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3D레이저스캐닝을 이용한 옥트리기반 구조물 형상정보 가시화
차기춘(Gichun Cha),이동환(Donghwan Lee),박승희(Seunghee Park) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.8
본 논문은 대형구조물의 형상관리를 위해 3D 레이저 스캐닝을 이용하여 옥트리기반 구조물 형상정보 가시화를 진행 하였다. 이를 위해 3D스캔데이터를 옥트리 데이터 구조로 변환할 수 있는 프로세스를 정립하고, 메쉬기법과 래스터/백터변환 처리를 통해 점(point) 데이터가 2차원 면 형태를 거처 3D객체로 생성되는 프로세스를 진행하였다. 생성된 3D객체는 옥트리 데이터 구조로 전달할 수 있는 형식인 Binary file type로 변환하는 작업이 진행되었고, 변환된 Binary file을 옥트리 최상의 노드인 Root노드로 전달하였다. Root 노드를 시작으로 옥트리 내부에서의 세부분할 작업 후 내부노드 데이터 저장과 비어있 는 영역제거를 통해 옥트리기반 구조물 형상정보모델을 구축하였다. 본 연구가 수행된 Test-bed는 성균관대학교 내에 위치한 강교량 구조물로, 구축된 옥트리기반 형상정보는 스캔데이터를 89.3% 압축하였으며 독일의 사무용빌딩, 대학캠퍼스와 미국 소재 단과대학건물 스캔데이터와의 비교를 통하여 옥트리 데이터 압축률을 확인하였다. 본 연구를 통해 대형구조물 및 복층 터널의 내부형상정보관리를 위한 형상정보 가시화의 기반을 마련하였으며, 형상정보 가시화를 통해 구조물 모니터링 및 유 지관리 효율을 높일 수 있을 것이라 기대한다. This study presents the visualization of shape information based on Octree using 3D laser scanning. The process of visualization was established to construct the Octree structure from the 3D scan data. The scan data was converted to a 2D surface through the mesh technique and the surface was then converted to a 3D object through the Raster/Vector transformation. The 3D object was transmitted to the Octree Root Node and The shape information was constructed by the recursive partitioning of the Octree Root Node. The test-bed was selected as the steel bridge structure in Sungkyunkwan University. The shape information based on Octree was condensed into 89.3%. In addition, the Octree compressibility was confirmed to compare the shape information of the office building, a computer science campus in Germany and a New College in USA. The basis is created by the visualization of shape information for double-deck tunnel and it will be expected to improve the efficiency of structural health monitoring and maintenance.
구조 건전성 모니터링을 위한 Terrestrial LiDAR기반 형상변화 검출 알고리즘
차기춘 ( Cha Gichun ),마루마이클베케레 ( Maru Michael Bekele ),징슈주 ( Jing Shuju ),박승희 ( Park Seunghee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.2
본 연구에서는 구조물의 외부형상 변화를 확인할 수 있는 지상 라이다와 컴퓨터비전 기술을 활용한 형상변화 검출 알고리즘을 개발한다. 형상변화 검출 알고리즘은 구조물의 미세변형을 데이터의 연관성과 계층적 구조로 융합된 3차원 형상데이터로 시각화하여 변형 지점을 확인한다. 이를 통해 구조물의 취약한 부분과 위험한 부분까지도 확인할 수 있는 구조 건전성 모니터링 및 구조물 안전점검 기술로 활용될 수 있기를 기대한다.
차기춘(Cha, Gi-Chun),박승희(Park, Seunghee) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.6
지구 온난화로 인한 국제적 위기가 초래됨에 따라 전 세계는 지구온난화의 주범인 온실가스를 줄이기 위해 에너지 소비를 절감하기 위한 여러 기술들을 도입하고 시행 중이다. 우리나라는 총에너지의 30%를 건물에서 소비하고 있으며, 건물 에너지를 관리하기 위해 BAS 및 BEMS을 운영하고 있지만, 현재 BEMS는 효율적인 에너지 관리를 위한 정보표현기술이 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 BEMS의 운영효율향상을 위해 세종시 첫마을에 위치한 참샘초등학교 BEMS를 대상 으로 연구를 진행하였다. BIM을 이용하여 건물 공간정보 Web 모델을 생성하고 에너지 시각화를 위해 로컬데이터베이스를 구축하였다. 그리고 건물 공간정보 Web모델과 로컬데이터베이스를 Web Browser로 연동하여 에너지정보를 시각화 하였다. ISO/IEC 9126 국제표준을 근거하여 정량적 평가를 수행하였으며, 2달간 본 시스템을 운영하여 약 16%의 에너지 절감을 확인 할 수 있었다. 우리는 3D Web Browser를 통해 BEMS의 운영효율향상을 가져올 것이라 기대한다. The global warming has been recognized as a serious problem. To solve this problem, the country of all the world have conducted techniques such as energy saving and reduction of greenhouse gas. The 30% of total energy is being consumed by buildings domestically and BAS/BEMS are being operated for the management of building energy. But, BEMS is unsatisfactory condition to manage the energy efficiently. In this study, We investigate real application on Chamsaem elementary school as a target buildings and develop 3D Web Browser platform. The spatial information of target buildings is described with used BIM and the energy information is presented for facilities operation and electricity consumption in floor and facility. We perform the quantitative evaluation based on ISO/IEC 9126 and operate this system for two months. in result, energy decreased by about 16%. We expect that the proposed 3D Web Browser system will bring operating efficiency improvement of the current BEMS.
포인트 클라우드 데이터를 이용한 OSP기반 교량 구조물 디지털 형상관리
차기춘 ( Cha Gichun ),박승희 ( Park Seunghee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1
본 연구에서는 포인트 클라우드 데이터를 이용하여 교량 구조물의 디지털 형상관리가 가능한 데이터베이스 시스템을 제안한다. 교량 형상관리는 포인트 클라우드 데이터에 공간과 부피를 부여하여, Voxel 기반의 3D모델을 생성하고, Voxel간 위치 관계성을 부여할 수 있는 OSP 기법을 적용하여, 교량 형상의 마지막 단에 위치한 Leaf Node의 변화량을 추정한다. 이를 통해 교량 디지털 형상데이터를 확보하고, 향후 인공지능 모델기반의 구조물 유지관리 기술로 발전하기를 기대한다.
건물 에너지 모니터링과 공간정보 시각화를 이용한 에너지 통합 운영시스템 개발 방안 제안 - 세종시 첫마을 공공건물을 대상으로 한 시스템 구축 사례 -
권기정,이동환,차기춘,박승희,Kwon, KeeJung,Lee, DongHwan,Cha, KiChun,Park, SeungHee 한국BIM학회 2014 KIBIM Magazine Vol.4 No.1
This research and project is going on the Korean government. The objective of project is that developing total energy management solution. So, this paper is going to introduce a proposal that energy total operating system development using spatial information visualization and energy monitoring. It could efficiently operate the building energy wirelessly controling cooling/heating, lighting, air-conditioning and geothermal system. The metering data is collected to total database. The data is linked to BAS gateway, which is connected the device by the standard protocol.