KR20140050378A - 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측정 대상물의 측정면에 대응하는 위치별로 위치된 복수의 측정장치를 통하여 측정 대상물을 측정하여 한번에 측정결과를 분석함에 따라 최소의 인원으로 신속하게 측정대상물을 측정할 수 있고, 측정시의 측정환경 변화에 따른 오차를 최소화할 수 있는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 임의의 측정 대상물을 측정하며, 해당 측정 대상물의 측정면에 대응하는 위치별로 설치된 복수의 측정장치; 상기 복수의 측장장치의 기준좌표설정을 위한 복수의 타겟; 및 상기 복수의 측정장치로부터 상기 측정 대상물을 측정한 좌표정보와 상기 복수의 타겟을 측정한 좌표정보를 수신하여 상기 측정 대상물의 정도를 분석하는 디지털 기기를 포함하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템이 제공된다.

Description

조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MEASUREMENT AND ACCURACY CONTROL OF SHIP AND MARINE STRUCTURES}

본 발명은 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 측정 대상물의 측정면에 대응하는 위치별로 위치된 복수의 측정장치를 통하여 측정 대상물을 측정하여 한번에 측정결과를 분석함에 따라 측정시의 측정환경 변화에 따른 오차를 최소화할 수 있는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

종래에는 완성된 3차원 설계 도면인 제작도면을 현장에서 인계받아 작업자가 설계도면 대로 선체 블록을 제작한 후 대표적인 3차원 측정장치로 선체 블록 외관의 다수의 주요 지점에 대하여 측정하고, 이후 3차원 측정장치의 측정점에 관한 데이터를 PDA 등의 저장 장치에서 숙련된 작업자가 육안으로 확인해 가면서 수작업으로 관리점(설계점) 및 측정점의 좌표값을 기입하고 분석하는 방식으로 정도 관리 작업을 하였다.

그러나, 이러한 종래의 방법은 측정된 측정점의 정보를 기초로 하여 체크 시트에서 설계점에 대응하는 관리점을 일일이 비교 분석하여 기입하고 그 편차를 계산한 후 추가로 가공해야 하므로 고도로 숙련된 정도 관리 기술자를 요한다는 단점이 있으며, 숙련된 기술자가 하더라도 정도 관리에 소용되는 시간이 매우 오래 걸리므로 생산성이 저하되고 선박의 건조 속도를 지연시키는 주요한 요인이 되어 왔다.

또한 측정장치 1대를 사용하여 기준좌표계 형성을 위한 타겟을 2개 혹은 3개 사용하여 이를 기준으로 입체 구조물의 여러부분을 분할 측정하므로, 장시간 측정해야 하고 분할 측정시 발생 가능한 측정환경 변화에 따른 오차 등이 발생될 수 있다.

따라서 복수의 인원이 복수의 측정장치를 사용하여 단시간에 측정하고, 측정 오차발생을 최소화할 수 있는 시스템의 개발이 절실이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은, 측정 대상물의 측정면에 대응하는 위치별로 위치된 복수의 측정장치를 통하여 측정 대상물을 측정하여 한번에 측정결과를 분석함에 따라 최소의 인원으로 신속하게 측정대상물을 측정할 수 있고, 측정시의 측정환경 변화에 따른 오차를 최소화할 수 있는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 임의의 측정 대상물을 측정하며, 해당 측정 대상물의 측정면에 대응하는 위치별로 설치된 복수의 측정장치; 상기 복수의 측장장치의 기준좌표설정을 위한 복수의 타겟; 및 상기 복수의 측정장치로부터 상기 측정 대상물을 측정한 좌표정보와 상기 복수의 타겟을 측정한 좌표정보를 수신하여 상기 측정 대상물의 정도를 분석하는 디지털 기기를 포함하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템이 제공된다.

상기 복수의 측정장치는 상기 측정 대상물의 복수의 측정면을 동시에 측정하고, 상기 디지털 기기는 기준좌표계를 기준으로 하여 상기 복수의 측정장치로부터 측정된 복수의 측정면에 대한 정도를 한번에 분석하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 복수의 측정장치 및 상기 디지털 기기는 상호간의 데이터 통신을 위해 통신부를 각각 포함하는 것이 바람직하다.

상기 측정 대상물은 플로팅 도크(floating dock)에 있는 것이 바람직하다.

상기 측정 대상물은 입체 구조물인 것이 바람직하다.

상기 복수의 측정장치 각각은 측정하려는 상기 측정 대상물에 대한 좌표계 설정방법과, 상기 좌표계 설정방법을 기준으로 상기 측정 대상물을 측정하기 위한 측정방법을 설정하는 설정부; 상기 설정부에 의해 설정된 좌표계 설정방법과 측정방법을 근거로 하여 기준좌표계를 생성하는 생성부; 상기 측정 대상물의 측정점을 지정하고 지정된 측정점의 속성에 맞춰 해당 측정점을 측정하기 위한 좌표측정방법을 결정하는 결정부; 및 상기 결정된 좌표측정방법대로 상기 지정된 측정점을 측정하고 측정된 측정점의 좌표정보를 획득하는 획득부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 디지털 기기는 상기 획득부에 의해 획득된 좌표정보를 이용하여 상기 측정 대상물의 치수 및 기하공차를 판단하는 분석부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 측정 대상물의 측정면을 측정하기 위한 메인 측정장치; 상기 메인 측정장치와 연결되어, 상기 메인 측정장치와 다른 측정면을 측정하는 복수의 서브 측정장치; 및 상기 메인 측정장치 및 상기 복수의 서브 측정장치의 기준좌표설정을 위한 복수의 타겟을 포함하되, 상기 메인 측정장치는 측정면을 측정한 좌표정보와 상기 복수의 서브 측정장치를 통하여 측정된 좌표정보를 이용하여 상기 측정 대상물의 정도를 분석하는 것을 특징으로 하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템을 제공한다.

상기 메인 측정장치는 측정하려는 상기 측정 대상물에 대한 좌표계 설정방법과, 상기 좌표계 설정방법을 기준으로 상기 측정 대상물을 측정하기 위한 측정방법을 설정하는 설정부; 상기 설정부에 의해 설정된 좌표계 설정방법과 측정방법을 근거로 하여 기준좌표계를 생성하는 생성부; 상기 측정 대상물의 측정점을 지정하고 지정된 측정점의 속성에 맞춰 해당 측정점을 측정하기 위한 좌표측정방법을 결정하는 결정부; 상기 결정된 좌표측정방법대로 상기 지정된 측정점을 측정하고 측정된 측정점의 좌표정보를 획득하는 획득부; 및 상기 획득부에 의해 획득된 좌표정보를 이용하여 상기 측정 대상물의 치수 및 기하공차를 판단하는 분석부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제작된 조선 해양 구조물의 치수 및 형상 정확도가 허용오차 내에 부합하는지 비교 분석하기 위한 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 방법으로서, 측정하려는 조선 해양 구조물에 대한 좌표계 설정방법을 결정하는 단계; 상기 조선 해양 구조물을 측정하기 위한 측정방법을 설정하는 단계; 상기 좌표계 설정방법 및 상기 측정방법을 근거로 하여 기준좌표계를 설정하는 단계; 상기 조선 해양 구조물의 측정점을 지정하고 지정된 측정점의 속성에 맞춰 해당 측정점을 측정하기 위한 좌표측정방법을 결정하는 단계; 상기 결정된 좌표측정방법대로 상기 지정된 측정점을 복수의 측정 장비를 통해 각각 측정하고 측정된 측정점의 좌표정보를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 좌표정보를 이용하여 상기 조선 해양 구조물의 치수 및 기하공차를 판단하는 단계를 포함하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면 측정 대상물의 측정면에 대응하는 위치별로 설치된 복수의 측정장치를 통하여 측정 대상물을 측정하여 한번에 분석함에 따라 신속하게 측정 대상물의 측정을 가능하게 하고, 분할 측정시의 측정환경 변화에 따른 오차를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 기준좌표계를 기준으로 복수의 측정장치를 통하여 측정 대상물의 측정면에 대한 정보를 한번에 분석함으로써, 작업 효율성을 증대시킬 수 있는 효과도 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면 흔들림이 있는 플로팅 도크(floating dock)에서도 측정 대상물의 측정을 가능하게 한 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 측정장치를 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 1에 도시된 디지털 기기를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템을 설명하기 위한 도면, 그리고
도 5는 본 발명에 따른 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.

도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템은 임의의 측정 대상물의 측정면에 대응하는 위치별로 설치된 복수의 측정장치(10)와, 복수의 측정장치(10)의 기준좌표설정을 위한 복수의 타겟(T1, T2,T3)과, 측정 대상물의 측정면을 측정한 좌표정보와 타겟의 좌표정보를 이용하여 측정 대상물의 정도를 분석하는 디지털 기기(20)를 포함하여 구성된다. 측정면에 대응하는 위치별로 위치된 복수의 측정장치(10)를 통하여 측정 대상물을 측정하기 때문에 종래 1대의 측정장치를 이동하면서 측정 대상물을 측정하는 것에 비해 신속하게 측정을 가능하게 하면서 측정환경변화에 따른 오차를 최소화할 수 있다.

복수의 측정장치(10)는 구좌표계 방식의 3차원 측정장치, 예를 들면 토탈 스테이션(Total station)일 수 있다. 복수의 측정장치(10)는 측정 대상물의 복수의 측정면을 측정한 좌표정보를 디지털 기기(20)로 전송한다. 디지털 기기(20)에서는 측정된 복수의 측정면에 대한 정도를 한번에 분석할 수 있다.

디지털 기기(20)는 복수의 측정장치(10)에서 전송된 측정점의 좌표정보를 기반으로 한번에 측정대상물의 치수 및 기하공차를 분석하고 분석된 결과를 화면상에 제공할 수 있다.

측정 대상물은 조선 해양 구조물로, 조선 해양 구조물은 상선, 해양에서 부유된 채 사용되는 선박 및 해양 플랜트의 갑판 상에 설치된 기계장치와 의장품을 모두 포함하는 개념이다. 또한 측정 대상물은 입체 구조물일 수 있다.

복수의 측정장치(10) 각각은 조선 해양 구조물을 측정하기 위해 토탈 스테이션의 좌표에서 조선 해양 구조물의 설계 도면의 좌표로 변환하는 좌표변환부(미도시)를 필요로 한다. 좌표 변환을 하기 위해서는 7개의 파라미터(parameter)를 알고 있어야 한다. 7개의 파라미터는 두 좌표계를 동일한 크기(dimension)로 맞추어 주는 축척변화(scaling), 3개의 축(X, Y, Z)을 회전시키는 각축의 회전요소(rotation), 각 축 또는 일정량 만큼 평행이동을 하는 X, Y, Z축의 3개의 평행이동 요소(translation)를 말한다. 3차원 좌표 변환은 아래의 수학식 1에 의해 수행된다.

- (X, Y, Z) : 설계좌표계 (설계 좌표)

- (x, y, z) : 측정 좌표계 (T/S에서 측정한 좌표)

- (Tx, Ty, Tz) : 두 좌표계간의 평행이동 요소

- S : 스케일 (축척율)

- M : 회전 변환 행렬

7개의 파라미터 값이 주어지지 않으면 좌표변환 전과 좌표변환 후의 좌표값에 근거하여 7개의 파라미터 값을 구할 수 있다.

도 2를 참조하면 측정장치(10)는 설정부(11), 생성부(12), 결정부(13), 획득부(14), 메모리(15) 및 무선통신부(16) 등을 포함하여 구성된다.

설정부(11)는 복수의 측정장치(10)와 연동되는 디지털 기기(20)에 제공되는 좌표계 설정방법 중에서 어느 하나의 좌표계 설정방법을 설정한다. 이때, 좌표계 설정방법은 2점의 기준점을 설정하는 방식과, 3점의 기준점을 설정하는 방식을 포함한다. 2점의 기준점을 설정하는 방식은 조선 해양 구조물의 기준면이 지면과 평행하고 측정 장치(10)가 지면과 평행한 경우에 설정되고, 3점의 기준점을 설정하는 방식은 조선 해양 구조물의 기준면이 지면과 평행하지 않거나 측정 장치(10)가 해상의 구조물에 놓여진 상태인 경우에 설정된다.

2점 기준점을 설정하는 방식은 수직축인 Z축이 중력방향과 동일하기 때문에 수평축인 원점과 X축 또는 원점과 Y축으로 설정하고, 3점 기준점을 설정하는 방식은 직교좌표계를 형성하기 위한 3점, 즉 원점, X축, Y축 또는 원점, X축, Z축 또는 원점 Y축, Z축으로 설정한다. 2점 기준점 설정 방식은 육상(PE, Dock 등)에서 측정 시에 측정 장치(10)가 오토 레벨링(Auto-Leveling) 기능을 통하여 지면과 수평을 이루기 때문에 X축과 Z축을 기준축으로 X-Z 평면에 대한 2점 기준 설정을 한다. 첫번째 측정점이 원점이 되고 두번째 측정점이 X축 방향을 형성하여 기준축을 정의한다. 2점 기준점 설정을 할때는 전자기포를 이용하여 수평을 잡고 자동보정기능을 활성화해야 한다.

3점 기준점 설정 방식은 측정 장치(10)가 설치된 곳이 안정하지 않은 장소(floating dock, on-deck 등)에서의 측정 시 고정된 기준축을 설정할 수 없기 때문에 3점을 측정하여 의도하는 기준축을 설정할 수 있다. 첫번째 측정점이 원점이 되고 두번째 측정점이 X축을 형성하고 세번째 측정점이 Y축을 형성할 수 있다.

또한 설정부(11)는 상술된 좌표계 설정방법에 의해 설정된 2점 또는 3점 기준점 즉, 2개 또는 3개의 타켓을 기준으로 조선 해양 구조물을 측정하기 위한 측정방법을 설정한다. 측정방법은 설계 정보를 활용하지 않고 측정장치(10) 고유의 좌표계를 기준으로 조선 해양 구조물을 측정하여 측정점의 좌표정보를 획득하고자 하는 '일반측정방법'과, 측정하고자 하는 조선 해양 구조물의 지점에 대한 설계 정보를 포함하는 설계 파일을 읽어 들여 측정하고 오차값을 판별하는 '설계기준측정방법'과, 측정하고자 하는 조선 해양 구조물의 좌표계를 형성하기 위한 주요 지점에 대한 설계정보만을 이용하면서 해당 조선 해양 구조물을 사주사상하기 위한 대상평면을 설정하여 측정된 좌표 정보에서 설정된 대상 평면에 대한 오차값을 산출하는 '사주사상측정방법'을 포함한다. 사주사상은 블록과 블록을 한번에 연결하기 위해 블록 끝단의 전 둘레를 필요한 치수에 맞추어 마진과 간섭부를 잘라내고 용접을 위한 적정 Gap 및 개선각을 만드는 작업을 의미한다. 이때 설계 파일은 메모리(15)에 이미 저장되어 있는 상태이다.

따라서 사용자는 2점 또는 3점의 기준점을 기준으로 조선 해양 구조물을 측정할 측정방법을 선택하면, 설정부(11)는 선택된 측정방법으로 설정하고 설정된 측정방법을 메모리(15)에 저장한다.

생성부(12)는 설정된 좌표계 설정방법 및 측정방법에 근거하여 기준좌표계를 생성한다. 더 자세하게 생성부(12)는 설정부(11)에 의해 설정된 2점의 주요 지점 또는 3점의 주요 지점을 측정하여 기준좌표계를 생성한다. 이와 같이 2점 또는 3점의 주요 지점을 측정하여 기준좌표계를 생성함으로써 이후 측정할 대상물의 수많은 측정점 좌표정보를 사용자가 원하는 좌표계로 표현할 수 있도록 좌표변환정보를 설정해 놓을 수 있다.

2점 또는 3점의 주요지점은 일반적인 선박 블록의 경우 구조물의 종/횡 강도를 지배적으로 지지할 수 있는 주요 골재 접합지점으로 선정한다. 이에 따라 측정 작업 중 구조물의 변형에 의한 측정 정확도의 저하를 방지할 수 있고 측정 계획 단계에서부터 고려하여 좌표계 설정을 위한 주요지점을 2점 또는 3점보다 많은 수량으로 계획해 놓고 기준좌표계를 설정후 측정 작업 중에 주요지점들에 대한 재확인 측정작업을 통하여 기준좌표계의 변형이 없는지 즉, 블록의 변형이 없는지를 확인하면서 측정함으로써 측정 정확도에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다.

결정부(13)는 조선 해양 구조물의 측정점을 지정하고 지정된 측정점의 속성에 맞춰 해당 측정점을 측정하기 위한 좌표측정방법을 지정한다. 이때 측정점 및 좌표측정방법은 화면상에 제공된 UI를 통하여 화면상에서 측정점의 선택 및 좌표측정방법의 선택을 가능하게 한다.

좌표측정방법은 한점만을 측정하는 1점 측정 방법 외에 2점 간접 측정 방법 3점 간접 측정 방법, 3+2점 간접 측정 방법, 시준 측정 방법, 기계점 이동 측정 방법을 추가로 지원한다.

1점 측정 방법은 측정 장치(10)로 한점만 측정하여 측정한 값을 얻을 수 있는 방식이고, 2점 간접 측정 방법은 장애물에 의해 측정 시야가 간섭되는 위치의 측정에 사용되고, 3점 간접 측정 방법은 원통 구조물 또는 배관의 중심 좌표를 측정하고자 하는 경우 측정 장치(10)로 단면상의 3점을 측정하면 3점의 외접원 중심 위치좌표를 계산하여 원통 구조물의 3차원 중심좌표를 얻을 수 있는 방식이며, 3+2점 간접 측정 방법은 상기의 3점 간접측정 상황에서 일부 측정점이 타 구조물에 간섭되어 직접 시준 및 측정이 불가한 경우 상기의 2점 간접측정을 혼용하여 원의 중심좌표를 산출하는 방식이고, 시준 측정 방식은 구조물의 에지(edge) 및 모서리 부분과 같이 직접 시준하여 측정하는데 한계가 있는 상황에서 인접한 평면상을 측정하여 에지(edge) 및 모서리 끝단부의 좌표값을 산출하는 방식이며, 기계점 이동 측정 방법은 입체 구조물의 전체 면을 동일 좌표계로 측정하기 위하여 측정 중 측정 장치(10)의 위치를 이동한 후에도 이동 전의 측정장비의 기계점을 유지하여 측정을 계속하고자 할 때 사용하는 방식이다. 기계점 이동 전 측정 가능한 타켓을 확인하여 기계점 설정에 필요한 점을 측정하고 측정한 점을 저장한다. 기계점 이동 후 저장된 점들을 이동한 위치에서 다시 측정하여 기준점으로 설정하게 된다.

획득부(14)는 결정부(13)에 의해 결정된 좌표측정방법을 이용하여 조선 해양 구조물의 치수 및 기하공차를 확인하기 위한 주요지점들인 측정점에 대하여 한점씩(point by point) 측정하여 측정점의 좌표정보를 획득한다. 이때 획득부(14)는 측정 대상물의 측정면에 대응하는 위치별로 설치된 복수의 측정장치(10)로부터 각각의 측정점에 대하여 한점씩 측정하여 측정점의 좌표정보를 각각 획득한다.

통신부(16)는 디지털 기기(20)에 측정한 좌표 정보를 송신하고, 디지털 기기(20)로부터 전송되는 정보를 수신한다. 통신부(16)는 유선 또는 무선 통신 방식이 채택될 수 있다.

복수의 측정장치(10)를 통해 측정된 좌표정보는 디지털 기기(20)에서 수신한다. 도 3을 참조하면 디지털 기기(20)는 분석부(21), 메모리(22), 관리부(23) 및 통신부(24) 등을 포함하여 구성된다.

분석부(21)는 복수의 측정장치(10)의 획득부(14)에 의해 획득된 복수의 측정점의 좌표정보를 이용하여 조선 해양 구조물의 치수 및 기하공차를 판단한다.

디지털 기기(20)의 통신부(24)는 복수의 측정장치(10)로부터 좌표정보를 각각 수신하고, 수신된 좌표정보를 한번에 분석하여 분석결과를 외부로 송신할 수 있다.

또한 분석부(21)는 측정장치(10)의 설정부(11)에 의해 설정된 측정방법을 수신하고, 수신된 측정방법에 따라 기준좌표계(기계좌표 또는 블록좌표)를 형성하기 위한 좌표변환인자를 생성하게 된다. 좌표변환인자는 각 축에 대한 선형 운동을 위한 X축, Y축, Z축 이동과 X축, Y축, Z축 회전에 대한 6개의 파라미터값이며, 일반적인 좌표변환 행렬에 포함되는 척도 인자(scale factor)는 실물에 대한 측정과 비교를 수행하기 때문에 항상 '1'의 값으로 고정한다.

또한 분석부(21)는 측정된 측정점의 좌표정보들을 이러한 6개의 파라미터를 이용하여 기 설정해 놓은 좌표계로 표현하며 표현된 결과를 바탕으로 설계정보와 비교하여 오차를 분석하고, 두점간의 치수정보와 위치, 형상, 자세 공차에 대하여 분석할 수 있다. 이에 따라 제작된 조선 해양 구조물의 치수 및 형상 정확도가 허용오차 내에 부합하는지 비교 분석할 수 있다. 분석부(21)에 의해 분석된 분석결과는 메모리(22)에 저장된다. 여기서, 평평한 형상을 갖는 블록에 있어서 폭의 허용오차는 예를 들어 ±3.0mm, 길이의 허용오차는 예를 들어 ±3.0mm, 높이의 허용오차는 예를 들어, ±5.0mm일 수 있다. 이와 같은 허용오차는 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 블록의 형상에 따라 허용오차가 상이하고, 블록 형상을 갖추기 전의 가공, 조립 단계에서 관리하는 허용오차도 상이하다.

관리부(23)는 메모리(22)를 참조하여 임의의 조선 해양 구조물에 대한 상세한 정보 조회가 필요할 경우 해당 조선 해양 구조물에 대한 분석결과를 제공한다.

이후 관리부(23)는 제공된 분석결과에 대한 재분석의 요청이 있으면 최초 설정된 기준좌표계에 대하여 기준점 변경, 좌표 이동, 또는 좌표 회전과 같은 좌표변환을 통해 분석결과를 재분석하고 재분석된 분석결과와 측정점의 좌표 정보를 메모리(22)에 저장한다.

이하는 결정부(13)에 의해 결정되는 3가지 측정 방법 외에도 다른 측정 방법들을 더 설명하면 다음과 같다.

구체적으로 편평도 측정 방법, 곡실장 측정 방법, 꺽임량 측정 방법, 대변 측정 방법, 직선도/직각도 측정 방법 및 진원도 측정 방법 등 6가지의 기타 측정 방법이 제공되고 측정 대상 구조물에서 확인하고자 하는 기하공차에 필요한 부분만 상대 좌표계 상에서 측정 및 분석하게 된다.

편평도 측정 방법은 구조물에 대한 설계 좌표값 없이 임의 평면에 대한 편평도 차이를 상대 좌표계 상에서 판단하기 위한 방법이고, 곡실장 측정 방법은 3차원 공간상에서 설계 좌표값 없이 측정된 좌표값만을 이용하여 3차원 곡선의 실장 길이를 구하는 방법이고, 꺽임량 측정 방식은 3차원 공간상에서 2점을 연장한 직선에서 임의의 한점까지 최소거리를 산출하는 방법이다.

대변 측정 방법은 두점간의 거리 측정 기능으로 수평거리, 수직 거리, 기준점과 측정점과의 거리를 계산하여 표시하는 방법이다.

직선도 측정 방법은 기준좌표계 설정 후 측정한 점과 기준평면인 X-Z 평면의 Y축 편차값을 산출하는 것이고, 직각도 측정 방법은 기준축 설정 후 직선도를 측정하기 위하여 측정한 제 1 측정점이 기준평면인 X-Z평면과 수직선상에 있다고 가정하고 제 1 측정점과 그 이후에 측정한 제 2 측정점의 X축 편차값을 산출하는 것이다.

진원도 측정 방법은 3차원 공간상에서 설계 좌표값 없이 원통 구조물 원주상의 임의의 점들을 측정한 후 원의 중심점 좌표와 평균 반지름 그리고 각 측정점의 반지름과 오차값을 계산하며, 원통 구조물의 기준 좌표계를 설계 좌표값 기준으로 측정하여 설계 기준으로 오차를 분석할 수 있는 기능도 제공한다.

이상의 실시예에서는 구조물에 지정한 복수의 측정면에 대응하는 위치에 설치된 복수의 측정장치(10)로부터 측정된 복수의 좌표정보를 디지털 기기(20)에서 수신하여 디지털 기기(20)에서 복수의 좌표정보를 기반으로 구조물의 정도를 분석하는 것으로 설명하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 도 5에 도시된 바와 같이 구조물에 지정한 복수의 측정면에 대응하는 위치에 설치된 메인 측정장치(50), 적어도 하나 이상의 서브 측정장치를 통해 측정면의 좌표정보를 획득하고, 획득된 좌표정보를 메인 측정장치(50)에서 수집하여 구조물의 정도를 분석할 수도 있다. 이때 메인 측정장치(50)와 제 1 및 제 2 서브 측정장치(51, 52)간에도 역시 통신부를 각각 포함하여 메인 측정장치(50)와 제 1 및 제 2 서브 측정장치(51, 52)간의 통신이 수행될 수 있다. 메인 측정장치(50)는 구조물의 측정점을 측정하면서 제 1 및 제 2 서브 측정장치(51, 52)로부터 수신된 정보를 수집하여 조선 해양 구조물의 정도를 분석할 수 있는 장치이다. 여기서는 두개의 서브 측정장치만을 도시하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 구조물의 크기에 맞춰 서브 측정장치의 개수가 정해지는 것이 바람직하다. 메인 측정장치(50)에는 도 2 및 도 3에서 상술된 설정부, 생성부, 결정부, 획득부, 메모리, 통신부, 분석부 및 관리부를 포함함하고, 제 1 및 제 2 서브 측정장치(51, 52) 각각에도 마찬가지로 도 2에서 상술된 설정부, 생성부, 결정부, 획득부, 메모리, 및 통신부를 포함한다.

이와 같은 구성을 갖는 구조물의 측정 및 분석 시스템을 이용한 구조물의 측정 및 분석 방법을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물의 측정 및 분석 시스템을 이용한 구조물의 측정 및 분석 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

도 4를 참조하면 설정부(11)는 측정하려는 조선 해양 구조물에 대한 좌표계 설정방법을 결정한다(S11).

또한 설정부(11)는 해당 조선 해양 구조물의 좌표정보 획득을 위한 측정방법을 설정한다(S13).

생성부(12)는 설정부(11)에 의해 설정된 좌표계 설정방법 및 측정방법을 기초로 기준좌표계를 생성한다(S15).

결정부(13)는 조선 해양 구조물의 블록에 대해 측정하고자 하는 임의의 측정점을 지정하고, 지정된 측정점의 속성에 맞춰 좌표측정방법을 결정한다(S17). 측정점의 속성은 3차원 좌표를 획득하기 위하여 필요한 측정포인트를 의미한다. 좌표측정방법은 상술된 바와 같이 1점 측정 방법, 2점 간접 측정 방법, 3점 간접 측정 방법, 3+2점 간접 측정 방법, 시준 측정 방법, 기계점 이동 측정 방법 중 선택된 어느 하나의 측정 방법으로 결정된다.

획득부(14)는 결정된 좌표측정방법대로 조선 해양 구조물의 측정점을 측정하고 측정된 측정점의 좌표정보를 획득한다(S19). 이때 측정점의 좌표정보는 조선 해양 구조물의 측정면에 대응하는 위치별로 설정된 복수의 측정장치(10)를 통하여 측정된 좌표정보이다.

1점 측정 방법으로 좌표측정방법이 결정된 경우, 조선 해양 구조물의 치수 및 기하 공차를 확인하기 위해 측정점들에 대하여 한점씩 측정하여 측정점들에 대한 좌표정보를 획득한다. 2점 간접 측정 방법으로 좌표측정방법이 결정된 경우, 2개의 측정점으로 연결된 벡터 방향으로 투영된 지점에 대한 좌표정보를 획득한다. 3점 간접 측정 방법으로 좌표측정방법이 결정된 경우, 3개의 측정점을 측정하여 3개의 측정점의 외접원 중심좌표정보를 획득한다. 3+2점 간접 측정 방법으로 좌표측정방법이 결정된 경우, 1점 측정 또는 2점 간접 측정으로 획득한 3개의 측정점으로 형성되는 외접원의 중심좌표를 획득한다. 기계점 이동 측정 방법으로 좌표측정방법이 결정된 경우, 측정 장비를 이동하여 다른 위치에서 동일 기준 좌표계로 측정을 수행하고자 할 경우 공통 기준점 정보를 저장하여 사용할 수 있도록 하는 기능으로서, 이동한 다른 위치에서 공통 기준점을 측정하여 최초 설정한 기준 좌표계로 설정을 하게 되면 공통 기준점에 대한 측정오차를 표현하여 측정 정확도 수준을 판단할 수 있도록 하는 기능을 제공한다. 시준 측정 방법으로 좌표측정방법이 결정된 경우, 구조물의 에지(edge) 및 모서리 부분과 같이 직접 시준하여 측정하는데 한계가 있는 상황에서 인접한 평면상을 측정하여 에지(edge) 및 모서리 끝단부의 좌표값을 산출하여 좌표정보를 획득한다.

분석부(21)는 복수의 측정장치(10)를 통하여 획득된 측정점의 좌표정보를 한번에 해당 조선 해양 구조물의 치수 및 기하 공차를 판단한다(S21). 획득된 측정점의 좌표정보와 분석된 분석결과는 메모리(22)에 저장하되, 조선 해양 구조물의 식별정보와 대응시켜 저장됨이 바람직하다.

또한 분석부(21)는 획득된 측정점의 좌표정보를 각 축에 대한 선형 운동을 위한 X축, Y축, Z축 이동과 회전 운동을 위한 X축, Y축, Z축 좌표변환인자들을 산출하여 변환 좌표계의 정보로 표현하고 이를 설계정보와 비교하여 오차를 분석하고, 두점간의 치수, 위치, 형상 및 자세 공차를 한번에 분석할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다.

프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

10 : 복수의 측정 장치 11 : 설정부
12 : 생성부 13 : 결정부
14 : 획득부 15 : 메모리
16 : 통신부 20 : 디지털 기기
21 : 분석부 22 : 메모리
23 : 관리부 24 : 통신부

Claims (10)

1. 임의의 측정 대상물을 측정하며, 해당 측정 대상물의 측정면에 대응하는 위치별로 설치된 복수의 측정장치;
   상기 복수의 측장장치의 기준좌표설정을 위한 복수의 타겟; 및
   상기 복수의 측정장치로부터 상기 측정 대상물을 측정한 좌표정보와 상기 복수의 타겟을 측정한 좌표정보를 수신하여 상기 측정 대상물의 정도를 분석하는 디지털 기기를 포함하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 측정장치는 상기 측정 대상물의 복수의 측정면을 동시에 측정하고,
   상기 디지털 기기는 기준좌표계를 기준으로 하여 상기 복수의 측정장치로부터 측정된 복수의 측정면에 대한 정도를 한번에 분석하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 측정장치 및 상기 디지털 기기는 상호간의 데이터 통신을 위해 통신부를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 측정 대상물은 플로팅 도크(floating dock)에 있는 것을 특징으로 하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 측정 대상물은 입체 구조물인 것을 특징으로 하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 측정장치 각각은
   측정하려는 상기 측정 대상물에 대한 좌표계 설정방법과, 상기 좌표계 설정방법을 기준으로 상기 측정 대상물을 측정하기 위한 측정방법을 설정하는 설정부;
   상기 설정부에 의해 설정된 좌표계 설정방법과 측정방법을 근거로 하여 기준좌표계를 생성하는 생성부;
   상기 측정 대상물의 측정점을 지정하고 지정된 측정점의 속성에 맞춰 해당 측정점을 측정하기 위한 좌표측정방법을 결정하는 결정부; 및
   상기 결정된 좌표측정방법대로 상기 지정된 측정점을 측정하고 측정된 측정점의 좌표정보를 획득하는 획득부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 디지털 기기는 상기 획득부에 의해 획득된 좌표정보를 이용하여 상기 측정 대상물의 치수 및 기하공차를 판단하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템.
8. 측정 대상물의 측정면을 측정하기 위한 메인 측정장치;
   상기 메인 측정장치와 연결되어, 상기 메인 측정장치와 다른 측정면을 측정하는 복수의 서브 측정장치; 및
   상기 메인 측정장치 및 상기 복수의 서브 측정장치의 기준좌표설정을 위한 복수의 타겟을 포함하되,
   상기 메인 측정장치는 측정면을 측정한 좌표정보와 상기 복수의 서브 측정장치를 통하여 측정된 좌표정보를 이용하여 상기 측정 대상물의 정도를 분석하는 것을 특징으로 하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 메인 측정장치는
   측정하려는 상기 측정 대상물에 대한 좌표계 설정방법과, 상기 좌표계 설정방법을
   기준으로 상기 측정 대상물을 측정하기 위한 측정방법을 설정하는 설정부;
   상기 설정부에 의해 설정된 좌표계 설정방법과 측정방법을 근거로 하여 기준좌표계를 생성하는 생성부;
   상기 측정 대상물의 측정점을 지정하고 지정된 측정점의 속성에 맞춰 해당 측정점을 측정하기 위한 좌표측정방법을 결정하는 결정부;
   상기 결정된 좌표측정방법대로 상기 지정된 측정점을 측정하고 측정된 측정점의 좌표정보를 획득하는 획득부; 및
   상기 획득부에 의해 획득된 좌표정보를 이용하여 상기 측정 대상물의 치수 및 기하공차를 판단하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템.
10. 제작된 조선 해양 구조물의 치수 및 형상 정확도가 허용오차 내에 부합하는지 비교 분석하기 위한 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 방법으로서,
    측정하려는 조선 해양 구조물에 대한 좌표계 설정방법을 결정하는 단계;
    상기 조선 해양 구조물을 측정하기 위한 측정방법을 설정하는 단계;
    상기 좌표계 설정방법 및 상기 측정방법을 근거로 하여 기준좌표계를 설정하는 단계;
    상기 조선 해양 구조물의 측정점을 지정하고 지정된 측정점의 속성에 맞춰 해당 측정점을 측정하기 위한 좌표측정방법을 결정하는 단계;
    상기 결정된 좌표측정방법대로 상기 지정된 측정점을 복수의 측정 장비를 통해 각각 측정하고 측정된 측정점의 좌표정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 좌표정보를 이용하여 상기 조선 해양 구조물의 치수 및 기하공차를 판단하는 단계를 포함하는 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 방법.

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