KR20130101202A - 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법 및 그 시스템 - Google Patents

교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법 및 그 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20130101202A
KR20130101202A KR1020120022149A KR20120022149A KR20130101202A KR 20130101202 A KR20130101202 A KR 20130101202A KR 1020120022149 A KR1020120022149 A KR 1020120022149A KR 20120022149 A KR20120022149 A KR 20120022149A KR 20130101202 A KR20130101202 A KR 20130101202A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bridge structure
bridge
information
server
augmented reality
Prior art date
Application number
KR1020120022149A
Other languages
English (en)
Inventor
박철
박태서
민대홍
박승희
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
방재알앤디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단, 방재알앤디 주식회사 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020120022149A priority Critical patent/KR20130101202A/ko
Publication of KR20130101202A publication Critical patent/KR20130101202A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/63—Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/632—Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing using a connection between clients on a wide area network, e.g. setting up a peer-to-peer communication via Internet for retrieving video segments from the hard-disk of other client devices

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 교량구조물의 효율적인 유지관리를 위하여 교량구조물에 설치된 계측기들로부터 수신된 정보를 증강현실로 구현된 교량구조물로 가시화하여 표출하기 위한 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, (a) 교량구조물에 설치된 복수의 센서가 교량구조물의 내적 요인과 기상 요인을 감지 및 계측한 후에 유무선통신망을 통해 서버로 전송하여 서버를 통해 DB에 저장되도록 하는 단계; (b) 상기 서버는 DB에 저장된 내적 요인의 계측데이터를 통해 모드형상을 추출하여 교량구조물에 대한 내하력을 설정된 교량진단 알고리즘으로 산정하고, 서버는 DB에 저장된 기상 요인의 계측데이터를 통해 패턴을 분석하여 교량구조물에 대한 자연재해를 설정된 교량진단 알고리즘으로 예측한 후에 각각 DB에 저장하는 단계; (c) 사용자에 의하여 모바일단말기에 탑재된 안드로이드OS 기반의 AR(Augmented Reality, 증강현실)용 어플리케이션을 선택하여 초기화 및 기초자료를 설정하면, 모바일단말기에 탑재된 GPS모듈로부터 위치정보를 수신하고, 통신모듈을 통해 상기 서버에 접속하여 교량구조물에 관한 계측데이터를 실시간으로 다운로드 받는 단계; (d) 상기 AR용 어플리케이션은 GPS 위치정보와 계측데이터와 연계하여 3차원의 증강현실로 모바일단말기의 화면에 가시화하는 단계; (e) 상기 AR용 어플리케이션은 UI모듈에서 제공된 교량구조물에 설치된 각종 계측기의 위치와 데이터를 목록리스트로 제공하여 사용자로부터 선택하도록 하는 단계; (f) 상기 AR용 어플리케이션은 사용자의 선택에 의하여 해당 계측기의 계측정보를 상세정보로 표출하는 단계를 포함하여 이루어진 것이다. 본 발명은 교량구조물의 안전진단을 위해 증강현실 기반의 센서인식 및 진단정보 가시화를 활용하여 실시간 모니터링을 통해 적절한 시기에 교량을 안전진단 할 수 있고, 안전진단 정보 가시화 시스템의 활용으로 유무선 통신방식으로 통제관제센터로 실시간으로 송신되는 센서정보들을 시간과 장소에 구애받지 않고 모니터링할 수 있으며, 교량구조물의 주요 부분이나 포인트마다 안전진단을 위한 센서들을 설치하여 교량의 전체뿐만 아니라 각 부분이나 포인트마다 진단할 수 있고, GPS와 연계하여 센서의 위치를 정확하게 파악하여 데이터에 대한 정확성을 높이고, 무선통신망(WCDMA 또는 Wifi 등)을 통해 언제 어디서나 쉽게 계측 데이터정보를 얻을 수 있으며, 3차원의 증강현실 기술을 이용하여 교량에서 접근하기 어려운 부분에 대한 진단도 쉽게 할 수 있는 등 교량구조물의 유지관리의 편의성을 향상시킨 것이다.

Description

교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법 및 그 시스템{Method for Visualization Safety Diagnosis Information Based Augmented Reality of Bridge Structure and System thereof}
본 발명은 교량구조물의 안전진단 정보를 증강현실을 통해 가시화하기 위한 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교량구조물의 효율적인 유지관리를 위하여 교량구조물에 설치된 계측기들로부터 수신된 정보를 증강현실로 구현된 교량구조물로 가시화하여 표출하기 위한 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 토목구조물 중에서 교량은 교통량의 급속한 증가와 사회발전에 따른 산업물량 및 여객의 원활한 수송을 위하여 증가하고 있고, 세계적으로도 이러한 필요에 의하여 연육교와 같은 장대교량의 건설이 크게 증가하고 있는 실정이다. 더욱이 새로운 건설재료 및 공법의 연구가 활발하게 진행되고 있고, 교량이 장대화되면서 사장교 및 현수교와 같이 먼 거리까지 적절한 구조의 특수교량에 대한 관심이 높아지고 있는 추세이다. 국내 교량 중에서 사장교인 서해대교, 자정식 현수교인 영종대교 및 타정식 현수교인 광안대교 등이 건설되는 등 특수교량에 대한 건설추세는 더욱 확대되고 있다. 이러한 특수교량에 대한 유지관리는 그 중요성과 구조계의 차이로 인하여 일반교량에 대한 관리지침과는 다른 별도의 체계를 구축하고 관리할 필요성이 증가하였다.
이러한 교량의 유지 및 관리를 위한 시스템은 교량과 관련하여 발생하는 모든 자료, 즉 교량제원, 보수점검, 유지관리, 시공, 교통량, 사고보고 등을 관리하고 분석하여 교량의 점검 및 보수와 보강에 관한 결정사항을 전산화할 수 있도록 하고 있다.
종래에 교량을 유지 및 관리하기 위하여 교량에 가해지는 각종의 영향을 감시 및 계측하는 각종의 계측시스템이 교량의 주요 부분에 설치된다. 이러한 종래의 계측시스템은 단순 신호기반의 감시가 대부분이다. 특히 종래 텍스트 위주의 유지관리시스템과 점검대장을 이용하여 이력관리를 하는 방법으로 점검하는데 있어 정확도가 떨어지는 단점과 더불어 이원화된 점검시스템의 운용으로 효율성이 저하되는 단점이 있었다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여, 교량구조물과 관련하여 교량제원, 보수점검, 유지관리, 사고보고 등을 일괄 관리할 수 있도록 하기 위한 것으로, 교량구조물에 설치된 각종 감지센서를 통한 그래픽 중심의 시스템을 통해 업무를 일원화시키고, 점검기록 때에 발생할 수 있는 위치와 점검자의 주관적인 판단을 보정하여 점검의 정확성과 효율성 증대를 구현하기 위한 것이다. 더욱이 실시간 모니터링으로 수집된 자료를 이용하여 교량구조물의 안정성 평가 및 활용성 증진을 이룩하기 위한 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 교량구조물의 효율적인 유지관리를 위해 GPS정보와 더불어, 스마트폰이나 타블렛PC 등에서 GPS정보와 연계하여 현실세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상세계를 혼합하여 실제 환경을 보다 나은 현실감, 위치인식 및 부가 정보들을 입체화하여 하나의 영상으로 보여주는 증강현실을 이용하는 위치인식 알고리즘을 통해 실시간 센서 데이터 액세스 및 이력정보를 가시화함으로써 교량구조물을 진단하고, 외부조건, 즉 바람, 지진, 온도, 차량 등의 하중을 풍향풍속계, 지진계, 온도계, 변위계, 신축이음계, 변형률계, 가속도계 등의 센서를 통해 교량구조물과 관련하여 발생되는 모든 자료들을 관리하며, 이를 계측센서를 통해 실시간 신호 및 DB를 조회하고 계측데이터를 분석한 후 그 결과를 저장 및 표출함으로써 교량의 점검 및 보수 및 보강에 관한 사항을 DB화하여 구조물의 안정성을 감시할 수 있도록 하기 위한 것이 다른 목적이다.
또한, 본 발명은 상기 기술을 통해 보다 쉽고 편리하게 교량구조물의 장기 손상을 예측하고, 교량의 안전여부를 판단하여 최적의 유지보수 및 보강을 수행할 수 있도록 객관적인 자료를 명확하게 제공하기 위한 것이 다른 목적이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, (a) 교량구조물에 설치된 복수의 센서가 교량구조물의 내적 요인과 기상 요인을 감지 및 계측한 후에 유무선통신망을 통해 서버로 전송하여 서버를 통해 DB에 저장되도록 하는 단계; (b) 상기 서버는 DB에 저장된 내적 요인의 계측데이터를 통해 모드형상을 추출하여 교량구조물에 대한 내하력을 설정된 교량진단 알고리즘으로 산정하고, 서버는 DB에 저장된 기상 요인의 계측데이터를 통해 패턴을 분석하여 교량구조물에 대한 자연재해를 설정된 교량진단 알고리즘으로 예측한 후에 각각 DB에 저장하는 단계; (c) 사용자에 의하여 모바일단말기에 탑재된 안드로이드OS 기반의 AR(Augmented Reality, 증강현실)용 어플리케이션을 선택하여 초기화 및 기초자료를 설정하면, 모바일단말기에 탑재된 GPS모듈로부터 위치정보를 수신하고, 통신모듈을 통해 상기 서버에 접속하여 교량구조물에 관한 계측데이터를 실시간으로 다운로드 받는 단계; (d) 상기 AR용 어플리케이션은 GPS 위치정보와 계측데이터와 연계하여 3차원의 증강현실로 모바일단말기의 화면에 가시화하는 단계; (e) 상기 AR용 어플리케이션은 UI모듈에서 제공된 교량구조물에 설치된 각종 계측기의 위치와 데이터를 목록리스트로 제공하여 사용자로부터 선택하도록 하는 단계; (f) 상기 AR용 어플리케이션은 사용자의 선택에 의하여 해당 계측기의 계측정보를 상세정보로 표출하는 단계를 포함하여 이루어진 것이 특징이다.
또한, 본 발명에서, 상기 시용자의 조작에 의하여 UI모듈로부터 3차원의 증강현실로 표출된 교량구조물에 관하여 줌인 및 줌아웃과 상하좌우의 이동이 제어되도록 하고, 사용자의 이동 제어로 원하는 교량구조물에 설치된 해당 센서나 위치를 선택할 수 있으며, 이러한 선택으로 실시간 감지된 계측데이터의 그래프를 모바일단말기의 화면에 표출된 교량구조물 위에 겹쳐 표출되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 서버는 교량진단 알고리즘으로 DB에 저장된 교량구조물에 관한 계측데이터와 기상데이터를 통합관제센터에서 실시간으로 표출되도록 하고, 교량구조물에 관한 세부 구조물의 상태정보를 가시화하여 제공하며, 교량구조물 전체 및 단위 구조물에 관한 안전진단 평가정보를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 교량구조물의 기상 요인과 관련된 환경정보를 감지 및 계측하고 교량구조물의 내적 요인과 관련된 계측정보를 감지 및 계측하는 계측기로부터 계측데이터를 수집한 후에 설정된 교량진단 알고리즘을 이용하여 교량구조물의 내하력 및 자연재해를 예측한 후에 해당 정보를 DB에 저장하고, DB에 저장된 정보를 외부의 요청에 의하여 원격으로 전송하는 서버; 및 GPS으로부터 위치정보를 수신하는 GPS모듈과, 상기 서버로부터 계측데이터를 수신하는 통신모듈과, 상기 교량구조물의 계측기 위치와 계측데이터를 수신하는 계측데이터수신모듈과, 상기 교량구조물의 구조정보, 위치정보 및 계측데이터를 수집하여 3차원의 증강현실로 가시화하는 AR모듈과, 모바일단말기 화면에 사용자 중심의 인터페이스를 제공하는 UI모듈과, 상기 모바일단말기를 보유한 사용자의 위치정보를 제공하는 사용자위치모듈을 포함하는 AR용 어플리케이션이 안드로이드OS 기반에서 운영되는 증강현실 가시화 장치를 포함하여 이루어진 것이 특징이다.
또한, 본 발명에서, 상기 교량구조물에 관한 정보를 서버를 통해 실시간으로 표출하고, 교량구조물에 관한 감시 및 제어정보를 입출력하며, 교량구조물의 구조물 상태정보의 가시화와 구조물의 안전 평가를 수행하는 통합관제센터가 포함되고, 상기 서버를 통해 DB에 저장된 각종 자료를 외부로 전송하기 위한 배포서버를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 서버와 모바일단말기의 데이터 송수신을 WCDMA, WiFi, LTE 통신망을 포함하는 무선통신망을 이용할 수 있다.
본 발명은 교량구조물의 안전진단을 위해 증강현실 기반의 센서인식 및 진단정보 가시화를 활용하여 실시간 모니터링을 통해 적절한 시기에 교량을 안전진단 할 수 있고, 안전진단 정보 가시화 시스템의 활용으로 유무선 통신방식으로 통제관제센터로 실시간으로 송신되는 센서정보들을 시간과 장소에 구애받지 않고 모니터링할 수 있으며, 교량구조물의 주요 부분이나 포인트마다 안전진단을 위한 센서들을 설치하여 교량의 전체뿐만 아니라 각 부분이나 포인트마다 진단할 수 있고, GPS와 연계하여 센서의 위치를 정확하게 파악하여 데이터에 대한 정확성을 높이고, 무선통신망(WCDMA 또는 Wifi 등)을 통해 언제 어디서나 쉽게 계측 데이터정보를 얻을 수 있으며, 3차원의 증강현실 기술을 이용하여 교량에서 접근하기 어려운 부분에 대한 진단도 쉽게 할 수 있는 등 교량구조물의 유지관리의 편의성을 향상시킨 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 교량구조물의 안전진단 정보 관리에 관한 전체 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 교량구조물에서 감지 및 계측된 데이터의 전송을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보의 가시화를 위한 구성도이다.
도 5는 본 발명에서 교량구조물에 설치된 복수의 계측기로부터 계측된 정보를 모바일단말기 화면에 표출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명에서 교량구조물에서 수집된 데이터를 서버에서 분석하는 알고리즘을 가시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명에서 모바일단말기를 통해 증강현실 기반의 안전진단 정보가 가시화되는 것을 실시예로 나타낸 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 시스템에 관하여 상세하게 설명한다.
도 1에서, 토목구조물, 특히 교량구조물의 준공 후에 지속적인 재난방지와 안전진단 및 유지관리를 위하여 통합적인 관제가 필요하다. 교량구조물에 가해지는 다양한 종류의 요인이 작용하므로 이를 감지하고 계측할 수 있도록 복수의 계측기가 설치된다. 교량구조물에 설치된 계측기, 즉 각종의 센서는 감지 및 계측된 신호를 유선 및/또는 무선신호로 전송한다. 교량구조물은 지구적인 변화나 기상 등에 관한 환경적인 요인과 교량구조물의 구조적 또는 통행량 등에 기인하는 내부적인 요인이 작용한다. 이러한 교량구조물에 가해지는 요인을 감지 및 계측하여 원격의 서버(50)로 전송하고, 서버(50)는 수신된 계측데이터를 DB(Database)(51)에 저장한다. 따라서 서버(50)는 교량구조물의 기상 요인과 관련된 환경정보를 감지 및 계측하고 교량구조물의 내적 요인과 관련된 계측정보를 감지 및 계측하는 복수의 계측기로부터 계측데이터를 수집한 후에 설정된 교량진단 알고리즘을 이용하여 교량구조물의 내하력 및 자연재해를 예측한 후에 해당 정보를 DB(51)에 저장하고, DB에 저장된 정보를 외부의 요청에 의하여 원격으로 전송하는 기능을 포함한다. 상기 DB(51)에 저장된 데이터는 서버(50)에 내장된 안전진단 알고리즘에 의하여 가공된 후에 DB(51)에 저장되거나 통합관제센터(70)로 전송되어 표출되도록 한다. 통합관제센터(70)는 교량구조물에 관한 정보를 서버(50)로부터 전송받아 모니터 등을 통해 실시간으로 표출하고, 교량구조물에 관한 감시 및 제어정보를 입출력하며, 교량구조물의 구조물 상태정보의 가시화와 구조물의 안전 평가 등을 수행한다. 그리고 서버(50)를 통해 DB(51)에 저장된 각종 자료를 외부로 전송하기 위한 배포서버(52)가 더 구비될 수 있다. 더욱이 서버(50)는 무선통신망, 즉 WCDMA, LTE 또는 WiFi 등의 무선망을 통해 모바일단말기(10)로 교량구조물에서 계측된 데이터를 전송하여 모바일단말기(10)에서 실시간으로 교량구조물의 안전진단 및 상태를 확인할 수 있도록 한다.
도 2는 모바일단말기(10)에서 교량구조물과 관련된 계측데이터와 GPS 위치정보로부터 수집된 정보를 3차원의 증강현실로 가시화하여 표출하는 증강현실 가시화 장치(20)가 포함된다. 증강현실 가시화 장치는 실시간을 통해 교량구조물을 언제 어디서나 모니터링 할 수 있도록 한다. 증강현실은 현실세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상세계를 합쳐 하나의 영상으로 표출하는 혼합현실 기술이다. 이러한 증강현실의 구현을 위하여 모바일단말기에는 AR용 어플리케이션이 설치되어 있다. AR용 어플리케이션은 안드로이드OS 기반으로 운영되지만, iOS이나 웹브라우저 등의 다른 운영체제에서도 운영될 수 있을 것이다. AR용 어플리케이션을 이용한 증강현실은 교량구조물 등과 같이 접근하기 쉽지 않은 부분을 실시간으로 안전진단 할 수 있도록 하고, 이러한 실시간 안전진단을 통하여 적절한 시기에 교량을 보수 및 보강할 수 있도록 하기 위한 것이다.
안드로이드OS(21) 기반의 증강현실 가시화 장치(20)는 엔진부(22)와 어플리케이션부(26)로 나누어진다. 엔진부(22)는 복수의 GPS위성(60)으로부터 위치정보를 수신하는 GPS모듈(27)과, 서버(50)로부터 계측데이터를 수신하는 통신모듈(25)과, 교량구조물의 구조정보, 위치정보 및 계측데이터를 수집하여 3차원의 증강현실로 가시화하는 AR모듈(24)이 포함된다. AR모듈(24)은 카메라와 자이로(Gyro)센서 등이 포함되어 있다. 그리고 어플리케이션부(26)는 모바일단말기(10) 화면에 사용자 중심의 인터페이스를 제공하는 UI모듈(27)과, 교량구조물의 계측기 위치와 계측데이터를 수신하는 계측데이터수신모듈(28)과, 모바일단말기(10)를 보유한 사용자의 위치정보를 제공하는 사용자위치모듈(29)을 포함한다.
도 3에서, 교량구조물에는 하중과 관련된 각종의 요인, 즉 바람, 지진, 온도와 습도, 차량의 중량이나 속도 등 다양한 요인 속에 노출되어 있다. 이러한 교량구조물의 하중과 관련된 요인을 복수의 센서를 포함하는 계측기(10), 즉 풍향풍속계, 지진계, 온습도계, 변위계, 신축이음계, 변형률계, 가속도계 등으로부터 다양한 요인을 감지할 수 있도록 한다. 계측기는 교량구조물에서 감지 및 계측에 필요한 세부 단위부재마다 복수로 설치될 수 있을 것이다. 계측기에서 계측된 정보는 유선이나 무선 또는 유무선 혼용으로 원격의 서버(50)로 전송된다. 또한, 필요에 따라 계측기별 또는 단위구간별로 감지 및 계측된 정보를 저장할 수 있는 계측서버나 DB 등이 설치될 수 있을 것이다. 서버(50)는 계측기(40)로부터 유무선통신망을 통해 수집된 계측데이터를 내장된 교량진단 알고리즘을 이용하여 실시간으로 신호를 처리한 후에 처리된 데이터를 저장하고 데이터베이스화 한다. 그리고 모바일단말기(10)는 탑재된 AR용 어플리케이션으로부터 GPS를 기반으로 교량구조물에 설치된 센서의 위치를 인식하고, 서버(50)에 저장된 계측데이터를 수신한 후에 계측데이터를 증강현실로 가시화함으로써, 무선통신을 통하여 실시간으로 모니터링이 가능하도록 한다.
도 4에서, 서버(50)는 교량구조물에 설치된 계측기(40)로부터 위치정보와 계측데이터를 수신하여 수신된 정보를 DB(51)에 저장하면서 계측이력을 관리할 수 있도록 한다. 계측기(40)는 가속도센서, 풍향풍속계, 변형률계, 온습도센서, 변위센서, 지진계 등의 센서가 포함되고, 계측기에서 감지된 계측데이터는 특성그래프 등으로 모바일단말기(10)에 표출되도록 한다. 또한, 계측데이터에는 각 계측기의 위치도 포함된다. 또한, 모바일단말기(10)에 탑재되는 AR용 어플리케이션은 인터넷 등을 통한 안드로이드마켓에서 다운로드 받아 설치할 수 있다. 모바일단말기(10)는 서버(50)로부터 RSS통신으로 데이터를 송수신하고, GPS위성(60)으로부터 시간 및 위치좌표 등의 정보를 수신한다.
도 5에서, 교량구조물에 설치된 계측기(40), 예를 들어, 변위센서와 온도센서로부터 감지 및 계측된 데이터(Measurement Data)는 일정의 신호로 변환(Signal Processing)된 후에 서버(50)를 통해 DB(51)에 저장된다. DB(51)에 저장된 계측데이터는 서버(50)를 거쳐 모바일단말기(10)로 전송되고, 모바일단말기(10)는 증강현실로 표출된 교량구조물 위에 계측기의 설치위치에 해당하는 계측정보가 표시되도록 한다. 이때, 계측된 정보가 설정된 일정 범위 내에서 정상인 경우에는 정상이라고 표시하고, 정상범위를 넘어가는 경우에는 경고를 할 수 있도록 한다. 더욱이 사용자에 의하여 교량구조물에 설치된 해당하는 계측기의 위치를 선택하면 더욱 상세한 계측정보가 표시되도록 한다.
도 6에서, 교량구조물에 설치된 계측기(40)로부터 감지되어 계측된 데이터는 서버(50)에 내장된 교량진단 알고리즘에 의하여 신호 처리와 더불어 분석된다. 이렇게 분석된 데이터는 그래프 등의 가시적인 정보로 변환되어 DB(51)에 저장된다. 그리고 저장된 분석데이터는 통합관제센터(70)나 모바일단말기(10)로 전송된다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법에 관하여 도 7 및 도 8의 흐름도를 참조하여 설명한다.
먼저, 교량구조물의 안전진단을 위하여 교량구조물에 복수의 센서를 설치한다. 교량구조물은 내적 요인, 즉 변이, 변형, 뒤틀림, 차량 중량이나 속도 등이 포함되고, 외적 요인, 즉 바람, 지진, 온도나 습도 등이 포함된다. 따라서 교량구조물에는 교량구조물에 미칠 수 있는 내적 요인을 감지 및 계측할 수 있도록 변형률계나 가속도계 등의 센서가 설치되고(S1), 교량구조물에 미칠 수 있는 외적 요인을 감지 및 계측할 수 있도록 풍향풍속계, 지진계나 온습도센서 등의 계측기가 설치된다(S11).
상기 교량구조물은 변형률과 가속도 등의 내적 요인과 기상 요인으로 기상데이터를 해당 계측기가 각각 감지 및 계측하고(S2, S12), 그 계측된 신호는 유무선통신망을 통해 서버(50)로 전송하여 서버(50)를 통해 DB(51)에 각각 저장되도록 한다(S3, S13).
서버(50)는 DB(51)에 저장된 내적 요인의 계측데이터를 통해 모드형상을 추출한 후(S4) 교량구조물에 대한 내하력을 설정된 교량진단 알고리즘의 신호 처리를 통해 산정하고(S5), 또한, 서버(50)는 DB(51)에 저장된 기상 요인의 계측데이터를 통해 패턴을 분석한 후(S14) 교량구조물에 대한 자연재해를 설정된 교량진단 알고리즘의 신호 처리로 예측하며(S15), 상기 내하력 산정값과 자연재해 예측값 각각을 DB(51)에 저장한다(S6, S16).
상기 교량구조물의 내적 요인에 관하여 단계(S1) 내지 단계(S6)가 수행되고, 교량구조물의 외적 요인에 관하여 단계(S11) 내지 단계(S16)가 수행된다. 이는 교량구조물에 설치된 계측기(40)와 원격의 서버(50) 사이에 유무선통신망으로 계측데이터를 송수신하고, 서버(50)는 수신된 계측데이터를 내장된 교량진단 알고리즘의 적용으로 교량구조물의 내적 요인과 외적 요인에 관한 예측값을 산정한다.
한편, 도 8을 참조하면, 사용자가 모바일단말기(10)를 통하여 원격에서 교량구조물의 계측데이터를 증강현실로 가시화하여 보기위한 과정이 이루어진다. 즉 사용자에 의하여 모바일단말기(10)에 탑재된 안드로이드OS 기반의 AR(Augmented Reality, 증강현실)용 어플리케이션을 선택으로(S21) 초기화 및 기초자료가 설정되면(S22), 모바일단말기(10)에 탑재된 GPS수신모듈(23)로부터 위치정보를 수신하고(S23), 통신모듈(25)을 통해 상기 서버(50)에 접속하여 교량구조물에 관한 계측데이터를 실시간으로 다운로드 받는다(S24).
또한, AR용 어플리케이션은 GPS 위치정보와 계측데이터와 연계하여 3차원의 증강현실로 모바일단말기의 화면에 가시화한다(S25). 그리고 AR용 어플리케이션은 UI모듈(27)에서 제공된 교량구조물에 설치된 각종 계측기(40)의 위치와 데이터를 목록리스트로 제공하여 사용자로부터 선택할 수 있도록 한다(S26). AR용 어플리케이션은 사용자의 선택에 의하여 해당 계측기(40)의 계측정보를 상세정보로 표출한다(S27).
또한, 시용자의 조작에 의하여 UI모듈(27)로부터 3차원의 증강현실로 표출된 교량구조물에 관하여 줌인 및 줌아웃과 상하좌우의 이동이 제어되도록 한다(S27). 사용자의 이동 제어로 원하는 교량구조물에 설치된 해당 센서나 위치를 선택할 수 있고(S28), 이러한 선택으로 실시간 감지된 계측데이터의 그래프를 모바일단말기(10)의 화면에 표출된 교량구조물 위에 겹쳐 표출되도록 한다(S29). 서버(50)에 저장된 계측데이터들은 날짜별, 센서별로 데이터 그래프를 가지고 있고, 과거에 계측된 데이터들도 보관되어 있어 서버의 접속을 통해 데이터들의 확인과 비교가 용이하다.
또한, 상기 서버(50)는 교량진단 알고리즘으로 DB(51)에 저장된 교량구조물에 관한 계측데이터와 기상데이터를 통합관제센터(70)에서 실시간으로 표출되도록 하고, 교량구조물에 관한 세부 구조물의 상태정보를 가시화하여 제공하며, 교량구조물 전체 및 단위 구조물에 관한 안전진단 평가정보를 제공한다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
10: 모바일단말기 20: 증강현실 가시화 장치 21: 안드로이드OS 22: 엔진부 23: GPS수신모듈 24: AR모듈 25: 통신모듈 26: 어플리케이션부 27: UI모듈 28: 계측데이터수신모듈 29: 사용자위치모듈 40: 계측기 50: 서버 51: DB 52: 배포서버 60: GPS위성 70: 통합관제센터

Claims (6)

  1. (a) 교량구조물에 설치된 복수의 센서가 교량구조물의 내적 요인과 기상 요인을 감지 및 계측한 후에 유무선통신망을 통해 서버로 전송하여 서버를 통해 DB에 저장되도록 하는 단계;
    (b) 상기 서버는 DB에 저장된 내적 요인의 계측데이터를 통해 모드형상을 추출하여 교량구조물에 대한 내하력을 설정된 교량진단 알고리즘으로 산정하고, 서버는 DB에 저장된 기상 요인의 계측데이터를 통해 패턴을 분석하여 교량구조물에 대한 자연재해를 설정된 교량진단 알고리즘으로 예측한 후에 각각 DB에 저장하는 단계;
    (c) 사용자에 의하여 모바일단말기에 탑재된 안드로이드OS 기반의 AR(Augmented Reality, 증강현실)용 어플리케이션을 선택하여 초기화 및 기초자료를 설정하면, 모바일단말기에 탑재된 GPS모듈로부터 위치정보를 수신하고, 통신모듈을 통해 상기 서버에 접속하여 교량구조물에 관한 계측데이터를 실시간으로 다운로드 받는 단계;
    (d) 상기 AR용 어플리케이션은 GPS 위치정보와 계측데이터와 연계하여 3차원의 증강현실로 모바일단말기의 화면에 가시화하는 단계;
    (e) 상기 AR용 어플리케이션은 UI모듈에서 제공된 교량구조물에 설치된 각종 계측기의 위치와 데이터를 목록리스트로 제공하여 사용자로부터 선택하도록 하는 단계;
    (f) 상기 AR용 어플리케이션은 사용자의 선택에 의하여 해당 계측기의 계측정보를 상세정보로 표출하는 단계;를 포함하여 이루어진 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시용자의 조작에 의하여 UI모듈로부터 3차원의 증강현실로 표출된 교량구조물에 관하여 줌인 및 줌아웃과 상하좌우의 이동이 제어되도록 하고, 사용자의 이동 제어로 원하는 교량구조물에 설치된 해당 센서나 위치를 선택할 수 있으며, 이러한 선택으로 실시간 감지된 계측데이터의 그래프를 모바일단말기의 화면에 표출된 교량구조물 위에 겹쳐 표출되도록 하는 단계를 더 포함하는 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 서버는 교량진단 알고리즘으로 DB에 저장된 교량구조물에 관한 계측데이터와 기상데이터를 통합관제센터에서 실시간으로 표출되도록 하고, 교량구조물에 관한 세부 구조물의 상태정보를 가시화하여 제공하며, 교량구조물 전체 및 단위 구조물에 관한 안전진단 평가정보를 제공하는 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법.
  4. 교량구조물의 기상 요인과 관련된 환경정보를 감지 및 계측하고 교량구조물의 내적 요인과 관련된 계측정보를 감지 및 계측하는 계측기로부터 계측데이터를 수집한 후에 설정된 교량진단 알고리즘을 이용하여 교량구조물의 내하력 및 자연재해를 예측한 후에 해당 정보를 DB에 저장하고, DB에 저장된 정보를 외부의 요청에 의하여 원격으로 전송하는 서버; 및
    GPS으로부터 위치정보를 수신하는 GPS모듈과, 상기 서버로부터 계측데이터를 수신하는 통신모듈과, 상기 교량구조물의 계측기 위치와 계측데이터를 수신하는 계측데이터수신모듈과, 상기 교량구조물의 구조정보, 위치정보 및 계측데이터를 수집하여 3차원의 증강현실로 가시화하는 AR모듈과, 모바일단말기 화면에 사용자 중심의 인터페이스를 제공하는 UI모듈과, 상기 모바일단말기를 보유한 사용자의 위치정보를 제공하는 사용자위치모듈을 포함하는 AR용 어플리케이션이 안드로이드OS 기반에서 운영되는 증강현실 가시화 장치;를 포함하여 이루어진 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 교량구조물에 관한 정보를 서버를 통해 실시간으로 표출하고, 교량구조물에 관한 감시 및 제어정보를 입출력하며, 교량구조물의 구조물 상태정보의 가시화와 구조물의 안전 평가를 수행하는 통합관제센터가 포함되고, 상기 서버를 통해 DB에 저장된 각종 자료를 외부로 전송하기 위한 배포서버를 더 포함하는 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 서버와 모바일단말기의 데이터 송수신을 WCDMA, WiFi, LTE 통신망을 포함하는 무선통신망을 이용하는 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 시스템.
KR1020120022149A 2012-03-05 2012-03-05 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법 및 그 시스템 KR20130101202A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120022149A KR20130101202A (ko) 2012-03-05 2012-03-05 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법 및 그 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120022149A KR20130101202A (ko) 2012-03-05 2012-03-05 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법 및 그 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130101202A true KR20130101202A (ko) 2013-09-13

Family

ID=49451447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120022149A KR20130101202A (ko) 2012-03-05 2012-03-05 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법 및 그 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130101202A (ko)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101406005B1 (ko) * 2014-04-09 2014-06-11 건양대학교산학협력단 스마트 구조물을 위한 멀티 센싱을 이용한 분산형 구조적 상태 평가 시스템
KR101876928B1 (ko) * 2016-04-11 2018-07-11 주식회사 비트센싱 레이더와 반사체를 이용한 구조물 변형 감지 시스템
CN110941872A (zh) * 2019-12-16 2020-03-31 北京科技大学 悬索桥主缆垂度和塔顶水平位移随温度变化的确定方法
KR102108115B1 (ko) * 2019-01-29 2020-05-07 (주)비트버스 교량 안전 모니터링 시스템 구축용 상황 진동 감지 전자식 멀티 센서 모듈
CN111553005A (zh) * 2020-04-21 2020-08-18 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 一种基于像素流技术的桥梁可视化系统及方法
KR20200145042A (ko) * 2019-06-20 2020-12-30 안동대학교 산학협력단 Ｒｆｉｄ 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템
KR102207719B1 (ko) * 2019-07-29 2021-01-27 아주대학교산학협력단 콘크리트 구조물 비파괴 검사용 증강현실 디스플레이 장치 및 그 제어 방법
US11074730B1 (en) 2020-01-23 2021-07-27 Netapp, Inc. Augmented reality diagnostic tool for data center nodes
KR20210115246A (ko) * 2020-03-12 2021-09-27 이용 3d 모델링 기반 댐 안전 관리를 위한 통합 유지보수 관제 방법 및 시스템
KR102442359B1 (ko) * 2021-03-10 2022-09-13 한국도로공사 증강현실기반 교량 유지관리방법
KR20220151263A (ko) 2021-05-06 2022-11-15 경상국립대학교산학협력단 스마트 휴대기기를 활용한 시설물 안전점검 시스템 및 그 방법
KR20230094074A (ko) 2021-12-20 2023-06-27 한국건설기술연구원 중소 노후교량 내하성능 추정 시스템 및 그 방법
CN116653820A (zh) * 2023-08-02 2023-08-29 南京中旭电子科技有限公司 适用于故障诊断的霍尔传感器处理方法及装置
KR102571981B1 (ko) 2023-05-24 2023-08-30 주식회사 엘에스엠케이 증강현실 기반의 시설물 점검 및 유지관리 시스템
KR102626755B1 (ko) 2023-08-23 2024-01-19 주식회사 엘에스엠케이 증강현실 객체의 자동생성을 위한 프레임워크

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101406005B1 (ko) * 2014-04-09 2014-06-11 건양대학교산학협력단 스마트 구조물을 위한 멀티 센싱을 이용한 분산형 구조적 상태 평가 시스템
KR101876928B1 (ko) * 2016-04-11 2018-07-11 주식회사 비트센싱 레이더와 반사체를 이용한 구조물 변형 감지 시스템
KR102108115B1 (ko) * 2019-01-29 2020-05-07 (주)비트버스 교량 안전 모니터링 시스템 구축용 상황 진동 감지 전자식 멀티 센서 모듈
KR20200145042A (ko) * 2019-06-20 2020-12-30 안동대학교 산학협력단 Ｒｆｉｄ 통신을 이용한 시설물 안전 진단 시스템
KR102207719B1 (ko) * 2019-07-29 2021-01-27 아주대학교산학협력단 콘크리트 구조물 비파괴 검사용 증강현실 디스플레이 장치 및 그 제어 방법
CN110941872B (zh) * 2019-12-16 2021-08-03 北京科技大学 悬索桥主缆垂度和塔顶水平位移随温度变化的确定方法
CN110941872A (zh) * 2019-12-16 2020-03-31 北京科技大学 悬索桥主缆垂度和塔顶水平位移随温度变化的确定方法
US11610348B2 (en) 2020-01-23 2023-03-21 Netapp, Inc. Augmented reality diagnostic tool for data center nodes
US11074730B1 (en) 2020-01-23 2021-07-27 Netapp, Inc. Augmented reality diagnostic tool for data center nodes
KR20210115246A (ko) * 2020-03-12 2021-09-27 이용 3d 모델링 기반 댐 안전 관리를 위한 통합 유지보수 관제 방법 및 시스템
CN111553005A (zh) * 2020-04-21 2020-08-18 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 一种基于像素流技术的桥梁可视化系统及方法
CN111553005B (zh) * 2020-04-21 2023-10-13 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 一种基于像素流技术的桥梁可视化系统及方法
KR102442359B1 (ko) * 2021-03-10 2022-09-13 한국도로공사 증강현실기반 교량 유지관리방법
KR20220151263A (ko) 2021-05-06 2022-11-15 경상국립대학교산학협력단 스마트 휴대기기를 활용한 시설물 안전점검 시스템 및 그 방법
KR20230094074A (ko) 2021-12-20 2023-06-27 한국건설기술연구원 중소 노후교량 내하성능 추정 시스템 및 그 방법
KR102571981B1 (ko) 2023-05-24 2023-08-30 주식회사 엘에스엠케이 증강현실 기반의 시설물 점검 및 유지관리 시스템
CN116653820A (zh) * 2023-08-02 2023-08-29 南京中旭电子科技有限公司 适用于故障诊断的霍尔传感器处理方法及装置
CN116653820B (zh) * 2023-08-02 2023-10-20 南京中旭电子科技有限公司 适用于故障诊断的霍尔传感器处理方法及装置
KR102626755B1 (ko) 2023-08-23 2024-01-19 주식회사 엘에스엠케이 증강현실 객체의 자동생성을 위한 프레임워크

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130101202A (ko) 교량구조물의 증강현실 기반 안전진단 정보 가시화 방법 및 그 시스템
Chen Structural health monitoring of large civil engineering structures
US9921146B2 (en) Pipeline management supporting server and pipeline management supporting system
US20130066568A1 (en) Integrated system with acoustic technology, mass imbalance and neural network for detecting, locating and quantifying leaks in ducts
JP2016535885A (ja) 資産監視用の汎用無線プラットフォームのための方法およびシステム
CN110780347B (zh) 基于循环神经网络的地震破坏力预测装置及方法
Al-Radaideh et al. A wireless sensor network monitoring system for highway bridges
CN113569445A (zh) 一种基于数字孪生技术的钢结构健康监测系统及方法
CN112765857B (zh) 一种列车结构损伤识别方法、装置、电子设备和存储介质
Alamdari et al. Non-contact structural health monitoring of a cable-stayed bridge: Case study
KR101328889B1 (ko) 계측 변위 기반의 구조물 건전도 평가 시스템
WO2022267613A1 (zh) 基于被动激励的桥梁结构应变监测系统在线校准方法
CN112284657A (zh) 一种桥梁监测系统及监测方法
JP2015025246A (ja) 橋梁の稼働状況監視システム
US11844002B2 (en) Environmental information management system
CN113485898A (zh) 振动测点显示方法、装置、设备及存储介质
WO2020195536A1 (ja) 構造物の異常判別方法及び異常判別システム
KR20130000654A (ko) 환경 인자를 고려한 장대교량의 실시간 구조해석 모니터링
KR101635806B1 (ko) 대화 기능, 지능 기능 및 임무 기능의 다기능 계측모듈을 구비한 시설물 안전관리 시스템 및 그 방법
KR102396625B1 (ko) 타워크레인 진단 시스템 및 방법
JP6742014B1 (ja) 構造物の異常判別方法及び異常判別システム
KR20220120507A (ko) Gnss 및 센서 데이터를 이용한 위치 변위 모니터링 장치 및 이를 이용하는 위험 지역 상시 계측 시스템
KR101201778B1 (ko) 매설물 관리 서비스 시스템
EP3561614B1 (en) Process for training a self-learning machine in a defect monitoring system
CN114739446B (zh) 一种多维度结构健康无损识别方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application