밀집된 플랜트 설비의 점군 데이터로부터 CAD 모델의 복원 -형상 인식 기법과 3D CAD 데이터베이스를 활용한 접근-

Abstract

산업 플랜트의 준공 3D 모델은 현재 운영 중인 상태의 플랜트를 사실적으로 묘사하므로 관리와 운영 단계에서 많이 활용되어진다. 그러나 현재 레이저 스캔 데이터로부터 준공 플랜트 모델을 생성하는 작업에는 많은 시간과 노동력, 비용이 소요된다. 생성 과정을 지원하는 다수의 상용 도구들이 존재하며 배관이나 피팅류 설비 등을 인식 및 생성하는 기능을 반자동으로 지원하고 있지만 대다수 설비의 경우 형상이 다양하므로 전문가가 직접 레이저 스캔 데이터를 식별하고 일치하는 모델을 만들거나 기존의 설비 모델을 올바른 위치에 삽입하여 생성된다. 이러한 작업에는 전문적인 지식과 도구를 활용하는 기술이 요구되며 많은 노력이 요구된다. 이러한 어려움을 해소하기 위한 준공 플랜트 모델 생성의 자동화 연구들은 주로 배관의 생성에 초점이 맞추어져 왔다. 반면 형상이 다양한 설비 모델 생성의 자동화 관련 연구들은 아직 미비한 실정이다. 최근 진행된 이미 존재하는 설비 CAD 모델들을 활용한 준공 플랜트 모델 생성 자동화 연구는 CSG 단위 형상을 이용한 자동 복원 연구의 결과물보다 실제 산업에서 쓰이는 모델에 더욱 가까우며 높은 품질의 모델을 생성하는 방법을 제안하였다. 하지만 해당 연구에서는 설비에 해당하는 점군들을 배관 점군을 제거함으로써 분리 및 추출하므로 설비 간에 배관이 없이 직접 붙어있는 설비들은 고려하지 못하였다. 본 논문은 설비와 설비 사이 배관이 존재하지 않으며 직접 연결된 경우에도 준공 플랜트 모델을 자동 복원할 수 있는 방법을 제안하였다. 기존 연구와 마찬가지로 이미 존재하는 각 설비 모델들을 활용하였으며 여러 설비가 뭉쳐있는 경우에도 물체 인식기법을 활용하여 전체 모델을 복원할 수 있는 방법을 제안하였고 적용 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 각각의 설비 모델들을 레이저 스캔 데이터로부터 인식하고 자동으로 올바르게 위치시킴으로써 레이저 스캔 데이터와 동일한 형상을 구성하는 결과를 출력하였고 이것을 통하여 제안하는 방법을 정성적으로 검증하였다.