KR20210014285A - 3d 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션에 관한 것으로, 영상정보 기반 특징점을 기준으로 역설계를 진행하여, 3D 스캐너로 측정되지 않았던 부분 또한 구현이 가능하게 함으로써, 3D 스캐닝 데이터 기반의 문제점을 해결하는 효과를 발휘하고, 동적 간섭 체크 기능, 동적 간섭 체크 결과를 검토, 판정 및 저장하는 기능, 자동 편차 산출 기능 등을 제공하는 솔루션을 제공하여 각기 다르게 설계된 데이터 간의 간섭에 대하여 파악이 가능하여, 시공 효율을 향상시킨다.

Description

3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션 {Plant engineering application support solution based on 3D scanning}

본 발명은 3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션에 관한 것이다.

종래에는 플랜트 엔지니어링 분야에 2차원으로 된 기술을 기반으로 설계를 진행하였고, 이는 실제와 동떨어져 각종 문제점이 발생하였다.

하지만, 최근 들어 기술의 발전을 통해 3차원 스캐닝 데이터를 이용하여 플랜트 엔지니어링을 지원하는 시도가 이루어지고 있다.

이러한 시도에도 불구하고 플랜트의 건조 및 유지보수에 관련되는 소프트웨어는 빈약한 실정이며, 3D 스캐닝 기반의 플랜트 엔지니어링을 완벽하게 지원하는 소프트웨어는 현재로서는 전무한 상황이다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 영상정보 기반 특징점을 기준으로 역설계를 진행하여, 3D스캐너로 측정되지 않았던 부분 또한 구현이 가능하게 하는 솔루션을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 동적 간섭 체크 기능, 동적 간섭 체크 결과를 검토, 판정 및 저장하는 기능, 자동 편차 산출 기능 등을 제공하는 솔루션을 제공할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션은, 컴퓨터 시스템에 의해 수행되는, 3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션에 관한 것으로, 상기 시스템은, 획득된 3D 스캐닝 데이터를 이용하여 특징점 기반의 모델링을 진행하고, 영상정보와 특징점을 기준으로 플랜트에 대한 역설계를 진행하여 가려진 부분의 모델링을 수행하고, 타겟의 동적 간섭 체크 기능을 제공하며, 상기 타겟의 동적 간섭 체크 결과를 검토, 판정 및 저장하는 기능을 제공하고, 형상 품질 관리를 위한 자동 편차 산출을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시스템이 상기 타겟의 동적 간섭 체크 기능을 제공하는 것은 하기 방법을 이용하는 것으로, 타겟의 설계 모델에 대한 동적 이동, 회전 경로 생성 및 편집 기능을 제공하고, 상기 동적 경로에 따른 설계모델, 스캐닝 데이터 이동, 회전 기능을 제공하며, 1점 이동은 기준점을 이동 좌표로 이동하고, 1점-축 회전(변위)은 블록을 기준점으로 회전축으로 변위만큼 회전시키고, 상기 동적 경로 이동, 회전 중에 간섭 검사를 수행하며, 상기 간섭 검사 결과에 대한 3차원 가시화 기능을 제공하고, 동적 간섭 체크 결과를 저장하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시스템이 상기 타겟의 동적 간섭 체크 결과를 검토, 판정 및 저장하는 기능을 제공하는 것은 하기 방법을 이용하는 것으로, 동적 간섭 체크 결과를 탐색하는 기능을 제공하고, 간섭 정도에 따라서 Critical, Warning으로 구분하여 저장하고, 해당 리스트를 통해 간섭 체크 결과를 탐색하고 아이템 선택시에 해당 간섭 구간을 마스킹된 화면으로 표출하며, 동적 간섭 체크 결과에 따라서 주석, 도형, 터치업 또는 마스킹 적용 기능 중 적어도 하나의 기능을 제공하고, 동적 간섭의 최종 판정 및 동적 간섭 체크 결과를 자동으로 리포팅하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시스템이 동적 간섭 체크 결과에 따라서 주석, 도형, 터치업 또는 마스킹 적용 기능 중 적어도 하나의 기능을 제공하는 방법은, 간섭 영역에 대하여 마스킹 영역 수정 및 가시화 요소 설정, 그리기, 주석 추가, 도형 편집 기능을 제공하되, 간섭 부위마다 생성된 마스킹에서 마스킹 편집 기능으로 주석을 생성하고, 편집 기능을 제공하며, 간섭 부위 설명을 위한 도형을 생성하고 삭제하는 기능을 제공하되, 이해도 향상을 위해 마스킹 편집에서 간섭 부위에 도형을 생성하고, 자동으로 추출된 간섭 지점의 점군 색상이 변경되도록 표출하고, 터치업 기능을 이용하여 점군의 색상 변경 기능을 제공하고, 충돌 지점 강조 또는 추가 충돌을 표시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시스템이 형상 품질 관리를 위한 자동 편차 산출을 수행하는 것은 하기 방법을 이용하는 것으로, 설계 모델에 매칭되는 점군을 자동으로 추출하고, 점군의 Segmentation 기능을 제공하며, 추출된 Segmentation 점군을 알고리즘을 통해 실린더 피팅 및 피팅된 실린더의 중심에 측정점을 생성하고, 설계모델의 관리 치수와 점군으로부터 추출된 도형의 치수를 비교하고, 자동 편차 산출 및 3차원 가시과 기능을 제공하되, 설계 모델에서 추출한 실린더의 중심과 피팅된 실린더의 중심점을 비교하고, 원 중심 관리점에서 치수, 반지름 법선벡터를 표시하고 치수와 반지름을 자동으로 비교하여 표시하는 것을 특징으로 한다.

이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 영상정보 기반 특징점을 기준으로 역설계를 진행하여, 3D 스캐너로 측정되지 않았던 부분 또한 구현이 가능하게 함으로써, 3D 스캐닝 데이터 기반의 문제점을 해결하는 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명은 동적 간섭 체크 기능, 동적 간섭 체크 결과를 검토, 판정 및 저장하는 기능, 자동 편차 산출 기능 등을 제공하는 솔루션을 제공하여 각기 다르게 설계된 데이터 간의 간섭에 대하여 파악이 가능하여, 시공 효율을 향상시킨다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션에 사용되는 장치, 프로그램 등을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션의 각종 기능을 예시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션에 사용되는 장치, 프로그램 등을 예시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션의 각종 기능을 예시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션 시스템에 대해서 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션 시스템은 컴퓨터에 의해 수행되며, 도 2와 같이 플랜트에 대한 역설계 수행, 타겟의 동적 간섭 체크 기능, 타겟의 동적 간섭 체크 결과를 검토, 판정 및 저장하는 기능, 형상 품질 관리를 위한 자동 편차 산출 기능과 같은 대표적인 기능을 수행한다.

1. 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 획득 또는 입력된 3D 스캐닝 데이터를 이용하여 특징점 기반의 모델링을 진행하고, 영상정보와 특징점을 기준으로 플랜트에 대한 역설계를 진행하여 가려진 부분의 모델링을 수행한다.

3D 스캐닝 데이터를 이용하는 방법은 2D 데이터를 이용하던 때에 비하여 수많은 향상된 기능과 효과를 제공하고 있지만, 여전히 3D 스캐닝 기기를 이용하여 타겟을 외부에서 촬영, 스캐닝 한다는 점에서 내부의 상황은 전혀 고려되지 않았다는 문제점이 있었다.

하지만, 본 발명의 실시예에 따른 시스템을 이용하면 상기와 같이 역설계를 진행하여 가려진 부분(3D 스캐너로 스캐닝 되지 않았던 부분)의 모델링 수행이 가능하게 된다.

2. 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 타겟의 동적 간섭 체크 기능을 제공한다.

보다 상세하게는, 시스템은 타겟의 설계 모델에 대한 동적 이동, 회전 경로 생성 및 편집 기능을 제공하고, 동적 경로에 따른 설계모델, 스캐닝 데이터 이동, 회전 기능을 제공한다.

이때, 1점 이동은 기준점을 이동 좌표로 이동하고, 1점-축 회전(변위)은 블록을 기준점으로 회전축으로 변위만큼 회전시킨다.

또한, 시스템은 동적 경로의 이동, 회전 중에 간섭 검사를 수행하며, 간섭 검사 결과에 대한 3차원 가시화 기능을 제공하고, 동적 간섭 체크 결과를 저장하는 것을 특징으로 한다.

3. 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 타겟의 동적 간섭 체크 결과를 검토, 판정 및 저장하는 기능을 제공한다.

보다 상세하게는, 동적 간섭 체크 결과를 탐색하는 기능을 제공하되, 간섭 정도에 따라서 Critical, Warning으로 구분하여 저장하고, 해당 리스트를 통해 간섭 체크 결과를 탐색하고 아이템 선택시에 해당 간섭 구간을 마스킹된 화면으로 표출한다.

또한, 시스템은 동적 간섭 체크 결과에 따라서 주석, 도형, 터치업 또는 마스킹 적용 기능 중 적어도 하나의 기능을 제공하고, 동적 간섭의 최종 판점 및 동적 간섭 체크 결과를 자동으로 리포트하는 것을 특징으로 한다.

이때, 시스템이 동적 간섭 체크 결과에 따라서 주석, 도형, 터치업 또는 마스킹 적용 기능 중 적어도 하나의 기능을 제공하는 방법은, 간섭 영역에 대하여 마스킹 영역 수정 및 가시화 요소 설정, 그리기, 주석 추가, 도형 편집 기능을 제공하되, 간섭 부위마다 생성된 마스킹에서 편집 기능으로 주석을 생성하고 편집 기능을 제공한다.

또한, 간섭 부위 설명을 위한 도형을 생성하고 삭제하는 기능을 제공하되, 이해도 향상을 위해 마스킹 편집에서 간섭 부위에 도형을 생성하고, 자동으로 추출된 간섭 지점의 점군 색상이 변경되도록 표출하고, 터치업 기능을 이용하여 점군의 색상 변경 기능을 제공하고, 충돌 지점 강조 또는 추가 충돌을 표시하는 것을 특징으로 한다.

4. 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 형상 품질 관리를 위해 자동 편차 산출을 수행한다.

보다 상세하게는, 설계 모델에 매칭되는 점군을 자동으로 추출하고, 점군의 Segmentation 기능을 제공하며, 추출된 Segmentation 점군을 알고리즘을 통해 실린더 피팅 및 피팅된 실린더의 중심에 측정점을 생성한다.

그리고, 설계 모델의 관리 치수와 점군으로부터 추출된 도형의 치수를 비교하고, 자동 편차 산출 및 3차원 가시화 기능을 제공하되, 설계 모델에서 추출한 실린더의 중심과 피팅된 실린더의 중심점을 비교하고, 원 중심 관리점에서 치수, 반지름 법선벡터를 표시하고 치수와 반지름을 자동으로 비교하여 표시하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 하드웨어인 서버와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.

상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.

상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (3)

1. 컴퓨터 시스템에 의해 수행되는, 3D 스캐닝 기반 플랜트 엔지니어링 응용지원 솔루션에 관한 것으로,
   상기 시스템은,
   획득된 3D 스캐닝 데이터를 이용하여 특징점 기반의 모델링을 진행하고, 영상정보와 특징점을 기준으로 플랜트에 대한 역설계를 진행하여 가려진 부분의 모델링을 수행하고,
   타겟의 동적 간섭 체크 기능을 제공하며,
   상기 타겟의 동적 간섭 체크 결과를 검토, 판정 및 저장하는 기능을 제공하고,
   형상 품질 관리를 위한 자동 편차 산출을 수행하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 시스템이 상기 타겟의 동적 간섭 체크 기능을 제공하는 것은 하기 방법을 이용하는 것으로,
   타겟의 설계 모델에 대한 동적 이동, 회전 경로 생성 및 편집 기능을 제공하고,
   상기 동적 경로에 따른 설계모델, 스캐닝 데이터 이동, 회전 기능을 제공하며,
   1점 이동은 기준점을 이동 좌표로 이동하고, 1점-축 회전(변위)은 블록을 기준점으로 회전축으로 변위만큼 회전시키고,
   상기 동적 경로 이동, 회전 중에 간섭 검사를 수행하며,
   상기 간섭 검사 결과에 대한 3차원 가시화 기능을 제공하고, 동적 간섭 체크 결과를 저장하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 시스템이 상기 타겟의 동적 간섭 체크 결과를 검토, 판정 및 저장하는 기능을 제공하는 것은 하기 방법을 이용하는 것으로,
   동적 간섭 체크 결과를 탐색하는 기능을 제공하고,
   간섭 정도에 따라서 Critical, Warning으로 구분하여 저장하고, 해당 리스트를 통해 간섭 체크 결과를 탐색하고 아이템 선택시에 해당 간섭 구간을 마스킹된 화면으로 표출하며,
   동적 간섭 체크 결과에 따라서 주석, 도형, 터치업 또는 마스킹 적용 기능 중 적어도 하나의 기능을 제공하고,
   동적 간섭의 최종 판정 및 동적 간섭 체크 결과를 자동으로 리포팅하고,
   상기 시스템이 동적 간섭 체크 결과에 따라서 주석, 도형, 터치업 또는 마스킹 적용 기능 중 적어도 하나의 기능을 제공하는 방법은,
   간섭 영역에 대하여 마스킹 영역 수정 및 가시화 요소 설정, 그리기, 주석 추가, 도형 편집 기능을 제공하되,
   간섭 부위마다 생성된 마스킹에서 마스킹 편집 기능으로 주석을 생성하고, 편집 기능을 제공하며,
   간섭 부위 설명을 위한 도형을 생성하고 삭제하는 기능을 제공하되, 이해도 향상을 위해 마스킹 편집에서 간섭 부위에 도형을 생성하고,
   자동으로 추출된 간섭 지점의 점군 색상이 변경되도록 표출하고, 터치업 기능을 이용하여 점군의 색상 변경 기능을 제공하고, 충돌 지점 강조 또는 추가 충돌을 표시하는 것을 특징으로 하는, 시스템.

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