한국전산구조공학회 논문집 제32권 3호 (p.191-197)

증강현실 기반의 O&M 환경 개선을 위한 배관 모델 정합에 관한 연구

A Study on Pipe Model Registration for Augmented Reality Based O&M Environment Improving
키워드 :
O&M,marker,markerless,augmented reality,depth camera,point cloud,RGB,HSV,KNN,O&M,마커,마커리스,증강현실,3D 카메라,포인트 클라우드,RGB,HSV,KNN

목차

Abstract
1. 서 론
2. 관련 연구
  2.1 마커기반 증강현실 기술
  2.2 마커리스기반 증강현실 기술
3. 마커리스 기반 증강현실 정합 시스템
  3.1 입력 데이터 전처리
  3.2 관심영역 정의
  3.3 노이즈 제거
  3.4 CAD모델 변환
  3.5 정합
4. 프로토타입 구현
  4.1 프로토타입 환경
  4.2 구현 결과
5. 결 론
References
요 지

초록

조선 및 해양플랜트 산업은 복합 및 대형화됨에 따라 유지보수 및 검사 시스템이 중요해지고 있다. 최근 작업자의 작업 이해도 향상과 효율을 높이기 위해 증강현실기반 유지보수 및 검사 시스템이 많이 주목받고 있는데, 증강되는 모델과 현실 정보 간의 정확한 정합이 이루어지지 않아 작업에 오히려 혼동을 초래하는 일이 자주 발생한다. 이를 위하여 실모델에 특정 이미지를 부착하는 마커 기반 증강현실 기술이 사용되었으나, 조선 및 해양플랜트 산업 특성상 마커의 훼손 가능성이 있으며, 카메라가 명확히 마커 전체를 검출할 수 있어야 하기 때문에 작업자와 마커 간의 충분한 공간을 필요로 한다. 본 연구에서는 이러한 기존 증강현실 시스템의 한계점을 극복하기 위하여 마커리스 기반 증강현실을 활용하여 조선 및 해양플랜트 산업에서 가장 많은 공정을 차지하고 있는 파이프 시스템을 대상으로 정확하게 실 모델을 인식하고 해당 모델에 가상 CAD모델을 정합하는 방법론에 대해 연구하였다. 본 시스템을 통해 현실 작업자의 자세와 제한적인 환경에 따른 증강모델의 비틀림 현상을 개선하고 작업 이해에 혼동을 주는 현상을 없앨 수 있을 것으로 기대된다.
As the shipbuilding and offshore plant industries grow larger and more complex, their maintenance and inspection systems become more important. Recently, maintenance and inspection systems based on augmented reality have been attracting much attention for improving worker's understanding of work and efficiency, but it is often difficult to work with because accurate matching between the augmented model and reality information is not. To solve this problem, marker based AR technology is used to attach a specific image to the model. However, the markers get damaged due to the characteristic of the shipbuilding and offshore plant industry, and the camera needs to be able to detect the entire marker clearly, and thus requires sufficient space to exist between the operator. In order to overcome the limitations of the existing AR system, in this study, a markerless AR was adopted to accurately recognize the actual model of the pipe system that occupies the most processes in the shipbuilding and offshore plant industries. The matching methodology. Through this system, it is expected that the twist phenomenon of the augmented model according to the attitude of the real worker and the limited environment can be improved.