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3차원 이미지 스캔 기반 MEP 시설물 관리 기술 연구
Study on 3D Image Scan-based MEP Facility Management Technology 원문보기

Journal of KIBIM = 한국BIM학회논문집, v.6 no.4, 2016년, pp.18 - 26  

강태욱 (한국건설기술연구원)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, for the purpose of maintenance of facilities and energy, there have been growing cases of the 3D image scan-based reverse design technology mostly in the manufacturing field. In the MEP field, because of differences between design and physical model, the reverse technology has been utilize...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구는 3차원 이미지 스캔 기술을 사용하여, MEP 시설물 관리 작업을 개선할 수 있는 기술을 제안한다. 이와 관련해, 고려해야할 문제점을 현장 이미지 스캔 작업 및 자문을 통해 분석해 본다.
  • 본 연구에서는 역설계 모델링 기술 및 프로세스 조사 및 분석을 통해 기술 고려사항 및 문제점을 분석하였으며 이를 바탕으로 역설계 기술을 기반으로 한 효과적인 시설물 관리 작업 개선방안을 제시하였다.
  • 본 장에서는 3차원 이미지 스캔 기반 MEP 시설물 관리 기술을 도출하기 위해, MEP 시설물 현장에서 3차원 이미지 스캔 작업을 수행하고, 관련 실무 경력이 5년 이상인 전문가 4명의 자문을 통해, MEP 유지보수에 필요한 3차원 이미지 스캔 기술을 조사하였다. 스캔 작업은 10회에 걸쳐, 한국건설기술연구원의 본관, 제로에너지 빌딩 및 플랜트 MEP를 대상으로 수행하였다.
  • 본 장에서는 전문가 자문 의견을 바탕으로 현장에 적용가능한 3차원 이미지 스캔 기반 MEP 시설물 관리 기술을 제안한다.
  • 국내 연구에서 비정형 건축물 외장재를 이용한 건축자재 품질 관리 프로세스에 관한 연구가 있었다(이상설, 2013). 이 연구는 건축자재 품질 관리 관점에서 프로세스를 조사하였다.
  • , 2015). 이 연구는 고속도로에 대한 3차원 이미지 스캔을 통해, 엔지니어링에 필요한 데이터를 모델링하는 방법에 초점이 맞춰져 있다. 이외, Murphy(2010)의 3차원 이미지 정합에 대한 평가 표준에 대한 연구가 있었다.
  • 5). 이 연구는 리모델링 프로젝트 관점에서 스캐닝 정보를 취득하는 방법에 대해 초점이 맞춰져 있다. 건축 MEP 역설계 지침 개발을 위한 프로세스 기초 연구가 있었다(김지은, 2015).
  • 이외, Murphy(2010)의 3차원 이미지 정합에 대한 평가 표준에 대한 연구가 있었다. 이 연구에서 이미지 정함에 대한 품질을 언급하고, 이에 대한 평가 기준을 연구하고 있다. Bhatla(2012)는 asbuilt 3차원 모델링 정밀도 평가 방법에 대한 연구를 하였다.
  • 이에 기존 산업단지 내 대부분을 차지하는 MEP시설물에 초점을 맞춰 3차원 이미지 스캔 기술을 기반으로 한 효과적인 MEP 시설물 관리 기술을 제안해 보고자 한다.
  • 정합 보고서를 확인해, 각 스캔 데이터를 정합한 편차가 얼마나 있는 지 확인한다.

가설 설정

  • 6. 모든 스캔 위치에 대해 다음 작업을 반복한다.

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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
역설계 기술이란? 역설계 기술은 유지보수 시장 뿐 아니라 부재사전제작 (Pre fabrication), 시공 검측, 플랜트 시설물, 교량, 터널 구조물 검측 등에도 활용되고 있으며, 최근 각광을 받고 있는 3D 프린팅 기술에도 필수적으로 사용되는 등 파급효과가 매우 큰 기술이다.
3차원 포인트 클라우드와 현장 비교는 어느 곳에 사용되는가? 1번 방식은 현장 스캔 데이터를 3차원 가상 공간에 가시화한 후, 별도의 뷰어를 통해 시공 등 각 분야 전문가들이 문제점을 확인할 때 사용한다. 이 방식은 전문가의 의견을 반영하기 좋으나, 많은 검토 시간이 걸리고, 시설물에 발생된 문제를 미처 발견하지 못할 수도 있다.
레이저 스캐너로 구조물 전체의 3D 모델을 생성할 때 단점은? 레이저 스캐너로 구조물 전체의 3D 모델을 생성하려면 여러 위치에서 대상을 스캔하고 이들 데이터를 병합하는 작업에 시간이 많이 소요된다. 시공이 진행 중인 구조물의 경우 스캔을 진행할 수 있는 시간과 장소가 제한적이다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (21)

  1. Bhatla, A., Choe, S. Y., Fierro, O., & Leite, F. (2012). Evaluation of accuracy of as-built 3D modeling from photos taken by handheld digital cameras. Automation in construction, Vol. 28, 116-127. 

  2. Bosche, F., Ahmed, M., Turkan, Y., Haas, C. T., & Haas, R, 2015, The value of integrating Scan-to-BIM and Scan-vs-BIM techniques for construction monitoring using laser scanning and BIM: The case of cylindrical MEP components. Automation in Construction, Vol.49, pp. 201-213 

  3. Gimenez, L., Hippolyte, J. L., Robert, S., Suard, F., & Zreik, K, 2015, Review: reconstruction of 3D building information models from 2D scanned plans. Journal of Building Engineering, Vol. 2, pp. 24-35. 

  4. GSA, https://sites.google.com/site/bimprinciple/in-the-news/gsabimguidefor3dimaging, 2014. 

  5. J. Dollner, B. Hagedorn, 2008, Integrating urban GIS, CAD, and BIM data by service-based virtual 3D city models, Urban and Regional Data Management, pp. 157-170. 

  6. M. Podevyn, 2012, Developing an Organizational Framework for Sustaining Virtual City Models, Doctor degree paper, Northumbria University. 

  7. Murphy, K., van Ginneken, B., Klein, S., Staring, M., de Hoop, B. J., Viergever, M. A., & Pluim, J. P. (2011). Semiautomatic construction of reference standards for evaluation of image registration. Medical Image Analysis, 15(1), 71-84.tial Information Sciences, Vol. 2, No. 2, pp. 31-34. 

  8. Nahangi, M., Czerniawski, T., & Haas, C. T, 2015, Automated 3D Shape Detection and Outlier Removal in Cluttered Laser Scans of Industrial Assemblies. In Proc. of the International Conference of Innovation in Construction. pp. 1-10. 

  9. Reeder, G. D., & Nelson, G. A, 2015, Implementation Manual-3D Engineered Models for Highway Construction:The Iowa Experience. 

  10. Son, H., Na, J., & Kim, C, 2015, Semantic As-built 3D Modeling of Buildings under Construction from Laserscan Data Based on Local Convexity without an As-planned Model. In ISARC. Proceedings of the International Symposium on Automation and Robotics in Construction. Vol. 32, pp. 1-7. 

  11. TL Survey Services Ltd, http://www.tlsurvey.co.nz 

  12. 강태욱, 2014, System Architecture for Point Cloud-based Reverse Engineering of Architectural MEPObject, 한국건설관리학회 학술발표대회. 

  13. 권기정, 신주호, 박승희, 2013, Health Monitoring of Aging Facilitiesusing Noncontact Laser 3D Scanning-based BIM, 한국BIM학회 정기학술발표대회 논문집 Vol. 3, No. 1. 

  14. 김경민, 2015, BIM-based on spatialin for mation construction using terrestrial LiDAR, 전북대학교. 

  15. 김지은, 박상철, 강태욱, 2015, 건축 MEP 역설계 지침을 위한 라이다 기반 포인트 클라우드 데이터 자료 구조 및 프로세스 기초연구, 한국산학기술학회 논문지, Vol. 16, No. 8, pp. 5695-5706. 

  16. 유지훈, 2013, study on reverse design of wooden architectura lheritage using terrestrial LiDAR, 석사논문, 청주대학교. 

  17. 윤정숙, 이준석, 이규성, 사공명, 2007, A detection algorithm for the installation sand damages on a tunnel liner using the laser scanning data, 한국터널지하공간학회, Vol. 9, No. 1, pp. 1229-2338. 

  18. 이상설, 권숙욱, 2014. 5, A Study on Optimal Laser Scanning method for Reverse Engineering atInterior, 건설관리학회, Vol. 15, No. 3. 

  19. 이상설, 권순욱, 신중환, 2013, Development of process for quality awareness of construction materials using reverse engineering, 한국건설관리학회 학술발표대회. 

  20. 지기환, 윤영민, 윤태국, 추진호, 2014. 11, 디지털영상처리기술을 활용한 콘크리트시설물 외관 스캐닝조사방법, 콘크리트학회지, Vol. 26, No. 6, pp. 60-63. 

  21. 한국건설기술연구원, 2016, 3D객체역설계기반MEP설비유지관리시스템, 산업통상자원부. 

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