AR, VR, XR 활용 생산성 제고하는 건설현장 VIDEO: Applying AR, VR, and Mixed Reality in Construction


AR·VR·XR의 시각화, 스마트건설의 기초가 되다


    이제 건설현장에서도 AR, VR을 활용해 그간 건설 산업의 문제였던 낮은 생산성을 해결할 수 있는 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.


가상현실과 증강현실 기술은 스마트폰, 스마트글래스 등 스마트 기기에서 단순하게 보던 디지털 이미지를 카메라에서 비치는 실사의 모습과 디지털 모델이 합성돼 보이게 만들어준다. 그렇기 때문에 몰입감과 3D 인터페이스를 통한 교감을 확대시킬 수 있다.


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XR, Extended Reality

AR,Augmented Reality

VR,Virtual Reality

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특히 실제 건설 현장과 같은 몰입감을 갖고 현장 업무를 미리 수행하거나 위험 작업에 대한 현실감 있는 가상 교육활동을 수행함으로써 사고 예방과 현장의 업무 수행 능력을 향상 시킬 수 있다.


이러한 가상현실과 증강현실 기술은 스마트건설 분야에서도 3D 도면 관리, 시설물 점검, 안전교육 등 다양하게 활용되고 있다.


토공사와 도로공사 현장의 AR/VR/MR 시각화 기술의 경우 최근 유럽과 미국의 지능형 장비 도입을 고려해 도로포장공사 담당자를 위한 AR 기술 기반의 교육과정 체계 연구가 진행되고 있다. 하지만 토공사 등 광범위한 현장 범위의 3D Mapping, AR Visualization에 대한 연구는 미흡한 실정이다.


이를 보완하기 위해 현재 스마트건설 연구개발사업의 일환으로 ‘건설현장 정보 수집 및 분석 기술 개발’ 연구가 진행되고 있다. 이 연구의 현장 객체·환경 정보 센싱 기술과 XR 기반 현장관리 기술은 다중 센싱 네트워크를 활용해 지형·객체·환경 정보를 수집하고 위험 상황과 구역을 자동으로 인식해 현장 관리자와 작업자에게 정보를 신속하게 제공한다.


또한 직관적인 현장상황 이해와 즉각적인 업무처리를 가능하게 함으로써 건설현장 업무 효율성과 안전성 향상에 기여할 수 있을 것으로 예측되고 있다.




특히 이번 연구과제에서는 크게 세 가지 차별화를 가지고 있다


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그 내용을 살펴보면, 첫 번째로 CPS(Cyber Physical System) 빅데이터 통합 플랫폼으로부터 As-planned 모델을 수신 후 작업자의 현 위치를 파악해 해당하는 현장위치에 AR 기반으로 가시화한다는 점이다. 관리자는 가시화 된 As-planned 모델과 실제 현장 상황을 비교 후 공사관리 관련 개선, 미흡 부분을 마크업이나 코멘트 형태로 표시가 가능하다. 또한 피드백 내용은 As-planned 모델에 첨부, 업데이트해 CPS 빅데이터 통합 플랫폼에 반영된다.


두 번째로는 이러한 CPS 빅데이터 통합 플랫폼으로부터 위치 정보가 포함된 디지털 맵 데이터를 수신하고 디지털 맵 좌표 데이터의 XR기반 현장관리 시스템에서 Zone 설정 후 각 Zone 별 업무 리스트와 AR 컨텐츠 매칭이 이뤄진다. 작업자 위치 파악 후 해당 작업자가 위치하는 Zone에 관련된 업무리스트 AR 가시화와 디지털 맵(통합플랫폼) 기반 업무 관련 현장센서정보가 가시화된다는 점에서 차별화된다.


가시화 된 업무 관련 현장정보와 AR 가시화 된 업무리스트를 기반으로 관리자는 현장 관리 업무를 수행하고 업무 수행 내역은 이력관리를 위해 체크리스트 파일 등으로 통합 플랫폼 DB에 저장된다.


마지막으로 CPS 빅데이터 통합 플랫폼으로부터 디지털 맵 수신 후 위험지역 및 현장 구역(Zone) 설정 및 디지털 맵 위치 좌표를 기반해 구역을 분할하게 된다. 이에 따라 디지털 맵 위치 데이터와 현장 관리자 위치 데이터를 비교 매칭 후 현재 관리자 위치의 기준 반경으로 구역을 분할해 디지털 맵 데이터를 실제 공사현장에 AR로 매핑과 가시화가 가능해지는 것이다.


현장관리자는 AR가시화 된 디지털 맵 기반으로 현장 위험지역과 현장 구역(Zone) 식별이 가능하고 현장 구역(Zone)과 위험지역 설정은 CPS 빅데이터 통합 플랫폼의 디지털 맵 데이터에 반영하게 된다.


 


이 연구를 맡고 있는 성균관대학교 건설환경공학부 권순욱 교수(사진)은 “건설현장에 적용 가능한 현장관리 모듈과 정보 가시화, 네트워크 기능, 디바이스와의 연계 기술, 데이터 경량화 기술 등을 개발해 실용화가 가능하다”며 “XR 기반의 현장관리 기술을 통해 위험 상황과 지역을 자동으로 인식해 필요한 정보를 관리자에게 제공함으로써 관리자가 즉각적인 업무처리가 가능하다. 이를 통해 건설현장에서의 재해 예방과 업무 효율성 증대에 기여할 것으로 예상된다”고 말했다.


또한 AR/VR 기술을 활용해 공정관리, 안전관리를 위한 정보 시각화로 가상시공과 오류 검토를 통해 체계적으로 공사를 관리는 물론 건설 공기 단축, 비용 절감도 가능할 것으로 예상된다. 뿐만 아니라 현장 내 작업자에게 AR/VR 기술을 통한 직관적인 정보 시각화와 업무 프로세스와 컨텐츠 매칭으로 인한 업무 효율성이 증대될 것으로 기대를 모으고 있다.




권 교수는 “그동안 스마트 건설과 관련된 연구개발을 위해서 연구진들과 함께 매진해왔고 앞으로는 이러한 기술들의 현장 도입과 실용화에 좀 더 노력을 기울일 예정”이라며 “이를 위해 각 기술을 필요로 하는 산업체를 발굴하고 필요 기술을 이전하고 비즈니스화 할 수 있는 기반을 만들어 줄 수 있도록 R&DB에 힘쓸 계획”이라고 말했다.


그는 이어 “개발된 연구 결과들을 국제건설자동화 심포지움(ISARC) 같은 세계적인 학술대회에 적극적으로 발표하고 홍보해 우리나라의 기술이 세계 선도기술이라는 것을 보여주기 위해 힘을 보태도록 할 예정”이라며 “십여 년간 진행해 온 해외의 산학연 전문가들과의 교류를 통해 구축한 인적 네트워크를 활용해 국내의 산학연 전문가들과 스마트건설의 교류를 활성화 시키는데 이바지할 것”이라고 덧붙였다.

[공학저널 전찬민 기자] 


http://www.engjournal.co.kr/news/articleView.html?idxno=1287


Applying AR, VR, and Mixed Reality in Construction 


What comes to mind when you hear AR (augmented reality), VR (virtual reality), and mixed reality? Likely consumer applications, but there are opportunities and benefits for construction professionals. Peggy Smedley sits down with Maria Laguarda-Mallo, researcher and project manager, VIATechnik, and Matt Wren, Chicago chapter president of the VR/AR Assn., and cofounder and chief technology officer, BUNDLAR, to define AR, VR, and mixed reality—specifically for construction—and how viewers can use it to make a lasting impact on the construction industry today.Applying AR, VR, and Mixed Reality in Construction




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