KR20220057937A - Method for measuring architecture using image - Google Patents

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KR20220057937A
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Abstract

The present invention relates to a method for measuring a building using an image. The method for measuring a building using an image includes: a step of obtaining an image about a part of a structure in a building including a standard material by using a camera, and receiving input of the same; a step of identifying the standard material included in the inputted image and calculating a distortion degree of the image and a standard specification of the standard material in advance; a step of specifying a risk candidate position by referring to a blueprint on the structure of the building, which is stored in advance; a step of determining a risk candidate area corresponding to the specified risk candidate position in the image after matching the blueprint and the inputted image; a step of generating a correction image by reflecting the distortion degree of the image calculated in advance to the structure or a member adjacent or corresponding to the determined risk candidate area; and a step of calculating a size and deformation of the structure or the member by comparing the generated correction image and the standard specification of the standard material. According to embodiments of the present invention, the method for measuring a building using an image can measure the size of the multiple members or the structure in the single image without individual measurement on an object by initially obtaining the image of the building including the standard material.

Description

영상을 이용한 건축물 검측 방법{Method for measuring architecture using image}Method for measuring architecture using image}

본 발명은 건축물을 검측하기 위한 기술에 관한 것으로, 특히 건축물에 대한 영상을 획득하여 이로부터 건축물의 특정 부재 내지 구조물의 크기를 측량하고 측량된 크기로부터 변형이 있는지를 검사하고, 변형이 있다면 어느 정도 변형이 있었는지를 계측하는 방법, 그 방법을 기록한 기록매체 및 건축물 검측 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for detecting a building, in particular, obtaining an image of the building, measuring the size of a specific member or structure of the building from this, and inspecting whether there is any deformation from the measured size, and if there is any deformation, to what extent It relates to a method of measuring whether there is deformation, a recording medium recording the method, and a building detection device.

건축에 관한 설계와 시공은 일치하는 것이 원칙이나, 대지의 측량이나 건축물의 건축 과정에서 부득이하게 발생하는 오차는 건축법을 적용할 ‹š 법규에서 정하는 범위에서 허용된다.In principle, architectural design and construction are consistent, but errors that inevitably occur during site surveying or building construction are permitted within the scope stipulated by the applicable building laws.

종래의 건설 및 엔지니어링 감리 업무에 있어서, 지금까지의 현장 검측은 줄자와 같은 원시적 측정 도구와 확인용 도면, 그리고 필요시 광파기 등의 고가 장비를 휴대하여 수행되어 왔다. 그러나 이러한 측정 도구들은 사용의 불편함과 더불어 측정의 오차가 많이 발생함으로 인하여 이를 수정하거나 보완하는 작업이 요구되었는바 많은 시간과 경비가 낭비되는 단점이 존재하였다.In the conventional construction and engineering supervision work, field inspections so far have been carried out by carrying a primitive measuring tool such as a tape measure, a drawing for confirmation, and, if necessary, expensive equipment such as a light breaker. However, these measurement tools have disadvantages in that a lot of time and money are wasted as they are required to be corrected or supplemented due to the inconvenience of use and a large number of measurement errors.

이를 해결하기 위하여 레이저 거리 측정기와 같이 휴대가 간편한 소형의 측정 도구가 개발되어 활용되기 시작하였다. 예를 들어, 레이저 거리 측정기는 레이저 광선을 대상에 조사하여 그 광선이 반사되는 형태와 시간에 따라 건축물 사이의 거리를 측정하는 장치로서, 수 미터 내지 수십 미터의 거리를 순간적으로 측정할 수 있으며, 줄자와 같은 종래의 측정 도구에 비하여 오차가 거의 없다는 장점을 갖는다.In order to solve this problem, a small and portable measuring tool such as a laser rangefinder was developed and started to be used. For example, a laser distance meter is a device that irradiates a laser beam on a target and measures the distance between buildings according to the reflected shape and time of the beam, and can measure a distance of several meters to several tens of meters instantaneously, It has an advantage that there is little error compared to a conventional measuring tool such as a tape measure.

한편, 건축물이 시공된 후 상당한 시간이 경과함에 따라, 다양한 외력 내지 내력에 의해 건축물에 변형이 발생하게 된다. 이러한 변형을 정확하게 파악하여 사전에 보수함으로써, 추후 발생할 수 있는 심각한 건축물 구조상의 하자 내지 결함을 방지할 수 있다. 이를 위해 최초의 설계 도면 내지 시공 상태에 관한 정보를 참조하여 현재의 상태를 파악하는 과정이 필요한데, 이 과정에서도 다양한 측정 도구가 활용될 수 있다.On the other hand, as a considerable amount of time elapses after the building is constructed, deformation occurs in the building due to various external or internal forces. By accurately grasping such deformation and repairing it in advance, it is possible to prevent serious defects or defects in the structure of the building that may occur later. To this end, it is necessary to identify the current state by referring to the initial design drawings or information about the construction state, and various measurement tools can be utilized in this process as well.

그러나, 이러한 측정 도구의 발달에도 불구하고, 건축물의 오차 내지 변형을 파악하는 과정 자체는 여전히 종래의 방법들과 큰 차이가 없다. 예를 들어, 도면을 휴대하는 작업자가 현장에서 검측이 필요한 부재나 구조물을 특정하여 직접 측정 도구를 활용하여 계측하고, 이를 재차 최초의 설계 도면과 비교함으로써 이상 여부를 판단할 수 있다.However, despite the development of these measurement tools, the process itself of grasping errors or deformations of buildings is still not significantly different from conventional methods. For example, an operator carrying a drawing can determine whether there is an abnormality by specifying a member or structure that needs to be inspected at the site, directly measuring it using a measuring tool, and comparing it with the original design drawing again.

이하에서 소개하는 선행기술문헌에는 간단한 측정 도구를 이용하여 건축물을 검측하고 도면과 비교하는 과정을 보다 용이하게 수행할 수 있는 기술적 수단을 제안하고 있으나, 여전히 각각의 부재 내지 구조물을 작업자가 수작업을 통해 개별적으로 검측하고 기록하여야만 한다는 점에서 근본적인 개선이 부족한 실정이다.In the prior art literature introduced below, technical means are proposed to more easily perform the process of detecting a building using a simple measuring tool and comparing it with a drawing, but still each member or structure is manually installed by a worker. Fundamental improvement is lacking in that it has to be individually detected and recorded.

한국특허공개공보 제2005-0060227호, 2005년 06월 22일 공개, "레이저 거리측정기를 이용한 건축물 검측 장치 및 검측장치를 구동하기 위한 프로그램을 저장한 기록매체"Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-0060227, published on June 22, 2005, "a building detection device using a laser rangefinder and a recording medium storing a program for driving the detection device"

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 종래의 건축물의 검측에 있어서 개별적인 검측 대상인 부재 내지 구조물별로 각각 검측 수단을 활용하여 수작업으로 측량을 한 후, 측량된 결과를 재차 도면과 대비하거나 전자화된 도면에 일일이 입력하여야만 하는 불편을 해소하고, 발달된 검측 장비와 전자화된 도면을 활용하더라도 여전히 현장의 계측값과 도면이 분리되어 존재하기 때문에 이를 연계하는 과정에서 작업자의 수작업이 필요하다는 한계를 해소하며, 건축물에서 오차 내지 위험이 발생할 가능성이 큰 영역을 선택함에 있어서 작업자의 주관적인 경험에 의존하여 검측 대상을 특정할 수 밖에 없는 약점을 극복하고자 한다.The technical problem to be solved by the present invention is, in the detection of a conventional building, each member or structure, which is an individual detection target, is manually surveyed by using a detection means, and then the measurement result is compared again with the drawing or in an electronic drawing It eliminates the inconvenience of having to input one by one, and eliminates the limitation of the need for manual labor in the process of linking the measured values and drawings at the site even though advanced detection equipment and electronic drawings are used. In selecting an area where errors or dangers are likely to occur, we try to overcome the weakness of specifying the detection target depending on the subjective experience of the operator.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 검측 방법은, (a) 카메라를 이용하여, 건축물 검측 장치가 복수 개의 직선이 직각으로 교차하는 형상을 구비하고 규격이 결정된 적어도 하나 이상의 표준 자재가 포함된 건축물의 구조 일부에 대한 영상을 획득하여 입력받는 단계; (b) 상기 건축물 검측 장치가 입력된 상기 영상 내에 포함된 상기 표준 자재를 식별하고, 식별된 상기 표준 자재에서 직선과 직각으로 정의되는 형상을 이용하여 상기 표준 자재의 기준 규격과 영상의 왜곡 정도를 미리 산출하는 단계; (c) 상기 건축물 검측 장치가 미리 저장된 상기 건축물의 구조에 대한 설계 도면을 참조하여 구조 내에 인장력, 압축력, 전단력, 또는 이들의 조합에 따른 휨 모멘트, 비틀림 중 적어도 하나가 작용하는 위험 후보 위치를 특정하는 단계; (d) 상기 건축물 검측 장치가 입력된 상기 영상과 상기 설계 도면을 매치한 후, 특정된 상기 위험 후보 위치에 대응하는 위험 후보 영역을 상기 영상 내에서 결정하는 단계; (e) 상기 건축물 검측 장치가 결정된 상기 위험 후보 영역에 해당하거나 인접한 부재 또는 구조물에 대해 미리 산출된 상기 영상의 왜곡 정도를 반영하여 보정 영상을 생성하는 단계; 및 (f) 상기 건축물 검측 장치가 생성된 상기 보정 영상과 상기 표준 자재의 기준 규격을 대비하여 상기 부재 또는 구조물의 크기 및 변형을 산출하는 단계;를 포함한다.In order to solve the above technical problem, the building detection method according to an embodiment of the present invention is (a) using a camera, the building detection device has a shape in which a plurality of straight lines intersect at right angles and at least one standard is determined acquiring and receiving an image of a part of a structure of a building including the above standard materials; (b) the building detection device identifies the standard material included in the input image, and uses a shape defined by a straight line and a right angle in the identified standard material to determine the standard size of the standard material and the degree of distortion of the image calculating in advance; (c) With reference to the design drawing for the structure of the building in which the building detection device is stored in advance, at least one of bending moment and torsion according to tensile force, compressive force, shear force, or a combination thereof in the structure is specified. to do; (d) determining, in the image, a risk candidate area corresponding to the specified risk candidate location after the building detection device matches the input image with the design drawing; (e) generating a correction image by reflecting the distortion degree of the image previously calculated for the member or structure adjacent to or corresponding to the risk candidate area determined by the building detection device; and (f) calculating the size and deformation of the member or structure by comparing the corrected image generated by the building detection device with the standard standard of the standard material.

일 실시예에 따른 건축물 검측 방법에서, 건축물의 구조 일부에 대한 영상을 획득하여 입력받는 상기 (a) 단계는, (a1) 카메라 렌즈의 왜곡에 대한 보정의 기준으로 설정된 복수 개의 직선이 직각으로 교차하는 형상을 구비하고, 비교 대상인 부재 또는 구조물의 크기를 판단하기 위한 기준으로서 규격이 결정된, 적어도 하나 이상의 표준 자재를 건축물에 부착 또는 거치하여 상기 건축물의 구조 일부와 함께 영상을 획득하여 입력받는 단계;를 포함하고, (a2) 입력된 상기 영상과 더불어 상기 카메라 렌즈의 곡률 정보를 추가로 입력받는 단계;를 더 포함할 수 있다.In the method for detecting a building according to an embodiment, the step (a) of acquiring and receiving an image of a part of the structure of the building includes: (a1) A plurality of straight lines set as a reference for correction for distortion of a camera lens intersect at right angles A method comprising: attaching or mounting at least one standard material having a shape to a structure and having a standard determined as a criterion for determining the size of a member or structure to be compared to a building to obtain an image together with a part of the structure of the building and receiving an input; and (a2) additionally receiving curvature information of the camera lens in addition to the input image.

또한, 일 실시예에 따른 건축물 검측 방법에서, 표준 자재의 기준 규격과 영상의 왜곡 정도를 미리 산출하는 상기 (b) 단계는, (b1) 입력된 상기 영상 내에 포함된 상기 표준 자재를 영상 인식 또는 사용자 입력에 의해 식별하는 단계; 및 (b2) 식별된 상기 표준 자재에서 보정의 기준으로 설정된 직선과 직각으로 정의되는 형상 및 상기 카메라 렌즈의 곡률 정보를 이용하여 상기 렌즈의 왜곡 특성에 기반한 영상의 왜곡 정도를 상기 영상의 각 영역별로 미리 산출하고, 상기 표준 자재의 결정된 기준 규격을 독출하는 단계:를 포함할 수 있다.In addition, in the building detection method according to an embodiment, the step (b) of pre-calculating the standard size of the standard material and the degree of distortion of the image is, (b1) image recognition or the standard material included in the input image. identifying by user input; and (b2) a shape defined by a straight line and a right angle set as a reference for correction in the identified standard material and the degree of distortion of the image based on the distortion characteristic of the lens by using the curvature information of the camera lens for each region of the image The step of calculating in advance and reading the determined reference standard of the standard material: may include.

일 실시예에 따른 건축물 검측 방법에서, 위험 후보 위치를 특정하는 상기 (c) 단계는, (c1) 입력된 상기 영상에 대응하여 미리 저장된 상기 건축물의 구조에 대한 설계 도면을 독출하는 단계; 및 (c1) 독출된 상기 설계 도면 내의 부재 또는 구조물의 연결 상태를 고려하여 하중의 전달 방향에 따라 구조 내에 인장력, 압축력, 전단력, 또는 이들의 조합에 따른 휨 모멘트, 비틀림 중 적어도 하나가 작용하는 위험 후보 위치를 특정하는 단계;를 포함하되, 상기 위험 후보 위치는, 상기 부재 또는 구조물의 말단과 중앙부에 인가되는 힘의 작용 방향이 상이한 경우, 상기 부재 또는 구조물의 말단의 양측에서 인가되는 힘의 작용 방향이 상이한 경우, 상기 부재 또는 구조물의 일측에 인가되는 둘 이상의 힘의 작용선이 어긋난 경우, 상기 부재 또는 구조물의 일측에 인가되는 힘의 작용 작용선이 하중 방향과 어긋난 경우 중 적어도 하나에 있어서, 힘의 작용점으로 설정될 수 있다.In the method of detecting a building according to an embodiment, the step (c) of specifying a risk candidate location includes: (c1) reading a design drawing for the structure of the building stored in advance in response to the input image; and (c1) the risk that at least one of tensile force, compressive force, shear force, or bending moment or torsion according to a combination of tensile force, compressive force, shear force, or a combination thereof acts in the structure according to the direction of load transmission in consideration of the connection state of the member or structure in the read design drawing Including, but, the risk candidate position, when the direction of the force applied to the end and the central portion of the member or structure is different from the action of the force applied from both sides of the end of the member or structure When the direction is different, when the line of action of two or more forces applied to one side of the member or structure is out of line, and when the line of action of the force applied to one side of the member or structure is deviating from the direction of the load, at least one of It can be set as an action point.

일 실시예에 따른 건축물 검측 방법에서, 위험 후보 영역을 영상 내에서 결정하는 상기 (d) 단계는, 영상 내의 특징선, 특징점 또는 이들의 조합을 기준으로 입력된 상기 영상과 상기 설계 도면을 매치한 후 상기 설계 도면 내에서 특정된 상기 위험 후보 위치에 대응하는 위험 후보 영역을 상기 영상 내에서 결정할 수 있다.In the building detection method according to an embodiment, the step (d) of determining the risk candidate area in the image is to match the design drawing with the input image based on feature lines, feature points, or a combination thereof in the image. Then, a risk candidate area corresponding to the risk candidate location specified in the design drawing may be determined in the image.

일 실시예에 따른 건축물 검측 방법에서, 보정 영상을 생성하는 상기 (e) 단계는, 상기 위험 후보 영역에 해당하거나 인접한 부재 또는 구조물에 대해 미리 산출된 상기 영상의 왜곡 정도를 반영하여 상기 카메라의 렌즈에 의한 영상의 배럴 왜곡(barrel distortion), 핀쿠션 왜곡(pincushion distortion), 또는 파도형 왜곡(moustache distortion)을 교정함으로써 보정 영상을 생성할 수 있다.In the building detection method according to an embodiment, in the step (e) of generating a corrected image, the lens of the camera reflects the degree of distortion of the image calculated in advance for a member or structure adjacent to or corresponding to the risk candidate area. A corrected image can be created by correcting for barrel distortion, pincushion distortion, or moustache distortion of the image caused by

일 실시예에 따른 건축물 검측 방법에서, 부재 또는 구조물의 크기 및 변형을 산출하는 상기 (f) 단계는, (f1) 생성된 상기 보정 영상과 상기 표준 자재의 기준 규격을 대비하고, 상기 기준 규격에 기초하여 상기 위험 후보 영역에 해당하거나 인접한 부재 또는 구조물의 크기를 도출하는 단계; 및 (f2) 상기 설계 도면 내의 연결 관계를 참조하여, 도출된 상기 부재 또는 구조물의 크기로부터 변형된 변위값을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.In the building detection method according to an embodiment, the step (f) of calculating the size and deformation of a member or structure includes: (f1) comparing the generated corrected image with the standard standard of the standard material, and deriving a size of a member or structure corresponding to or adjacent to the risk candidate area based on the; and (f2) calculating a deformed displacement value from the derived size of the member or structure with reference to the connection relationship in the design drawing.

한편, 이하에서는 상기 기재된 건축물 검측 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.On the other hand, below, a computer-readable recording medium in which a program for executing the above-described building detection method on a computer is recorded is provided.

본 발명의 실시예들은, 최초에 표준 자재가 함께 포함된 건축물 영상을 획득함으로써 검측 대상에 대한 개별적인 계측 없이도 하나의 영상 내에서 다수의 부재 내지 구조물을 크기를 계측할 수 있고, 측량 결과를 재차 별도의 도면과 대비하거나 입력할 필요없이 전자화된 설계 도면과 매칭하여 정보를 통합 관리할 수 있으며, 전문적인 지식 내지 주관적인 경험에 의존하지 않고도 건축물에서 오차 내지 위험이 발생할 가능성이 높은 영역을 자동으로 특정하여 검측을 유도할 수 있다.Embodiments of the present invention can measure the size of a number of members or structures within one image without individual measurement of the object to be detected by first acquiring an image of a building including standard materials together, and measure the measurement result again separately Information can be integrated and managed by matching with electronic design drawings without the need to compare or input with drawings of detection may be induced.

도 1은 본 발명의 실시예들이 속하는 기술분야에서 건축 허용 오차에 관한 규정을 예시한 도면이다.
도 2는 연직으로 시공된 건축물의 기울어짐을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상을 이용한 건축물 검측 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 표준 자재가 포함된 건축물 영상을 이용하여 다른 구조물의 크기를 결정하는 아이디어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 카메라의 렌즈 왜곡을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 9는 건축 구조물에 작용하는 힘에 따른 변형의 유형을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 건축 구조물에서 나타내는 변형을 부재의 변위를 통해 파악하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상을 이용한 건축물 검측 장치를 도시한 블록도이다.
1 is a view illustrating a regulation regarding a construction tolerance in the technical field to which embodiments of the present invention belong.
2 is a view for explaining the inclination of a vertically constructed building.
3 is a flowchart illustrating a method for detecting a building using an image according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the idea of determining the size of another structure using an image of a building including standard materials.
5 is a diagram for explaining lens distortion of a camera.
6 to 9 are views for explaining the type of deformation according to the force acting on the building structure.
10 is a view for explaining a process of grasping the deformation shown in the building structure through the displacement of the member.
11 is a block diagram illustrating an apparatus for detecting a building using an image according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, detailed descriptions of well-known functions or configurations that may obscure the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings will be omitted. In addition, throughout the specification, 'including' a certain component does not exclude other components unless otherwise stated, but means that other components may be further included.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprises" or "comprises" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but is one or more other features or It should be understood that the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof does not preclude the possibility of addition.

특별히 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless specifically defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted to have meanings consistent with the context of the related art, and are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. .

도 1은 본 발명의 실시예들이 속하는 기술분야에서 건축 허용 오차에 관한 규정을 예시한 도면으로서, 건축 과정에서 부득이하게 발생하는 오차일지라도 건축법에서 정하는 범위에서 허용될 수 있음을 보여준다.1 is a view illustrating the regulations regarding building tolerance in the technical field to which embodiments of the present invention pertain, and shows that even errors that inevitably occur in the construction process can be tolerated within the range set by the Building Act.

널리 알려진 바와 같이, 일반적으로 대지의 형상 및 연면적이 설계도와 정확히 일치하기란 쉽지 않다. 택지개발사업과 같은 지구는 수치의 정확도가 높을 수 있지만, 다소 오래 방치된 시가지라면 공부상 토지 면적이 실측과 일치하지 않는 경우가 많으며 이 때문에 주변 건축물의 경계를 침범하게 되기도 한다. 또한, 설계 과정 속에서도 오차가 발생하곤 하였는데 지적도의 축적을 읽고 수치로 옮겨내는 단계에서 선의 굵기 등에 따라 10cm의 차이까지도 나타날 수 있기 때문이다. 시공 중에는 벽돌 등의 부재가 균일하게 생산되지 못한 경우나 시공 방식에 따라서도 적지 않은 차이를 나타내게 될 수 있다. 건축물은 사용승인 절차를 받은 이후에 사용이 가능하나 해당 건축물의 법적 지위는 건축물대장의 등재로써 이루어지게 되며, 법규를 충족하지 못할 경우 이러한 사용 내지 등재가 어려워질 수 있기 때문에 허용 범위 내에서 오차를 관리할 필요가 있다.As is widely known, in general, it is not easy to exactly match the shape and total floor area of the site with the blueprint. For districts such as housing site development projects, the numerical accuracy can be high, but in urban areas that have been neglected for a long time, the land area often does not match the actual measurement for study purposes, and this may encroach on the boundaries of surrounding buildings. In addition, errors often occurred during the design process, because in the stage of reading the accumulation of cadastral maps and transferring them to numerical values, a difference of up to 10 cm may appear depending on the thickness of the lines. During construction, when members such as bricks are not produced uniformly or depending on the construction method, there may be significant differences. Buildings can be used after receiving approval for use, but the legal status of the building is achieved by registration in the building register. need to manage

도 2는 연직으로 시공된 건축물의 기울어짐을 설명하기 위한 도면이다. 도 2의 (a)는 설계에 따라 연직으로 정확히 시공된 상태를 예시하였고, 도 2의 (b)는 오시공으로 인해 시공 중 건물이 기울어진 상황을 예시하였다. 특히, 높이가 높은 건축물일수록 동일한 비율일지라도 사실상 오차의 폭이 커지게 되기 때문에 규정을 준수하여 시공이 이루어질 수 있도록 관리하는 것이 매우 중요하다.2 is a view for explaining the inclination of a vertically constructed building. Figure 2 (a) illustrates a state in which the vertical construction is correctly performed according to the design, and Figure 2 (b) illustrates a situation in which the building is tilted during construction due to incorrect construction. In particular, it is very important to manage the construction so that it can be constructed in compliance with regulations because the width of the error actually increases even if the ratio is the same as the height of the building increases.

한편, 앞서 소개한 바와 같이, 건축물이 시공된 이후에도 상당한 시간이 경과함에 따라 다양한 외력 내지 내력에 의해 건축물에 변형이 발생할 수 있음을 지적한 바 있다. 이러한 변형을 정확하게 파악하여 사전에 보수함으로써, 추후 발생할 수 있는 심각한 건축물 구조상의 하자 내지 결함을 방지하거나 불필요한 비용 증가를 막을 수 있다.On the other hand, as introduced above, it has been pointed out that deformation may occur in the building due to various external or internal forces as a considerable amount of time elapses even after the building is constructed. By accurately identifying such deformation and repairing it in advance, it is possible to prevent serious defects or defects in the structure of a building that may occur later or to prevent unnecessary cost increase.

따라서, 이하에서 제시되는 본 발명의 실시예들은 이러한 문제점 인식에서 안출된 것으로서, 종래의 번거로운 현장 실측 과정을 단일의 행위로 간소화하면서도 실측값이 도면 내의 최초 설계 사항과 일치하는지 여부를 보다 용이하게 파악할 수 있도록 계측, 입력 및 검사를 하나의 전자적인 수단을 통해 통합하는 기술적 수단을 제안하고자 한다. 나아가, 건축물의 위험 요소를 검사함에 있어서도, 도면 내에서 추후 위험이 될만한 위치를 구조적인 관계에 기반하여 자동화된 방식으로 선택/결정함으로써 작업자의 판단을 도와주도록 유도하였다.Accordingly, the embodiments of the present invention presented below are devised from recognizing this problem, and while simplifying the conventional cumbersome field measurement process into a single act, it is easier to determine whether the actual measurement value matches the initial design matter in the drawing. We would like to propose a technical means to integrate measurement, input and inspection through one electronic means. Furthermore, in the inspection of the risk factors of the building, it was induced to help the judgment of the operator by selecting/determining the location that could become a danger later in the drawing in an automated manner based on the structural relationship.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상을 이용한 건축물 검측 방법을 도시한 흐름도로서, 적어도 하나의 프로세서(processor)를 구비하는 건축물 검측 장치에 의해 수행되는 일련의 처리 과정을 포함한다. 이러한 처리 과정 각각은 복수 개의 명령어 집합을 포함하는 컴퓨터 프로그램으로 구현되어 건축물 검측 장치의 저장 장치에 탑재된 후 독출되어 상기 프로세서에 의해 수행될 수 있다.3 is a flowchart illustrating a method for detecting a building using an image according to an embodiment of the present invention, and includes a series of processing steps performed by a building detecting device having at least one processor. Each of these processing processes may be implemented as a computer program including a plurality of instruction sets, loaded on the storage device of the building detection device, read out, and then performed by the processor.

S310 단계에서, 건축물 검측 장치는 복수 개의 직선이 직각으로 교차하는 형상을 구비하고 규격이 결정된 적어도 하나 이상의 표준 자재가 포함된 건축물의 구조 일부에 대한 영상을 획득하여 입력받는다. 이 과정에서는 측정하고자 하는 대상(건축물의 구조 일부 등)과 함께 비교 대상이 되는 표준 자재를 함께 카메라를 통해 촬영하게 된다. 이때, 표준 자재는 규격이 알려진 것으로서, 이후 측정 대상의 크기나 변형 정도를 판단하기 위한 기준이 된다.In step S310, the building detection apparatus acquires and receives an image of a part of the structure of a building having a shape in which a plurality of straight lines intersect at right angles and including at least one standard material whose standard has been determined. In this process, the object to be measured (part of the structure of a building, etc.) and the standard material to be compared are taken together with the camera. At this time, as the standard material is known, it becomes a standard for judging the size or degree of deformation of the measurement target thereafter.

또한, 표준 자재는 카메라 렌즈에 따른 영상의 왜곡을 사후적으로 해소하기 위해 복수 개의 직선이 직각으로 교차하는 형상으로 된 것으로 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 건축물의 벽이나 바닥을 마감하는 타일이나, 벽체를 구성하는 시멘트 블록 등이 표준 자재로서 선택될 수 있다. 특히 표준 자재는 직선으로 정의된 형상을 포함함으로써 이후 렌즈 왜곡을 교정할 때에 보조적인 왜곡 보정의 수단으로 활용할 수 있다. 즉, 표준 자재에서 직선으로 정의된 형상이 카메라를 통해 촬영된 최초의 영상 내에서는 곡선으로 나타날 수 있으며, 이러한 왜곡된 형상은 보정 이후에 직선으로 회복되어야 함을 의미한다. 나아가, 이러한 복수 개의 직선은 직각으로 교차하는 형상으로서 정의됨으로써 이후 직선의 교차각이 왜곡되는 것을 보정하는데 도움을 줄 수 있다. 따라서, 카메라를 통해 최초 영상을 획득함에 있어서, 직선과 직각을 포함하는 표준 자재를 함께 영상 내에 포함시키는 것은 이후 왜곡 보정 후의 검측 대상의 크기를 정확하게 결정함에 있어서 매우 중요한 사전 작업에 해당한다.In addition, it is preferable to select a standard material having a shape in which a plurality of straight lines intersect at right angles in order to post-resolve image distortion caused by a camera lens. For example, a tile for finishing a wall or floor of a building or a cement block constituting a wall may be selected as a standard material. In particular, since the standard material includes a shape defined by a straight line, it can be used as a means of auxiliary distortion correction when correcting lens distortion afterward. That is, a shape defined as a straight line in a standard material may appear as a curve in the first image captured by the camera, meaning that such a distorted shape must be restored to a straight line after correction. Furthermore, since the plurality of straight lines are defined as a shape that intersects at right angles, it can help to correct distortion of the intersection angle of the straight lines thereafter. Therefore, in acquiring the first image through the camera, including a standard material including a straight line and a right angle in the image is a very important pre-work in accurately determining the size of the detection target after distortion correction.

따라서, S310 단계에서는, 카메라 렌즈의 왜곡에 대한 보정의 기준으로 설정된 복수 개의 직선이 직각으로 교차하는 형상을 구비하고, 비교 대상인 부재 또는 구조물의 크기를 판단하기 위한 기준으로서 규격이 결정된, 적어도 하나 이상의 표준 자재를 건축물에 부착 또는 거치하여 상기 건축물의 구조 일부와 함께 영상을 획득하여 입력받는 것이 바람직하다. 또한, 이후 왜곡 정도에 관한 보다 많은 정보를 확보하기 위해, 입력된 상기 영상과 더불어 상기 카메라 렌즈의 곡률 정보를 추가로 입력받는 것이 바람직하다. 현재의 카메라 렌즈 제조사에서는 렌즈의 상세 규격(specification)으로서 다양한 정보를 제공하고 있으며, 이중 렌즈 곡률 정보가 함께 획득될 수 있는데, 이는 왜곡 보정에서 매우 유용하게 사용될 수 있다.Accordingly, in step S310, a plurality of straight lines set as a criterion for correction of distortion of a camera lens have a shape that intersects at right angles, and a standard is determined as a criterion for judging the size of a member or structure to be compared, at least one or more It is preferable to obtain and input an image together with a part of the structure of the building by attaching or mounting a standard material to the building. In addition, in order to secure more information on the degree of distortion thereafter, it is preferable to additionally receive information on the curvature of the camera lens together with the input image. A current camera lens manufacturer provides various information as a detailed specification of a lens, and double lens curvature information can be acquired together, which can be very usefully used in distortion correction.

S320 단계에서, 상기 건축물 검측 장치는 S310 단계를 통해 입력된 상기 영상 내에 포함된 상기 표준 자재를 식별하고, 식별된 상기 표준 자재에서 직선과 직각으로 정의되는 형상을 이용하여 상기 표준 자재의 기준 규격과 영상의 왜곡 정도를 미리 산출한다. 보다 구체적으로, 이 과정에서는, 입력된 상기 영상 내에 포함된 상기 표준 자재를 영상 인식 또는 사용자 입력에 의해 식별하고, 식별된 상기 표준 자재에서 보정의 기준으로 설정된 직선과 직각으로 정의되는 형상 및 상기 카메라 렌즈의 곡률 정보를 이용하여 상기 렌즈의 왜곡 특성에 기반한 영상의 왜곡 정도를 상기 영상의 각 영역별로 미리 산출하고, 상기 표준 자재의 결정된 기준 규격을 독출할 수 있다.In step S320, the building detection device identifies the standard material included in the image input through step S310, and using a shape defined by a straight line and a right angle in the identified standard material, the standard size of the standard material and The degree of distortion of the image is calculated in advance. More specifically, in this process, the standard material included in the input image is identified by image recognition or user input, and the shape and the camera defined by a straight line and a right angle set as a reference for correction in the identified standard material and the camera The degree of distortion of the image based on the distortion characteristic of the lens may be calculated in advance for each region of the image by using the curvature information of the lens, and the determined reference standard of the standard material may be read.

앞서, S310 단계에서 카메라 렌즈를 통해 영상이 획득되기 때문에 방사형(radial) 왜곡이 수반되게 되는데, 렌즈의 유형에 따라, 예를 들어, 배럴 왜곡(barrel distortion), 핀쿠션 왜곡(pincushion distortion), 또는 파도형 왜곡(moustache distortion)이 발생할 수 있다. 이러한 왜곡은 렌즈의 중심과 외각의 굴절률의 차이로 인해 결상 위치에서 중심과 외각의 배율이 달라지게 때문에 발생하게 되며, 특히 굴절률이 높을수록 두드러지게 나타나게 된다.Earlier, since an image is acquired through a camera lens in step S310, radial distortion is accompanied, and depending on the type of lens, for example, barrel distortion, pincushion distortion, or wave Moustache distortion may occur. This distortion occurs because the magnifications of the center and the outer angle are different at the imaging position due to the difference in refractive index between the center and the outer angle of the lens.

일반적으로 카메라 렌즈의 경우, 광학적인 보정을 위해 복수 개의 렌즈를 활용하거나, 비구면 렌즈를 활용하는 등의 방법이 활용 가능하나, 본 발명의 실시예들이 적용되는 기술 분야에서 이러한 광학적인 보정을 채택하기에는 적합하지 않다. 따라서, 본 발명의 실시예들에서는 일단 왜곡된 이미지를 입력받은 후, 이를 대상으로 하는 소프트웨어 기반의 보정 기술을 활용하게 된다.In general, in the case of a camera lens, a method such as using a plurality of lenses or using an aspherical lens for optical correction is available, but in the technical field to which embodiments of the present invention are applied, it is difficult to adopt such optical correction. Inappropriate. Accordingly, in embodiments of the present invention, after receiving a distorted image, a software-based correction technique for the image is used.

렌즈의 방사형 왜곡을 보정하기 위해서는 왜곡이 있는 이미지와 기준(정상적인 이미지 또는 왜곡이 없는 비교 대상)을 대비하여 왜곡된 정도(왜곡 계수)를 확인하고, 이후 왜곡을 상쇄시킬 수 있는 반대의 왜곡을 적용함으로써 이미지를 보정할 수 있다. 따라서, S320 단계에서는 보정에 앞서 왜곡 정도를 미리 산출할 필요가 있다. 영상 내의 왜곡 정도를 산출하는 보다 구체적인 과정은 이후 렌즈 왜곡의 수학적 모델을 통해 보다 자세히 기술하도록 한다.To correct the radial distortion of the lens, check the distortion degree (distortion coefficient) by comparing the distorted image and the reference (normal image or non-distortion target), and then apply the opposite distortion that can cancel the distortion You can correct the image by doing this. Therefore, in step S320, it is necessary to calculate the degree of distortion in advance prior to correction. A more specific process of calculating the degree of distortion in the image will be described in more detail later through a mathematical model of lens distortion.

S330 단계에서, 상기 건축물 검측 장치는 미리 저장된 상기 건축물의 구조에 대한 설계 도면을 참조하여 구조 내에 인장력, 압축력, 전단력, 또는 이들의 조합에 따른 휨 모멘트, 비틀림 중 적어도 하나가 작용하는 위험 후보 위치를 특정한다. 이제, 영상과는 별도로 최초에 설계된 도면으로부터 검측 대상을 결정할 필요가 있는데, 이러한 검측 대상은 물론 앞서 입력된 영상에 대응하는 부재나 구조물을 포함하는 것이 당연하다. 여기서는, 이러한 부재나 구조물 중 특히 정밀하게 계측하여야 하는 미세 위치를 특정하기 위한 작업을 수행한다.In step S330, the building detection device refers to the design drawings for the structure of the building stored in advance, and at least one of a bending moment and torsion according to a tensile force, a compressive force, a shear force, or a combination thereof in the structure. specify Now, it is necessary to determine the detection target from the initially designed drawing separately from the image. Of course, it is natural to include a member or structure corresponding to the previously inputted image as well as the detection target. Here, an operation for specifying a fine position to be measured particularly precisely among these members or structures is performed.

본 발명의 실시예들은 설계 도면에 나타난 부재 또는 구조물의 역학적인 관계를 고려하여 구조 내에서 향후 위험이나 오차가 발생할 여지가 큰 미세 위치를 특정하도록 구현되었다. 이를 위해 건축물에 가해지는 다양한 외력과 응력을 고려하였으며, 또한 수직, 수평에서 나타나는 다양한 사례를 취합하여 이를 분류하였다. S330 단계에 명시되어 있듯이, 구조 내에서 당기는 힘인 인장력, 누르는 힘인 압축력, 상호 어긋나게 미끄러지는 전단력, 한쪽은 인장력이 작용하고 다른쪽에 압축력이 함께 작용할 때 나타나는 휨, 힘의 작용점이 구조물의 지지 방향과 달라 나타나는 비틀림 등이 그것으로, 설계 도면에서 이러한 구조물에서 변형이 나타나는 위치를 자동으로 특정할 수 있다. 구조화된 객체 간의 상관 관계를 고려하여 하나의 구조물에 가해지는 적어도 하나 이상의 힘의 방향이 사전에 정의되어 있다면 다른 구조물과 연결/적재되어 있는 상황에서 추가적으로 가해지는 힘의 방향을 파악함으로써 이들의 조합에 따른 왜곡/오차/파괴 등이 나타날 수 있는 위험 후보 위치를 미리 결정하여 유형화할 수 있다. 따라서, 통상적인 설계 도면에 각각의 부재 내지 구조물 별로 힘의 작용점 및 작용 방향이 추가되어 미리 저장되는 것이 바람직하다.Embodiments of the present invention are implemented to specify a fine position in the structure where a risk or error is likely to occur in the future in consideration of the mechanical relationship of the member or structure shown in the design drawings. For this, various external forces and stresses applied to the building were considered, and various cases appearing vertically and horizontally were collected and classified. As specified in step S330, tensile force, which is a pulling force within the structure, compressive force, which is a pressing force, shear force that slips away from each other, bending that occurs when tensile force acts on one side and compressive force acts on the other side together. As such, it is possible to automatically specify in the design drawings where deformations appear in these structures, such as torsions appearing. If the direction of at least one force applied to one structure is defined in advance in consideration of the correlation between structured objects, it is possible to combine It is possible to pre-determine and categorize risk candidate positions where distortion/error/destruction may appear. Therefore, it is preferable to add and store the action point and action direction of the force for each member or structure in a conventional design drawing in advance.

S340 단계에서, 상기 건축물 검측 장치는 S310 단계를 통해 입력된 상기 영상과 미리 저장된 상기 설계 도면을 매치한 후, S330 단계를 통해 특정된 상기 위험 후보 위치에 대응하는 위험 후보 영역을 상기 영상 내에서 결정한다. 보다 구체적으로, 이 과정에서는, 영상 내의 특징선, 특징점 또는 이들의 조합을 기준으로 입력된 상기 영상과 상기 설계 도면을 매치한 후 상기 설계 도면 내에서 특정된 상기 위험 후보 위치에 대응하는 위험 후보 영역을 상기 영상 내에서 결정할 수 있다.In step S340, the building detection device matches the image input in step S310 and the design drawing stored in advance, and then determines a risk candidate area corresponding to the risk candidate location specified in step S330 in the image. do. More specifically, in this process, after matching the input image with the design drawing based on feature lines, feature points, or a combination thereof in the image, a risk candidate area corresponding to the specified risk candidate location in the design drawing can be determined within the image.

이 과정은 도면과 실제 촬영된 영상 내의 대응하는 구성을 상호 연관시키는 과정으로서, 비로소 전자화된 도면 내의 왜곡/오차/파괴 등이 나타날 수 있는 위험 후보 위치를 현재의 시공 상태를 나타내는 영상 내의 영역에 매칭시키게 된다. 구현의 관점에서 도면과 사진을 매칭시키기 위해, 양자의 특정 영역이나 구조물을 기준으로 설정할 필요가 있는데 이는 특징점이나 특징선 등을 이용한 다양한 영역 매칭 알고리즘을 활용할 수 있으며, 필요에 따라서는 영상 내에 추가적인 태그(tag)를 활용하여 매칭의 기준으로 설정하는 것도 가능하다. 이를 통해 종래의 기술이 현장 실측 값과 인쇄된 실물 도면 내지 전자화된 도면의 각 부재를 일일이 대비하거나 기재/입력하여야만 했던 불편을 원천적으로 해소하고, 전자화된 영상(디지털 이미지)을 곧바로 전자화된 도면(예를 들어, CAD 파일)에 직접 연계할 수 있음과 더불어 위험 후보 위치를 자동화된 방식으로 동시에 특정할 수 있다.This process is a process of correlating the drawing and the corresponding configuration in the actually captured image, and only then matches the dangerous candidate location where distortion/error/destruction in the electronic drawing may appear to the area in the image representing the current construction state. will make it In order to match drawings and photos from an implementation point of view, it is necessary to set them based on a specific area or structure of both. It is also possible to set the matching criteria by using (tag). Through this, the conventional technology fundamentally solves the inconvenience of having to prepare or describe/input each member of the on-site actual measurement value and the printed physical drawing or electronic drawing, and convert the electronic image (digital image) directly into the electronic drawing ( In addition to being able to link directly to a CAD file, for example, it is possible to simultaneously specify risk candidate locations in an automated way.

S350 단계에서, 상기 건축물 검측 장치는 S340 단계를 통해 결정된 상기 위험 후보 영역에 해당하거나 인접한 부재 또는 구조물에 대해 미리 산출된 상기 영상의 왜곡 정도를 반영하여 보정 영상을 생성한다.In step S350, the building detection apparatus generates a corrected image by reflecting the distortion degree of the image previously calculated for the member or structure corresponding to or adjacent to the risk candidate area determined in step S340.

S340 단계에서 설계 도면으로부터 영상으로 검측 대상이 특정되었으나, 여전히 영상에는 왜곡이 담겨 있다. 따라서, 대상을 계측하여 왜곡 내지 오차가 존재하는지를 검사하기에 앞서, 우선적으로 영상의 왜곡을 해소할 필요가 있다. 이를 위해, S320 단계를 통해 산출한 영상의 왜곡 정도를 활용한다. 영상의 왜곡 정도는, 현실의 객체가 위치하는 3차원 공간 좌표와 카메라를 통해 얻어진 2차원 공간 좌표를 상호 매개하는 렌즈의 특성으로 인해 나타날 수 있는데, 이를 교정하기 위한 다양한 방법론이 활용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은, 이러한 방법론 중 영상 분석을 통해 영상을 구성하는 각 화소(pixel) 영역별로 왜곡된 수치를 도출하고, 현실에 존재하였던 객체의 실제 위치를 조정하게 된다. 이를 위해, S350 단계에서는, 위험 후보 영역에 해당하거나 인접한 부재 또는 구조물에 대해 미리 산출된 영상의 왜곡 정도를 반영하여 카메라의 렌즈에 의한 영상의 배럴 왜곡(barrel distortion), 핀쿠션 왜곡(pincushion distortion), 또는 파도형 왜곡(moustache distortion)을 교정함으로써 보정 영상을 생성할 수 있다. 구현의 관점에서, 본 발명의 실시예들은 표준 자재 내에 정의된 직선이 휘는 방향을 통해 왜곡의 유형을 특정할 수 있고, 휘는 정도를 통해 해당 유형의 왜곡을 제거할 수 있다.Although the detection target was specified as an image from the design drawing in step S340, distortion is still contained in the image. Therefore, before measuring the object and examining whether there is distortion or error, it is necessary to first resolve the distortion of the image. To this end, the degree of distortion of the image calculated through step S320 is used. The degree of distortion of the image may appear due to the characteristics of the lens that mutually mediates the 3D spatial coordinates where the real object is located and the 2D spatial coordinates obtained through the camera, and various methodologies for correcting this may be used. In the embodiments of the present invention, distorted values are derived for each pixel region constituting an image through image analysis among these methodologies, and the actual position of an object existing in reality is adjusted. To this end, in step S350, by reflecting the degree of distortion of the image calculated in advance for the member or structure corresponding to or adjacent to the risk candidate area, barrel distortion, pincushion distortion, Alternatively, a correction image can be created by correcting the moustache distortion. From an implementation point of view, embodiments of the present invention may specify a type of distortion through a bending direction of a straight line defined in a standard material, and may remove that type of distortion through a degree of bending.

첫째, 배럴 왜곡은 영상의 가장자리 부분이 바깥 방향으로 휘어지는 현상을 의미하며, 획득된 영상 내의 직선이 휘는 방향이 중앙부에 비해 가장자리부에서 더 크게 볼록한 형태로 나타나게 된다. 둘째, 핀쿠션 왜곡은 배럴 왜곡과는 정반대 방향으로 직선이 휘는 방향이 중앙부에 비해 가장자리부에서 더 크게 오목한 형태로 나타나게 된다. 셋째, 파도형 왜곡은 하나의 직선에서 배럴 왜곡과 핀쿠션 왜곡이 함께 일어나는 현상이다. 이때, 영상 왜곡을 교정하기 위해 휘어진 직선을 평탄화(flatten)하는 영상 처리 기법을 활용할 수 있다. 따라서, 직선이 휘는 방향과 정도를 통해 영상의 왜곡을 교정함으로써 보다 정확한 영상의 형태 및 크기 정보를 제공할 수 있다. 이와 더불어 표준 자재 내에 정의된 수직 형상을 활용함으로써 교차하는 직선들의 왜곡 정도를 고려한 보정이 가능하다.First, barrel distortion refers to a phenomenon in which the edge of an image is curved outward, and the direction in which a straight line in the acquired image is curved appears as a larger convex shape at the edge than at the center. Second, in the pincushion distortion, the direction of straight line bending in the opposite direction to the barrel distortion appears in a larger concave shape at the edge than at the center. Third, wave distortion is a phenomenon in which barrel distortion and pincushion distortion occur together in one straight line. In this case, an image processing technique for flattening a curved straight line may be used to correct image distortion. Accordingly, it is possible to provide more accurate image shape and size information by correcting image distortion through the direction and degree of bending of the straight line. In addition, by using the vertical shape defined in the standard material, it is possible to compensate in consideration of the degree of distortion of the intersecting straight lines.

이하에서는, 보다 구체적인 왜곡 보정 기법에 관하여, 렌즈계 왜곡의 수학적 모델을 기술한다.Hereinafter, with respect to a more specific distortion correction technique, a mathematical model of lens system distortion will be described.

일반적으로 렌즈 왜곡의 수학적 모델은 카메라 내부 파라미터의 영향이 제거된 정규 이미지 플레인(normalized image plane)에서 정의된다. 렌즈계의 왜곡이 없다고 가정할 경우, 3차원 공간 상의 한 점 (Xc, Yc, Zc)는 중심 투영(central projection, pinhole projection)에 의해 정규 이미지 플레인 상의 한 점 (xn _u, yn_u)로 투영되어 다음의 수학식 1과 같이 표현된다(여기서, 첨자 n: normalized, u: undistorted).In general, a mathematical model of lens distortion is defined in a normalized image plane from which the influence of camera internal parameters is removed. Assuming that there is no lens system distortion, a point (X c , Y c , Z c ) in three-dimensional space is a point (x n _u , y n_u ) on the normal image plane by central projection (pinhole projection). ) and expressed as Equation 1 below (here, subscript n: normalized, u: undistorted).

Figure pat00001
Figure pat00001

그러나, 실제로는 (xn _u, yn _u)는 렌즈계의 비선형성에 의해 왜곡(주로 방사 왜곡)이 된다. (xn _d, yn _d)를 렌즈계의 왜곡이 반영된 정규화된(normalized) 좌표라고 하면, 렌즈계 왜곡 모델은 다음의 수학식 2와 같다(여기서, 첨자 d: distorted).However, in reality (x n _u , y n _u ) becomes distortion (mainly radial distortion) due to the nonlinearity of the lens system. Assuming that (x n _d , y n _d ) is a normalized coordinate in which the lens system distortion is reflected, the lens system distortion model is the following Equation 2 (here, the subscript d: distorted).

Figure pat00002
Figure pat00002

단,

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이다.step,
Figure pat00003
am.

수학식 2에서, 우변의 첫 번째 항은 방사 왜곡(radial distortion), 두 번째 항은 접선 왜곡(tangential distortion)을 나타낸다(여기서, k1, k2, k3는 radial distortion coefficient, p1, p2는 tangential distortion coefficient). ru는 왜곡이 없을 때의 중심(principal point)까지의 거리(반지름)를 나타낸다.In Equation 2, the first term on the right side represents radial distortion, and the second term represents tangential distortion (here, k 1 , k 2 , k 3 are radial distortion coefficients, p 1 , p 2 is the tangential distortion coefficient). r u represents the distance (radius) to the principal point when there is no distortion.

이때, (xn _d, yn _d)는 정규 이미지 플레인에서의 좌표이며, 실제 영상 픽셀 좌표 (xp_d, yp _d)는 카메라 내부 파라미터를 반영하여 다음의 수학식 3과 같이 얻을 수 있다.In this case, (x n _d , y n _d ) is the coordinates in the regular image plane, and the actual image pixel coordinates (x p_d , y p _d ) can be obtained by the following Equation 3 by reflecting the camera internal parameters.

Figure pat00004
Figure pat00004

즉, 다음의 수학식 4와 같이 정리될 수 있다.That is, it can be arranged as in Equation 4 below.

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서, 수학식 4의 변수들은 카메라 내부 파라미터(intrinsic parameters)들로서, fx, fy는 초점거리(focal length), cx, cy는 렌즈 중심 영상좌표(principal point), skew_c는 이미지 센서의 cell array의 y축이 기울어진 정도를 나타내는 비대칭 계수(skew coefficient)이다.Here, the variables of Equation 4 are intrinsic parameters of the camera, f x , f y are focal lengths, c x , c y are the lens center image coordinates (principal point), and skew_c is the image sensor's It is a skew coefficient indicating the degree of inclination of the y-axis of the cell array.

이제, 왜곡된 영상으로부터 보정된 영상을 생성하도록 한다. 왜곡된 영상을 보정하기에 앞서, 먼저 카메라 캘리브레이션(Camera Calibration)을 통해 카메라 내부 파라미터(intrinsic parameter)를 도출하는 것이 바람직하다. 수학적으로, 카메라 캘리브레이션(camera calibration)은 3차원 공간 좌표와 2차원 영상 좌표 사이의 변환관계 또는 이 변환관계를 설명하는 파라미터를 찾는 과정으로서, 카메라 좌표계, 정규 좌표계의 정규 이미지 플레인, 그리고 픽셀 좌표계의 이미지 플레인 간의 기하학적인 관계를 처리하게 된다.Now, let's create a corrected image from the distorted image. Before correcting the distorted image, it is preferable to first derive an intrinsic parameter through camera calibration. Mathematically, camera calibration is a process of finding a transformation relationship between three-dimensional spatial coordinates and two-dimensional image coordinates or a parameter that explains this transformation relationship, and is a process of finding a camera coordinate system, a normal image plane of a normal coordinate system, and a pixel coordinate system. It handles geometric relationships between image planes.

왜곡된 영상을 Id, 보정된 Iu라 명명하였다. 보정의 기본 아이디어는 Iu의 각 픽셀값을 해당 픽셀 좌표를 왜곡시켰을 때의 Id의 대응되는 픽셀값으로 채우는 것이다. 영상 Iu의 한 점을 (xp_u, yp _u)라 하면, 일단 이것을 카메라 파라미터를 역으로 적용하여 정규화된(normalized) 좌표 (xn_u, yn_u)로 변환한다.The distorted image was named I d and corrected I u . The basic idea of correction is to fill each pixel value in I u with the corresponding pixel value in I d when the pixel coordinates are distorted. If a point in the image I u is (x p_u , y p _u ), it is converted into normalized coordinates (x n_u , y n_u ) by inversely applying camera parameters.

Figure pat00006
Figure pat00006

즉, 다음의 수학식 6과 같다.That is, it is expressed as Equation 6 below.

Figure pat00007
Figure pat00007

다음으로, 중심까지의 거리 ru (ru 2 = xn _u 2 + yn _u 2)를 구하고, 수학식 2의 왜곡 모델을 적용하여 왜곡된 좌표 (xn_d, yn_d)를 구한다.Next, the distance to the center r u (r u 2 = x n _u 2 + y n _u 2 ) is obtained, and the distortion model of Equation 2 is applied to obtain the distorted coordinates (x n_d , y n_d ).

Figure pat00008
Figure pat00008

마지막으로 (xn _d, yn _d)를 다시 픽셀 좌표계로 변환하면, 다음의 수학식 8과 같이 (xp_u, yp_u)의 왜곡된 영상에서의 좌표 (xp_d, yp_d)를 구할 수 있다.Finally, if (x n _d , y n _d ) is converted back to the pixel coordinate system, the coordinates (x p_d , y p_d ) in the distorted image of (x p_u , y p_u ) can be obtained as in Equation 8 below. there is.

Figure pat00009
Figure pat00009

다시, 도 3으로 돌아와, S360 단계에서, 상기 건축물 검측 장치는 S350 단계를 통해 생성된 상기 보정 영상과 상기 표준 자재의 기준 규격을 대비하여 상기 부재 또는 구조물의 크기 및 변형을 산출한다. 이제 영상에서 왜곡이 제거되었다면, 최초의 영상 내에 함께 포함되었던 표준 자재는 정의된 바와 같이 직선 및 직각이 정확하게 회복되었을 것이다. 이러한 표준 자재를 기준으로 하여 대상으로 특정된 부재 또는 구조물의 크기를 검측하고, 설계 도면을 참조하여 해당 부재 또는 구조물의 변형이나 오차를 도출할 수 있다.Again, returning to FIG. 3, in step S360, the building detection device calculates the size and deformation of the member or structure by comparing the reference standard of the standard material with the corrected image generated through step S350. Now, if the distortion had been removed from the image, the standard material that was included in the original image would have been correctly restored to straight and square as defined. Based on these standard materials, the size of a member or structure specified as a target can be detected, and deformation or errors of the member or structure can be derived with reference to the design drawing.

도 4는 표준 자재가 포함된 건축물 영상을 이용하여 다른 구조물의 크기를 결정하는 아이디어를 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 실시예들을 안출하는 과정에서 수행되었던 현장에서의 실제 사례를 예시하였다.4 is a diagram for explaining the idea of determining the size of another structure using a building image containing a standard material, illustrating an actual example in the field performed in the process of devising the embodiments of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 검측 방법에서, 카메라 렌즈의 왜곡에 대한 보정의 기준으로 설정된 복수 개의 직선이 직각으로 교차하는 형상을 구비하고, 비교 대상인 부재 또는 구조물의 크기를 판단하기 위한 기준으로서 규격이 결정된, 적어도 하나 이상의 표준 자재를 건축물에 부착 또는 거치하여 상기 건축물의 구조 일부와 함께 영상을 획득하여 입력받게 됨을 기술한 바 있다. 도 4를 참조하면, 시멘트 블록이 표준 자재로서 하나의 영상 내에 포함되어 촬영되었다. 각각의 영상은 왜곡이 이미 보정된 이후를 예시하였다.In the building detection method according to an embodiment of the present invention, a plurality of straight lines set as a criterion for correction of camera lens distortion have a shape that intersects at right angles, and as a criterion for judging the size of a member or structure to be compared It has been described that by attaching or mounting at least one standard material of which the standard has been determined to a building, an image is obtained along with a part of the structure of the building and input is received. Referring to FIG. 4 , a cement block is included in one image as a standard material and taken. Each image exemplifies after the distortion has already been corrected.

예시된 영상 중 도 4의 (a)의 원본 영상의 경우는 정면에서 촬영되어 왜곡이 다소 적었으나, 도 4의 (b)의 원본 영상은 비스듬히 촬영되어 왜곡이 보다 심하였다. 양자의 경우 정도의 차이는 있지만, 원본 영상으로부터 표준 자재(시멘트 블록)를 이용하여 대상 객체(빗금으로 표시된 부재)의 크기를 계측하기에는 부적절하였다. 따라서, 본 발명의 실시예를 적용하여 왜곡이 해소된 도 4의 영상을 통해, 2가지 상황에서 대지 아래에 매몰되어 있는 대상 객체의 높이를 계측할 수 있었으며, 최초의 설계 도면과의 불일치를 발견하여 조치할 수 있었다.Among the exemplified images, the original image of FIG. 4(a) was photographed from the front and had little distortion, but the original image of FIG. 4(b) was photographed at an angle and thus the distortion was more severe. In both cases, although there is a difference in degree, it was inappropriate to measure the size of the target object (member indicated by hatching) from the original image using a standard material (cement block). Therefore, through the image of FIG. 4 in which the distortion is resolved by applying the embodiment of the present invention, it was possible to measure the height of the target object buried under the ground in two situations, and found a discrepancy with the original design drawing could take action.

도 5는 카메라의 렌즈 왜곡을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining lens distortion of a camera.

렌즈 왜곡에는 크게 방사 왜곡(radial distortion)과 접선 왜곡(tangential distortion)이 존재한다. 방사 왜곡은 렌즈의 굴절률에 의한 것으로서, 도 5에 예시된 바와 같이 영상의 왜곡 정도가 중심으로부터의 이격 거리에 따라 차별적으로 결정되는 왜곡을 말한다. 반면, 접선 왜곡(tangential distortion)은 카메라 제조(조립) 과정에서 카메라 렌즈와 이미지 센서(CCD, CMOS 등)의 수평이 맞지 않거나 또는 렌즈 자체의 중심 정렬(centering)이 맞지 않아서 발생하는 왜곡으로서 타원형의 형태로 왜곡 분포가 달라진다.Lens distortion largely includes radial distortion and tangential distortion. Radial distortion is caused by the refractive index of the lens, and as illustrated in FIG. 5 , the degree of image distortion refers to distortion that is differentially determined according to the separation distance from the center. On the other hand, tangential distortion is a distortion that occurs because the camera lens and the image sensor (CCD, CMOS, etc.) are not level or the center of the lens itself is not aligned during the camera manufacturing (assembly) process. Distortion distribution is different in the form.

이러한 렌즈 왜곡에 관한 정보는 영상 내에 존재하는 객체의 특징을 분석하여 획득될 수도 있고, 또는 렌즈 제조사가 직접 제공할 수도 있다. 본 발명의 실시예들을 영상 내에 특별하게 정의된 표준 자재(수직, 수평)를 활용하여 왜곡 정도를 식별하고, 또한 렌즈의 왜곡 정도에 관한 추가 정보를 확보하여 함께 활용하였다.Such information on lens distortion may be obtained by analyzing the characteristics of an object existing in an image, or may be directly provided by a lens manufacturer. In the embodiments of the present invention, the degree of distortion was identified by using standard materials (vertical and horizontal) specifically defined in the image, and additional information regarding the degree of distortion of the lens was secured and utilized together.

도 6 내지 도 9는 건축 구조물에 작용하는 힘에 따른 변형의 유형을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 실시예들은, 위험 후보 위치를 특정함에 있어서, 입력된 영상에 대응하여 미리 저장된 건축물의 구조에 대한 설계 도면을 독출하고, 독출된 설계 도면 내의 부재 또는 구조물의 연결 상태를 고려하여 하중의 전달 방향에 따라 구조 내에 인장력, 압축력, 전단력, 또는 이들의 조합에 따른 휨 모멘트, 비틀림 중 적어도 하나가 작용하는 위험 후보 위치를 특정할 수 있다. 특히, 이러한 위험 후보 위치는, 부재 또는 구조물의 말단과 중앙부에 인가되는 힘의 작용 방향이 상이한 경우, 부재 또는 구조물의 말단의 양측에서 인가되는 힘의 작용 방향이 상이한 경우, 부재 또는 구조물의 일측에 인가되는 둘 이상의 힘의 작용선이 어긋난 경우, 부재 또는 구조물의 일측에 인가되는 힘의 작용 작용선이 하중 방향과 어긋난 경우 중 적어도 하나에 있어서, 힘의 작용점으로 설정되는 것이 바람직하다. 이상에서 기술된 건축 구조물에 작용하는 힘에 따른 변형의 유형을 순차적으로 살펴보면 다음과 같다.6 to 9 are views for explaining the type of deformation according to the force acting on the building structure. In the embodiments of the present invention, in specifying a risk candidate location, a design drawing of a structure of a building stored in advance is read in response to an input image, and the load is calculated in consideration of the connection state of a member or structure in the read design drawing. According to the transmission direction, it is possible to specify a risk candidate position in the structure where at least one of a bending moment and a torsion according to a tensile force, a compressive force, a shear force, or a combination thereof acts. In particular, such a risk candidate position is, when the direction of action of the force applied to the end and the central portion of the member or structure is different, when the direction of action of the force applied from both ends of the member or structure is different, on one side of the member or structure In at least one of a case in which the line of action of two or more applied forces is deviated and the line of action of a force applied to one side of the member or structure is deviating from the load direction, it is preferable to set the point of action of the force. The types of deformation according to the force acting on the building structure described above will be sequentially examined as follows.

도 6은 부재 또는 구조물의 말단과 중앙부에 인가되는 힘의 작용 방향이 상이한 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 건축물 자체의 하중(자중), 건축물에 실리는 물체의 중량(적재 하중), 일시적으로 건축물의 측면으로 가해지는 힘(풍압, 지진력) 등의 외부로부터 건축물에 가해지는 힘과 건축물을 지지하는 힘이 충돌할 경우 휨 모멘트에 의해 부재 또는 구조물의 일부가 휘거나 부러지는 상황을 예시하였다. 도 6의 (a), (b)의 경우에는 구조물의 양측면에 위치한 말단을 통해 하중을 지지하고 있는 상황에서 해당 구조물의 중앙부에 압력이 가해지면서, 중심부가 왜곡되어 휘거나(a) 부러지게(b) 된다. 또는 도 6의 (c)와 같이, 캔틸레버(cantilever) 형태의 구조물에서 일측의 말단에 가해지는 힘에 의해 해당 구조물이 휘는 현상이 나타날 수 있다. 이러한 힘이 인가되는 부재로는, 예를 들어, 보나 슬래브 등이 있다. 도 6과 같은 구조에 대해 위험 후보 위치는, 예를 들어, 부재의 중앙부로 설정될 수 있다.6 is a view for explaining a case in which the direction of action of the force applied to the end and the central portion of the member or structure is different. 6, the force applied to the building from the outside, such as the load of the building itself (self-weight), the weight of an object loaded on the building (loading load), temporarily applied to the side of the building (wind pressure, seismic force), and When the force supporting the building collides, it exemplifies a situation in which a member or part of the structure is bent or broken due to the bending moment. In the case of (a) and (b) of Figure 6, the center is distorted and bent (a) or broken ( b) becomes Alternatively, as shown in (c) of FIG. 6 , in a cantilever-shaped structure, a phenomenon in which the corresponding structure is bent by a force applied to one end of the structure may appear. The member to which such a force is applied includes, for example, a beam or a slab. For the structure shown in FIG. 6 , the risk candidate position may be set to, for example, the central portion of the member.

도 7은 부재 또는 구조물의 말단의 양측에서 인가되는 힘의 작용 방향이 상이한 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 한 개의 축 방향으로 움직이는 힘에 의해 양측에서 누르는 힘이 작용하는 압축력에 의해 부재가 찌부러지거나(a), 양측에서 당기는 힘이 작용하는 인장력에 의해 부재가 늘어나거나 심한 경우 끊어지는 상황(b)을 예시하였다. 이러한 힘이 인가되는 부재로는, 예를 들어, 기둥이나 내력벽 등이 있다. 도 7과 같은 구조에 대해 위험 후보 위치는, 예를 들어, 부재의 중앙부로 설정될 수 있다.7 is a view for explaining a case in which the direction of action of the force applied from both sides of the end of the member or structure is different. Referring to FIG. 7 , the member is crushed by the compressive force applied from both sides by the force moving in one axial direction (a), or the member is stretched or severed by the tensile force acting from the pulling force from both sides The losing situation (b) was exemplified. The member to which such a force is applied includes, for example, a column or a load-bearing wall. For the structure shown in FIG. 7 , the risk candidate position may be set to, for example, the central portion of the member.

도 8은 부재 또는 구조물의 일측에 인가되는 둘 이상의 힘의 작용선이 어긋난 경우를 설명하기 위한 도면이다. 만약 둘 이상의 힘의 작용선이 일치한다면 전단력이 아닌 압축 또는 인장이 발생하게 될 것이다. 도 8을 참조하면, 작용선이 어긋나게 작용할 경우(a), 그 사이가 절단되거나(b) 밀려나게(c) 되는 전단력이 가해지는 상황을 예시하였다. 이러한 힘이 인가되는 부재로는, 예를 들어, 지진 등에 의해 부재가 파괴되는 전단벽 등이 있다. 도 8과 같은 구조에 대해 위험 후보 위치는, 예를 들어, 부재에 가해지는 작용선의 사이로 설정될 수 있다.8 is a view for explaining a case where the line of action of two or more forces applied to one side of a member or structure is misaligned. If the lines of action of two or more forces coincide, compression or tension, not shear, will occur. Referring to FIG. 8 , when the line of action is misaligned (a), a shear force is applied, which is cut (b) or pushed (c) therebetween. The member to which such a force is applied includes, for example, a shear wall in which the member is destroyed by an earthquake or the like. For the structure shown in FIG. 8 , the risk candidate position may be set, for example, between lines of action applied to the member.

도 9는 부재 또는 구조물의 일측에 인가되는 힘의 작용 작용선이 하중 방향과 어긋난 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 9를 참조하면, 수직 구조물 사이를 연결하는 보의 일측으로부터 연장된 구조물에 구조물의 응력과 다른 위치/방향에서 하중이 가해질 경우, 비틀림이 발생하는 상황을 예시하였다. 도 9와 같은 구조에 대해 위험 후보 위치는, 예를 들어, 작용선이 부재에 가해지는 위치(예를 들어, 해당 부재 위에 적층되는 부재와의 접촉점)로 설정될 수 있다.9 is a view for explaining a case where an action line of a force applied to one side of a member or a structure deviates from a load direction. Referring to FIG. 9 , when a load is applied to a structure extending from one side of a beam connecting between vertical structures in a position/direction different from the stress of the structure, a situation in which torsion occurs is exemplified. For the structure shown in FIG. 9 , the risk candidate position may be set, for example, to a position at which an action line is applied to a member (eg, a point of contact with a member stacked on the member).

도 10은 건축 구조물에서 나타내는 변형을 부재의 변위를 통해 파악하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a process of grasping the deformation shown in the building structure through the displacement of the member.

본 발명의 실시예들에서, 부재 또는 구조물의 크기 및 변형을 산출하는 과정은, 생성된 보정 영상과 상기 표준 자재의 기준 규격을 대비하고, 기준 규격에 기초하여 위험 후보 영역에 해당하거나 인접한 부재 또는 구조물의 크기를 도출한다. 그런 다음, 설계 도면 내의 연결 관계를 참조하여, 도출된 부재 또는 구조물의 크기로부터 변형된 변위값을 산출할 수 있다. 도 10을 참조하면, 이러한 구조 해석에 기반하여 검측 대상 부재에서 압축력이나 인장력 등 어떠한 힘이 작용하였는지를 표시하였으며, 그로 인해 변형 내지 오차가 발생하였음을 확인하였으며, 그 변위값 역시 산출할 수 있었다.In the embodiments of the present invention, the process of calculating the size and deformation of a member or structure compares the generated correction image with the reference standard of the standard material, and based on the reference standard, a member corresponding to or adjacent to a risk candidate area or Derive the size of the structure. Then, with reference to the connection relationship in the design drawing, the deformed displacement value may be calculated from the derived size of the member or structure. Referring to FIG. 10, based on this structural analysis, it was displayed what kind of force was applied to the member to be detected, such as compressive force or tensile force, and it was confirmed that deformation or error occurred due to this, and the displacement value could also be calculated.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상을 이용한 건축물 검측 장치(1100)를 도시한 블록도로서, 도 3의 건축물 검측 방법의 각 수행 단계를 하드웨어 구성의 관점에서 재구성한 것이다. 따라서, 여기서는 설명의 중복을 피하고자 각 구성의 수행 동작 및 기능에 관한 개요만을 약술하도록 한다.11 is a block diagram illustrating an apparatus 1100 for detecting a building using an image according to another embodiment of the present invention, wherein each execution step of the method for detecting a building of FIG. 3 is reconstructed from the viewpoint of hardware configuration. Therefore, in order to avoid duplication of description, only an overview of the operations and functions of each configuration will be briefly summarized herein.

입력부(10)는, 카메라를 이용하여, 건축물 검측 장치가 복수 개의 직선이 직각으로 교차하는 형상을 구비하고 규격이 결정된 적어도 하나 이상의 표준 자재가 포함된 건축물의 구조 일부에 대한 영상을 획득하여 입력받는다.The input unit 10 uses a camera to obtain an image of a part of the structure of a building in which the building detection device has a shape in which a plurality of straight lines intersect at right angles and includes at least one standard material for which the standard is determined. .

저장부(20)는, 표준 자재의 기준 규격, 전자화된 설계 도면을 저장하는 구성으로서, 특히 설계 도면의 경우, 부재 내지 구조물들이 연결/적재된 구조 해석을 통해 작용점/작용선과 해당하는 힘의 방향이 부가되어 함게 저장되는 것이 바람직하다.The storage unit 20 is a configuration for storing standard specifications of standard materials and electronic design drawings. In particular, in the case of design drawings, the action point/line of action and the direction of the corresponding force through structural analysis in which members or structures are connected/loaded. It is preferable that these are added and stored together.

처리부(30)는, 입력부(10)를 통해 입력된 상기 영상 내에 포함된 상기 표준 자재를 식별하고, 식별된 상기 표준 자재에서 직선과 직각으로 정의되는 형상을 이용하여 상기 표준 자재의 기준 규격과 영상의 왜곡 정도를 미리 산출하고, 저장부(20)에 미리 저장된 상기 건축물의 구조에 대한 설계 도면을 참조하여 구조 내에 인장력, 압축력, 전단력, 또는 이들의 조합에 따른 휨 모멘트, 비틀림 중 적어도 하나가 작용하는 위험 후보 위치를 특정하고, 입력된 상기 영상과 상기 설계 도면을 매치한 후, 특정된 상기 위험 후보 위치에 대응하는 위험 후보 영역을 상기 영상 내에서 결정하고, 결정된 상기 위험 후보 영역에 해당하거나 인접한 부재 또는 구조물에 대해 미리 산출된 상기 영상의 왜곡 정도를 반영하여 보정 영상을 생성하며, 생성된 상기 보정 영상과 상기 표준 자재의 기준 규격을 대비하여 상기 부재 또는 구조물의 크기 및 변형을 산출한다.The processing unit 30 identifies the standard material included in the image input through the input unit 10, and uses a shape defined by a straight line and a right angle from the identified standard material to the standard specification and image of the standard material. Calculate the degree of distortion in advance and refer to the design drawings for the structure of the building stored in advance in the storage unit 20. In the structure, at least one of tensile force, compressive force, shear force, or a bending moment or torsion according to a combination thereof acts After specifying a risk candidate location to be used, and matching the input image with the design drawing, a risk candidate area corresponding to the specified risk candidate location is determined in the image, and corresponding to or adjacent to the determined risk candidate area A correction image is generated by reflecting the degree of distortion of the image calculated in advance for a member or structure, and the size and deformation of the member or structure are calculated by comparing the generated correction image with a reference standard of the standard material.

상기된 본 발명의 실시예들에 따르면, 최초에 표준 자재가 함께 포함된 건축물 영상을 획득함으로써 검측 대상에 대한 개별적인 계측 없이도 하나의 영상 내에서 다수의 부재 내지 구조물을 크기를 계측할 수 있고, 측량 결과를 재차 별도의 도면과 대비하거나 입력할 필요없이 전자화된 설계 도면과 매칭하여 정보를 통합 관리할 수 있으며, 전문적인 지식 내지 주관적인 경험에 의존하지 않고도 건축물에서 오차 내지 위험이 발생할 가능성이 높은 영역을 자동으로 특정하여 검측을 유도할 수 있다.According to the above-described embodiments of the present invention, it is possible to measure the size of a plurality of members or structures within one image without individual measurement of the detection target by acquiring the building image including the standard material together at first, and the measurement Information can be integrated and managed by matching the result with the electronic design drawing without the need to compare or input the result with a separate drawing again. Detection can be induced by specifying automatically.

한편, 본 발명은 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.Meanwhile, embodiments of the present invention can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장 장치 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like. In addition, the computer-readable recording medium is distributed in a computer system connected to a network, so that the computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention pertains.

이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, various embodiments of the present invention have been mainly reviewed. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

1100: 건축물 검측 장치
10: 입력부
20: 저장부
30: 처리부
1100: building detection device
10: input
20: storage
30: processing unit

Claims (7)

(a) 카메라를 이용하여, 건축물 검측 장치가 복수 개의 직선이 직각으로 교차하는 형상을 구비하고 규격이 결정된 적어도 하나 이상의 표준 자재가 포함된 건축물의 구조 일부에 대한 영상을 획득하여 입력받는 단계;
(b) 상기 건축물 검측 장치가 입력된 상기 영상 내에 포함된 상기 표준 자재를 식별하고, 식별된 상기 표준 자재에서 직선과 직각으로 정의되는 형상을 이용하여 상기 표준 자재의 기준 규격과 영상의 왜곡 정도를 미리 산출하는 단계;
(c) 상기 건축물 검측 장치가 미리 저장된 상기 건축물의 구조에 대한 설계 도면을 참조하여 구조 내에 인장력, 압축력, 전단력, 또는 이들의 조합에 따른 휨 모멘트, 비틀림 중 적어도 하나가 작용하는 위험 후보 위치를 특정하는 단계;
(d) 상기 건축물 검측 장치가 입력된 상기 영상과 상기 설계 도면을 매치한 후, 특정된 상기 위험 후보 위치에 대응하는 위험 후보 영역을 상기 영상 내에서 결정하는 단계;
(e) 상기 건축물 검측 장치가 결정된 상기 위험 후보 영역에 해당하거나 인접한 부재 또는 구조물에 대해 미리 산출된 상기 영상의 왜곡 정도를 반영하여 보정 영상을 생성하는 단계; 및
(f) 상기 건축물 검측 장치가 생성된 상기 보정 영상과 상기 표준 자재의 기준 규격을 대비하여 상기 부재 또는 구조물의 크기 및 변형을 산출하는 단계;를 포함하는, 건축물 검측 방법.
(a) using a camera, the building detection device having a shape in which a plurality of straight lines intersect at right angles and receiving an image of a part of the structure of the building including at least one standard material for which the standard is determined;
(b) identifying the standard material included in the image to which the building detection device is input, and using the shape defined by a straight line and a right angle in the identified standard material, the standard size of the standard material and the degree of distortion of the image calculating in advance;
(c) With reference to the design drawing for the structure of the building in which the building detection device is stored in advance, at least one of a bending moment and torsion according to a tensile force, a compressive force, a shear force, or a combination thereof in the structure is specified. to do;
(d) determining, in the image, a risk candidate area corresponding to the specified risk candidate location after the building detection device matches the input image with the design drawing;
(e) generating a corrected image by reflecting the distortion degree of the image previously calculated for the member or structure adjacent to or corresponding to the risk candidate area determined by the building detection device; and
(f) calculating the size and deformation of the member or structure by comparing the corrected image generated by the building detection device with the reference standard of the standard material; Containing, building detection method.
제 1 항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
(a1) 카메라 렌즈의 왜곡에 대한 보정의 기준으로 설정된 복수 개의 직선이 직각으로 교차하는 형상을 구비하고, 비교 대상인 부재 또는 구조물의 크기를 판단하기 위한 기준으로서 규격이 결정된, 적어도 하나 이상의 표준 자재를 건축물에 부착 또는 거치하여 상기 건축물의 구조 일부와 함께 영상을 획득하여 입력받는 단계;를 포함하고,
(a2) 입력된 상기 영상과 더불어 상기 카메라 렌즈의 곡률 정보를 추가로 입력받는 단계;를 더 포함하는, 건축물 검측 방법.
The method of claim 1,
The step (a) is,
(a1) At least one standard material having a shape in which a plurality of straight lines intersect at right angles set as a criterion for correction of distortion of a camera lens, and whose standard is determined as a criterion for judging the size of a member or structure to be compared Including; and receiving an image along with a part of the structure of the building by attaching or mounting it to the building.
(a2) further comprising a; further comprising the step of receiving the curvature information of the camera lens in addition to the input image;
제 2 항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b1) 입력된 상기 영상 내에 포함된 상기 표준 자재를 영상 인식 또는 사용자 입력에 의해 식별하는 단계; 및
(b2) 식별된 상기 표준 자재에서 보정의 기준으로 설정된 직선과 직각으로 정의되는 형상 및 상기 카메라 렌즈의 곡률 정보를 이용하여 상기 렌즈의 왜곡 특성에 기반한 영상의 왜곡 정도를 상기 영상의 각 영역별로 미리 산출하고, 상기 표준 자재의 결정된 기준 규격을 독출하는 단계:를 포함하는, 건축물 검측 방법.
3. The method of claim 2,
The step (b) is,
(b1) identifying the standard material included in the input image by image recognition or user input; and
(b2) In the identified standard material, the degree of distortion of the image based on the distortion characteristics of the lens using the shape defined by a straight line and a right angle set as a criterion for correction and curvature information of the camera lens for each region of the image in advance Calculating and reading the determined reference standard of the standard material: Containing, building detection method.
제 1 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
(c1) 입력된 상기 영상에 대응하여 미리 저장된 상기 건축물의 구조에 대한 설계 도면을 독출하는 단계; 및
(c1) 독출된 상기 설계 도면 내의 부재 또는 구조물의 연결 상태를 고려하여 하중의 전달 방향에 따라 구조 내에 인장력, 압축력, 전단력, 또는 이들의 조합에 따른 휨 모멘트, 비틀림 중 적어도 하나가 작용하는 위험 후보 위치를 특정하는 단계;를 포함하되,
상기 위험 후보 위치는,
상기 부재 또는 구조물의 말단과 중앙부에 인가되는 힘의 작용 방향이 상이한 경우, 상기 부재 또는 구조물의 말단의 양측에서 인가되는 힘의 작용 방향이 상이한 경우, 상기 부재 또는 구조물의 일측에 인가되는 둘 이상의 힘의 작용선이 어긋난 경우, 상기 부재 또는 구조물의 일측에 인가되는 힘의 작용 작용선이 하중 방향과 어긋난 경우 중 적어도 하나에 있어서, 힘의 작용점으로 설정되는, 건축물 검측 방법.
The method of claim 1,
Step (c) is,
(c1) reading a design drawing for the structure of the building stored in advance in response to the input image; and
(c1) A risk candidate in which at least one of tensile force, compressive force, shear force, or bending moment or torsion according to a combination of tensile force, compressive force, shear force, or a combination thereof acts in the structure according to the direction of load transmission considering the connection state of the member or structure in the read design drawing specifying a location; including, but
The risk candidate location is
When the direction of action of the force applied to the distal end and the central portion of the member or structure is different, when the direction of action of the force applied from both ends of the member or structure is different, two or more forces applied to one side of the member or structure When the line of action of the deviates, the line of action of the force applied to one side of the member or structure is set as the point of action of the force in at least one of the cases where the line of action of the force deviates from the direction of the load, the building inspection method.
제 1 항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
영상 내의 특징선, 특징점 또는 이들의 조합을 기준으로 입력된 상기 영상과 상기 설계 도면을 매치한 후 상기 설계 도면 내에서 특정된 상기 위험 후보 위치에 대응하는 위험 후보 영역을 상기 영상 내에서 결정하는, 건축물 검측 방법.
The method of claim 1,
The step (d) is,
After matching the input image with the design drawing based on feature lines, feature points, or a combination thereof in the image, determining a risk candidate area corresponding to the risk candidate location specified in the design drawing in the image, Building inspection methods.
제 1 항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
상기 위험 후보 영역에 해당하거나 인접한 부재 또는 구조물에 대해 미리 산출된 상기 영상의 왜곡 정도를 반영하여 상기 카메라의 렌즈에 의한 영상의 배럴 왜곡(barrel distortion), 핀쿠션 왜곡(pincushion distortion), 또는 파도형 왜곡(moustache distortion)을 교정함으로써 보정 영상을 생성하는, 건축물 검측 방법.
The method of claim 1,
Step (e) is,
Barrel distortion, pincushion distortion, or wave distortion of the image by the lens of the camera by reflecting the degree of distortion of the image calculated in advance for the member or structure corresponding to or adjacent to the risk candidate area A method of detecting a building that produces a corrected image by correcting (moustache distortion).
제 1 항에 있어서,
상기 (f) 단계는,
(f1) 생성된 상기 보정 영상과 상기 표준 자재의 기준 규격을 대비하고, 상기 기준 규격에 기초하여 상기 위험 후보 영역에 해당하거나 인접한 부재 또는 구조물의 크기를 도출하는 단계; 및
(f2) 상기 설계 도면 내의 연결 관계를 참조하여, 도출된 상기 부재 또는 구조물의 크기로부터 변형된 변위값을 산출하는 단계;를 포함하는, 건축물 검측 방법.
The method of claim 1,
The step (f) is,
(f1) comparing the generated correction image with a reference standard of the standard material, and deriving the size of a member or structure corresponding to or adjacent to the risk candidate area based on the reference standard; and
(f2) with reference to the connection relationship in the design drawing, calculating a displacement value deformed from the derived size of the member or structure; Containing, building detection method.
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