 수 있는 제2 데이터베이스(144)를 포함할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
데이터베이스(140)는 소프트웨어적으로 독립적으로 구축된 데이터베이스뿐만 아니라, 데이터를 저장할 수 있는 임의의 형태의 저장소일 수 있다. 자료수집장치(2) 및 단말기(3)로부터 입력 받은 데이터, 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)에 의해 연산된 데이터 등은 데이터베이스(140)에 저장될 수 있다. 메모리(14)는 물리적으로 복수 개가 제공될 수도 있고, 프로세서(90)와 통합된 물리적 장치로 제공될 수도 있다, 또한, 메모리(14)는 물리적 또는 논리적으로 독립된 장치로서 제공되고 프로세서(90)가 장착되어 있는 장치에 연결됨으로써 전체적으로 하나의 장치를 구성할 수도 있다.
통신 모듈(18)은 통신망(30)를 통해 자료수집장치(2) 및 단말기(3)와 서로 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 일 예로, 항공이미지 수집장치(22)로부터 수집된 항공이미지 등은 통신 모듈(18)을 통해 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)로 전달될 수 있다.
도 4는 도 2의 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)의 프로세서(90)의 구성의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 5는 이미지 처리 모듈(300)의 하위 구성의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 6은 데이터베이스(140)의 하위 구성의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 7은 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)에 의해 실행되는 건축물의 공정진행상태 산출 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이며, 도 8은 도 6의 이미지 처리 단계(S40)를 보다 구체적으로 나타내는 순서도이고, 도 9는 도 6의 공정 진행 상태를 판단하는 단계(S60)를 보다 구체적으로 나타내는 순서도이고, 도 10은 도 2의 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)에 의해 시공중인 지상물의 공정진행상태가 산출되는 순서도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 10을 참조하면, 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)는 폴리곤 생성 모듈(100)과, 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(200)과, 이미지 처리 모듈(300)과, 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(400)과, 복셀 기초 점유상태 판단모듈(500)과, 공정 진행 상태 판단 모듈(600)과, 지상물 완공 시기 산정 모듈(700)과 같은 물리적 구성을 포함할 수 있다.
이와 같은 물리적 구성에 의해 건축물의 공정진행상태 산출 방법이 실행될 수 있으며, 물리적 구성의 설명에 앞서 건축물의 공정진행상태 산출 방법에 대해 살펴보면 아래와 같다.
건축물의 공정진행상태 산출시스템(1) 및 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)에 의해 목표 건축물의 BIM 모델을 생성하는 단계(S10), 자료 수집 단계(S20), 폴리곤 생성 단계(S30), 이미지 처리 단계(S40), 지상물의 BIM 모델을 생성하는 단계(S50), 점유 상태 판단 단계(S60), 공정 진행 상태를 판단하는 단계(S60), 지상물의 완공 시기 산정 단계(S70)가 구현될 수 있다(도 7 참조).
여기서, 목표 건축물의 BIM 모델을 생성하는 단계(S10)는 자료 수집 단계(S20) 및 폴리곤 생성 단계(S30)와 동시에 또는 후순위에 실행될 수 있으며, 이미지 처리 단계(S40)와 동시에 실행될 수 있다.
구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(200)에 의해 지상물의 설계도면으로부터 목표 건축물의 위치 정보와 일람 정보를 추출하여 목표 건축물의 BIM 모델을 생성하는 단계(S10); 자료수집장치(2)로부터 지상물의 이미지를 수집하는 자료 수집 단계(S20); 폴리곤 생성 모듈(100)에 의해 상기 지상물의 이미지에 대해 포인트클라우드(PC)를 추출하여 지상물을 구성하는 각각의 부재에 대한 폴리곤을 생성하는 폴리곤 생성 단계(S30); 이미지 처리 모듈(300)에 의해 상기 지상물에 대한 위치좌표를 추출하고, 폴리곤을 기초로 부재별 시공진행 상태를 구현하는 이미지 처리 단계(S40); 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(400)에 의해 지상물의 위치좌표 및 부재별 시공진행 상태를 기초로 지상물의 BIM 모델을 생성하는 단계(S50); 공정 진행 상태 판단 모듈(600)에 의해 목표 건축물의 BIM 모델과 지상물의 BIM 모델을 비교하여 상기 지상물의 공정 진행 상태를 판단하는 단계(S60)가 실행될 수 있다.
먼저, 자료수집장치(2)로부터 지상물의 이미지를 수집하는 자료 수집 단계(S20)에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
항공이미지 수집장치(22)는 상공에서 지상물에 대한 항공이미지를 촬영하여 지상물에 대한 항공이미지를 획득할 수 있으며, 계측장치(24)는 지상물이 시공되는 시공 현장에 대한 스케일과 좌표 등을 포함한 지리적 정보를 획득할 수 있다.
그 후, 폴리곤 생성 모듈(100)에 의해 상기 지상물의 이미지에 대해 포인트클라우드(PC)를 추출하여 상기 지상물을 구성하는 각각의 부재에 대한 폴리곤을 생성하는 폴리곤 생성 단계(S30)가 실행될 수 있다. 예를 들어, 항공이미지 수집장치(22)로부터 획득된 지상물에 대한 항공이미지와 계측장치(24)로부터 획득된 시공 현장에 대한 지리적 정보를 조합하여 지상물에 대한 포인트클라우드(PC)를 추출할 수 있다. 그 후, 지상물에 대한 포인트클라우드(PC)로부터 폴리곤을 생성할 수 있다.
여기서, 폴리곤이란 지상물을 3차원 컴퓨터그래픽으로 나타내기 위한 기본단위인 다각형으로 이해될 수 있다. 본 실시예에서 폴리곤은 지상물을 구성하는 각 부재를 형성하기 위한 기본 단위일 수 있다.
그 후, 이미지 처리 모듈(300)에 의해 상기 지상물에 대한 위치좌표를 추출하고, 폴리곤을 기초로 부재별 시공진행 상태를 판단하는 이미지 처리 단계(S40)가 실행될 수 있으며. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 참조위치 설정부(310)에 의해 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각 부재의 위치 좌표를 추출하는 단계(S410)가 실행될 수 있다. 그 후, 참조위치 설정부(310)에 의해 추출된 상기 부재의 위치 좌표를 중심으로 반경을 설정하는 단계(S420)가 실행될 수 있다. 예를 들어, 반경은 10cm 내지 10m로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 반경은 1m 내지 5m 로 설정될 수 있다. 그 후, 지상물 매칭부(320)에 의해 상기 반경 내에 있는 지상물을 매칭하는 단계(S430)가 실행될 수 있다.
이와 같이, 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각 부재의 위치에 대해 기 설정된 반경을 설정하고 그 반경 내에 있는 지상물을 매칭시킴으로써, 지상물이 설계도면으로부터 오차가 있는 위치에 시공되더라도 해당 반경 내에 있는 지상물을 추출하여 설계도면 상의 목표 건축물을 비교할 수 있다.
또한, 이 경우 참조위치 설정부(310)에 의해 지상물이 설계도면과 동일한 위치에 위치하는지, 또는 어느 정도의 오차를 가지고 배치되는지, 또는 설계도면상의 부재가 시공되지 않았는지 판단될 수 있다. 예를 들어, 설계도면 상의 A 지상물이 배치되어야 할 위치 좌표가 (X-11, Y-11, Z-11)이고, 반경이 5m로 설정된 경우, 참조위치 설정부(310)에 의해 위치 좌표(X-11, Y-11, Z-11)의 5m 반경안에 아무런 지상물이 배치되지 않았다고 판단되는 경우, 참조위치 설정부(310)는 단말기(3)에 해당 사실을 알려줄 수 있다.
그 후, 부재 유형 판단부(330)에 의해 상기 지상물을 구성하는 각 부재의 부재 유형을 판단하는 단계(S440)가 실행될 수 있다. 예를 들어, 지상물을 구성하는 부재가 기둥(column)인 경우, 부재 유형 판단부(330)는 제1 데이터베이스(142)에 저장되어 있는 부재(예를 들어, 기둥(column))와 지상물을 구성하는 부재(자료수집장치(2)로부터 수집된 지상물의 부재)를 매칭시켜, 지상물을 구성하는 부재가 기둥(column)이라고 판단할 수 있다.
그 후, 부재 시공상태 판단부(340)에 의해 상기 지상물을 구성하는 각 부재의 시공상태를 판단하는 단계(S450)가 실행될 수 있다. 예를 들어, 부재 시공상태 판단부(340)에 의해 지상물을 구성하는 기둥(column)의 시공상태가 콘크리트 타설(제3 상태) 상태라고 판별될 수 있다.
그 후, 부재 속성 판단부(350)에 의해 상기 지상물을 구성하는 부재의 속성을 판단하는 단계(S460)가 실행될 수 있다. 예를 들어, 부재 속성 판단부(350)에 의해 지상물을 구성하는 기둥(column)의 크기, 모양 등이 판별될 수 있다.
그 후, 부재 위치 판단부(360)에 의해 상기 지상물을 구성하는 부재의 실제 위치를 판단하는 단계(S470)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 부재 위치 판단부(360)에 의해 폴리곤 데이터로부터 지상물을 구성하는 기둥(column)의 실제 위치가 판별될 수 있다.
이미지 처리 단계(S40) 이후, 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(400)에 의해 지상물의 위치좌표 및 부재별 시공진행 상태를 기초로 지상물의 BIM 모델 을 생성하는 단계(S50)가 실행될 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 단계(S40)에서 지상물의 위치좌표와 부재별 시공진행 상태가 도출되었는바, 이를 기초로 지상물의 BIM 모델이 생성될 수 있다. 여기서, 지상물의 BIM 모델은 폴리곤을 기초로 지상물을 구성하는 각 부재가 조합되어 생성될 수 있다. 또한, 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(400)은 오토 모델링 키트(Auto Modeling Kit)일 수 있으며, 지상물의 BIM 모델을 구현하기 위한 기 설정된 알고리즘을 포함하고 있을 수 있다.
그 후, 공정 진행 상태 판단 모듈(600)에 의해 목표 건축물의 BIM 모델과 상기 지상물의 BIM 모델을 비교하여 지상물의 공정 진행 상태를 판단하는 단계(S60)가 실행될 수 있다.
구체적으로, 공정 진행 상태를 판단하는 단계(S60)는 지상물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제1 복셀로 변환하는 단계(S610); 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제2 복셀로 변환하는 단계(S620); 제1 복셀의 합과 제2 복셀의 합을 비교하여 제1 복셀의 점유 상태를 판단하는 단계(S630)를 포함할 수 있다. 여기서, 복셀(voxel)은 3D 공간을 나타내는 단위로 이해될 수 있다.
예를 들어, 지상물의 BIM 모델은 기둥(column), 슬래브(slab)로 이루어 졌다고 가정하면, 이들을 제1 복셀로 변환하여 합한 값은 30으로 나타나고, 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 부재들을 제2 복셀로 변환하여 합한 값은 100인 경우, 지상물의 공정 진행 상태는 30%일 수 있다.
공정 진행 상태를 판단하는 단계(S60)이후, 지상물의 완공 시기 산정 모듈(700)에 의해 지상물의 완공 시기 산정 단계(S70)가 실행될 수 있다.
예를 들어, 제1 데이터베이스(142)에는 시공이 시작된 시점부터 현재까지 시공중인 지상물에 대한 시공 진행 경과가 저장되어 있을 수 있으며, 이로부터 시공이 시작된 시점과 현 시점의 공사 진행 기간을 판단하고, 이를 기초로 추후 진행될 시공 기간을 판단하여 지상물의 완공 시기가 산출될 수 있다. 예를 들어, 지상물의 공정 진행 상태가 30% 이고, 지상물의 시공 시점부터 3달이 걸린 경우, 7달 이후에 지상물이 완공되는 것이 예측될 수 있다.
이하에서는, 상술한 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)의 물리적 구성인 폴리곤 생성 모듈(100), 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(200), 이미지 처리 모듈(300), 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(400), 복셀 기초 점유상태 판단모듈(500), 공정 진행 상태 판단 모듈(600), 지상물 완공 시기 산정 모듈(700)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
폴리곤 생성 모듈(100)은 자료수집장치(2)로부터 수집된 지상물의 이미지에 대해 포인트클라우드(PC)를 추출하여 지상물을 구성하는 각각의 부재에 대한 폴리곤을 생성할 수 있다. 구체적으로, 폴리곤 생성 모듈(100)은 항공이미지 수집장치(22)로 부터 수집된 항공 이미지와 계측장치(24)로부터 수집된 지리적 정보를 조합하여 포인트클라우드(PC)를 추출한 후, 포인트클라우드(PC)를 기초로 지상물을 구성하는 각 부재에 대한 폴리곤을 생성할 수 있다.
목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(200)은 지상물의 설계도면으로부터 목표 건축물의 위치 정보와 일람 정보를 추출하여 목표 건축물의 BIM 모델을 생성할 수 있다.
여기서, 위치 정보는 목표 건축물을 구성하는 각 부재 마다 위치 정보를 포함하고 있을 수 있으며, 일람 정보는 각 부재의 크기, 형상을 포함하고 있을 수 있다.
이미지 처리 모듈(300)은 자료수집장치(2)로부터 수집된 상기 지상물에 대해 위치좌표를 추출하고, 상기 폴리곤을 기초로 부재별 시공진행 상태를 판단할 수 있다.
구체적으로, 이미지 처리 모듈(300)은 참조위치 설정부(310), 지상물 매칭부(320), 부재 유형 판단부(330), 부재 시공상태 판단부(340), 부재 속성 판단부(350), 부재 위치 판단부(360), 의사결정 반영모듈(370)을 포함할 수 있다.
참조위치 설정부(310)는 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각 부재의 위치 좌표를 추출하고, 추출된 상기 부재의 위치 좌표를 중심으로 반경을 설정할 수 있다.
지상물 매칭부(320)는 상기 반경 내에 있는 지상물을 매칭시킬 수 있다.
부재 유형 판단부(330)는 지상물을 구성하는 각 부재의 부재 유형을 판단할 수 있다. 예를 들어, 부재 유형 판단부(330)에 의해 지상물을 구성하는 부재가 기둥, 보, 슬래브 등으로 이루어 진 것인지 판단될 수 있다.
부재 시공상태 판단부(340)는 지상물을 구성하는 각 부재의 시공상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 부재 시공상태 판단부(340)에 의해 지상물을 구성하는 각 부재가 철근 배근(제1 상태), 거푸집 설치(제2 상태), 콘크리트 타설(제3 상태)인지 판단될 수 있다. 상술한, 3가지 상태(제1 상태, 제2 상태, 제3 상태)는 예시적인 것으로서, 이 보다 많은 상태(예를 들어, 5가지 상태 이상)로 설정될 수도 있다.
부재 속성 판단부(350)는 지상물을 구성하는 부재의 속성을 판단할 수 있다. 예를 들어, 부재 속성 판단부(350)에 의해 지상물을 구성하는 부재가 어떤 형상 및 크기를 갖는지 판단될 수 있다.
부재 위치 판단부(360)는 지상물을 구성하는 부재의 실제 위치를 판단할 수 있다.
의사결정 반영모듈(370)은 단말기(3)로부터 전송된 시공사, 클라이언트 등의 의사를 지상물의 공정진행상태를 산출하는 과정에 반영(예를 들어, 반경을 어느 정도 설정할 것인가 등)할 수 있다.
현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(400)은 지상물의 위치좌표 및 부재별 시공진행 상태를 기초로 상기 지상물의 BIM 모델을 생성할 수 있다.
복셀 기초 점유상태 판단모듈(500)은 지상물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제1 복셀(Voxel)로 변환하고, 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제2 복셀(Voxel)로 변환할 수 있다. 또한, 제1 복셀(Voxel)의 합과 제2 복셀(Voxel)의 합을 비교하여 상기 지상물의 공정 진행 상태를 판단할 수 있다.
공정 진행 상태 판단 모듈(600)은 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(200)로부터 생성된 목표 건축물의 BIM 모델과 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈(400)로부터 생성된 지상물의 BIM 모델을 비교하여 지상물의 공정 진행 상태를 판단할 수 있다.
지상물 완공 시기 산정 모듈(700)은 지상물의 공정 진행 상태와 지상물이 시공되는데 걸린 경과 시간을 기초로 지상물의 완공 시기를 산출할 수 있다.
예를 들어, 지상물의 공정 진행 상태가 30% 이고, 지상물이 시공되는데 걸린 경과 시간이 3달인 경우, 7달 이후에 지상물이 완공되는 것으로 예측될 수 있다. <내용반복_1>
또한, 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)는 지상물의 공정 진행 상태를 판단하기 위한 정보를 저장할 수 있는 데이터베이스(140)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 데이터베이스(140)는 제1 데이터베이스(142)와 제2 데이터베이스(144)를 포함할 수 있다.
제1 데이터베이스(142)에는 현재 시공중인 지상물을 구성하는 부재들에 대한 정보가 저장되어 있을 수 있다. 구체적으로, 제1 데이터베이스(142)에는 지상물을 구성하는 부재들에 대한 각 시공 상태에 따른 정보(예를 들어, 이미지 정보)들이 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 데이터베이스(142)에는 기둥(column), 슬래브(slab), 거더(Girder) 등의 이미지가 저장되어 있을 수 있으며, 각 시공 상태 예를 들어, 철근 배근(제1 상태), 거푸집 설치(제2 상태), 콘크리트 타설(제3 상태)이라는 3가시 상태에 따른 기둥(column), 슬래브(slab), 거더(Girder)의 이미지가 저장되어 있을 수 있다.
또한, 제1 데이터베이스(142)에는 시공중인 지상물을 구성하는 부재들에 대한 위치 정보가 저장될 수 있다.
또한, 제1 데이터베이스(142)에는 계측장치(24)로부터 측정된 지상물이 시공되는 지반의 지리적 정보를 저장할 수도 있다.
또한, 제1 데이터베이스(142)에는 각 부재(예를 들어, 기둥(column), 슬래브(slab), 거더(Girder))의 상세 속성이 저장되어 있을 수 있다. 여기서 상세 속성은 각 부재의 크기, 형태 등을 포함할 수 있다.
제2 데이터베이스(144)에는 지상물의 설계도면으로부터 추출된 목표 건축물의 부재 정보가 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제2 데이터베이스(144)에는 목표 건축물이 포함하고 있는 기둥(column), 슬래브(slab), 거더(Girder) 의 부재 이미지, 사이즈, 상세 속성등을 포함하고 있을 수 있다.
도 11는 본 발명의 실시예에 따른 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)에 의해 구현된 지상물의 BIM 모델을 나타내는 도면이다.
상술한 바와 같이, 본 실시예는 건축물의 공정진행상태 산출 장치(10)에 의해 각 부재별 폴리곤을 기초로 지상물의 BIM 모델을 도출할 수 있는바, 종래의 3D 스캐닝(Scanning)을 이용한 BIM 모델과 비교하여(도 1의 (b)), 실제 건축물과 오차를 줄인 BIM 모델을 도출할 수 있다. 구체적으로, 도 11에 도시된 B부분(지붕 부분)은 실제 건축물(도 1의 (a))과 동일하거나, 거의 오차가 없는 것을 알 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 건축물의 공정진행상태 산출 장치, 건축물의 공정진행상태 산출 방법 및 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출시스템을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 건축물의 공정진행상태 산출시스템 2: 자료수집장치
3: 단말기 10: 건축물의 공정진행상태 산출 장치
100: 폴리곤 생성 모듈 200: 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈
300: 이미지 처리 모듈 400: 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈
500: 복셀 기초 점유상태 판단 모듈 600: 공정 진행 상태 판단 모듈
700: 지상물 완공 시기 산정 모듈

Claims (10)

  1. 지상물의 설계도면으로부터 추출된 목표 건축물을 구성하는 부재들에 대한 정보를 저장할 수 있는 제2 데이터베이스;
    시공중인 지상물을 구성하는 부재들에 대한 정보를 저장할 수 있는 제1 데이터베이스;
    자료수집장치로부터 수집된 지상물의 이미지에 대해 포인트클라우드(PC)를 추출하여 상기 지상물을 구성하는 각각의 부재에 대한 폴리곤을 생성할 수 있는 폴리곤 생성 모듈;
    자료수집장치로부터 수집된 상기 지상물에 대해 위치좌표를 추출하고, 상기 폴리곤을 기초로 부재별 시공진행 상태를 판단할 수 있는 이미지 처리 모듈;
    지상물의 설계도면으로부터 목표 건축물의 위치 정보와 일람 정보를 추출하여 목표 건축물의 BIM을 생성할 수 있는 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈;
    상기 지상물의 위치좌표 및 부재별 시공진행 상태를 기초로 상기 지상물의 BIM 모듈을 생성할 수 있는 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈; 및
    상기 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈로부터 생성된 상기 목표 건축물의 BIM 모델과 상기 현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈로부터 생성된 상기 지상물의 BIM 모델을 비교하여 상기 지상물의 공정 진행 상태를 판단할 수 있는 공정 진행 상태 판단 모듈;
    상기 지상물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제1 복셀(Voxel)로 변환하고, 상기 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제2 복셀(Voxel)로 변환하고, 상기 제1 복셀(Voxel)의 합과 상기 제2 복셀(Voxel)의 합을 비교하여 상기 지상물의 공정 진행 상태를 판단할 수 있는 복셀 기초 점유상태 판단모듈;
    상기 지상물의 공정 진행 상태와 상기 지상물이 시공되는데 걸린 경과 시간을 기초로 상기 지상물의 완공 시기를 산출할 수 있는 지상물 완공 시기 산정 모듈;을 포함하고,
    상기 자료수집장치는, 항공에서 상기 지상물을 촬영하여 지상물에 대한 항공이미지를 수집할 수 있는 항공이미지 수집장치; 및 지상물을 지상에서 계측할 수 있는 계측장치를 포함하고,
    상기 이미지 처리 모듈은,
    상기 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각 부재의 위치 좌표를 추출하고, 추출된 상기 부재의 위치 좌표를 중심으로 반경을 설정할 수 있는 참조위치 설정부;
    상기 반경 내에 있는 상기 지상물을 매칭시킬 수 있는 지상물 매칭부;
    상기 지상물을 구성하는 각 부재의 부재 유형을 판단할 수 있는 부재 유형 판단부;
    상기 지상물을 구성하는 각 부재의 시공상태를 판단할 수 있는 부재 시공상태 판단부; 및
    상기 지상물을 구성하는 부재의 실제 위치를 판단할 수 있는 부재 위치 판단부를 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 목표 건축물의 BIM 모델 생성 모듈에 의해 지상물의 설계도면으로부터 목표 건축물의 위치 정보와 일람 정보를 추출하여 목표 건축물의 BIM 모델을 생성하는 단계(S10);
    자료수집장치에 의해 지상물의 이미지가 수집되는 자료 수집 단계(S20);
    폴리곤 생성 모듈에 의해 상기 지상물의 이미지에 대해 포인트클라우드(PC)를 추출하여 상기 지상물을 구성하는 각각의 부재에 대한 폴리곤을 생성하는 폴리곤 생성 단계(S30);
    이미지 처리 모듈(300)에 의해 상기 지상물에 대한 위치좌표를 추출하고, 상기 폴리곤을 기초로 부재별 시공진행 상태를 판단하는 이미지 처리 단계(S40);
    현재 건축물의 BIM 모델 생성 모듈에 의해 상기 지상물의 위치좌표 및 부재별 시공진행 상태를 기초로 상기 지상물의 BIM 모델을 생성하는 단계(S50);
    공정 진행 상태 판단 모듈에 의해 상기 목표 건축물의 BIM 모델과 상기 지상물의 BIM 모델을 비교하여 상기 지상물의 공정 진행 상태를 판단하는 단계(S60); 및
    지상물의 완공 시기 산정 모듈에 의해 상기 지상물의 공정 진행 상태와 상기 지상물이 시공되는데 걸린 경과 시간을 기초로 상기 지상물의 완공 시기를 산출하는 지상물의 완공 시기 산정 단계(S70);를 포함하고,
    상기 자료수집장치는, 항공에서 상기 지상물을 촬영하여 지상물에 대한 항공이미지를 수집할 수 있는 항공이미지 수집장치; 및 지상물을 지상에서 계측할 수 있는 계측장치를 포함하고,
    상기 이미지 처리 단계(S40)는,
    참조위치 설정부에 의해 목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각 부재의 위치 좌표를 추출하는 단계(S410);
    참조위치 설정부에 의해 추출된 상기 부재의 위치 좌표를 중심으로 반경을 설정하는 단계(S420);
    지상물 매칭부에 의해 상기 반경 내에 있는 지상물을 매칭하는 단계(S430);
    부재 유형 판단부에 의해 상기 지상물을 구성하는 각 부재의 부재 유형을 판단하는 단계(S440);
    부재 시공상태 판단부에 의해 상기 지상물을 구성하는 각 부재의 시공상태를 판단하는 단계(S450);
    부재 속성 판단부에 의해 상기 지상물을 구성하는 부재의 속성을 판단하는 단계(S460);
    부재 위치 판단부에 의해 상기 지상물을 구성하는 부재의 실제 위치를 판단하는 단계(S470)를 포함하고,
    상기 공정 진행 상태를 판단하는 단계(S60)는,
    상기 지상물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제1 복셀로 변환하는 단계(S610);
    목표 건축물의 BIM 모델을 구성하는 각각의 부재에 대해 제2 복셀로 변환하는 단계(S620); 및
    제1 복셀의 합과 제2 복셀의 합을 비교하여 제1 복셀의 점유 상태를 판단하는 단계(S630)를 포함하는 건축물의 공정진행상태 산출 방법.


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