KR20210081971A

KR20210081971A - 타워 크레인을 이용한 건축물 감리 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20210081971A
Application number: KR1020190174430A
Authority: KR
Inventors: 김상훈; 김경진
Original assignee: 주식회사 동우 이앤씨
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2021-07-02
Also published as: WO2021132907A1

Abstract

본 발명은 건축물 감리 시스템으로서, 촬영 장치를 포함하는 크레인, 촬영 장치에 의해 촬영된 피사체의 복수의 2D 이미지들을 수신하여 3D 모델링 데이터를 생성하는 3D 모델링 서버, 피사체의 건축물 관련 정보를 포함하는 외부 서버 및 외부 서버로부터 건축물 관련 정보를 수신하여 표시하는 사용자 단말 장치를 포함한다. 3D 모델링 서버는, 외부 서버로부터 건축물 관련 정보를 수신하고, 건축물 관련 정보 중에서 3D 모델링 데이터와 매칭되는 감리 정보를 추출하여 사용자 단말 장치에 전송한다.

Description

타워 크레인을 이용한 건축물 감리 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONSTRUCTION SUPERVISION USING TOWER CRANE}

본 발명은 타워 크레인을 이용한 건축물 감리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건설공사에서의 감리는 건축, 토목, 기계, 전기, 통신, 소방 등 각 분야별로 해당 전문가에 의해 각 법령이 정하는 감리를 하게 된다. 감리 업무는 현장업무와 행정업무 및 대관업무로 구분할 수 있으며, 현장업무는 시공 전, 중, 후 업무 절차에 따른 수시 시공 확인 및 검측 업무를 수행하게 되며, 행정업무는 기술검토 등을 통한 각종 승인 업무(품질, 안전, 환경계획서, 자재, 하도급, 부진공정, 설계공정, 시공계획서, 시공상세도 등)와 회신, 확인 업무, 문서접수, 발송 및 대장 정리의 수작업과 민원관련 업무 등등을 수행하며, 대관업무는 각종 인허가 및 승인조건과 계약조건 등의 이행여부 기록 관리와 각종 외부기관의 점검 및 감사 대비와 공장점검 및 각종 품질시험 입회 등을 해야 한다.

또한, 관련 정보 및 법령은 각 분야 감리의 업무절차 및 법적기준(각종 법령, 고시, 지침, 조례 등)에 따른 감리업무 범위와 분야별 조건의 차이에 따라 각각 달라지며, 분산되어 있는 사례정보와 책자(기술서적)와 같은 방대한 자료 및 감리지침 등을 참조해야 한다.

현장을 감리하는 자는 주요 단계별로 현장을 방문하여 시공과정을 확인하고 설계도서와 일치하게, 또는 적정공법에 맞게 시공되고 있는지 감독하고 부적합한 부분은 시정지시를 해야 한다.

최근에는 공사 현장을 감리하는 자가 해당 위치까지 직접 이동하여 감리 업무를 수행하는 불편을 해소하고자 드론을 이용하여 감리 대상을 촬영하고, 촬영된 영상을 통해 감리 업무를 수행하는 방식에 대한 연구가 진행되고 있다.

드론을 이용한 감리 업무는 기상 악화 및 드론 비행금지구역 등과 같은 제한에 취약하며, 드론 운용자의 기술 미숙지 및 컨트롤 신호의 끊김 등에 의해 드론이 추락하는 경우 안전 사고가 발생할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 외부 요인에 의한 감리 업무의 지연 및 안전 사고 위험 없이 감리 업무를 수행할 수 있는, 타워 크레인을 이용한 건축물 감리 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 건축물 감리 시스템은 촬영 장치를 포함하는 크레인, 상기 촬영 장치에 의해 촬영된 피사체의 복수의 2D 이미지들을 수신하여 3D 모델링 데이터를 생성하는 3D 모델링 서버, 상기 피사체의 건축물 관련 정보를 포함하는 외부 서버 및 상기 외부 서버로부터 상기 건축물 관련 정보를 수신하여 표시하는 사용자 단말 장치를 포함한다.

상기 3D 모델링 서버는, 상기 외부 서버로부터 상기 건축물 관련 정보를 수신하고, 상기 건축물 관련 정보 중에서 상기 3D 모델링 데이터와 매칭되는 감리 정보를 추출하여 사용자 단말 장치에 전송하한다.

상기 3D 모델링 서버는 3D 데이터 생성부 및 건축물 감리 정보 매칭부를 포함할 수 있다.

상기 3D 데이터 생성부는 상기 복수의 2D 이미지들을 병합함으로써 상기 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다.

상기 건축물 감리 정보 매칭부는 상기 3D 모델링데이터와 상기 건축물 관련 정보에 기초하여 상기 피사체의 공정률에 상응하는 상기 감리 정보를 추출할 수 있다.

상기 감리 정보 매칭부는 제1 시점의 3D 모델링 데이터와 상기 제1 시점과 상이한 제2시점의 3D 모델링 데이터를 차분하여, 피사체의 공정률을 판단할 수 있다.

상기 크레인은 마스트, 조종석, 트롤리, 후크, 메인 지브 및 카운터 지브를 포함할 수 있다.

상기 촬영 장치는 상기 트롤리에 배치되는 제1 촬영 장치 및 상기 후크에 배치되는 제2 촬영 장치를 포함할 수 있다.

상기 촬영 장치는 벡터 촬영 정보 검출부를 포함할 수 있다.

상기 벡터 촬영 정보 검출부는 위치 검출부, 방위각 검출부, 수직기울기 검출부, 수평기울기 검출부 및 거리 검출부를 포함할 수 있다.

상기 벡터 촬영 정보는 상기 촬영 장치의 촬영 시점의 시간정보, 상기 촬영 장치의 3차원 위치정보, 상기 촬영 장치의 렌즈 축이 향하는 방위에 대한 방위정보, 상기 촬영 장치의 렌즈 축이 중력 방향에 대하여 기울어진 수직기울기 정보 및 상기 2D 이미지의 수평축이 지평선에 대하여 기울어진 수평 기울기 정보등을 포함할 수 있다.

상기 외부 서버는 상기 촬영 장치로부터 상기 2D 이미지들 및 상기 벡터 촬영 정보를 수신하여 상기 피사체에 대한 건축물 관련 정보를 추출할 수 있다.

상기 건축물에 관련 정보는 피사체의 식별코드, 설계도, 공사 예정 공정표 및 감리 관련 자료 등을 포함할 수 있다.

상기 감리 관련 자료는 감리 보고서, 단계별 체크리스트 및 공종별 체크리스트를 포함할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 건축물 감리 방법은 크레인에 포함된 촬영 장치가 피사체를 촬영하여 복수의 2D 이미지들을 획득하는 단계, 3D 모델링 서버가 상기 획득한 복수의 2D 이미지들에 기초하여 3D 모델링 데이터를 생성하는 단계, 외부 서버가 상기 피사체의 건축물 관련 정보를 상기 3D 모델링 서버에 제공하는 단계, 및 사용자 단말 장치가 감리 정보를 표시하는 단계를 포함한다.

상기 사용자 단말 장치가 감리 정보를 표시하는 단계는, 상기 건축물 관련 정보 중에서 상기 3D 모델링 데이터와 매칭되는 상기 감리 정보를 추출하여 사용자 단말 장치에 전송한다.

상기 3D 데이터를 생성하는 단계는, 상기 복수의 2D 이미지들을 병합함으로써 상기 3D 모델링 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 사용자 단말 장치가 감리 정보를 표시하는 단계는, 상기 3D 모델링 데이터와 상기 건축물 관련 정보에 기초하여 상기 피사체의 공정률에 상응하는 상기 감리 정보를 추출할 수 있다.

상기 사용자 단말 장치가 감리 정보를 표시하는 단계는, 제1 시점의 3D 모델링 데이터와 상기 제1 시점과 상이한 제2시점의 3D 모델링 데이터를 차분하여, 피사체의 공정률을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 타워 크레인을 이용한 건축물 감리 시스템 및 그 방법은, 건축물 시공을 위해 기 설치된 타워 크레인에 카메라를 부착하여 건설 현장을 촬영 및 스캔함으로써, 안전 사고 위험없이, 실시간으로 현장 상황을 기록할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 타워 크레인을 이용한 건축물 감리 시스템 및 그 방법은, 촬영된 2D이미지를 3D 모델링 데이터로 변환하여 데이터 베이스화함으로써, 감리 업무에 필요한 특정 시점의 시공 정보 등을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인을 이용한 건축물 감리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 모델링 서버의 내부 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라가 설치된 타워 크레인을 나타내는 도면이다.
도 4는 복수의 타워 크레인에 설치된 촬영 장치의 촬영 구역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감리 시스템의 동작 흐름도이다.
도 6a 내지 도 7b는 건축물의 공정률에 따라 변경되는 건축물의 외관을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 14는 사용자 단말 장치에서 건축물 감리 관련 자료가 표시되는 실시예들을 나타낸 도면이다.

본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "포함한다.", "포함할 수 있다." 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작, 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작, 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 명세서에서, "포함하다." 또는 "가지다." 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 　

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인을 이용한 건축물 감리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 감리 시스템은, 통신망(100), 3D 모델링 서버(200), 크레인(300), 외부 서버(400) 및 사용자 단말 장치(500)를 포함할 수 있다.

발명의 일 실시예에 따르면, 통신망(100)은 유무선 통신을 모두 포함하는 양태로 구성될 수 있으며 이동 통신망을 포함하는 통신망으로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에서 말하는 통신망(100)은 공지의 WLAN(Wireless LAN), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile communications), LTE(Long Term Evolution) 및 5G 통신망 등을 모두 포함하는 개념인 것으로 이해되어야 한다.

3D 모델링 서버(200)는, 크레인(300)으로부터 건축물에 대한 2D 실사 이미지를 획득하고, 2D 실사 이미지에 기초하여 건축물의 3D 모델링 데이터를 생성하고, 외부 서버(400)로부터 획득한 건축물에 대한 관련 정보와 3D 모델링 데이터를 매칭시켜, 건축물의 공정률에 대응되는 감리 자료를 사용자 단말 장치(500)로 제공할 수 있다.

크레인(300)은 건축물의 건설 현장에 설치되어, 각종 건축 자재들을 필요한 곳에 운반해주는 건설 장비로서, 건축물의 외부에 대한 실사 이미지를 생성하는 기능을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 크레인(300)은, 디지털 카메라(DSLR; Digital Single Lens Camera) 및 라이다(Ladar; Laser Radar) 스캐너 등과 같은 촬영 장치를 포함할 수 있다. 다만, 촬영 장치는 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 휴대용 스마트폰에 구비된 카메라와 같이 일반 사용자에 의해 통상적으로 사용되는 촬영 장치도 본 발명에 따른 스캐닝 장치로서 채택될 수 있다. 또한, 크레인(300)은 실사 이미지가 생성되는 위치에 관한 정보를 3D 모델링 서버(200)에 제공하는 기능을 수행할 수 있다.

외부 서버(400)는 건축물의 3D 모델링 데이터를 생성하거나, 건축물에 관한 다양한 정보를 3D 모델링 서버(200)에 제공하는 기능을 수행하는 복수의 서버를 총칭하는 것으로서, 예를 들면, 외부 서버(400)는 BIM(Building Information Modeling)과 같은 3D 데이터 관리 서버일 수 있다. 대형 건축물이나 구조물을 기획하는 프로젝트에서, 3차원 가상공간 모델링 시스템(or 모듈)을 이용하여 기획하고 설계하는 것은 필수적인 사항으로 받아들여지고 있으며, 건설분야에서는 이를 'BIM'이라 부르고 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 서버(400)는 3D 모델링 서버(200)로부터 건축물의 3D 모델링 데이터를 수신할 수도 있다.

BIM이란, 정보가 결합된 3차원 가상공간 모델링 시스템(or 모듈)의 하나로, 다차원 가상공간에 기획, 설계, 엔지니어링(구조, 설비, 전기 등), 시공 더 나아가 유지관리 및 폐기까지 가상으로 시설물을 모델링하고 속성정보를 담는 것을 말한다. BIM은 건축, 토목, 플랜트를 포함한 건설 전 분야에서 시설물 객체의 물리적 혹은 기능적 특성에 의해 시설물 생애주기 동안 의사결정을 하는 데 신뢰할 수 있는 근거를 제공하는 디지털 모델과 그 작성을 위한 업무 절차를 포함해 지칭한다. BIM은 건설 전 분야의 시설물을 구성하는 객체와 이에 대한 정보를 기반으로 구성되며 각각의 객체들은 형상정보(기하정보), 속성정보를 포함하고 다른 객체들과의 상호 연결관계를 가지고 형성된다. 이를 통해 2, 3차원의 가시화된 정보의 제공이 가능하며 객 체의 치수 및 면적 등과 같은 물량산출을 위한 정보의 추출도 가능하다. BIM데이터는 건물을 구성하는 벽, 슬라 브, 창, 문, 지붕, 계단 등과 같은 객체들과 이에 대한 속성을 포함하고 있다. 또한 각각의 객체들은 서로의 관 계가 정의되어 있으므로 설계의 변경사항 발생시 관련된 요소들이 상호작용을 통해 도면 등으로 자동 반영될 수 있다. 또한, BIM 기술을 활용하면 대상 건물이 정형이든 비정형이든 관계없이, 건물을 지을 때 발생되는 모든 데이터를 프로젝트별, 프로세스별로 호환, 공유를 통해 모든 단계의 정보를 통합 관리할 수 있다.

사용자 단말 장치(500)는 통신망(100)에 접속한 후 통신할 수 있도록 하는 기능을 포함하는 디지털 기기로서, 스마트폰, 태블릿, 데스크탑, 노트북 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 휴대용 디지털 기기라면 얼마든지 본 발명에 따른 사용자 단말 장치(500)로서 채택될 수 있다. 사용자 단말 장치(500)는, 사용자가 3D 모델링 서버(200)에게 3D 스캐닝 데이터, 건축물에 관한 다양한 정보를 제공하거나 사용자가 3D 모델링 서버(200)으로부터 건축물의 3D 모델링 데이터 및 건축물에 관한 다양한 정보를 제공받을 수 있도록 지원하기 위한 애플리케이션, 웹 브라우저, 위젯 등의 필요 프로그램이 포함될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 모델링 서버의 내부 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 모델링 서버(200)는, 3D 모델링 생성부(210), 건축물 관련 감리 정보 매칭부(220) 통신부(230), 저장부(240) 및 제어부(250)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 3D 모델링 생성부(210), 건축물 관련 감리 정보 매칭부(220), 통신부(230) 및 제어부(250)는 그 중 적어도 일부가 외부 시스템과 통신하는 프로그램 모듈들일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈들은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 및 기타 프로그램 모듈의 형태로 3D 모델링 서버(200)에 포함될 수 있으며, 물리적으로는 저장부(240)에 저장될 수 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈들은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.

3D 모델링 데이터 생성부(210)는 감리 대상이 되는 건축물의 외부에 대한 2D 실사 이미지로부터 3D 모델링 데이터를 획득하는 기능을 수행할 수 있다.

건축물의 외부에 대한 3D 모델링 데이터는 해당 건축물의 외부 공간의 복수의 포인트에서 해당 건축물의 외부를 각각 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 생성되는 복수의 부분 2D 실사 이미지를 병합함으로써 획득될 수 있다. 예를 들면, 위와 같은 부분 2D 실사 이미지는 3차원 공간 내의 임의의 포인트에 자유롭게 위치일 수 있는 크레인(300, 도 3 참조)에 탑재된 촬영 수단 또는 스캐닝 수단에 의하여 생성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 위와 같이 생성되는 복수의 부분 이미지 각각은 해당 부분 이미지가 생성된 위치에 관한 부가 데이터를 포함할 수 있다. 3D 모델링 데이터 생성부(210)는, 위와 같은 위치에 관한 부가 데이터를 참조로 하여 복수의 부분 이미지를 병합함으로써 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다.

예를 들어, 3D 모델링 데이터 생성부(210)는 Structure from Motion, Multi-View Stereo, Surface Reconstruction 등에 기초하여, 건축물의 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, Structure from Motion은, 영상을 기반으로 6DOF 카메라 모션을 추정하는 기술일 수 있다. Multi-View Stereo은, 카메라 모션을 기반으로 환경을 3D Point Cloud로 복원하는 기술일 수 있다. 또한, Surface Reconstruction은, 3D Point Cloud 기반으로Textured Surface를 복원하는 기술일 수 있다.

건축물 관련 감리 정보 매칭부(220)는, 3D 모델링 생성부(210)에서 생성한 3D 모델링 데이터와 외부 서버(400) 등으로부터 획득한 건축물 관련 정보에 기초하여 건축물의 공절률에 상응하는 감리 정보를 추출할 수 있다.

건축물에 관한 정보는 건축물의 식별코드(주소), 건축물 및 건축물에 포함된 객체들(예: 창틀, 문, 문위의 조각창틀 등)의 규격을 나타내는 설계도, 객체들의 속성정보들(예: ID정보, 제조정보, 시 공담당, 규격, 공정시한 등), 건축물 관련 법규, 공사 예정 공정표 및 감리 관련 자료 등에 관한 정보일 수 있다.

이 때, 감리 관련 자료는 감리 보고서, 단계별 체크리스트, 공종별 체크리스트 및 기타 자료 등을 포함할 수 있다. 단계별 체크리스트에는 단계별 감리 체크리스트 대장, 공사 전 단계별 감리 체크리스트, 공사 중 단계별 감리 체크리스트 및 공사 완료 단계별 감리 체크리스트 등을 포함할 수 있다. 공종별 체크리스트는 공종별 감리 체크리스트 총괄표, 공종별 감리 체크리스트 대장, 감리 일지 등을 포함할 수 있다. 기타 자료는 공사 추진 실적 및 설계 변경자료, 품질 시험 검사 대장 및 KS 자재 및 국토교통부 장관 인정자재 사용 총괄표 등을 포함할 수 있다.

통신부(230)는 3D 모델링 서버(200)가 크레인(300), 외부 서버(400) 및 사용자 단말 장치(500)와 통신할 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다.

저장부(240)는 건축물 관련 감리 정보 매칭부(220)에 의해 감리 업무를 수행하기 위한 각종 정보들이 매칭된 3D 모델링 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(240)는 통신부(230)를 통해 송수신되는 데이터를 저장할 수 있다.

제어부(250)는 3D 모델링 생성부(210), 건축물 관련 감리 정보 매칭부(220), 통신부(230), 및 저장부(240)간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 제어부(250)는 외부로부터의 또는 3D 모델링 서버(200)의 각 구성요소 간의 데이터의 흐름을 제어함으로써, 3D 모델링 생성부(210), 건축물 관련 감리 정보 매칭부(220), 통신부(230), 및 저장부(240)에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라가 설치된 타워 크레인을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 크레인(300)은 기초 앵커(301) 위에 트러스 구조물로 형성되는 마스트(302)와, 마스트(302) 상부에서 유압실린더와 유압모터를 이용하는 유압구동장치로 마스트(302)를 승하강시키는 텔레스코핑케이지(304)와, 텔레스코핑케이지(304) 상부에 마련되는 조종석(303)과, 조종석(303) 상부에 설치되는 캣헤드(305)와, 캣헤드(305)로부터 수평상으로 길게 설치되는 트러스 구조물로 되어 트롤리(306)와 후크(307)가 설치되어 작업 대상물을 견인하는 메인 지브(308)와, 메인 지브(308)의 반대편에서 권상장치를 구비하여 메인 지브(308)의 균형을 유지하는 카운터 지브(309)를 포함할 수 있다.

한편, 크레인(300)은 마스트(302), 조종석(303), 트롤리(306), 후크(307), 메인 지브(308) 및 카운터 지브(309) 중 적어도 어느 하나에 촬영 장치(CAM)를 구비할 수 있다. 촬영 장치(CAM)은 디지털 카메라(DSLR; Digital Single Lens Camera) 및 라이다(Ladar; Laser Radar) 스캐너 등과 같은 촬영 장치를 포함할 수 있다. 다만, 촬영 장치는 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 휴대용 스마트폰에 구비된 카메라와 같이 일반 사용자에 의해 통상적으로 사용되는 촬영 장치도 본 발명에 따른 스캐닝 장치로서 채택될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 크레인(300)은 제1 촬영 장치(CAM1) 및 제2 촬영 장치(CAM2)를 포함할 수 있다.

제1 촬영 장치(CAM1)는, 공사 현장에서 크레인(300)의 트롤리(306) 상에 설치될 수 있다. 제1 촬영부(CAM1)는 크레인(300)의 트롤리(306)로부터 지면 방향으로 영상을 촬영하여 건축물의 외부에 대한 복수의 부분 2D 실사 이미지들을 생성할 수 있다. 즉, 제1 촬영 장치(CAM1)는 크레인(300)의 메인 지브(308)의 연장 방향을 따라 직선 이동(수평 이동)할 수 있다. 이로 인해, 건축물의 외부 상태를 넓은 화각으로 촬영할 수 있다.

제1 촬영 장치(CAM1)는 2D 실사 이미지를 송수신할 수 있는 통신부를 포함할 수 있다. 제1 촬영 장치(CAM1)에 의하여 생성된 복수의 부분 2D 실사 이미지들을 통신부를 통하여 3D 모델링 데이터 생성부(210)의 통신부(230) 및 외부 서버(400) 등으로 전송할 수 있다.

제2 촬영 장치(CAM2)는 공사 현장에서 크레인(300)의 후크(307) 상에 설치될 수 있다. 제2 촬영부(CAM2)의 촬영부는, 크레인(300)의 후크(307) 주변의 영상을 촬영하여 건축물의 외부에 대한 복수의 부분 2D 실사 이미지들을 생성할 수 있다. 즉, 제2 촬영 장치(CAM2)는 크레인(300)의 마스트(302)의 연장 방향을 따라 직선 이동(수직 이동)할 수 있다. 이로 인해, 건축물의 외부 상태를 근접해서 촬영할 수 있다.

제2 촬영 장치(CAM2)는 2D 실사 이미지를 송수신할 수 있는 통신부를 포함할 수 있다. 제2 촬영 장치(CAM1)에 의하여 생성된 복수의 부분 2D 실사 이미지들을 통신부를 통하여 3D 모델링 데이터 생성부(210)의 통신부(230) 및 외부 서버(400) 등으로 전송할 수 있다.

한편, 도면에 도시하지 않았으나, 촬영 장치(CAM)는 제어부 및 저장부를 포함할 수 있다.

제어부는 촬영 장치(CAM)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 벡터촬영 정보 검출 및 통신부를 통한 데이터 통신 등을 위한 제어 및 처리를 수행할 수 있다.

저장부는 제어부의 처리 및 제어를 위한 프로그램 및 촬영 장치(CAM)에서 촬영된 부분 2D 실사 이미지들 등을 저장할 수 있다. 저장부는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

또한, 촬영 장치(CAM)는 벡터촬영정보 검출부를 포함할 수 있다. 벡터촬영정보 검출부는 촬영대상(예: 건축물이나 건축현장의 각 객체(피사체))에 대한 벡터촬영정보 (촬영 장치(CAM)와 피사체간의 벡터촬영정보)를 검출할 수 있다. 이때, 벡터촬영정보란 촬영 장치(CAM)가 촬영한 촬영대상 즉 피사체를 특정할 수 있는 정보로서, 촬영 시점의 시간정보, 촬영 장치(CAM)의 3차원 위치에 대한 촬영위치정보, 촬영 장치(CAM)의 렌즈 축이 향하는 방위에 대한 방위정보, 촬영 장치(CAM)의 렌즈 축이 중력 방향에 대하여 기울어진 수직기울기 정보, 및 촬영 영상의 수평축이 지평선에 대하여 기울어진 수평 기울기 정보를 포함하는 정보이다. 벡터촬영정보는, 추가로 촬영 장치(CAM)에서 피사체까지의 거리인 거리정보, 렌즈화각 정보, 촬영 프레임 크기와 비율정보, 휴대단말기의 사용자 정보(예: 휴대단말기의 시리얼 번호 또는 모델번호, 전화번호 등), 촬영된 이미지의 메타 파일정보 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 벡터촬영정보에 포함되는 각 정보들은 모두 특정 촬영시점에 계측된 정보이다. 상기 렌즈화각 정보 그리고 촬영 프레임 크기와 비율정보는 제어부를 통해 검출될 수 있다. 상기 메타 파일정보는 촬영된 이미지 파일의 헤더에 포함되는 정보로서, 상기 촬영 시점의 시간정보, 촬 영위치정보, 방위정보 등이 메타 파일로부터 검출될 수 있다.

본 발명에 따른 벡터촬영정보 검출부는 위치 검출부, 방위각 검출부, 수직기울기 검출부, 수평기울기 검출부, 및 거리 검출부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 위치 검출부는 촬영하는 장소의 위치 정보, 즉 촬영 장치(CAM)의 3차원 위치 정보를 제공하며, 촬영 장치(CAM)가 위치하는 지점의 경도(longitude), 위도(latitude), 고도(altitude)에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기 위치 검출부는 일반적으로 이용되는 GPS(global positioning system: GPS)에 의한 위치정보 외에도 센서 네트워크를 통한 위치정보, 이동통신을 통한 위치정보 등 다양한 방식을 이용하여 위치정보를 생성할 수 있다. GPS신호를 이용하는 경우 위치 검출부는 GPS신호를 수신하고 이를 연산하여 위치정보를 생성하는 GPS 칩을 포함할 수 있다. 또는 위치 검출부는 위치연산을 하지 않고 GPS 신호만을 저장하여 PC나 다른 외부장치를 통하여 위치정보를 획득할 수도 있다. 위치 검출부는 또한, 관성항법 기술을 활용하여 그 위치를 추적할 수 있다.

방위각 검출부는 촬영 장치(CAM)의 렌즈 축이 향하는 방위각을 나타내는 방위 정보를 획득하며, 방위정보를 획득하기 위해 지자기 센서(방위각 측정센서)를 포함하는 것이 바람직하다.

방위각이란 촬영 장치(CAM)의 피사체를 향한 렌즈 축이 진북(north)과 이루는 수평각, 즉 촬영 장치(CAM)에서 촬영대상을 향한 방향이 진북과 이루는 수평각을 의미하며, 진북을 기준으로 시계방향으로 표현될 수 있다. 따라서, 방위각은 0~360˚의 범위를 가질 수 있다. 상기 수직기울기 검출부는 수직 기울기를 계측하기 위한 것으로, 기울기 센서, 중력 센서, 또는 가속도 센 서 등을 포함할 수 있다.

수직 기울기란 벡터촬영정보 생성 장치에서 촬영 장치(CAM)의 피사체를 향한 렌즈 축이 중력방향과 이루는 각도를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상공에서 지면에 수직한 방향으로 피사체를 촬영하는 경우 수직 기울기는 O˚이고, 지면에서 수직한 방향으로 상공을 촬영하는 경우 수직 기울기는 180˚이다.

상기 수평 기울기 검출부는 수평 기울기를 계측하기 위한 것으로, 기울기 센서, 중력 센서, 또는 가속도 센서 등을 포함할 수 있다. 촬영 장치(CAM)가 촬영한 영상의 수평축이 지평선 방향과 이루는 각도를 의미할 수 있다.

상기 수평기울기와 수직기울기 검출은 3D 중력센서 등 최신센서의 활용으로 수평기울기와 수직기울기 정보(촬영 자세정보) 검출을 하나의 과정으로 처리할 수 있다. 상기 거리 검출부는 촬영 장치(CAM)로부터 피사체까지의 거리를 측정한 촬영거리 정보를 제공하며, 피사체까지의 거리를 측정하기 위해 적외선 거리측정 센서, 초음파 거리측정 센서, 및 레이져 거리 측정기 등 다양한 계측기를 이용할 수 있다.

촬영 장치(CAM)는 피사체를 확대 또는 축소하여 촬영할 수 있는 줌-인(Zoom-In) 및 줌-아웃(Zoom-out) 기능을 포함할 수 있다. 파사체를 따라 촬영 방향을 변경할 수 있는 회전식 구동 장치를 포함할 수 있다.

도 4는 복수의 타워 크레인에 설치된 촬영 장치의 촬영 구역을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 공사 현장에는 적어도 하나의 크레인(300A, 300B, 300C)이 배치될 수 있다. 적어도 하나의 크레인(300A, 300B, 300C)은 건축물의 착공부터 완공까지 공사 현장에 설치될 수 있다. 예를 들어, 크레인들(300A, 300B, 300C)은 착공 시에는 건축물에 지지되지 않고 자체적으로 서있을 수 있다. 이 때, 크레인들(300A, 300B, 300C)의 자립고는 통상 18M 내지 30M일 수 있다. 이 후, 크레인들(300A, 300B, 300C)은 텔레스코핑케이지(304)를 통해 추가 마스트(302)를 연결함으로써, 건축물의 높이에 비례하여 높이를 증가시킬 수 있다. 즉, 크레인들(300A, 300B, 300C)에 설치된 촬영 장치(CAM)는 공정률에 따라 변화하는 건축물의 외관을 누적하여 촬영할 수 있다.

또한, 제1 크레인(300A)은 메인 지브(308)의 길이에 상응하는 작업 반경을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 크레인(300A)은 운전석을 중심으로 360도 회전이 가능한 메인 지브(308)를 포함하며, 메인 지브(308)를 따라 직선 운동이 가능한 트롤리(306)를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 크레인(300A)의 트롤리(306)는 상기 작업 반경을 반지름으로 하는 원 형상의 제1 작업 구역(WA1)을 가질 수 있다.

제1 촬영 장치(CAM1)의 렌즈는 다양한 화각을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 촬영 장치(CAM1)의 렌즈가 망원 렌즈인 경우 약 30°이고, 표준 렌즈인 경우 약 44° 내지 55°이고, 광각 렌즈인 경우 약 60° 내지 80°이고, 어안 렌즈인 경우 180°일 수 있다. 따라서, 제1 촬영 장치(CAM1)는, 상기 다양한 화각에 의해, 제1 작업 구역(WA1)보다 큰 원 형상의 제1 촬영 구역(CA1)을 가질 수 있다.

마찬가지로, 제2 크레인(300B)의 트롤리(306)에 설치된 제1 촬영 장치(CAM1)는 제2 작업 구역(WA2)보다 큰 원 형상의 제2 촬영 구역(A2)을 가질 수 있다. 제3 크레인(300C)의 트롤리(306)에 설치된 제1 촬영 장치(CAM1)는 제3 작업 구역(WA3)보다 큰 원 형상의 제3 촬영 구역(A3)을 가질 수 있다. 제1 내지 제3 촬영 구역(A1, A2, A3)은 대부분의 건설 현장을 커버할 수 있다. 즉, 크레인들(300A, 300B, 300C)에 설치된 제1 촬영 장치(CAM1)는 제1 내지 제3 촬영 구역(A1, A2, A3)을 통해 건축물의 외관을 빠짐없이 촬영할 수 있다.

한편, 크레인(300)의 트롤리(306)는 후크(307)를 포함할 수 있다. 후크(307)는 자재 하역장의 건축 자재들을 들어올릴 수 있다. 즉, 후크(307)는 공사 현장의 지면에 근접할 수 있다. 따라서, 후크(307)에 설치된 제2 촬영 장치(CAM2)는 제1 내지 제3 촬영 구역(A1, A2, A3)의 수직 공간을 촬영할 수 있고, 건축물의 외부에 대한 복수의 부분 2D 실사 이미지들을 근접하게 촬영할 수 있다. 즉, 크레인(300)에 설치된 제1 및 제2 촬영 장치(CAM1, CAM2)에 의하면, 제1 내지 제3 촬영 구역(A1, A2, A3)의 3차원 공간을 촬영할 수 있다.

이상, 본 발명에 따른 타워 크레인을 이용한 건축물 감리 시스템은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽 을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 그리고 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로 는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장 치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 타워 크레인을 이용한 건축물 감리 시스템의 동작방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감리 시스템의 동작 흐름도이다. 도 6a 내지 도 7b는 건축물의 공정률에 따라 변경되는 건축물의 외관을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 크레인(300)에 부착된 촬영 장치(CAM)는 공사현장에서 감리(예: 도면과 실제 시공이 일치하는지를 확인하는 업무 등)가 필요한 건축물에 대한 복수의 2D 실사 이미지를 촬영할 수 있다(S100). 3D 모델링 서버(200)는, 크레인(300)에 설치된 촬영 장치(CAM)로부터 건축물에 대한 복수의 2D 실사 이미지를 획득하고, 획득한 복수의 2D 실사 이미지에 기초하여 건축물의 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다(S200). 크레인(300)에 부착된 촬영 장치(CAM)는 촬영된 건축물에 대한 2D 실사 이미지로부터 건축물의 벡터 정보를 검출할 수 있다(S300). 외부 서버(400)는 크레인(300)에 부착된 촬영 장치(CAM)로부터 건축물에 대한 2D 실사 이미지를 수신하고, 건축물에 관한 정보를 추출하여, 3D 모델링 서버(200)로 전송할 수 있다(S400). 3D 모델링 서버(200)는 생성된 3D 모델링 데이터를 분석하여, 외부 서버(400)로부터 수신받은 건축물에 관한 정보 중에서 건축물의 공정률에 상응하는 감리 관련 자료를 추출할 수 있다(S500). 사용자 단말 장치(500)는 3D 모델링 서버(200)로부터 건축물의 공정률에 상응하는 감리 관련 자료를 수신받아 감리 보고서를 작성 및 저장할 수 있다(S600).

이 때, 공사현장의 사용자(예: 감리자, 공사감독자, 검측원 등)는 3D 모델링 데이터가 표시되어 있는 사용자 단말 장치(500)의 화면에서, 건축물의 원하는 객체를 선택(화면터치)하는 것 만으로도, 해당 객체의 속성정보들(예: ID정보, 제조정보, 시공담당, 규격, 공정시한 등)을 열람할 수 있다.

도 1 내지 도 7b를 참조하면, 우선, 크레인(300)에 부착된 촬영 장치(CAM)는 공사현장에서 감리(예: 도면과 실제 시공이 일치하는지를 확인하는 업무 등)가 필요한 건축물에 대한 복수의 2D 실사 이미지를 촬영할 수 있다(S100).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 촬영 장치(CAM)는 크레인(300)이 운행되는 동안 턴-온되어 건축물(또는, 건설 현장)을 촬영하고, 크레인(300)이 운행을 종료하는 동안 턴-오프될 수 있다.

크레인(300)의 트롤리(306)에 설치된 제1 촬영 장치(CAM1)는 크레인(300)의 메인 지브(308)의 연장 방향을 따라 직선 이동(수평 이동)할 수 있다. 이로 인해, 건축물의 외부 상태를 넓은 화각으로 촬영할 수 있다. 크레인(300)의 후크(307)에 설치된 제2 촬영 장치(CAM2)는 크레인(300)의 마스트(302)의 연장 방향을 따라 직선 이동(수직 이동)할 수 있다. 이로 인해, 건축물의 외부 상태를 근접해서 촬영할 수 있다.

한편, 촬영 장치(CAM)는 트롤리(306) 및 후크(307) 등과 같이 이동 가능한 구조가 아닌, 마스트(302), 조종석(303), 메인 지브(308) 및 카운터 지브(309) 상의 일 영역에 고정되어 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 크레인(300)에 부착된 촬영 장치(CAM)는 건축물의 착공부터 완공까지 건축물의 외부 및 건설 현장에 대한 실사 2D 이미지들을 실시간으로 촬영할 수 있다.

예를 들어, 도면에 도시하지 않았으나 촬영 장치(CAM)는 조종석(303), 메인 지브(308) 및 카운터 지브(309) 등과 같이 상대적으로 지면과 거리가 먼 곳에 설치되어 건축물의 외부 상태를 넓은 화각으로 촬영할 수 있다. 촬영 장치(CAM)는 지면에 근접하게 배치된 마스트(302) 상에 설치되어 건축물의 외부 상태를 근접해서 촬영할 수 있다.

이 때, 촬영된 2D 실사 이미지들은 저장부에 저장될 수 있고, 3D 모델링 서버(200) 및 외부 서버(400)로 2D 실사 이미지들이 전송된 후 삭제될 수 있다. 또는, 촬영된 2D 실사 이미지들은, 저장부에 기 설정된 크기 이상 저장되는 경우, 오래된 순으로 삭제될 수 있다.

3D 모델링 서버(200)는, 크레인(300)에 설치된 촬영 장치(CAM)으로부터 건축물에 대한 복수의 2D 실사 이미지를 획득하고, 획득한 복수의 2D 실사 이미지에 기초하여 건축물의 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다(S200).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 3D 모델링 데이터 생성부(210)는 건축물의 착공부터 완공까지 일정 주기를 가지고 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 3D 모델링 데이터 생성부(210)는 하루 24시간을 주기로 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다.

이 때, 건축물의 외부에 대한 3D 모델링 데이터는 해당 건축물의 외부 공간의 복수의 포인트에서 해당 건축물의 외부를 각각 촬영 또는 스캐닝한 결과물로서 생성되는 복수의 부분 2D 실사 이미지를 병합함으로써 획득될 수 있다. 위와 같이 생성되는 복수의 부분 이미지 각각은 해당 부분 이미지가 생성된 위치에 관한 부가 데이터를 포함할 수 있다. 3D 모델링 데이터 생성부(210)는, 위와 같은 위치에 관한 부가 데이터를 참조로 하여 복수의 부분 이미지를 병합함으로써 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 3D 모델링 데이터 생성부(210)는 Structure from Motion, Multi-View Stereo, Surface Reconstruction 등에 기초하여, 건축물의 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 3D 모델링 데이터 생성부(210)는 외부 서버(400)로부터 건축물 관련 정보를 수신하는 경우, 건축물의 설계도 및 공사 예정 공정표 등을 참조하여, 특정 공정이 완료되는 시점마다 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 3D 모델링 데이터 생성부(210)는 가설 공사, 토공사, 가설 공사, 지정/기초 공사, 거푸집 공사 및 철근 콘크리트 공사가 완료되는 시점마다 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다.

이후, 3D 모델링 데이터 생성부(210) 상기 생성된 3D 모델링 데이터를 사용자 단말 장치(500)측으로 전송할 수 있다(S201).

크레인(300)에 부착된 촬영 장치(CAM)는 촬영된 건축물에 대한 2D 실사 이미지로부터 건축물의 벡터 정보를 검출할 수 있다(S300).

촬영 장치(CAM)는 촬영된 건축물에 대한 벡터촬영정보를 검출할 수 있다. 촬영 장치(CAM)는 벡터촬영정보로서, 촬영시점의 시간정보, 촬영 장치(CAM)의 3차원 위치에 대한 촬영위치정보, 촬영 장치(CAM)의 렌즈 축이 향하는 방위에 대한 방위정보, 촬영 장치(CAM)의 렌즈 축이 중력 방향에 대하여 기울어진 수직 기울기 정보, 및 촬영 영상의 수평축이 지평선에 대하여 기울어진 수평 기울기 정보, 그리고, 촬영 장치(CAM)에서 피사체 까지의 거리인 거리정보를 검출할 수 있다. 또한, 벡터촬영정보로서, 렌즈 화각 정보, 촬영 프레임 크기와 비율정보를 검출할 수 있다.

이후, 촬영 장치(CAM)는 상기 촬영된 실사 2D이미지와 검출된 벡터촬영정보를 외부 서버(400)측으로 전송할 수 있다.

외부 서버(400)는 크레인(300)에 부착된 촬영 장치(CAM)로부터 건축물에 대한 2D 실사 이미지를 수신하고, 건축물에 관한 정보를 추출할 수 있다(S400).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 서버(400)는 촬영 장치(CAM)로부터 건축물 또는 건축현장의 실사 이미지와 해당 벡터촬영정보가 수신되면, 수신된 벡터촬영정보를 참조하여 3차원 가상공간 모델링 시스템(이하, 'BIM(Building Information Modeling) 모듈'이라 한다)의 데이터베이스에서, 수신된 벡터촬영정보에 대응되는 건축현장의 건축물들을 검출할 수 있다. 외부 서버(400)는 검출된 건축물에 관한 정보를 3D 모델링 서버(200)로 전송할 수 있다.

이 때, 건축물에 관한 정보는 건축물의 주소(식별코드), 건축물 및 건축물에 포함된 객체들(창틀, 문, 문위의 조각창틀 등)의 규격을 나타내는 설계도, 객체들의 속성정보들, 건축물 관련 법규, 공사 예정 공정표 및 감리 관련 자료 등에 관한 정보일 수 있다.

예를 들어, 외부 서버(400)는 상기 벡터촬영정보에 포함된 촬영위치정보와 방위정보, 그리고 렌즈화각 정보, 촬영 프레임 크기와 비율정보를 참조하여, 어느 지역에 소재하는 건축현장인지 그리고 그 건축현장 건축물에서 몇 층 몇 호의 작업물(3차원 모델)인지 등을 검출할 수 있다.

그리고, 촬영 장치(CAM)의 3차원 좌표를 검출할 수 있다. 외부 서버(400)는 또한, 상기 벡터촬영정보에 포함된 수직기울기 정보, 수평기울기 정보, 거리정보, 촬영 장치(CAM)의 3차원 좌표를 참조하여, 촬영 장치(CAM)로부터 수신한 실사 2D 이미지와 동일한 모델링 이미지를 추출할 수 있다.

본 과정을 통해, 본 발명은 실사 이미지와 동일한 촬영 거리 및 수평, 수직 뷰 포인트(view) 앵글을 갖는 모델링 이미지를 추출할 수 있다. 이때, 추출된 모델링 이미지는 2차원의 이미지일 수 있다. 그리고, 상기 실사 이미지 상의 각 객체(예: 창틀, 문, 문 위의 조각창틀 등)와 추출된 모델링 이미지 상의 객체들을 각각 매칭시켜 매칭정보를 생성할 수 있다. 이때, 매칭정보는 모델링 이미지 상 객체들의 좌표값을 실사 이미 지 상 객체들(예: 창틀, 문, 문위의 조각 창틀 등)의 좌표값에 매치시킨 것일 수 있다.

이후, 외부 서버(400)는 상기 검출된 건축물에 관한 정보를 외부 서버(400)측으로 전송할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사용자(예: 감리자, 공사감독자, 검측원 등)가 감리 대상 건축물에 대한 식별코드(건축물의 주소 등)를 인지하고 있는 경우, 외부 서버(400)에 건축물 관련 정보를 직접 요청할 수 있다(S301). 이와 같은 경우, 외부 서버(400)는 건축물 관련 정보를 3D 모델링 서버(200)로 전송할 수 있다(S401).

3D 모델링 서버(200)는 3D 모델링 데이터 생성부(210)가 생성한 3D 모델링 데이터를 분석하여, 외부 서버(400)로부터 수신받은 건축물에 관한 정보 중, 건축물의 공정률에 상응하는 감리 관련 자료를 추출할 수 있다(S500).

도 6a 및 도 6b는 공사 시작 단계로서, 도 6a는 토공사, 지정/기초 공사 전이고, 도 6b는 토공사, 지정/기초 공사 후의 공사 현장을 나타낸다. 도 7a 및 도 7b는 공사 중간 단계로서, 도 7a는 건축물(H)의 철근 배근 공사 전 거푸집 조립 공사 중이고, 도 7b는 건축물(H)의 철근 배근 공사 후의 공사 현장을 나타낸다.

이 때, 크레인(300)은 건축물(H)의 공정률에 따라 텔레스코핑케이지(304)를 통해 마스트(302) 추가함으로써 신장될 수 있다. 도 6a 및 6 b에 도시된 크레인(300)은 도 7a 및 7b에 도시된 크레인(300)보다 지상고가 낮을 수 있다. 3D 모델링 데이터는 건축물의 착공부터 완공까지 일정 주기마다 생성될 수 있다. 즉, 3D 모델링 데이터는 건축물(H)의 공정률에 따라(시간의 흐름에 따라) 변경되어 누적될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 3D 모델링 서버(200)의 감리 정보 매칭부(220)는 생성된 제1 시점의 3D 모델링 데이터와 제1 시점과 상이한 제2시점의 3D 모델링 데이터를 차분하여 분석함으로써, 건축물의 공정률을 판단할 수 있다.

도 6a 및 6b를 참조하면, 제1 시점의 3D 모델링 데이터는 도 6a의 건설 현장에 대응하는 3D 모델링 데이터이고, 제2 시점의 3D 모델링 데이터는 도 6b의 건설 현장에 대응하는 3D 모델링 데이터일 수 있다.

예를 들어, 제1 시점의 3D 모델링 데이터는 터파기 및 흙막이가 시작되기 전 상태를 기초하여 생성될 수 있다. 제2 시점의 3D 모델링 데이터는 터파기 및 흙막이가 완료된 상태를 기초하여 생성될 수 있다. 이와 같은 경우, 건축물 감리 정보 매칭부(220)는 제1 시점의 3D 모델링 데이터와 제2 시점의 3D 모델링 데이터를 차분하여 현재 건축물의 공정률은 토공사 단계로 판단할 수 있다.

구체적으로, 제1 시점의 3D 모델링 데이터 및 상기 제2 시점의 3D 모델링 데이터는 일정한 시간 차이를 두고 생성된 데이터일 수 있다.

3D 모델링 데이터 생성부(210)는 제1 시점에서 촬영된 복수의 2D 실사 이미지들을 스티칭하여, 제1 시점의 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다. 제2 시점에서 촬영된 복수의 2D 실사 이미지들을 스티칭하여, 제2 시점의 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다. 3D 모델링 데이터 생성부(210)는 밝기 리매핑을 통해 제1 및 제2 시점의 2D 실사 이미지들 의 밝기 분포가 다를 경우, 전처리 과정을 통해 상기 밝기 분포를 유사하게 일치시킬 수 있다.

밝기 리매핑 과정을 통해 제1 및 제2 시점의 2D 실사 이미지들 간의 밝기 분포가 적절하게 조정된 후에, 건축물 감리 정보 매칭부(220)는 SIFT(Scale Invariant Feature Transformation) 특징점을 이용하여 제1 및 제2 시점의 3D 모델링 데이터 사이에서 안정되면서도 특징을 잘 나타낼 수 있도록 특징점을 추출할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 시점의 3D 모델링 데이터들 간의 변환 관계를 호모그래피(homography)라고 말하며, 제1 및 제2 시점의 3D 모델링 데이터 간의 대응점을 통해 변환 관계를 구할 수 있다.

건축물 감리 정보 매칭부(220)는 시간의 차이를 갖는 제1 시점의 3D 모델링 데이터와 상기 제2 시점의 3D 모델링 데이터를 서로 차분할 수 있다. 이와 같이 상기 제1 시점의 3D 모델링 데이터와 상기 제2 시점의 3D 모델링 데이터를 서로 차분함으로써 두 모델링 데이터 차이 값이 3D 모델링 차 영상을 생성할 수 있다.

건축물 감리 정보 매칭부(220)는 상기 3D 모델링 차 영상을 통해, 제1 시점의 3D 모델링 데이터와 상기 제2 시점의 3D 모델링 데이터의 차이점이 터파기 및 흙막이 유무의 차이임을 추출하고, 현재 건축물의 공정률은 토공사 단계로 판단할 수 있다.

도 7a 및 7b를 참조하면, 제1 시점의 3D 모델링 데이터는 도 7a의 건설 현장에 대응하는 3D 모델링 데이터이고, 제2 시점의 3D 모델링 데이터는 도 7b의 건설 현장에 대응하는 3D 모델링 데이터일 수 있다.

예를 들어, 제1 시점의 3D 모델링 데이터는 건축물(H) 2층의 철근 배근 공사 전 거푸집 조립 공사 중인 상태를 기초하여 생성될 수 있다. 제2 시점의 3D 모델링 데이터는 건축물(H) 2층의 철근 배근 공사가 완료된 상태를 기초하여 생성될 수 있다. 이와 같은 경우, 건축물 감리 정보 매칭부(220)는 제1 시점의 3D 모델링 데이터와 제2 시점의 3D 모델링 데이터를 차분하여 현재 건축물의 공정률은 건축물 2층의 철근 배근 공사 단계로 판단할 수 있다.

건축물 감리 정보 매칭부(220)는 상기 3D 모델링 차 영상을 통해, 제1 시점의 3D 모델링 데이터와 상기 제2 시점의 3D 모델링 데이터의 차이점이 철근 배근 유무의 차이임을 추출하고, 현재 건축물의 공정률은 철근 배근 공사 단계로 판단할 수 있다.

건축물 감리 정보 매칭부(220)는 판단된 공사 단계를 기초로 하여, 외부 서버(400)로부터 수신받은 건축물에 관한 정보 중, 건축물의 공사 단계(공정률)에 상응하는 감리 관련 자료를 추출할 수 있다.

예를 들어, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 현재 공사 단계가 토공사인 경우, 3D 모델링 서버(200)는 통신부(230)를 통해 토공사에 관한 감리 체크리스트 총괄표, 토공사에 관한 감리 체크리스트 대장, 감리 일지 등을 사용자 단말 장치(500)로 전송할 수 있다. 한편, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 현재 공사 단계가 토공사인 경우, 3D 모델링 서버(200)는 통신부(230)를 통해 건축물(H) 2층의 철골 배근 공사에 관한 감리 체크리스트 총괄표, 건축물(H) 2층의 철골 배근 공사에 관한 감리 체크리스트 대장, 감리 일지 등을 사용자 단말 장치(500)로 전송할 수 있다.

사용자 단말 장치(500)는 3D 모델링 서버(200)로부터 건축물의 공정률에 상응하는 감리 관련 자료를 수신받아 감리 보고서를 작성 및 저장할 수 있다(S600).

사용자 단말 장치(500)는 매트릭스 기법을 이용한 건설 공사 감리가 가능할 수 있다. 먼저, 사용자 단말 장치(500)는 건설 공사에서 수행되어야 하는 전체 작업 종목을 공종분류체계 축에 입력가능하게 표시하고, 진행하고자 하는 건설 공사에서 수행되어야 하는 전체 작업 종목 중 실제 작업이 진행되는 작업 종목의 공간(Space)을 시설분류체계 축에 입력 가능하게 표시되며, 그 표시된 공종분류체계 축과 시설분류체계 축이 교차하는 공간 좌표의 영역인 것으로 공종분류체계 축에 표시된 전체 작업 종목 중 실제 작업이 진행되는 작업 종목의 공간(Space)에서 수행되는 해당 작업 종목의 건설 공사 관련정보가 입력가능하게 표시되는 수행 공사 업무 표시용 객체로 표시된 건설 공사 관리용 매트릭스 시트가 저장된 데이터베이스이다. 여기서, 건설 공사 관리용 매트릭스 시트의 Y축에 해당하는 공종분류체계 축에 표시되는 정보의 경우 진행하고자 하는 건설 공사의 전체 작업 종목 명칭을 헤더노드 및 각 하부노드로 구분하여 표시제공할 수 있다. 예를 들어, 건설공사명인 동우 빌딩 건설공사가 헤더노드로 표시되고, 그 헤더노드의 하부에는 진행되는 특정 공종인 토공사 및 철근 배근 공사 등의 제 1하부노드가 표시되며, 각 제 1하부노드의 하부에는 제 1 하부노드에 해당되는 건설 작업의 세분화된 작업들(터파기, 흙막이, 철근 배근의 간격 등)이 제 2하부노드로 표시되는 구조를 가질 수 있다.

이러한 헤더노드 및 각 하부노드는 매트릭스 X/Y 축 노드 입력정보처리부에 의해 가공처리되는데 관리자가 정보입력부를 조작하여 구현되는 팝업메뉴를 통해 하부노드 추가, 이전 추가, 이후 추가 등의 노드생성메뉴를 통해 표시될 수 있다. 여기서, 하부노드 추가는 현재 노드에서 하위 노드로 노드가 추가되는 메뉴이며, 이전 추가는 현재 노드에서 이전 이웃한 노드로 추가되는 메뉴이고, 이후 추가는 현재 노드의 이후의 이웃한 노드가 추가되는 메뉴이다. 이와 더불어, 팝업메뉴에는 이름변경 메뉴도 구비되어 현재 선택한 노드의 이름을 변경할 수 있고, 노드 삭제 메뉴도 구비되어 현재 선택한 노드를 삭제할 수 있으며, 노드 텍스트 스타일설정 메뉴를 통하여 사용자는 각 노드의 화면에서 보여지는 속성을 설정할 수 있게 제공한다. 그리고 매트릭스 X/Y 축 노드 입력정보처리부는 관리자가 노드를 추가함에 따라서 X축과 Y축의 교차하는 객체의 사이즈는 자동으로 조절되어 건설 공사 관리용 매트릭스 시트 등에 반영되도록 제어할 수 있다.

도 8 내지 도 14는 사용자 단말 장치에서 건축물 감리 관련 자료가 표시되는 실시예들을 나타낸 도면이다.

도 8 내지 도 14를 참조하면, 사용자 단말 장치(500)는 표시부(DA)에 3D 모델링 서버(200)로부터 수신 받은 3D 모델링 데이터(MD), 3D 모델링 데이터(MD) 관련하여 감리 보고서를 작성하기 위한 인터페이스를 표시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자 단말 장치(500)는 표시부(DA)의 일 영역에 건설공사명인 동우 빌딩 및 3D 모델링 데이터(MD)의 생성 일시가 헤더노드로서 표시될 수 있다. 또한, 표시부(DA)의 일 영역에는 제1 내지 제5 아이콘(I1 내지 I5)가 표시될 수 있다.

예를 들어, 제1 아이콘(I1)은 외부 서버(400)로부터 수신 받은 건축물 감리 정보를 불러오는 명령에 대응될 수 있다. 즉, 사용자가 건축물의 현재 상태를 반영한 3D 모델링 데이터(MD)를 선택하는 경우, 현재 진행되어야 하는 감리 관련 자료(감리 보고서, 단계별 체크리스트, 공종별 체크리스트 등)를 별도의 검색없이 사용자 단말 장치(500)를 통해 제공 받을 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 사용자 단말 장치(500)는 감리 일지(예: 현장 업무 일지)를 작성하기 위한 제1 팝업창(PW1)을 표시부(DA)에 표시할 수 있다. 제1 팝업창(PW1)은 현장명, 일시, 공사 기간, 작성자, 날씨 및 현장 정보 사진 등을 작성하는 입력 상태 활성화 명령에 대응되는 제6 아이콘(I6)을 포함할 수 있다. 이 때, 사용자는 현장 정보 사진 등이 필요한 경우, 제4 아이콘(I4)을 선택함으로써 건설 현장에 대한 기 촬영된 실사 2D 이미지들을 불러오거나 새롭게 건축물에 대한 실사 2D 이미지를 촬영하는 명령을 수행할 수 있다. 도시하지 않았으나 새롭게 건축물에 대해 촬영하는 경우, 사용자는 복수의 촬영 장치 중 원하는 위치를 촬영할 수 있는 촬영 장치를 선택하고, 표시부(DA)에 표시된 건축물에 대한 실사 이미지를 핀치-줌 또는 핀치-아웃함으로써, 실사 이미지를 확대 또는 축소할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 사용자 단말 장치(500)는 검측 체크리스트를 작성하기 위한 제2 팝업창(PW2)을 표시부(DA)에 표시할 수 있다. 제2 팝업창(PW1)은 현장명, 일시, 공종, 위치 및 부위, 세부 공종, 공사량, 세부 검사 항목에 대한 검사 결과 체크 박스 및 조치 사항 등을 작성하는 입력 상태 활성화 명령에 대응되는 제6 아이콘(I6)을 포함할 수 있다. 이 때, 도 11에 도시된 바와 같이, 사용자는 3D 모델링 데이터(MD)에 포함된 객체의 간격 등을 체크하고자 하는 경우, 제5 아이콘(I5)을 선택함으로써, 측정 도구를 불러오는 명령을 수행할 수 있다. 예를 들어, 철근 배근 상태가 양호한지 체크하고자 하는 경우, 사용자는 3D 모델링 데이터(MD)에 포함된 제1 철근(Rb1)를 선택하고, 인접한 제2 철근(Rb2)을 선택하는 경우, 두 철근 사이의 간격이 400mm 임을 가리키는 제7 아이콘(I7)이 표시될 수 있다. 표시부(DA)는 측정 단위를 전환시키는 명령과 대응되는 제8 아이콘(I8)을 포함할 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 사용자가 공사 예정 공정표를 표시하는 명령에 대응되는 제2 아이콘(I2, 도 8 참조)을 선택하는 경우, 사용자 단말 장치(500)는 공사 예정 공정표를 확인하기 위한 제3 팝업창(PW3)을 표시부(DA)에 표시할 수 있다. 제3 팝업창(PW3)은 공사 일정이 변경되는 경우 이를 수정 사항 등을 작성하는 입력 상태 활성화 명령에 대응되는 제6 아이콘(I6)을 포함할 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 사용자가 건축물의 설계도를 표시하는 명령에 대응되는 제 3 아이콘(I3, 도 8 참조)을 선택하는 경우, 사용자 단말 장치(500)는 3D 모델링 데이터와 대응되는 건축물의 설계도를 확인하기 위한 제4 팝업창(PW4)을 표시부(DA)에 표시할 수 있다. 제4 팝업창(PW4)은 설계도 상에 주의 사항 등을 작성하는 입력 상태 활성화 명령에 대응되는 제6 아이콘(I6)을 포함할 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 사용자 단말 장치(500)는 현 단계의 건축물에 대한 감리 업무가 마무리되면 감리 보고서(예: 검측 요청서 및 검측 결과 통보서)를 표시부(DA)에 표시할 수 있다. 표시부(DA)는 감리 보고서에 결과 등을 작성하는 입력 상태 활성화 명령에 대응되는 제6 아이콘(I6)을 포함할 수 있다. 이 때, 사용자 단말 장치(500)는 도 8 내지 도 13에서 상술한 감리 자료 작성(현장 업무 일지, 검측 체크리스트 등)내용을 최종 감리 보고서의 첨부 자료 등으로 첨부할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자 단말 장치(500)는 도 8 내지 도 14에서 도시된 감리 관련 자료를 3D 모델링 서버(200) 및 외부 서버(400) 등에 전송할 수 있고, 공사현장의 사용자(예: 감리자, 공사감독자, 검측원 등)는 3D 모델링 서버(200) 및 외부 서버(400)에 접속하여 이를 열람할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 통신망
200: 3D 모델링 서버
300: 크레인
400: 외부 서버
500: 사용자 단말 장치

Claims

촬영 장치를 포함하는 크레인;
상기 촬영 장치에 의해 촬영된 피사체의 복수의 2D 이미지들을 수신하여 3D 모델링 데이터를 생성하는 3D 모델링 서버;
상기 피사체의 건축물 관련 정보를 포함하는 외부 서버; 및
상기 외부 서버로부터 상기 건축물 관련 정보를 수신하여 표시하는 사용자 단말 장치를 포함하되,
상기 3D 모델링 서버는, 상기 외부 서버로부터 상기 건축물 관련 정보를 수신하고, 상기 건축물 관련 정보 중에서 상기 3D 모델링 데이터와 매칭되는 감리 정보를 추출하여 사용자 단말 장치에 전송하는 건축물 감리 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 3D 모델링 서버는 3D 데이터 생성부 및 건축물 감리 정보 매칭부를 포함하는 건축물 감리 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 3D 데이터 생성부는 상기 복수의 2D 이미지들을 병합함으로써 상기 3D 모델링 데이터를 생성하는 건축물 감리 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 건축물 감리 정보 매칭부는 상기 3D 모델링데이터와 상기 건축물 관련 정보에 기초하여 상기 피사체의 공정률에 상응하는 상기 감리 정보를 추출하는 건축물 감리 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 감리 정보 매칭부는 제1 시점의 3D 모델링 데이터와 상기 제1 시점과 상이한 제2시점의 3D 모델링 데이터를 차분하여, 피사체의 공정률을 판단하는 건축물 감리 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 크레인은 마스트, 조종석, 트롤리, 후크, 메인 지브 및 카운터 지브를 포함하는 건축물 감리 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 촬영 장치는 상기 트롤리에 배치되는 제1 촬영 장치 및 상기 후크에 배치되는 제2 촬영 장치를 포함하는 건축물 감리 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 촬영 장치는 벡터 촬영 정보 검출부를 포함하는 건축물 감리 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 벡터 촬영 정보 검출부는 위치 검출부, 방위각 검출부, 수직기울기 검출부, 수평기울기 검출부 및 거리 검출부를 포함하는 건축물 감리 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 벡터 촬영 정보는 상기 촬영 장치의 촬영 시점의 시간정보, 상기 촬영 장치의 3차원 위치정보, 상기 촬영 장치의 렌즈 축이 향하는 방위에 대한 방위정보, 상기 촬영 장치의 렌즈 축이 중력 방향에 대하여 기울어진 수직기울기 정보 및 상기 2D 이미지의 수평축이 지평선에 대하여 기울어진 수평 기울기 정보등을 포함하는 건축물 감리 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 외부 서버는 상기 촬영 장치로부터 상기 2D 이미지들 및 상기 벡터 촬영 정보를 수신하여 상기 피사체에 대한 건축물 관련 정보를 추출하는 건축물 감리 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 건축물에 관련 정보는 피사체의 식별코드, 설계도, 공사 예정 공정표 및 감리 관련 자료 등을 포함하는 건축물 감리 시스템.
제12 항에 있어서,
상기 감리 관련 자료는 감리 보고서, 단계별 체크리스트 및 공종별 체크리스트를 포함하는 건축물 감리 시스템.
크레인에 포함된 촬영 장치가 피사체를 촬영하여 복수의 2D 이미지들을 획득하는 단계;
3D 모델링 서버가 상기 획득한 복수의 2D 이미지들에 기초하여 3D 모델링 데이터를 생성하는 단계;
외부 서버가 상기 피사체의 건축물 관련 정보를 상기 3D 모델링 서버에 제공하는 단계; 및
사용자 단말 장치가 감리 정보를 표시하는 단계를 포함하되,
상기 사용자 단말 장치가 감리 정보를 표시하는 단계는, 상기 건축물 관련 정보 중에서 상기 3D 모델링 데이터와 매칭되는 상기 감리 정보를 추출하여 사용자 단말 장치에 전송하는 건축물 감리 방법.
제14 항에 있어서,
상기 3D 데이터를 생성하는 단계는, 상기 복수의 2D 이미지들을 병합함으로써 상기 3D 모델링 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 건축물 감리 방법.
제14 항에 있어서,
상기 사용자 단말 장치가 감리 정보를 표시하는 단계는, 상기 3D 모델링 데이터와 상기 건축물 관련 정보에 기초하여 상기 피사체의 공정률에 상응하는 상기 감리 정보를 추출하는 건축물 감리 방법.
제16 항에 있어서,
상기 사용자 단말 장치가 감리 정보를 표시하는 단계는, 제1 시점의 3D 모델링 데이터와 상기 제1 시점과 상이한 제2시점의 3D 모델링 데이터를 차분하여, 피사체의 공정률을 판단하는 단계를 포함하는 건축물 감리 방법.
제14 항에 있어서,
상기 크레인은 마스트, 조종석, 트롤리, 후크, 메인 지브 및 카운터 지브를 포함하는 건축물 감리 방법.
제15 항에 있어서,
상기 촬영 장치는 상기 트롤리에 배치되는 제1 촬영 장치 및 상기 후크에 배치되는 제2 촬영 장치를 포함하는 건축물 감리 방법.
제14 항에 있어서,
상기 건축물에 관련 정보는 피사체의 식별코드, 설계도, 공사 예정 공정표 및 감리 관련 자료 등을 포함하는 건축물 감리 방법.