KR20240067461A - 선박 블록 검사 시스템 - Google Patents

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KR20240067461A
KR20240067461A KR1020220148465A KR20220148465A KR20240067461A KR 20240067461 A KR20240067461 A KR 20240067461A KR 1020220148465 A KR1020220148465 A KR 1020220148465A KR 20220148465 A KR20220148465 A KR 20220148465A KR 20240067461 A KR20240067461 A KR 20240067461A
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structure inspection
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KR1020220148465A
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정두흠
김영수
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

3D 모델링을 기반으로 선박의 블록 구조에 대해 품질 검사를 하는 선박 블록 검사 시스템을 제공한다. 상기 선박 블록 검사 시스템은, 블록별 콘텐츠를 이용하여 선박 제조시 조립되는 복수의 단위 블록에 대한 형상이나 구조를 검사하는 블록 구조 검사 장치; 블록별 콘텐츠를 제공하는 블록별 콘텐츠 제공 장치; 및 블록 구조 검사 장치 및 블록별 콘텐츠 제공 장치를 상호 연결시키는 네트워크를 포함하며, 블록별 콘텐츠는 3D 모델링 데이터를 기반으로 생성된 증강현실 콘텐츠이고, 3D 모델링 데이터는 단위 블록과 관련된 설계 도면에 대한 정보를 포함한다.

Description

선박 블록 검사 시스템 {System for inspecting block of ship}
본 발명은 선박의 블록 구조에 대해 품질 검사를 하는 선박 블록 검사 시스템에 관한 것이다.
조선 산업에서는 생산성을 높이기 위해 블록 단위로 나누어 작업한 후, 작업된 블록들을 서로 쌓거나 연결하는 조립 과정을 통해 선박이나 해양 구조물을 제작한다. 따라서 소형 블록부터 대형 블록에 이르기까지 각 블록에 대한 제작 정확도는 매우 중요한 품질 관리 대상이다.
또한, 선박이나 해양 구조물 제작시 블록 단위로 나누어 작업되는 특성상, 개별 블록 자체의 제작 정확도뿐만 아니라, 다른 블록과 연결되기 위한 접합 부분에 대한 제작 정확도 역시 중요하게 관리되고 있다.
선박의 블록 구조에 대해 품질 검사를 하는 경우, 설계 도면을 이용하여 블록을 구성하는 복수의 부재에 대해 점검을 할 수 있다.
그런데 상세 조립도, 공작도 등 2D 도면을 이용하게 되면, 설계 도면에서 각각의 부재를 찾는 데에 많은 시간이 소요될 수 있으며, 설계 도면만으로는 각각의 부재가 블록 상에 적합하게 결합되어 있는지 여부를 명확하게 판별하는 데에 어려움이 있다. 또한, 작업자에 의해 점검이 진행되기 때문에 휴먼 에러(Human Error)를 배제할 수 없다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 3D 모델링을 기반으로 선박의 블록 구조에 대해 품질 검사를 하는 선박 블록 검사 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 선박 블록 검사 시스템의 일 면(Aspect)은, 블록별 콘텐츠를 이용하여 선박 제조시 조립되는 복수의 단위 블록에 대한 형상이나 구조를 검사하는 블록 구조 검사 장치; 상기 블록별 콘텐츠를 제공하는 블록별 콘텐츠 제공 장치; 및 상기 블록 구조 검사 장치 및 상기 블록별 콘텐츠 제공 장치를 상호 연결시키는 네트워크를 포함하며, 상기 블록별 콘텐츠는 3D 모델링 데이터를 기반으로 생성된 증강현실(AR) 콘텐츠이고, 상기 3D 모델링 데이터는 상기 단위 블록과 관련된 설계 도면에 대한 정보를 포함한다.
상기 블록 구조 검사 장치는 상기 단위 블록과 관련된 영상 및 상기 단위 블록과 관련된 상기 블록별 콘텐츠를 비교하여 상기 단위 블록을 검사할 수 있다.
상기 블록 구조 검사 장치는 상기 영상과 상기 블록별 콘텐츠를 비교할 때에 상기 영상과 상기 블록별 콘텐츠를 중첩시킬 수 있다.
상기 블록 구조 검사 장치는 상기 영상과 상기 블록별 콘텐츠를 비교할 때에 상기 영상과 상기 블록별 콘텐츠에 대한 투명도를 다르게 할 수 있다.
상기 블록 구조 검사 장치는 특징점을 포함하는 가이드 라인을 이용하여 상기 영상과 상기 블록별 콘텐츠를 매칭시킬 수 있다.
상기 블록 구조 검사 장치는 시선 방향이 다른 복수의 기준 영상에서 상기 블록별 콘텐츠를 선택할 수 있다.
상기 블록 구조 검사 장치는 상기 단위 블록과 관련된 영상을 기초로 상기 블록별 콘텐츠를 선택할 수 있다.
상기 선박 블록 검사 시스템은, 상기 단위 블록 내 구성요소와 관련된 정보를 수집하고, 상기 구성요소와 관련된 정보를 기초로 상기 3D 모델링 데이터를 생성하는 블록 정보 처리 장치; 및 상기 3D 모델링 데이터를 기초로 상기 블록별 콘텐츠를 생성하는 블록별 콘텐츠 생성 장치를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 블록 검사 시스템의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 선박 블록 검사 시스템을 구성하는 블록 구조 검사 장치의 성능을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 3은 선박 블록 검사 시스템을 구성하는 블록 구조 검사 장치의 성능을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 4는 선박 블록 검사 시스템을 구성하는 블록 구조 검사 장치의 선박 블록 검사 방법을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 선박 블록 검사 시스템을 구성하는 블록 구조 검사 장치의 AR 매칭 방법을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 선박 블록 검사 시스템을 구성하는 블록 구조 검사 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 블록 검사 시스템의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 선박의 블록 구조에 대해 품질 검사를 하는 선박 블록 검사 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 3D 모델링(3D Modeling)을 기반으로 선박의 블록 구조에 대해 품질 검사를 하는 선박 블록 검사 시스템에 관한 것이다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명에 대해 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 블록 검사 시스템의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1에 따르면, 선박 블록 검사 시스템(100)은 블록 정보 처리 장치(110), 블록별 콘텐츠 생성 장치(120), 블록별 콘텐츠 제공 장치(130), 블록 구조 검사 장치(140) 및 네트워크(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
블록 정보 처리 장치(110)는 선박이나 해양 구조물을 구성하는 블록 정보를 수집하는 역할을 한다. 여기서, 블록 정보는 블록별 콘텐츠 생성 장치(120)가 블록별 콘텐츠를 생성하는 데에 이용될 수 있다. 블록 정보 처리 장치(110)는 예를 들어, 웹 서버, 파일 서버, 컴퓨팅 서버 등의 형태를 가지는 플레이 서버로 마련될 수 있다.
블록 정보 처리 장치(110)는 각각의 블록 내에 설치되는 복수의 구성요소(예를 들어, 부재나 부품 등)와 관련된 정보를 블록 정보로 수집할 수 있다. 블록 정보 처리 장치(110)는 블록 내 복수의 구성요소가 나타나 있는 이미지 정보를 블록 정보로 수집할 수 있다. 또는, 블록 정보 처리 장치(110)는 각각의 구성요소에 대한 설명이 나타나 있는 스크립트 정보를 블록 정보로 수집하는 것도 가능하다.
블록 내 복수의 구성요소가 나타나 있는 이미지 정보를 블록 정보로 수집하는 경우, 블록 정보 처리 장치(110)는 용지에 작성된 설계 도면을 스캔하여 그 스캔 파일을 이미지 정보로 획득할 수 있다. 또는, 블록 정보 처리 장치(110)는 컴퓨터 프로그램(예를 들어, CAD 프로그램)을 통해 작성된 설계 도면 파일을 이미지 정보로 획득하는 것도 가능하다.
블록 정보 처리 장치(110)는 복수의 구성요소를 포함하여 이루어진 각각의 블록의 구조와 관련된 정보를 블록 정보로 수집할 수 있다. 블록 정보 처리 장치(110)는 복수의 구성요소가 결합하여 이루어진 블록의 구조가 나타나 있는 이미지 정보를 블록 정보로 수집할 수 있다. 또는, 블록 정보 처리 장치(110)는 블록의 구조와 관련된 설명이 나타나 있는 스크립트 정보를 블록 정보로 수집하는 것도 가능하다.
복수의 구성요소가 결합하여 이루어진 블록의 구조가 나타나 있는 이미지 정보를 블록 정보로 수집하는 경우, 블록 정보 처리 장치(110)는 용지에 작성된 상세 조립도를 스캔하여 그 스캔 파일을 이미지 정보로 획득할 수 있다. 또는, 블록 정보 처리 장치(110)는 컴퓨터 프로그램(예를 들어, CAD 프로그램)을 통해 작성된 상세 조립도 파일을 이미지 정보로 획득하는 것도 가능하다.
블록 정보 처리 장치(110)는 각각의 블록 내 복수의 구성요소의 크기와 관련된 정보를 블록 정보로 수집할 수 있다. 또한, 블록 정보 처리 장치(110)는 각각의 블록의 크기와 관련된 정보를 블록 정보로 수집할 수 있다.
각각의 블록 내 복수의 구성요소의 크기와 관련된 정보를 블록 정보로 수집하는 경우, 블록 정보 처리 장치(110)는 블록 내 복수의 구성요소의 크기가 나타나 있는 이미지 정보를 블록 정보로 수집할 수 있다. 또는, 블록 정보 처리 장치(110)는 상기 복수의 구성요소의 크기와 관련된 설명이 나타나 있는 스크립트 정보를 블록 정보로 수집하는 것도 가능하다.
각각의 블록의 크기와 관련된 정보를 블록 정보로 수집하는 경우, 블록 정보 처리 장치(110)는 블록의 크기가 나타나 있는 이미지 정보를 블록 정보로 수집할 수 있다. 또는, 블록 정보 처리 장치(110)는 블록의 크기와 관련된 설명이 나타나 있는 스크립트 정보를 블록 정보로 수집하는 것도 가능하다.
블록 내 복수의 구성요소의 크기가 나타나 있는 이미지 정보를 블록 정보로 수집하는 경우, 블록 정보 처리 장치(110)는 용지에 작성된 공작도를 스캔하여 그 스캔 파일을 이미지 정보로 획득할 수 있다. 또는, 블록 정보 처리 장치(110)는 컴퓨터 프로그램(예를 들어, CAD 프로그램)을 통해 작성된 공작도 파일을 이미지 정보로 획득하는 것도 가능하다.
마찬가지로, 블록의 크기가 나타나 있는 이미지 정보를 블록 정보로 수집하는 경우, 블록 정보 처리 장치(110)는 용지에 작성된 공작도를 스캔하여 그 스캔 파일을 이미지 정보로 획득할 수 있다. 또는, 블록 정보 처리 장치(110)는 컴퓨터 프로그램(예를 들어, CAD 프로그램)을 통해 작성된 공작도 파일을 이미지 정보로 획득하는 것도 가능하다.
블록 정보 처리 장치(110)는 서로 다른 블록들 간 결합과 관련된 정보를 블록 정보로 수집할 수 있다. 블록 정보 처리 장치(110)는 서로 다른 두 블록 간 결합 관계가 나타나 있는 이미지 정보를 블록 정보로 수집할 수 있다. 또는, 블록 정보 처리 장치(110)는 서로 다른 두 블록 간 결합 관계에 대한 설명이 나타나 있는 스크립트 정보를 블록 정보로 수집하는 것도 가능하다.
서로 다른 두 블록 간 결합 관계가 나타나 있는 이미지 정보를 블록 정보로 수집하는 경우, 블록 정보 처리 장치(110)는 용지에 작성된 설계 도면을 스캔하여 그 스캔 파일을 이미지 정보로 획득할 수 있다. 또는, 블록 정보 처리 장치(110)는 컴퓨터 프로그램(예를 들어, CAD 프로그램)을 통해 작성된 설계 도면 파일을 이미지 정보로 획득하는 것도 가능하다.
블록별 콘텐츠 생성 장치(120)는 블록 정보 처리 장치(110)에 의해 수집된 블록 정보를 바탕으로 블록별 콘텐츠를 생성하는 역할을 한다. 블록별 콘텐츠는 블록 전체에 대한 입체 형상을 포함할 수 있으며, 이 경우 그 외형에 대한 정보뿐만 아니라 그 내부에 대한 정보도 포함할 수 있다. 블록별 콘텐츠는 AR(Augmented Reality) 콘텐츠일 수 있다. 또는, 블록별 콘텐츠는 VR(Virtual Reality) 콘텐츠일 수도 있다.
블록별 콘텐츠 생성 장치(120)는 블록 정보 처리 장치(110)에 의해 수집된 이미지 정보와 스크립트 정보를 바탕으로 3D 모델링 데이터를 생성할 수 있다. 이후, 블록별 콘텐츠 생성 장치(120)는 상기 3D 모델링 데이터를 바탕으로 블록별 콘텐츠를 생성할 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 3D 모델링 데이터 생성은 블록 정보 처리 장치(110)에 의해 수행되고, 블록별 콘텐츠 생성 장치(120)는 블록 정보 처리 장치(110)에 의해 생성된 3D 모델링 데이터를 바탕으로 AR 콘텐츠, VR 콘텐츠 등의 블록별 콘텐츠를 생성하는 것도 가능하다. 블록별 콘텐츠 생성 장치(120)는 예를 들어, 컴퓨터 형태를 가지는 작업 콘솔로 마련될 수 있다.
블록별 콘텐츠 생성 장치(120)는 블록별 콘텐츠 생성을 위한 블록 정보를 제공받기 위해 블록 정보 처리 장치(110)와 연결될 수 있다. 블록별 콘텐츠 생성 장치(120)는 네트워크(150)를 통해 일대다(一對多)의 형태로 블록 정보 처리 장치(110)와 연결될 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 일대일(一對一)의 형태로 블록 정보 처리 장치(110)와 연결되는 것도 가능하다.
한편, 블록별 콘텐츠 생성 장치(120)는 블록별 콘텐츠를 생성할 때에 가이드 라인(Guide Line)도 함께 생성할 수 있다. 가이드 라인은 카메라 영상과 블록별 콘텐츠를 매칭시킬 때에 활용될 수 있으며, 적어도 하나의 특징점을 포함할 수 있다.
블록별 콘텐츠 제공 장치(130)는 블록별 콘텐츠 생성 장치(120)에 의해 생성된 블록별 콘텐츠를 제공하는 역할을 한다. 블록별 콘텐츠 제공 장치(130)는 예를 들어, 웹 서버, 파일 서버, 컴퓨팅 서버 등의 형태를 가지는 배포 서버로 마련될 수 있으며, 플레이 서버로 마련되는 블록 정보 처리 장치(110)에 업로드될 수 있다.
블록별 콘텐츠 제공 장치(130)는 블록별 콘텐츠를 제공할 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 블록 정보 처리 장치(110)에 의해 수집된 블록 정보를 제공하는 것도 가능하다. 또는, 블록별 콘텐츠 제공 장치(130)는 블록별 콘텐츠 생성 장치(120)에 의해 생성된 3D 모델링 데이터나 블록 정보 처리 장치(110)에 의해 생성된 3D 모델링 데이터를 제공하는 것도 가능하다.
블록별 콘텐츠 제공 장치(130)는 블록별 콘텐츠를 제공하기 위해 블록 구조 검사 장치(140)와 연결될 수 있다. 이 경우, 블록별 콘텐츠 제공 장치(130)는 블록별 콘텐츠를 제공하는 데에 그치지 않고, 블록 정보나 3D 모델링 데이터 등을 제공할 수도 있다.
앞서 설명하였지만, 블록별 콘텐츠 제공 장치(130)는 블록별 콘텐츠뿐만 아니라 블록 정보, 3D 모델링 데이터 등을 제공할 수도 있다. 이 경우, 블록별 콘텐츠 제공 장치(130)는 블록 정보 처리 장치(110)와 블록별 콘텐츠 생성 장치(120) 사이에서 블록 정보, 3D 모델링 데이터 등을 중계할 수도 있다.
한편, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 선박 블록 검사 시스템(100)은 블록 정보, 3D 모델링 데이터, 블록별 콘텐츠 등을 저장하기 위해 데이터베이스(DB)를 포함할 수 있다. 데이터베이스는 네트워크(150)를 통해 블록 정보 처리 장치(110), 블록별 콘텐츠 생성 장치(120), 블록별 콘텐츠 제공 장치(130) 등과 연결될 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 블록 정보 처리 장치(110), 블록별 콘텐츠 생성 장치(120), 블록별 콘텐츠 제공 장치(130) 등에 각각 마련되는 것도 가능하다.
블록 구조 검사 장치(140)는 블록별 콘텐츠 제공 장치(130)에 의해 제공된 블록별 콘텐츠를 이용하여 선박이나 해양 구조물의 블록 구조를 검사하는 역할을 한다. 블록 구조 검사 장치(140)는 단위 블록의 형상을 검사할 수 있으며, 단위 블록들 간 결합 상태를 검사할 수도 있다. 또한, 블록 구조 검사 장치(140)는 블록 조립이 정상적으로 이루어졌는지 여부를 검사할 수도 있다.
블록 구조 검사 장치(140)는 선박이나 해양 구조물의 블록 구조 검사에 AR(Augmented Reality)을 적용할 수 있다. 앞서 설명하였지만, 블록별 콘텐츠 생성 장치(120)는 블록의 구조와 관련된 블록별 콘텐츠를 생성할 수 있으며, 상기 블록별 콘텐츠는 AR 콘텐츠일 수 있다.
블록 구조 검사 장치(140)는 작업자의 요청에 따라 AR 콘텐츠 형태의 블록별 콘텐츠를 디스플레이할 수 있다. 이 경우, 블록 구조 검사 장치(140)는 작업자가 원하는 방향에서의 블록 구조가 나타나도록 블록별 콘텐츠를 실시간으로 디스플레이할 수 있으며, 선박이나 해양 구조물이 제조되는 작업 현장에서 효율적으로 블록 구조 검사가 이루어지게 할 수 있다.
블록 구조 검사 장치(140)는 3D 모델링을 기반으로 블록 구조에 대해 자동 검사 기능을 제공할 수 있다. 이 경우, 블록 구조 검사 장치(140)는 도 2의 예시에 나타난 바와 같이 3D 모델링 기반 모바일 AR 뷰(View) 검사를 수행할 수 있으며, 검사 수행 후 코멘트 및 결과를 현장에서 즉시 입력 및 종결할 수 있다. 블록 구조 검사 장치(140)는 이를 위해 휴대용 단말(모바일 기기)로 제공될 수 있으며, 도 3의 예시에 나타난 바와 같이 모바일 검사 어플(App)을 통해 구조 검사 결과 입력 및 일정 관리를 할 수 있다. 도 2는 선박 블록 검사 시스템을 구성하는 블록 구조 검사 장치의 성능을 설명하기 위한 제1 예시도이다. 그리고, 도 3은 선박 블록 검사 시스템을 구성하는 블록 구조 검사 장치의 성능을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
블록 구조 검사 장치(140)는 현장 블록 구조 검사 전 AR 매칭 후 부재 선택으로 여러 설계 정보를 확인 가능하게 할 수 있다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.
블록 구조 검사 장치(140)의 첫번째 기능(제1 기능)은 개별 부재를 선택하여 화면에서 직접적으로 상세 정보를 확인하는 기능이다. 블록 구조 검사 장치(140)의 제1 기능에 따르면, 블록 구조 검사 장치(140)의 디스플레이 화면에는 부재 번호, 크기(Size), 강재 등급(Grade), 용접 각장, 몰드 방향, 모서리 사상 기준, 작업 스테이지(Stage) 등이 표시될 수 있다. 블록 구조 검사 장치(140)의 제1 기능에 따르면, 적절한 부재가 정보에 맞게 작업이 되었는지 여부를 확인하는 효과를 얻을 수 있다.
블록 구조 검사 장치(140)의 두번째 기능(제2 기능)은 AR 투명도 설정 및 ON/OFF 기능이다. 블록 구조 검사 장치(140)의 제2 기능에 따르면, 블록 구조 검사 장치(140)의 디스플레이 화면에는 투명도 조절로 현물과 모델링 데이터(3D 도면) 간 비교 및 그 결과가 표시될 수 있다. 블록 구조 검사 장치(140)의 제2 기능에 따르면, 부재 누락이 발생하였는지 여부를 작업자가 육안으로 확인할 수 있으며, 투명도 조절로 현물과 모델링 데이터 간 투명도를 달리하여 확인 가능하다. 예를 들어, 현물의 경우 투명도를 100으로 하고 모델링 데이터의 경우 투명도를 0으로 하여 확인 가능하다.
블록 구조 검사 장치(140)의 세번째 기능(제3 기능)은 인접 블록 형상 확인 기능이다. 블록 구조 검사 장치(140)의 제3 기능에 따르면, 블록 구조 검사 장치(140)의 디스플레이 화면에는 인접 블록의 형상, 인접 블록과의 연결부 형상 등이 표시될 수 있다. 종래에는 종이 도면이나 2D 도면에 해당 블록만 표기되었으나, 블록 구조 검사 장치(140)의 제3 기능에 따르면, 인접 블록과의 연결부를 확인하여 다음 작업을 예측할 수 있으며, 현물 작업이 적절하게 이루어졌는지 여부를 판단하는 데에 도움을 줄 수 있다.
블록 구조 검사 장치(140)의 네번째 기능(제4 기능)은 사상 구역 표기 기능이다. 블록 구조 검사 장치(140)의 제4 기능에 따르면, 블록 구조 검사 장치(140)의 디스플레이 화면에는 모서리 사상 구역이 표시될 수 있다. 도장 사양에 따라 모서리 부분의 모양은 달라질 수 있다. 따라서 모서리 사상 구역에 대한 검사는 매우 중요하다. 블록 구조 검사 장치(140)의 제4 기능에 따르면, 구역별로 모서리 사상 작업 기준을 쉽게 확인할 수 있다. 구체적으로, 화면에 색상별로 모서리 사상 구역을 구분하여 표기함으로써 1C, 3C, 미적용 등 구역별 사상 기준을 쉽게 확인할 수 있다.
블록 구조 검사 장치(140)의 다섯번째 기능(제5 기능)은 블록 방향 표시 좌표계 기능이다. 블록 구조 검사 장치(140)의 제5 기능에 따르면, 블록의 각 방향 화살표를 블록 화면에 띄울 수가 있다. 여기서, 블록의 각 방향 화살표는 블록 상하 방향 화살표, 블록 좌우 방향 화살표, 블록 수미 방향 화살표 등을 포함할 수 있다. 상기에서, 수미는 선수(船首)와 선미(船尾)를 의미한다. 일반적으로 블록 제작시 상하, 좌우가 바뀌어 놓여있는 경우가 대다수인데, 블록 구조 검사 장치(140)의 제5 기능에 따르면, 화살표로 블록이 놓여있는 방향을 알 수 있으며, 각종 부재, 의장품 등이 정방향으로 부착했는지 여부를 확인할 수 있다. 즉, 블록이 놓여있는 방향을 알 수 있고, 그에 따라 작업자가 블록의 어떤 방향을 바라보는지를 판단하여, 선박 전체에서 블록의 위치와 방향 등을 가늠해볼 수 있다.
블록 구조 검사 장치(140)의 여섯번째 기능(제6 기능)은 매칭 방향 변경 또는 매칭 방향 다수 적용 기능이다. 블록 구조 검사 장치(140)의 제6 기능에 따르면, 블록의 방향이 상, 하, 좌, 우, 전, 후 등 6개의 방향으로 놓여있을 수 있고, 접근이 불가한 구역이 있을 수 있으므로, 6개의 방향 위치에서 초기 매칭을 시킬 수 있도록 사전에 자동으로 초기 위치를 설정할 수 있다. 블록 구조 검사 장치(140)의 제6 기능에 따르면, 디스플레이 화면을 통해 6개 방향과 관련된 매칭 정보를 제공할 수 있다. 종래에는 1개 방향에 대해서만 매칭이 적용되었으나, 블록 구조 검사 장치(140)의 제6 기능에 따르면, 매칭 방향 다수 적용(예를 들어, 6개 방향에 대한 매칭 적용)으로 초기 매칭 방향이 적절하지 않을 경우 매칭 방향 변경이 가능하다.
이상 설명한 블록 구조 검사 장치(140)의 각각의 기능(제1 기능 내지 제6 기능)에 따르면, 작업자가 현물을 판단, 별도 도면을 찾는 행동 없이 모델링과 현물을 직접 3D로 비교하는 것이 가능하다. 이에 따라 2D 도면을 볼 경우 부재 찾는 시간이 비교적 많이 걸리던 문제를 해결할 수 있다.
한편, 블록 구조 검사 장치(140)의 제6 기능과 관련하여, 자동화 시스템(앞서 설명한 블록별 콘텐츠 생성 장치(120))으로 블록별 컨텐츠를 사전 제작할 수 있으며, 이 경우 6개 방향에 대한 사전 타겟 설정도 가능하다. 작업자는 6개의 매칭 방향 중에서 1개의 매칭 방향을 적절하게 선택하여 매칭할 수 있으며, 매칭 이후에는 추가 조작 없이 계속 매칭 상태를 유지할 수 있다.
앞서 설명하였지만, 블록 구조 검사 장치(140)는 AR 매칭, 검사, 결과 입력 등의 순서에 따라 선박이나 해양 구조물의 각각의 블록에 대해 품질 검사를 할 수 있다.
도 4는 선박 블록 검사 시스템을 구성하는 블록 구조 검사 장치의 선박 블록 검사 방법을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다. 이하 설명은 도 4를 참조한다.
먼저, 블록 구조 검사 장치(140)는 AR 매칭을 수행한다(S210).
작업자는 지정된 블록을 검사하기 위해 해당 블록 앞에 서있을 수 있다. 이 경우, 블록 구조 검사 장치(140)는 블록별 콘텐츠를 생성할 때에 얻은 가이드 라인을 활용하여 매칭 이후에 블록을 인식할 수 있다. 블록 구조 검사 장치(140)는 블록 형상을 최초 인식한 후, 추적을 통해 매핑(Mapping)을 수행할 수 있다. 블록 구조 검사 장치(140)는 작업자의 요청에 따라 6개의 매칭 방향 중에서 작업자가 원하는 방향으로 블록의 형상을 표시할 수 있다.
카메라 모듈에 의해 인식되는 영상 정보에 따라 매칭 방향을 결정하는 경우에는, 블록 구조 검사 장치(140)는 다음 순서에 따라 작동할 수 있다.
도 5는 선박 블록 검사 시스템을 구성하는 블록 구조 검사 장치의 AR 매칭 방법을 예시적으로 설명하기 위한 흐름도이다. 이하 설명은 도 5를 참조한다.
먼저, 블록 구조 검사 장치(140)는 선택된 블록의 형상에 대해 카메라 영상 정보를 실시간으로 획득한다(S310).
이후, 블록 구조 검사 장치(140)는 상기 카메라 영상 정보와 기준 영상 정보를 매칭시킨다(S320). 상기에서, 기준 영상 정보는 해당 블록의 형상과 관련된 블록별 콘텐츠일 수 있다. 구체적으로, 기준 영상 정보는 6개의 매칭 방향 중 각각의 매칭 방향과 관련된 블록별 콘텐츠일 수 있다. 블록 구조 검사 장치(140)는 6개의 매칭 방향 중 어느 한 방향과 관련된 블록별 콘텐츠를 카메라 영상 정보와 매칭시킬 수 있다. 블록 구조 검사 장치(140)는 가이드 라인 방향의 적절한 조절을 통해 6개의 매칭 방향 중 어느 한 방향과 관련된 블록별 콘텐츠를 선택할 수 있다.
앞서 설명하였지만, 블록별 콘텐츠를 생성할 때에 가이드 라인도 함께 생성될 수 있다. 블록 구조 검사 장치(140)는 블록별 콘텐츠를 생성할 때에 얻은 가이드 라인을 활용하여 카메라 영상 정보와 기준 영상 정보를 매칭시킬 수 있다.한편, 상기에서 기준 영상 정보는 해당 블록과 관련된 3D 모델링 데이터일 수도 있다. 블록별 콘텐츠의 경우와 마찬가지로, 3D 모델링 데이터 역시 사전에 가이드 라인을 생성할 수 있음은 물론이다.
이후, 블록 구조 검사 장치(140)는 카메라 영상 정보와 매칭되는 기준 영상 정보를 화면 상에 디스플레이하여 카메라 영상 정보와 기준 영상 정보 간 AR 매칭을 완료한다(S330).
블록 구조 검사 장치(140)는 이상 설명한 바와 같이 마커리스 AR(Markerless AR) 매칭을 수행할 수 있다. QR 마커를 이용하는 경우에 비해 추적 및 보정이 용이하며, 시간이 지나거나 작업자가 이동하더라도 계속해서 자동으로 블록을 추적 및 매칭함으로써 QR 마커를 이용하는 경우와 달리 정확도를 유지할 수 있다.
다시 도 4를 참조하여 설명한다.
AR 매칭이 완료되면, 카메라 영상 정보와 매칭되는 기준 영상 정보(즉, 사전에 생성된 3D 모델링 데이터 또는 블록별 콘텐츠)도 화면 상에 디스플레이된다. 블록 구조 검사 장치(140)는 카메라 영상 정보와 기준 영상 정보를 비교하면서 블록 구조에 대해 검사를 한다(S220). 여기서, 카메라 영상 정보는 촬영을 통해 얻은 영상뿐만 아니라, 사전에 녹화된 영상도 포함될 수 있다. 블록 구조 검사 장치(140)는 카메라 모듈을 통해 인식되고 있는 블록의 형상이 나타난 영상 정보와 도 5의 과정을 통해 선출된 기준 영상 정보를 동시에 디스플레이할 수 있으며, 직관적 판단이 가능하도록 영상 정보와 기준 영상 정보를 겹쳐서 표시할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 블록 구조 검사 장치(140)는 영상 정보와 기준 영상 정보를 좌우 방향 또는 상하 방향으로 나란하게 표시하는 것도 가능하다.
블록 구조에 대한 검사가 완료되면, 블록 구조 검사 장치(140)는 그 결과를 시스템에 입력한다(S230). 여기서, 시스템은 선박 제조 회사 내에 서버의 형태로 마련될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
앞서 설명하였지만, 블록 구조 검사 장치(140)는 작업자가 작업 현장에서 활용할 수 있도록 휴대용 단말(모바일 기기)로 마련될 수 있다. 블록 구조 검사 장치(140)는 디스플레이가 설치된 전자 장치일 수 있다. 예를 들어, 블록 구조 검사 장치(140)는 스마트폰, 태블릿 PC 등을 포함할 수 있다.
도 6은 선박 블록 검사 시스템을 구성하는 블록 구조 검사 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6에 따르면, 블록 구조 검사 장치(140)는 버스(410), 통신 모듈(420), 카메라(430), 메모리(440), 프로세서(450) 및 디스플레이(460)를 포함하여 구성될 수 있다.
버스(410)에 의해서, 통신 모듈(420), 카메라(430), 메모리(440), 프로세서(450), 디스플레이(460) 등의 다양한 구성요소가 서로 연결 및 통신(즉, 제어 메시지 전달 및 데이터 전달)할 수 있다.
통신 모듈(420)은 도 1에서 설명한 다양한 유선/무선 네트워크(150)를 통해서 블록 정보 처리 장치(110), 블록별 콘텐츠 생성 장치(120), 블록별 콘텐츠 제공 장치(130) 등에 통신하기 위한 모듈이다.
카메라(430)는 블록 구조 검사 장치(140)의 전방 및/또는 후방을 촬영하는 모듈이다. 사용자는 촬영된 영상(정지 영상 또는 동영상)을 디스플레이(460)을 통해서 확인할 수 있다.
프로세서(450)는, 중앙 처리 장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(CP; Communication Processor) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(450)는, 예를 들면, 블록 구조 검사 장치(140)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
디스플레이(460)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 디스플레이, 또는 전자 종이(Electronic Paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(460)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(460)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스처, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.
메모리(440)는 휘발성 메모리(예를 들어, DRAM, SRAM, 또는 SDRAM) 및/또는 비휘발성 메모리(예를 들어, OTPROM(One Time Programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, Mask ROM, Flash ROM, 플래시 메모리, PRAM, RRAM, MRAM, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD))를 포함할 수 있다. 메모리(440)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(440)는, 예를 들면, 블록 구조 검사 장치(140)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(440)는 소프트웨어 및/또는 프로그램을 저장할 수 있다. 프로그램은, 예를 들면, 커널, 미들웨어, 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 어플리케이션) 등을 포함할 수 있다. 커널, 미들웨어, 또는 API의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
블록 정보 처리 장치(110), 블록별 콘텐츠 생성 장치(120), 블록별 콘텐츠 제공 장치(130) 및 블록 구조 검사 장치(140)는 네트워크(150)를 통해 상호 연결될 수 있다. 여기서, 네트워크(150)는 유선 통신 방식 및 무선 통신 방식을 모두 포함할 수 있다.
무선 통신 방식은 예를 들어, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 중에서 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다.
또는, 무선 통신 방식은 예를 들어, WiFi(Wireless Fidelity), LiFi(Light Fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(Near Field Communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
유선 통신 방식은 예를 들어, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), RS-232(Recommended Standard 232), 전력선 통신, 또는 POTS(Plain Old Telephone Service), 또는 LAN이나 WAN 등의 컴퓨터 네트워크 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이상 도 1 내지 도 6을 참조하여 블록 정보 처리 장치(110), 블록별 콘텐츠 생성 장치(120), 블록별 콘텐츠 제공 장치(130), 블록 구조 검사 장치(140) 및 네트워크(150)를 포함하는 선박 블록 검사 시스템(100)에 대하여 설명하였다. 도 1의 선박 블록 검사 시스템(100)은 블록 구조 검사 장치(140)가 선박의 블록 구조에 대해 검사하는 데에 필요한 블록별 콘텐츠를 생성하는 장치까지 포함하고 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 블록별 콘텐츠는 사전에 생성되어 블록별 콘텐츠 제공 장치(130)에 업로드되어 있을 수도 있으므로, 선박 블록 검사 시스템(100)은 이러한 경우를 참작하여 도 7에 도시된 바와 같이 블록별 콘텐츠 제공 장치(130), 블록 구조 검사 장치(140) 및 네트워크(150)만을 포함하는 것도 가능하다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 블록 검사 시스템의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
선박 블록 검사 시스템(100)은 선박의 블록 구조를 AR 콘텐츠로 구현하여 여러 활동에 적용 가능하다. 블록 구조 검사 장치(140)는 상기 AR 콘텐츠를 이용하여 블록 구조 작업/검사, 도장 작업/검사, 의장 작업/검사 등에 활용될 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 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.
100: 선박 블록 검사 시스템 110: 블록 정보 처리 장치
120: 블록별 콘텐츠 생성 장치 130: 블록별 콘텐츠 제공 장치
140: 블록 구조 검사 장치 150: 네트워크
410: 버스 420: 통신 모듈
430: 카메라 440: 메모리
450: 프로세서 460: 디스플레이

Claims (8)

  1. 블록별 콘텐츠를 이용하여 선박 제조시 조립되는 복수의 단위 블록에 대한 형상이나 구조를 검사하는 블록 구조 검사 장치;
    상기 블록별 콘텐츠를 제공하는 블록별 콘텐츠 제공 장치; 및
    상기 블록 구조 검사 장치 및 상기 블록별 콘텐츠 제공 장치를 상호 연결시키는 네트워크를 포함하며,
    상기 블록별 콘텐츠는 3D 모델링 데이터를 기반으로 생성된 증강현실(AR) 콘텐츠이고,
    상기 3D 모델링 데이터는 상기 단위 블록과 관련된 설계 도면에 대한 정보를 포함하는 선박 블록 검사 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블록 구조 검사 장치는 상기 단위 블록과 관련된 영상 및 상기 단위 블록과 관련된 상기 블록별 콘텐츠를 비교하여 상기 단위 블록을 검사하는 선박 블록 검사 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 블록 구조 검사 장치는 상기 영상과 상기 블록별 콘텐츠를 비교할 때에 상기 영상과 상기 블록별 콘텐츠를 중첩시키는 선박 블록 검사 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 블록 구조 검사 장치는 상기 영상과 상기 블록별 콘텐츠를 비교할 때에 상기 영상과 상기 블록별 콘텐츠에 대한 투명도를 다르게 하는 선박 블록 검사 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 블록 구조 검사 장치는 특징점을 포함하는 가이드 라인을 이용하여 상기 영상과 상기 블록별 콘텐츠를 매칭시키는 선박 블록 검사 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 블록 구조 검사 장치는 시선 방향이 다른 복수의 기준 영상에서 상기 블록별 콘텐츠를 선택하는 선박 블록 검사 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 블록 구조 검사 장치는 상기 단위 블록과 관련된 영상을 기초로 상기 블록별 콘텐츠를 선택하는 선박 블록 검사 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 블록 내 구성요소와 관련된 정보를 수집하고, 상기 구성요소와 관련된 정보를 기초로 상기 3D 모델링 데이터를 생성하는 블록 정보 처리 장치; 및
    상기 3D 모델링 데이터를 기초로 상기 블록별 콘텐츠를 생성하는 블록별 콘텐츠 생성 장치를 더 포함하는 선박 블록 검사 시스템.
KR1020220148465A 2022-11-09 선박 블록 검사 시스템 KR20240067461A (ko)

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