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딥러닝 기반 교량 구성요소 자동 분류
Automatic Classification of Bridge Component based on Deep Learning 원문보기

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers, v.40 no.2, 2020년, pp.239 - 245  

이재혁 (충북대학교 토목공학부) ,  박정준 (한국철도기술연구원 첨단궤도토목본부 철도구조연구팀) ,  윤형철 (충북대학교 토목공학부)

초록
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최근 BIM (Building Information Modeling)이 건설 산업계에서 폭넓게 활용되고 있다. 하지만 과거에 시공이 된 구조물에 경우 대부분 BIM이 구축되어 있지 않다. BIM이 구축되지 않은 구조물의 경우, 카메라로부터 얻은 2D 이미지에 SfM (Structure from Motion) 기법을 활용하면 3D 모델의 점군 데이터(Point cloud)를 생성하고 BIM을 구축할 수 있다. 하지만 이렇게 생성된 점군 데이터는 의미론적 정보가 포함되어 있지 않기 때문에, 수작업으로 구조물의 어떤 요소인지 분류해 주어야 한다. 따라서 본 연구에서는 구조물 구성요소를 분류하는 과정을 자동화하기 위하여 딥러닝을 적용하였다. 딥러닝 네트워크 구축에는 CNN (Convolutional Neural Network) 구조의 Inception-ResNet-v2를 사용하였고, 전이학습을 통하여 교량 구조물의 구성요소를 학습하였다. 개발된 시스템을 검증하기 위하여 수집한 데이터를 이용하여 구성요소를 분류한 결과, 교량의 구성요소를 96.13 %의 정확도로 분류할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, BIM (Building Information Modeling) are widely being utilized in Construction industry. However, most structures that have been constructed in the past do not have BIM. For structures without BIM, the use of SfM (Structure from Motion) techniques in the 2D image obtained from the camera al...

주제어

표/그림 (15)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 2D 이미지에서 각 요소정보를 얻는다면, 이를 기반으로 생성한 점군 데이터에서도 특정한 형상이 구조물의 어떠한 구성요소인지 알 수 있게 된다. 따라서 본 연구에서는 교량 구성요소를 자동으로 분류하는 딥러닝 기반 네트워크를 구축하고자 한다.
  • 하지만 딥러닝을 사용하여 교량의 BIM을 구축하는 연구는 미비한 편이다. 따라서 본 연구에서는 딥러닝을 기반으로 2D 이미지로부터 교량의 구성요소를 자동으로 분류하여 BIM을 구축하는데 도움이 되는 방법을 제안하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
3D 모델을 구축하는 방법으로 어떤 것이 있는가? 기존의 구조물의 BIM을 구축하기 위해서는 일반적으로 영상장비를 이용하여 구조물의 3D 모델을 구축하는 방법을 사용한다. 3D 모델을 구축하는 방법으로는 LiDAR (Light Detection And Ranging, 광 검출 및 거리측정), 또는 디지털 카메라를 이용하여 데이터를 수집하는 방법이 있다. LiDAR 활용하는 방법은 정밀도가 높지만, 고가의 장비를 필요로 한다.
SfM 기법의 장점은? LiDAR 활용하는 방법은 정밀도가 높지만, 고가의 장비를 필요로 한다. 이에 비하여 2D 이미지를 활용하여 3D 모델을 생성하는 SfM (Structure from Motion)기법은 일반 상용 카메라를 사용하여 보다 간단하게 데이터를 수집할 수 있다(Hartley and Zisserman, 2003).
LiDAR 활용하는 방법의 장단점은? 3D 모델을 구축하는 방법으로는 LiDAR (Light Detection And Ranging, 광 검출 및 거리측정), 또는 디지털 카메라를 이용하여 데이터를 수집하는 방법이 있다. LiDAR 활용하는 방법은 정밀도가 높지만, 고가의 장비를 필요로 한다. 이에 비하여 2D 이미지를 활용하여 3D 모델을 생성하는 SfM (Structure from Motion)기법은 일반 상용 카메라를 사용하여 보다 간단하게 데이터를 수집할 수 있다(Hartley and Zisserman, 2003).
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참고문헌 (15)

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  3. Hartley, R. and Zisserman, A. (2003). Multiple view geometry in computer vision, Cambridge university press, Cambridge, UK. 

  4. He, K., Zhang, X., Ren, S. and Sun, J. (2016). "Deep residual learning for image recognition." In Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, CVPR, San Juan, Puerto Rico, USA, pp. 770-778. 

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