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도면증강 객체기반의 건설공사 사전 시공검증시스템 개발 연구
Development of Pre-construction Verification System using AR-based Drawings Object 원문보기

LHI journal of land, housing, and urban affairs, v.11 no.3, 2020년, pp.93 - 101  

김현승 (서영엔지니어링 BIM팀) ,  강인석 (경상대학교)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, as a BIM-based construction simulation system, 4D CAD tools using virtual reality (VR) objects are being applied in construction project. In such a system, since the expression of the object is based on VR image, it has a sense of separation from the real environment, thus limiting the use...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 2차원 도면에 증강현실 객체를 연동하여 보다 현실감 있는 증강 도면영상을 구현하고, 증강 도면상에 4D모델을 연동하여 공정 시뮬레이션이 가능한 시스템의 구성 방법론과 기능 개발을 시도한다. 이로써 실제 시공 이전에 계획 도면대비 시공 완성도의 검증이 가능한 사전 시공검증시스템을 구축하고자 한다.
  • 기존 연구사례에서 AR객체를 연동하여 3D모델의 효용성을 높이기 위한 시도들이 다수 진행되었으나, 시설물 객체 또는 완성모습의 사진 이미지 등에 적용하는 사례 연구 위주이며, 일부 연구에서 증강도면 활용성을 기술하였으나 마커기반의 방법론과 적용사례를 표현하고 있다. 본 연구에서는 마커 및 비마커기반 증강도면 구성 방법론을 구축하여 마커구성 없이 현장 사진이미지로 증강 객체를 비교적 편리하게 구성할 수 있도록 하였다. 또한 기존에 개발된 사례가 없는 도면증강객체의 nD모델 연동 시스템의 자체 구축으로 4D와 5D모델까지 시뮬레이션이 가능하도록 하였다.
  • 건설공사에 BIM기술 적용이 확대되면서 3D, 4D 등 도면과 공정관리분야의 다양한 시각화 도구들이 적용되고 있으나, 가상현실객체가 갖는 인위적 이미지로 인한 현장감 부족 등은 효과적 BIM기술 적용의 장애요인이 되고 있다. 본 연구에서는 증강현실 객체를 도면관리와 4D 모델기반의 공정관리에 활용함으로써 이러한 괴리감을 감소시킬 수 있는 방법론과 시스템을 개발하였으며 주요 결론은 다음과 같다.
  • 본 절에서는 마커기반 실감형 도면검증의 실무 적용성을 평가하기 위해서 구조물공사를 대상으로 사례적용을 수행하였다. 사례적용 대상은 본 연구에서 MOU를 체결하여 협력관계가 있는 OO대학 부속병원 건립공사현장으로 선정하였다.
  • 본 연구에서는 2차원 도면에 증강현실 객체를 연동하여 보다 현실감 있는 증강 도면영상을 구현하고, 증강 도면상에 4D모델을 연동하여 공정 시뮬레이션이 가능한 시스템의 구성 방법론과 기능 개발을 시도한다. 이로써 실제 시공 이전에 계획 도면대비 시공 완성도의 검증이 가능한 사전 시공검증시스템을 구축하고자 한다. 최근 국토교통부를 비롯하여 LH, 한국도로공사, 한국철도시설공단 등 주요 발주기관에서 설계 및 시공단계에 BIM을 실무적으로 적용하기 위하여 각종 지침을 개정중인 점을 고려하면 이러한 증강현실기술은 건설공사에 활용성이 증대될 것으로 기대된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
일반적인 4D 시뮬레이션 영상에서 나타나는 현장과의 괴리감을 해소하는 방법은 무엇인가? 일반적인 4D 시뮬레이션 영상은 가상현실 그래픽으로만 표현된 영상이므로 현장기술자나 원거리에 있는 다양한 공사참여자들이 접하게 되면 현장과의 괴리감을 갖게 된다. 이러한 문제점은 AR객체를 4D 모델과 연동하여 현재 시점까지의 실제 공정 완성상태 이미지와 향후 진행 예정의 공정을 가상현실 이미지로 증강함으로써 해소할 수 있으며, 이때 현장 공정 완료모습을 비마커로 인식하는 방법을 적용함으로써 보다 편리하게 4D 모델을 연동할 수 있다. 이러한 증강현실 환경에서는 실시간 영상정보를 건설현장에 설치된 웹카메라를 통해 수집해야 하고, 원거리에 있는 사용자가 사용할 수 있도록 구성되어야 하므로 인공적인 마커를 도입하여 연동하는 마커기반 방식보다는 실제 환경에서 자연적으로 발생하는 점, 선, 텍스처 등과 같은 특징들로부터 객체를 인식하여 추적하는 비마커 기반의 방식이 효과적이다.
증강현실은 무엇인가? 증강현실(Augmented Reality, AR)은 컴퓨터 그래픽에 의한 가상의 정보(Object, 객체)와 실제영상이 합성된 영상을 의미하며 도면관리 업무의 적용 예를 들면, 2D도면에 진행 중인 공정의 완성모습을 4D객체로 증강함으로써 도면의 실제 구성물에 대한 이해도를 높일 수 있고, 가상현실(Virtual Reality, VR) 객체보다 초기 설계의도를 보다 분명하게 파악할 수 있다. AR객체가 시공 공정관리업무에 활용되면 현재 시점까지 완성된 시설물의 실제 영상에 향후 일정기간 동안 진행 예정인 공정들의 완성모습을 공사 일정별로 시뮬레이션하여 표현할 수 있다.
마커기반의 방식은 어떻게 분류되는가? 이러한 객체 인식과 객체 추적기술에서 가장 많이 활용되는 방법은 실세계 환경에 마커를 도입하여 이를 추적하여 실제영상에 가상의 객체를 증강시키는 마커기반의 방식이다. 마커기반의 방식은 마커(Marker)와 비마커(Markerless) 인식 방식으로 분류된다. 마커 방식은 좌표의 역할을 하는 사각형의 이미지에서 기준점을 찾는 것으로 흑백과 칼라형태의 마커, 2D 바코드 등이 대표적 예이며, 실세계 환경에 직접 대입한 마커를 추적하기 때문에 마커 탐지가 쉽다.
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참고문헌 (20)

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