KR20120020303A - 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치, 건축 구조물 디스플레이 장치 및 이를 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법 - Google Patents

증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치, 건축 구조물 디스플레이 장치 및 이를 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법 Download PDF

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Abstract

증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치는 건설 현장(site) 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상을 수신하는 송수신부, 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색하는 설계도 검색부 및 증강현실기법을 이용하여 검색된 3D 설계도를 건설 현장 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩하는 영상 처리부를 포함한다.

Description

증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치, 건축 구조물 디스플레이 장치 및 이를 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법{APPARATUS FOR PROVIDING BUILDING STRUCTURE INFORMATION AND DISPLAYING BUILDING STRUCTURE USING ARGUMENTED REALITY AND METHOD FOR MAINTENANCE OF BUILDING STRUCTURE USING THE SAME}
본 발명은 증강현실기법을 이용한 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치, 건축 구조물 디스플레이 장치 및 이를 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법에 관한 것이다.
현실세계와 흡사한 가상공간 내에서 작업자가 몰입하여 가상의 환경이나 물체를 조작하도록 하는 가상현실기법과는 달리 증강현실(AR, Augmented Reality) 기법은 실세계에 3차원 가상물체를 겹쳐 보여주는 기술이다.
이러한 증강현실기법은 최근 건축분야 등에서 활용되고 있으며, 예를 들어, 마커를 이용하여 건축정보를 디스플레이하거나, 완공된 건축 구조물의 구조 일부를 그래픽으로 재현해 주는 방식이 있다. 그러나, 건축정보 및 완공된 건축 구조물의 구조를 가시화하기 위한 하나의 표현 기법으로만 증강현실기법이 사용되었을 뿐이어서, 실제 건축물(또는 건축 구조물)을 건설하기 위해서는 건설 현장 작업자가 전문 설계자와 함께 세부 설계도를 기초로 공동으로 작업을 실시하거나, 설계도면과 일일이 대조하면서 건축 구조물을 건설하여야 한다.
또한, 건축 구조물을 건설하는 건설 현장에서 전문 설계자가 직접 지시를 하는 부분도 있지만, 대부분의 시간을 전문 설계자가 아닌 건설 현장 작업자가 설계도를 참고하여 건축 구조물을 시공한다. 이때, 실제 설계자의 의도와는 달리 본래의 설계도와 다르게 건축 구조물 시공이 이루어지는 경우가 있다. 특히 전문 설계자가 원격지에 위치하고 있을 경우에는 제때에 건설 현장 지도가 이루어지지 않아 작업의 효율성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 시공 전후 시점에서 건축 구조물의 결함이 발견되었을 경우, 해당 원인 및 그에 따른 조치가 체계적으로 이루어지지 않는 경우도 있다.
따라서, 증강현실기법을 이용하여 상술된 건축 구조물 시공 및 유지 보수가 보다 효율적으로 수행되도록 할 필요성이 제기된다.
본 발명의 일 실시예는 증강현실기법을 이용하여 건축 구조물 시공 및 유지 보수를 효율적으로 수행할 수 있는 증강현실기법을 이용한 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치, 건축 구조물 디스플레이 장치 및 이를 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 증강 영상으로 제공함으로써, 전문 설계자가 없이도 건설 현장 작업자가 건축 구조물의 설계도에 따라 해당 건축 구조물을 효율적으로 건설할 수 있는 증강현실기법을 이용한 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치, 건축 구조물 디스플레이 장치 및 이를 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 건설 현장에 건설 중이거나 건설이 이미 완료된 건축 구조물의 테스트 결과 데이터에 따른 기술 데이터를 증강 영상을 통해 제공함으로써, 결함이 있는 건축 구조물에 대한 신속한 대응 및 건설 시공을 원격지에서도 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 증강현실기법을 이용한 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치, 건축 구조물 디스플레이 장치 및 이를 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치는 건설 현장(site) 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상을 수신하는 송수신부, 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색하는 설계도 검색부 및 증강현실기법을 이용하여 검색된 3D 설계도를 건설 현장 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩하는 영상 처리부를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 디스플레이 장치는 건설 현장(site) 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상을 획득하는 영상 획득부, 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색하는 설계도 검색부, 검색된 3D 설계도를 건설 현장 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 대응되도록 리사이징(Resizing)하고, 증강현실기법을 이용하여 리사이징된 3D 설계도를 건설 현장 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩하는 영상 처리부 및 중첩된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하되, 영상 처리부는, 영상을 촬영하는 사용자의 위치와 자세정보를 이용하여 3D 설계도를 렌더링(Rendering)하고, 렌더링된 3D 설계도를 건설 현장 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법은 증강 서버가 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상 및 건축 구조물에 대한 테스트 결과 데이터를 수신하는 단계, 증강 서버가 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색하는 단계, 증강 서버가 검색된 3D 설계도 및 건축 구조물의 영상을 테스트 결과 데이터와 함께 관리자 단말기로 전송하는 단계, 증강 서버가 관리자 단말기를 통해 입력된 테스트 결과 데이터에 대응되는 기술 데이터(Description Data)를 수신하는 단계, 및 증강 서버가 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 3D 설계도가 중첩된 증강된 영상에 수신한 기술 데이터를 포함시켜 디스플레이 장치로 전송하는 단계를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 증강현실기법을 이용하여 건축 구조물 시공 및 유지 보수를 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 증강 영상으로 제공함으로써, 전문 설계자가 없이도 건설 현장 작업자가 건축 구조물의 설계도에 따라 해당 건축 구조물을 효율적으로 건설할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 건설 현장에 건설 중이거나 건설이 이미 완료된 건축 구조물의 테스트 결과 데이터에 따른 기술 데이터를 증강 영상을 통해 제공함으로써, 결함이 있는 건축 구조물에 대한 신속한 대응 및 건설 시공을 원격지에서도 효과적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 건설 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 서버의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리부의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법의 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 건설 시스템의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 건설 시스템은 영상 획득부(110), 초음파 검사부(105), 증강 서버(200), 디스플레이 장치(100) 및 관리자 단말기(300)를 포함한다.
영상 획득부(110)는 건설 현장(site) 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물을 촬영하여 해당 영상을 획득하는 장치이다. 여기서, 건설 현장에 위치한 건축 구조물이란 건설 중이거나 건설이 완료된 건축 구조물을 포함한다. 그리고, 영상 획득부(110)는 스테레오 카메라로 구현될 수 있으며, 후술될 디스플레이 장치(100)에 포함되어 구성될 수 있다.
초음파 검사부(105)는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 결함 유무에 대한 테스트를 수행하고 그에 따른 테스트 결과 데이터를 획득한다. 여기서, 초음파 검사부(105)는 예컨대 초음파 탐상검사 장치로 구현될 수 있EK. 이러한 초음파 탐상검사 장치는 탐촉자에서 발생한 높은 주파수(예컨대 1MHz ~ 25MHz)의 초음파를 피시험체에 투사하여 내부 결함을 검출하는 데에 주로 이용된다.
구체적으로 본 발명의 실시예에서, 초음파 검사부(105)는 건축 구조물의 내부에 존재하는 불연속으로부터 반사한 초음파의 에너지량, 초음파의 진행시간 등을 분석하여 불연속의 위치 및 크기를 측정할 수 있으므로, 건축 구조물을 테스트한 결과 데이터를 이용하여 실시간으로 건축 구조물의 결함 유무 등을 파악할 수 있게 된다. 이러한, 초음파 검사부(105)는 후술될 디스플레이 장치(100)내에 포함되어 구성될 수도 있다.
증강 서버(200)는 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색하여 증강 영상으로 구성하여 디스플레이 장치(100)로 제공한다. 이때, 증강 서버(200)는 3D 설계도를 실제 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 대응되도록 리사이징(Resizing)할 수 있다.
보다 구체적으로, 증강 서버(200)는 해당 건설 현장에 건축될 3D 설계도를 데이터베이스에서 검색하고, 증강현실기법을 이용하여 검색된 3D 설계도를 건설 현장 영상에 맞게 중첩하여 디스플레이 장치(100)로 전송할 수 있다.
또한, 증강 서버(200)는 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대해서는 해당 건축 구조물에 대응되는 건축될 3D 설계도를 검색하고, 증강현실기법을 이용하여 검색된 3D 설계도를 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩하여 디스플레이 장치(100)로 전송할 수 있다.
이때, 증강 서버(200)는 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세정보에 따라 검색된 3D 설계도를 렌더링(Rendering)하여 건설 현장 영상 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 중첩시켜 디스플레이 장치(100)로 전송할 수 있다.
또한, 증강 서버(200)는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상 및 해당 3D 설계도를 건축 구조물에 대한 테스트 결과 데이터와 함께 관리자 단말기(300)로 전송할 수 있다. 그리고, 증강 서버(200)는 관리자 단말기(300)로부터 테스트 결과 데이터에 대한 기술 데이터(Description Data)를 수신하여 증강된 영상으로 디스플레이 장치(100)에 전송할 수 있다.
여기서, 기술 데이터는 테스트 결과 데이터에 대한 분석 자료, 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 결함 원인에 대한 조치 방법, 및 건축 구조물의 설계도에 따른 건설 공정 순서에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 따라서, 작업자는 원격지의 관리자를 통해 입력된 기술 데이터를 통해 보다 효과적으로 건축 구조물에 대한 유지 보수 및 건설 작업 진행을 수행할 수 있게 된다.
여기서, 건축 구조물의 테스트 결과 데이터 및 이에 대한 기술 데이터가 실시간으로 건설 현황판 목록 및 해당 목록에 대한 답글로 기록됨으로써, 건축 구조물 유지 보수에 대한 히스토리 관리가 수행될 수 있다. 또한, 온라인 상의 담당자들에 의해 건축 구조물의 공동 유지 관리 및 작업 진행이 이루어질 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 상술된 영상 획득부(110)를 포함할 수 있으며, 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상(또는 이미지)을 증강 서버(200)로 전송할 수 있다. 그리고, 디스플레이 장치(100)는 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세정보를 증강 서버(200)로 전송할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(100)는 증강 서버(200)로부터 수신된 증강된 영상을 디스플레이할 수 있다. 이러한 디스플레이 장치(100)는 HMD(Head Mounted Display) 장치로 구현될 수 있으며, 작업자가 보고 있는 방향과 자세에 따라 건축 구조물 영상 또는 건설 현장 영상에 중첩되게 표시된 건축 구조물의 3D 설계도를 작업자의 머리의 이동에 따라 디스플레이할 수 있다.
한편, 관리자 단말기(300)는 증강 서버(200)로부터 건축 구조물 영상 및 건축 구조물의 3D 설계도를 수신한다. 이때, 관리자는 해당 영상 및 설계도를 기초로 건축 구조물의 결함 여부 및 진행 사항에 대한 기술 데이터를 입력할 수 있다. 이를 통해, 원격지에 있는 관리자가 직접 건설 현장에 찾아가지 않고도, 건설 현장에 있는 작업자에게 기술 데이터를 통한 작업 지시를 효과적으로 수행하도록 요청할 수 있게 된다. 그리고, 상술된 바와 같이, 증강 서버(200) 상의 건설 현황판 목록에 접속하여 실제 건축 구조물에 대한 테스트 결과 데이터 및 답변으로 기록된 기술 데이터를 검토함으로써 해당 건축 구조물의 건설 진행 사항 및 유지 보수를 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 영상 획득부(110), 통신부(120), 위치 및 자세정보 측정부(130) 및 디스플레이부(140)를 포함하며, 바람직하게는 HMD 장치로 구현될 수 있다.
영상 획득부(110)는 건설 현장(site) 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상을 획득한다. 예컨대 영상 획득부(110)는 스테레오 카메라로 구현될 수 있으며, 건설 현장에 위치한 건축 구조물은 건설 현장에 건설 중이거나 건설이 완료된 건축 구조물을 포함한다.
통신부(120)는 증강 서버(200) 및 기타 외부 장치와 데이터 통신을 수행한다. 예컨대 통신부(120)는 영상 획득부(110)를 통해 획득된 건축 구조물의 영상을 증강 서버(200)로 전송하고, 증강 서버(200)로부터 증강된 영상을 수신하게 된다.
위치 및 자세정보 측정부(130)는 영상이 촬영된 지점의 위치와 자세정보를 측정한다. 즉, 위치 및 자세정보 측정부(130)는 이동을 감지하는 중력 센서, 디지털 나침반 및 GPS(Global Positioning System) 중 적어도 하나를 이용하여 영상이 촬영된 지점의 위치와 자세정보를 측정할 수 있다. 그리고, 위치 및 자세정보 측정부(130)는 측정된 디스플레이 장치(100)의 방향과 위치에 대한 정보를 통신부(120)를 통해 증강 서버(200)로 전송할 수 있다.
디스플레이부(140)는 증강 서버(200)를 통해 수신된 증강된 영상을 디스플레이한다. 이때, 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩되게 3D 설계도가 디스플레이되어, 작업자가 보다 편리하게 건축 구조물 건설 및 관련 작업을 수행할 수 있게 된다. 또한, 예컨대 원격지의 관리자 단말기(300)로부터 수신된 텍스트 기반의 기술 데이터가 증강된 영상에 포함되어 결함이 있는 건축 구조물에 대한 유지 보수 작업을 보다 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 서버의 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 증강 서버(200)는 송수신부(210), 설계도 검색부(220), 영상 처리부(230), 기술 데이터 관리부(240) 및 설계도 저장부(250)를 포함한다.
송수신부(210)는 디스플레이 장치(100), 관리자 단말기(300) 및 기타 외부 장치와 데이터 통신을 수행한다. 예컨대, 송수신부(210)는 디스플레이 장치(100)로부터 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상을 수신할 수 있다.
설계도 검색부(220)는 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색한다. 구체적으로, 설계도 검색부(220)는 송수신부(210)로부터 수신한 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세 정보를 이용하여 건설 현장의 좌표값을 구하고, 해당 좌표값에 기초하여, 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색할 수 있다.
또한, 설계도 검색부(220)는 영상의 이미지 프로세싱 처리를 통해 건설 현장 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 이미지를 인식하고, 인식된 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 이미지에 기초하여, 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색할 수도 있다.
또한, 설계도 검색부(220)는 영상의 이미지 프로세싱 처리를 통해 건설 현장 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 이미지를 인식하고, 인식된 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 이미지 및 상술된 좌표값에 기초하여 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색할 수 있다.
여기서, 종래의 다양한 영상내의 오브젝트 영역을 추출하는 이미지 프로세싱 기법이 이용될 수 있으며, 예컨대 오브젝트 영역의 엣지(edge) 화소값, 특징점, 명도 및 채도 등을 이용한 다양한 방법들이 이미지 프로세싱 기법에 이용될 수 있다. 이러한 방법은 후술될 패턴 인식부(236)가 오브젝트의 패턴을 인식할 때에도 이용될 수 있다.
이와 같이, 영상내 오브젝트 이미지에 대한 분석을 수행하고, 분석된 오브젝트 이미지에 대응되는 설계도를 검색하여 증강현실기법을 통해 증강된 영상을 생성할 수 있다. 이때, 분석된 이미지를 통해 해당 이미지에 대응되는 보다 상세한 설계도가 각 건설 공정마다 제공될 수 있어, 마커(Marker) 등을 이용하여 단순히 건축정보 또는 완성된 건축 구조물의 구조 일부를 증강된 영상으로 디스플레이 하였던 종래 건축분야에서의 증강현실기법의 이용 한계를 극복할 수 있다.
또한, 다른 실시예에서, 상술된 설계도 검색부(220)는 영상 획득부(110)를 통해 획득한 영상에 대한 영상 정보를 3D 설계도가 저장된 데이터베이스로 전송하여, 영상 정보에 해당하는 3D 설계도를 검색하도록 할 수 있다. 여기서, 영상 정보에는 상술된 영상의 이미지 프로세싱 처리를 통해 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 이미지에 대한 정보가 포함될 수 있다.
또한, 설계도 검색부(220)는 위치 및 자세정보 측정부(130)가 측정한 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세 정보를 3D 설계도가 저장된 데이터베이스로 전송하여, 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세 정보에 해당하는 3D 설계도를 검색하도록 할 수 있다.
또한, 설계도 검색부(220)는 영상 획득부(110)를 통해 획득한 영상에 대한 영상 정보와 위치 및 자세정보 측정부(130)가 측정한 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세 정보를 3D 설계도가 저장된 데이터베이스로 전송하여, 영상 정보와 위치 및 자세 정보에 해당하는 3D 설계도를 검색하도록 할 수 있다.
영상 처리부(230)는 증강현실기법을 이용하여 검색된 3D 설계도를 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩하여 디스플레이 장치(100)로 전송한다. 이하 도 4를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리부의 블록도이다.
이어서 설명하자면, 영상 처리부(230)는 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 대응되도록 검색된 3D 설계도를 리사이징(Resizing)할 수 있다. 이때, 영상 처리부(230)는 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세정보에 기초하여 3D 설계도를 렌더링(Rendering)하여 증강된 영상을 구성할 수 있다.
이러한, 영상 처리부(230)는 3D 변환부(232) 및 증강부(234)를 포함한다. 3D 변환부(232)는 건축 구조물의 설계도 이미지를 3D 형태로 변환한다. 이때, 3D 변환부(232)를 통해 2D 형태의 데이터에서 3D 형태로 변환된 건축 구조물 설계도가 상술된 설계도 저장부(250)에 미리 저장되어 있거나, 상술된 설계도 검색부(220)를 통해 검색된 건축 구조물 설계도가 실시간으로 3D 변환부(232)를 통해 3D 형태로 변환될 수 있다. 이를 위해, 3D 변환부(232)는 평면설계(CAD) 방식을 입체화한 BIM(Building Information Modeling) 기반으로 건축 구조물 설계도를 3D 형태로 변환할 수 있다.
증강부(234)는 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 크기에 대응되도록 검색된 3D 설계도를 리사이징하여 중첩시키며, 패턴 인식부(236) 및 영상 위치 고정부(238)를 포함할 수 있다.
패턴 인식부(236)는 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상과 검색된 3D 설계도 간의 공통된 패턴을 인식한다. 이때, 상술된 오브젝트 영역 추출을 위한 이미지 프로세싱 방법이 이용될 수 있다.
예컨대, 패턴 인식부(236)는 영상에 지속적으로 존재하는 이미지로서, 건설 현장의 기초 말뚝을 기준 패턴으로 인식할 수 있다. 또한, 패턴 인식부(236)는 검색된 3D 설계도 상의 기초 말뚝을 일정한 패턴으로 인식할 수 있다.
영상 위치 고정부(238)는 패턴 인식부(236)를 통해 인식된 공통된 패턴을 서로 일치시켜, 검색된 3D 설계도가 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 고정되도록 한다. 예컨대, 영상 위치 고정부(238)는 건설 현장의 기초 말뚝을 기준 패턴으로 하여, 검색된 3D 설계도 상의 기초 말뚝을 기준 패턴에 일치되도록 고정시킴으로써, 검색된 3D 설계도가 건설 현장 영상에 중첩되도록 할 수 있다.
따라서, 작업자가 건축 구조물의 건설 시공시에 흔들리지 않고 건설 현장 영상에 고정되게 디스플레이되는 설계도 영상을 통해 보다 안정되고 정확한 건축 구조물의 시공을 수행할 수 있게 된다.
다시, 도 3으로 돌아가서, 기술 데이터 관리부(240)는 건설 현장에 건설 중이거나 건설이 이미 완료된 건축 구조물에 대한 테스트 결과 데이터를 수신하여 건설 현황판 목록에 기록하고, 테스트 결과 데이터에 대한 기술 데이터를 수신하여 건설 현황판 목록의 답글로 기록한다.
그리고, 설계도 저장부(250)는 건축 구조물의 3D 설계도를 저장한다. 이때, 3D 설계도는 상술된 바와 같이 BIM 기반으로 변환된 것일 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 통해 상술된 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 방법 및 유지 보수 방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 방법의 순서도이다.
먼저, 증강 서버(200)가 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상을 수신한다(S501).
다음으로, 증강 서버(200)가 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색한다(S511).
다음으로, 증강 서버(200)가 증강현실기법을 이용하여 검색된 3D 설계도를 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩하여 디스플레이 장치(100)로 전송한다(S521). 여기서, 상술된 리사이징 및 렌더링이 수행될 수 있다. 참고로, 렌더링 기법은 2차원의 화상에 광원, 위치, 색상 등의 외부의 정보를 고려하여 사실감을 불어넣어, 3차원 화상을 만드는 기법이다.
또한, 이미지 프로세싱 기법을 통한 패턴 인식 및 이를 이용한 영상 위치 고정이 이루어져 보다 효과적으로 검색된 3D 설계도를 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩할 수 있다.
다음으로, 디스플레이 장치(100)가 중첩된 영상을 수신하여 브라우저를 통해 디스플레이한다(S531).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법의 순서도이다.
먼저, 증강 서버(200)가 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상 및 건축 구조물에 대한 테스트 결과 데이터를 수신한다(S601).
다음으로, 증강 서버(200)가 해당 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색한다(S611).
다음으로, 증강 서버(200)가 검색된 3D 설계도 및 건축 구조물의 영상을 테스트 결과 데이터와 함께 관리자 단말기로 전송한다(S621).
다음으로, 증강 서버(200)가 관리자 단말기(300)를 통해 입력된 테스트 결과 데이터에 대응되는 기술 데이터를 수신한다(S631). 여기서, 기술 데이터는 테스트 결과 데이터에 대한 분석 자료, 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 결함 원인에 대한 조치 방법, 및 건축 구조물의 설계도에 따른 건설 공정 순서에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 증강 서버(200)가 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 테스트 결과 데이터를 수신하여 건설 현황판 목록에 기록하고, 테스트 결과 데이터에 대응되는 기술 데이터를 건설 현황판 목록의 답글로 기록할 수 있다.
다음으로, 증강 서버(200)가 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 3D 설계도가 중첩된 증강된 영상에 수신한 기술 데이터를 포함시켜 디스플레이 장치(100)로 전송한다(S641).
다음으로, 디스플레이 장치(100)가 기술 데이터를 증강된 영상으로 디스플레이한다(S651).
한편, 상술된 도 2 내지 도 4의 구성 요소들은 각 장치들의 기능에 따라 구별시켜 모듈화하여 표시한 것으로, 반드시 이에 한정되지 않고, 한 장치내의 구성 요소 중의 일부 또는 전부가 다른 장치내에 구성될 수도 있음은 물론이다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시예의 구성에 따라 상술된 관리자 단말기(300)에 증강 서버(200)에 구성된 일부 또는 모든 구성요소들이 포함되어 관리자가 직접 건축 구조물 영상에 대응되는 건축 구조물의 3D 설계도를 선택하여 증강 서버(200)로 전송함으로써, 건설 현장의 건축 구조물의 건설 또는 결함시의 상황에 따라 맞춤형 조치를 취할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 영상 처리부(230)가 관리자 단말기(300)에 구성되어 있을 경우에는 관리자에 의한 기술 데이터와 함께 건축 구조물의 3D 설계도가 해당 건축 구조물에 중첩되어 해당 작업자의 디스플레이 장치(100)로 바로 전송될 수도 있다.
또한, 도 3의 설계도 저장부(250)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 설계도 저장부(250)가 하드디스크 드라이브와 같은 저장매체로 구현되는 경우, 설계도 저장부(250)는 복수의 운영체제에 대응하는 논리 영역으로 분할될 수 있으며, 복수의 운영체제는 분할된 논리 영역에 각각 저장될 수 있다. 또는 논리적으로 분할된 복수의 영역 중에서 어느 하나의 영역에 복수의 운영체제가 모두 저장될 수도 있다.
그리고, 도 2 내지 도 4에서 도시된 각각의 구성요소는 일종의 '모듈'로 구성될 수 있다. 상기 '모듈'은 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 디스플레이 장치 105: 초음파 검사부
110: 영상 획득부 120: 통신부
130: 위치 및 자세정보 측정부 140: 디스플레이부
200: 증강 서버 210: 송수신부
220: 설계도 검색부 230: 영상 처리부
232: 3D 변환부 234: 증강부
236: 패턴 인식부 238: 영상 위치 고정부
240: 기술 데이터 관리부 250: 설계도 저장부
300: 관리자 단말기

Claims (22)

  1. 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치에 있어서,
    건설 현장(site) 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상을 수신하는 송수신부,
    상기 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색하는 설계도 검색부 및
    상기 증강현실기법을 이용하여 상기 검색된 3D 설계도를 상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩하는 영상 처리부를 포함하는
    증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 검색된 3D 설계도를 상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 대응되도록 리사이징(Resizing)하는 것인 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 송수신부로부터 수신한 상기 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세정보를 이용하여, 상기 검색된 3D 설계도를 렌더링(Rendering)하여 상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩하는 것인 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상과 상기 검색된 3D 설계도 간의 공통된 패턴을 인식하는 패턴 인식부와,
    상기 공통된 패턴을 서로 일치시켜, 상기 검색된 3D 설계도가 상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 위치가 고정되도록 하는 영상 위치 고정부를 포함하되,
    상기 패턴 인식부는,
    상기 영상 및 상기 검색된 3D 설계도에 대한 이미지 프로세싱 처리를 통해 상기 공통된 패턴을 인식하는 것인 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 패턴 인식부는,
    상기 건설 현장의 기초 말뚝을 기준 패턴으로 인식하고, 상기 검색된 3D 설계도 상의 기초 말뚝을 상기 기준 패턴에 일치되도록 위치를 고정시킴으로써, 상기 검색된 3D 설계도가 상기 건설 현장의 영상에 중첩되도록 하는 것인 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 건축 구조물의 3D 설계도를 저장하는 설계도 저장부를 더 포함하는 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 설계도 검색부는,
    상기 영상의 이미지 프로세싱 처리를 통해 상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 이미지를 인식하고, 상기 인식된 건설 현장에 건축될 건축 구조물 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 이미지에 대응되는 상기 3D 설계도를 검색하는 것인 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 송수신부는 상기 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세 정보를 더 수신하고,
    상기 설계도 검색부는,
    상기 송수신부로부터 수신한 상기 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세 정보를 이용하여 상기 건설 현장의 좌표값을 구하고,
    상기 좌표값에 기초하여, 상기 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색하는 것인 증강 현실 기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 송수신부는 상기 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세 정보를 더 수신하고,
    상기 설계도 검색부는,
    상기 영상의 이미지 프로세싱 처리를 통해 상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 상기 건축 구조물의 이미지를 인식하고,
    상기 송수신부로부터 수신한 상기 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세 정보를 이용하여 상기 건설 현장의 좌표값을 구하고,
    상기 좌표값과 상기 인식된 상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 이미지에 기초하여, 상기 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색하는 것인 증강 현실 기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 건설 현장에 건설 중이거나 건설이 이미 완료된 건축 구조물의 테스트 결과 데이터에 대응되는 기술 데이터를 증강된 상기 영상을 통해 제공하는 기술 데이터 관리부를 더 포함하는 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기술 데이터 관리부는,
    상기 건설 현장에 건설 중이거나 건설이 이미 완료된 건축 구조물의 테스트 결과 데이터를 수신하여 건설 현황판 목록에 기록하고, 상기 테스트 결과 데이터에 대응되는 상기 기술 데이터를 상기 건설 현황판 목록의 답글로 기록하는 것인 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 정보 제공 장치.
  12. 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 디스플레이 장치에 있어서,
    건설 현장(site) 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상을 획득하는 영상 획득부,
    상기 건설 현장에 건설될 건축 구조물 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색하는 설계도 검색부,
    상기 검색된 3D 설계도를 상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 대응되도록 리사이징(Resizing)하고, 상기 증강현실기법을 이용하여 상기 리사이징된 3D 설계도를 상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩하는 영상 처리부 및
    상기 중첩된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하되,
    상기 영상 처리부는,
    상기 영상을 촬영하는 사용자의 위치와 자세정보를 이용하여 상기 3D 설계도를 렌더링(Rendering)하고, 상기 렌더링된 3D 설계도를 상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 중첩하는 것인 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 디스플레이 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상과 상기 검색된 3D 설계도 간의 공통된 패턴을 인식하는 패턴 인식부와,
    상기 공통된 패턴을 서로 일치시켜, 상기 검색된 3D 설계도가 상기 건설 현장 또는 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상에 위치가 고정되도록 하는 영상 위치 고정부를 포함하되,
    상기 패턴 인식부는,
    상기 영상 및 상기 검색된 3D 설계도에 대한 이미지 프로세싱 처리를 통해 상기 공통된 패턴을 인식하는 것인 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 디스플레이 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 패턴 인식부는,
    상기 건설 현장의 기초 말뚝을 기준 패턴으로 인식하고, 상기 검색된 3D 설계도 상의 기초 말뚝을 상기 기준 패턴에 일치되도록 위치를 고정시킴으로써, 상기 검색된 3D 설계도가 상기 건설 현장의 영상에 중첩되도록 하는 것인 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 디스플레이 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 건축 구조물의 3D 설계도를 저장하는 설계도 저장부를 더 포함하는 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 디스플레이 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 설계도 검색부는
    상기 영상 획득부를 통해 획득한 영상에 대한 영상 정보를 상기 3D 설계도가 저장된 데이터베이스로 전송하여, 상기 영상 정보에 해당하는 3D 설계도를 검색하도록 하는 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 디스플레이 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세 정보를 측정하는 위치 및 자세 정보 측정부를 더 포함하고,
    상기 설계도 검색부는
    상기 측정된 위치 및 자세 정보를 상기 3D 설계도가 저장된 데이터베이스로 전송하여, 상기 위치 및 자세 정보에 해당하는 3D 설계도를 검색하도록 하는 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 디스플레이 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 영상이 촬영된 지점의 위치 및 자세 정보를 측정하는 위치 및 자세 정보 측정부를 더 포함하고,
    상기 설계도 검색부는,
    상기 영상 획득부를 통해 획득한 영상에 대한 영상 정보와 상기 측정된 위치 및 자세 정보를 상기 3D 설계도가 저장된 데이터베이스로 전송하여, 상기 영상 정보와 상기 위치 및 자세 정보에 해당하는 3D 설계도를 검색하도록 하는 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 디스플레이 장치.
  19. 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법에 있어서,
    증강 서버가 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 영상 및 상기 건축 구조물에 대한 테스트 결과 데이터를 수신하는 단계,
    상기 증강 서버가 상기 건축 구조물에 대응되는 3D 설계도를 검색하는 단계,
    상기 증강 서버가 상기 검색된 3D 설계도 및 상기 건축 구조물의 영상을 상기 테스트 결과 데이터와 함께 관리자 단말기로 전송하는 단계,
    상기 증강 서버가 상기 관리자 단말기를 통해 입력된 상기 테스트 결과 데이터에 대응되는 기술 데이터(Description Data)를 수신하는 단계 및
    상기 증강 서버가 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물에 상기 3D 설계도가 중첩된 증강된 영상에 상기 수신한 기술 데이터를 포함시켜 디스플레이 장치로 전송하는 단계를 포함하는 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치가 상기 증강된 영상을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 증강 서버가 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 테스트 결과 데이터를 수신하여 건설 현황판 목록에 기록하고, 상기 테스트 결과 데이터에 대응되는 상기 기술 데이터를 상기 건설 현황판 목록의 답글로 기록하는 단계를 더 포함하는 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기술 데이터는,
    상기 테스트 결과 데이터에 대한 분석 자료, 상기 건설 현장에 위치한 건축 구조물의 결함 원인에 대한 조치 방법, 및 상기 건축 구조물의 설계도에 따른 건설 공정 순서에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인 증강현실기법을 이용한 건축 구조물 유지 보수 방법.
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