KR102642392B1 - System for maintenance of facilities using augmented reality technology - Google Patents

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KR102642392B1
KR102642392B1 KR1020220175888A KR20220175888A KR102642392B1 KR 102642392 B1 KR102642392 B1 KR 102642392B1 KR 1020220175888 A KR1020220175888 A KR 1020220175888A KR 20220175888 A KR20220175888 A KR 20220175888A KR 102642392 B1 KR102642392 B1 KR 102642392B1
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facilities
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박철
김영석
정해용
이승현
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Abstract

본 발명은 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템에 관한 것으로서, 현실과 AR 콘텐츠를 결합한 확장현실(XR) 경험을 지원하고 투명한 렌즈 위에 증강현실(AR) 콘텐츠를 구현하는 투시 안경형 디스플레이장치로서, 시설물 점검자가 얼굴에 착용하여 사용하는 기기이며, 시설물의 육안 점검을 지원하기 위한 AR글래스; 상기 AR글래스와 무선통신에 의한 양방향 데이터통신을 수행하여 데이터를 주고받는 것으로서, 시설물 점검자가 소유하는 모바일기기;를 포함하며, 상기 AR글래스는, 투시를 통한 시설물의 육안 점검 및 실시간 영상 획득을 위해 현실과 AR 콘텐츠를 이질감 없이 연결하는 구성요소로서, 획득된 영상으로부터 현실세계의 점검대상인 시설물에 발생된 손상정보의 확인을 가능하게 하는 AR인터페이스모듈; AR글래스에 저장된 점검대상 시설물의 과거 손상정보를 불러오거나 또는 모바일기기로부터 저장된 점검대상 시설물의 과거 손상정보를 불러와서 시설물 도면데이터(BIM)를 디스플레이하는 도면데이터 출력모듈; AR인터페이스모듈을 통해 확인되는 시설물에 발생된 손상정보에 대해 시각화 데이터 처리 및 실제감을 증강시켜 확장시키는 증강현실 확장모듈; 증강현실 확장모듈을 통해 시각화 데이터 처리 및 실제감이 증강된 점검대상 시설물의 확인된 손상정보를 현재 디스플레이되어있는 시설물 도면데이터(BIM) 상에 오버레이 매핑하여 자동 입력하는 오버레이 매핑 처리모듈;을 포함하며, 상기 모바일기기는, 스마트폰, 태블릿 PC, 개인휴대단말기(PDA) 중에서 선택된 어느 1종인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 교량 등을 비롯한 시설물의 육안 점검시 증강현실기술을 접목함으로써 시설물에 대한 시각화와 실제감을 증가시켜 기존 육안 점검 방식들에 비해 시설물의 점검과 진단 및 유지관리에 대한 효과를 높이면서 육안 점검에 따른 효율을 향상시킬 수 있고, 기존에 비해 육안 점검에 따른 오류를 최소화할 수 있으며, 시설물의 손상정보 및 상태평가를 위한 디지털화 및 고도화 처리를 수행할 수 있다.
The present invention relates to a facility maintenance system using augmented reality technology. It is a perspective glasses-type display device that supports an extended reality (XR) experience that combines reality and AR content and implements augmented reality (AR) content on a transparent lens. It is a device that inspectors wear on their faces and uses AR glasses to support visual inspection of facilities; It includes a mobile device owned by a facility inspector, which exchanges data by performing two-way data communication through wireless communication with the AR glasses, and the AR glasses are used for visual inspection of the facility through perspective and acquisition of real-time images. An AR interface module, which is a component that connects reality and AR content without a sense of heterogeneity, enables confirmation of damage information caused to facilities subject to inspection in the real world from acquired images; A drawing data output module that displays facility drawing data (BIM) by retrieving past damage information of the facility subject to inspection stored in AR glass or by retrieving past damage information of the facility subject to inspection stored from a mobile device; An augmented reality expansion module that expands by processing visualization data and enhancing the sense of reality regarding damage information caused to facilities confirmed through the AR interface module; Includes an overlay mapping processing module that automatically inputs the confirmed damage information of the inspection target facility through visualization data processing and enhanced realism through an augmented reality expansion module by overlay mapping it on the currently displayed facility drawing data (BIM); , The mobile device is characterized as being one type selected from a smartphone, a tablet PC, and a personal digital assistant (PDA).
According to the present invention, by incorporating augmented reality technology when visually inspecting facilities including bridges, the visualization and sense of reality of the facility are increased, thereby increasing the effectiveness of facility inspection, diagnosis, and maintenance compared to existing visual inspection methods. The efficiency of visual inspection can be improved, errors due to visual inspection can be minimized compared to before, and digitization and advanced processing can be performed for damage information and condition evaluation of facilities.

Description

증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템{SYSTEM FOR MAINTENANCE OF FACILITIES USING AUGMENTED REALITY TECHNOLOGY}Facility maintenance system using augmented reality technology {SYSTEM FOR MAINTENANCE OF FACILITIES USING AUGMENTED REALITY TECHNOLOGY}

본 발명은 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교량 등을 비롯한 시설물의 육안 점검시 증강현실기술을 접목함으로써 시설물에 대한 시각화와 실제감을 증가시켜 기존 방식들에 비해 시설물의 점검과 진단 및 유지보수관리에 대한 효과를 높이면서 효율을 향상시킬 수 있도록 하고 오류를 최소화할 수 있도록 하며 시설물의 손상정보 및 상태평가를 위한 디지털화 및 고도화 처리를 수행할 수 있도록 한 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a facility maintenance system using augmented reality technology. More specifically, the present invention relates to a facility maintenance system using augmented reality technology, and more specifically, by incorporating augmented reality technology during visual inspection of facilities, including bridges, etc., the visualization and sense of reality of the facility are increased, making the facility safer than existing methods. Augmented reality technology that improves efficiency while increasing the effectiveness of inspection, diagnosis, and maintenance management, minimizes errors, and performs digitalization and advanced processing for damage information and condition evaluation of facilities. It is about a facility maintenance system using .

일반적으로 시설물은 크게 교량, 터널, 항만, 댐, 건축물, 하천, 상하수도, 옹벽 및 절토사면, 공동구로 분류된다.In general, facilities are largely classified into bridges, tunnels, ports, dams, buildings, rivers, water and sewage systems, retaining walls and cut slopes, and utility tunnels.

이러한 시설물은 안전한 사용을 위해 점검 및 유지관리가 매우 중요한데, 종래에 있어 시설물 유지관리는 아직까지 인력기반 방식을 고수하고 있는데, 급경사지(사면), 고가 교량, 댐 체제 등 인력이 접근하기 힘든 시설은 라펠(Rappel) 또는 고소차 등을 이용해 직접 점검하고 있다.Inspection and maintenance of these facilities are very important for safe use. Conventionally, facility maintenance still adheres to the manpower-based method. Facilities that are difficult for manpower to access, such as steep slopes (slopes), elevated bridges, and dam systems. Direct inspection is carried out using a rappel or aerial vehicle.

그러나, 종래와 같은 인력기반 방식의 점검은 비용과 시간이 많이 소요됨은 물론 효율성이 떨어지고 장비 탑승으로 인해 추락 및 충돌 등 안전사고 발생 우려가 높은 문제점이 있었으며, 계측 데이터의 신뢰성이 높지 않는 문제점이 있었다.However, the conventional human-based method of inspection not only costs a lot of money and time, but also has problems such as low efficiency, high risk of safety accidents such as falls and collisions due to riding equipment, and the reliability of measurement data is not high. .

또한, 종래 시설물 점검 및 진단에 있어 시설물의 도면확인 방식으로는 현장에서 도면데이터 등이 저장된 테블릿을 주로 활용하고 있는데, 시설물의 손상 확인에 어려움이 존재하는 실정에 있다.In addition, in the conventional facility inspection and diagnosis, tablets with drawing data stored in the field are mainly used as a method of checking facility drawings, but there is difficulty in confirming damage to the facility.

부연하여, 종래에는 시설물에 대한 손상을 단순 육안으로 점검하고 확인하는 과정에서 발생할 수 있는 오류를 제거하기가 어렵고, 시설물의 점검 및 진단, 유지보수관리에 따른 정확성 및 효율성이 뒤떨어지는 문제점이 있었다.In addition, in the past, it was difficult to eliminate errors that may occur in the process of simply visually inspecting and confirming damage to facilities, and there was a problem that the accuracy and efficiency of facility inspection, diagnosis, and maintenance management were low.

한편, 개정된 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법(시설물안전법)은 성능평가 도입을 통해 시설물 유지관리를 사후 유지관리에서 선제적 유지관리 체계로 전환하였고, 동법「시행령」을 통해 신기술 활용이 가능하게 함으로써 첨단기술을 활용한 선제적 유지관리 체계의 기반을 조성하도록 권장하고 있다.Meanwhile, the revised Special Act on Safety and Maintenance of Facilities (Facility Safety Act) changed facility maintenance from a post-maintenance system to a proactive maintenance system through the introduction of performance evaluation, and the “Enforcement Decree” of the same Act made it possible to utilize new technologies. By doing so, it is recommended to lay the foundation for a preemptive maintenance system using cutting-edge technology.

이에 산학협동을 기반으로 로봇과 인공지능(AI)을 적용한 시설물 유지관리 기술이 개발되고 있으나, 현장에 있어 로봇은 적용 범위가 극히 제한적이고, 인공지능(AI)은 신뢰도가 낮아 실제 육안점검을 기반으로 한 시설물 유지관리 적용에 한계가 발생되고 있는 상황에 있으며, 현장에서의 개선이 계속적으로 요구되는 실정에 있다.Accordingly, facility maintenance technology that applies robots and artificial intelligence (AI) is being developed based on industry-academic cooperation, but the scope of application of robots in the field is extremely limited, and artificial intelligence (AI) is low in reliability, so it is based on actual visual inspection. There are limits to the application of facility maintenance and management, and improvements in the field are continuously required.

이와 관련하여 종래 선행기술문헌을 살펴보면, 국내등록특허공보 제10-2430041호에서는 "이미지 센서를 사용하여 시설물을 포함하는 기초 이미지를 획득하고, 유무선 통신망을 통해 상기 시설물의 내부 구조에 대한 3차원 이미지 및 상기 시설물의 보수 이력에 대한 3차원 이미지를 획득하고, 상기 시설물의 내부 구조에 대한 3차원 이미지 및 상기 시설물의 보수 이력에 대한 3차원 이미지를 기초로 생성되는 증강현실 이미지를 출력하는 사용자 단말; 및 상기 사용자 단말로부터 상기 사용자 단말의 위치 및 방향을 수신하고, 상기 위치 및 방향을 기초로 상기 시설물을 인식하고, 인식된 상기 시설물의 상기 내부 구조에 대한 3차원 이미지 및 상기 보수 이력에 대한 3차원 이미지를 상기 유무선 통신망을 통해 사용자 단말에게 제공하는 서버;를 포함하고, 상기 사용자 단말의 위치는 상기 사용자 단말의 가속도 센서, 자이로 센서 중 적어도 어느 하나를 통해 결정되고, 상기 서버는 상기 기초 이미지, 상기 시설물의 내부 구조에 대한 3차원 이미지 및 상기 시설물의 보수 이력에 대한 3차원 이미지를 합성하는 과정을 통하여 상기 증강현실 이미지를 생성하고, 상기 사용자 단말의 위치 및 방향에 기반하여 상기 기초 이미지로부터 상기 시설물을 인식하고, 상기 시설물이 복수의 오브젝트(object)를 포함하는 경우, 상기 서버는 상기 서버의 실시간 데이터 전송량이 소정의 기준 전송량 이하이고, 상기 서버의 실시간 데이터 처리량이 소정의 기준 처리량 이하이면, 상기 사용자 단말의 실시간 이동 속도와 복수의 기준 이동 속도 각각을 비교한 결과에 따라 상기 복수의 오브젝트에 대한 3D 이미지 중에서 선택적으로 상기 사용자 단말에게 전달하고, 상기 서버의 실시간 데이터 전송량이 상기 소정의 기준 전송량을 초과하거나, 상기 서버의 실시간 데이터 처리량이 소정의 기준 처리량을 초과한 경우라면, 상기 사용자 단말의 위치로부터 특정 방향에 위치하는 오브젝트에 대한 3D 이미지 만을 상기 사용자 단말에게 전달하는, 증강현실기술을 활용하여 시설물을 점검하는 시설물 점검 시스템"에 대한 구성을 개시하고 있다.In relation to this, looking at prior art literature, Domestic Patent Publication No. 10-2430041 states that “obtaining a basic image including a facility using an image sensor, and obtaining a three-dimensional image of the internal structure of the facility through a wired or wireless communication network. And a user terminal that acquires a three-dimensional image of the repair history of the facility and outputs an augmented reality image generated based on the three-dimensional image of the internal structure of the facility and the three-dimensional image of the repair history of the facility; and receiving the location and direction of the user terminal from the user terminal, recognizing the facility based on the location and direction, and providing a three-dimensional image of the internal structure of the recognized facility and a three-dimensional maintenance history. and a server that provides images to the user terminal through the wired and wireless communication network, wherein the location of the user terminal is determined through at least one of an acceleration sensor and a gyro sensor of the user terminal, and the server provides the basic image, the The augmented reality image is created through a process of combining a 3D image of the internal structure of the facility and a 3D image of the repair history of the facility, and the facility is created from the basic image based on the location and direction of the user terminal. Recognizing, if the facility includes a plurality of objects, the server determines that if the real-time data transmission amount of the server is less than or equal to a predetermined standard throughput and the real-time data throughput of the server is less than or equal to the predetermined standard throughput, According to the results of comparing the real-time movement speed of the user terminal and each of a plurality of reference movement speeds, 3D images of the plurality of objects are selectively delivered to the user terminal, and the real-time data transmission amount of the server is equal to the predetermined reference transmission amount. or, if the real-time data throughput of the server exceeds a predetermined standard throughput, augmented reality technology is used to deliver only 3D images of objects located in a specific direction from the location of the user terminal to the user terminal. We are starting to construct a “facility inspection system that inspects facilities.”

또한, 국내공개특허공보 제10-2022-0114831호에서는 "AR기반 객체에 대한 유지보수 서비스를 제공하는 방법에 있어서, (a) 관리 서버가, 상기 객체에 인접한 측정 센서를 통해 상기 객체의 온도를 포함한 센싱 정보를 실시간으로 획득하고, 이를 입력 값으로 하여 예측 모듈에서 연산을 수행하고 이를 통해 상기 객체의 상태를 산출하는 단계; (b) 상기 관리 서버가, 상기객체의 각 부위에 대한 정보 및 상기 객체의 상태를 기초로 하여 구현된 상기 객체를 증강현실 상에서 구현하고, 이를 사용자의 단말에 디스플레이하는 단계; 및 (c) 상기 관리 서버는, 상기 사용자의 단말로부터 전달받은 입력에 기초하여 증강현실 상에서의 상기 객체를 컨트롤하는 단계;를 포함하는 AR기반 객체에 대한 유지보수 서비스를 제공하는 방법 및 그를 이용한 서버"에 대한 구성을 개시하고 있다.In addition, in Korean Patent Publication No. 10-2022-0114831, “In the method of providing maintenance service for an AR-based object, (a) the management server measures the temperature of the object through a measurement sensor adjacent to the object. Obtaining sensing information including in real time, performing an operation in a prediction module using this as an input value, and calculating the state of the object through this; (b) the management server, information on each part of the object and the Implementing the object implemented based on the state of the object in augmented reality and displaying it on the user's terminal; and (c) the management server, based on the input received from the user's terminal, in augmented reality A method for providing maintenance services for AR-based objects including the step of controlling the object and a server using the same are disclosed.

하지만, 상기의 종래 선행기술문헌들은 증강현실기술을 이용하기는 하나, 이하에서 제안하는 본 발명이 갖는 "증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템"의 기술 구성과는 기술적 차이를 갖는다 할 수 있다.However, although the above-mentioned prior art documents use augmented reality technology, they can be said to have technical differences from the technical configuration of the "facility maintenance system using augmented reality technology" of the present invention proposed below.

대한민국 등록특허공보 제10-2430041호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2430041 대한민국 공개특허공보 제10-2022-0114831호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2022-0114831

본 발명은 상기의 종래 문제점들을 개선 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 교량 등을 비롯한 시설물의 육안 점검시 증강현실기술을 접목함으로써 시설물에 대한 시각화와 실제감을 증가시켜 기존 방식들에 비해 시설물의 점검과 진단 및 유지관리에 대한 효과를 높이면서 육안 점검에 따른 효율을 향상시킬 수 있도록 하고 오류를 최소화할 수 있도록 하며 시설물의 손상정보 및 상태평가를 위한 디지털화 및 고도화 처리를 수행할 수 있도록 한 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was developed to improve and take into account the above-mentioned conventional problems. By incorporating augmented reality technology during visual inspection of facilities, including bridges, etc., it increases the visualization and sense of reality of the facility, making it easier to inspect facilities compared to existing methods. Augmented reality technology that enhances the effectiveness of diagnosis and maintenance, improves the efficiency of visual inspection, minimizes errors, and performs digitalization and advanced processing for damage information and condition evaluation of facilities. The purpose is to provide a facility maintenance system using .

본 발명은 증강현실(AR) 인터페이스로 점검 대상 시설물에 대한 손상 정보를 확인할 수 있도록 하고, 이러한 시설물의 손상 정보에 대한 상태평가를 프로그레시브 웹 앱(PWA) 기반을 통해 자동화하여 시설물의 유지관리 업무를 지원함으로써 자동 상태평가에 따른 시간과 비용을 절감할 수 있도록 하고 디지털 기반의 새로운 시설물 유지관리 체계를 구현할 수 있도록 한 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention enables users to check damage information on facilities subject to inspection through an augmented reality (AR) interface, and automates the status assessment of damage information on these facilities based on a progressive web app (PWA) to perform facility maintenance tasks. The purpose is to provide a facility maintenance system using augmented reality technology that can reduce time and cost due to automatic condition assessment and implement a new digital-based facility maintenance system.

상기의 목적을 달성하기 위한 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템은, 현실과 AR 콘텐츠를 결합한 확장현실(XR) 경험을 지원하고 투명한 렌즈 위에 증강현실(AR) 콘텐츠를 구현하는 투시 안경형 디스플레이장치로서, 시설물 점검자가 얼굴에 착용하여 사용하는 기기이며, 시설물의 육안 점검을 지원하기 위한 AR글래스; 상기 AR글래스와 무선통신에 의한 양방향 데이터통신을 수행하여 데이터를 주고받는 것으로서, 시설물 점검자가 소유하는 모바일기기;를 포함하며, 상기 AR글래스는, 투시를 통한 시설물의 육안 점검 및 실시간 영상 획득을 위해 현실과 AR 콘텐츠를 이질감 없이 연결하는 구성요소로서, 획득된 영상으로부터 현실세계의 점검대상인 시설물에 발생된 손상정보의 확인을 가능하게 하는 AR인터페이스모듈; AR글래스에 저장된 점검대상 시설물의 과거 손상정보를 불러오거나 또는 모바일기기로부터 저장된 점검대상 시설물의 과거 손상정보를 불러와서 시설물 도면데이터(BIM)를 디스플레이하는 도면데이터 출력모듈; AR인터페이스모듈을 통해 확인되는 시설물에 발생된 손상정보에 대해 시각화 데이터 처리 및 실제감을 증강시켜 확장시키는 증강현실 확장모듈; 증강현실 확장모듈을 통해 시각화 데이터 처리 및 실제감이 증강된 점검대상 시설물의 확인된 손상정보를 현재 디스플레이되어있는 시설물 도면데이터(BIM) 상에 오버레이 매핑하여 자동 입력하는 오버레이 매핑 처리모듈;을 포함하며, 상기 모바일기기는, 스마트폰, 태블릿 PC, 개인휴대단말기(PDA) 중에서 선택된 어느 1종인 것을 특징으로 한다.The facility maintenance system using augmented reality technology to achieve the above purpose is a perspective glasses-type display device that supports an extended reality (XR) experience that combines reality and AR content and implements augmented reality (AR) content on a transparent lens. , a device worn on the face by facility inspectors, and AR glasses to support visual inspection of facilities; It includes a mobile device owned by a facility inspector, which exchanges data by performing two-way data communication through wireless communication with the AR glasses, and the AR glasses are used for visual inspection of the facility through perspective and acquisition of real-time images. An AR interface module, which is a component that connects reality and AR content without a sense of heterogeneity, enables confirmation of damage information caused to facilities subject to inspection in the real world from acquired images; A drawing data output module that displays facility drawing data (BIM) by retrieving past damage information of the facility subject to inspection stored in AR glass or by retrieving past damage information of the facility subject to inspection stored from a mobile device; An augmented reality expansion module that expands by processing visualization data and enhancing the sense of reality regarding damage information caused to facilities confirmed through the AR interface module; Includes an overlay mapping processing module that automatically inputs the confirmed damage information of the inspection target facility through visualization data processing and enhanced realism through an augmented reality expansion module by overlay mapping it on the currently displayed facility drawing data (BIM); , The mobile device is characterized as being one type selected from a smartphone, a tablet PC, and a personal digital assistant (PDA).

여기에서, 상기 모바일기기 또는 AR글래스 중의 적어도 어느 하나 또는 그 이상에는 AR인터페이스모듈을 통해 확인되는 시설물에 발생된 손상정보에 대해 상태평가를 자동 수행하는 상태평가엔진모듈;을 포함하는 구성일 수 있다.Here, at least one or more of the mobile device or the AR glasses may be configured to include a condition evaluation engine module that automatically performs a condition evaluation on damage information occurring in the facility confirmed through the AR interface module. .

여기에서, 상기 상태평가엔진모듈은, 시설물의 손상정보에 따른 자동 상태평가에 소요되는 시간과 비용을 감소시키고 향상된 시설물 유지관리 및 효율화를 위해 인터넷이 연결되지 않아도 웹브라이저에서 이용할 수 있게 지원하는 애플리케이션인 프로그레시브 웹 앱(PWA) 기반으로 알고리즘 처리 및 설계하여 시설물의 해당 손상정보에 대한 상태평가를 자동 수행하도록 구성할 수 있다.Here, the condition evaluation engine module reduces the time and cost required for automatic condition evaluation according to damage information of the facility and supports use in a web browser even without an Internet connection for improved facility maintenance and efficiency. Based on the application Progressive Web App (PWA), the algorithm can be processed and designed to automatically perform status evaluation on the damage information of the facility.

여기에서, 상기 상태평가엔진모듈은, 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 AR인터페이스모듈과 연동되게 하는 연동 설계부; 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 시설물의 부재들을 분류하여 테이블 처리하고 시설물 손상정보에 대해 상태평가하는 알고리즘을 갖는 시설물 상태평가 로직(logic) 설계부; 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 시설물 점검을 위한 백-엔드(Back-End) 서버 및 데이터 보관을 위한 데이터베이스(DB)를 갖는 시설물 점검용 시스템부; 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 시설물에 대한 전자망도를 작성하기 위한 CAD 엔진 및 DWG 도면 Import 모듈이 구비된 시설물 전자망도 엔진부; 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반의 UX/UI 인터페이스 및 시설물의 손상정보로부터 손상 정도를 검출하기 위한 손상검출모듈이 구비된 프로그래시브 웹 앱(PWA) 설계부;를 포함하는 구성일 수 있다.Here, the state evaluation engine module includes an interlocking design unit that interlocks with the AR interface module based on a progressive web app (PWA); A facility condition evaluation logic design department that classifies facility members based on a progressive web app (PWA), processes them into a table, and has an algorithm to evaluate the condition of facility damage information; A system unit for facility inspection that has a back-end server for facility inspection and a database (DB) for data storage based on a progressive web app (PWA); Facility electronic network diagram engine unit equipped with a CAD engine and DWG drawing import module for creating electronic network diagrams for facilities based on a progressive web app (PWA); It may be configured to include a Progressive Web App (PWA) design unit equipped with a Progressive Web App (PWA)-based UX/UI interface and a damage detection module to detect the degree of damage from damage information on the facility.

여기에서, 상기 AR글래스는, 투시를 통해 실시간으로 획득되는 현실세계의 시설물의 영상으로부터 영상화질을 저해하는 임펄스 잡음을 제거함으로써 영상데이터의 정보손실을 최소화시켜 영상화질의 선명도를 높일 수 있도록 하기 위한 영상잡음제거용 필터모듈;을 더 포함하며, 상기 영상잡음제거용 필터모듈은, 점검대상인 시설물로부터 획득된 영상이 갖는 영상데이터로부터 급격한 변화를 갖게 하는 임펄스 잡음을 제거하는 제1필터모듈; 제1필터모듈을 통해 1차 필터링된 영상데이터에 대해 각도 방향에 따라 평활화 처리하여 잡음을 제거하는 제2필터모듈;을 포함하되, 점검대상인 시설물로부터 획득된 영상데이터에 대해 상기 제1필터모듈과 제2필터모듈을 번갈아가면서 반복적으로 필터링하도록 연속적으로 스위칭 처리 및 제어하는 구성일 수 있다.Here, the AR glasses are designed to improve the clarity of image quality by minimizing information loss in image data by removing impulse noise that impairs image quality from images of facilities in the real world acquired in real time through perspective. It further includes a filter module for removing image noise, wherein the filter module for removing image noise includes: a first filter module that removes impulse noise that causes sudden changes in image data of an image obtained from a facility that is subject to inspection; A second filter module for removing noise by smoothing the image data primarily filtered through the first filter module according to the angular direction, wherein the first filter module and the first filter module for image data acquired from the facility to be inspected. It may be configured to continuously process and control switching so that the second filter modules are alternately and repeatedly filtered.

여기에서, 상기 AR글래스는, 시설물 점검자의 시야각에 따른 영상을 지원하는 광경로 가이드형 광학계를 포함하는 광학적 기반 투시형 디스플레이장치나, 카메라가 장착되어 촬영에 의한 영상을 지원하는 비디오 기반 투시형 디스플레이장치, 또는 상기 광학적 기반 투시형 디스플레이와 비디오 기반 투시형 디스플레이를 상호 작용부로 구현하는 융합 기반 투시형 디스플레이장치 중에서 어느 1가지로 구비되는 투시 안경형 디스플레이장치로 구성할 수 있다.Here, the AR glass is an optical-based see-through display device that includes an optical path guide-type optical system that supports images according to the viewing angle of the facility inspector, or a video-based see-through display that is equipped with a camera and supports images by shooting. It can be configured as a perspective glasses-type display device equipped with any one of the device or a fusion-based see-through display device that implements the optical-based see-through display and the video-based see-through display as an interaction unit.

상기 AR글래스에 대해 융합 기반 투시형 디스플레이장치로 구비하는 경우, AR글래스를 착용하는 시설물 점검자의 시야각에 기반하여 점검대상인 시설물의 실제 지점에 대한 투사점을 계산하고, 이와 동시에 시설물 점검자의 시야각에 기반하여 인식된 시설물의 실제 지점을 카메라로 촬영 및 관찰하여 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 분석하며, 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 최소화시켜 점검대상인 시설물에 대해 디스플레이 및 시설물 측 손상정보를 보다 정확하게 파악하도록 구성할 수 있다.When the AR glasses are equipped with a fusion-based transparent display device, the projection point for the actual point of the facility being inspected is calculated based on the viewing angle of the facility inspector wearing the AR glasses, and at the same time, based on the viewing angle of the facility inspector. By shooting and observing the actual point of the recognized facility with a camera, the error between the actual point of the facility recognized by the viewing angle and the projection point obtained by calculation is analyzed, and the actual point of the facility recognized by the viewing angle and the projection point obtained by calculation are analyzed. By minimizing the error between the displays, damage information on the display and the facility can be determined more accurately for the facility being inspected.

본 발명에 따르면, 교량 등을 비롯한 시설물의 육안 점검시 증강현실기술을 접목함으로써 시설물에 대한 시각화와 실제감을 증가시켜 기존 육안 점검 방식들에 비해 시설물의 점검과 진단 및 유지관리에 대한 효과를 높이면서 육안 점검에 따른 효율을 향상시킬 수 있고, 기존에 비해 육안 점검에 따른 오류를 최소화할 수 있으며, 시설물의 손상정보 및 상태평가를 위한 디지털화 및 고도화 처리를 수행할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.According to the present invention, by incorporating augmented reality technology when visually inspecting facilities including bridges, the visualization and sense of reality of the facility are increased, thereby increasing the effectiveness of facility inspection, diagnosis, and maintenance compared to existing visual inspection methods. The efficiency of visual inspection can be improved, errors due to visual inspection can be minimized compared to the existing method, and the usefulness of performing digitalization and advanced processing for damage information and condition evaluation of facilities can be achieved.

본 발명에 따르면, 증강현실(AR) 인터페이스로 점검대상 시설물에 대한 손상 정보를 보다 정밀하게 확인할 수 있고, 이러한 시설물의 손상 정보에 대한 상태평가를 프로그레시브 웹 앱(PWA) 기반을 통해 자동화하는 설계로 시설물의 유지관리 업무를 지원함으로써 시설물 손상정보의 자동 상태평가에 따른 시간과 비용을 절감할 수 있고 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있으며 디지털 기반의 새로운 시설물 유지관리 체계를 구현할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.According to the present invention, damage information on facilities subject to inspection can be confirmed more precisely using an augmented reality (AR) interface, and the status evaluation of damage information on such facilities is automated through a progressive web app (PWA)-based design. By supporting facility maintenance work, time and cost can be reduced through automatic status assessment of facility damage information, accuracy and reliability can be improved, and the usefulness of implementing a new digital-based facility maintenance system can be achieved. .

본 발명에 따르면, 기술적 측면에서 증강현실(AR) 기술을 이용한 새로운 체계의 개발 기술을 확보 및 기술중심의 고부가가치를 창출할 수 있고 AR 인터페이스 방식으로 교량 등 점검대상인 시설물의 손상 확인에 따른 새로운 구현기술을 선도할 수 있으며, 경제 및 산업적 측면에서 시설물의 유지관리에 따른 장기적 비용 절감을 도모할 수 있고 디지털화 및 고도화 처리가 가능하므로 관리주체의 시설물별 점검과 진단(성능평가)-보수 보강(유지관리·성능개선)-관리 이력 기록-피드백 등으로 이어지는 안전산업의 순환구조를 정립할 수 있으며, 사회적 측면에서 경과 년수가 아닌 관리상태를 기반으로 시설물별 성능등급이 "보통” 이상을 유지하는 환경을 조성함은 물론 상대적 관리가 취약했던 소규모 시설물도 상시적으로 안전성능을 확보할 수 있고 디지털화된 고급 유지관리기술 보급으로 고령화되고 있는 근로자를 대체하는 등의 시너지 효과를 기대할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.According to the present invention, from a technical point of view, it is possible to secure the development technology of a new system using augmented reality (AR) technology and create technology-centered high added value, and to implement a new system by confirming damage to facilities subject to inspection, such as bridges, using the AR interface method. It can lead technology, promote long-term cost reduction due to maintenance of facilities from an economic and industrial perspective, and allow for digitalization and advancement, so the management entity can inspect and diagnose (performance evaluation) - maintenance reinforcement (maintenance) for each facility. Management/Performance Improvement) - Management History Record - Feedback, etc. can establish a cyclical structure in the safety industry, and from a social perspective, an environment in which the performance rating for each facility is maintained above "average" based on management status rather than elapsed years. In addition to creating a safety system, even small-scale facilities that were relatively weak in management can always secure safety performance, and synergy effects such as replacing aging workers can be achieved through the spread of advanced digitalized maintenance technology. You can.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템을 설명하기 위해 나타낸 개락적 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템을 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템과 종래 시설물 유지관리 시스템을 비교 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템에 있어 상태평가엔진모듈의 설계 예시를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템에 있어 CAD 엔진의 설계 예시를 나타낸 예시도이다.
Figure 1 is a schematic block diagram shown to explain a facility maintenance system using augmented reality technology according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram showing a facility maintenance system using augmented reality technology according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a conceptual diagram showing a comparison between a facility maintenance system using augmented reality technology according to an embodiment of the present invention and a conventional facility maintenance system.
Figure 4 is an exemplary diagram showing an example design of a condition evaluation engine module in a facility maintenance system using augmented reality technology according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an exemplary diagram showing an example design of a CAD engine in a facility maintenance system using augmented reality technology according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 대해 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명 및 도면을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as follows. Through this detailed description and drawings, the purpose and configuration of the present invention and its characteristics will be better understood.

이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템에 대해 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a facility maintenance system using augmented reality technology according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템을 설명하기 위해 나타낸 도면들이다.1 to 5 are diagrams showing a facility maintenance system using augmented reality technology according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템은 도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 투시 안경형 디스플레이장치인 AR글래스(100) 및 이와 무선통신에 의해 상호간에 양방향 데이터통신을 수행하는 모바일기기(200)를 포함하는 구성으로 이루어진다.As shown in Figures 1 to 5, the facility maintenance system using augmented reality technology according to an embodiment of the present invention performs two-way data communication between AR glasses 100, which are perspective glasses-type display devices, and wireless communication between them. It consists of a mobile device 200 that includes:

상기 AR글래스(100)는 현실과 AR 콘텐츠를 결합한 확장현실(XR) 경험을 지원하고 투명한 렌즈 위에 증강현실(AR) 콘텐츠를 구현하는 투시 안경형 디스플레이장치로 구비된다.The AR glasses 100 are provided as a see-through glasses-type display device that supports an extended reality (XR) experience that combines reality and AR content and implements augmented reality (AR) content on transparent lenses.

상기 AR글래스(100)는 시설물 점검자가 신체 일부, 특히 얼굴에 착용하여 사용하는 웨어러블기기로서, 시설물의 육안 점검을 지원하기 위한 증강현실(AR; Augmented Reality) 구현기술을 갖는 디스플레이장치이다.The AR glass 100 is a wearable device used by facility inspectors by wearing it on a part of the body, especially the face, and is a display device with augmented reality (AR) implementation technology to support visual inspection of facilities.

상기 AR글래스(100)는 시설물 점검자의 시야각에 따른 영상을 지원하는 광경로 가이드형 광학계를 포함하는 광학적 기반 투시형 디스플레이장치로 구비될 수 있고, 또는 카메라가 장착되어 촬영에 의한 영상을 지원하는 비디오 기반 투시형 디스플레이장치로 구비될 수 있다.The AR glass 100 may be provided as an optical-based transparent display device including an optical path guide-type optical system that supports images according to the viewing angle of the facility inspector, or a video display device equipped with a camera to support images by shooting. It can be provided as a transparent display device.

때로는 상기 AR글래스(100)에 대해 상기 광학적 기반 투시형 디스플레이와 비디오 기반 투시형 디스플레이를 상호 작용부로 구현하는 융합 기반 투시형 디스플레이장치로 구비할 수도 있다.Sometimes, the AR glass 100 may be equipped with a fusion-based see-through display device that implements the optical-based see-through display and the video-based see-through display as an interaction unit.

즉, 상기 AR글래스(100)는 광학적 기반 투시형 디스플레이장치, 비디오 기반 투시형 디스플레이장치, 융합 기반 투시형 디스플레이장치 중에서 어느 1가지로 구비되는 투시 안경형 디스플레이장치일 수 있다.That is, the AR glass 100 may be a see-through glasses-type display device equipped with any one of an optical-based see-through display device, a video-based see-through display device, and a fusion-based see-through display device.

상세하게, 상기 AR글래스(100)는 점검대상인 시설물이 갖는 현재상태에서의 손상정도를 확인하기 위한 소프트웨어적 처리를 위해 AR인터페이스모듈(110), 도면데이터 출력모듈(120), 증강현실 확장모듈(130), 오버레이 매핑 처리모듈(140)를 포함하는 구성일 수 있다.In detail, the AR glass 100 includes an AR interface module 110, a drawing data output module 120, and an augmented reality expansion module ( 130), and may include an overlay mapping processing module 140.

상기 AR인터페이스모듈(110)은 AR글래스를 이용한 시설물 점검자의 육안 투시를 통한 시설물의 육안 점검 및 실시간 영상 획득을 위해 현실과 AR 콘텐츠를 이질감 없이 연결하여주는 구성요소로서, 획득되는 영상으로부터 현실세계의 점검대상인 시설물에 발생된 손상정보의 확인을 가능하게 하는 구성요소이다.The AR interface module 110 is a component that seamlessly connects reality and AR content for visual inspection of facilities and acquisition of real-time images through visual inspection of facility inspectors using AR glasses, and provides information about the real world from the acquired images. It is a component that enables confirmation of damage information occurring in the facility subject to inspection.

상기 도면데이터 출력모듈(120)은 AR글래스에 저장된 점검대상 시설물의 과거 손상정보를 불러오거나 또는 상호 인터페이스에 의해 접속되는 시설물 점검자가 보유한 모바일기기(200)로부터 저장된 점검대상 시설물의 과거 손상정보를 불러와서 시설물 도면데이터(BIM)를 디스플레이하는 구성요소이다.The drawing data output module 120 retrieves past damage information of the facility to be inspected stored in the AR glass or retrieves past damage information of the facility to be inspected stored from the mobile device 200 owned by the facility inspector connected through the mutual interface. It is a component that displays facility drawing data (BIM).

상기 증강현실 확장모듈(130)은 AR인터페이스모듈(110)을 통해 확인되는 점검대상인 시설물에 발생된 손상정보에 대해 시각화 데이터 처리 및 실제감을 증강시켜 확장시키는 역할을 수행하는 구성요소이다.The augmented reality expansion module 130 is a component that performs the role of processing visual data and enhancing the sense of reality for damage information occurring in the facility subject to inspection, which is confirmed through the AR interface module 110.

상기 오버레이 매핑 처리모듈(140)은 증강현실 확장모듈(130)을 통해 시각화 데이터 처리 및 실제감이 증강된 점검대상 시설물로부터 확인된 손상정보를 현재 디스플레이되어있는 시설물 도면데이터(BIM) 상에 오버레이 매핑하여 자동 입력하는 구성요소이다.The overlay mapping processing module 140 processes visualization data through the augmented reality expansion module 130 and overlays and maps damage information confirmed from the inspection target facility with an enhanced sense of reality onto the currently displayed facility drawing data (BIM). It is a component that is automatically entered.

상기 오버레이 매핑 처리모듈(140)에 의한 오버레이 매핑을 통해 점검대상 시설물에 대한 이전 손상정보와 현재 손상정보를 더욱 명확하게 구분하여 점검할 수 있다.Through overlay mapping by the overlay mapping processing module 140, previous damage information and current damage information for the facility to be inspected can be more clearly distinguished and inspected.

이때, 상기 오버레이 매핑 처리모듈(140)을 통해서는 오버레이 매핑으로 자동 입력되는 현재의 새롭게 확인된 시설물 손상정보에 대해 이전 디스플레이된 손상정보와 쉽게 구분되도록 색상이나 선의 굵기 차이 등을 이용하여 오버레이 매핑 처리하도록 구성함이 바람직하다.At this time, through the overlay mapping processing module 140, overlay mapping is processed using differences in color or line thickness so that the current newly confirmed facility damage information, which is automatically input through overlay mapping, can be easily distinguished from previously displayed damage information. It is desirable to configure it to do so.

이와 같이, 본 발명에서는 AR글래스(100)를 통해 교량 등을 비롯한 시설물의 육안 점검시 증강현실기술을 접목하므로 시설물에 대한 시각화와 실제감을 증가시킬 수 있어 기존 육안 점검 방식들에 비해 시설물의 점검과 진단 및 유지관리에 대한 효과를 높일 수 있으며, 기존의 점검자 시야에만 의존하는 육안 점검방식에 비해 효율 향상은 물론 잦은 오류 발생을 최소화할 수 있다.As such, in the present invention, augmented reality technology is applied to the visual inspection of facilities, including bridges, through the AR glass 100, so that visualization and realism of the facility can be increased, making it possible to inspect and improve the facility compared to existing visual inspection methods. The effectiveness of diagnosis and maintenance can be improved, and compared to visual inspection methods that rely only on the existing inspector's field of view, efficiency can be improved and frequent errors can be minimized.

상기 모바일기기(200)는 상기 투시형 디스플레이장치인 AR글래스(100)와 무선통신에 의한 양방향 데이터통신을 수행하여 데이터를 주고받도록 구비되는 것으로서, 시설물 점검자가 소유하는 전자기기이다.The mobile device 200 is equipped to exchange data with the AR glass 100, which is a transparent display device, by performing two-way data communication through wireless communication, and is an electronic device owned by the facility inspector.

상기 모바일기기(200)는 스마트폰, 태블릿 PC, 개인휴대단말기(PDA) 중에서 선택된 어느 1종일 수 있으며, 상기 AR글래스(100)와 인터페이스에 의한 상호 접속이 가능하도록 애플리케이션이 탑재될 수 있다.The mobile device 200 may be any type selected from a smartphone, tablet PC, or personal digital assistant (PDA), and may be equipped with an application to enable interconnection with the AR glass 100 through an interface.

상기 모바일기기(200)는 상기 AR글래스(100)의 AR인터페이스모듈(110)을 통해 확인되는 점검대상 시설물에 발생된 손상정보에 대해 상태평가를 자동 수행하는 상태평가엔진모듈(210)을 포함한다.The mobile device 200 includes a condition evaluation engine module 210 that automatically performs a condition evaluation on damage information occurring in the facility to be inspected, which is confirmed through the AR interface module 110 of the AR glass 100. .

이와 같은 기능 수행을 위한 상태평가엔진모듈은 상기 AR글래스(100)에 탑재시킨 구성을 갖게 할 수 있으며, 때로는 AR글래스(100)와 모바일기기(200) 모두에 탑재시킨 구성을 갖게 할 수도 있다.The condition evaluation engine module for performing this function may be mounted on the AR glasses 100, and sometimes may be mounted on both the AR glasses 100 and the mobile device 200.

본 발명에서는 상태평가엔진모듈에 대해 상기 모바일기기(200)에 탑재시켜 활용하는 시스템이 더욱 바람직한 실시유형이라 할 것이다.In the present invention, a system that utilizes the condition evaluation engine module by mounting it on the mobile device 200 would be a more preferable embodiment.

상기 상태평가엔진모듈(210)은 점검대상 시설물의 손상정보에 따른 자동 상태평가에 소요되는 시간과 비용을 감소시키고 향상된 시설물 유지관리 및 효율화를 위해 인터넷이 연결되지 않아도 웹브라이저에서 이용할 수 있게 지원하는 애플리케이션인 프로그레시브 웹 앱(PWA) 기반으로 알고리즘 처리 및 설계하여 시설물의 해당 손상정보에 대한 상태평가를 자동 수행하도록 구성함이 바람직하다.The condition evaluation engine module 210 reduces the time and cost required for automatic condition evaluation according to damage information of the facility to be inspected and supports use in a web browser even without an Internet connection for improved facility maintenance and efficiency. It is desirable to process and design an algorithm based on Progressive Web App (PWA), an application that automatically performs status evaluation on the damage information of the facility.

이를 위해, 상기 상태평가엔진모듈(210)은 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 AR인터페이스모듈(110)과 연동되게 하는 연동 설계부(211)와, 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 시설물의 부재들을 분류하여 테이블 표로 처리하고 시설물 손상정보에 대해 상태평가를 수행하는 알고리즘을 갖는 시설물 상태평가 로직(logic) 설계부(212)와, 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 시설물 점검을 위한 백-엔드(Back-End) 서버 및 데이터 보관을 위한 데이터베이스(DB)를 갖는 시설물 점검용 시스템부(213)와, 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 시설물에 대한 전자망도를 작성하기 위한 CAD 엔진(214a) 및 DWG 도면 Import 모듈(214b)이 구비된 시설물 전자망도 엔진부(214)와, 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반의 UX/UI 인터페이스(215a) 및 시설물의 손상정보로부터 손상 정도를 검출하기 위한 손상검출모듈(215b)이 구비된 프로그래시브 웹 앱(PWA) 설계부(215)를 포함하도록 구성할 수 있다.For this purpose, the condition evaluation engine module 210 is based on a progressive web app (PWA) and has an interlocking design unit 211 that interlocks with the AR interface module 110 and a facility based on a progressive web app (PWA). A facility condition evaluation logic design unit 212 with an algorithm that classifies members and processes them into a table and performs a condition evaluation on facility damage information, and a bag for facility inspection based on a progressive web app (PWA). -A facility inspection system unit 213 with a back-end server and a database for data storage, and a CAD for creating an electronic network diagram for the facility based on a progressive web app (PWA) The facility electronic network equipped with the engine 214a and the DWG drawing import module 214b is also damaged from the engine unit 214, the progressive web app (PWA)-based UX/UI interface 215a, and facility damage information. It can be configured to include a progressive web app (PWA) design unit 215 equipped with a damage detection module 215b to detect the degree.

이와 같이, 상기 상태평가엔진모듈(210)에 대해 프로그레시브 웹 앱(PWA) 기반으로 설계하여 활용함에 따라 점검대상 시설물의 손상정보에 따른 손상 검출효율을 높일 수 있으면서 자동 상태평가에 소요되는 시간과 비용을 기존방식에 비해 절감할 수 있고 손상검출 및 상태평가에 따른 정확도를 높일 수 있으며, 디지털화에 의한 데이터 저장이 용이해지고 확보된 데이터를 빅데이터로 활용하는 등 고도화 처리를 수행할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.In this way, by designing and utilizing the condition evaluation engine module 210 based on a progressive web app (PWA), it is possible to increase damage detection efficiency according to damage information of the facility to be inspected, while reducing the time and cost required for automatic condition evaluation. Compared to existing methods, it is possible to reduce the accuracy of damage detection and condition evaluation, and it provides the advantage of facilitating advanced processing such as making it easier to store data through digitization and using the obtained data as big data. can do.

즉, 상기 상태평가엔진모듈(210)에서는 상기 AR글래스(100)를 증강현실로 확장되어 구현되는 점검대상인 시설물의 손상정보에 대해 애플리케이션인 프로그레시브 웹 앱(PWA) 기반으로 손상 정도 검출과 더불어 현재 시설물에 대한 종합적인 상태점수를 산정함과 더불어 상태평가 등급을 자동 산출하여 디스플레이하며, 이와 같은 점검대상 시설물의 상태평가에 따른 상태평가보고서를 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반의 알고리즘 처리로 작성할 수 있다.That is, the condition evaluation engine module 210 detects the degree of damage based on the Progressive Web App (PWA), an application, for damage information on the facility to be inspected, which is implemented by expanding the AR glass 100 into augmented reality, and determines the current facility In addition to calculating a comprehensive condition score, the condition evaluation grade is automatically calculated and displayed, and a condition evaluation report according to the condition evaluation of the facility subject to inspection can be created through algorithmic processing based on a progressive web app (PWA). there is.

또한, 본 발명에서는 상기 AR글래스(100)에 있어, 시설물 점검자에 의한 육안 투시를 통해 실시간으로 획득되는 현실세계의 시설물의 영상으로부터 영상화질을 저해하는 임펄스 잡음을 제거함으로써 영상데이터의 정보손실을 최소화시켜 영상화질의 선명도를 높일 수 있도록 하기 위한 영상잡음제거용 필터모듈(150)을 더 포함할 수 있다.In addition, in the present invention, in the AR glass 100, information loss of image data is minimized by removing impulse noise that impairs image quality from images of facilities in the real world acquired in real time through visual inspection by a facility inspector. A filter module 150 for removing image noise may be further included to increase the clarity of image quality.

이때, 상기 영상잡음제거용 필터모듈(150)은 점검대상인 시설물로부터 획득된 영상이 갖는 영상데이터로부터 급격한 변화를 갖게 하는 임펄스 잡음을 제거하는 제1필터모듈(151)와, 상기 제1필터모듈(151)을 통해 1차 필터링된 영상데이터에 대해 각도 방향에 따라 평활화 처리하여 잡음을 제거하는 제2필터모듈(152)을 포함하는 구성일 수 있다.At this time, the filter module 150 for removing image noise includes a first filter module 151 that removes impulse noise that causes sudden changes from the image data of the image acquired from the facility being inspected, and the first filter module ( It may be configured to include a second filter module 152 that removes noise by smoothing the image data first filtered through 151) according to the angular direction.

그리고, 점검대상인 시설물로부터 획득된 영상데이터에 대해 상기 제1필터모듈(151)과 제2필터모듈(152)을 번갈아가면서 반복적으로 필터링하도록 연속적으로 스위칭 처리 및 제어하는 회로 구성을 갖도록 함이 바람직하다.In addition, it is desirable to have a circuit configuration that continuously switches and controls the first filter module 151 and the second filter module 152 to repeatedly filter image data acquired from the facility being inspected. .

여기에서, 상기 제1필터모듈은 비선형 필터이고, 상기 제2필터모듈은 선형 필터일 수 있다.Here, the first filter module may be a non-linear filter, and the second filter module may be a linear filter.

나아가, 본 발명에서는 상기 AR글래스(100)에 있어 구비되는 투시형 디스플레이장치의 실시 유형에 따라 하기와 같은 구성을 갖게 할 수 있다.Furthermore, in the present invention, the AR glass 100 can have the following configuration depending on the implementation type of the transparent display device provided.

상기 AR글래스(100)에 대해 융합 기반 투시형 디스플레이장치로 구비하는 경우에는, AR글래스를 착용하는 시설물 점검자의 시야각에 기반하여 점검대상인 시설물의 실제 지점에 대한 투사점을 계산하고, 이와 동시에 시설물 점검자의 시야각에 기반하여 인식된 시설물의 실제 지점을 카메라로 촬영 및 관찰하여 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 분석하며, 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 최소화시켜 점검대상인 시설물에 대해 디스플레이 및 시설물 측 손상정보를 보다 정확하게 파악하도록 보정하는 처리 및 구성을 갖게 할 수 있다.When the AR glasses 100 are equipped with a fusion-based transparent display device, the projection point for the actual point of the facility to be inspected is calculated based on the viewing angle of the facility inspector wearing the AR glasses, and at the same time, the facility inspector's The actual point of the facility recognized based on the viewing angle is photographed and observed with a camera, and the error between the actual point of the facility recognized by the viewing angle and the projection point obtained by calculation is analyzed, and the actual point of the facility recognized by the viewing angle is calculated. By minimizing the error between the projection points obtained by , it is possible to have processing and configuration to correct the display and damage information on the facility side for the facility subject to inspection more accurately.

즉, 시설물 점검자의 시야각에 기반하여 점검대상인 시설물의 실제 지점에 대한 투사점을 계산하는 연산모듈(161)과, 시설물 점검자의 시야각에 기반하여 인식된 시설물의 실제 지점을 카메라로 촬영 및 관찰하여 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 분석하는 오차분석모듈(162), 및 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 최소화시켜 점검대상인 시설물에 대해 디스플레이 및 시설물 측 손상정보를 보다 정확하게 파악하도록 보정하는 오차보정모듈(163)을 포함할 수 있다.That is, the calculation module 161 calculates the projection point for the actual point of the facility to be inspected based on the viewing angle of the facility inspector, and photographs and observes the actual point of the facility recognized based on the viewing angle of the facility inspector with a camera to determine the viewing angle. An error analysis module 162 that analyzes the error between the actual point of the facility recognized by the system and the projection point obtained by calculation, and minimizes the error between the actual point of the facility recognized by the viewing angle and the projection point obtained by calculation to determine the target of inspection. It may include an error correction module 163 that corrects the display and damage information on the facility to more accurately identify the facility.

이때, 상기 오차보정모듈(163)에서는 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 최소화시키되, 오차범위가 '0'에 가깝도록 보정하거나 또는 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 '1/2'로 줄이는 보정을 수행하도록 구성할 수 있다.At this time, the error correction module 163 minimizes the error between the actual point of the facility recognized by the viewing angle and the projection point obtained by calculation, and corrects the error range so that it is close to '0' or the facility recognized by the viewing angle It can be configured to perform correction to reduce the error between the actual point and the projected point obtained by calculation to '1/2'.

이에 따라, 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템을 통해서는 하기와 같이 기술적 측면과 경제 산업적 측면 및 사회적 측면에서 유용한 효과를 제공할 수 있다.Accordingly, the facility maintenance system using augmented reality technology according to the present invention consisting of the above-described configuration can provide useful effects in technical, economic, industrial, and social aspects as follows.

첫째, 기술적 측면에서는 증강현실(AR) 기술을 이용한 새로운 체계의 개발 기술을 확보 및 기술중심의 고부가가치를 창출할 수 있고 AR 인터페이스 방식으로 교량 등 점검대상인 시설물의 손상 확인에 따른 새로운 구현기술을 선도할 수 있는 유용한 효과를 제공할 수 있다.First, in terms of technology, it is possible to secure new system development technology using augmented reality (AR) technology and create technology-centered high added value, and lead new implementation technology by confirming damage to facilities subject to inspection, such as bridges, using the AR interface method. It can provide useful effects.

둘째, 경제 및 산업적 측면에서는 시설물의 유지관리에 따른 장기적 비용 절감을 도모할 수 있고 디지털화 및 고도화 처리가 가능하므로 관리주체의 시설물별 점검과 진단(성능평가)-보수 보강(유지관리·성능개선)-관리 이력 기록-피드백 등으로 이어지는 안전산업의 순환구조를 정립할 수 있는 유용한 효과를 제공할 수 있다.Second, from an economic and industrial perspective, it is possible to reduce long-term costs due to maintenance of facilities, and digitalization and advancement are possible, so the management entity inspects and diagnoses each facility (performance evaluation) and reinforces maintenance (maintenance/performance improvement). - It can provide a useful effect in establishing a circular structure in the safety industry that leads to management history records and feedback.

셋째, 사회적 측면에서는 경과 년수가 아닌 관리상태를 기반으로 시설물별 성능등급이 "보통” 이상을 유지하는 환경을 조성함은 물론 상대적 관리가 취약했던 소규모 시설물도 상시적으로 안전성능을 확보할 수 있고 디지털화된 고급 유지관리기술 보급으로 고령화되고 있는 근로자를 대체하는 등의 시너지 효과를 기대할 수 있는 유용한 효과를 제공할 수 있다.Third, from a social perspective, it is possible to create an environment in which the performance rating of each facility is maintained above “average” based on management status rather than the number of years elapsed, as well as ensuring safety performance at all times even for small-scale facilities with relatively weak management. The spread of advanced digitalized maintenance technology can provide useful effects that can lead to synergy effects, such as replacing aging workers.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정과 변형 또는 단계의 치환 등이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is an illustrative description of the present invention, and the embodiments published in the specification are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, so those skilled in the art Various modifications, transformations, or substitution of steps will be possible without departing from the technical idea of . Therefore, the scope of protection of the present invention should be interpreted based on the matters stated in the claims, and technical matters within the equivalent scope thereof should also be interpreted as being included in the scope of rights of the present invention.

100: AR글래스 110: AR인터페이스모듈
120: 도면데이터 출력모듈 130: 증강현실 확장모듈
140: 오버레이 매핑 처리모듈 150: 영상잡음제거용 필터모듈
200: 모바일기기 210: 상태평가엔진모듈
211: 연동 설계부 212: 시설물 상태평가 로직 설계부
213: 시설물 점검용 시스템부 214: 시설물 전자망도 엔진부
215: 프로그래시브 웹 앱 설계부
100: AR glass 110: AR interface module
120: Drawing data output module 130: Augmented reality expansion module
140: Overlay mapping processing module 150: Filter module for image noise removal
200: Mobile device 210: Condition evaluation engine module
211: Interconnection design department 212: Facility condition evaluation logic design department
213: Facility inspection system unit 214: Facility electronic network engine unit
215: Progressive Web App Design Department

Claims (7)

현실과 AR 콘텐츠를 결합한 확장현실(XR) 경험을 지원하고 투명한 렌즈 위에 증강현실(AR) 콘텐츠를 구현하는 투시 안경형 디스플레이장치로서, 시설물 점검자가 얼굴에 착용하여 사용하는 기기이며, 시설물의 육안 점검을 지원하기 위한 AR글래스; 상기 AR글래스와 무선통신에 의한 양방향 데이터통신을 수행하여 데이터를 주고받는 것으로서, 시설물 점검자가 소유하는 모바일기기;를 포함하는 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템에 있어서,
상기 AR글래스는 투시를 통한 시설물의 육안 점검 및 실시간 영상 획득을 위해 현실과 AR 콘텐츠를 이질감 없이 연결하는 구성요소로서, 획득된 영상으로부터 현실세계의 점검대상인 시설물에 발생된 손상정보의 확인을 가능하게 하는 AR인터페이스모듈; AR글래스에 저장된 점검대상 시설물의 과거 손상정보를 불러오거나 또는 모바일기기로부터 저장된 점검대상 시설물의 과거 손상정보를 불러와서 시설물 도면데이터(BIM)를 디스플레이하는 도면데이터 출력모듈; AR인터페이스모듈을 통해 확인되는 시설물에 발생된 손상정보에 대해 시각화 데이터 처리 및 실제감을 증강시켜 확장시키는 증강현실 확장모듈; 증강현실 확장모듈을 통해 시각화 데이터 처리 및 실제감이 증강된 점검대상 시설물의 확인된 손상정보를 현재 디스플레이되어있는 시설물 도면데이터(BIM) 상에 오버레이 매핑하여 자동 입력하는 오버레이 매핑 처리모듈; 을 포함하고,
상기 모바일기기는 스마트폰, 태블릿 PC, 개인휴대단말기(PDA) 중에서 선택된 어느 1종이며,
상기 AR글래스는 시설물 점검자의 시야각에 따른 영상을 지원하는 광경로 가이드형 광학계를 포함하는 광학적 기반 투시형 디스플레이장치와 카메라가 장착되어 촬영에 의한 영상을 지원하는 비디오 기반 투시형 디스플레이장치를 상호 작용부로 구현하는 융합 기반 투시형 디스플레이장치이되,
시설물 점검자의 시야각에 기반하여 점검대상인 시설물의 실제 지점에 대한 투사점을 계산하는 연산모듈과, 시설물 점검자의 시야각에 기반하여 인식된 시설물의 실제 지점을 카메라로 촬영 및 관찰하여 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 분석하는 오차분석모듈, 및 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 최소화시켜 점검대상인 시설물에 대해 디스플레이 및 시설물 측 손상정보를 보다 정확하게 파악하도록 보정하는 오차보정모듈을 포함하고,
상기 오차보정모듈에서는 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 최소화시키되, 오차범위가 '0'에 가깝도록 보정하거나 또는 시야각에 의해 인식된 시설물의 실제 지점과 계산에 의해 얻어진 투사점 사이의 오차를 '1/2'로 줄이는 보정을 수행하도록 구성하며,
상기 모바일기기 또는 AR글래스 중의 적어도 어느 하나 또는 그 이상에는 AR인터페이스모듈을 통해 확인되는 시설물에 발생된 손상정보에 대해 상태평가를 자동 수행하는 상태평가엔진모듈; 을 포함하고,
상기 상태평가엔진모듈은 시설물의 손상정보에 따른 자동 상태평가에 소요되는 시간과 비용을 감소시키고 향상된 시설물 유지관리 및 효율화를 위해 인터넷이 연결되지 않아도 웹브라이저에서 이용할 수 있게 지원하는 애플리케이션인 프로그레시브 웹 앱(PWA) 기반으로 알고리즘 처리 및 설계하여 시설물의 해당 손상정보에 대한 상태평가를 자동 수행하도록 구성하되,
프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 AR인터페이스모듈과 연동되게 하는 연동 설계부; 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 시설물의 부재들을 분류하여 테이블 처리하고 시설물 손상정보에 대해 상태평가하는 알고리즘을 갖는 시설물 상태평가 로직(logic) 설계부; 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 시설물 점검을 위한 백-엔드(Back-End) 서버 및 데이터 보관을 위한 데이터베이스(DB)를 갖는 시설물 점검용 시스템부; 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반으로 시설물에 대한 전자망도를 작성하기 위한 CAD 엔진 및 DWG 도면 Import 모듈이 구비된 시설물 전자망도 엔진부; 프로그래시브 웹 앱(PWA) 기반의 UX/UI 인터페이스 및 시설물의 손상정보로부터 손상 정도를 검출하기 위한 손상검출모듈이 구비된 프로그래시브 웹 앱(PWA) 설계부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템.
It is a perspective glasses-type display device that supports an extended reality (XR) experience that combines reality and AR content and implements augmented reality (AR) content on transparent lenses. It is a device worn by facility inspectors on the face and allows visual inspection of facilities. AR glasses to support; In the facility maintenance system using augmented reality technology, which includes a mobile device owned by a facility inspector, which exchanges data by performing two-way data communication through wireless communication with the AR glasses,
The AR glass is a component that seamlessly connects reality and AR content for visual inspection of facilities and acquisition of real-time images through perspective. It enables confirmation of damage information on facilities subject to inspection in the real world from the acquired images. AR interface module; A drawing data output module that displays facility drawing data (BIM) by retrieving past damage information of the facility subject to inspection stored in AR glass or by retrieving past damage information of the facility subject to inspection stored from a mobile device; An augmented reality expansion module that expands by processing visualization data and enhancing the sense of reality regarding damage information caused to facilities confirmed through the AR interface module; An overlay mapping processing module that automatically inputs the confirmed damage information of the inspection target facility through visualization data processing and enhanced realism through an augmented reality expansion module by overlay mapping it on the currently displayed facility drawing data (BIM); Including,
The mobile device is any type selected from a smartphone, tablet PC, or personal digital assistant (PDA),
The AR glass consists of an optical-based see-through display device that includes an optical path guide-type optical system that supports images according to the viewing angle of the facility inspector, and a video-based see-through display device that is equipped with a camera and supports images by shooting as an interactive unit. A fusion-based transparent display device that implements,
An operation module that calculates the projection point for the actual point of the facility to be inspected based on the viewing angle of the facility inspector, and a camera to photograph and observe the actual point of the facility recognized based on the viewing angle of the facility inspector to determine the projection point of the facility recognized by the viewing angle. An error analysis module that analyzes the error between the actual point and the projection point obtained by calculation, and minimizes the error between the actual point of the facility recognized by the viewing angle and the projection point obtained by calculation, causing damage to the display and facility side of the facility being inspected. Includes an error correction module that corrects information to understand it more accurately,
In the error correction module, the error between the actual point of the facility recognized by the viewing angle and the projected point obtained by calculation is minimized, but the error range is corrected to be close to '0' or the actual point of the facility recognized by the viewing angle is calculated. It is configured to perform correction to reduce the error between projection points obtained by to '1/2',
At least one or more of the mobile device or AR glasses includes a condition evaluation engine module that automatically performs a condition evaluation on damage information occurring in the facility confirmed through the AR interface module; Including,
The condition evaluation engine module reduces the time and cost required for automatic condition evaluation based on damage information of facilities and provides Progressive Web, an application that supports use in a web browser even without an Internet connection for improved facility maintenance and efficiency. The algorithm is processed and designed based on an app (PWA) to automatically perform status assessment on the corresponding damage information of the facility.
An interoperability design department that interoperates with the AR interface module based on a progressive web app (PWA); A facility condition evaluation logic design department that classifies facility members based on a progressive web app (PWA), processes them into a table, and has an algorithm to evaluate the condition of facility damage information; A system unit for facility inspection that has a back-end server for facility inspection and a database (DB) for data storage based on a progressive web app (PWA); Facility electronic network diagram engine unit equipped with a CAD engine and DWG drawing import module for creating electronic network diagrams for facilities based on a progressive web app (PWA); A Progressive Web App (PWA) design department equipped with a Progressive Web App (PWA)-based UX/UI interface and a damage detection module to detect the degree of damage from damage information on facilities; A facility maintenance system using augmented reality technology comprising:
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 AR글래스는,
투시를 통해 실시간으로 획득되는 현실세계의 시설물의 영상으로부터 영상화질을 저해하는 임펄스 잡음을 제거함으로써 영상데이터의 정보손실을 최소화시켜 영상화질의 선명도를 높일 수 있도록 하기 위한 영상잡음제거용 필터모듈; 을 더 포함하며,
상기 영상잡음제거용 필터모듈은,
점검대상인 시설물로부터 획득된 영상이 갖는 영상데이터로부터 급격한 변화를 갖게 하는 임펄스 잡음을 제거하는 제1필터모듈;
제1필터모듈을 통해 1차 필터링된 영상데이터에 대해 각도 방향에 따라 평활화 처리하여 잡음을 제거하는 제2필터모듈; 을 포함하되,
점검대상인 시설물로부터 획득된 영상데이터에 대해 상기 제1필터모듈과 제2필터모듈을 번갈아가면서 반복적으로 필터링하도록 연속적으로 스위칭 처리 및 제어하는 것을 특징으로 하는 증강현실기술을 이용한 시설물 유지관리 시스템.
According to clause 1,
The AR glasses are,
A filter module for image noise removal to minimize information loss in image data and increase the clarity of image quality by removing impulse noise that impairs image quality from images of facilities in the real world acquired in real time through perspective; It further includes,
The filter module for removing image noise is,
A first filter module that removes impulse noise that causes sudden changes in image data of images obtained from facilities subject to inspection;
a second filter module that removes noise by smoothing the image data primarily filtered through the first filter module according to the angular direction; Including,
A facility maintenance system using augmented reality technology, characterized in that it continuously switches and controls image data acquired from a facility subject to inspection to be alternately and repeatedly filtered by the first filter module and the second filter module.
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