KR101498726B1

KR101498726B1 - 구조물 검사 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101498726B1
Application number: KR1020130055888A
Authority: KR
Inventors: 이정환; 조동균; 조현우; 최두진
Original assignee: 삼성중공업(주)
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2015-03-03
Also published as: KR20140135513A

Abstract

본 발명은 구조물 검사 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 검사 장치는, 구조물을 촬영한 복수의 이미지를 기반으로 상기 구조물을 모델링하는 모델링부; 상기 모델링된 구조물을 기설정된 방향으로 투영한 투영이미지를 생성하는 투영이미지 생성부; 및 상기 투영이미지와 상기 구조물의 도면이미지를 정합하여, 두 이미지 간의 불일치 부분을 검출하는 정합부;를 포함할 수 있다.

Description

구조물 검사 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INSPECTING STRUCTURE}

본 발명은 구조물 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.

선박은 다수의 블록으로 분할하여 개별제작한 뒤 이들을 도크에서 조립함으로써 건조된다. 선박 또는 선박을 구성하는 블록과 같은 구조물은 건조과정에 걸쳐 구조물에 설치되는 부재들, 예컨대 배관 또는 그에 연결된 장치와 같은 의장품이 설계대로 배치되고 연결되었는지 검사할 필요가 있다.

종래에는 구조물의 건조 도중 작업자가 육안으로 상기 부재들을 확인하고, 설계도면에 부재들의 설치 여부 또는 이상 유무를 기록하면서 구조물의 건조 현황을 점검하였다. 그 결과, 구조물의 건조 정도를 관리하는 검사 작업에 오랜 시간이 소요되었으며, 작업자의 실수나 부주의로 이상 여부를 발견하지 못하여 검사작업의 정확도와 신뢰도가 낮아지는 문제가 있었다.

본 발명의 일 실시예는, 구조물의 건조 현황을 신속하고 정확하게 점검할 수 있는 구조물 검사 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예는, 작업자가 구조물에서 설계도면과 다르게 제작된 부분을 쉽게 파악할 수 있도록 하는 구조물 검사 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 검사 장치는, 구조물을 촬영한 복수의 이미지를 기반으로 상기 구조물을 모델링하는 모델링부; 상기 모델링된 구조물을 기설정된 방향으로 투영한 투영이미지를 생성하는 투영이미지 생성부; 및 상기 투영이미지와 상기 구조물의 도면이미지를 정합하여, 두 이미지 간의 불일치 부분을 검출하는 정합부;를 포함할 수 있다.

상기 모델링부는, 상기 이미지를 기반으로 상기 구조물에 부착된 복수의 타겟의 3차원 좌표를 산출하고, 산출된 타겟의 3차원 좌표를 이용하여 상기 구조물의 3차원 형상을 구현할 수 있다.

상기 투영이미지 생성부는, 상기 구조물의 도면이미지에서 구조물을 바라보는 방향으로 상기 모델링된 구조물을 투영할 수 있다.

상기 투영이미지 생성부는, 상기 도면이미지의 스케일을 검출하고, 상기 모델링된 구조물의 스케일이 상기 도면이미지의 스케일과 일치되도록 상기 모델링된 구조물의 사이즈를 조정할 수 있다.

상기 투영이미지 생성부는: 상기 모델링된 구조물을 복수의 방향으로 투영한 복수의 투영이미지를 생성하고, 상기 복수의 투영이미지 각각과 상기 도면이미지로부터 특징점을 추출하고, 상기 투영이미지로부터 추출된 특징점과 상기 도면이미지로부터 추출된 특징점을 비교하여, 상기 복수의 투영이미지 중에서 상기 도면이미지와 상응하는 투영이미지를 선택할 수 있다.

상기 투영이미지 생성부는: 상기 투영이미지로부터 추출된 특징점의 분포 패턴과 상기 도면이미지로부터 추출된 특징점의 분포 패턴을 비교하여, 상기 도면이미지와 가장 유사한 투영이미지를 선택할 수 있다.

상기 구조물 검사 장치는, 상기 투영이미지, 상기 도면이미지 및 상기 두 이미지의 정합이미지 중 적어도 하나를 표시하고, 표시된 이미지에서 상기 불일치 부분을 상기 두 이미지의 일치 부분과 구별하여 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

상기 표시부는: 상기 불일치 부분 중에서, 상기 투영이미지에만 구비된 부분, 상기 도면이미지에만 구비된 부분, 및 상기 투영이미지와 상기 도면이미지에서 서로 어긋나도록 구비된 부분을 구별하여 표시할 수 있다.

상기 정합부는, 상기 어긋나도록 구비된 부분에 대하여, 투영이미지에 해당하는 부분과 도면이미지에 해당하는 부분 간의 거리 차를 계산하고, 상기 표시부는, 상기 거리 차를 더 표시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 검사 방법은, 계측 데이터를 기반으로 모델링된 구조물의 투영이미지와 상기 구조물의 도면이미지를 정합하여, 두 이미지 간의 불일치 부분을 검출할 수 있다.

상기 구조물 검사 방법은, 상기 구조물을 촬영한 복수의 이미지를 기반으로 상기 구조물을 모델링하는 단계; 상기 모델링된 구조물을 기설정된 방향으로 투영한 투영이미지를 생성하는 단계; 상기 투영이미지와 상기 구조물의 도면이미지를 정합하는 단계; 및 상기 투영이미지와 상기 도면이미지 간의 불일치 부분을 검출하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 구조물의 건조 현황 및 구조물에 구비되는 부재의 설치 이상 여부를 신속하고 정확하게 점검할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 작업자는 구조물에서 설계도면과 다르게 제작된 부분을 한눈에 파악할 수 있어, 구조물의 보수작업을 보다 효율적으로 진행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 검사 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 구조물을 계측하는 작업을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 계측 데이터를 기반으로 모델링된 구조물을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 모델링된 구조물을 일 방향으로 투영한 투영이미지를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물의 도면이미지를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 투영이미지 및 도면이미지로부터 추출한 특징점의 분포를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 구조물의 투영이미지와 도면이미지를 정합한 정합이미지를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 검사 방법을 설명하는 도면이다.

본 발명의 다른 이점 및 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 검사 장치 및 방법은, 계측 데이터를 기반으로 구조물을 모델링하고, 모델링된 구조물을 기설정된 방향으로 투영하여 얻은 투영이미지를 구조물의 도면이미지와 정합하여, 투영이미지와 도면이미지 간에 서로 불일치하는 부분을 검출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 검사 장치(100)를 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구조물 검사 장치(100)는 모델링부(11), 투영이미지 생성부(12) 및 정합부(13)를 포함할 수 있다.

상기 모델링부(11)는, 구조물을 촬영한 복수의 이미지를 기반으로 상기 구조물을 모델링할 수 있다. 상기 투영이미지 생성부(12)는, 상기 모델링된 구조물을 기설정된 방향으로 투영한 투영이미지를 생성할 수 있다. 상기 정합부(13)는, 상기 투영이미지와 상기 구조물의 도면이미지를 정합하여 두 이미지 간의 불일치 부분을 검출할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 구조물(20)을 계측하는 작업을 나타내는 예시적인 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 구조물(20)에는 다수의 부재(201, 202)가 설치되어 있을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구조물(20) 및 그 안에 설치된 부재(201, 202) 상의 계측 지점에는 타겟(22)이 부착될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 타겟(22)이 부착된 구조물(20)은 촬영장치(21)에 의해 촬영됨으로써 사진 계측될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구조물(20)은 적어도 두 지점에서 촬영될 수 있으며, 구조물(20)을 촬영한 이미지는 상기 구조물 검사 장치(100)로 전달될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 구조물(20)을 촬영한 이미지는 유선 또는 무선 통신으로 상기 구조물 검사 장치(100)로 송신될 수 있으며, 이 경우 상기 구조물 검사 장치(100)는 상기 이미지를 수신하는 수신부를 더 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 저장장치에 상기 구조물(20)을 촬영한 이미지가 저장되고, 상기 저장장치가 상기 구조물 검사 장치(100)에 연결됨으로써, 상기 구조물 검사 장치(100)는 상기 저장장치로부터 이미지를 불러올 수도 있다.

상기 모델링부(11)는 상기 이미지를 기반으로 구조물(20)에 부착된 복수의 타겟(22)의 3차원 좌표를 산출할 수 있다. 그리고 나서, 상기 모델링부(11)는 산출된 타겟의 3차원 좌표를 이용하여 구조물(20)의 3차원 형상을 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 모델링된 구조물(30)을 나타내는 예시적인 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 모델링부(11)는 계측 데이터, 예컨대 사진 계측을 통해 산출된 타겟(22)의 3차원 좌표를 이용하여 구조물의 3차원 형상을 모델링할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 구조물(20) 뿐만 아니라 그 안에 설치된 부재들(201, 202)에도 타겟(22)을 부착하는 경우, 사진 계측을 통해 부재까지 모델링할 수 있다.

상기 투영이미지 생성부(12)는 모델링된 구조물(30)을 기설정된 방향으로 투영한 투영이미지를 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투영이미지 생성부(12)는, 상기 구조물(20)의 도면이미지에서 구조물을 바라보는 방향으로 상기 모델링된 구조물(30)을 투영할 수 있다.

예를 들어, 상기 구조물(20)의 도면이미지가 정면도인 경우, 상기 투영이미지 생성부(12)는 상기 모델링된 구조물(30)의 정면모습이 투영되도록 전방향으로 구조물(30)을 투영할 수 있다. 또한, 상기 구조물(20)의 도면이미지가 평면도인 경우, 상기 투영이미지 생성부(12)는 상기 모델링된 구조물(30)의 평면모습이 투영되도록 상방향으로 구조물(30)을 투영할 수 있다. 또한, 상기 구조물(20)의 도면이미지가 측면도인 경우, 상기 투영이미지 생성부(12)는 상기 모델링된 구조물(30)의 측면모습이 투영되도록 측방향으로 구조물(30)을 투영할 수 있다. 또한, 상기 구조물(20)의 도면이미지가 구조물을 우상측에서 바라본 사시도인 경우, 상기 투영이미지 생성부(12)는 상기 모델링된 구조물(30)을 우상측 방향으로 투영하여 투영이미지를 생성할 수 있다.

일 예로, 도 3에 도시된 모델링된 구조물(30)을 정면방향으로 투영하여 생성된 투영이미지(40)가 도 4에 도시되어 있다. 이와 같이, 상기 투영이미지 생성부(12)는 모델링된 구조물(30)을 일 방향으로 투영함으로써 구조물(20)의 현재 상태가 반영된 2차원 이미지를 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투영이미지 생성부(12)는 구조물의 도면이미지의 스케일을 검출하고, 상기 모델링된 구조물(30)의 스케일이 상기 도면이미지의 스케일과 일치되도록 상기 모델링된 구조물(30)의 사이즈를 조정할 수 있다. 상기 모델링된 구조물(30)의 스케일링은 상기 모델링된 구조물을 투영하여 투영이미지를 생성하기 전에 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투영이미지 생성부(12)는, 도면이미지에서 구조물을 바라보는 방향으로 상기 모델링된 구조물(30)을 투영하기 위해, 복수의 방향으로 투영된 복수의 투영이미지를 생성하고, 그 중에서 도면이미지와 가장 유사한 투영이미지를 선택할 수 있다.

예를 들어, 상기 투영이미지 생성부(12)는, 상기 모델링된 구조물(30)을 복수의 방향으로 투영한 복수의 투영이미지를 생성하고, 상기 복수의 투영이미지 각각과 도면이미지로부터 특징점을 추출할 수 있다. 그리고 나서, 상기 투영이미지 생성부(12)는, 각각의 투영이미지로부터 추출된 특징점과 도면이미지로부터 추출된 특징점을 비교하여, 복수의 투영이미지 중에서 상기 도면이미지와 상응하는 투영이미지를 선택할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 투영이미지 생성부(12)는, 투영이미지로부터 추출된 특징점의 분포 패턴과, 도면이미지로부터 추출된 특징점의 분포 패턴을 비교하여, 복수의 투영이미지 중 도면이미지와 가장 유사한 투영이미지를 선택할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물(20)의 도면이미지를 도시하며, 도 6은 모델링된 구조물(30)을 정면방향으로 투영한 정면투영이미지로부터 특징점을 추출한 특징점 분포도(i)와, 모델링된 구조물(30)을 우측방향으로 투영한 우측면투영이미지로부터 특징점을 추출한 특징점 분포도(ii)와, 도 5에 도시된 도면이미지로부터 특징점을 추출한 특징점 분포도(iii)를 도시한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 투영이미지 생성부(12)는 모델링된 구조물(30)을 복수의 방향으로 투영한 복수의 투영이미지를 생성하고, 상기 복수의 투영이미지와 도면이미지로부터 특징점을 추출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 특징점은 이미지에 포함된 오브젝트의 코너를 포함할 수 있으며, 이미지에서 타겟(22)이 촬영된 부분을 포함할 수도 있다. 도 6에 도시된 특징점들은 이미지에 포함된 오브젝트의 코너에 해당한다.

상기 투영이미지 생성부(12)는, 상기 투영이미지로부터 추출된 특징점의 분포 패턴(도 6의 (i) 및 (ii))과 도면이미지로부터 추출된 특징점의 분포 패턴(도 6의 (iii))을 비교하여, 복수의 투영이미지 중 도면이미지와 가장 유사한 투영이미지를 선택할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 분포 패턴은 이미지 내 특징점의 좌표, 또는 특징점들을 연결함으로써 표현되는 벡터의 크기와 편각을 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 특징점 분포도들을 비교해보면, 모델링된 구조물(30)을 정면방향으로 투영한 정면투영이미지와 우측방향으로 투영한 우측면투영이미지 중 정면투영이미지가 도 6에 도시된 구조물의 도면이미지(50)와 가장 유사함을 알 수 있다.

전술한 투영이미지 선택 과정을 통해, 상기 투영이미지 생성부(12)는 도면이미지에서 구조물을 바라보는 방향으로 상기 모델링된 구조물(30)을 투영한 투영이미지를 얻을 수 있다.

상기 정합부(13)는 투영이미지와 도면이미지를 정합하여, 두 이미지 간에 서로 불일치하는 부분을 검출할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 4에 도시된 구조물의 투영이미지와 도 5에 도시된 도면이미지를 정합한 정합이미지를 나타낸다. 일 실시예에 따르면, 상기 정합부(13)는 도 7에 도시된 바와 같이 투영이미지(40)와 도면이미지(50)를 정합하고, 두 이미지(40, 50) 간에 서로 일치하는 부분과 불일치하는 부분을 검출할 수 있다.

도 7을 참조하면, 구조물(20) 중에서 (601)과 (603)에 해당하는 부재는 투영이미지(40)와 도면이미지(50)가 서로 일치하나, (601)의 하단에 연결된 (602), (603)의 상단에 연결된 (604), 및 (603)의 우단에 연결된 (605)는 투영이미지와 도면이미지가 서로 불일치하다. 상기 정합부(13)는 투영이미지(40)와 도면이미지(50)를 대비하여 서로 불일치하는 부분(602, 604, 605)을 검출할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 구조물 검사 장치(100)는 표시부(14)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시부(14)는 투영이미지(40), 도면이미지(50), 및 두 이미지를 정합한 정합이미지(60) 중 적어도 하나를 표시할 수 있다. 상기 표시부(14)는 표시된 이미지에서 상기 검출된 불일치 부분(602, 604, 605)을 두 이미지의 일치하는 부분(601, 603)과 구별하여 표시할 수 있다.

예를 들어, 상기 표시부(14)가 정합이미지(60)를 표시하는 경우, 두 이미지 간에 서로 일치하는 부분(601, 603)은 실선으로 표시하고, 불일치하는 부분(602, 604, 605)은 점선으로 표시하여 두 부분을 서로 구분할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 표시부(14)는 서로 일치하는 부분(601, 603)을 투명하게 표시하고, 불일치하는 부분(602, 604, 605)에 음영을 삽입하여 표시할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시부(14)는, 상기 불일치하는 부분(602, 604, 605) 중에서, 투영이미지(40)에만 구비된 부분, 도면이미지(50)에만 구비된 부분, 및 상기 투영이미지와 도면이미지 둘 모두에 구비되어 있지만 서로 어긋나도록 구비된 부분을 구별하여 표시할 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 정합이미지(60)를 참조하면, (602)는 도 4의 투영이미지(40)에만 구비되고 도 5의 도면이미지(50)에는 구비되지 않은 부재이며, (604)은 도면이미지(50)에만 구비되고 투영이미지(40)에는 구비되지 않은 부재이며, (605)는 투영이미지(40)와 도면이미지(50)에 모두 구비되어 있으나, 그 배치가 어긋나 있는 부재이다.

상기 표시부(14)는 상기 세 가지 타입의 불일치 부분들을 구별하여 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시부(14)가 정합이미지(60)를 표시하는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 투영이미지에만 구비된 부분(602)은 빗금으로 표시하고, 도면이미지에만 구비된 부분(604)은 음영으로 표시하고, 서로 어긋나도록 구비된 부분(605)은 점선으로 표시할 수 있다. 그 결과, 작업자는 구조물에서 설계도면과 다르게 설치된 부분들을 한눈에 파악할 수 있어, 구조물의 보수작업을 보다 용이하게 진행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정합부(13)는 서로 어긋나도록 구비된 부분(605)에 대하여 투영이미지(40)에 해당하는 부분과 도면이미지(50)에 해당하는 부분 간의 거리 차를 계산할 수 있다. 그리고, 상기 표시부(14)는 상기 계산된 거리 차를 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, 상기 정합부(13)는 서로 어긋나 있는 부재(605)에 대하여, 투영이미지(40)에 해당하는 부분(실선)과 도면이미지(50)에 해당하는 부분(점선) 간의 오차(d)를 계산하고, 상기 표시부(14)는 계산된 오차를 이미지(60)와 함께 표시할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 정합부(13)는 구조물(20)의 3차원 도면데이터를 독출하고, 상기 3차원 도면데이터와 상기 모델링된 구조물(30)을 정합하여, 두 오브젝트 간의 불일치 부분을 검출할 수도 있다. 다시 말해, 구조물(20)의 2차원 도면이미지 대신 3차원 도면데이터가 사용가능한 경우, 모델링된 구조물(30)의 투영 과정을 거치지 않고 곧바로 모델링된 구조물(30)과 3차원 도면데이터를 정합하여 차이점을 검출할 수 있다.

전술한 모델링부(11), 투영이미지 생성부(12) 및 정합부(13)는 구조물의 계측 데이터 및 도면데이터를 수신하여, 구조물의 모델링과 이미지 정합을 위한 알고리즘을 실행하는 프로세서로서, 예컨대 CPU, GPU 등으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 표시부(14)는 구조물 검사 장치(100)에서 처리된 처리결과, 예컨대 정합이미지(60) 등을 표시하는 디스플레이 모듈로서, 예컨대 LCD 등을 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 검사 방법(200)을 설명하는 흐름도이다. 상기 구조물 검사 방법(200)은, 계측 데이터를 기반으로 모델링된 구조물의 투영이미지와 상기 구조물의 도면이미지를 정합하여, 두 이미지 간의 불일치 부분을 검출할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구조물 검사 방법(200)은, 구조물을 촬영한 복수의 이미지를 기반으로 상기 구조물을 모델링하는 단계(S21), 상기 모델링된 구조물을 기설정된 방향으로 투영한 투영이미지를 생성하는 단계(S22), 상기 투영이미지와 상기 구조물의 도면이미지를 정합하는 단계(S23), 및 상기 투영이미지와 상기 도면이미지 간의 불일치 부분을 검출하는 단계(S24)를 포함할 수 있다.

상기 단계(S21)는, 구조물(20)을 사진 촬영한 이미지를 기반으로 상기 구조물에 부착된 복수의 타겟(22)의 3차원 좌표를 산출하는 단계, 및 산출된 타겟의 3차원 좌표를 이용하여 상기 구조물(20)의 3차원 형상을 구현하는 단계를 포함할 수 있다. 다시 말해, 이 실시예에서 구조물의 계측 데이터는 사진 계측을 통해 얻은 타겟의 3차원 좌표일 수 있으며, 상기 타겟의 3차원 좌표를 이용하여 구조물(30)을 모델링할 수 있다.

상기 단계(S22)는, 구조물(20)의 도면이미지에서 구조물을 바라보는 방향으로 상기 모델링된 구조물(30)을 투영하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구조물의 도면이미지가 도 5에 도시된 정면도인 경우, 상기 단계(S22)는 모델링된 구조물(30)을 정면방향으로 투영함으로써 정면투영이미지를 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구조물 검사 방법(200)은 투영이미지를 생성하는 단계(S22) 전에, 상기 모델링된 구조물(30)의 스케일이 도면이미지(50)의 스케일과 일치되도록 상기 모델링된 구조물(30)의 사이즈를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단계(S22)는, 모델링된 구조물(30)을 복수의 방향으로 투영한 복수의 투영이미지를 생성하는 단계, 상기 복수의 투영이미지 각각과 상기 도면이미지로부터 특징점을 추출하는 단계, 상기 투영이미지로부터 추출된 특징점과 상기 도면이미지로부터 추출된 특징점을 비교하는 단계, 및 상기 복수의 투영이미지 중에서 상기 도면이미지와 상응하는 투영이미지를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 특징점을 비교하는 단계는, 투영이미지로부터 추출된 특징점의 분포 패턴과 도면이미지로부터 추출된 특징점의 분포 패턴을 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 특징점을 비교하는 단계는, 도 6에 도시된 특징점 분포도와 같이 투영이미지와 도면이미지로부터 특징점을 추출하고, 특징점들 간의 관계, 예컨대 이미지 내 특징점의 좌표 대비, 특징점들을 연결함으로써 표현되는 벡터의 크기 및 편각 등을 비교하여, 복수의 투영이미지 중에서 도면이미지와 가장 유사한 투영이미지를 선택할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구조물 검사 방법(200)은, 투영이미지(40), 도면이미지(50), 및 투영이미지와 도면이미지를 정합시킨 정합이미지(60) 중 적어도 하나를 표시부(14)에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 표시하는 단계는, 표시된 이미지에서 두 이미지 간에 서로 불일치하는 부분을 일치하는 부분과 구별하여 표시하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 두 이미지 간에 서로 일치하는 부분은 실선으로 표시하고, 불일치하는 부분은 점선으로 표시할 수 있다. 다른 실시예에서는, 일치하는 부분과 불일치하는 부분을 서로 다른 색으로 표시할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 일치하는 부분을 투명하게 표시하고, 불일치하는 부분을 음영을 넣어 표시할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 표시하는 단계는, 불일치하는 부분 중에서, 투영이미지(40)에만 구비된 부분, 도면이미지(50)에만 구비된 부분, 그리고 투영이미지와 도면이미지에 모두 구비되나 그 배치가 서로 어긋난 부분을 구별하여 표시하는 단계를 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 표시부(14)는 정합이미지(60)를 표시하고, 투영이미지(40)에만 구비되고 도면이미지(50)에는 구비되지 않은 부재(602)를 빗금으로 표시하고, 도면이미지(50)에만 구비되고 투영이미지(40)에는 구비되지 않은 부재(604)를 음영으로 표시하고, 서로 어긋나게 배치된 부분(605)을 점선으로 표시할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 단계(S24)는, 두 이미지에서 서로 어긋나도록 구비된 부분(605)에 대하여, 투영이미지에 해당하는 부분과 도면이미지에 해당하는 부분 간의 거리 차(d)를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 실시예에서, 상기 표시하는 단계는 상기 계산된 거리 차를 이미지와 함께 표시하는 단계를 포함할 수 있다.

전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 검사 방법(200)은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.

이상, 구조물의 계측 데이터를 기반으로 모델링을 수행하고, 모델링된 구조물을 일 방향으로 투영한 투영이미지와 구조물의 도면이미지를 정합하여, 두 이미지 간에 불일치하는 부분을 검출하는 구조물 검사 장치 및 방법을 설명하였다.

상기 구조물 검사 장치 및 방법에 따르면, 구조물이 설계대로 제작되는지 여부를 신속하고 정확하게 점검할 수 있다. 또한, 구조물에 구비된 부재가 설계도면과 다르게 설치된 경우, 작업자는 상기 구조물 검사 장치 및 방법을 통해 해당 부재를 한눈에 파악할 수 있어, 구조물 보수작업을 효율적으로 진행할 수 있다.

100: 구조물 검사 장치
11: 모델링부
12: 투영이미지 생성부
13: 정합부
14: 표시부

Claims

구조물을 촬영한 복수의 이미지를 기반으로 상기 구조물을 3차원 형상을 모델링하는 모델링부;
상기 모델링된 구조물을 기설정된 방향으로 투영한 2차원 투영이미지를 생성하는 투영이미지 생성부; 및
상기 투영이미지와 상기 구조물의 도면이미지를 정합하여, 두 이미지 간의 불일치 부분을 검출하는 정합부;
를 포함하는 구조물 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 모델링부는, 상기 이미지를 기반으로 상기 구조물에 부착된 복수의 타겟의 3차원 좌표를 산출하고, 산출된 타겟의 3차원 좌표를 이용하여 상기 구조물의 3차원 형상을 구현하는 구조물 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 투영이미지 생성부는, 상기 구조물의 도면이미지에서 구조물을 바라보는 방향으로 상기 모델링된 구조물을 투영하는 구조물 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 투영이미지 생성부는, 상기 도면이미지의 스케일을 검출하고, 상기 모델링된 구조물의 스케일이 상기 도면이미지의 스케일과 일치되도록 상기 모델링된 구조물의 사이즈를 조정하는 구조물 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 투영이미지 생성부는:
상기 모델링된 구조물을 복수의 방향으로 투영한 복수의 투영이미지를 생성하고,
상기 복수의 투영이미지 각각과 상기 도면이미지로부터 특징점을 추출하고,
상기 투영이미지로부터 추출된 특징점과 상기 도면이미지로부터 추출된 특징점을 비교하여,
상기 복수의 투영이미지 중에서 상기 도면이미지와 상응하는 투영이미지를 선택하는 구조물 검사 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 투영이미지 생성부는:
상기 투영이미지로부터 추출된 특징점의 분포 패턴과 상기 도면이미지로부터 추출된 특징점의 분포 패턴을 비교하여, 상기 도면이미지와 가장 유사한 투영이미지를 선택하는 구조물 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 투영이미지, 상기 도면이미지 및 상기 두 이미지의 정합이미지 중 적어도 하나를 표시하고, 표시된 이미지에서 상기 불일치 부분을 상기 두 이미지의 일치 부분과 구별하여 표시하는 표시부를 더 포함하는 구조물 검사 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 표시부는:
상기 불일치 부분 중에서, 상기 투영이미지에만 구비된 부분, 상기 도면이미지에만 구비된 부분, 및 상기 투영이미지와 상기 도면이미지에서 서로 어긋나도록 구비된 부분을 구별하여 표시하는 구조물 검사 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 정합부는, 상기 어긋나도록 구비된 부분에 대하여, 투영이미지에 해당하는 부분과 도면이미지에 해당하는 부분 간의 거리 차를 계산하고,
상기 표시부는, 상기 거리 차를 더 표시하는 구조물 검사 장치.
구조물을 촬영한 복수의 이미지를 기반으로 상기 구조물의 3차원 형상을 모델링하는 단계;
상기 모델링된 구조물을 기설정된 방향으로 투영한 2차원 투영이미지를 생성하는 단계;
상기 투영이미지와 상기 구조물의 도면이미지를 정합하는 단계; 및
상기 투영이미지와 상기 도면이미지 간의 불일치 부분을 검출하는 단계;
를 포함하는 구조물 검사 방법.