KR20230133831A - Bim 설계 데이터 내 설비 라인을 자동으로 설계하는 장치, 방법 및 프로그램 - Google Patents

Bim 설계 데이터 내 설비 라인을 자동으로 설계하는 장치, 방법 및 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 발명은 BIM 설계 데이터 내 설비 라인을 자동으로 설계하는 장치에 관한 것으로, 건설 현장 내 설비 라인 설치를 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트를 포함하는 복수의 설비 라인 설치 정보가 입력되면, 이를 기반으로 BIM 설계 데이터 내 설비 라인을 자동으로 설계할 수 있는 효과가 있다.

Description

BIM 설계 데이터 내 설비 라인을 자동으로 설계하는 장치, 방법 및 프로그램 {Device, method and program that automatically designs equipment lines within BIM design data}
본 발명은 설비 라인을 자동으로 설계하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 BIM 설계 데이터 중에서 설비 라인을 자동으로 설계하는 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 대부분의 건설 현장은 BIM(Building Information Modeling) 기술 기반으로 BIM 설계 데이터를 설계하고, BIM 설계 데이터를 기반으로 건설 시공을 하게 된다.
건설 현장에 설치해야 하는 설비 라인은 파이프 라인, 케이블 라인, 덕트 라인 등 다양한 설비 라인이 존재한다.
이때, 대표적인 예로 건설 현장 내에는 수많은 파이프들이 각각의 목적에 따라 복합하게 구성되어 있는데, 이러한 파이프들을 설계하는 과정은 사람이 일일이 수행하기에는 너무 복잡하고 오래 걸린다는 문제점이 있다.
이에, 건설 현장의 특징, 내부 구조, 필요한 설비 라인 등의 정보를 입력하면 인공지능 기반으로 설비 라인을 설계하여 BIM 설계 데이터를 완성시켜주는 기술이 필요한 실정이지만, 현재로서는 이러한 기술이 공개되어 있지 않은 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0094788호, (2019.08.14)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 배관 라인을 자동으로 설계하는 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 건설 현장 내 설비 라인 설치를 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트를 포함하는 복수의 설비 라인 설치 정보가 입력되면, 이를 기반으로 BIM 설계 데이터 내 설비 라인을 자동으로 설계하고자 한다.
또한, 본 발명은 건설 현장의 내부 구조 정보 및 건설 현장에 배치될 설비 정보를 포함하는 회피 조건을 고려하여, 복수의 설비 라인 설치 정보 각각에 해당하는 설비 라인을 자동 설계하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 라인을 자동으로 설계하는 장치는, 건설 현장의 3차원 기반의 BIM 설계 데이터, 상기 건설 현장의 내부 구조 정보, 상기 건설 현장에 배치될 설비 정보가 저장된 데이터베이스; 상기 BIM 설계 데이터 내 설비 라인 설계를 위한 설비 라인 설치 정보를 입력받는 사용자 인터페이스(User Interface); 및 상기 UI로 상기 건설 현장 내 설비 라인 설치를 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트를 포함하는 복수의 설비 라인 설치 정보가 입력되면, 상기 건설 현장의 내부 구조 정보 및 상기 건설 현장에 배치될 설비 정보를 포함하는 회피 조건을 고려하여, 상기 복수의 설비 라인 설치 정보 각각에 해당하는 설비 라인을 자동 설계하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 설비 라인을 설계하는 과정에서 복수의 설비 라인의 적어도 일부의 영역이 서로 겹쳐진 경우, 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인 각각의 반지름 및 상기 겹쳐진 영역의 크기를 기반으로, 상기 설비 라인 설계 데이터 내에서 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인을 서로 밀어내는 방식으로 보정하여 상기 복수의 파이브 라인이 서로 겹쳐지지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 설비 라인은 파이프 라인, 케이블 라인, 덕트 라인 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 서로 밀어내는 방식으로 상기 BIM 설계 데이터 내에서 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인을 보정하되, 기 설정된 설비 라인 변곡점 허용 개수를 초과하지 않도록 상기 복수의 설비 라인을 보정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 BIM 설계 데이터 내에 존재하는 모든 설비 라인이 90°의 꺾임을 갖도록 설계하되, 상기 복수의 설비 라인의 보정을 수행한 후에 90°의 꺾임을 벗어나는 각도를 갖는 적어도 하나의 설비 라인이 생성되는 경우, 상기 적어도 하나의 설비 라인에 대한 보정을 지시하는 알림을 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 서로 밀어내는 방식으로 상기 BIM 설계 데이터 내에서 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인을 보정하되, 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인 각각의 재질과 사용 목적을 보정 조건으로 포함하여, 설계 비용이 최소화되는 경로로 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인의 수정 여부 및 밀리는 범위를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인을 보정하는 과정에서 발생되는 설비 라인 변곡점으로 인하여 동반되는 설비 라인 조인트 재료 비용을 상기 보정 조건에 더 포함시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 건설 현장의 공정 정보 및 상기 설비 라인의 사용 용도를 기반으로, 상기 설비 라인의 재질 및 반지름을 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 입력된 복수의 설비 라인 설치 정보 중에서, 스타팅 포인트와 엔딩 포인트의 직선 거리가 가까운 설비 라인 설치 정보의 순서대로 설비 라인을 설계하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 설비 라인의 설계가 완료된 BIM 설계 데이터 및 상기 건설 현장의 내부 구조 정보를 기반으로, 상기 건설 현장의 현장 감리 과정에서 감리용 XR 디바이스가 상기 건설 현장의 실측 데이터와 상기 BIM 설계 데이터 내 설계 데이터를 매칭하기 위해서 필요한 기준 표식의 설치가 적합한 적어도 하나의 기준 표식 설치 위치를 도출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 라인을 자동으로 설계하는 방법은, 컴퓨터에 의해 수행되는 방법으로, 데이터베이스에 건설 현장의 BIM 설계 데이터, 상기 건설 현장의 내부 구조 정보, 상기 건설 현장에 배치될 설비 정보를 구비하는 단계; 사용자 인터페이스(User Interface)를 통해 상기 건설 현장의 BIM 설계 데이터 내 설비 라인 설치를 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트를 포함하는 복수의 설비 라인 설치 정보를 입력받는 단계; 상기 건설 현장의 내부 구조 정보 및 상기 건설 현장에 배치될 설비 정보를 포함하는 회피 조건을 고려하여, 상기 BIM 설계 데이터 내에 상기 복수의 설비 라인 설치 정보 각각에 해당하는 설비 라인을 자동 설계하는 단계를 포함하며, 상기 컴퓨터는, 상기 설비 라인을 설계하는 과정에서 복수의 설비 라인의 적어도 일부의 영역이 겹쳐진 경우, 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인 각각의 반지름 및 상기 겹쳐진 영역의 크기를 기반으로, 상기 BIM 설계 데이터 내에서 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인을 서로 밀어내는 방식으로 보정하여 상기 복수의 파이브 라인이 서로 겹쳐지지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 배관 라인을 자동으로 설계하는 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 건설 현장 내 설비 라인 설치를 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트를 포함하는 복수의 설비 라인 설치 정보가 입력되면, 이를 기반으로 BIM 설계 데이터 내 설비 라인을 자동으로 설계할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 건설 현장의 내부 구조 정보 및 건설 현장에 배치될 설비 정보를 포함하는 회피 조건을 고려하여, 복수의 설비 라인 설치 정보 각각에 해당하는 설비 라인을 자동 설계할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 방법의 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 XR 기반의 감리 보조 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 XR 기반의 감리 보조 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 설계, 시공 및 감리 서비스 제공 서버의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 설계, 시공 및 감리 서비스 제공 방법의 흐르도이다.
도 9는 감리자가 감리 보조 장치를 착용하고 건설 현장을 감리하는 것을 예시한 도면이다.
도 10은 감리 보조 장치를 통해 촬영된 현실 설계물과 BIM 설계 데이터의 가상 설계물의 오차를 예시한 도면이다.
도 11은 BIM 설계 데이터의 오차를 수정한 것을 예시한 도면이다.
도 12는 감리 보조 장치로 오차 보정 내역과 감리 경로를 안내하는 것을 예시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 시스템(10)의 개략도이다.
본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 시스템(10)은 설비 라인 자동 설계 장치(100), 서버(200) 및 감리 보조 장치(300)를 포함한다.
본 명세서는 설비 라인 자동 설계 장치(100), 설계 시공 및 감리 서비스 제공 서버(200), XR 기반의 감리 보조 장치(300) 3개의 실시예를 포함한다.
설비 라인 자동 설계 장치(300)는 3D 기반의 BIM 설계 데이터 내 설비 라인을 자동으로 설계함으로써 BIM 설계 데이터를 완성하고, 서버(200)는 이러한 BIM 설계 데이터를 시공사로 전달하여 시공을 진행하도록 하며, 감리자는 감리 보조 장치(300)를 이용하여 감리 업무를 진행하게 된다.
또한, 서버(200)는 감리 보조 장치(300)로부터 수신되는 각종 정보들로부터 BIM 설계 데이터를 보정하기도 하고, 감리자가 체크한 설계 검토서를 수신하여 저장하기도 한다.
각각의 실시예에 대한 보다 상세한 설명은 아래에서 도 2 내지 도 12를 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 방법의 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 장치(100)는 프로세서(110), 사용자 인터페이스(120), 데이터베이스(130)를 포함하며, 실시예에 따라 통신부(140)를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 장치(100)는 컴퓨터, 정보처리수단으로 구현될 수 있으며, 서버의 형태로 실시될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 장치(100)는 별도로 구성될 수도 있지만, 도 7의 설계, 시공 및 감리 서비스 제공 서버(200) 내 구성으로 포함될 수도 있다.
데이터베이스(130)는 건설 현장의 3차원 기반의 BIM 설계 데이터, 건설 현장의 내부 구조 정보, 건설 현장에 배치될 설비 정보 등이 저장되어 있다.
사용자 인터페이스(120, User Interface)는 3D 기반의 BIM 설계 데이터 내 설비 라인 설계를 위한 설비 라인 설치 정보를 입력받는다.
전술한 바와 같이, 설비 라인 자동 설계 장치(100)가 서버로 구성되는 경우, 유/무선 통신 기능을 갖춘 통신부(140)가 더 구비되며, 프로세서(110)는 통신부(140)를 통해 접속한 단말로 사용자 인터페이스(120)의 구성을 제공할 수 있다.
프로세서(110)는 설비 라인 자동 설계 장치(100) 내 모든 구성들의 동작을 담당하며, 데이터베이스(130), 메모리에 저장된 명령어, 알고리즘을 실행하여 설비 라인을 자동으로 설계하는 방법을 실행하게 된다.
이때, 내부 구조 정보는 3D 라이다 센서를 통해 실제 건설 현장이 3D 스캔된 데이터를 의미할 수 있으며, 3D 스캔 데이터가 BIM 설계 데이터와 매칭되어 저장됨으로써 데이터베이스(130)에는 3D 스캔 데이터의 BIM 설계 데이터 내 좌표가 저장되어 있다.
따라서, 프로세서(210, 310)는 카메라(350)의 촬영 영상 또는 라이다(340)의 센싱 데이터가 수신되면, 이를 데이터베이스(130, 230, 330)에 저장된 내부 구조 정보와 매칭하여 건설 현장 내 좌표 정보를 로딩하거나, BIM 설계 데이터를 매칭할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서 프로세서(110)는 3D 기반의 BIM 설계 데이터 내 설비 라인을 설계하기 때문에, 프로세서(110)가 설계하는 설비 라인, 설비 라인 설계 데이터 또한 3D로 설계되어 추후 XR 기반의 감리를 수행할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에서 설비 라인은 파이프 라인, 전기 케이블 라인, 통신 케이블 라인, 덕트 라인 등과 같이 각종 설비 라인이 적용될 수 있으며, 도면상에 도시된 것과 같이 대표적으로 파이프 라인이 적용될 수 있다.
아래에서는, 도 3을 참조하여 프로세서(110)가 수행하는 동작에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.
프로세서(110)가 데이터베이스(130)에 건설 현장의 BIM 설계 데이터, 건설 현장의 내부 구조 정보, 건설 현장에 배치될 설비 정보를 구비한다. (S110)
프로세서(110)가 사용자 인터페이스(120)를 통해 건설 현장의 BIM 설계 데이터 내 설비 라인 설치를 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트를 포함하는 복수의 설비 라인 설치 정보를 입력받는다. (S130)
프로세서(110)가 건설 현장의 내부 구조 정보 및 건설 현장에 배치될 설비 정보를 포함하는 회피 조건을 고려하여, BIM 설계 데이터 내에 복수의 설비 라인 설치 정보 각각에 해당하는 설비 라인을 자동으로 설계한다. (S150)
이때, 건설 현장의 내부 구조 정보는 설비 라인을 설계하는데 관련될 수 있는 각종 내부 구조 정보가 해당될 수 있다.
설비 라인 설치 정보는 설비 라인 설치를 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트 이외에도, 설비 라인의 사용 목적, 설비 라인의 재질, 설비 라인의 지름 등 설비 라인 설치와 관련된 정보라면 무엇이든 적용될 수 있다.
프로세서(110)는 S150을 수행하여 설비 라인을 설계하는 과정에서 복수의 설비 라인의 적어도 일부 영역이 서로 겹쳐진 경우, 겹쳐진 복수의 설비 라인 각각의 반지름 및 겹쳐진 영역의 크기를 기반으로, 설비 라인 설계 데이터 내에서 겹쳐진 복수의 설비 라인을 서로 밀어내는 방식으로 설계 데이터를 보정하여 복수의 설비 라인이 서로 겹쳐지지 않도록 할 수 있다.
프로세서(110)는 이러한 동작으로 인해서, 건설 현장에 대한 복수의 설비 라인을 설계하여 설비 라인 설계 데이터를 생성하며, 설비 라인 설계 데이터 내에서 서로 겹쳐진 영역을 갖고 있는 복수의 설비 라인을 서로 밀어내어 겹쳐진 영역을 제거함으로써 설비 라인 설계 데이터를 완성시키게 된다.
본 발명의 실시예에서 겹쳐진 영역은 겹쳐진 영역을 의미한다.
이때, 프로세서(110)는 별도의 설비 라인 설계 데이터를 생성한 후에 BIM 설계 데이터에 추가할 수도 있고, BIM 설계 데이터 상에 직접 설비 라인을 설계할 수도 있다.
일 실시예로, 프로세서(110)는 위와 같이 BIM 설계 데이터 내에서 겹쳐진 복수의 설비 라인을 보정하되, 기 설정된 설비 라인 변곡점 허용 개수를 초과하지 않도록 복수의 설비 라인을 보정하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 겹쳐진 복수의 설비 라인을 보정하는 과정에서 이러한 조건을 설정하지 않고 설비 라인을 보정하게 되면, 많은 수의 변곡점을 만들면서 보정이 진행될 수 있다.
그리고, 이와 같이 많은 수의 변곡점이 생성되면 설비 라인 설치 비용(시공 비용)이 증가될 수 있고, 시공의 복잡성이 상승될 수 있다.
하지만, 본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 장치(100)는 변곡점 허용 개수를 설정하게 되면, 프로세서(110)가 변곡점 허용 개수를 초과하지 않도록 하며 복수의 설비 라인을 보정할 수 있게 된다.
일 실시예로, 프로세서(110)는 설계 데이터 내에 존재하는 모든 설비 라인이 90°의 꺾임을 갖도록 설계한다.
이때, 프로세서(110)는 복수의 설비 라인의 보정을 수행한 후에 90°의 꺾임을 벗어나는 각도를 갖는 적어도 하나의 설비 라인이 생성된 경우, 해당 설비 라인에 대한 보정을 지시하는 알림을 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 장치(100)는 기울어진 각도를 포함하지 않고, 90°의 꺾임을 갖도록 설비 라인을 설계, 보정한다.
하지만, BIM 설계 데이터, 건설 현장의 내부 구조 정보 등 다양한 변수에 의해서 적어도 하나의 설비 라인이 90° 이외의 각도를 갖도록 설계, 보정이 이루어질 수 있기 때문에, 프로세서(110)는 이러한 설비 라인이 존재하는 경우 사용자/관리자에게 알림을 제공하여 이를 수정하도록 함으로써, 혹시나 발생할 수 있는 자동 설계의 오차 발생을 수정할 수 있게 된다.
일 실시예로, 프로세서(110)는 겹쳐진 복수의 설비 라인 각각의 재질과 사용 목적을 보정 조건으로 포함하여, 설계 비용이 최소화되는 경로로 겹쳐진 복수의 설비 라인의 수정 여부 및 밀리는 범위를 결정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 설비 라인 설치 정보는 설비 라인 설치를 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트 이외에도, 설비 라인의 사용 목적, 설비 라인의 재질, 설비 라인의 지름 등을 포함할 수 있다.
따라서, 건설 현장에 설치될 설비 라인은 근처에 설치되는 설비 라인끼리도 사용 목적이 다를 수 있고, 이로 인해 설비 라인의 재질이 상이할 수 있다.
프로세서(110)는 이러한 점을 고려하여, 겹쳐진 복수의 설비 라인을 서로 밀어내는 방식으로 보정하되, 설계 비용이 최소화되는 경로로 겹쳐진 복수의 설비 라인의 수정 여부 및 밀리는 범위를 결정함으로써, 건설 현장 내 설비 라인 시공 비용을 감소시킬 수 있게 된다.
예를 들어, A 설비 라인과 B 설비 라인이 일정 범위 겹쳐진 상황에서 A 설비 라인의 길이당 단가가 B 설비 라인보다 훨씬 높은 경우, 프로세서(110)는 A 설비 라인의 보정을 최소화하며 B 설비 라인의 위치, 경로를 보정하는 방향으로 설비 라인을 보정할 수 있다.
일 실시예로, 프로세서(110)는 겹쳐진 복수의 설비 라인을 보정하는 과정에서 발생되는 설비 라인 변곡점으로 인하여 동반되는 설비 라인 조인트 재료 비용을 보정 조건으로 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 설비 라인의 변곡점 개수가 늘어나게 되면, 설비 라인 조인트 재료 비용이 추가되며 이러한 비용은 설비 라인의 종류, 사용 목적, 재질 등의 조건에 따라서 추가적인 변동이 생길 수 있다.
따라서, 프로세서(110)는 이러한 점들을 보정 조건으로 더 포함하여 겹쳐진 설비 라인에 대한 보정을 수행함으로써, 설비 라인 시공 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
일 실시예로, 프로세서(110)는 건설 현장의 공정 정보 및 설비 라인의 사용 용도(목적)를 기반으로, 각 설비 라인의 재질 및 반지름을 결정할 수 있다.
이러한 작동을 위해서, 데이터베이스(130)에는 설비 라인의 사용 목적, 설비 라인이 설치될 건설 현장의 공정 정보에 따라서 설비 라인의 재질과 반지름을 결정할 수 있는 알고리즘이 저장되어 있으며, 프로세서(110)는 알고리즘을 기반으로 작동될 수 있다.
따라서, 사용자가 설계하는 각 설비 라인들의 재질과 반지름을 직접 설정하지 않아도 자동으로 설비 라인은 물론 재질, 반지름까지 설계되는 효과를 발휘하게 된다.
또한, 프로세서(110)는 입력된 복수의 설비 라인 설치 정보 중에서, 스타팅 포인트와 엔딩 포인트의 직선 거리가 가까운 설비 라인 설치 정보의 순서대로 설비 라인을 설계하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로, 프로세서(110)는 설비 라인의 설계가 완료된 BIM 설계 데이터 및 건설 현장의 내부 구조 정보를 기반으로, 건설 현장의 현장 감리 과정에서 감리용 XR 디바이스가 건설 현장의 실측 데이터와 BIM 설계 데이터 데이터를 매칭하기 위해서 필요한 기준 표식의 설치가 적합한 적어도 하나의 기준 표식 설치 위치를 도출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 설비 라인의 설계가 완성되어 BIM 설계 데이터가 완성되면, 서버(200)는 BIM 설계 데이터를 시공사로 제공하게 되고 시공사는 BIM 설계 데이터를 기반으로 시공을 진행하기 된다.
그리고, 건설 현장을 감리하는 감리사(사용자)는 XR 기반의 감리 보조 장치를 착용하여 건설 현장을 촬영하며 감리하게 되는데, 서버(200)는 감리 보조 장치로부터 촬영된 영상을 기반으로 현장의 실측 데이터와 BIM 설계 데이터를 매칭하여 오차를 확인하게 된다.
이때, 현장의 실측 데이터와 BIM 설계 데이터를 정확하게 매칭하기 위해서 사용되는 것이 기준 표식이며, 설비 라인 자동 설계 장치(100)는 BIM 설계 데이터와 건설 현장의 내부 구조 정보를 기반으로 기준 표식의 설치가 적합한 설치 위치까지 도출하여 제공할 수 있게 된다.
일 실시예로, 설비 라인 자동 설계 장치(100)는 복수/다수의 기준 표식 설치 위치를 도출하고, 각각의 기준 표식에 대한 이미지 또는 코드를 생성할 수 있다.
이러한 이미지 또는 코드는 각각의 기준 표식을 식별할 수 있는 수단이 되며, 서버(200)의 데이터베이스(230)는 각 기준 표식의 이미지 또는 코드를 기준 표식의 위치 정보와 함께 저장하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 설비 라인 자동 설계 장치(100)는 BIM 기술 기반 MEP 설계 프로세스에서 AI 기술을 도입하여 현장중심형으로 설계 프로세스를 개선할 수 있다.
또한, 프로세서(110)는 설비와 설비간의 연결 설비 라인을 라이노 3D 그라스호퍼 또는 다이나모 스크립팅, 언리얼엔진 블루프린트 중에서 적합한 저작도구를 채택하여 발명을 실시할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 XR 기반의 감리 보조 장치(300)의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 XR 기반의 감리 보조 방법의 흐름도이다.
도 4는 감리 보조 장치(300)가 웨어러블 글라스(안경)의 형태로 구성된 것을 예시하고 있으며, 도 5는 감리 보조 장치(300)가 단말, 태블릿 PC와 같은 형태로 구성된 것을 예시하고 있다.
따라서, 도 4와 같은 감리 보조 장치(300)는 감리자(사용자)가 감리 보조 장치(300)를 착용하고 투명 디스플레이부(360)를 바라보며 건설 현장에 대한 감리를 진행하게 되고, 도 5와 같은 감리 보조 장치는 감리자(사용자)가 감리 보조 장치(300)를 손으로 휴대하고 디스플레이부(370)를 바라보며 건설 현장에 대한 감리를 진행하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 감리 보조 장치(300)는 주로 건설 현장을 감리하는 감리자가 사용하게 될 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니므로 사용자로 지칭하여 설명하도록 한다.
즉, 실시예에서 말하는 사용자는 감리자를 의미할 수 있다.
하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 4와 같인 감리 보조 장치(300)를 착용하고, 도 5와 같은 감리 보조 장치(300)를 동시에 휴대한 상태에서도 감리를 진행할 수 있으며, 이러한 경우 서버(200)는 듀얼 모드를 지원해줄 수 있다.
2개의 감리 보조 장치(300)는 투명 디스플레이부(360), 디스플레이부(370)의 구성을 제외하면 발명의 구성, 목적이 동일하므로, 도 4를 기반으로 본 발명의 실시예에 따른 XR 기반의 감리 보조 장치(300)에 대해서 설명하고, 도 5의 감리 보조 장치(300)에 차이점이 존재하는 경우 부연 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, XR 기반의 감리 보조 장치(300)는 프로세서(310), 통신부(320), 데이터베이스(330), 라이다(340), 카메라(350) 및 투명 디스플레이부(360)를 포함한다.
통신부(320)는 건설 현장에 설치된 적어도 하나의 현실 설계물에 대한 3D 기반의 BIM 설계 데이터를 획득/수신한다.
상세하게는, 프로세서(310)는 건설 현장에 대한 BIM 설계 데이터를 서버(200)로 요청할 수 있으며, 서버(200)는 이에 응답하여 해당 건설 현장에 대한 BIM 설계 데이터를 감리 보조 장치(300)로 전송할 수 있다.
이때, 서버(200)는 해당 건설 현장에 대한 BIM 설계 데이터를 한 번에 일괄적으로 전송할 수도 있고, 감리 보조 장치(300)로부터 수신되는 촬영 영상에 기초하여 해당되는 BIM 설계 데이터를 전송할 수도 있다.
데이터베이스(330)는 감리 보조 장치(300)를 작동시키기 위한 각종 명령어, 알고리즘이 저장될 수 있으며, 서버(200)로부터 수신된 3D 기반의 BIM 설계 데이터가 저장될 수 있다.
라이다(340)는 일반적인 라이다(Lidar)가 구성될 수 있으며, 사용자(감리자)가 감리 보조 장치(300)를 착용하면 레이저 펄스를 발사하고 대상 물체로부터 반사되어 되돌아오는 센싱 데이터를 기반으로 사용자 전방의 건설 현장을 센싱할 수 있고, 각종 구조물(예: 설비, 설비 라인, 파이프 라인 등)의 사용자로부터 거리를 측정할 수 있다.
카메라(350)는 사용자의 전방을 촬영하며, 상세하게는 사용자가 바라보는 방향을 촬영하여 촬영 영상을 생성함으로써, 서버(200)가 촬영 영상을 분석하고 XR 설계물을 생성하여 투명 디스플레이부(360)에 표시할 수 있게 된다.
투명 디스플레이부(360)는 투명하며 HMD 형태로 XR 컨텐트를 표시할 수 있는 수단으로, 사용자는 투명 디스플레이부(360)를 통해서 전방을 바라보게 되며, 사용자는 서버(200)로부터 수신되는 XR 설계물, XR 컨텐트가 투명 디스플레이부(360)에 표시되어 이를 시각적으로 확인할 수 있게 된다.
프로세서(310)는 감리 보조 장치(300) 내 모든 구성들의 제어를 담당하며, 메모리, 데이터베이스(330)에 저장된 명령어, 알고리즘을 수행함으로써 XR 기반의 감리 보조 방법을 수행하게 된다.
아래에서는 도 6을 참조하여, 프로세서(310)의 동작에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.
프로세서(310)가 카메라(350) 촬영 영상을 기반으로, 투명 디스플레이부(360)를 통해 사용자가 보고 있는 현실 설계물을 인식한다. (S310)
이때, 프로세서(310는 라이다(340)의 센싱 데이터를 활용하여 현실 설계물을 보다 정확하게 인식할 수 있다.
상세하게는, 프로세서(310)는 카메라(350) 촬영 영상을 기반으로, 투명 디스플레이부(360)를 통해 사용자가 보고 있는 현실 설계물을 인식하고, 라이다(340)의 센싱 데이터를 기반으로 인식된 각각의 현실 설계물과 사용자의 거리를 산출할 수 있다.
프로세서(310)는 카메라(3350)로부터 수신되는 촬영 영상 내 현실 설계물에 대한 사용자의 기 설정된 모션 제스쳐가 포함된 것으로 감지되는 경우, 감지된 모션 제스쳐와 관련된 현실 설계물을 인식 대상으로 판단할 수 있다.
이때, 기 설정된 모션 제스쳐는 현실 설계물을 손으로 가리키는 행위, 현실 설계물을 손으로 만지는 행위, 손으로 특정 현실 설게물의 범위를 지정하는 행위 등이 해당될 수 있다.
또한, 카메라(350)는 앞서 설명한 전방 촬영용 카메라(3350) 이외에도, 별도로 사용자의 안구 움직임에 기반한 시선 추적을 통해 사용자의 시선 추적용 카메라(미도시)를 더 포함할 수 있다.
프로세서(310)는 시선 추적용 카메라(미도시)를 통해 사용자의 시선을 정확하게 파악하게 되며, 사용자가 기 설정된 시간 이상 보고 있는 현실 설계물을 인식 대상으로 판단할 수 있다.
프로세서(310)가 S310에서 인식된 현실 설계물에 대한 BIM 설계 데이터를 획득한다. (S320)
전술한 바와 같이, 서버(200)는 해당 건설 현장에 대한 BIM 설계 데이터를 한 번에 일괄적으로 전송할 수도 있으며, 사용자의 현재 위치에 따라 BIM 설계 데이터를 제공할 수도 있다.
예를 들어, 프로세서(310)는 S310에서 인식된 현실 설계물에 대한 정보를 서버(200)로 전송하여, 해당 건설 현장에 대한 BIM 설계 데이터를 요청할 수 있다.
일 실시예로, 프로세서(310)는 S310에서 인식된 현실 설계물에 대한 정보를 서버(200)로 전송하여, 사용자의 현재 위치에서 필요한 BIM 설계 데이터를 요청할 수 있다.
일 실시예로, 프로세서(310)는 촬영 영상 내에서 적어도 하나의 기준 표식의 이미지 또는 코드가 인식되면, 해당 기준 표식의 위치 정보를 로딩하고, 해당 기준 표식으로부터 기 설정된 범위 내의 BIM 설계 데이터를 서버(200)로 요청할 수 있다.
일 실시예로, 서버(200)는 감리 보조 장치(300)로부터 카메라(350)를 통해 촬영된 기준 표식의 이미지가 수신되면, 해당 기준 표식의 위치 정보를 로딩하고 해당 기준 표식으로부터 기 설정된 범위 내의 BIM 설계 데이터를 감리 보조 장치(300)로 전송할 수 있다.
프로세서(310)가 S320에서 획득된 BIM 설계 데이터를 기반으로, 현실 설계물에 대한 가상의 XR 설계물을 렌더링한다. (S330)
프로세서(310)가 S330에서 렌더링된 XR 설계물을 투명 디스플레이 부상에서 현실 설계물에 대응되는 위치에 표시한다. (S340)
서버(200)로부터 BIM 설계 데이터가 수신되면, 프로세서(310)가 현재 사용자가 투명 디스플레이부(360)를 통해서 바라보고 있는 현실 설계물에 대한 가상의 XR 설계물을 렌더링한다.
이때, 현실 설계물에 대한 가상의 XR 설계물은 BIM 설계 데이터를 기반으로 렌더링된 것으로, 원래 설계 의도대로 시공되었어야 하는 설계물을 표시해주는 것을 의미한다.
하지만, 시공의 특성상 다양한 원인들로 인하여 BIM 설계 데이터와 오차가 발생할 수 있게 되는데, 본 발명의 실시예에 따른 XR 기반의 감리 보조 장치(300)는 이러한 오차를 사용자가 투명 디스플레이부(360)를 통해 확인할 수 있도록 가상의 XR 설계물을 렌더링하여 표시해주게 된다.
프로세서(310, 210)가 촬영 영상과 XR 설계물의 BIM 설계 데이터를 비교하여, XR 설계물에 대한 현실 설계물의 오차를 체크한다. (S350)
프로세서(310, 210)가 S350에서 체크된 오차가 기 설정된 오차 허용 범위를 벗어나는 경우, 이를 감리자에게 알리는 동작을 수행한다. (S360)
이때, 프로세서(310, 210)는 촬영 영상 내에서 적어도 하나의 기준 표식을 인식하고, 인식된 기준 표식을 기반으로, 촬영 영상 내 현실 설계물과 XR 설계물의 BIM 설계 데이터를 매칭하여 오차를 체크할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 현실 설계물과 XR 설계물의 BIM 설계 데이터를 매칭하여 체크하는 오차는, 원래대로라면 BIM 설계 데이터에 따라서 시공되었어야 하고 현실 설계물이 BIM 설계 데이터에 매칭되어야 하지만, 각종 원인으로 인하여 시공 과정에서 발생한 오차를 확인하는 것을 의미한다.
그리고, 프로세서(310, 210)는 감리 보조 장치(300)의 현재 위치 정보와 인식된 기준 표식의 위치를 기반으로, 체크된 오차의 위치를 특정할 수 있다.
프로세서(310, 210)는 기준 이상의 오차가 발생한 것으로 판단되면, 이를 감리자에게 알리는 동작을 수행함으로써, 오차가 발생하였음을 알려주고 감리자에게 이에 대한 조치를 취하도록 요청하게 된다.
예를 들어, 오차 허용 범위가 일치율 98%로 설정되어 있는 경우, 97%의 오차가 발생하게 되면 프로세서(210, 310)는 감리 보조 장치(300)를 통해서 감리자에게 오차 발생 알림을 제공할 수 있다.
이때, 프로세서(210, 310)는 현실 설계물의 부위 중 오차 허용 범위를 벗어난 부위와 동일한 XR 설계물의 부위를 시각적 효과를 통해서 표시할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(210, 3 10)는 현실 설계물의 부위 중에서 오차 허용 범위를 벗어난 부위와 동일한 XR 설계물의 부위를 다른 색상으로 표시하거나, 더 크게 표시하거나, 반짝이는 효과를 부여하거나, 깜빡이는 효과를 부여하여 표시할 수 있다.
감리자는 감리 보조 장치(300)를 통해서 오차 보정 신호를 입력하게 되고, 프로세서(310, 210)는 다음 프로세스를 수행하여 오차를 보정하게 된다.
이때, 오차 보정 신호는 감리 보조 장치(300)를 통해서 신호를 직접 입력할 수도 있고, 감리자가 특정 제스처를 취하게 되면, 프로세서(310, 210)가 촬영 영상 내에서 감리자의 제스처를 인식하고 이를 오차 보정 신호라고 판단하여 오차 보정을 수행할 수 있다.
프로세서(310, 210)는 오차 보정 신호가 입력되면, 서버(200)로 체크된 오차에 해당하는 BIM 설계 데이터의 보정을 요청하고, 서버(200)로부터 수신된 오차가 보정된 BIM 설계 데이터가 수신되면 보정된 BIM 설계 데이터를 기반으로 현실 설계물에 대한 가상의 XR 설계물을 다시 렌더링하여 투명 디스플레이부(360)로 표시할 수 있다.
이때, 체크된 오차의 보정을 반드시 서버(200)에서 진행해야 되는 것은 아니며, 감리 보조 장치(300)의 프로세서(310)가 직접 보정을 수행할 수도 있다.
일 실시예로, 프로세서(310, 210)는 오차 보정 신호가 입력되면, XR 설계물이 현실 설계물에 일치되도록 BIM 설계 데이터를 보정하고, 보정된 BIM 설계 데이터를 기반으로 현실 설계물에 대한 가상의 XR 설계물을 다시 렌더링하여 투명 디스플레이부(360)로 표시할 수 있다.
결론적으로, 오차를 보정하는 것은 BIM 설계 데이터에 따라 시공이 이루어지지 못하여 현실 설계물과 BIM 설계 데이터 간의 오차가 발생하였으므로, 오차가 발생한 BIM 설계 데이터를 시공된 현실 설계물에 맞도록 보정하는 것을 의미한다.
도 9는 감리자가 감리 보조 장치(300)를 착용하고 건설 현장을 감리하는 것을 예시한 도면이다.
도 10은 감리 보조 장치(300)를 통해 촬영된 현실 설계물과 BIM 설계 데이터의 가상 설계물의 오차를 예시한 도면이다.
도 11은 BIM 설계 데이터의 오차를 수정한 것을 예시한 도면이다.
도 9는 감리자가 감리 보조 장치(300)를 착용하고 건설 현장의 현실 설계물을 바라보고 있는 것이 예시되어 있으며, 도 10은 감리 보조 장치(300)의 투명 디스플레이부(360)에 상황을 예시하고 있다.
그리고, 시공 오차가 발생하여 현실 설계물과 가상의 XR 설계물에 오차가 발생한 것이 도 10에 예시되어 있으며, 가상의 XR 설계물은 파란색 선으로 표시되어 있다. (해당 부분은 오차 허용 범위를 초과하여 표시된 것임)
이때, 나머지 현실 설계물은 오차가 없거나 기 설정된 오차 허용범위 내에 해당되어 별도로 표시가 되지 않은 것으로 가정한다.
혹은, BIM 설계 데이터를 기반으로 현실 설계물에 대한 가상의 XR 설계물을 렌더링하였지만, 현실 설계물의 형상과 XR 설계물이 일치하여 도면상으로 별도 표시가 되지 않은 것으로 가정한다.
감리자는 이러한 상황을 투명 디스플레이부(360)를 통해서 확인하게 되며, 오차 보정 신호를 입력하게 되고, 프로세서(310, 210)는 오차 보정 신호에 따라서 오차가 발생한 BIM 설계 데이터를 현실 설계물에 맞춰지도록 보정하게 되고, 보정이 완료되면 투명 디스플레이부(360)로 도 11의 A와 같이 표시되어 촬영 영상 내에 오차가 존재하지 않는 것을 알 수 있다.
도 12는 감리 보조 장치(300)로 오차 보정 내역과 감리 경로를 안내하는 것을 예시한 도면이다.
일 실시예로, 프로세서(310, 210)는 BIM 설계 데이터를 분석하여 감리의 스타팅 위치로부터 감리 진행 방향을 도출할 수 있다.
프로세서(310, 210)는 촬영 영상 내 오차에 대한 보정이 완료되면, 감리 진행 방향과 감리 보조 장치(300)의 현재 위치를 기반으로, 다음 감리 위치를 가이드하는 XR 컨텐트를 렌더링하여 투명 디스플레이부(360) 또는 디스플레이부(370)로 표시할 수 있다.
이때, 촬영 영상 내 오차에 대한 보정이 완료되었다는 것은 감리자가 투명 디스플레이부(360)를 통해 바라보고 있는 현실 설계물에 대한 오차 보정이 완료되었다는 것을 의미한다.
이러한 구성을 통해서, 감리자에게 건설 현장의 감리 진행 방향을 가이드하여 감리가 제외되는 영역이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.
일 실시예로, 프로세서(310, 210)는 체크된 오차 발생 위치로부터 일정 범위 내의 BIM 설계 데이터를 기반으로 학습데이터를 생성하고, 이를 오차 예측 모델에 입력하여 딥러닝한다.
그리고, 프로세서(310, 210)는 신규 감리 대상의 BIM 설계 데이터가 입력되면, 오차 예측 모델을 기반으로 신규 감리 대상의 BIM 설계 데이터를 분석하여 신규 감리 대상 내 오차 발생 위치를 예측하고, 예측된 위치를 감리 보조 장치(300)로 제공할 수 있다.
이러한 구성을 통해서 감리자는 오차가 발생할 것으로 예측되는 지역에 대하여 보다 상세하게 감리를 진행할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 5의 감리 보조 장치(300)가 적용되는 경우에는 아래와 같은 차이점이 있다.
도 4의 감리 보조 장치(300)의 경우에는 사용자가 감리 보조 장치(300)를 얼굴에 착용하고 투명 디스플레이부(360)를 통해 현실 설계물을 바라보게 되지만, 도 5의 감리 보조 장치(300)는 사용자가 감리 보조 장치(300)를 휴대한 상태에서 사용하게 때문에 아래와 같은 차이점이 있다.
감리자는 감리 보조 장치(300)의 카레라를 이용하여 전방을 촬영하게 되며, 프로세서(310, 210)는 카메라(350)를 통해 촬영되는 현실 설계물을 포함하는 촬영 영상을 디스플레이부(370)에 표시하고, 촬영 영상 내 인식된 현실 설계물에 대한 BIM 설계 데이터를 획득하고, 획득된 BIM 설계 데이터를 기반으로 현실 설계물에 대한 가상의 XR 설계물을 렌더링하고, 렌더링된 XR 설계물을 디스플레이부(370) 상에서 현실 설게물에 대응되는 위치에 표시한다.
이때, 감리 보조 장치(300)는 스마트폰, 태블릿 PC 와 같은 단말, 컴퓨터가 적용될 수 있으므로, 디스플레이부(370)는 출력수단인 동시에 입력수단으로 작동될 수 있고, 감리자는 디스플레이부(370)로 각종 제어 신호를 입력할 수 있다.
프로세서(310, 210)는 기준 이상의 오차가 발생한 것이 판단되면, 디스플레이부(370)를 통해서 기준 이상의 오차가 발생하였다는 알림을 제공하여 감리자에게 이에 대한 조치를 취하도록 요청하게 된다.
감리자는 디스플레이부(370)에 오차 보정 신호를 입력하게 되고, 프로세서(310, 210)는 다음 프로세스를 수행하여 오차를 보정하게 된다.
이상으로, 본 발명의 실시예에 따른 감리 보조 장치(300)에 대한 설명을 마치고, 도 7 및 도 8을 참조하여 건설 현장의 설계, 시공 및 감리 서비스 제공 서버(200)에 관하여 설명하도록 한다.
이때, 서버(200)는 감리 보조 장치(300)를 설명할 때 언급하였던 서버(200)의 동작과 대부분이 일치하므로, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 설계, 시공 및 감리 서비스 제공 서버의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 설계, 시공 및 감리 서비스 제공 방법의 흐르도이다.
도 9는 감리자가 감리 보조 장치를 착용하고 건설 현장을 감리하는 것을 예시한 도면이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 설계, 시공 및 감리 서비스 제공 서버(200)는 설비 라인 자동 설계 장치를 포함할 수도 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 설계, 시공 및 감리 서비스 제공 서버(200)는 프로세서(210), 통신부(220), 데이터베이스(230)를 포함하며, 몇몇 실시예에서 각종 제어 신호를 입력받고 결과를 출력하는 입출력부(240)를 더 포함할 수도 있다.
통신부(220)는 감리자가 착용 또는 소지하고 있는 XR 기반의 감리 보조 장치와 통신을 수행한다.
이외에도, 통신부(220)는 설비 라인 자동 설계 장치로부터 BIM 설계 데이터를 수신할 수도 있고, BIM 설계 데이터를 시공사 서버(200), 시공사 단말로 전송할 수도 있다.
데이터베이스(230)는 건설 현장의 3차원 기반의 BIM 설계 데이터, 건설 현장의 내부 구조 정보, 건설 현장에 배치될 각종 설비 정보가 저장될 수 있다.
프로세서(210)는 서버(200) 내 모든 구성들의 동작을 담당하며, 메모리, 데이터베이스(230)에 저장된 명령어, 알고리즘을 실행함으로써 건설 현장의 설계, 시공 및 감리 서비스를 제공할 수 있다.
아래에서는 도 5를 참조하여, 프로세서(210)가 건설 현장의 설계, 시공 및 감리 서비스를 제공하는 방법에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.
프로세서(210)가 감리 보조 장치(300)로부터 특정 건설 현장의 현실 설계물에 대한 BIM 설계 데이터 요청을 수신한다. (S210)
프로세서(210)가 감리 보조 장치(300)로 BIM 설계 데이터를 제공하여, 감리 보조 장치(300)로 현실 설계물에 대한 가상의 XR 설계물을 출력한다. (S230)
프로세서(210)가 감리 보조 장치(300)로부터 현실 설계물과 XR 설계물의 오차를 나타내는 정보를 수신한다. (S250)
프로세서(210)가 수신된 오차 정보를 기반으로, XR 설계물이 현실 설계물에 일치되도록 BIM 설계 데이터를 보정한다. (S270)
이때, 오차 정보는 감리 보조 장치(300)의 측정 결과 현실 설계물과 XR 설계물 간의 오차가 기 설정된 오차 허용 범위를 벗어나는 경우 수신되는 것으로, 감리자의 보정 요청 신호가 입력되면 수신될 수 있다.
프로세서(210)는 건설 현장에 대한 BIM 설계 데이터를 시공자에게 제공하며, 상세하게는 프로세서(210)는 통신부(220)를 통해 시공자 단말 또는 서버(200)로 BIM 설계 데이터를 제공할 수 있다.
프로세서(210)는 설계 검토서를 생성하여 감리 보조 장치로 제공하여, 감리자가 건설 현장에 대하여 감리와 검토를 진행하도록 할 수 있다.
프로세서(210)는 감리 보조 장치(300)로부터 설계 검토서 내 복수의 검토 항목이 체크 완료된 설계 검토서가 수신되면, 체크 완료된 설계 검토서를 데이터베이스(230)에 저장한다.
일 실시에로, 데이터베이스(230)는 설계 검토서를 생성하기 위한 복수의 검토 항목이 저장되어 있다.
일 실시예로, 프로세서(210)는 건설 현장에 대한 BIM 설계 데이터, 건설 현장의 내부 구조 정보 및 감리 보조 장치(300)로부터 수신된 오차 정보를 기반으로, 적어도 하나의 검토 항목을 도출하고, 도출된 검토 항목을 기반으로 설계 검토서를 생성할 수 있다.
프로세서(210)는 BIM 설계 데이터를 분석하여 감리의 스타팅 위치로부터 감리 진행 방향을 도출하고, 특정 오차에 대한 보정이 완료되면, 감리 진행 방향과 감리 보조 장치의 현재 위치를 기반으로 다음 감리 위치를 가이드하는 XR 컨텐트를 감리 보조 장치로 제공하여, 감리 보조 장치(300)의 투명 디스플레이부(360)로 렌더링할 수 있다.
데이터베이스(230)는 건설 현장에 설치된 적어도 하나의 기준 표식에 대한 위치 정보 및 BIM 설계 데이터가 저장되어 있다.
일 실시예로, 프로세서(210)는 감리 보조 장치(300)를 통해 촬영된 기준 표식의 코드, 이미지가 수신되면, 해당 기준 표식의 위치 정보를 로딩하고, 해당 기준 표식으로부터 기 설정된 범위 내의 BIM 설계 데이터를 감지 보조 장치(300)로 전송할 수 있다.
일 실시예로, 기준 표식은 코드값을 포함하는 특정 이미지, 바코드, QR 코드 등이 적용될 수 있으며, 기준 표식에 포함된 코드값은 건설 현장 내 위치 정보와 매칭되어 있거나 BIM 설계 데이터와 매핑되어 있다.
프로세서(210)는 촬영 영상 내 기준 표식에 해당하는 코드값을 인식하여 서버(200)로 전송하고, 서버(200)는 데이터베이스에 저장된 복수의 BIM 설계 데이터 중에서 수신된 코드값과 매칭되는 BIM 설계 데이터를 로딩하여 감리 보조 장치(300)로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 언급되는 기준 표식은 전술한 바와 같이, 감리 서비스를 위해서 설비 라인 자동 설계 장치(100)에서 도출된 기준 표식 설치 위치에 설치될 수 있다.
일 실시예로, 프로세서(210)는 오차가 허용 오차 이상인 경우, BIM 설계 데이터 내에서 오차에 해당하는 부분을 현실 설계물과 일치되도록 BIM 설계 데이터를 보정하고, 보정된 BIM 설계 데이터를 감리 보조 장치로 제공할 수 있다.
일 실시예로, 프로세서(210)는 오차의 발생 위치로부터 일정 범위 내의 BIM 설계 데이터를 기반으로 학습데이터를 생성하고, 생성된 학습데이터를 오차 예측 모델에 입력하여 딥러닝한다.
프로세서(210)는 신규 감리 대상의 BIM 설계 데이터가 입력되면, 오차 예측 모델을 기반으로 신규 감리 대상의 BIM 설계 데이터를 분석하여 신규 감리 대상 내 오차 발생 위치를 예측한다.
프로세서(210)는 예측된 위치를 감리 보조 장치(300)로 제공할 수 있다.
일 실시예로, 프로세서(210)는 오차 예측 모델을 이용하여 BIM 설계 데이터 내에서 감리 보조 장치(300)로부터 수신된 오차 주변의 BIM 설계 데이터를 분석하여, 상기 오차 때문에 발생할 수 있는 다른 오차의 위치를 예측하고, 예측된 다른 오차의 위치를 감리 보조 장치(300)로 제공할 수 있다.
예를 들어, 특정 현실 설계물에 시공 오차가 발생하면, 해당 오차 때문에 해당 현실 설계물과 근처에 위치하거나 관련되어 있는 다른 현실 설계물에 시공 오차가 발생할 수 있기 때문에, 이를 분석하여 조기에 알려주는 것을 의미한다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 하드웨어인 서버와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 설비 라인 자동 설계 시스템
100: 설비 라인 자동 설계 장치
110: 프로세서
120: 사용자 인터페이스
130: 데이터베이스
140: 통신부
200: 서버
210: 프로세서
220: 통신부
230: 데이터베이스
240: 입출력부
300: 감리 보조 장치
310: 프로세서
320: 통신부
330: 데이터베이스
340: 라이다
350: 카메라
360: 투명 디스플레이부
370: 디스플레이부

Claims (10)

  1. 건설 현장의 3차원 기반의 제1 BIM 설계 데이터 및 상기 건설 현장에 배치될 설비의 정보가 저장된 데이터베이스; 및
    상기 건설 현장 내 설비 라인을 설계하기 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트를 포함하는 복수의 설비 라인에 대한 설치 정보가 입력되면, 상기 설치 정보 각각에 해당하는 설비 라인을 자동 설계하는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 설비 라인을 설계하는 과정에서 복수의 설비 라인의 적어도 일부 영역이 서로 겹쳐진 경우 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인을 서로 밀어내는 방식으로 보정하여 상기 복수의 설비 라인이 서로 겹치지 않도록 하되, 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인 각각의 반지름 및 상기 겹쳐진 영역의 크기를 기반으로 상기 밀어내는 범위를 결정하고,
    상기 설치 정보 중에서 상기 스타팅 포인트와 상기 엔딩 포인트의 직선 거리가 가까운 설비 라인부터 설계하고,
    상기 겹쳐진 복수의 설비 라인을 보정할 때, 기 설정된 변곡점 허용 개수 및 설계 비용을 고려하여 상기 보정을 수행하고,
    상기 설치 정보는 상기 설비 라인의 설계를 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트, 상기 설비 라인의 사용 목적, 재질 및 지름을 포함하는,
    장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터베이스는 상기 건설 현장의 내부 구조에 대한 정보(이하, '내부 구조 정보')가 저장되어 있으며,
    상기 내부 구조 정보는 3D 라이다 센서를 통해 실제 건설 현장이 3D 스캐닝된 데이터로, 상기 데이터베이스는 상기 3D 스캐닝된 데이터가 상기 제1 BIM 설계 데이터와 매칭되어 저장된,
    장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 설비 라인의 설계가 완성된 제2 BIM 설계 데이터 및 상기 내부 구조 정보를 기반으로, 상기 건설 현장의 실측 데이터와 상기 설비 라인의 설계가 완성된 제2 BIM 설계 데이터를 매칭시키기 위한 기준 표식의 설치 위치를 도출하는 것을 특징으로 하는,
    장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 건설 현장을 감리하는 감리자가 착용한 감리 보조 장치로부터 상기 건설 현장에 대한 센싱 데이터가 수신되면, 상기 수신된 센싱 데이터를 상기 데이터베이스에 저장된 내부 구조 정보와 매칭하여 상기 센싱 데이터와 상기 설비 라인의 설계가 완성된 제2 BIM 설계 데이터를 매칭하는 것을 특징으로 하는,
    장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터베이스는 상기 설비 라인의 사용 목적 및 상기 설비 라인이 설치될 상기 건설 현장의 공정 정보에 따라서 상기 설비 라인의 재질과 반지름을 결정할 수 있는 알고리즘이 저장되어 있으며,
    상기 프로세서는,
    상기 알고리즘을 기반으로 상기 설비 라인의 재질 및 반지름을 결정하는 것을 특징으로 하는,
    장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 설비 라인이 자동으로 설계되어 완성된 제2 BIM 설계 데이터를 상기 건설 현장을 감리하는 감리자가 착용한 감리 보조 장치로 제공하고,
    상기 장치는,
    상기 제2 BIM 설계 데이터를 기반으로 상기 건설 현장 내 현실 설계물에 대한 가상의 XR 설계물을 랜더링하여 상기 감리 보조 장치의 투명 디스플레이부 상에서 상기 현실 설계물에 대응되는 위치에 표시하고,
    상기 감리 보조 장치의 카메라 촬영 영상과 상기 XR 설계물의 BIM 설계 데이터를 비교하여 상기 XR 설계물에 대한 상기 현실 설계물의 오차를 확인하고,
    상기 확인된 오차가 기 설정된 오차 허용 범위를 벗어나는 경우 상기 감리 보조 장치로 알림을 제공하는,
    장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 촬영 영상 내에서 상기 건설 현장에 설치된 적어도 하나의 기준 표식을 인식하고,
    상기 인식된 기준 표식을 기반으로 상기 촬영 영상 내 현실 설계물과 상기 XR 설계물의 제2 BIM 설계 데이터를 매칭하는 것을 특징으로 하는,
    장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 장치는 상기 감리 보조 장치의 현재 위치 정보와 상기 인식된 기준 표식의 상기 건설 현장 내 위치를 기반으로 상기 확인된 오차의 위치를 특정하는 것을 특징으로 하는,
    장치.
  9. 장치에 의해 수행되는 방법으로,
    데이터베이스에 건설 현장의 3차원 기반의 제1 BIM 설계 데이터 및 상기 건설 현장에 배치될 설비의 정보를 구비하는 단계;
    상기 건설 현장 내 설비 라인을 설계하기 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트를 포함하는 복수의 설비 라인에 대한 설치 정보를 입력받는 단계;
    상기 설치 정보 각각에 해당하는 설비 라인을 자동 설계하는 단계를 포함하며,
    상기 장치는,
    상기 설비 라인을 설계하는 과정에서 복수의 설비 라인의 적어도 일부 영역이 서로 겹쳐진 경우 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인을 서로 밀어내는 방식으로 보정하여 상기 복수의 설비 라인이 서로 겹치지 않도록 하되, 상기 겹쳐진 복수의 설비 라인 각각의 반지름 및 상기 겹쳐진 영역의 크기를 기반으로 상기 밀어내는 범위를 결정하고,
    상기 설치 정보 중에서 상기 스타팅 포인트와 상기 엔딩 포인트의 직선 거리가 가까운 설비 라인부터 설계하고,
    상기 겹쳐진 복수의 설비 라인을 보정할 때, 기 설정된 변곡점 허용 개수 및 설계 비용을 고려하여 상기 보정을 수행하고,
    상기 설치 정보는 상기 설비 라인의 설계를 위한 스타팅 포인트와 엔딩 포인트, 상기 설비 라인의 사용 목적, 재질 및 지름을 포함하는,
    방법.
  10. 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 제9항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된, 프로그램.
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