KR20220158121A - Method and apparatus for monitoring construction based on 3D scanning - Google Patents

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KR20220158121A
KR20220158121A KR1020210064700A KR20210064700A KR20220158121A KR 20220158121 A KR20220158121 A KR 20220158121A KR 1020210064700 A KR1020210064700 A KR 1020210064700A KR 20210064700 A KR20210064700 A KR 20210064700A KR 20220158121 A KR20220158121 A KR 20220158121A
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Abstract

A construction monitoring method and apparatus based on 3D scanning capable of minimizing construction errors and preventing causes of disputes in advance by examining construction consistency at each construction stage are disclosed. The construction monitoring apparatus based on 3D scanning, according to an embodiment, comprises: a 3D scanner acquiring 3D point cloud data for an object at different locations; a matching unit generating one 3D point cloud data by matching the 3D point cloud data acquired at different locations; a modeling unit generating a 3D construction model corresponding to the object by modeling the matched 3D point cloud data; an error calculating unit calculating an error between the 3D construction model and a 3D design model for each item; a correction unit determining the 3D design model when an error value calculated for each item falls within an error tolerance range, and modifying the 3D design model based on the 3D construction model if the error value calculated for each item exceeds the error tolerance range; and a storage unit storing the determined 3D design model or the modified 3D design model.

Description

3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법 및 장치{Method and apparatus for monitoring construction based on 3D scanning}Method and apparatus for monitoring construction based on 3D scanning {Method and apparatus for monitoring construction based on 3D scanning}

3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법 및 장치가 개시된다. 더욱 상세하게는 시공 단계마다 시공정합성을 검토함으로써, 시공 오차를 최소화하고 분쟁의 원인을 미연에 방지할 수 있는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법 및 장치가 개시된다. A construction monitoring method and apparatus based on 3D scanning are disclosed. More specifically, a construction monitoring method and apparatus based on 3D scanning capable of minimizing construction errors and preventing causes of disputes in advance by examining construction consistency at each construction stage are disclosed.

3차원 스캐너는 대상물의 3차원 형상 정보를 획득하여 디지털화하는 장치로, 3차원 영상 콘텐츠 제작, 의료, 패션, 문화재 복원 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 특히 건설 분야의 경우, 3차원 스캐너를 이용하면, 건축물에 대한 객관적인 데이터 확보가 가능하고, 공사 기간 단축 및 공사비 절감 등의 효과를 얻을 수 있기 때문에 3차원 스캐너의 활용 빈도가 증가하고 있는 추세이다. A 3D scanner is a device that acquires and digitizes 3D shape information of an object, and is used in various fields such as 3D image content production, medical care, fashion, and restoration of cultural properties. In particular, in the case of the construction field, the frequency of use of 3D scanners is increasing because it is possible to obtain objective data on buildings and to obtain effects such as shortening the construction period and reducing construction costs by using 3D scanners.

그러나 종래의 건설 현장에서는 주로 완공 또는 준공된 건축물이나 시설물을 대상으로 3차원 스캐닝을 실시하고 있을 뿐, 시공 단계에서의 활용도는 높지 않다. 또한, 시공 단계에서 건축물에 대한 3차원 스캔 데이터를 획득한다고 하더라도 획득된 3차원 스캔 데이터와 기존의 설계 데이터의 형식이 서로 달라 두 데이터를 비교하는 것이 쉽지 않았다. However, in conventional construction sites, 3D scanning is mainly performed for completed or completed buildings or facilities, and utilization in the construction stage is not high. In addition, even if 3D scan data for a building is acquired in the construction stage, it is not easy to compare the two data because the formats of the acquired 3D scan data and the existing design data are different.

대한민국등록특허 10-1370989 (발명의 명칭: 3차원 스캔 데이터를 이용한 시공 오차 분석 방법, 공고일: 2014년 3월 7일)Korean Registered Patent No. 10-1370989 (Title of Invention: Method for Analyzing Construction Errors Using 3D Scan Data, Publication Date: March 7, 2014)

3D 스캔 데이터와 설계 데이터 간의 비교가 용이하며, 시공 단계마다 시공정합성을 검토함으로써, 시공 오차를 최소화하고 분쟁의 원인을 미연에 방지할 수 있는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법 및 장치가 개시된다. A construction monitoring method and device based on 3D scanning that can easily compare 3D scan data and design data and minimize construction errors and prevent causes of disputes in advance by examining construction consistency at each construction stage are disclosed.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 일 실시예에 따른 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 장치는 서로 다른 위치에서 대상물에 대한 3차원 점군 데이터를 획득하는 3차원 스캐너; 상기 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 정합하여 하나의 3차원 점군 데이터를 생성하는 정합부; 상기 정합된 3차원 점군 데이터를 모델링하여 상기 대상물에 대응하는 3차원 시공 모델을 생성하는 모델링부; 상기 3차원 시공 모델과 상기 대상물에 대한 3차원 설계 모델 간의 오차를 각 항목별로 계산하는 오차 계산부; 상기 각 항목별로 계산된 오차값이 오차 허용 범위에 속하는 경우, 상기 3차원 설계 모델을 확정하고, 상기 각 항목별로 계산된 오차값이 상기 오차 허용 범위를 벗어나는 경우, 상기 3차원 시공 모델을 기준으로 상기 3차원 설계 모델을 수정하는 수정부; 및 상기 확정된 3차원 설계 모델 또는 상기 수정된 3차원 설계 모델을 저장하는 저장부를 포함한다. In order to solve the above problems, a construction monitoring device based on 3D scanning according to an embodiment includes a 3D scanner for acquiring 3D point cloud data for an object at different locations; a matching unit generating one 3D point cloud data by matching the 3D point cloud data acquired at different locations; a modeling unit generating a 3D construction model corresponding to the object by modeling the matched 3D point cloud data; an error calculating unit calculating an error between the 3D construction model and the 3D design model for each item; When the error value calculated for each item falls within the error tolerance range, the 3D design model is determined, and when the error value calculated for each item exceeds the error tolerance range, the 3D construction model is used as a standard. a correction unit for correcting the 3D design model; and a storage unit for storing the determined 3D design model or the modified 3D design model.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 일 실시예에 따른 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법은 서로 다른 위치에서 획득된 대상물에 대한 3차원 점군 데이터를 정합하여 하나의 3차원 점군 데이터를 생성하는 단계; 상기 정합된 3차원 점군 데이터를 모델링하여 상기 대상물에 대응하는 3차원 시공 모델을 생성하는 단계; 상기 3차원 시공 모델과 상기 대상물에 대한 3차원 설계 모델 간의 오차를 각 항목별로 계산하는 단계; 상기 각 항목별로 계산된 오차값이 오차 허용 범위에 속하는 경우, 상기 3차원 설계 모델을 확정하고, 상기 각 항목별로 계산된 오차값이 상기 오차 허용 범위를 벗어나는 경우, 상기 3차원 시공 모델을 기준으로 상기 3차원 설계 모델을 수정하는 단계; 및 상기 확정된 3차원 설계 모델 또는 상기 수정된 3차원 설계 모델을 저장하는 단계를 포함하며, 상기 단계들은 시공 단계마다 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, a construction monitoring method based on 3D scanning according to an embodiment includes generating one 3D point cloud data by matching 3D point cloud data for objects obtained at different locations; generating a 3D construction model corresponding to the object by modeling the matched 3D point cloud data; calculating an error between the 3D construction model and the 3D design model of the object for each item; When the error value calculated for each item falls within the error tolerance range, the 3D design model is determined, and when the error value calculated for each item exceeds the error tolerance range, the 3D construction model is used as a standard. modifying the 3D design model; and storing the confirmed 3D design model or the modified 3D design model, wherein the above steps are repeatedly performed for each construction stage.

3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델의 오차에 기반한 시공정합성 검토가 시공 단계마다 이루어지므로, 시공 오차를 최소화할 수 있다. Since the construction consistency review based on the error between the 3D construction model and the 3D design model is performed at each construction stage, construction errors can be minimized.

3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델이 중첩되어 있는 비교 영상을 표시함으로써, 사용자가 시공 오차를 직관적으로 인지할 수 있다. By displaying a comparison image in which the 3D construction model and the 3D design model are overlapped, the user can intuitively recognize the construction error.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 3차원 스캐너를 이용하여 대상물을 3차원 스캐닝하는 방법을 예시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 제어부의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 3차원 점군 데이터, 정합된 3차원 점군 데이터 및 3차원 시공 모델을 각각 예시한 도면이다.
도 5는 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델이 중첩되어 표시된 비교 영상을 예시한 도면이다.
도 6은 보고서 생성부에 의해 생성되는 보고서를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 도 1에 도시된 3차원 스캐너의 RGB 카메라에 의해 획득되는 RGB 영상을 예시한 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 3차원 스캐너의 깊이 카메라에 의해 획득되는 3차원 점군 데이터를 예시한 도면이다.
도 10은 하나로 정합된, 색상 정보가 비포함된 3차원 점군 데이터를 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 3D 뷰어의 화면을 예시한 것으로, 색상 정보가 포함된 3차원 점군 데이터를 표시하고 있는 3D 뷰어의 화면을 예시한 도면이다.
1 is a diagram showing the configuration of a construction monitoring system based on 3D scanning according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of 3D scanning an object using the 3D scanner shown in FIG. 1 .
3 is a diagram showing the configuration of the control unit shown in FIG. 1;
4 is a diagram respectively illustrating 3D point cloud data, matched 3D point cloud data, and a 3D construction model.
5 is a diagram illustrating a comparison image displayed in which a 3D construction model and a 3D design model are overlapped.
6 is a diagram illustrating a report generated by a report generating unit.
7 is a flowchart illustrating a construction monitoring method based on 3D scanning according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an RGB image obtained by an RGB camera of the 3D scanner shown in FIG. 1 .
FIG. 9 is a diagram illustrating 3D point cloud data obtained by a depth camera of the 3D scanner shown in FIG. 1 .
10 is a diagram illustrating 3D point cloud data that is matched into one and does not include color information.
11 illustrates a screen of a 3D viewer according to an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a screen of the 3D viewer displaying 3D point cloud data including color information.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 출입문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the entry and exit phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the recited elements.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 시스템(이하, '모니터링 시스템'이라 한다)의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram showing the configuration of a construction monitoring system (hereinafter referred to as 'monitoring system') based on 3D scanning according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 모니터링 시스템(1000)는 3차원 스캐너(200) 및 모니터링 장치(100)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , a monitoring system 1000 includes a 3D scanner 200 and a monitoring device 100 .

3차원 스캐너(200)는 대상물의 표면에 대한 3차원 점군 데이터(Point Cloud Data, PCD)를 획득한다. 여기서, 대상물은 건축물이나 시설물을 의미한다. 좀 더 구체적으로, 대상물의 예로는 건물, 플랜트, 발전소, 선박, 문화재, 댐, 교량, 도로, 지하 시설물, 각종 설비, 기계장치, 파이프, 구조, 공조장치 및 기타 설비를 들 수 있다. 3차원 점군 데이터란 대상물의 표면을 이루는 수많은 점들을 말한다. 3차원 점군 데이터에 포함되는 각 점들은 3차원 좌표(X, Y, Z)를 포함한다(여기서, 'Z'는 깊이 정보). 3차원 점군 데이터는 3차원 스캐너(200)를 이용하여 3차원 대상물을 스캐닝하는 경우에 획득된다. The 3D scanner 200 acquires 3D point cloud data (PCD) for the surface of an object. Here, the object means a building or facility. More specifically, examples of objects include buildings, plants, power plants, ships, cultural assets, dams, bridges, roads, underground facilities, various facilities, machinery, pipes, structures, air conditioners and other facilities. 3D point cloud data refers to a large number of points constituting the surface of an object. Each point included in the 3D point cloud data includes 3D coordinates (X, Y, Z) (here, 'Z' is depth information). 3D point cloud data is obtained when a 3D object is scanned using the 3D scanner 200 .

3차원 스캐너(200)는 예를 들어, 비접촉 방식으로 3차원 점군 데이터를 획득할 수 있다. 비접촉 방식의 3차원 스캐너(200)는 대상물에 접촉되지 않은 상태에서 3차원 점군 데이터를 획득한다. 비접촉 방식으로는 TOF(Time Of Flight) 방식, 광 삼각법 방식, 백색광 방식 및 변조광 방식을 예로 들 수 있다. The 3D scanner 200 may acquire 3D point cloud data in a non-contact manner, for example. The non-contact 3D scanner 200 acquires 3D point cloud data without contacting an object. Examples of the non-contact method include a Time Of Flight (TOF) method, a light triangulation method, a white light method, and a modulated light method.

TOF(Time Of Flight) 방식은 대상물의 표면에 빛(예를 들어, 레이저)를 조사하고, 조사된 빛이 대상물의 표면에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여, 대상물과 측정원점 사이의 거리를 구하는 방식이다. TOF 방식의 3차원 스캐너(200)는 대상물로 레이저를 조사하는 레이저 소스(210)와, 레이저가 조사된 대상물을 촬영하는 깊이 카메라(220)를 포함할 수 있다.The TOF (Time Of Flight) method irradiates light (e.g., laser) on the surface of an object, measures the time for the irradiated light to be reflected from the surface of the object and returns, and calculates the distance between the object and the measurement origin. way. The 3D scanner 200 of the TOF method may include a laser source 210 that irradiates laser to an object and a depth camera 220 that photographs the object irradiated with laser.

광 삼각법 방식의 3차원 스캐너(200)는 대상물로 레이저를 조사하는 레이저 소스, 대상물의 표면에서 반사된 레이저를 수신하는 CCD 카메라를 포함한다. 레이저가 서로 다른 거리에 있는 물체에 부딪히는 경우, 레이저를 수신하는 CCD 카메라에는 레이저가 서로 다른 위치에서 검출된다. 카메라와 레이저 소스 사이의 거리, 각도는 고정되어 이미 알고 있으므로, 카메라 화각 내에서 CCD 소자의 상대적인 위치에 따라 수신 광선의 깊이 차이를 구할 수 있는데, 이를 삼각법이라고 한다. The optical triangulation type 3D scanner 200 includes a laser source for irradiating laser onto an object and a CCD camera for receiving laser reflected from the object's surface. When the laser strikes objects at different distances, the laser is detected at different positions in the CCD camera receiving the laser. Since the distance and angle between the camera and the laser source are fixed and already known, the depth difference of the received beam can be obtained according to the relative position of the CCD element within the angle of view of the camera, which is called trigonometry.

백색광 방식의 3차원 스캐너(200)는 특정 패턴을 대상물에 투영하고, 그 패턴의 변형 형태를 촬영하여, 대상물의 표면에 대한 3차원 점군 데이터를 획득한다. 이 때, 대상물에는 여러 종류의 패턴이 투영될 수 있다. 예를 들면, 하나의 선(line) 형태의 패턴, 그리드(grid), 또는 스트라이프 무늬의 패턴이 대상물에 투영될 수 있다. 백색광 방식의 3차원 스캐너(200)는 전체 촬상 영역(Field Of View; FOV) 전반에 걸쳐 있는 모든 대상물의 표면의 3차원 좌표를 한 번에 획득할 수 있다. The white light type 3D scanner 200 projects a specific pattern onto an object, captures a deformed form of the pattern, and obtains 3D point cloud data on the surface of the object. At this time, various types of patterns may be projected onto the object. For example, a pattern in the form of a single line, a grid, or a stripe pattern may be projected onto the object. The white light type 3D scanner 200 may acquire 3D coordinates of the surfaces of all objects throughout the entire field of view (FOV) at once.

변조광(structured-light) 방식의 3차원 스캐너(200)는 대상물의 표면에 지속적으로 주파수가 다른 빛을 쏘고 수광부에서 이 빛을 받을 때, 주파수의 차이를 검출해, 거리 값을 산출한다. The structured-light type 3D scanner 200 continuously emits light of different frequencies to the surface of an object, detects a difference in frequency when the light receiving unit receives the light, and calculates a distance value.

상술한 바와 같은 비접촉 방식의 3차원 스캐너(200)는 3차원 점군 데이터를 획득하기 위한 구성요소들 외에도 RGB 영상을 획득하기 위한 RGB 카메라(230)를 더 포함할 수 있다. As described above, the non-contact type 3D scanner 200 may further include an RGB camera 230 for acquiring an RGB image in addition to components for obtaining 3D point cloud data.

한편, 건축물이나 시설물 등과 같은 대상물은 규모가 크기 때문에 3차원 스캐너(200)를 어느 한 위치에 고정시킨 상태에서 3차원 점군 데이터를 획득하는 것보다는 3차원 스캐너(200)의 위치를 변경해가며 3차원 점군 데이터를 획득하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 대상물의 주변을 따라 3차원 스캐너(200)의 위치를 제1 위치, 제2 위치, 제3 위치, 제4 위치 및 제5 위치로 변경시켜가면서 각 위치에서 3차원 스캐닝을 실시하여 각 위치별로 3차원 점군 데이터를 획득하는 것이 바람직하다. On the other hand, since an object such as a building or a facility has a large scale, rather than acquiring 3D point cloud data while the 3D scanner 200 is fixed in one position, the position of the 3D scanner 200 is changed to obtain 3D data. It is desirable to acquire point cloud data. For example, as shown in FIG. 2, while changing the position of the 3D scanner 200 along the periphery of the object to a first position, a second position, a third position, a fourth position, and a fifth position, each It is preferable to obtain 3D point cloud data for each location by performing 3D scanning at each location.

실시예에 따르면, 대상물의 인근에는 공사 기준점(10)이 설치된다. 공사 기준점(10)은 공사에 지장이 없고, 눈에 잘 띄는 위치에 설치된 표식이다. 일 예로, 표식은 특정 패턴, 기호, 또는 숫자가 인쇄된 2D 표식일 수 있다. 다른 예로, 표식은 3D 표식일 수도 있다. 각 위치에서 3차원 스캐닝을 실시할 때, 대상물 및 공사 기준점(10)을 포함하도록 3차원 스캐닝을 실시하면, 각 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 공사 기준점(10)을 기준으로 정합할 수 있다. According to the embodiment, a construction reference point 10 is installed near the object. The construction reference point 10 is a mark installed at a conspicuous location without any hindrance to construction. For example, the mark may be a 2D mark on which a specific pattern, symbol, or number is printed. As another example, the mark may be a 3D mark. When performing 3D scanning at each location, if the 3D scanning is performed to include the object and the construction reference point 10, the 3D point cloud data acquired at each location can be matched based on the construction reference point 10 .

상술한 바와 같은 3차원 스캐너(200)는 도면에 도시되지는 않았으나, 전원 공급 명령, 스캐닝 시작 명령, 스캐닝 종료 명령 등을 입력받기 위한 입력부 및 모니터링 장치(100)와의 데이터 송수신을 위한 통신부를 더 포함할 수 있다. Although not shown in the drawing, the 3D scanner 200 as described above further includes an input unit for receiving a power supply command, a scanning start command, a scanning end command, and the like, and a communication unit for transmitting and receiving data with the monitoring device 100. can do.

다시 도 1을 참조하면, 모니터링 장치(100)는 입력부(120), 표시부(130), 제어부(140) 및 저장부(150)를 포함한다. Referring back to FIG. 1 , the monitoring device 100 includes an input unit 120 , a display unit 130 , a control unit 140 and a storage unit 150 .

입력부(120)는 사용자로부터 명령을 입력받는다. 예를 들면, 입력부(120)는 기준점 설정 명령 및 각종 선택 명령을 입력받는다. 또한, 입력부(120)는 사용자로부터 각종 정보를 입력받는다. 예를 들어, 대상물의 규모에 대한 정보를 입력받는다. 이를 위해 입력부(120)는 버튼, 키보드(keyboard) 및 터치 패드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 때, 키보드는 소프트웨어적으로 구현될 수도 있고, 하드웨어적으로 구현될 수도 있다. The input unit 120 receives a command from a user. For example, the input unit 120 receives a reference point setting command and various selection commands. In addition, the input unit 120 receives various types of information from the user. For example, information about the scale of an object is input. To this end, the input unit 120 may include at least one of a button, a keyboard, and a touch pad. In this case, the keyboard may be implemented in terms of software or hardware.

표시부(130)는 명령 처리 결과나 각종 데이터를 표시한다. 일 예로, 입력부(120)를 통해 대상물의 규모에 대한 정보가 입력됨에 따라 대상물과 관련된 3차원 스캔 조건이 후술될 제어부(140)에 의해 계산될 수 있는데, 표시부(130)는 계산된 3차원 스캔 조건을 표시한다. 여기서, 3차원 스캔 조건으로는 3차원 스캐닝에 사용할 3차원 스캐너(200)의 종류, 3차원 스캐너(200)의 위치, 해당 위치에서 사용할 3차원 스캐닝 해상도 및 해당 위치에서 수행할 3차원 스캐닝 횟수를 예로 들 수 있다. 다른 예로, 표시부(130)는 대상물에 대한 3차원 점군 데이터를 표시한다. 표시부(130)를 통해 표시되는 3차원 점군 데이터는 특정 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터일 수도 있고, 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 정합한 하나의 3차원 점군 데이터일 수도 있다. The display unit 130 displays command processing results or various types of data. For example, as information on the scale of an object is input through the input unit 120, a 3D scan condition related to the object may be calculated by the controller 140 to be described below. The display unit 130 displays the calculated 3D scan condition. indicate the condition. Here, the 3D scanning conditions include the type of 3D scanner 200 to be used for 3D scanning, the location of the 3D scanner 200, the 3D scanning resolution to be used at that location, and the number of 3D scanning to be performed at that location. can be cited as an example. As another example, the display unit 130 displays 3D point cloud data of an object. The 3D point cloud data displayed through the display unit 130 may be 3D point cloud data obtained at a specific location or may be 3D point cloud data obtained by matching 3D point cloud data obtained at different locations.

이러한 표시부(130)는 불투명 디스플레이, 투명 디스플레이, 평판 디스플레이(Flat panel display), 연성 디스플레이(Flexible display), 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 표시부(130)는 입력부(120)와 하드웨어적으로 분리되도록 구현되거나, 입력부(120)와 하드웨어적으로 통합되어 구현된다. 예를 들어, 터치 스크린의 경우, 표시부(130)와 입력부(120)가 하드웨어적으로 통합된 것으로 볼 수 있다. The display unit 130 may be implemented as an opaque display, a transparent display, a flat panel display, a flexible display, or a combination thereof. In addition, the display unit 130 is implemented to be hardware-separated from the input unit 120 or integrated with the input unit 120 in hardware. For example, in the case of a touch screen, the display unit 130 and the input unit 120 may be regarded as integrated in hardware.

제어부(140)는 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 정합하여 하나의 3차원 점군 데이터를 생성하고, 정합된 하나의 3차원 점군 데이터로부터 3차원 시공 모델을 생성한다. 그리고 제어부(140)는 생성된 3차원 시공 모델과 기 저장되어 있던 3차원 설계 모델 간의 오차를 확인할 수 있는 비교 영상을 생성한다. 이외에도 제어부(140)는 모니터링 장치(100)의 각 구성요소들을 연결하고 제어한다. 제어부(140)에 대한 더욱 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다. The control unit 140 generates one 3D point cloud data by matching the 3D point cloud data obtained at different locations, and creates a 3D space-time model from the matched one 3D point cloud data. In addition, the control unit 140 generates a comparison image capable of confirming an error between the generated 3D construction model and the previously stored 3D design model. In addition, the control unit 140 connects and controls each component of the monitoring device 100 . A more detailed description of the control unit 140 will be described later with reference to FIG. 3 .

저장부(150)는 모니터링 장치(100)가 동작하는데 필요한 알고리즘 및/또는 데이터를 저장한다. 예를 들면, 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 정합하는데 필요한 알고리즘, 정합된 3차원 점군 데이터로부터 소정의 3차원 점군 데이터를 추출하는데 필요한 알고리즘, 추출된 3차원 점군 데이터로부터 3차원 시공 모델을 생성하는데 필요한 알고리즘, 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델이 중첩 표시된 비교 영상을 생성하는데 필요한 알고리즘 및 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델 간의 오차를 계산하는데 필요한 알고리즘 중에서 하나 이상을 저장한다. The storage unit 150 stores algorithms and/or data necessary for the monitoring device 100 to operate. For example, an algorithm required to match 3D point cloud data acquired at different locations, an algorithm required to extract predetermined 3D point cloud data from the matched 3D point cloud data, and a 3D construction model from the extracted 3D point cloud data. Stores one or more of an algorithm required to generate a 3D construction model, an algorithm required to generate a comparison image in which a 3D construction model and a 3D design model are superimposed, and an algorithm required to calculate an error between a 3D construction model and a 3D design model.

또한, 저장부(150)는 3차원 스캐닝 과정에서 획득된 데이터를 저장한다. 예를 들면, 대상물을 서로 다른 위치에서 스캐닝하여 획득한 위치별 3차원 점군 데이터, 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 하나로 정합한 3차원 점군 데이터 등을 저장한다. 이러한 저장부(150)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 하드 디스크 드라이브(Hard Disc Drive; HDD), 광 디스크 드라이브(Optical Disc Drive; ODD), 광자기 디스크 드라이브(Magneto Optic Disk drive; MOD, SD 카드(Secure Digital Card), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. In addition, the storage unit 150 stores data acquired in the 3D scanning process. For example, 3D point cloud data for each location obtained by scanning an object at different locations and 3D point cloud data obtained by combining 3D point cloud data obtained at different locations into one are stored. The storage unit 150 includes a non-volatile memory, a volatile memory, a hard disk drive (HDD), an optical disk drive (ODD), and a magneto optical disk drive (MOD, SD card). (Secure Digital Card), or a combination thereof.

도 3은 도 1에 도시된 제어부(140)를 구성을 도시한 도면이다. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the controller 140 shown in FIG. 1 .

도 3을 참조하면, 제어부(140)는 화면 구성부(141), 정합부(142), 모델링부(143), 비교 영상 생성부(144), 오차 계산부(145), 수정부(146) 및 보고서 생성부(147)를 포함한다. Referring to FIG. 3 , the control unit 140 includes a screen configuration unit 141, a matching unit 142, a modeling unit 143, a comparison image generator 144, an error calculation unit 145, and a correction unit 146. and a report generator 147.

화면 구성부(141)는 3차원 스캐닝과 관련된 화면을 구성하여 표시부(130)를 통해 표시한다. 일 예로, 화면 구성부(141)는 대상물에 대한 규모 정보(예를 들어, 대상물이 위치한 바닥 면적, 대상물의 높이)를 입력받을 수 있는 초기 화면을 구성하여 표시부(130)를 통해 표시한다. 대상물의 규모 정보가 입력되면, 3차원 스캔 조건이 자동으로 계산되어 화면에 표시될 수 있다. 3차원 스캔 조건으로는 3차원 스캐너(200)의 종류, 3차원 스캐너(200)의 위치, 각 위치에서 적용할 3차원 스캐닝 해상도 및 각 위치에서 수행할 3차원 스캐닝 횟수를 예로 들 수 있다. 사용자는 표시된 3차원 스캔 조건을 참조하여 3차원 스캐닝을 수행할 수 있다. The screen configuration unit 141 configures a screen related to 3D scanning and displays it through the display unit 130 . For example, the screen configuration unit 141 configures an initial screen capable of receiving scale information (eg, floor area where the object is located, height of the object) for the object, and displays it through the display unit 130 . When the size information of the object is input, the 3D scan condition may be automatically calculated and displayed on the screen. Examples of the 3D scanning conditions include the type of 3D scanner 200, the location of the 3D scanner 200, the 3D scanning resolution to be applied at each location, and the number of 3D scanning to be performed at each location. The user may perform 3D scanning by referring to the displayed 3D scanning conditions.

구체적으로, 사용자는 대상물을 스캐닝하는데 적합한 3차원 스캐너의 종류를 확인하고, 확인된 종류와 동일 또는 유사한 하나의 3차원 스캐너를 복수의 위치들 중에서 특정 위치에 배치시킨 다음, 해당 위치에서의 스캐닝 해상도 및 스캐닝 횟수를 참조하여 3차원 스캐닝을 실시한다. 그리고, 3차원 스캐너의 위치를 변경해가면서 각 위치에서 3차원 스캐닝을 실시한다. 이외에도, 사용자는 확인된 종류와 동일 또는 유사한 복수의 3차원 스캐너를 각각의 위치에 배치시킨 다음, 각 위치에서의 스캐닝 해상도 및 스캐닝 횟수를 참조하여 3차원 스캐닝을 실시할 수도 있다. Specifically, the user checks the type of 3D scanner suitable for scanning an object, places a 3D scanner identical or similar to the identified type at a specific location among a plurality of locations, and then scans at the corresponding location. and 3D scanning is performed by referring to the number of times of scanning. Then, 3D scanning is performed at each position while changing the position of the 3D scanner. In addition, the user may arrange a plurality of 3D scanners identical or similar to the identified type at each location, and then perform 3D scanning by referring to the scanning resolution and number of times of scanning at each location.

정합부(142)는 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 정합하여 하나의 3차원 점군 데이터를 생성한다. 예를 들어, 도 4의 (a)에 예시된 바와 같은 3차원 점군 데이터와, (a)의 3차원 점군 데이터와는 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터(도시되지 않음)를 정합하여, 도 4의 (b)와 같이, 정합된 3차원 점군 데이터를 생성한다. 구체적으로, 정합부(142)는 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 하나의 좌표계로 합친 다음, 중복되는 데이터를 제거하고, 노이즈를 제거하여, 정합된 3차원 점군 데이터를 생성한다. The matching unit 142 generates one 3D point cloud data by matching 3D point cloud data acquired at different locations. For example, by matching the 3D point cloud data as illustrated in (a) of FIG. 4 with the 3D point cloud data (not shown) obtained at a location different from the 3D point cloud data of (a), As shown in (b) of 4, the matched 3D point cloud data is created. Specifically, the matching unit 142 merges 3D point cloud data acquired at different locations into one coordinate system, removes overlapping data, and removes noise to generate matched 3D point cloud data.

만약, 도 2에 도시된 바와 같이, 공사 기준점(10)이 설치된 대상물을 서로 다른 위치에서 3차원 스캐닝하여, 각 위치별 3차원 점군 데이터를 획득한 경우, 정합부(142)는 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 공사 기준점(10)을 기준으로 정합할 수 있다. If, as shown in FIG. 2 , when 3D point cloud data for each location is acquired by 3D scanning the object where the construction reference point 10 is installed at different locations, the matching unit 142 is located at different locations. The acquired 3D point cloud data can be matched based on the construction reference point 10.

만약, 공사 기준점(10)이 설치되지 않은 대상물을 서로 다른 위치에서 3차원 스캐닝하여, 각 위치별 3차원 점군 데이터를 획득한 경우라면, 정합부(142)는 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 사용자가 설정한 기준점을 기준으로 정합할 수 있다. 구체적으로, 획득된 3차원 점군 데이터가 표시부(130)를 통해 표시되면, 사용자는 표시된 3차원 점군 데이터 중에서 시공 과정 중 절대 변하지 않는 지점을 결정하고, 표시부(130)를 터치함으로써, 결정된 지점을 표시부기준점으로 결정하고, 결정된 선택한다. 선택된 기준점에는 기 설정되어 있는 방식에 따라 좌표값이 부여된다. 일 예로, 기준점에 좌표값이 자동으로 부여되도록 설정되어 있는 상태라면, 선택된 기준점에는 기 저장되어 있는 좌표값 예를 들어, (0, 0, 0)이 자동으로 부여된다. 다른 예로, 기준점에 좌표값이 수동으로 부여되도록 설정되어 있는 상태라면, 선택된 기준점에는 사용자로부터 입력받은 좌표값이 부여된다. If 3D point cloud data for each location is obtained by 3D scanning an object where the construction reference point 10 is not installed at different locations, the matching unit 142 is configured to 3D point clouds obtained at different locations. Data can be matched based on a reference point set by the user. Specifically, when the acquired 3D point cloud data is displayed through the display unit 130, the user determines a point that never changes during the construction process among the displayed 3D point cloud data, and touches the display unit 130 to display the determined point on the display unit. Determine as a reference point, and select a determined one. A coordinate value is given to the selected reference point according to a preset method. For example, if a coordinate value is set to be automatically assigned to a reference point, a pre-stored coordinate value, for example, (0, 0, 0) is automatically assigned to the selected reference point. As another example, if the reference point is set to be manually assigned a coordinate value, the coordinate value input from the user is assigned to the selected reference point.

기준점 선택 및 좌표값 부여는 사용자 좌표계(User Coordinate System, UCS)를 설정하는 과정으로 이해될 수 있다. 사용자 좌표계 설정은 위치별 3차원 점군 데이터를 대상으로 각각 수행될 수 있다. Selecting a reference point and assigning coordinate values may be understood as a process of setting a user coordinate system (UCS). Setting the user coordinate system can be performed for each location-specific 3D point cloud data.

사용자 좌표계 설정이 완료되면, 정합부(142)는 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 사용자가 설정한 기준점을 기준으로 정합할 수 있다. When the setting of the user coordinate system is completed, the matching unit 142 may match the 3D point cloud data acquired at different locations based on the reference point set by the user.

정합부(142)는 상술한 방법에 따라 정합된 3차원 점군 데이터를 대상으로 후처리를 실행한다. 예를 들면, 정합된 3차원 점군 데이터에서 중복 데이터를 제거하고, 노이즈(noise)를 제거한다. 실시예에 따르면, 후처리가 완료된 3차원 점군 데이터는 예를 들어, ASC, E57, PTS, PTX 등의 확장자를 가지는 파일로 생성될 수 있다. 따라서 다른 종류의 처리 소프트웨어 또는 변환 소프트웨어에서도 해당 3차원 점군 데이터를 변환하여 빌딩 정보 모델링 솔루션(Building Information Modelling, BIM)에서 활용할 수 있다. The matching unit 142 performs post-processing on the matched 3D point cloud data according to the above method. For example, redundant data and noise are removed from the matched 3D point cloud data. According to the embodiment, the post-processed 3D point cloud data may be generated as a file having an extension such as, for example, ASC, E57, PTS, or PTX. Therefore, other types of processing software or conversion software can convert corresponding 3D point cloud data and use it in a building information modeling solution (BIM).

모델링부(143)는 후처리된 3차원 점군 데이터를 모델링하여 3차원 시공 모델을 생성한다. 예를 들면, 모델링부(143)는 3차원 점군 데이터의 각 점을 면 단위인 삼각형으로 연결하여, 삼각면들로 이루어진 메쉬 데이터(mesh data)를 생성하고, 메쉬 데이터로부터 도 4의 (c)에 예시된 바와 같은 3차원 시공 모델을 생성한다. 즉, 모델링부(143)는 정합된 3차원 점군 데이터의 형식을 기 저장되어 있는 3차원 설계 모델과 같은 형식으로 변환하는 것으로 이해될 수 있다. 생성된 3차원 시공 모델은 비교 영상 생성부(144)로 제공된다. The modeling unit 143 creates a 3D construction model by modeling the post-processed 3D point cloud data. For example, the modeling unit 143 connects each point of the 3D point cloud data with a triangle, which is a face unit, to generate mesh data composed of triangular faces, and from the mesh data, FIG. 4 (c) Create a 3D construction model as exemplified in That is, it can be understood that the modeling unit 143 converts the format of the matched 3D point cloud data into a format such as a previously stored 3D design model. The generated 3D construction model is provided to the comparison image generating unit 144 .

비교 영상 생성부(144)는 3차원 시공 모델과 기 저장되어 있는 3차원 설계 모델 간의 오차를 확인할 수 있는 비교 영상을 생성한다. 비교 영상은 3차원 시공 모델의 비교 기준점과 3차원 설계 모델의 비교 기준점을 중심으로 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델이 중첩된 3차원 영상이다. 즉, 비교 영상은 각 모델의 비교 기준점을 일치시킨 상태에서 각 모델을 중첩하여 표시한 3차원 영상인 것으로 이해될 수 있다. 실시예에 따르면, 비교 영상에서 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델은 서로 다른 색상으로 구분되어 표시될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 예시된 바와 같이, 3차원 시공 모델은 녹색으로, 3차원 설계 모델은 적색으로 표시될 수 있다. 이 경우, 사용자는 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델 간의 오차를 직관적으로 인지할 수 있다. 실시예에 따르면, 각 모델을 나타내는 색상은 사용자에 의해 변경 가능하도록 구현될 수도 있다. The comparison image generation unit 144 generates a comparison image capable of confirming an error between a 3D construction model and a pre-stored 3D design model. The comparison image is a 3D image in which the 3D construction model and the 3D design model are overlapped, centering on the comparison reference point of the 3D construction model and the 3D design model. That is, it can be understood that the comparison image is a 3D image in which each model is superimposed and displayed in a state in which the comparison reference points of the respective models are matched. According to the embodiment, in the comparison image, the 3D construction model and the 3D design model may be displayed in different colors. For example, as illustrated in FIG. 5 , the 3D construction model may be displayed in green and the 3D design model may be displayed in red. In this case, the user can intuitively recognize the error between the 3D construction model and the 3D design model. According to an embodiment, a color representing each model may be implemented to be changeable by a user.

일 실시예에 따르면, 3차원 시공 모델의 비교 기준점은 3차원 점군 데이터로부터 추출될 수 있다. 예를 들어, 공사 기준점(10)이 설치된 대상물을 3차원 스캐닝한 경우라면, 3차원 점군 데이터로부터 공사 기준점(10)에 대응하는 점들을 추출할 수 있는데, 추출된 점들 중에서 선택된 지점의 3차원 좌표 정보가 3차원 시공 모델의 비교 기준점으로 활용될 수 있다. According to an embodiment, a reference point for comparison of the 3D space-time model may be extracted from 3D point cloud data. For example, in the case of 3D scanning of an object where the construction reference point 10 is installed, points corresponding to the construction reference point 10 may be extracted from the 3D point cloud data, and the 3D coordinates of the selected point among the extracted points. Information can be used as a reference point for comparison of 3D construction models.

다른 실시예에 따르면, 3차원 시공 모델의 비교 기준점은 사용자에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 3차원 시공 모델이 표시부(130)를 통해 표시되면, 사용자는 표시된 3차원 시공 모델에서 특정 지점을 선택할 수 있다. 그 결과, 선택된 지점에 대응하는 3차원 좌표 정보가 추출되고, 추출된 3차원 좌표 정보가 3차원 시공 모델의 비교 기준점으로 활용될 수 있다. According to another embodiment, a reference point for comparison of the 3D construction model may be set by the user. For example, when a 3D construction model is displayed through the display unit 130, a user may select a specific point from the displayed 3D construction model. As a result, 3D coordinate information corresponding to the selected point is extracted, and the extracted 3D coordinate information can be used as a reference point for comparison of 3D construction models.

한편, 3차원 설계 모델의 비교 기준점은 3차원 설계 모델을 생성하는 단계에서 특정 위치마다 사용자에 의해 지정될 수도 있고, 비교 영상을 생성하기에 앞서 사용자에 의해 지정될 수도 있다. Meanwhile, the reference point for comparison of the 3D design model may be designated by the user at each specific location in the step of generating the 3D design model, or may be designated by the user prior to generating the comparison image.

만약, 3차원 설계 모델의 비교 기준점이 3차원 설계 모델을 생성하는 단계에서 사용자에 의해 이미 지정된 경우라면, 사용자는 비교 기준점이 설정된 3차원 설계 모델과 비교 기준점이 설정되지 않은 3차원 시공 모델이 표시부(130)를 통해 동시에 표시되도록 한 다음, 3차원 설계 모델의 비교 기준점에 대응하는 지점을 3차원 시공 모델에서 선택하여, 선택된 지점에 대응하는 3차원 좌표 정보가 3차원 시공 모델에서 추출될 수 있도록 한다. 추출된 3차원 좌표 정보는 3차원 시공 모델의 비교 기준점으로 활용될 수 있다. If the reference point for comparison of the 3D design model is already specified by the user in the step of generating the 3D design model, the user selects the 3D design model with the reference point for comparison and the 3D construction model without the reference point for comparison on the display unit. (130), and then select a point corresponding to the comparison reference point of the 3D design model from the 3D construction model so that 3D coordinate information corresponding to the selected point can be extracted from the 3D construction model. do. The extracted 3D coordinate information can be used as a reference point for comparison of 3D construction models.

만약, 3차원 설계 모델의 비교 기준점은 지정되지 않은 상태이나, 3차원 시공 모델의 비교 기준점이 지정된 상태라면, 사용자는 비교 기준점이 지정되지 않은 3차원 설계 모델과 비교 기준점 지정된 3차원 시공 모델이 표시부(130)를 통해 표시되도록 한 다음, 3차원 시공 모델의 비교 기준점에 대응하는 지점을 3차원 설계 모델에서 선택하여, 선택된 지점에 대응하는 3차원 좌표 정보가 3차원 설계 모델에서 추출될 수 있도록 한다. 추출된 3차원 좌표 정보가 3차원 설계 모델의 비교 기준점으로 활용될 수 있다. If the reference point for comparison of the 3D design model is not specified, but the reference point for comparison of the 3D construction model is designated, the user can display the 3D design model without the reference point for comparison and the 3D construction model with the reference point for comparison. (130), and then select a point corresponding to the comparison reference point of the 3D construction model from the 3D design model so that 3D coordinate information corresponding to the selected point can be extracted from the 3D design model. . The extracted 3D coordinate information can be used as a reference point for comparison of 3D design models.

이하의 설명에서는 3차원 시공 모델의 비교 기준점 및 3차원 설계 모델의 비교 기준점이 모두 사용자에 의해 직접 지정되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. In the following description, a case in which both the comparison reference point of the 3D construction model and the comparison reference point of the 3D design model are directly designated by the user will be described as an example.

실시예에 따르면, 비교 영상의 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델의 특정 부분에는 해당 부분과 관련된 수치가 함께 표시된다. 예를 들어, 배관에 대한 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델이 중첩되어 표시된 비교 영상의 경우, 직선 배관의 길이, 직선 배관의 직경, 직선 배관과 직선 배관을 이어주는 곡선 배관(엘보우)의 곡률반경 등에 대한 수치 정보가 해당 부위의 주변에 함께 표시될 수 있다. 실시예에 따르면, 예시된 항목들 외에도 더 많은 항목들의 수치 정보가 비교 영상을 통해 표시될 수 있다. 또한 수치 정보를 표시할 항목은 사전에 사용자에 의해 선택될 수 있으며, 선택된 항목은 사용자에 의해 변경 가능하도록 구현될 수 있다. According to an embodiment, a specific part of the 3D construction model and the 3D design model of the comparison image is displayed together with numerical values related to the part. For example, in the case of a comparison image in which the 3D construction model and the 3D design model of the pipe are overlapped, the length of the straight pipe, the diameter of the straight pipe, and the radius of curvature of the curved pipe (elbow) connecting the straight pipe and the straight pipe. Numerical information about the back may be displayed along with the periphery of the corresponding part. According to an embodiment, numerical information of more items than the exemplified items may be displayed through a comparison image. In addition, an item to display numerical information may be selected by a user in advance, and the selected item may be implemented to be changeable by the user.

오차 계산부(145)는 3차원 시공 모델의 비교 기준점과 3차원 설계 모델의 비교 기준점을 기준으로, 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델 간의 오차를 각 항목별로 계산한다. 배관을 예로 들면, 오차 계산부(145)는 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델에서, 직선 배관의 길이의 차이, 직선 배관의 직경의 차이, 곡선 배관의 곡률반경 차이를 각각 계산한다. 각 항목별로 계산된 오차값은 수정부(146) 및 보고서 생성부(147)로 각각 제공된다. The error calculating unit 145 calculates an error between the 3D construction model and the 3D design model for each item based on the comparison reference point of the 3D construction model and the comparison reference point of the 3D design model. Taking the pipe as an example, the error calculation unit 145 calculates a difference in length of a straight pipe, a difference in a diameter of a straight pipe, and a difference in a radius of curvature of a curved pipe in the 3D construction model and the 3D design model, respectively. Error values calculated for each item are provided to the correction unit 146 and the report generation unit 147, respectively.

수정부(146)는 각 항목별로 계산된 오차값이 각 항목별 오차 허용 범위에 속하는지를 판단한다. 판단 결과, 각 항목에 대한 오차값이 각 항목에 대한 오차 허용 범위에 속하는 경우, 수정부(146)는 3차원 설계 모델을 그대로 확정한다. 판단 결과, 각 항목에 대한 오차값이 각 항목에 대한 오차 허용 범위를 벗어나는 경우, 수정부(146)는 3차원 시공 모델을 기준으로 3차원 설계 모델을 수정한다. 각 항목에 대한 오차 허용 범위는 사전에 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 설정된 값들은 저장부(150)에 저장된다. The correction unit 146 determines whether the error value calculated for each item falls within the tolerance range for each item. As a result of the determination, when the error value for each item falls within the tolerance range for each item, the correction unit 146 determines the 3D design model as it is. As a result of the determination, if the error value for each item is out of the tolerance range for each item, the correction unit 146 corrects the 3D design model based on the 3D construction model. The tolerance range for each item may be set by the user in advance, and the set values are stored in the storage unit 150 .

상술한 바와 같은 판단 과정 즉, 시공정합성 검토 과정을 거쳐 확정되거나 수정된 3차원 설계 모델(이하, '시공정합성 검토가 완료된 3차원 설계 모델'이라 한다)은 저장부(150)에 저장된다. 예를 들어, 시공정합성 검토가 완료된 3차원 설계 모델은 시공정합성 검토가 완료되기 이전의 3차원 설계 모델이 저장되어 있는 영역과 구분되는 영역에, 구분되는 파일명을 갖도록 저장될 수 있다. 실시예에 따르면, 사용자는 저장부(150)에 저장되어 있는, 시공정합성 검토가 완료된 3차원 설계 모델을 다음 단계의 설계 및 시공계획에 반영할 수 있다. The above-described judgment process, that is, the 3D design model confirmed or modified through the construction compatibility review process (hereinafter, referred to as 'the 3D design model whose construction compatibility review has been completed') is stored in the storage unit 150 . For example, the 3D design model for which the construction consistency review has been completed may be stored with a distinct file name in an area distinct from an area in which the 3D design model before the construction consistency review is completed is stored. According to the embodiment, the user may reflect the 3D design model stored in the storage unit 150, for which construction consistency has been reviewed, to the next stage of design and construction planning.

한편, 보고서 생성부(147)는 오차 계산부(145)로부터 제공받은 각 항목별 오차값을 포함하는 보고서를 생성한다. 보고서 생성부(147)에서 생성된 보고서를 예시하면 도 6과 같다. 도 6을 참조하면, 보고서는 가로 방향을 따라 '구분', '공종', '세부공종', '수량', '검측수량', 'Fail수량', 'Fail율(%)', '잔여수량', '검측률(%)', '비고' 항목 등이 배치되며, 세로 방향을 따라 '설비' 항목 및 '전기' 항목이 배치된다. Meanwhile, the report generation unit 147 generates a report including error values for each item provided from the error calculation unit 145 . A report generated by the report generating unit 147 is illustrated in FIG. 6 . Referring to FIG. 6, the report is 'division', 'work type', 'detailed work type', 'quantity', 'detected quantity', 'fail quantity', 'fail rate (%)', 'remaining quantity' along the horizontal direction. ', 'Detection rate (%)', and 'Remarks' items are arranged, and 'Facilities' and 'Electricity' items are arranged along the vertical direction.

'수량' 항목은 설계 상에서 분석하고자 하는 대상의 설치 수량을 의미한다. 수량 항목은 세부 항목으로서, '배관', '노즐(Nozzle)' 및 '계' 항목을 포함할 수 있다. The 'quantity' item means the installed quantity of the object to be analyzed in the design. The quantity item is a detailed item and may include 'piping', 'nozzle', and 'system'.

'검측' 항목은 실제 현장에 설치된 대상의 수량을 의미한다. 검측 항목은 세부 항목으로서, '배관', '노즐(Nozzle)' 및 '계' 항목을 포함할 수 있다. 'Inspection' item refers to the number of objects installed in the actual site. The detection item is a detailed item and may include 'piping', 'nozzle', and 'system'.

'Fail수량' 항목은 설계와 현장 간에 비교된 대상 수량 중에서 일치하지 않는 수량을 의미한다. Fail수량 항목은 세부 항목으로서, '배관', '노즐(Nozzle)' 및 '계' 항목을 포함할 수 있다. The 'Fail Quantity' item means the quantity that does not match among the target quantities compared between the design and the site. The Fail quantity item is a detailed item and may include 'Pipe', 'Nozzle' and 'Total' items.

'Fail율(%)' 항목은 설계 수량과 실제 시공 수량 간의 오차율을 나타낸다. Fail율(%) 항목은 세부 항목으로서, '배관', '노즐(Nozzle)' 및 '계' 항목을 포함할 수 있다. The 'Fail rate (%)' item represents the error rate between the design quantity and the actual construction quantity. The Fail rate (%) item is a detailed item and may include 'piping', 'nozzle' and 'total' items.

'잔여수량' 항목은 설계 상의 수량 대비 실제 현장에 남아 있는 잔여 검측 수량을 의미한다. 잔여수량 항목은 세부 항목으로서, '배관', '노즐(Nozzle)' 및 '계' 항목을 포함할 수 있다. The 'remaining quantity' item means the residual quantity of inspection remaining in the actual site compared to the quantity in the design. The remaining quantity item is a detailed item and may include 'piping', 'nozzle', and 'total' items.

'검측율(%)' 항목은 설계 상의 수량 대비 검측 수량을 백분율로 표시한 것을 의미한다. 검측율(%) 항목은 세부 항목으로서, '배관', '노즐(Nozzle)' 및 '계' 항목을 포함할 수 있다. The item 'detection rate (%)' means the percentage of the quantity detected compared to the quantity in the design. The detection rate (%) item is a detailed item and may include 'piping', 'nozzle' and 'total' items.

상술한 바와 같은 보고서는 예를 들어, CSV(comma-separated values) 확장자를 갖는 리스트 형태일 수 있다. A report as described above may be in the form of a list having a comma-separated values (CSV) extension, for example.

상술한 화면 구성부(141), 정합부(142), 모델링부(143), 비교 영상 생성부(144), 오차 계산부(145), 수정부(146) 및 보고서 생성부(147)는 하나의 소프트웨어 어플리케이션으로 구현될 수 있다. The above-described screen configuration unit 141, matching unit 142, modeling unit 143, comparison image generation unit 144, error calculation unit 145, correction unit 146, and report generation unit 147 are one. It can be implemented as a software application of

이상, 도 1 내지 도 6을 참조하여 일 실시예에 따른 모니터링 시스템(1000)의 구성에 대해서 설명하였다. 도 1은 모니터링 장치(100)와 3차원 스캐너(200)가 하드웨어적으로 별도의 장치로 구현되어 있는 경우를 도시하고 있지만, 3차원 스캐너(200)는 모니터링 장치(100)에 포함되도록 구현될 수도 있다. In the above, the configuration of the monitoring system 1000 according to an embodiment has been described with reference to FIGS. 1 to 6 . Although FIG. 1 shows a case in which the monitoring device 100 and the 3D scanner 200 are implemented as separate hardware devices, the 3D scanner 200 may be implemented to be included in the monitoring device 100. have.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법을 도시한 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a construction monitoring method based on 3D scanning according to an embodiment of the present invention.

우선, 모니터링 장치(100)의 3차원 스캐너(200)를 이용하여 서로 다른 위치에서 대상물에 대한 3차원 점군 데이터를 획득한다(S710). 실시예에 따르면, 상기 S710 단계는 대상물의 규모에 대한 정보(예를 들어, 대상물이 위치한 바닥 면적, 대상물이 높이 등)를 사용자로부터 입력받는 단계, 입력받은 규모 정보에 기초하여 3차원 스캔 조건(예를 들어, 3차원 스캐닝에 사용할 3차원 스캐너(200)의 종류, 3차원 스캐너(200)의 위치, 해당 위치에서 사용할 3차원 스캐닝 해상도 및 해당 위치에서 수행할 3차원 스캐닝 횟수)을 계산하는 단계, 계산된 3차원 스캔 조건을 표시부(130)를 통해 표시하는 단계, 표시된 3차원 스캔 조건을 참조하여 서로 다른 위치에서 대상물에 대한 3차원 점군 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 획득된 3차원 점군 데이터에서 각 점들은 3차원 좌표(X, Y, Z) 및 RGB 값을 갖는다. First, by using the 3D scanner 200 of the monitoring device 100, 3D point cloud data for an object are acquired at different locations (S710). According to the embodiment, the step S710 is a step of receiving information about the scale of the object (eg, the floor area where the object is located, the height of the object, etc.) from the user, and the 3D scanning conditions (based on the input scale information) For example, calculating the type of 3D scanner 200 to be used for 3D scanning, the location of the 3D scanner 200, the 3D scanning resolution to be used at that location, and the number of 3D scanning to be performed at that location) , displaying the calculated 3D scan conditions through the display unit 130, and acquiring 3D point cloud data for the object at different locations with reference to the displayed 3D scan conditions. In the acquired 3D point cloud data, each point has 3D coordinates (X, Y, Z) and RGB values.

이후, 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 하나의 3차원 점군 데이터로 정합한다(S720). 상기 S720 단계는 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 정렬 및 정합하는 단계, 정합된 3차원 점군 데이터에서 중복된 데이터와 노이즈를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. Thereafter, the 3D point cloud data acquired at different locations are matched into one 3D point cloud data (S720). The step S720 may include aligning and matching the 3D point cloud data obtained at different locations, and removing duplicated data and noise from the matched 3D point cloud data.

이후, 정합된 3차원 점군 데이터를 모델링하여 3차원 시공 모델을 생성한다(S730). 상기 S730 단계는 정합된 3차원 점군 데이터의 각 점을 면 단위인 삼각형으로 연결하여, 삼각면들로 이루어진 메쉬 데이터를 생성하는 단계, 메쉬 데이터로부터 3차원 시공 모델을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. Thereafter, a 3D construction model is generated by modeling the matched 3D point cloud data (S730). The step S730 may include generating mesh data composed of triangular faces by connecting each point of the matched 3D point cloud data with a triangle, which is a face unit, and generating a 3D construction model from the mesh data. .

3차원 시공 모델이 생성되면, 3차원 시공 모델의 비교 기준점과 3차원 설계 모델의 비교 기준점을 중심으로 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델이 중첩되어 있는 비교 영상을 생성한다(S740). When the 3D construction model is generated, a comparison image in which the 3D construction model and the 3D design model are overlapped is generated centering on the comparison reference point of the 3D construction model and the comparison reference point of the 3D design model (S740).

일 실시예에 따르면, 3차원 시공 모델의 비교 기준점 및 3차원 설계 모델의 비교 기준점은 사용자에 의해 직접 설정될 수 있다. 구체적으로, 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델이 표시부(130)를 통해 표시된 상태에서, 사용자가 입력부(120)를 조작하여 각 모델의 특정 지점을 선택하면, 선택된 지점의 좌표가 추출되고, 추출된 좌표가 기준점으로 설정된다. According to an embodiment, the comparison reference point of the 3D construction model and the comparison reference point of the 3D design model may be directly set by the user. Specifically, in a state where the 3D construction model and the 3D design model are displayed through the display unit 130, when the user selects a specific point of each model by manipulating the input unit 120, the coordinates of the selected point are extracted and extracted. coordinates are set as reference points.

다른 실시예에 따르면, 어느 하나의 모델에서 선택된 지점의 좌표와 동일한 좌표가 나머지 모델에서 자동으로 선택될 수 있으며, 선택된 지점들의 좌표들이 각 모델의 비교 기준점으로 설정될 수 있다. 구체적으로, 사용자가 3차원 시공 모델에서 특정 지점을 선택하면, 선택된 지점의 좌표가 추출되고, 3차원 설계 모델에서도 동일한 좌표가 추출된다. 그리고, 추출된 좌표들이 각 모델의 비교 기준점으로 설정된다. According to another embodiment, the same coordinates as the coordinates of the selected point in any one model may be automatically selected in the other models, and the coordinates of the selected points may be set as reference points for comparison of each model. Specifically, when the user selects a specific point in the 3D construction model, the coordinates of the selected point are extracted, and the same coordinates are also extracted from the 3D design model. Then, the extracted coordinates are set as reference points for comparison of each model.

생성된 비교 영상은 표시부(130)를 통해 표시된다. 이 때, 비교 영상에는 모델의 각 부분에 대한 수치 정보가 함께 표시될 수 있다. 예를 들어, 배관에 관한 비교 영상이라면, 직선 배관의 길이, 직선 배관의 직경, 곡선 배관의 곡률반경 등의 수치 정보가 함께 표시될 수 있다. The generated comparison image is displayed through the display unit 130 . At this time, numerical information on each part of the model may be displayed together in the comparison image. For example, in the case of a comparison image of a pipe, numerical information such as the length of a straight pipe, the diameter of a straight pipe, and the radius of curvature of a curved pipe may be displayed together.

비교 영상이 생성된 후에는 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델 간의 오차가 각 항목별로 계산된다(S750). After the comparison image is generated, an error between the 3D construction model and the 3D design model is calculated for each item (S750).

도 7에 도시되지는 않았으나, 각 항목별로 오차값이 계산되면, 계산된 오차값을 포함하는 보고서가 생성될 수 있다. Although not shown in FIG. 7 , when an error value is calculated for each item, a report including the calculated error value may be generated.

또한, 항목별로 계산된 오차값에 근거하여 시공정합성 검토가 수행된다(S760, S770, S780). 시공정합성 검토 단계(S760, S770, S780)는 각 항목의 오차값이 오차 허용 범위에 속하는지를 판단하는 단계(S760), 판단 결과, 각 항목의 오차값이 오차 허용 범위에 속하는 경우, 기 저장되어 있는 3차원 설계 모델을 확정하는 단계(S770), 판단 결과, 각 항목의 오차값이 오차 허용 범위를 벗어나는 경우, 기 저장되어 있는 3차원 설계 모델을 3차원 시공 모델을 기준으로 수정하는 단계(S780)를 포함한다. In addition, a construction consistency review is performed based on the error value calculated for each item (S760, S770, S780). The construction consistency review step (S760, S770, S780) is a step of determining whether the error value of each item belongs to the error tolerance range (S760). Step of confirming the 3D design model that exists (S770), as a result of the judgment, if the error value of each item is out of the error tolerance, the step of modifying the previously stored 3D design model based on the 3D construction model (S780 ).

시공정합성 검토가 완료된 3차원 설계 모델은 저장부(150)에 저장되며, 다음 단계의 설계 및 시공계획에 반영된다(S790). The 3D design model for which construction consistency review has been completed is stored in the storage unit 150 and reflected in the design and construction plan of the next step (S790).

이상의 설명에서는 S750 단계 이후에 보고서가 생성되는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 보고서의 생성은 시공정합성 검토 단계(S760, S770, S780) 이후, 또는 시공정합성 검토 단계(S760, S770, S780) 실행 중에 생성될 수도 있다. 다른 예로, S750 단계 이후, 사용자로부터 보고서 생성 명령이 입력되는 경우에, 입력된 명령에 대한 응답으로 보고서가 생성될 수도 있다. In the above description, the case where the report is generated after step S750 has been described as an example, but the report is generated after the construction consistency review step (S760, S770, S780) or during the execution of the construction consistency review step (S760, S770, S780). It could be. As another example, when a report generation command is input from the user after step S750, a report may be generated in response to the input command.

이상, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법을 설명하였다. 도 7에 도시된 단계들은 시공 단계마다 반복된다. 즉, 시공 단계마다 시공정합성을 검증하게 되므로, 설계와 시공 간의 오차를 최소화할 수 있으며, 분쟁의 원인을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 각 시공 단계에서 저장된 3차원 시공 모델을 대상물의 유지 및 관리, 또는 증축 시에 활용할 수 있다. In the above, a construction monitoring method based on 3D scanning according to an embodiment of the present invention has been described with reference to FIG. 7 . The steps shown in FIG. 7 are repeated for each construction step. In other words, since construction consistency is verified at each construction stage, errors between design and construction can be minimized, and causes of disputes can be prevented in advance. In addition, the 3D construction model stored in each construction stage can be used for maintenance and management of the object or expansion.

또한, 도 7을 참조한 설명에서는 3차원 시공 모델과 3차원 설계 모델을 비교하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 서로 다른 시공 단계에서 획득된 3차원 시공 모델끼리 비교하는 것도 가능하다. In addition, in the description with reference to FIG. 7 , the case of comparing the 3D construction model and the 3D design model has been described as an example, but it is also possible to compare 3D construction models obtained in different construction stages.

이상으로 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 시스템(1000) 및 모니터링 방법에 대해서 설명하였다. The monitoring system 1000 and the monitoring method according to an embodiment of the present invention have been described above with reference to FIGS. 1 to 7 .

일 실시예에서는, 정합된 3차원 점군 데이터를 후처리한 다음, 후처리된 3차원 점군 데이터를 모델링하여 전체 대상물에 대한 3차원 시공 모델을 생성하는 경우를 예로 들어 설명하였지만 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따르면, 사용자가 전체 대상물에 대한 3차원 점군 데이터 중에서 특정 영역을 선택하면, 선택된 영역에 포함되는 3차원 점군 데이터가 추출되고, 추출된 3차원 점군 데이터를 모델링하여, 전체 대상물의 일부분에 대한 3차원 시공 모델을 생성하는 것도 가능하다. In one embodiment, the case of generating a 3D construction model for the entire object by post-processing the matched 3D point cloud data and then modeling the post-processed 3D point cloud data has been described as an example, but the present invention is limited to this. it is not going to be According to another embodiment, when a user selects a specific area from 3D point cloud data for the entire object, 3D point cloud data included in the selected area is extracted, and the extracted 3D point cloud data is modeled to form a portion of the entire object. It is also possible to create a 3D construction model for

일 실시예에서는, 3차원 설계 모델의 비교 기준점과 3차원 시공 모델의 비교 기준점이 전체 대상물을 기준으로 설정되는 경우를 예로 들어 설명하였지만 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에 따르면, 3차원 설계 모델의 특정 부분과 3차원 시공 모델의 특정 부분에 대하여 각각 비교 기준점을 설정하고, 설정된 비교 기준점을 기준으로 해당 부분들만이 중첩된 비교 영상을 생성하는 것도 가능하다. 예를 들어, 전체 대상물이 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분으로 구성된다면, 사용자는 3차원 설계 모델과 3차원 시공 모델에서 제1 부분에 대하여 각각 기준점을 설정하고, 설정된 비교 기준점을 기준으로 3차원 설계 모델의 제1 부분과 3차원 시공 모델의 제1 부분이 중첩된 비교 영상이 생성될 수도 있다. In one embodiment, a case in which the comparison reference point of the 3D design model and the comparison reference point of the 3D construction model are set based on the entire object has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. According to another embodiment, it is also possible to set comparison reference points for a specific part of the 3D design model and a specific part of the 3D construction model, respectively, and to generate a comparison image in which only the corresponding parts are overlapped based on the set comparison reference point. . For example, if the entire object is composed of a first part, a second part, and a third part, the user sets a reference point for the first part in the 3D design model and the 3D construction model, respectively, and sets the reference point for comparison as a reference point. As a result, a comparison image in which the first part of the 3D design model and the first part of the 3D construction model overlap may be generated.

한편, 도 1 및 도 3에 도시되지는 않았지만, 모니터링 장치(100)는 3D 뷰어를 더 포함할 수 있다. 3D 뷰어는 정합부(142)에 의해 정합된 3차원 점군 데이터, 모델링부(143)에 의해 모델링된 3차원 시공 모델 데이터, 기 저장되어 있는 3차원 설계 모델 데이터, 및 비교 영상 생성부(144)에 의해 생성된 비교 영상 데이터를 각각 처리하여, 2차원 평면인 표시부(130)를 통해 표시하는 역할을 한다. 예를 들면, 특정 시점에서 바라본 3차원 시공 모델 데이터를 상기 시점과 수직인 2차원 평면에 투영시킨 영상을 생성하고, 생성된 영상을 표시부(130)를 통해 표시한다. Meanwhile, although not shown in FIGS. 1 and 3 , the monitoring device 100 may further include a 3D viewer. The 3D viewer includes the 3D point cloud data matched by the matching unit 142, the 3D construction model data modeled by the modeling unit 143, the previously stored 3D design model data, and the comparison image generator 144 Each of the comparison image data generated by is processed and displayed through the display unit 130, which is a two-dimensional plane. For example, an image obtained by projecting 3D construction model data viewed from a specific point of view onto a 2D plane perpendicular to the point of view is generated, and the generated image is displayed through the display unit 130 .

이처럼 3D 뷰어를 통해 처리된 영상이 표시부(130)에 표시되면, 사용자는 3D 뷰어의 화면에서 다른 지점을 선택함으로써, 시점을 변경할 수 있다. 또한, 사용자는 3D 뷰어의 화면에서 복수의 지점을 선택함으로써, 수치를 측정할 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 2D 뷰어의 화면에서 두 지점을 선택하는 경우에는 선택된 두 지점 간의 거리가 계산되어 3D 뷰어를 통해 표시될 수 있다. 다른 예로, 사용자가 2D 뷰어의 화면에서 세 지점을 선택하는 경우에는, 선택된 세 지점 중에서 두 지점을 연결한 선분들이 이루는 각도가 계산되어 표시될 수 있다.When the image processed through the 3D viewer is displayed on the display unit 130, the user can change the viewpoint by selecting another point on the screen of the 3D viewer. Also, the user may measure a numerical value by selecting a plurality of points on the screen of the 3D viewer. For example, when a user selects two points on the screen of a 2D viewer, a distance between the two selected points may be calculated and displayed through the 3D viewer. As another example, when the user selects three points on the screen of the 2D viewer, angles formed by lines connecting two points among the three selected points may be calculated and displayed.

실시예에 따르면, 3D 뷰어는 3차원 점군 데이터를 표시할 때, 색상 정보가 비포함된 3차원 점군 데이터를 표시할 수도 있고, 색상 정보가 포함된 3차원 점군 데이터를 표시할 수도 있다. 구체적으로, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 3차원 스캐너(200)가 깊이 카메라(220) 및 RGB 카메라(230)를 포함하는 경우, 3차원 스캐닝 시, 대상물의 표면에 대한 3차원 점군 데이터와 각 점의 RGB 값이 함께 획득된다. 따라서, 3D 뷰어는 이 RGB 값에 근거하여 색상 정보가 포함된 3차원 점군 데이터를 표시할 수 있는 것이다. According to an embodiment, when displaying 3D point cloud data, the 3D viewer may display 3D point cloud data without color information or 3D point cloud data with color information. Specifically, as described with reference to FIG. 1, when the 3D scanner 200 includes the depth camera 220 and the RGB camera 230, during 3D scanning, 3D point cloud data for the surface of the object and The RGB values of each point are acquired together. Therefore, the 3D viewer can display 3D point cloud data including color information based on the RGB values.

예를 들어, 3차원 스캐너(200)의 RGB 카메라(230)에 의해 획득되는 RGB 영상이 도 8과 같고, 3차원 스캐너(200)의 깊이 카메라(220)에 의해 획득되는 3차원 점군 데이터가 도 9와 같으며, 하나로 정합된 3차원 점군 데이터가 도 10과 같다고 하자. 이 경우, 3D 뷰어는 도 11에 도시된 바와 같이, 색상 정보가 포함된 3차원 점군 데이터를 표시할 수 있다. For example, the RGB image obtained by the RGB camera 230 of the 3D scanner 200 is shown in FIG. 8, and the 3D point cloud data obtained by the depth camera 220 of the 3D scanner 200 is shown in FIG. 9, and suppose that the 3D point cloud data matched to one is the same as in FIG. 10. In this case, the 3D viewer may display 3D point cloud data including color information, as shown in FIG. 11 .

상술한 바와 같은 3D 뷰어는 별도의 어플리케이션으로 구현되어 저장부(150)에 저장될 수 있으며, 저장되어 있는 3D 뷰어 어플리케이션은 제어부(140)에 의해 구동될 수 있다. 다른 예로, 3D 뷰어는 도 3에 도시된 다른 구성요소들과 마찬가지로 제어부(140)에 포함되도록 구현될 수도 있다. The 3D viewer as described above may be implemented as a separate application and stored in the storage unit 150 , and the stored 3D viewer application may be driven by the controller 140 . As another example, the 3D viewer may be implemented to be included in the controller 140 like other components shown in FIG. 3 .

이상으로 본 발명의 실시예들을 설명하였다. 전술한 실시예들에 더하여, 본 발명의 실시예들은 전술한 실시예의 적어도 하나의 처리 요소를 제어하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 코드/명령을 포함하는 매체 예를 들면, 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 구현될 수도 있다. 상기 매체는 상기 컴퓨터 판독 가능한 코드의 저장 및/또는 전송을 가능하게 하는 매체/매체들에 대응할 수 있다. In the above, the embodiments of the present invention have been described. In addition to the foregoing embodiments, the embodiments of the present invention may be implemented through a medium containing computer readable code/instructions for controlling at least one processing element of the foregoing embodiment, for example, a computer readable medium. have. The medium may correspond to a medium/media enabling storage and/or transmission of the computer readable code.

상기 컴퓨터 판독 가능한 코드는, 매체에 기록될 수 있을 뿐만 아니라, 인터넷을 통해 전송될 수도 있다. 상기 매체는 예를 들어, 마그네틱 저장 매체(예를 들면, ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학 기록 매체(예를 들면, CD-ROM, Blu-Ray, DVD)와 같은 기록 매체, 반송파(carrier wave)와 같은 전송 매체를 포함할 수 있다. 상기 매체들은 분산 네트워크일 수도 있으므로, 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드는 분산 방식으로 저장/전송되고 실행될 수 있다. 또한 더 나아가, 단지 일 예로써, 처리 요소는 프로세서 또는 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 처리 요소는 하나의 디바이스 내에 분산 및/또는 포함될 수 있다. The computer readable code may not only be recorded on a medium, but may also be transmitted through the Internet. The medium is, for example, a recording medium such as a magnetic storage medium (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.) and an optical recording medium (eg, CD-ROM, Blu-Ray, DVD), a carrier wave ( carrier wave). Since the medium may be a distributed network, computer readable code may be stored/transmitted and executed in a distributed manner. Still further, by way of example only, a processing element may include a processor or a computer processor, and the processing element may be distributed and/or included within a device.

이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the exemplified drawings as described above, those skilled in the art to which the present invention pertains may change the technical spirit or essential features of the present invention in other specific forms. It will be appreciated that it can be implemented. Therefore, the embodiments described above are illustrative in all respects, and should be understood as non-limiting.

100: 모니터링 장치
110: 3차원 스캐너
120: 입력부
130: 표시부
140: 제어부
150: 저장부
160: 통신부
100: monitoring device
110: 3D scanner
120: input unit
130: display unit
140: control unit
150: storage unit
160: communication department

Claims (12)

서로 다른 위치에서 대상물에 대한 3차원 점군 데이터를 획득하는 3차원 스캐너;
상기 서로 다른 위치에서 획득된 3차원 점군 데이터를 정합하여 하나의 3차원 점군 데이터를 생성하는 정합부;
상기 정합된 3차원 점군 데이터를 모델링하여 상기 대상물에 대응하는 3차원 시공 모델을 생성하는 모델링부;
상기 3차원 시공 모델과 상기 대상물에 대한 3차원 설계 모델 간의 오차를 각 항목별로 계산하는 오차 계산부;
상기 각 항목별로 계산된 오차값이 오차 허용 범위에 속하는 경우, 상기 3차원 설계 모델을 확정하고, 상기 각 항목별로 계산된 오차값이 상기 오차 허용 범위를 벗어나는 경우, 상기 3차원 시공 모델을 기준으로 상기 3차원 설계 모델을 수정하는 수정부; 및
상기 확정된 3차원 설계 모델 또는 상기 수정된 3차원 설계 모델을 저장하는 저장부를 포함하는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 장치.
a 3D scanner for obtaining 3D point cloud data of an object at different locations;
a matching unit generating one 3D point cloud data by matching the 3D point cloud data acquired at different locations;
a modeling unit generating a 3D construction model corresponding to the object by modeling the matched 3D point cloud data;
an error calculation unit for calculating an error between the 3D construction model and the 3D design model of the object for each item;
When the error value calculated for each item falls within the error tolerance range, the 3D design model is determined, and when the error value calculated for each item exceeds the error tolerance range, the 3D construction model is used as a standard. a correction unit for correcting the 3D design model; and
A construction monitoring device based on 3D scanning including a storage unit for storing the confirmed 3D design model or the modified 3D design model.
제1항에 있어서,
상기 대상물과 관련된 3차원 스캔 조건은
상기 3차원 스캐너의 종류, 상기 3차원 스캐너의 위치, 3차원 스캐닝 해상도 및 3차원 스캐닝 횟수 중에서 하나 이상을 포함하며,
상기 3차원 스캔 조건은 상기 대상물에 대한 규모 정보에 근거하여 계산되는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 장치.
According to claim 1,
The 3D scan condition related to the object is
Including one or more of the type of the 3D scanner, the position of the 3D scanner, the 3D scanning resolution and the number of 3D scanning,
The 3D scan condition is a construction monitoring device based on 3D scanning that is calculated based on the scale information for the object.
제1항에 있어서,
상기 3차원 시공 모델의 비교 기준점과 상기 3차원 설계 모델의 비교 기준점을 중심으로 상기 3차원 시공 모델과 상기 3차원 설계 모델이 중첩되어 있는 비교 영상을 생성하는 비교 영상 생성부; 및
상기 비교 영상을 표시하는 표시부를 더 포함하는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 장치.
According to claim 1,
a comparison image generating unit generating a comparison image in which the 3D construction model and the 3D design model are overlapped with each other centered on a comparison reference point of the 3D construction model and the 3D design model; and
Construction monitoring device based on 3D scanning further comprising a display unit for displaying the comparison image.
제3항에 있어서,
상기 비교 영상에서, 상기 3차원 시공 모델과 상기 3차원 설계 모델은 서로 다른 색상으로 표시되는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 장치.
According to claim 3,
In the comparison image, the 3D construction model and the 3D design model are displayed in different colors. Construction monitoring device based on 3D scanning.
제1항에 있어서,
상기 각 항목별로 계산된 오차값을 포함하는 보고서를 생성하는 보고서 생성부를 더 포함하는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 장치.
According to claim 1,
A construction monitoring device based on three-dimensional scanning further comprising a report generator for generating a report including an error value calculated for each item.
서로 다른 위치에서 획득된 대상물에 대한 3차원 점군 데이터를 정합하여 하나의 3차원 점군 데이터를 생성하는 단계;
상기 정합된 3차원 점군 데이터를 모델링하여 상기 대상물에 대응하는 3차원 시공 모델을 생성하는 단계;
상기 3차원 시공 모델과 상기 대상물에 대한 3차원 설계 모델 간의 오차를 각 항목별로 계산하는 단계;
상기 각 항목별로 계산된 오차값이 오차 허용 범위에 속하는 경우, 상기 3차원 설계 모델을 확정하고, 상기 각 항목별로 계산된 오차값이 상기 오차 허용 범위를 벗어나는 경우, 상기 3차원 시공 모델을 기준으로 상기 3차원 설계 모델을 수정하는 단계; 및
상기 확정된 3차원 설계 모델 또는 상기 수정된 3차원 설계 모델을 저장하는 단계를 포함하며,
상기 단계들은 시공 단계마다 반복적으로 수행되는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법.
generating one 3D point cloud data by matching 3D point cloud data for objects acquired at different locations;
generating a 3D construction model corresponding to the object by modeling the matched 3D point cloud data;
calculating an error between the 3D construction model and the 3D design model for each item;
When the error value calculated for each item falls within the error tolerance range, the 3D design model is determined, and when the error value calculated for each item exceeds the error tolerance range, the 3D construction model is used as a standard. modifying the 3D design model; and
Storing the confirmed 3D design model or the modified 3D design model,
Construction monitoring method based on three-dimensional scanning in which the above steps are repeatedly performed for each construction step.
제6항에 있어서,
상기 대상물에 대한 규모 정보를 입력받는 단계; 및
상기 규모 정보에 기초하여 상기 대상물과 관련된 3차원 스캔 조건을 계산하는 단계를 더 포함하되,
상기 3차원 스캔 조건은
상기 3차원 스캐너의 종류, 상기 3차원 스캐너의 위치, 3차원 스캐닝 해상도 및 3차원 스캐닝 횟수 중에서 하나 이상을 포함하는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법.
According to claim 6,
receiving scale information about the object; and
Further comprising calculating a 3D scan condition related to the object based on the scale information,
The 3D scan condition is
A construction monitoring method based on 3D scanning that includes at least one of the type of the 3D scanner, the position of the 3D scanner, the 3D scanning resolution, and the number of 3D scanning.
제6항에 있어서,
상기 3차원 시공 모델의 비교 기준점과 상기 3차원 설계 모델의 비교 기준점을 중심으로 상기 3차원 시공 모델과 상기 3차원 설계 모델이 중첩되어 있는 비교 영상을 생성하는 단계; 및
상기 비교 영상을 표시하는 단계를 더 포함하는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법.
According to claim 6,
generating a comparison image in which the 3D construction model and the 3D design model are overlapped around a reference point for comparison of the 3D construction model and a reference point for comparison of the 3D design model; and
Construction monitoring method based on 3D scanning further comprising the step of displaying the comparison image.
제8항에 있어서,
상기 비교 영상에서, 상기 3차원 시공 모델과 상기 3차원 설계 모델은 서로 다른 색상으로 표시되는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법.
According to claim 8,
In the comparison image, the 3D construction model and the 3D design model are displayed in different colors. Construction monitoring method based on 3D scanning.
제6항에 있어서,
상기 각 항목별로 계산된 오차값을 포함하는 보고서를 생성하는 단계를 더 포함하는 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법.
According to claim 6,
A construction monitoring method based on 3D scanning further comprising generating a report including an error value calculated for each item.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법을 수행하는 프로그램이 기록된, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체. A computer-readable recording medium in which a program for performing the construction monitoring method based on 3D scanning according to any one of claims 6 to 10 is recorded. 하드웨어인 단말 장치에 설치되어, 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 3차원 스캐닝에 기반한 시공 모니터링 방법을 실행하는 것이며, 컴퓨터로 판독 가능한 일시적인 기록 매체에 저장된 단말 장치용 어플리케이션. An application for a terminal device installed in a hardware terminal device to execute the space-time monitoring method based on any one of claims 6 to 10 and stored in a computer-readable temporary recording medium.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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