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마커방식 증강현실기법의 건설현장 적용성 연구 (철근배근 검측업무 사례적용)
Field Applicability of Augmented Reality Technology by Marker Mapping for Construction Project (Focused on Measurement Process of Rebar Work) 원문보기

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers, v.33 no.6, 2013년, pp.2509 - 2518  

김선영 (삼성물산(주) 건설부문) ,  김현승 (경상대학교 토목공학과) ,  문현석 (한국건설기술연구원 SOC성능연구소 ICT융합연구실) ,  강인석 (경상대학교 토목공학과)

초록
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증강현실(Augmented Reality, AR) 기술은 현실 환경을 기반으로 컴퓨터에서 생성한 가상의 객체정보를 중첩해봄으로써 가상현실 상에서 느낄 수 없는 실감형 모델을 구현하는 기술이다. 본 연구에서는 토목공사 철근배근 작업에 증강현실 기술을 적용하는 방법론과 시스템 시제품을 구성하여 철근공사 작업의 증강현실 적용성을 검증하고 있다. 토목공사 현장의 여러 작업들 중에서 철근공사는 절차화된 매뉴얼방식보다는 숙련공의 경험적 방식에 의해 작업이 진행되는 대표적 공정이다. 이러한 공정에 증강현실을 적용하면 당초 계획도면과 비교하여 누락된 철근배근 및 상이한 배근 상태를 시각화하여 계측할 수 있으므로 시공성을 향상시킬 수 있다. 구축된 시스템은 3차원으로 모델링 된 철근객체를 실제 시공현장에 중첩하여 시각화함으로써 철근 조립공정들의 작업 이해도를 높이고, 검측단계에 활용함으로써 철근조립작업에서 발생할 수 있는 하자와 재작업으로 인한 비용증가를 억제할 수 있을 것이라 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Augmented reality (AR) technology visualizes a real type object that cannot simulate in virtual reality technology by overlapping a virtual object and real object in a computer system. This study suggests a methodology and prototype system for applying AR system to rebar distribution work in a civil...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그리고 철근배근 공사의 마지막 단계인 시공 검측단계에서 소요되는 시간은 90분이 초과된다는 의견이 90%를 차지하였다. 따라서 본 연구에서는 설문조사에서 도출된 철근배근 공사의 어려움을 해소할 수 있도록 증강현실 기술을 적용한 철근공사 배근검측 AR 적용 프로세스를 구성하고자 한다.
  • 본 연구에서 제안한 철근배근 검측을 위한 증강현실 적용 프로세스를 현장에 적용했을 경우의 효과를 분석하기 위해서는 업무시간 단축에 대한 평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 철근배근의 검측에 증강현실 기술의 적용 효과를 판단하기 위해 기존의 2D도면을 바탕으로 한 검측수행 소요시간과 증강현실을 적용한 검측수행 소요시간을 측정하여 비교하였다. Table 4는 증강현실 적용 방식과 기존 검측 방식의 작업 소요시간을 측정, 비교한 것이다.
  • 또한 본 연구에서는 실제 현장에서 철근배근 작업을 수행한 작업공과 현장 관리자 등을 대상으로 연구의 활용도에 대한 설문조사를 실시하였다.
  • 본 연구에서는 앞서 수행한 철근공사 업무절차의 분석을 토대로 철근배근 공사에 증강현실 기술을 적용하기 위한 프로세스를 제시하고자 한다.
  • 증강현실은 가상현실객체와 현실객체를 혼합하여 표현하는 기술로서 건설공사에서 현장감을 고려한 시공성 검증 등의 활용성이 기대되고 있는 기술이다. 본 연구에서는 증강현실기술을 철근공사에 적용하는 방법론을 구축하고 관련 시스템 구축으로 증강현실의 적용성을 검증하고 있다.
  • 본 연구에서는 토목공사 시설물의 철근배근 작업에 증강현실 기술을 적용하는 방법론을 구축하고, 증강현실 구현 도구인 Unifeye SDK (Software Development Kit)를 활용하여 실제 현장의 암거 구조물 배근도를 참조하여 현장의 시공현황과 가상현실 철근 배근 객체와의 혼합에 의한 증강현실 적용성을 검증하고 있다. 구조물에서 철근배근은 정확성을 요하는 작업임을 고려하면, 이러한 연구는 3차원으로 모델링 된 철근객체를 실제 시공현장에 중첩하여 시각화함으로써 철근조립 작업에서 발생할 수 있는 하자와 재작업으로 인한 비용증가를 억제하는 도구개발에 활용될 수 있을 것이라 기대된다.
  • 사례적용 현장은 미정비 지방하천의 호안 정비를 통해 지방하천 내의 토사유출을 방지하여 수질개선에 기여하는 목적으로 실시되는 공사이다. 본 연구의 프로세스 적용을 위해 현장을 찾은 당시 암거공이 진행되고 있었으며, Fig.
  • 그러나 철근공사의 시공과 검측방법 등이 체계적으로 정립되지 않아 철근의 부실 시공사례가 발생되고 있다. 이러한 철근공사의 문제점을 분석하기 위해 본 연구에서는 설문조사를 실시하였다. 설문조사는 현재 토목시공현장에 종사하고 있는 실무자를 대상으로 하였으며 총 20부의 설문지를 회수하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
가상현실 기술을 이용한 건설공사의 문제점을 해결하기 위해 도입되는 기술은? 이와 함께 건설공사에 가상현실(VR, Virtual Reality)기술은 3D객체 표현을 위해 보편적으로 사용되고 있으나, 건설객체를 가상현실로 표현하면 3차원 그래픽으로만 표현되어 건설의 특성상 현장감이 저하되어 실무적 활용성이 높지 않은 점이 문제시되고 있다. 이러한 부분의 해결을 위해 최근에는 증강현실(AR, Augmented Reality)기술이 적극적으로 도입되고 있다. 증강현실은 가상현실객체와 현실객체를 혼합하여 표현하는 기술로서 건설공사에서 현장감을 고려한 시공성 검증 등의 활용성이 기대되고 있는 기술이다.
증강현실 기술이란? 증강현실(Augmented Reality, AR) 기술은 현실 환경을 기반으로 컴퓨터에서 생성한 가상의 객체정보를 중첩해봄으로써 가상현실 상에서 느낄 수 없는 실감형 모델을 구현하는 기술이다. 본 연구에서는 토목공사 철근배근 작업에 증강현실 기술을 적용하는 방법론과 시스템 시제품을 구성하여 철근공사 작업의 증강현실 적용성을 검증하고 있다.
건설공사에서 BIM 기법들이 도입되면서 변화되고 있는 점은 무엇인가? 건설공사에 BIM (Building Information Modeling)기법들이 도입되면서 설계단계의 간섭관리 등을 위한 3D모델링기술, 시공단계의 공정 시뮬레이션(Simulation) 등을 위한 4D CAD기술 등의 활용성이 점차 증대되고 있다. 이와 함께 건설공사에 가상현실(VR, Virtual Reality)기술은 3D객체 표현을 위해 보편적으로 사용되고 있으나, 건설객체를 가상현실로 표현하면 3차원 그래픽으로만 표현되어 건설의 특성상 현장감이 저하되어 실무적 활용성이 높지 않은 점이 문제시되고 있다.
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참고문헌 (14)

  1. Azuma, R. T. (1997). "A survey of augmented reality." Teleoperators and Virtual Environments, Vol. 6, No. 4, pp. 355-385. 

  2. Golparvar-Fard, M., Pena-Mora, F., Arbeloeda, C. A. and Lee, S. H. (2009). "Visualization of construction progress monitoring with 4D simulation model overlaid on time-lapsed photographs." Journal of Computing in Civil Engineering, ASCE, Vol. 23, No. 6, pp. 391-404. 

  3. Jung, H. O., Cho, H. H. and Park, U. Y. (2009). "A study on the improvement of erection bar detailing in domestic building construction." Journal of the Korea Institute of Building Construction, The Korea Institute of Building Construction, Vol. 9, No. 2, pp. 39-46 (in Korean). 

  4. Kim, B. G., Kim, C. Y. and Kim, H. K., (2012). "Interactive modeler for construction equipment operation using augmented reality." Journal of Computing in Civil Engineering, ASCE, Vol. 26, No. 3, pp. 391-404. 

  5. Kim, G. H., Park, U. Y. and Kang, K. I. (2002). "Development of a improvement system for quality & cost management of rebar work in korean building construction." Journal of the Architectural Institute of Korea, Architectural Institute of Korea, Vol. 18, No. 5, pp. 121-128 (in Korean). 

  6. Lee, T. O. (2008). "A study on the actual condition survey of apartment rebar work." Journal of the Korea Institute of Building Construction, The Korea Institute of Building Construction, Vol. 8, No. 2, pp. 71-79 (in Korean). 

  7. Lee, U. K., Park, W. Y. and Kang, K. I. (2002). "The study on the actual condition of rebar work in korean building construction." Proceedings of Korea Institute of Building Construction Annual Conference, The Korea Institute of Building Construction, Korea, Vol. 2, No. 2, pp. 133-136 (in Korean). 

  8. Park, S. Y. (2005). A study on integrated building information management system on augmented reality, M.D. Dissertation, YonSei University, Seoul, Korea (in Korean). 

  9. Park, S. Y., Choi, J. W. (2005). "A study on the applications of the augmented reality technology for effective information management in existing buildings." Journal of the Architectural Institute of Korea, Architectural Institute of Korea, Vol. 21, No. 8, pp. 37-44 (in Korean). 

  10. Park, U. Y., Cho, S. S. and Kang, K. I. (2003). "A study on rebar detailing optimization using genetic algorithm." Journal of the Architectural Institute of Korea, Architectural Institute of Korea, Vol. 19, No. 10, pp. 125-132 (in Korean). 

  11. Ryu, J. R., Choo, S. Y. and Jo, J. S. (2010). "An application method of augmented reality technology for layout planning of housing complex." Journal of the Korean Housing Association, The Korean Housing Association, Vol. 21, No. 4, pp. 89-97 (in Korean). 

  12. Shin, D. H. and Dunston, P. S. (2008). "Identification of application areas for augmented reality in industrial construction based on technology suitability." Automation in Construction, Elsevier Science B.V., Amsterdam, Vol. 17, No. 7, pp. 882-894. 

  13. Wang, X. and Dunston, P. S. (2008). "User perspectives on mixed reality tabletop visualization for face-to-face collaborative design review." Automation in Construction, Elsevier Science B.V., Amsterdam, Vol. 17, No. 4, pp. 399-412. 

  14. Zlatanova, S. (2002). Augmented reality technology, GISt Report No. 17, SURFnet bv, in Netherlands. 

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