KR102269559B1 - Bim 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공현장 내 직관적 표현 시스템 - Google Patents

Bim 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공현장 내 직관적 표현 시스템 Download PDF

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Abstract

3차원 디지털 정보모델을 이용하여 시공 현장에서 시공 부재좌표를 직관적으로 출력하기 위한 출력 데이터를 생성하는 직관 표현 프로그램이 탑재된 컴퓨터 단말;을 포함하는, 직관적 표현 시스템을 개시한다.

Description

BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공현장 내 직관적 표현 시스템{INTUTIVE EXPRESSION SYSTEM USING BIM 3D DIGITAL INFORMATION IN FIELD CONSTRUCTION}
본 발명은 BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공현장 내 직관적 표현 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 BIM(Building Information Modeling) 3차원 디지털 정보모델을 이용하여 산출하는 출력 데이터를 시공 현장에서 직관적으로 확인할 수 있도록 출력하는 시스템에 관한 것이다.
BIM이란 건축물의 형상, 속성, 부재 특성 등의 정보를 입력, 관리 및 활용하는 디지털 모델로, 3차원 정보모델을 기반으로 시설물이 생애주기에 걸쳐 발생하는 모든 정보를 통합하여 관리할 수 있도록 한다.
이러한 BIM 3차원 디지털 정보모델은 건축물의 설계 및 시공, 유지관리 등에 활용되는데, 여전히 2D 출력매체로 변환되어 활용되므로 공종별 관계자 입장에서는 데이터 접근성 및 활용이 어려우며, 3차원 정보모델의 직관적인 확인이 어려워 커뮤니케이션의 한계가 있었다.
본 발명의 일측면은 BIM 3차원 디지털 정보모델을 이용하여 시공 기준좌표를 추출하고, 현장 측정 데이터를 이용하여 시공 기준좌표를 추출하며, 추출한 시공 기준좌표들을 비교 분석하여 시공 기준좌표에 대한 최적화 작업을 처리하는 BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 현장 시공 기준좌표 일치화 시스템을 개시한다.
본 발명의 다른 측면은 BIM 3차원 디지털 정보모델을 이용하여 행거 자동 모델링을 통해 시공 부재 좌표를 추출하며, 최적화 시공 기준좌표와 시공 부재 좌표의 맵핑 작업을 처리하는 BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공 부재좌표 자동 추출 시스템을 개시한다.
본 발명의 또 다른 측면은 시공 현장에 구비되는 출력 모듈을 이용하여 시공 부재좌표를 직관적으로 확인 가능하도록 출력하는 BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공현장 내 직관적 표현 시스템을 개시한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 직관적 표현 시스템은, 3차원 디지털 정보모델을 이용하여 시공 현장에서 시공 부재좌표를 직관적으로 출력하기 위한 출력 데이터를 생성하는 직관 표현 프로그램이 탑재된 컴퓨터 단말;을 포함한다.
한편, 상기 직관 표현 프로그램은, BIM 3차원 디지털 정보모델 및 현장 측정 데이터 획득 단계; 출력 데이터 생성 단계; 및 시공 현장에서의 출력 데이터 출력 단계;를 포함하고,
상기 BIM 3차원 디지털 정보모델 및 현장 측정 데이터 획득 단계는, BIM 3차원 디지털 정보모델 모델링 단계; BIM 3차원 디지털 정보모델에서 제1 시공 기준좌표를 추출하는 단계; 측정 디바이스를 이용하여 현장 측정 데이터를 획득하는 단계; 현장 측정 데이터에서 제2 시공 기준좌표를 추출하는 단계; 제1 시공 기준좌표 및 제2 시공 기준좌표를 비교 분석하는 단계; 및 제1 시공 기준좌표 및 제2 시공 기준좌표의 비교 분석에 따라 최적화 시공 기준좌표를 추출하는 단계;를 포함하고,
상기 출력 데이터 생성 단계는, BIM 3차원 디지털 정보모델에 시방서를 기초로 한 기준 행거를 생성하는 단계; BIM 3차원 디지털 정보모델에서 시공 부재좌표를 추출하는 단계; 시공 부재좌표와 최적화 시공 기준좌표를 맵핑하여 제1 출력 데이터로 생성하는 단계; 및 BIM 3차원 디지털 정보모델을 제2 출력 데이터로 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 출력 데이터 출력 단계는, 측정 디바이스를 이용하여 제1 출력 디바이스, 제2 출력 디바이스 및 제3 출력 디바이스의 위치를 산출하는 단계; 제1 출력 디바이스를 이용하여 시공 현장에서 제1 출력 데이터에 해당하는 위치에 레이저 광을 출력하는 단계; 제2 출력 디바이스를 이용하여 시공 현장에서 제1 출력 데이터에 해당하는 위치에 잉크를 마킹하는 단계; 제3 출력 디바이스를 이용하여 시공 현장에서 제2 출력 데이터를 홀로그램 입체상 형태로 출력하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 출력 디바이스는, 상기 컴퓨터 단말과 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 제1 출력 데이터를 수신하고, 상기 제1 출력 데이터에 따라 레이저 빔을 조사하는 레이저포인터로 구비되는 레이저 조사부; 및 삼각대 형태로 구비되고, 상기 레이저 조사부를 소정 높이로 지지하는 지지부;를 포함하고,
상기 제2 출력 디바이스는, 저면에 바퀴부를 구비하고, 상기 컴퓨터 단말과 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 제1 출력 데이터를 수신하고, 상기 제1 출력 데이터에 따라 잉크를 마킹하기 위해 상기 바퀴부를 제어하여 상기 제1 출력 데이터에 대응하는 위치로 이동하는 본체; 및 상기 본체의 상측면에 구비되고, 상기 본체의 제어에 따라 잉크를 분사하여 마킹하는 마킹부;를 포함하고,
상기 제3 출력 디바이스는, 상측이 개방된 박스 형태로 형성되되, 그 단면이 하방으로 갈수록 좁아지는 사다리꼴 형태로 형성되는 홀로그램 하우징; 상기 홀로그램 하우징의 내측면에 설치되며, 상기 컴퓨터 단말과 유선 또 는 무선으로 연결되어 상기 제2 출력데이터를 수신하고, 상기 제2 출력데이터에 따라 빛의 세기 및 색을 제어하여 빛을 방출하는 발광부; 상기 홀로그램 하우징의 내측면에 설치되며, 상기 발광부로부터 방출되는 빛을 반사하는 반사부; 및 홀로그램 표시를 위한 감광 필름으로 구비되며, 상기 반사부로부터 반사되는 빛이 관통하도록 상기 홀로그램 하우징에 설치되는 디스플레이;를 포함하고,
상기 발광부는, 상기 홀로그램 하우징의 내측 일면에 설치되고, 기준 빛을 방출하는 제1 발광부; 및 상기 홀로그램 하우징의 내측 일면과 마주보는 내측 타면에 설치되고, 물체 빛을 방출하는 제2 발광부;를 포함하고,
상기 반사부는, 상기 홀로그램 하우징의 내측 타면에 설치되고, 상기 기준 빛을 반사하는 제1 반사부; 및 상기 홀로그램 하우징의 내측 일면에 설치되고, 상기 물체 빛을 반사하는 제2 반사부;를 포함하고,
상기 컴퓨터 단말은, 상기 프로그램에 대한 평가를 텍스트 형태로 입력 받고, 상기 프로그램에 대한 평가 결과 텍스트를 누적하여 저장하고, 저장한 평가 결과 텍스트를 학습 데이터로 추출하고, Word2Vec 알고리즘으로 학습 데이터를 학습하여 입력 데이터에 대하여 문맥 정보를 추출하는 신경망을 구축하고, 문맥 정보를 나타내는 벡터값의 구간 별로 평점을 부여한 테이블을 미리 저장하고, 상기 신경망에 평가 결과 텍스트를 입력하여 평가 결과 벡터 값을 추출하고, 상기 테이블에서 추출한 평가 결과 벡터 값에 대응하는 평점을 산출하고, 산출한 평점을 프로그램을 통해 안내한다.
한편, 상기 레이저 출력 모듈은, 상기 레이저 조사부를 덮을 수 있도록 마련되는 커버부;를 더 포함하고,
상기 커버부는, 소정 두께의 사면체 형태로 구비되는 상판부; 및 상기 상판부의 저면으로부터 연장 형성되고, 상기 상판부의 각 꼭지점 부분으로부터 연장 형성되어 상기 상판부를 소정 높이로 지지하면서 상기 상판부의 하측 공간에 상기 레이저 조사부가 위치할 수 있도록 공간을 형성하는 다리부;를 포함한다.
한편, 상기 상판부는, 측면을 따라 형성되는 장홀; 롤 형태로 감겨 상기 상판부에 내장된 형태로 마련되는 덮개; 및 상기 덮개의 중심 축과 연동되고, 사용자의 조작에 의해 정방향 회전하는 경우, 상기 덮개가 회전하면서 단부가 상기 장홀로부터 출물되도록 하고, 사용자의 조작에 의해 역방향 회전하는 경우, 상기 덮개가 회전하면서 감긴 형태로 상기 상판부에 수납되도록 하는 회전 버튼;을 포함하고,
상기 다리부는, 상기 상판부의 하측 공간으로 공기를 분사하도록 마련되는 분사부;를 포함하고,
상기 분사부는, 상기 다리부의 내부 공간과 연결되고, 소정 제어 신호에 따라 상기 다리부의 내부 공간으로 공기를 분사하는 분사 모터; 상기 다리부의 내부 공간에 복수 개 마련되고, 상하로 관통된 개구부를 형성하며, 상기 개구를 통해 상기 분사 모터로부터 상기 다리부의 내부 공간으로 분사되는 공기가 유입되는 분사 하우징; 및 상기 분사 하우징의 일측으로부터 연장 형성되며, 상기 다리부의 일측면을 관통하여 형성되는 분사 노즐;을 포함하고,
상기 분사 노즐은, 상기 분사 하우징의 일측면과 연통하는 배출공; 및 상기 배출공의 중심 부분을 기준으로 상하방향으로 만곡지게 형성되며, 상기 배출공을 통해 배출되는 상기 분사 하우징 내부 공간의 공기를 확산시키는 가이드부;를 포함하고,
상기 다리부는, 내주면에 상기 분사 하우징을 설치하는 탄성부;를 더 포함하고,
상기 탄성부는, 상기 다리부의 내주면에 설치되는 설치 프레임; 'ㄷ'자 형태로 형성되고, 개방된 면이 상기 설치 프레임에 끼움 결합 방식으로 설치되는 탄성 하우징; 상기 탄성 하우징을 관통하여 구비되고, 단부가 상기 분사 하우징의 외주면에 결합 설치되는 탄성 바아; 및 상기 설치 프레임과 상기 탄성 바아 사이에 구비되는 탄성 스프링;을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면 현장 시공자에게 직관적인 데이터를 제공함으로써 정밀 시공을 가능하게 하여 공간 효율 상승, 건설 자재 사용량 감소, 건설 페기물 감소, 건물 품질 향상, 사용자 만족도 및 생산성 향상 효과를 도모한다.
아울러, 비전문가들도 쉽게 데이터를 활용할 수 있도록 함으로써, 신속한 의사결정을 가능하게 하며, 오시공률 감소, 재시공률 감소 등을 통해 건설 자재 사용량 감소 및 공기 단축 효과를 도모한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공현장 내 직관적 표현 시스템의 개념도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 직관 표현 프로그램의 제어 순서도이다.
도 6은 도 1에 도시된 출력 모듈의 개념도이다.
도 7는 도 6에 도시된 레이저 출력 모듈의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 자동 마킹 모듈의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 6에 도시된 홀로그램 출력 모듈의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 7에 도시된 레이저 출력 모듈의 다른 예를 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명의 일측면은 BIM 3차원 디지털 정보모델을 이용하여 시공 기준좌표를 추출하고, 현장 측정 데이터를 이용하여 시공 기준좌표를 추출하며, 추출한 시공 기준좌표들을 비교 분석하여 최적화 작업을 처리하는 BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 현장 시공 기준좌표 일치화 시스템을 개시한다.
본 발명의 다른 측면은 BIM 3차원 디지털 정보모델을 이용하여 행거 자동 모델링을 통해 시공 부재 좌표를 추출하며, 최적화 시공 기준좌표와 시공 부재 좌표의 맵핑 작업을 처리하는 BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공 부재좌표 자동 추출 시스템을 개시한다.
본 발명의 또 다른 측면은 시공 현장에 구비되는 출력 모듈을 이용하여 시공 부재좌표를 직관적으로 확인 가능하도록 출력하는 BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공현장 내 직관적 표현 시스템을 개시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공현장 내 직관적 표현 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공현장 내 직관적 표현 시스템(1000)은 컴퓨터 단말(100) 및 출력 모듈(200)을 포함할 수 있다.
컴퓨터 단말(100)은 로컬 설치되거나 또는 이동식 기록 매체에 설치된 직관 표현 프로그램(10)을 실행한다. 나아가, 컴퓨터 단말(100)이 서버측에 네트워크 접속하고 서버측에 설치된 프로그램(10)을 실행하는 것도 무방하다.
직관 표현 프로그램(10)은 BIM 3차원 디지털 정보모델 및 시공 현장의 측정 데이터를 활용하여 시공 현장에서 출력할 출력 데이터를 생성한다. 여기서, BIM이란 빌딩 정보 모델링(Building Information Modeling)의 약자로, 건축물의 형상, 속성, 부재 특성 등의 정보를 입력, 관리 및 활용하는 디지털 모델로 널리 사용되고 있다. 이러한 BIM 3차원 디지털 정보를 기반으로 시설물의 생애주기에 걸쳐 발생하는 모든 정보의 통합 관리가 가능하다. 아울러, 현장 시공과정에서 발생할 수 있는 문제점의 사전 파악 및 대처가 가능하여 건축물의 품질 및 생산성 향상 효과를 도모한다. 또한, 출력 데이터는 크게 시공 부재좌표 및 BIM 정보모델 입체상으로 나뉠 수 있으며, 그 출력 형태는 레이저 광, 잉크 마킹, 홀로그램 입체상 등으로 표현될 것이다.
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 직관 표현 프로그램의 제어 순서도이다.
도 2를 참조하면, 직관 표현 프로그램(10)은 BIM 3차원 디지털 정보모델 및 현장 측정 데이터 획득 단계(S11), 출력 데이터 생성 단계(S12) 및 시공 현장에서의 출력 데이터 출력 단계(S13)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, BIM 3차원 디지털 정보모델 및 현장 측정 데이터 획득 단계(S11)는 BIM 3차원 디지털 정보모델 모델링 단계(S111)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 직관 표현 프로그램(10)은 상용 프로그램을 이용하여 시공하고자 하는 건축물에 대한 BIM 3차원 디지털 정보모델을 모델링하거나, 외부 서버에 접속하여 BIM 3차원 디지털 정보모델을 획득할 수 있다. 여기에서, BIM 3차원 디지털 정보모델은 건축물의 3D 도면정보 및 건축물 내 설치될 설비와 장치들에 대한 설비정보에 따라 건축물의 구조 및 건축물 내에 설치될 설비들을 3차원으로 형상화한 3D 가상건축물로 정의될 수 있다. 이러한 BIM 3차원 디지털 정보모델은 사용자의 조작에 따른 내외부 모습의 확대/축소/이동/회전 등의 기능을 제공한다.또한, BIM 3차원 디지털 정보모델 및 현장 측정 데이터 획득 단계(S11)는 BIM 3차원 디지털 정보모델에서 제1 시공 기준좌표를 추출하는 단계(S112)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 직관 표현 프로그램(10)은 BIM 3차원 디지털 정보모델을 기준으로 한 시공 기준좌표를 제1 시공 기준좌표로 추출할 수 있다.
또한, BIM 3차원 디지털 정보모델 및 현장 측정 데이터 획득 단계(S11)는 측정 디바이스를 이용하여 현장 측정 데이터를 획득하는 단계(S113) 및 현장 측정 데이터에서 제2 시공 기준좌표를 추출하는 단계(S114)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 측정 디바이스는 시공 현장에 복수 개 구비될 수 있으며, 각각 방위 및 위치를 측정하고, 상호간의 거리를 측정한 측정 데이터를 네트워크 통신을 통해 직관 표현 프로그램(10)에서 접근 가능하도록 제공할 수 있다. 직관 표현 프로그램(10)은 측정 디바이스에 접속하여 측정 데이터를 획득하고, 측정 데이터를 기준으로 한 시공 기준좌표를 제2 시공 기준좌표로 추출할 수 있다.
또한, BIM 3차원 디지털 정보모델 및 현장 측정 데이터 획득 단계(S11)는 제1 시공 기준좌표 및 제2 시공 기준좌표를 비교 분석하는 단계(S115) 및 제1 시공 기준좌표 및 제2 시공 기준좌표의 비교 분석에 따라 최적화 시공 기준좌표를 추출하는 단계(S116)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 직관 표현 프로그램(10)은 제1 시공 기준좌표 및 제2 시공 기준좌표를 비교하여 제1 시공 기준좌표 및 제2 시공 기준좌표 간의 오차를 산출하고, 제1 시공 기준좌표 또는 제2 시공 기준좌표 중 어느 하나를 선택하며, 선택한 시공 기준좌표와의 오차가 임계치 이하가 되도록 하는 좌표값들을 최적화 시공 기준좌표로 추출할 수 있다.
도 4를 참조하면, 출력 데이터 생성 단계(S12)는 BIM 3차원 디지털 정보모델에 시방서를 기초로 한 기준 행거를 생성하는 단계(S121)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 직관 표현 프로그램(10)은 외부 서버에 접속하여 시공하고자 하는 건축물의 시방서를 획득하고, 시방서에 포함된 기준 행거 설치 정보를 이용하여 BIM 3차원 디지털 정보모델에 기준 행거를 생성할 수 있다. 여기서, 기준 행거는 서포트, 랙, 가대 등을 포함한다.
또한, 출력 데이터 생성 단계(S12)는 BIM 3차원 디지털 정보모델에서 시공 부재좌표를 추출하는 단계(S122)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 직관 표현 프로그램(10)은 기준 행거가 생성된 BIM 3차원 정보모델에서 행거에 포함되는 각 부재의 위치를 시공 부재좌표로 추출할 수 있다.
또한, 출력 데이터 생성 단계(S12)는 시공 부재좌표와 최적화 시공 기준좌표를 맵핑하여 제1 출력 데이터로 생성하는 단계(S123)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 직관 표현 프로그램(10)은 통상의 좌표계 맵핑 프로그램을 이용하여 시공 부재좌표와 최적화 시공 기준좌표를 맵핑함으로써 최적화 시공 기준좌표에서 시공 부재좌표에 해당하는 위치 좌표를 나타내는 제1 출력 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 출력 데이터 생성 단계(S12)는 BIM 3차원 디지털 정보모델을 제2 출력 데이터로 생성하는 단계(S124)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 직관 표현 프로그램(10)은 S121단계에 따라 기준 행거가 생성된 BIM 3차원 디지털 정보모델을 3차원 홀로그램 입체상으로 출력하는 기준 빛 정보를 포함하는 제2 출력 데이터로 생성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 출력 데이터 출력 단계(S13)는 측정 디바이스를 이용하여 제1 출력 디바이스, 제2 출력 디바이스 및 제3 출력 디바이스의 위치를 산출하는 단계(S131)를 포함할 수 있다.
측정 디바이스는 상술한 것처럼 시공 현장에 구비되어 측정 데이터를 획득할 수 있다. 제1 출력 디바이스 내지 제3 출력 디바이스 또한 시공 현장에 구비되는데, 제1 출력 디바이스는 레이저 출력 모듈로 구비되고, 제2 출력 디바이스는 자동 마킹 모듈로 구비되며, 제3 출력 디바이스는 홀로그램 출력 모듈로 구비될 수 있다. 측정 디바이스는 제1 출력 디바이스 내지 제3 출력 디바이스와의 상호작용을 통해 시공 현장에서의 각 출력 디바이스의 위치 좌표를 획득할 수 있으며, 직관 표현 프로그램(10)은 측정 디바이스에 접속하여 제1 출력 디바이스 내지 제3 출력 디바이스의 위치 좌표를 획득할 수 있
출력 데이터 출력 단계(S13)는 제1 출력 디바이스를 이용하여 시공 현장에서 제1 출력 데이터에 해당하는 위치에 레이저 광을 출력하는 단계(S132)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 직관 표현 프로그램(10)은 시공 현장에서 제1 출력 디바이스의 위치 좌표로부터 제1 출력 데이터에 해당하는 위치에 레이저 광을 조사하기 위한 제1 출력 디바이스의 레이저 조사각, Z값 등의 제1 출력 제어 데이터를 산출할 수 있으며, 제1 출력 제어 데이터를 제1 출력 디바이스로 전송할 수 있다. 제1 출력 디바이스는 제1 출력 제어 데이터에 따라 레이저 빔을 조사함으로써 시공 현장에서 부재 시공을 위한 부재좌표를 직관적으로 표현할 수 있다.
출력 데이터 출력 단계(S13)는 제2 출력 디바이스를 이용하여 시공 현장에서 제1 출력 데이터에 해당하는 위치에 잉크를 마킹하는 단계(S133)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 직관 표현 프로그램(10)은 시공 현장에서 제2 출력 디바이스의 위치 좌표로부터 제1 출력 데이터에 해당하는 위치에 잉크를 마킹하기 위한 제2 출력 디바이스의 이동 방향, 이동 거리, 이동 경로, Z값 등의 제2 출력 제어 데이터를 산출할 수 있으며, 제2 출력 제어 데이터를 제2 출력 디바이스로 전송할 수 있다. 제2 출력 디바이스는 제2 출력 제어 데이터에 따라 제1 출력 데이터에 해당하는 위치로 이동하여 마킹 처리함으로써 시공 현장에서의 오시공률 감소 효과를 도모한다.
출력 데이터 출력 단계(S14)는 제3 출력 디바이스를 이용하여 시공 현장에서 제2 출력 데이터를 홀로그램 입체상 형태로 출력하는 단계(S134)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 직관 표현 프로그램(10)은 제3 출력 디바이스로 제2 출력 데이터를 전송할 수 있으며, 제3 출력 디바이스는 시공 현장에서 제2 출력 데이터에 따라 건축물의 3차원 홀로그램 입체상을 출력할 수 있다.
한편, 도 6은 도 1에 도시된 출력 모듈의 개념도이다.
도 6을 참조하면, 출력 모듈(200)은 레이저 출력 모듈(210), 자동 마킹 모듈(220) 및 홀로그램 출력 모듈(230)을 포함할 수 있다.
레이저 출력 모듈(210)은 제1 출력 제어 데이터에 따라 레이저를 조사할 수 있다.
자동 마킹 모듈(220)은 제2 출력 제어 데이터에 따라 이동 및 마킹 처리할 수 있다.
홀로그램 출력 모듈(230)은 제2 출력데이터에 따라 홀로그램 이미지를 출력할 수 있다.
도 7는 도 6에 도시된 레이저 출력 모듈의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 레이저 출력 모듈(210)은 레이저 조사부(211) 및 지지부(212)를 포함할 수 있다.
레이저 조사부(211)는 통상의 레이저포인터(laser pointer)로 구비될 수 있다. 예컨대, 레이저포인터는 전원과 반도체 레이저를 포함하여 매우 얇은 저전력 레이저 빔의 가시광선을 발산한다.
레이저 조사부(211)는 컴퓨터 단말(100)과 유선 또는 무선으로 연결되어 제1 출력 제어 데이터를 수신할 수 있으며, 제1 출력 제어 데이터에 따라 레이저 빔이 조사되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
지지부(212)는 레이저 조사부(211)를 소정 높이로 지지할 수 있다.
지지부(212)는 통상의 삼각대 형태로 구비되어, 시공 현장에서 레이저 조사부(211)를 안정적으로 지지 고정할 수 있다.
한편, 도 7에서는 레이저 조사부(211)로부터 단일 레이저 빔이 조사되는 것을 예로 들어 도시하였으나 이에 한정하는 것은 아니며 한번에 다중 레이저 빔을 조사할 수도 있다.
도 8은 도 6에 도시된 자동 마킹 모듈의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 자동 마킹 모듈(220)은 본체(221), 바퀴부(222) 및 마킹부(223)를 포함할 수 있다.
본체(221)는 내부 공간을 갖는 박스 형태로 구비될 수 있으며, 저면에 바퀴부(222)를 구비하여 소정 외력이 가해지는 방향으로 이동할 수 있다.
여기에서, 바퀴부(222)는 본체(221)에 내장되는 배터리 및 모터부와 연결되어 모터부의 작동에 따라 회전하여 본체(221)를 이동시킬 수 있다.
한편, 본체(221)는 통신모듈 및 제어부를 내장할 수 있으며, 컴퓨터 단말(100)과 유선 또는 무선으로 연결되어 제2 출력 제어 데이터를 수신하고, 제2 출력 제어 데이터에 따라 바퀴부(222) 및 마킹부(223)의 동작을 제어할 수 있다.
마킹부(223)는 본체(221)의 상측면에 구비될 수 있으며, 다관절을 가진 통상의 다관절 로봇으로 구비될 수 있다. 마킹부(223)는 단부에 잉크를 분사하는 분사 노즐(224)를 구비하여, 본체(221)의 제어에 따라 소정 위치에서 잉크를 분사할 수 있다.
이러한 자동 마킹 모듈(220)는 제2 출력 제어 데이터에 따라 소정 위치로 이동하여 시공 부재좌표를 나타내도록 마킹 처리할 수 있는데, 레이저 출력 모듈(210)을 이용한 시공 부재좌표를 표시함에 있어 발생할 수 있는 화재 위험을 보완할 수 있다.
도 9는 도 6에 도시된 홀로그램 출력 모듈의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 9를 참조하면, 홀로그램 출력 모듈(230)은 홀로그램 이미지를 출력하는 장치로 홀로그램 하우징(231), 발광부(232a, 232b), 반사부(233a, 233b) 및 디스플레이(234)를 포함할 수 있다.
홀로그램 하우징(231)은 상측이 개방된 박스 형태로 형성되되, 그 단면이 하방으로 갈수록 좁아지는 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다.
발광부(232a, 232b) 및 반사부(233a, 233b)는 홀로그램 하우징(231)의 내측에서 상호 대향하는 면에 설치될 수 있다.
발광부(232a, 232b)는 제1 발광부(232a) 및 제2 발광부(232b)를 포함할 수 있다.
반사부(233a, 233b)는 제1 반사부(233a) 및 제2 반사부(233b)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 홀로그램 하우징(231)의 내측 일면에 제1 발광부(232a)가 설치되고, 그 일면을 마주보는 타면에 제1 반사부(233a)가 설치되어 제1 발광부(232a)에서 방출되는 빛을 제1 반사부(233a)가 반사할 수 있다. 또한, 홀로그램 하우징(231)의 내측 타면에 제2 발광부(232b)가 설치되고, 내측 일면에 제2 반사부(233b)가 설치되어 제2 발광부(232b)에서 방출되는 빛을 제2 반사부(233b)가 반사할 수 있다.
바람직하게는 제1 발광부(232a)에서는 기준 빛이 방출되고, 제2 발광부(232b)에서는 물체 빛이 방출될 수 있다. 이러한 기준 빛과 물체 빛은 디스플레이(234)를 통과하면서 간섭 현상을 일으켜 입체적인 홀로그램을 표시할 수 있다.
디스플레이(234)는 홀로그램 표시를 위한 감광 필름으로 구비될 수 있다.
이러한 홀로그램 출력 모듈(230)은 컴퓨터 단말(100)과 유선 또는 무선으로 연결되어 제2 출력데이터를 수신할 수 있으며, 제2 출력데이터에 따라 제1 발광부(232a) 및 제2 발광부(232a)의 빛의 세기 및 색을 제어할 수 있다.
한편, 도 10은 도 7에 도시된 레이저 출력 모듈의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 출력 모듈(210)은 도 7에 도시된 레이저 조사부(211) 및 지지부(212)의 특징에 더하여 커버부(300)를 더 포함할 수 있다.
커버부(300)는 시공 현장에서 레이저 조사부(211)를 덮을 수 있도록 마련되어 시공 현장에서 발생할 수 있는 다양한 외부 충격으로부터 레이저 조사부(211)를 보호하면서도 제1 출력데이터가 제대로 출력될 수 있도록 한다.
커버부(300)는 상판부(310), 다리부(320), 분사부(330) 및 탄성부(350)를 포함할 수 있다.
상판부(310)는 소정 두께의 사면체 형태로 구비될 수 있다.
다리부(320)는 상판부(310)의 저면으로부터 연장 형성될 수 있으며, 상판부(310)의 각 꼭지점 부분으로부터 연장 형성되어 상판부(310)를 소정 높이로 지지한다.
이러한 다리부(320)에 의해 소정 높이로 지지되는 상판부(310)의 하측 공간에 레이저 조사부(211) 및 지지부(212)가 위치할 것이다.
한편, 상판부(310)는 측면을 따라 형성되는 장홀(311a)을 구비할 수 있으며, 이러한 장홀(311a)로부터 출몰되는 덮개(313)를 포함할 수 있다.
즉, 덮개(313)는 한 쌍의 다리부(320) 사이의 공간을 덮을 수 있도록 마련되어, 레이저 조사부(211)로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
덮개(313)는 롤 형태로 감겨 상판부(310)에 내장된 형태로 마련될 수 있다. 이러한 덮개(313)의 중심 축은 회전 버튼(312)과 연동될 수 있으며, 사용자의 조작에 의해 회전 버튼(312)이 정방향으로 회전하는 경우, 덮개(313)가 풀리면서 장홀(311a)로부터 출몰될 것이다. 또한, 사용자의 조작에 의해 회전 버튼(312)이 역방향으로 회전하는 경우, 덮개(313)가 다시 감기면서 장홀(311a)을 통해 상판부(310)에 수납될 것이다.
한편, 분사부(330)는 다리부(320)에 내장되어 마련될 수 있으며, 상판부(310)의 하측 공간에 위치하는 레이저 조사부(211) 측으로 공기를 분사할 수 있다. 즉, 이러한 분사부(330)는 상판부(310)의 하측 공간에 형성되는 공간으로 공기를 분사함으로써 이물질 등을 제거하여 레이저 포인터가 산란되는 것을 방지할 것이다.
분사부(330)는 분사 모터(331), 분사 하우징(332) 및 분사 노즐(334, 335)을 포함할 수 있다.
분사 모터(331)는 다리부(320)의 내부 공간과 연결될 수 있으며, 소정 제어 신호에 따라 다리부(320)의 내부 공간으로 공기를 분사할 수 있다. 분사 모터(331)는 도 6에 도시된 것처럼 다리부(320)의 외부에 구비되거나, 이와 반대로 다리부(320)의 내측 공간에 구비될 수도 있다. 이때, 다리부(320)는 내부 공간을 갖는 직육면체 형태로 구비될 수 있다.
분사 하우징(332)은 다리부(320)의 내부 공간에 복수 개 마련될 수 있다. 분사 하우징(332)은 상하로 관통된 개구부(333)를 형성할 수 있다. 개구부(333)는 유입구에서 유출구 쪽으로 갈수록 좁아지는 깔때기 형상으로 형성될 수 있으며, 유출구 부분이 분사 하우징(332)에 설치될 수 있다. 이러한 개구부(333)는 분사 하우징(332)의 내측으로 분사 모터(331)로부터 다리부(320)의 내부 공간으로 공급되는 공기가 유입되도록 한다.
분사 노즐(334, 335)은 분사 하우징(332)의 일측으로부터 연장 형성되며, 다리부(320)의 일측면을 관통하여 형성될 수 있다.
분사 노즐(334, 335)은 분사 하우징(332)의 일측면과 연통하는 배출공(334) 및 배출공(334)에 형성되는 가이드부(335)를 포함할 수 있다. 분사 하우징(332)의 내부 공간으로 유입되는 공기는 배출공(334)을 통해 다리부(320)의 외부로 배출되는데, 이때, 배출공(334)을 중심 부분을 중심으로 하여 상하방향으로 만곡지게 형성되는 복수의 가이드부(335)에 의해 배출되는 공기의 와류를 유도하여 확산력을 더 향상시킬 수 있다.
탄성부(350)는 다리부(320)의 내주면에 분사 하우징(332)을 설치할 수 있다. 탄성부(350)는 다리부(320)의 내주면에 대하여 분사 하우징(332)을 탄성 지지하여, 분사 모터(331)의 작동에 의해 발생하는 진동이나 시공 현장에서 발생하는 진동에 의해 분사 하우징(332)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
탄성부(350)는 설치 프레임(351), 탄성 하우징(352), 탄성 바아(353, 354) 및 탄성 스프링(355)을 포함할 수 있다.
설치 프레임(351)은 다리부(320)의 내주면에 설치될 수 있다.
탄성 하우징(352)은 'ㄷ'자 형태로 형성될 수 있으며, 개방된 면이 설치 프레임(351)에 끼움 결합 방식으로 설치될 수 있다.
탄성 바아(353, 354)는 탄성 하우징(352)을 관통하여 구비될 수 있다. 탄성 바아(353, 354)는 탄성 하우징(352)의 내측에 마련되는 걸림 돌기(353) 및 탄성 하우징(352)을 관통하여 구비되는 연결 바아(354)를 포함할 수 있다. 이때, 연결 바아(354)의 단부는 분사 하우징(332)의 외주면에 용접 등의 방식으로 결합될 수 있다.
탄성 스프링(355)은 설치 프레임(351)과 탄성 바아(353, 354) 사이에 구비될 수 있다. 즉, 탄성 스프링(355)은 설치 프레임(351)과 걸림 돌기(353) 사이에 구비될 수 있으며, 설치 프레임(351)으로부터 걸림 돌기(353) 측으로 탄성력을 가하도록 구비될 수 있다. 이러한 탄성 스프링(355)은 분사 모터(331)의 작동에 의해 발생하는 진동이나 시공 현장에서 발생하는 진동을 흡수할 수 있다.
한편, 컴퓨터 단말(100)은 사용자로부터 직관 표현 프로그램(10)에 대한 평가를 입력 받을 수 있다.
컴퓨터 단말(100)은 프로그램(10)에 대한 평가 결과 텍스트를 분석하여 프로그램(10)의 평점을 산출할 수 있다.
예를 들면, 컴퓨터 단말(100)은 입력 데이터에 대하여 문맥 정보를 추출하는 신경망을 구축할 수 있다. 여기서, 입력 데이터는 평가 결과 텍스트일 수 있다.
컴퓨터 단말(100)은 평가 결과 텍스트를 누적하여 저장할 수 있으며, 저장한 평가 결과 텍스트를 학습 데이터로 추출할 수 있다.
컴퓨터 단말(100)은 Word2Vec 알고리즘으로 학습 데이터를 학습하여 입력 데이터에 대하여 문맥 정보를 추출하는 신경망을 구축할 수 있다.
Word2Vec 알고리즘은 신경망 언어 모델(NNLM : Neural Network Language Model)을 포함할 수 있다. 신경망 언어 모델은 기본적으로 Input Layer, Projection Layer, Hidden Layer, Output Layer로 이루어진 Neural Network이다. 신경망 언어 모델은 단어를 벡터화하는 방법에 사용되는 것이다. 신경망 언어 모델은 공지된 기술이므로 보다 자세한 설명은 생략하기로 한다.
Word2vec 알고리즘은, 텍스트마이닝을 위한 것으로, 각 단어 간의 앞, 뒤 관계를 보고 근접도를 정하는 알고리즘이다. Word2vec 알고리즘은 비지도 학습 알고리즘이다. Word2vec 알고리즘은 이름이 나타내는 바와 같이 단어의 의미를 벡터형태로 표현하는 계량기법일 수 있다. Word2vec 알고리즘은 각 단어를 200차원 정도의 공간에서 백터로 표현할 수 있다. Word2vec 알고리즘을 이용하면, 각 단어마다 단어에 해당하는 벡터를 구할 수 있다. Word2vec 알고리즘은 종래의 다른 알고리즘에 비해 자연어 처리 분야에서 비약적인 정밀도 향상을 가능하게 할 수 있다. Word2vec은 입력한 말뭉치의 문장에 있는 단어와 인접 단어의 관계를 이용해 단어의 의미를 학습할 수 있다. Word2vec 알고리즘은 인공 신경망에 근거한 것으로, 같은 맥락을 지닌 단어는 가까운 의미를 지니고 있다는 전제에서 출발한다. Word2vec 알고리즘은 텍스트 문서를 통해 학습을 진행하며, 한 단어에 대해 근처(전후 5 내지 10 단어 정도)에 출현하는 다른 단어들을 관련 단어로서 인공 신경망에 학습시킨다. 연관된 의미의 단어들은 문서상에서 가까운 곳에 출현할 가능성이 높기 때문에 학습을 반복해 나가는 과정에서 두 단어는 점차 가까운 벡터를 지닐 수 있다.
Word2vec 알고리즘의 학습 방법은 CBOW(Continuous Bag Of Words) 방식과 skip-gram 방식이 있다. CBOW 방식은 주변 단어가 만드는 맥락을 이용해 타겟 단어를 예측하는 것이다. skip-gram 방식은 한 단어를 기준으로 주변에 올 수 있는 단어를 예측하는 것이다. 대규모 데이터셋에서는 skip-gram 방식이 더 정확한 것으로 알려져 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 skip-gram 방식을 이용한 Word2vec 알고리즘을 사용한다. 예컨대, Word2vec 알고리즘을 통해 학습이 잘 완료되면, 고차원 공간에서 비슷한 단어는 근처에 위치할 수 있다. 상술한 바와 같은 Word2vec 알고리즘에 따르면 학습 문서 내 주위 단어의 분포가 가까운 단어일수록 산출되는 벡터값은 유사해질 수 있으며, 산출된 벡터값이 비슷한 단어는 유사한 것으로 간주할 수 있다. Word2vec 알고리즘은 공지된 기술이므로 벡터값 계산과 관련한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
컴퓨터 단말(100)은 문맥 정보를 나타내는 벡터값의 구간 별로 평점을 부여한 테이블을 미리 저장할 수 있으며, 신경망에 평가 결과 텍스트를 입력하여 평가 결과 벡터 값을 추출할 수 있다.
컴퓨터 단말(100)은 문맥 정보를 나타내는 벡터값의 구간 별로 평점을 부여한 테이블에서 평가 결과 벡터 값에 대응하는 평점을 산출하고, 산출한 평점을 프로그램(10)을 통해 안내할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1000: BIM 3차원 디지털 정보모델을 활용한 시공현장 내 직관적 표현 시스템
100: 컴퓨터 단말
200: 출력 모듈
10: 직관 표현 프로그램

Claims (2)

  1. 3차원 디지털 정보모델을 이용하여 시공 현장에서 시공 부재좌표를 직관적으로 출력하기 위한 출력 데이터를 생성하는 직관 표현 프로그램이 탑재된 컴퓨터 단말; 및
    상기 컴퓨터 단말과 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 출력 데이터를 수신하여 출력하는 출력 모듈;을 포함하고,
    상기 컴퓨터 단말은,
    상기 직관 표현 프로그램을 실행하여, BIM 3차원 디지털 정보모델 및 현장 측정 데이터를 획득하고, 상기 BIM 3차원 디지털 정보모델 및 상기 현장 측정 데이터를 이용하여 상기 출력 데이터를 생성하는 것을 수행하며,
    상기 컴퓨터 단말이 상기 BIM 3차원 디지털 정보모델 및 상기 현장 측정 데이터 획득을 수행하는 것은,
    상기 BIM 3차원 디지털 정보모델을 모델링하여 제1 시공 기준좌표를 추출하고, 측정 디바이스를 이용하여 상기 현장 측정 데이터를 획득하고, 상기 현장 측정 데이터에서 제2 시공 기준좌표를 추출하며, 상기 제1 시공 기준좌표 및 상기 제2 시공 기준좌표를 비교 분석하여 최적화 시공 기준좌표를 출력하는 것을 포함하고,
    상기 컴퓨터 단말이 상기 출력 데이터 생성을 수행하는 것은,
    상기 BIM 3차원 디지털 정보모델에 시방서를 기초로 한 기준 행거를 생성하여 시공 부재좌표를 추출하고, 상기 시공 부재좌표와 상기 최적화 시공 기준좌표를 맵핑하여 제1 출력 데이터로 생성하며, 상기 BIM 3차원 디지털 정보모델을 제2 출력 데이터로 생성하는 것을 포함하고,
    상기 출력 모듈은,
    시공 현장에서 상기 제1 출력 데이터에 해당하는 위치에 레이저 광을 출력하는 제1 출력 디바이스;
    시공 현장에서 상기 제1 출력 데이터에 해당하는 위치에 잉크를 마킹하는 제2 출력 디바이스; 및
    시공 현장에서 상기 제2 출력 데이터를 홀로그램 입체상 형태로 출력하는 제3 출력 디바이스;를 포함하고,
    상기 제1 출력 디바이스는,
    상기 컴퓨터 단말과 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 제1 출력 데이터를 수신하고, 상기 제1 출력 데이터에 따라 레이저 빔을 조사하는 레이저포인터로 구비되는 레이저 조사부; 및
    삼각대 형태로 구비되고, 상기 레이저 조사부를 소정 높이로 지지하는 지지부;를 포함하고,
    상기 제2 출력 디바이스는,
    저면에 바퀴부를 구비하고, 상기 컴퓨터 단말과 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 제1 출력 데이터를 수신하고, 상기 제1 출력 데이터에 따라 잉크를 마킹하기 위해 상기 바퀴부를 제어하여 상기 제1 출력 데이터에 대응하는 위치로 이동하는 본체; 및
    상기 본체의 상측면에 구비되고, 상기 본체의 제어에 따라 잉크를 분사하여 마킹하는 마킹부;를 포함하고,
    상기 제3 출력 디바이스는,
    상측이 개방된 박스 형태로 형성되되, 그 단면이 하방으로 갈수록 좁아지는 사다리꼴 형태로 형성되는 홀로그램 하우징;
    상기 홀로그램 하우징의 내측면에 설치되며, 상기 컴퓨터 단말과 유선 또 는 무선으로 연결되어 상기 제2 출력데이터를 수신하고, 상기 제2 출력데이터에 따라 빛의 세기 및 색을 제어하여 빛을 방출하는 발광부;
    상기 홀로그램 하우징의 내측면에 설치되며, 상기 발광부로부터 방출되는 빛을 반사하는 반사부; 및
    홀로그램 표시를 위한 감광 필름으로 구비되며, 상기 반사부로부터 반사되는 빛이 관통하도록 상기 홀로그램 하우징에 설치되는 디스플레이;를 포함하고,
    상기 발광부는,
    상기 홀로그램 하우징의 내측 일면에 설치되고, 기준 빛을 방출하는 제1 발광부; 및
    상기 홀로그램 하우징의 내측 일면과 마주보는 내측 타면에 설치되고, 물체 빛을 방출하는 제2 발광부;를 포함하고,
    상기 반사부는,
    상기 홀로그램 하우징의 내측 타면에 설치되고, 상기 기준 빛을 반사하는 제1 반사부; 및
    상기 홀로그램 하우징의 내측 일면에 설치되고, 상기 물체 빛을 반사하는 제2 반사부;를 포함하고,
    상기 컴퓨터 단말은,
    상기 직관 표현 프로그램에 대한 평가를 텍스트 형태로 입력 받고, 상기 직관 표현 프로그램에 대한 평가 결과 텍스트를 누적하여 저장하고, 저장한 평가 결과 텍스트를 학습 데이터로 추출하고, Word2Vec 알고리즘으로 상기 학습 데이터를 학습하여 입력 데이터에 대하여 문맥 정보를 추출하는 신경망을 구축하고, 문맥 정보를 나타내는 벡터값의 구간 별로 평점을 부여한 테이블을 미리 저장하고, 상기 신경망에 평가 결과 텍스트를 입력하여 평가 결과 벡터 값을 추출하고, 상기 테이블에서 추출한 평가 결과 벡터 값에 대응하는 평점을 산출하고, 산출한 평점을 상기 직관 표현 프로그램을 통해 안내하는 것을 더 수행하는, 직관적 표현 시스템.
  2. 삭제
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