KR102606726B1 - 선박의 블록 분석시스템 - Google Patents
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Abstract
레이저 스캐너(Laser Scanner)를 이용하여 대형 블록을 측정하고, 설계 데이터와 비교하여 오차를 영역별로 표출해주며, 오차를 실제 제작된 블록에 실시간으로 투영하여 시각적으로 오차 확인 및 수정에 용이함을 도모해주도록 한 선박의 블록 분석시스템에 관한 것으로서, 제작된 블록을 측정하는 현장에 설치되어, 블록을 측정 위치로 이동시킨 후 블록을 측정하고, 측정한 블록 측정 데이터를 원격의 블록 분석부에 전송하는 블록 이동 및 측정부, 블록 이동 및 측정부에서 전송된 블록 측정 데이터를 수집하여 이미지 정합을 하고, 정합된 측정 데이터와 설계 데이터를 비교하여 블록 오차를 산출 및 표출하는 블록 분석부 및 블록을 관찰 위치로 이동시킨 후, 상기 블록 분석부에서 전송된 블록 오차 정보를 제작된 블록에 투영시켜 실시간으로 블록 오차를 확인 및 수정하도록 하는 블록 오차 확인부를 포함하여, 선박의 블록 분석시스템을 구현한다.
Description
본 발명은 선박의 블록 분석시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 스캐너(Laser Scanner)를 이용하여 대형 블록을 측정하고, 설계 데이터와 비교하여 오차를 영역별로 표출해주며, 오차를 실제 제작된 블록에 실시간으로 투영하여 시각적으로 오차 확인 및 수정에 용이함을 도모해주도록 한 선박의 블록 분석시스템에 관한 것이다.
일반적으로 조선 및 해양 구조물은 단위 블록들을 서로 쌓거나 연결하는 블록 조립 방식을 통해 생산된다. 단위 블록과 같은 소형 블록에서부터 중간 제품 및 대형 블록에 대한 치수정확도는 대단히 중요한 품질 관리 대상이다.
블록의 치수품질 불량은 블록의 탑재 공정에서 많은 수정작업과 대기공정을 유발하여 조선 및 해양 구조물 제조의 생산성을 악화시키는 주요 원인으로 인식되고 있다.
생산 작업성 저하를 방지하기 위해, 블록의 치수품질 관리에 대하여 간단히 정리하자면, 대형 구조물용 정밀 계측장비를 이용하여 블록을 측정하되, 핵심 관리 부재나 항목에 대해서, 정규 설계에 따른 설계 값과 블록 측정에 따른 계측 값(예 : 블록 계측데이터, 측정값 등 비교한 후, 공간상 3축(예: x축, y축, z축) 방향의 오차 값 또는 오차 량을 계산 또는 산출, 분석하여 관리 기준을 벗어나면 후공정에 해당하는 블록 이관 전에 해당 부위를 수정하는 방식으로 선체 블록의 치수품질 관리가 이루어지고 있다.
예컨대, 완성된 3차원 설계 도면인 제작도면을 현장에서 인계받아 작업자가 설계도면 대로 선체 블록을 제작한 후 대표적인 3차원 측정장치로 선체 블록 외관의 다수의 주요 지점에 대하여 측정하고, 이후 3차원 측정장치의 측정점에 관한 데이터를 PDA 등의 저장 장치에서 숙련된 작업자가 육안으로 확인해 가면서 수작업으로 관리점(설계점) 및 측정점의 좌표값을 기입하고 분석하는 방식으로 블록의 정도 관리 작업을 하였다.
그러나 이러한 일반적인 블록 정도 관리 방법은 측정된 측정점의 정보를 기초로 하여 체크 시트에서 설계점에 대응하는 관리점을 일일이 비교 분석하여 기입하고, 그 편차를 계산한 후 추가로 가공해야 하므로 고도로 숙련된 정도 관리 기술자를 요한다는 단점이 있다. 아울러 숙련된 기술자라 하더라도 정도 관리에 소용되는 시간이 매우 오래 걸리므로 생산성이 저하되고 선박의 건조 속도를 지연시키는 주요한 요인이 되어 왔다.
상기와 같은 선박의 블록 정도 관리 방법의 단점을 개선하기 위해서 다양한 블록 관리 방법들이 제안되고 있으며, 하기의 <특허문헌 1 > 내지 <특허문헌 2> 는 종래에 제안된 선박의 블록 정도 관리방법들이다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 정도 요원이 블록의 측정값을 기반으로 미리 정도 분석 시뮬레이션을 수행함으로써, 현물 상태를 신속히 파악할 수 있으며, 시뮬레이션 결과를 바탕으로 각종 블록 정도에 필요한 분석 결과를 얻을 수 있다. 또한, 수집한 모든 측정값과 분석한 결과 값이 서버에 저장되므로 이를 바탕으로 각종 블록의 현물 히스토리를 남길 수 있다. 아울러 차후 다양한 블록들과 연계하여 분석하는 바탕자료로도 활용할 수 있게 된다.
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 임의의 측정 대상물을 측정하며, 해당 측정 대상물의 측정 면에 대응하는 위치별로 설치된 복수의 측정장치, 복수의 측정장치의 기준좌표설정을 위한 복수의 타깃, 복수의 측정장치로부터 측정 대상물을 측정한 좌표정보와 복수의 타깃을 측정한 좌표정보를 수신하여 측정 대상물의 정도를 분석하는 디지털 기기를 포함하여, 조선/해양 구조물의 측정 및 정도 관리 시스템을 구현한다. 이러한 구현을 통해 측정 대상물의 측정 면에 대응하는 위치별로 위치된 복수의 측정장치를 통하여 측정 대상물을 측정하여 한 번에 측정결과를 분석함에 따라 최소의 인원으로 신속하게 측정대상물을 측정할 수 있고, 측정시의 측정환경 변화에 따른 오차를 최소화할 수 있다.
그러나 상기와 같은 종래기술은 다음과 같은 문제점이 있다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 블록을 측정하고, 측정값을 기초로 정도 요원이 시뮬레이션을 하여 정도 오차를 산출하고, 산출한 정도 오차를 저장하여 다음 정도 관리에 활용하도록 하는 방법으로서, 실시간으로 실제 블록을 기반으로 정도 오차를 산출하는 것이 어렵고, 산출한 오차를 실제 블록에 적용하여 오차를 확인하거나 수정하도록 하는 것도 불가능한 단점이 있다.
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 블록 측정시마다 복수의 측정 장치를 재설치해야 하는 불편함이 있으며, 블록 측정시마다 복수의 측정장치의 기준 좌표를 재설정하는 불편함이 있다. 아울러 측정한 블록의 오차를 실제 블록에 적용시켜 정도 요원이 직접 실물에서 오차를 확인하거나 수정하는 것이 불가능한 단점도 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 레이저 스캐너(Laser Scanner)를 이용하여 대형 블록을 측정하고, 설계 데이터와 비교하여 오차를 영역별로 표출해주며, 오차를 실제 제작된 블록에 실시간 투영하여 시각적으로 오차 확인 및 수정에 용이함을 도모해주도록 한 선박의 블록 분석시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 선박의 블록 분석시스템은 제작된 블록을 측정하는 현장에 설치되어, 블록을 측정 위치로 이동시킨 후 블록을 측정하고, 측정한 블록 측정 데이터를 원격의 블록 분석부에 전송하는 블록 이동 및 측정부; 상기 블록 이동 및 측정부에서 전송된 블록 측정 데이터를 수집하여 이미지 정합을 하고, 정합된 측정 데이터와 설계 데이터를 비교하여 블록 오차를 산출 및 표출하는 블록 분석부; 상기 블록을 관찰 위치로 이동시킨 후, 상기 블록 분석부에서 전송된 블록 오차 정보를 상기 제작된 블록에 투영시켜 실시간으로 블록 오차를 확인 및 수정하도록 하는 블록 오차 확인부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 현장은 블록을 이동시켜 측정을 하고, 측정된 블록을 오차 확인 위치로 이동시켜 오차를 확인하도록 하는 측정 장치와 블록 오차 투영 장치가 설치된 Shop을 의미하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록 이동 및 측정부는 블록을 측정 위치로 이동시키는 블록 이동부를 포함하고, 상기 블록 이동부는 블록을 안착시켜 이동시키기 위한 무빙 플레이트(Moving Plate); 상기 무빙 플레이트를 이동시켜 블록을 이동시키는 이송장치; 상기 무빙 플레이트의 이동을 안내하는 레일(Rail) 및 상기 블록을 정해진 측정 위치로 이동시키기 위해 위치를 검출하는 타깃 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록 이동 및 측정부는 상기 shop의 소정 위치에 설치되어, 상기 블록을 측정하는 블록 측정부를 포함하고, 상기 블록의 측정은 레이저 스캐너(Laser Scanner)를 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록 측정부는 측정 블록의 제1 측면과 상면 및 전면을 동시에 측정하여 제1 측정 데이터를 생성하는 제1 레이저 스캐너; 상기 측정 블록의 제2 측면과 후면을 동시에 측정하여 제2 측정 데이터를 생성하는 제2 레이저 스캐너를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록 이동 및 측정부는 상기 블록 측정부에서 측정한 제1 및 제2 측정 데이터를 정해진 통신 포맷으로 변환하여 전송을 하는 측정 데이터 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록 분석부는 상기 블록 이동 및 측정부에서 전송된 제1 및 제2 측정 데이터를 수집하는 측정 데이터 수집부; 상기 측정 데이터 수집부에서 수집한 제1 및 제2 측정 데이터를 정합하여 블록 이미지를 형성하는 블록 정합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록 분석부는 상기 블록 정합부에서 정합된 블록 측정 데이터와 설계 데이터를 비교하여 블록 오차를 산출하는 블록 오차 산출부; 상기 블록 오차 산출부에서 산출한 블록 오차 정보를 표출해주는 블록 오차 표출부; 상기 블록 오차 산출부에서 산출한 블록 오차 정보를 전송하는 블록 오차 정보 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록 오차 산출부는 오차 분석 프로그램인 inspection software를 이용하여 블록 측정 데이터와 3D 설계 데이터를 정렬시켜 오차 데이터를 산출하고, 산출한 오차 데이터를 영역별로 구분하여 블록 오차 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록 오차 표출부는 상기 블록 오차 산출부에서 산출한 블록 오차 정보를 측정 데이터와 3D설계 데이터가 정렬된 상태에서, 컬러 바(Color Bar) 또는 수치로 표출해주는 것을 특징으로 한다.
상기 블록 오차 확인부는 상기 블록 분석부에서 전송된 블록 오차 정보를 수신하는 블록 오차 정보 수신부; 상기 블록을 오차 확인 위치로 이동시키는 블록 이동부; 상기 블록에 블록 오차 정보 수신부에서 수신한 블록 오차 정보를 투영하여 실시간으로 블록 오차 확인 및 수정 정보의 표시가 가능하도록 해주는 블록 오차 투영부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록 오차 투영부는 복수의 레이저 프로젝션(Laser Projection)을 이용하여 블록 오차 정보를 블록에 투영하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 레이저 스캐너(Laser Scanner)를 이용하여 대형 블록을 편리하게 측정하고, 설계 데이터와 비교하여 오차를 영역별로 표출해주며, 오차를 실제 제작된 블록에 실시간으로 투영하여 시각적으로 오차 확인 및 수정에 용이함을 도모해주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박의 블록 분석시스템의 블록 구성도,
도 2는 도 1의 개념도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에서 shop에서 위치에 따른 이미지 획득 예시도,
도 4는 본 발명에서 측정 데이터와 설계 데이터의 정합 예시도,
도 5는 본 발명에서 블록의 오차 정보 생성 및 표시 예시도,
도 6은 본 발명에서 블록 오차 정보를 실제 블록에 투영하는 예시도.
도 2는 도 1의 개념도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에서 shop에서 위치에 따른 이미지 획득 예시도,
도 4는 본 발명에서 측정 데이터와 설계 데이터의 정합 예시도,
도 5는 본 발명에서 블록의 오차 정보 생성 및 표시 예시도,
도 6은 본 발명에서 블록 오차 정보를 실제 블록에 투영하는 예시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박의 블록 분석시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박의 블록 분석시스템의 블록 구성도이고, 도 2는 블록 측정 개념도로서, 블록 이동 및 측정부(100), 블록 분석부(200) 및 블록 오차 확인부(300)를 포함한다.
상기 블록 이동 및 측정부(100)는 제작된 블록(1)을 측정하는 현장(10)에 설치되어, 블록(1)을 측정 위치로 이동시킨 후 블록(1)을 측정하고, 측정한 블록 측정 데이터를 원격의 블록 분석부(200)에 전송하는 역할을 한다.
이러한 블록 이동 및 측정부(100)는 블록(1)을 측정 위치로 이동시키는 블록 이동부(110)를 포함한다. 상기 블록 이동부(110)는 블록(1)을 안착시켜 이동시키기 위한 무빙 플레이트(Moving Plate)(111), 상기 무빙 플레이트(111)를 이동시켜 블록(1)을 이동시키는 이송장치(112), 상기 무빙 플레이트(111)의 이동을 안내하는 레일(Rail)(113), 및 상기 블록(1)을 정해진 측정 위치로 이동시키기 위해 위치를 검출하는 타깃 센서(114)를 포함한다.
아울러 블록 이동 및 측정부(100)는 상기 shop(10)의 소정 위치에 설치되어, 상기 블록(1)을 레이저 스캐너(Laser Scanner)로 측정하는 블록 측정부(120), 상기 블록 측정부(120)에서 측정한 제1 및 제2 측정 데이터를 정해진 통신 포맷으로 변환하여 전송을 하는 측정 데이터 전송부(130)를 더 포함할 수 있다.
여기서 블록 측정부(120)는 측정 블록(1)의 제1 측면과 상면 및 전면을 동시에 측정하여 제1 측정 데이터를 생성하는 제1 레이저 스캐너(121), 상기 측정 블록(1)의 제2 측면과 후면을 동시에 측정하여 제2 측정 데이터를 생성하는 제2 레이저 스캐너(122)를 포함한다.
또한, 상기 블록 분석부(200)는 상기 블록 이동 및 측정부(100)에서 전송된 블록 측정 데이터를 수집하여 이미지 정합을 하고, 정합된 측정 데이터와 설계 데이터를 비교하여 블록 오차를 산출 및 표출하는 역할을 한다.
이러한 블록 분석부(200)는 상기 블록 이동 및 측정부(100)에서 전송된 제1 및 제2 측정 데이터를 수집하는 측정 데이터 수집부(210), 상기 측정 데이터 수집부(210)에서 수집한 제1 및 제2 측정 데이터를 정합하여 블록 이미지를 형성하는 블록 정합부(220), 상기 블록 정합부(220)에서 정합된 블록 측정 데이터와 설계 데이터를 비교하여 블록 오차를 산출하는 블록 오차 산출부(230), 상기 블록 오차 산출부(230)에서 산출한 블록 오차 정보를 표출해주는 블록 오차 표출부(240), 상기 블록 오차 산출부(230)에서 산출한 블록 오차 정보를 전송하는 블록 오차 정보 전송부(250)를 포함한다.
또한, 상기 블록 오차 확인부(300)는 상기 블록(1)을 관찰 위치로 이동시킨 후, 상기 블록 분석부(200)에서 전송된 블록 오차 정보를 상기 제작된 블록(1)에 투영시켜 실시간으로 블록 오차를 확인 및 수정하도록 하는 역할을 한다.
이러한 블록 오차 확인부(300)는 상기 블록 분석부(200)에서 전송된 블록 오차 정보를 수신하는 블록 오차 정보 수신부(310), 상기 블록(1)을 오차 확인 위치로 이동시키는 블록 이동부(320), 상기 블록(1)에 블록 오차 정보 수신부(310)에서 수신한 블록 오차 정보를 투영하여 실시간으로 블록 오차 확인 및 수정 정보의 표시가 가능하도록 해주는 블록 오차 투영부(330)를 포함한다.
여기서 블록 이동부(320)는 블록 이동 및 측정부(100)에 마련된 블록 이동부(110)를 그대로 이용할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 선박의 블록 분석시스템의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 선박이나 해양 구조물의 제작을 위해 조립된 블록(1)을 블록 측정 및 오차 확인을 위한 현장(10)으로 이동시킨다. 여기서 현장(10)은 측정 장비와 오차 투영 장비가 설치된 전용 공장(shop)을 의미한다.
다음으로, 현장(10)에 설치된 블록 이동부(110)를 통해 조립된 블록(1)을 측정 위치로 이동시켜, 블록을 측정한다.
조립된 블록(1)을 측정 위치로 이동시키기 위해서, 블록 이동부(110)의 무빙 플레이트(Moving Plate)(111)에 블록(1)을 안착시킨다. 이후, 무빙 플레이트(111)의 소정 위치 또는 현장(10)의 소정 위치에 설치된 이송장치(112)를 통해 상기 무빙 플레이트(111)를 이동시켜 블록(1)을 측정 위치로 이송시킨다. 여기서 무빙 플레이트(111)는 레일(Rail)(113)을 따라 위치를 이동하는 것이 바람직하다. 원하는 측정 위치로 블록(1)을 이동시키기 위해, 사전에 위치를 검출하는 타깃 센서(114)를 여러 개 측정 위치에 설치하고, 타깃 센서(111)에 의해 무빙 플레이트(111)가 검출되면 이송장치(1120의 동작이 정지되어, 무빙 플레이트(111)의 이동이 중지된다. 따라서 목표물인 블록(1)을 원하는 측정 위치에 정확하게 위치시킬 수 있다.
도 2는 전용 공장(10) 내의 블록(1) 이동 개념을 표현한 도면이며, 도 3a 및 도 3b는 블록의 위치에 따라 측정 이미지가 달라지는 것을 보인 도면이다.
블록 측정부(120)의 제1 및 제2 레이저 스캐너(121)(122)가 이미 정해진 위치에 고정 설치된 상태이며, 이러한 레이저 스캐너(121)(122)의 설치 위치 정보를 기반으로 추후 측정 데이터의 오류를 검출하기 위해 사용되는 3D 설계 데이터의 비교 데이터를 추출한다. 따라서 블록(1)을 정확하게 측정 위치로 이동시키는 것이 중요하다.
측정 블록(1)을 측정 위치로 이동시킨 상태에서, 블록 측정부(120)는 레이저 스캐너(Laser Scanner)를 이용하여 블록(1)을 측정한다. 레이저 스캐너는 레이저빔을 블록(1)에 발사하고, 블록(1)으로부터 반사되는 반사파를 측정하는 방식으로, 블록(1)을 측정한다. 레이저 스캐너를 이용하여 블록을 측정하는 방식은 당해 분야에 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 여기서 레이저 스캐너는 블록의 크기를 고려하여 타깃과 블록을 측정하기 위한 최적의 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 블록 측정부(120)는 도 2, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 블록을 측정한다. 여기서 블록 측정부(120)는 두 개의 레이저 스캐너를 이용하되, 제1 레이저 스캐너(121)는 블록(1)의 제1 측면과 상면 및 전면을 동시에 측정하여 제1 측정 데이터를 생성하고, 제2 레이저 스캐너(122)는 상기 측정 블록(1)의 제2 측면과 후면을 동시에 측정하여 제2 측정 데이터를 생성한다. 이러한 방식으로 2개의 레이저 스캐너를 이용하여 블록(1)의 하면을 제외한 나머지 모든 부분의 면을 동시 측정하게 된다.
블록 측정이 이루어지면, 측정 데이터 전송부(130)는 상기 블록 측정부(120)에서 측정한 제1 및 제2 측정 데이터를 정해진 통신 포맷으로 변환하여, 블록 분석부(200)에 전송한다. 여기서 정해진 통신 포맷은 블록 측정부(100)와 블록 분석부(200) 간에 미리 설정된 통신 방식에 대응하는 포맷을 의미한다. 실제 전용 공장(10)은 현장에 설치되어 있으며, 블록 분석부(200)는 원격에 설치된다. 따라서 양자 간의 데이터는 통신을 통해 송수신하는 것이 바람직하다. 통신으로는 유선 통신과 무선 통신을 모두 이용할 수 있다. 여기서 블록 분석부(200)는 서버와 같은 장치로 구현할 수 있다.
상기 블록 분석부(200)는 상기 블록 이동 및 측정부(100)에서 전송된 블록 측정 데이터를 수집하여 이미지 정합을 하고, 정합된 측정 데이터와 설계 데이터를 비교하여 블록 오차를 산출 및 표출한다.
예컨대, 블록 분석부(200)의 측정 데이터 수집부(210)는 상기 블록 이동 및 측정부(100)에서 전송된 제1 및 제2 측정 데이터를 수집한다. 이어, 블록 정합부(220)는 상기 측정 데이터 수집부(210)에서 수집한 제1 및 제2 측정 데이터를 정합하여 블록 이미지를 형성한다.
도 4는 상기 블록 정합부(220)에서 측정한 제 및 제2 측정 데이터를 정합하는 예시이다. 제1 측정 데이터는 제1 측면 데이터, 전면 데이터, 상면 데이터이고, 제2 측정 데이터는 제2 측면 데이터, 후면 데이터이므로, 제1 및 제2 측정 데이터를 병합기술로 정합하면 도 4의 우측 도면과 같은 블록 이미지를 형성할 수 있다.
여기서 각각의 데이터에는 위치 정보를 포함하고 있으므로, 이러한 위치 정보를 좌표 정보로 활용하면 5개의 데이터를 용이하게 하나의 이미지로 병합할 수 있다.
다음으로, 블록 오차 산출부(230)는 상기 블록 정합부(220)에서 정합된 블록 측정 데이터와 설계 데이터를 비교하여 블록 오차를 산출한다.
도 5는 블록 오차 산출 과정의 예시이다. 블록 오차 산출부(230)는 오차 분석 프로그램인 inspection software를 이용하여 블록 측정 데이터와 3D 설계 데이터를 정렬시켜, 그 차이를 오차 데이터로 산출한다. 여기서 산출한 오차 데이터를 영역별로 구분하여 블록 오차 정보를 산출하는 것이 바람직하다. 즉, 블록 측정 데이터는 블록에 대한 이미지이며, 3D설계 데이터도 설계 블록에 대한 이미지이므로, 3D 설계 데이터 이미지에 블록 측정 데이터 이미지를 중첩시켜(정렬, Alignment), 그 차이를 블록 오차 정보로 생성한다.
다음으로, 블록 오차 표출부(340)는 상기 블록 오차 산출부(230)에서 산출한 블록 오차 정보를 표출해준다. 여기서 블록 오차 표출은 상기 블록 측정 데이터와 3D 설계 데이터의 이미지를 중첩한 상태의 이미지에서, 영역별로 구분한 블록 오차 정보를 표출하여, 정도 관리자가 용이하게 블록 오차 부분과 오차 정보를 인지하도록 한다. 블록 오차 정보를 표출하는 방법은 다양할 수 있으며, 본 발명에서는 컬러 바(Color Bar) 또는 수치로 통해 표출해주는 것으로 가정한다.
아울러 블록 분석부(200)의 오차 정보 전송부(250)는 상기 블록 오차 산출부(230)에서 산출한 블록 오차 정보를 블록 오차 확인부(300)에 전송한다. 블록 오차 정보의 전송도 미리 정해진 통신 프로토콜의 통신 포맷으로 전송하는 것이 바람직하다.
상기 블록 오차 확인부(300)는 상기 블록(1)을 오차 관찰 위치로 이동시킨 후, 상기 블록 분석부(200)에서 전송된 블록 오차 정보를 상기 제작된 블록(1)에 투영시켜 실시간으로 블록 오차를 확인 및 수정하도록 한다.
예컨대, 블록 오차 확인부(300)의 블록 오차 정보 수신부(310)는 상기 블록 분석부(200)에서 전송된 블록 오차 정보를 수신하여 블록 오차 투영부(330)에 전달한다. 이때, 블록 이동부(320)는 상기 블록(1)을 오차 확인 위치로 이동시킨다. 블록(1)을 오차 확인 위치로 이동시키는 방식도 상기 블록 이동 및 측정부(10))에 구비된 블록 이동부(110)와 동일한 구성으로 블록(1)을 블록 오차 확인 위치로 이동시킨다. 바람직하게, 블록 이동부(320)는 블록 이동 및 측정부(100)에 마련된 블록 이동부(110)를 그대로 이용할 수 있다.
상기 블록(1)을 블록 오차 확인 위치로 이동시킨 상태에서, 상기 블록 오차 투영부(330)는 상기 블록 오차 정보 수신부(310)에서 수신한 블록 오차 정보를 블록(1)에 투영하여 실시간으로 블록 오차를 확인하도록 한다. 여기서 블록 오차 투영부(330)는 복수의 레이저 프로젝션(Laser Projection)을 이용하여 블록 오차 정보를 블록(1)에 투영하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 블록 오차 정보를 블록(1)에 투영하기 위해서 도 6에 도시한 바와 같이, 4대의 레이저 프로젝션(321 - 324)을 이용하였다.
전용 공장을 기준으로 측면에 2대, 상부에 한대, 전면에 한대를 설치하여, 블록 오차 정보를 블록(1)에 투영한다. 이때, 각각의 블록 오차 정보는 미리 블록(1)의 영역별로 구분된 블록 오차 정보이므로, 오차가 발생한 블록의 면에 해당하는 블록 오차 정보만을 투영한다. 여기서 레이저 프로젝션은 전용 공장의 상부를 기준으로 상승 및 하강하도록 설치되는 것이 바람직하다.
투영되는 블록 오차 정보는 이미지화했던 블록 오차 정보가 블록 형상에 맞게 그대로 투영되므로, 정도 관리자는 제작된 블록을 보고 바로 시각적으로 블록 오차를 확인할 수 있게 된다. 아울러 블록의 오차를 시각적으로 확인한 상태에서 블록(1)에 오차 정보를 마킹하거나, 현장에서 실시간으로 오차 수정 작업을 진행할 수도 있다.
여기서 사용자는 Inspection Software를 이용하여 미리 설정된 허용오차 이외에 별도로 허용오차를 설정하여, 영역별 오차를 확인하는 것도 가능하다.
이러한 본 발명에 따르면 선박 또는 해양 구조물을 제조하는 곳에서, 전용 공장(Shop)을 설치하여, 용이하게 대형 블록 또는 구조물의 오차를 측정할 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
1: 블록
10: 전용 공장(Shop)
100: 블록 이동 및 측정부
110: 블록 이동부
120: 블록 측정부
130: 측정 데이터 전송부
200: 블록 분석부
210: 측정 데이터 수집부
220: 블록 정합부
230: 블록 오차 산출부
240: 블록 오차 표출부
250: 블록 오차 정보 전송부
300: 블록 오차 확인부
310: 블록 오차 정보 수신부
320: 블록 이동부
330: 블록 오차 투영부
10: 전용 공장(Shop)
100: 블록 이동 및 측정부
110: 블록 이동부
120: 블록 측정부
130: 측정 데이터 전송부
200: 블록 분석부
210: 측정 데이터 수집부
220: 블록 정합부
230: 블록 오차 산출부
240: 블록 오차 표출부
250: 블록 오차 정보 전송부
300: 블록 오차 확인부
310: 블록 오차 정보 수신부
320: 블록 이동부
330: 블록 오차 투영부
Claims (12)
- 선박의 블록을 분석하기 위한 시스템으로서,
제작된 블록을 측정하는 현장에 설치되어, 블록을 측정 위치로 이동시킨 후 블록을 측정하고, 측정한 블록 측정 데이터를 원격의 블록 분석부에 전송하는 블록 이동 및 측정부;
상기 블록 이동 및 측정부에서 전송된 블록 측정 데이터를 수집하여 이미지 정합을 하고, 정합된 측정 데이터와 설계 데이터를 비교하여 블록 오차를 산출 및 표출하는 블록 분석부; 및
상기 블록을 관찰 위치로 이동시킨 후, 상기 블록 분석부에서 전송된 블록 오차 정보를 상기 제작된 블록에 투영시켜 실시간으로 블록 오차를 확인 및 수정하도록 하는 블록 오차 확인부를 포함하고,
상기 블록 분석부는 3D 설계 데이터 이미지에 블록 측정 데이터 이미지를 중첩시켜 그 차이를 블록 오차로 산출하며,
상기 블록 오차 확인부는 상기 블록 오차 정보를 블록에 투영하여 실시간으로 블록 오차 확인 및 수정 정보의 표시가 가능하도록 해주는 블록 오차 투영부를 포함하고, 상기 블록 오차 투영부는 복수의 레이저 프로젝션(Laser Projection)을 이용하여 블록 오차 정보를 블록에 투영하는 것을 특징으로 하는 선박의 블록 분석시스템.
- 청구항 1에서, 상기 현장은 블록을 이동시켜 측정을 하고, 측정된 블록을 오차 확인 위치로 이동시켜 오차를 확인하도록 하는 측정 장치와 블록 오차 투영 장치가 설치된 전용 공장(Shop)인 것을 특징으로 하는 선박의 블록 분석시스템.
- 청구항 1에서, 상기 블록 이동 및 측정부는 블록을 측정 위치로 이동시키는 블록 이동부를 포함하고, 상기 블록 이동부는 블록을 안착시켜 이동시키기 위한 무빙 플레이트(Moving Plate); 상기 무빙 플레이트를 이동시켜 블록을 이동시키는 이송장치; 상기 무빙 플레이트의 이동을 안내하는 레일(Rail) 및 상기 블록을 정해진 측정 위치로 이동시키기 위해 위치를 검출하는 타깃 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 블록 분석시스템.
- 청구항 1에서, 상기 블록 이동 및 측정부는 상기 현장의 소정 위치에 설치되어, 상기 블록을 측정하는 블록 측정부를 포함하고, 상기 블록의 측정은 레이저 스캐너(Laser Scanner)를 이용하는 것을 특징으로 하는 선박의 블록 분석시스템.
- 청구항 4에서, 상기 블록 측정부는 측정 블록의 제1 측면과 상면 및 전면을 동시에 측정하여 제1 측정 데이터를 생성하는 제1 레이저 스캐너; 상기 측정 블록의 제2 측면과 후면을 동시에 측정하여 제2 측정 데이터를 생성하는 제2 레이저 스캐너를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 블록 분석시스템.
- 청구항 5에서, 상기 블록 이동 및 측정부는 상기 블록 측정부에서 측정한 제1 및 제2 측정 데이터를 정해진 통신 포맷으로 변환하여 전송을 하는 측정 데이터 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 블록 분석시스템.
- 청구항 1에서, 상기 블록 분석부는 상기 블록 이동 및 측정부에서 전송된 제1 및 제2 측정 데이터를 수집하는 측정 데이터 수집부; 상기 측정 데이터 수집부에서 수집한 제1 및 제2 측정 데이터를 정합하여 블록 이미지를 형성하는 블록 정합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 블록 분석시스템.
- 청구항 7에서, 상기 블록 분석부는 상기 블록 정합부에서 정합된 블록 측정 데이터와 설계 데이터를 비교하여 블록 오차를 산출하는 블록 오차 산출부; 상기 블록 오차 산출부에서 산출한 블록 오차 정보를 표출해주는 블록 오차 표출부; 상기 블록 오차 산출부에서 산출한 블록 오차 정보를 전송하는 블록 오차 정보 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 블록 분석시스템.
- 청구항 8에서, 상기 블록 오차 산출부는 오차 분석 프로그램인 inspection software를 이용하여 블록 측정 데이터와 3D 설계 데이터를 정렬시켜 오차 데이터를 산출하고, 산출한 오차 데이터를 영역별로 구분하여 블록 오차 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 선박의 블록 분석시스템.
- 청구항 8에서, 상기 블록 오차 표출부는 상기 블록 오차 산출부에서 산출한 블록 오차 정보를 측정 데이터와 3D설계 데이터가 정렬된 상태에서, 컬러 바(Color Bar) 또는 수치로 표출해주는 것을 특징으로 하는 선박의 블록 분석시스템.
- 청구항 1에서, 상기 블록 오차 확인부는 상기 블록 분석부에서 전송된 블록 오차 정보를 수신하는 블록 오차 정보 수신부; 상기 블록을 오차 확인 위치로 이동시키는 블록 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 블록 분석시스템.
- 삭제
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| 권기연. 선박 건조 치수품질 관리를 위한 계측시스템 적용현황 연구. 한국CDE학회 논문집, 제22권, 제3호, 317-328 페이지. 2017.09.* |
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