KR20080026851A - Ｉｇｐｓ를 이용한 벽면 마킹방법 - Google Patents

Abstract

IGPS를 이용한 벽면 마킹 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 마킹 방법은, 공간의 크기를 계측하는 단계, 계측된 데이터를 통해 공간의 3D 모델을 생성하는 단계, 공간 각 위치별 벽면의 작업을 위한 CAD 도면 파일로부터 작업에 필요한 종속 라인 및 종속 라인들의 교차점을 인식하기 위한 CAD 파싱을 수행하는 단계, 파싱된 데이터로부터 교차점을 좌표 값으로 변환하는 단계, 변환된 교차점들의 좌표 값을 이용하여 공간 내부 면들의 기준 라인을 설정하는 단계, 변환된 교차점들의 좌표 값을 보정하여 교차점의 좌표 값을 재생성하는 단계, 및 생성된 공간의3D 모델에 재생성된 공간의 각 위치별 벽면의 교차점 좌표 값들을 매칭하여 교차점의 좌표를 3D 모델로 변환하는 단계를 포함한다.

마킹, IGPS, 기준 라인, 공간

Description

ＩＧＰＳ를 이용한 벽면 마킹방법{A method of marking process on the surface of a wall using IGPS}

도 1은 종래의 공간 내의 마킹 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2는 공간 내부에 기준 라인 및 종속 라인을 마킹한 결과를 나타낸다.

도 3은 본 발명에 따른 공간 내의 마킹 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 4는 부착될 부가물의 CAD 파일에서 파싱 작업을 통해 생성된 부가물의 부착 지점을 나타낸 도면이다.

도 5는 운영 소프트웨어를 통해 종속 라인으로부터 기준 라인을 설정한 결과를 나타낸다.

도 6은 종속 라인, 교차점 및 기준 라인이 설정된 공간의 3D 모델링 결과를 나타낸 도면이다.

도 7은 계측된 3D 모델과 운영 소프트웨어서 얻은 CAD 3D 모델과 오버랩하는 과정을 나타낸 개념도이다.

도 8은 본 발명에 따른 공간 공정 중 마킹 과정을 개략적으로 나타낸 개념도이다.

본 발명은 공간 내에서의 마킹 방법에 관한 것이며, 구체적으로는 공간 내의 마킹 융합 방법에 관한 것이다.

공간에서 마킹을 위해서는 공간 내 변형도를 고려하여 기준라인을 설정해야 한다. 그런 다음, 공간 내부에, 용접, 도장 및 기타 부가물 등을 설치하기 위한 종속 라인을 설정한다. 종래에는 이러한 기준라인 및 종속라인의 마킹 방법은 도면을 기준으로 한 수작업으로 진행되어 많은 문제점이 발생하였다.

도 1은 종래의 공간 내의 마킹 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 마킹 방법은, 먼저 화물 공간의 크기를 계측한다(S11). 그 후, 계측된 공간 내부의 계측 데이터를 이용하여 기준라인(reference line) 위치를 측정한다(S12). 그리고 나서, 기준라인 위치를 표시하고(S13), 표시된 기준라인 위치를 따라 기준라인 위치를 마킹 한다(S14). 기준라인 위치가 마킹 된 후에는 동일한 방법으로 종속라인 마킹을 한다. 우선 종속라인 위치를 측정하고(S15), 종속라인 위치를 표시한 후(S16), 표시된 종속라인을 따라 종속라인을 마킹 한다(S17), 그런 다음 마지막으로 각 위치 별 벽면의 편평도를 체크하게 된다(S18).

도 2는 공간 내부에 기준 라인 및 종속 라인을 마킹한 결과를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 공간 내부의 일면에는 세로(또는 가로 및 세로)의 기준 라인이 마킹되고, 공간 내부 벽에 부가물 등을 장착하기 위한 종속라인이 마킹된다. 이러한 마킹 작업 후에는 공간 내부 벽에 마킹된 종속 라인을 따라 용접, 도장 및 기타 부가물의 장착 등의 후속 작업이 진행되게 된다.

이러한 종래의 마킹에서는 거의 모든 공정이 도면을 기준으로 작업자의 수작업으로 이루어지고 있다. 즉, 공간 크기 계측 단계는 공간 내부의 모든 면의 변의 길이 및 대각선의 길이를 레이저를 이용해 모두 측정하여 공간의 크기를 측정하고, 기준라인 및 종속라인의 위치 측정, 표시 및 마킹도 프로그램에서 출력된 도면을 들고 다니면서 작업자가 펜이나 먹줄로 표시를 하는 방법을 사용한다.

이러한 종래의 마킹은 수작업으로 인해 소요되는 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라, 오차 발생이 커서 실제 종속 라인 마킹 후 후속 작업 시 보정 작업이 따라오게 되는 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공간 내의 각 위치별 벽면에 대해 용접, 도장 및 기타 부가물의 부착 시 기준선의 마킹에 대한 새로운 방법을 제시하는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 특징에 의하면 IGPS를 이용한 벽면 마킹 방법은, 공간의 크기를 계측하는 단계, 상기 계측된 데이터를 통해 상기 공간의 3D 모델을 생성하는 단계, 공간 벽면의 용접, 도장 및 기타 부가물의 부착 작업을 위한 CAD 도면 파일로부터 상기 작업에 필요한 종속 라인 및 상기 종속 라인들의 교차점을 인식하기 위해 CAD 파싱을 수행하는 단계, 상기 파싱된 데이터로부터 상기 교차점을 좌표 값으로 변환하는 단계, 상기 변환된 교차점들의 좌표 값을 이용하여 상기 공간 내부의 부가물의 부착을 위해 기준 라인을 설정하는 단계, 상기 변환된 교차점들의 좌표 값을 보정하여 상기 교차점의 좌표 값을 재생성하는 단계, 및 상기 생성된 공간의 3D 모델에 상기 재생성된 공간의 각 위치 별 벽면의 교차점 좌표 값들을 매칭하여 교차점의 좌표를 3D 모델로 변환하는 단계를 포함한다.일 실시예에서, 상기 공간 크기 계측 단계는, IGPS를 이용하여 모서리의 위치를 측정하는 단계, 측정된 모서리 위치를 통해 공간의 3D 모델을 생성하는 단계, 및 생성된 3D 모델로부터 공간의 크기를 계측하는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서, 상기 공간 크기 계측 단계는, 레이저 송신기 및 수신기를 이용하여 공간 내벽의 모든 면의 변의 길이 및 대각선의 길이를 측정하는 단계, 및 측정된 변의 길이 및 대각선의 길이를 통해 공간의 크기를 계측하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 마킹 방법은, 3D 모델로 변환된 교차점의 좌표 값을 작업자의 단말기에 전달하는 단계, 및 단말기에 표시된 교차점의 위치에 상기 교차점을 마킹하는 단계를 더 포함한다.

더욱 바람직하게는, 상기 마킹 방법은, 3D 모델로 변환된 교차점의 좌표 값을 마킹 로봇의 메모리에 전달하는 단계, 및 상기 마킹 로봇이 상기 교차점의 위치 로 이동하여 상기 교차점을 마킹하는 단계를 더 포함한다.또한, 상기 마킹 방법은, 상기 생성된 공간의 3D 모델을 바탕으로 상기 공간의 각 위치 별 벽면에 대응하는 기준면을 생성하는 단계, 및 상기 각 위치 별 벽면에 대응하는 기준면과 상기 3D 모델의 각 벽면의 오차에 근거하여 상기 공간의 각 벽면의 편평도를 검사하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 3은 본 발명에 따른 화물 공간 내의 마킹을 나타낸 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 화물 공간 내의 마킹은 먼저 공간의 크기를 계측하는 단계(S31)로부터 시작된다. 공간 내부의 크기를 계측하는 단계는 종래와 같이 레이저를 이용하여 공간 내부 각 벽면의 가로 및 세로 길이와 대각선의 길이를 측정하여 내부 크기를 측정하는 방법을 사용할 수도 있으며, IGPS(indoor GPS) 방법을 사용하여 공간 내부의 각 모서리의 위치를 측정하여 3D 좌표로 표시한 후 내부 크기를 측정하는 방법을 사용할 수도 있다.

IGPS에 대한 내용은 3개 이상의 GPS 인공위성을 이용하여, 수신기의 위치를 확인하는 시스템인 GPS(Global Position System) 개념을 실내에 적용한 것이다. 즉, 다수개의 송신기를 실내에 장착하고, 수신기를 특정 위치에 놓으면, 그곳의 상대적인 3차원 좌표 값을 구할 수 있게 하는 개념으로 구체적인 내용은 미국 특허 US6,501,543 호에 개시된 바 있다.

그런 다음, 계측된 데이터를 이용하여 운영 소프트웨어에서 3D 모델을 생성한다(S33). 운영 소프트웨어는 아래 설명되는 단계를 포함하는 프로세스를 통해, 기존의 수작업으로 진행되던 공정 작업을 수행하는 소프트웨어로 계측된 데이터를 이용하여 공간 내의 마킹 작업을 위한 3D 모델 변환 및 편평도 검사를 수행할 수 있는 본 발명에 따른 프로그램이다. 이 운영 소프트웨어는 외부 컴퓨터 단말기에 설치될 수도 있으며, 필요에 따라 작업자의 휴대용 단말기에 장착될 수도 있다.

한편, 상기 운영 소프트웨어는 공간 제작 시 설계 자료인 설계 CAD 파일로부터 공간 벽면의 용접, 도장 및 기타 부착 부가물의 설치를 위한 도면 CAD 파일을 판독한다(S34). 그런 다음 판독한 CAD 파일로부터 종속 라인 및 교차점을 인식하기 위한 CAD 파싱을 수행한다(S35). 그리고 나서 라인이 교차되는 지점, 즉 마킹 지점의 좌표 값을 자동 계산한다(S36).도 4는 CAD 파일에서 파싱 작업을 통해 변환된 좌표 값을 이용하여 부가물 부착을 위한 마킹 지점을 나타낸 도면이다.

그런 다음, 상기 운영 소프트웨어는 자동 계산된 종속 라인 교차점들의 좌표를 이용하여 기준 라인(reference line)을 설정한다(S37). 그리고 나서 공간 내부 분석 프로그램에서 생성된 보정 데이터를 이용하여 계측 데이터에 의한 좌표를 보정하여 마킹 지점의 좌표값을 재생성한다(S38).도 5는 운영 소프트웨어의 주 화면으로 공간 내부 한면에서의 종속 라인, 기준 라인, 종속 라인 교차점, 두 종속라인 의 중심선을 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 공간 내부의 한 면의 후속 작업을 위해 설계도면 CAD 파일에서 얻은 종속 라인들과, 각 위치 별 벽면의 기준이 되도록 설정된 기준 라인들과 이웃하는 두 종속라인의 중심선도 더불어 계산하여 설정한다.

그런 다음, 상기 운영 소프트웨어는 공간 크기의 계측 데이터로부터 얻어 생성된 3D 모델을 이용하여 CAD 설계 파일의 2D 도면을 3D 도면 모델로 변환한다(S39).

도 6은 부착물의 설치를 위하여 공간에서 마킹 지점을 3D로 나타낸 도면이다.

도 6에서 공간의 윗면이 wall 1면이라고 가정하면, 도 5에서 응용 소프트웨어의 3D 모델과 오버랩 하여 공간 윗면의 작업을 위한 기준 라인 및 종속 라인, 교차점이 3D 형태로 표시된다.

도 7은 계측된 3D 모델과 운영 소프트웨어서 얻은 CAD 3D 모델과 오버랩하는 과정을 나타낸 개념도이다.

이렇게 최종적으로 3D 형태의 마킹 데이터가 완성되면, 운영 소프트웨어는 마킹 작업자에게 이 데이터를 표시한다. 마킹 작업자는 로봇형태로 자동적으로 데이터를 받아 마킹을 수행하는 기계일 수 있으며, UMPC 또는 PDA등의 모바일 장비를 통해 마킹 데이터를 받아 작업하는 사람일 수도 있다.

그런 다음, 작업자가 모바일 장비를 통해 표시되는 마킹 데이터를 이용하여 공간 내에서 마킹 작업을 수행한다(S40). 즉 작업자는 필요한 좌표값을 미리 산출하여 제공된 대로 모바일 장비에서 표시해주는 최종 위치로 이동하면서 공간 각 위치 별 벽면에 마킹을 한다. 이 경우, 작업자는 기준 라인 및 종속 라인을 일일이 각 벽면에 표시하지 않고, IGPS 수신기를 이용하여 운영 소프트웨어에서 지시하는 위치에 가서, 지정된 종속 라인 교차점 및 종속라인의 중심점에 가서 십자가 등의 표시만을 해주면 된다. 상술한 바와 같이 이 과정은 마킹 로봇이 수행할 수 있으며, 마킹 데이터는 마킹 로봇의 메모리에 전달되어 마킹 로봇이 지정된 위치로 이동하여 마킹하는 방법을 사용할 수 있다.또한, 상술한 IGPS를 이용하는 경우, 작업자는 위치를 수신하기 위한 수신기(벡터바)를 이용하여 지정된 위치로 이동가능하고, 수신기의 위치가 모바일 장비에서 표시해주는 마킹 지점과 일치하는 위치에서 마킹을 하면 된다.

도 8은 본 발명에 따른 공간 공정 중 마킹 과정을 개략적으로 나타낸 개념도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 마킹은 기존의 레이저 신호를 이용한 거리 측정 방법이나, IGPS를 이용한 공간 내의 모서리의 위치 측정 방법을 이용하여 거리 데이터 또는 위치데이터를 통해 공간 크기를 계측한다.

또한, 부가물 설계도면(CAD 파일)으로부터 CAD 파싱 작업을 통해, 종속 라인의 교차점 즉 마킹 지점을 CAD 설계 파일로부터 2D 좌표 값으로 변환하고, 좌표값을 재생성한다. 이러한 과정은 운영 프로그램에서 자동적으로 이루어지며, 이 결과는 작업자의 모바일 장비나 마킹 로봇의 메모리로 전달되어, 설정된 위치에서 마킹 작업이 이루어지게 된다.

한편, 추가적으로 운영 소프트웨어는 3D 계측기 데이터를 바탕으로 편평도 검사를 위한 기준면을 생성한다(S41). 이러한 기준면은, 종속 라인 설정을 위한 기준 라인과는 달리, 공간 벽면의 편평도를 검사하기 위한 가상면이 된다. 상기 기준면은 IGPS의 벡터바로 구조물의 깊이 방향을 측정하고, 측정 데이터 중에서 임의의 3점을 추출하여 3점을 포함하는 면을 생성하는 방법을 사용하여 구할 수 있다.

그리고 나서 운영 소프트웨어는 생성된 기준면을 이용하여 계측된 공간의 각 위치별 벽면의 편평도를 검사하고 검증한다(S42). 벽면의 편평도 검사는 종래의 일반적인 방법을 사용할 수 있다. 즉, 편평도 검사는 실제 계측되거나 보정되어 새로 모델링된 면과 상기 기준면과의 편차를 계산하여 검사한다. 즉, 실제 계측된 면과 상기 기준면과의 깊이방향의 길이의 차이를 계산하고 계산된 길이 차이의 편차를 구하여 편평도를 검사한다.

본 발명에 따른 마킹 방법의 경우, 기준라인 및 종속라인을 나타내기 위해 작업자들이 번거로운 작업(측정 및 표시작업)을 수행하지 않고 PC 내부의 운영 소프트웨어에서 수행할 수 있다. 실제 공간의 계측(도 3의 S31) 및 공간 내 마킹 작업 단계(도 3의 S40)만을 제외하면, 모든 작업이 분석 프로그램과 운영 소프트웨어에서 수행된다. 따라서, 작업자는 최종적인 마킹작업만 하도록 공정이 간결화될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 마킹은 번거로운 수작업을 제거하여 빠른 공정이 가능하다. 또한, 작업자의 교차점 마킹을 제외하면 모든 것이 컴퓨터에 의해 이루어지므 로 오차 및 에러가 발생할 여지가 없다.더욱이, 작업자의 교차점 마킹 또한 마킹 로봇을 사용하는 경우에는, 마킹 로봇에 직접 마킹 위치 데이터 전달이 가능하고, 마킹 로봇이 지정된 위치에서 마킹하기 때문에 수작업을 제거할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 마킹 방법은 작업자의 번거로운 수작업을 프로그램에서 수행하도록 하여, 공정을 간결화시킨다. 또한, 공간 내에서의 일일이 기준라인 및 종속 라인을 측정하고 표시하는 작업이 없이 CAD 데이터로부터 바로 마킹 위치를 산출하기 때문에 공정 속도가 빠르고, 마킹의 오차를 줄일 수 있다.

Claims (8)

1. IGPS를 이용한 벽면 마킹방법에 있어서,

   공간의 크기를 계측하는 단계;

   상기 계측된 데이터를 통해 상기 공간의 3D 모델을 생성하는 단계;

   공간 벽면의 작업을 위한 CAD 도면 파일로부터 상기 작업에 필요한 종속 라인 및 상기 종속 라인들의 교차점을 인식하기 위해 CAD 파싱을 수행하는 단계;

   상기 파싱된 데이터로부터 상기 교차점을 좌표 값으로 변환하는 단계;

   상기 변환된 교차점들의 좌표값을 이용하여 상기 공간 내부 면들의 기준 라인을 설정하는 단계;

   상기 변환된 교차점들의 좌표값을 보정하여 상기 교차점의 좌표값을 재생성하는 단계; 및

   상기 생성된 공간의3D 모델에 상기 재생성된 공간의각 위치별 벽면의 교차점 좌표 값들을 매칭하여 교차점의 좌표를 3D 모델로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IGPS를 이용한 벽면 마킹 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공간 크기 계측 단계는,

   IGPS를 이용하여 모서리의 위치를 측정하는 단계;

   측정된 모서리 위치를 통해 공간의 3D 모델을 생성하는 단계; 및

   생성된 3D 모델로부터 공간의 크기를 계측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IGPS를 이용한 벽면 마킹 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 공간 크기 계측 단계는,

   레이저 송신기 및 수신기를 이용하여 공간 모든 변의 길이 및 대각선의 길이를 측정하는 단계; 및

   측정된 변의 길이 및 대각선의 길이를 통해 공간의 크기를 계측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IGPS를 이용한 벽면 마킹 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 마킹 방법은

   3D 모델로 변환된 교차점의 좌표값을 작업자의 단말기에 전달하는 단계; 및

   단말기에 표시된 교차점의 위치에 상기 교차점을 마킹하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IGPS를 이용한 벽면 마킹 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 마킹 방법은

   3D 모델로 변환된 교차점의 좌표값을 마킹 로봇의 메모리에 전달하는 단계; 및

   상기 마킹 로봇이 상기 교차점의 위치로 이동하여 상기 교차점을 마킹하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IGPS를 이용한 벽면 마킹 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 마킹 방법은

   상기 생성된 공간의 3D 모델을 바탕으로 상기 위치별벽면에 대응하는 기준면을 생성하는 단계; 및

   상기 각 위치별 벽면에 대응하는 기준면과 상기 3D 모델의 각 위치별 벽면의 오차에 근거하여 상기 공간의 각 위치별 벽면의 편평도를 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IGPS를 이용한 벽면 마킹 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 공간은 화물선의 공간인 것을 특징으로 하는 IGPS를 이용한 벽면 마킹 방법.
8. 공간의 크기를 계측하는 단계;

   상기 계측된 데이터를 통해 상기 공간의 3D 모델을 생성하는 단계;

   공간 벽면의 작업을 위한 CAD 도면 파일로부터 상기 작업에 필요한 종속 라인 및 상기 종속 라인들의 교차점을 인식하기 위한 CAD 파싱을 수행하는 단계;

   상기 파싱된 데이터로부터 상기 교차점을 좌표 값으로 변환하는 단계;

   상기 변환된 교차점들의 좌표값을 이용하여 상기 공간 내부 면들의 기준 라인을 설정하는 단계;

   상기 변환된 교차점들의 좌표값을 보정하여 상기 교차점의 좌표값을 재생성하는 단계; 및

   상기 생성된 공간의3D 모델에 상기 재생성된 공간의 각 위치별 벽면의 교차점 좌표 값들을 매칭하여 교차점의 좌표를 3D 모델로 변환하는 단계를 포함하는 운영 소프트웨어가 포함된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.

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