라이카 3D 스캐너 기술을 활용한 플랜트 운영 관리

라이카 지오시스템즈 코리아 이성현 이사

디솔루션스 박상철 대표

[질문 1] 기업이 3D 스캐너 기술을 활용하여 플랜트를 운영하고 관리하는 시스템을 구축하는 경우 라이카 지오시스템즈에서 도움을 주시는 서비스와 기술에 대해서 질문드립니다 그리고 올 해에 새롭게 출시 예정인 제품군이 있는 지 질문드립니다.

안녕하세요 라이카지오시스템즈는 3D스캐너 제조사 이면서 3D 관련 SW 제공 업체입니다. 

[질문 1] 라이카 RTC360의 VIS기술을 이용하면 현장데이터를 컴퓨터로 손쉽게 이동할 수 있는 있을 것 같은데 그 수집된 데이터를 정합하는 기능을 이용해서 설계단계에서 오류도 쉽게 찾을 수 있는지 궁금합니다.

현장에서의 데이터를 직접 컴퓨터로 가져오는 것이기 때문에 설계도에 의해서 만들어진 또는 만들어지고 시공되고 있는 상태의 데이터를 가져와 설계도면과 비교를 할 수 있습니다. 또한 공정관리 측면에서도 설계와 시공에서의 오류 및 차이를 쉽게 찾을 수 있습니다. 

라이카 RTC360의 VIS 기능은 포인트클라우드 데이터 취득시 가장 어려운 각 스캔 별 데이터의 정합을 현장에서 쉽게 하실수 있는 기술입니다. 

[질문 3] 제가 놓친거일수도 있지만, 라이카와 디솔루션스의 Scope 및 협업관계가 궁금합니다. 라이카가 제조 중심이고 디솔루션스가 SW 중심인가요? 

디솔루션스는 라이카의 주 대리점이면서 자체 개발 소프트웨어의 기술을 가지고 있습니다. 장비에서 나온 정확한 데이터를 이용하여 각 산업군별로 필요한 소프트웨어 및 플랜을 계획하여 알맞게 공급한다고 보시면 됩니다. 플랜트 산업군 뿐만아니라 다양한 산업군에 맞추며 고객님의 요청에 따라 다양한 라이카의 소프트웨어와 자체개발 소프트웨어를 제공한다고 보시면 될듯합니다. 

[질문 4] 3D Scanner의 플랜트 현장 적용 사례가 있는지 궁금합니다.

라이카는 HW와 SW를 모두 보유한 제조사 이고 디솔루션스는 저희 공식 대리점입니다.

[질문 5] RTC360 안에 있는 카메라 이미지의 피처 기반으로 위치 추적을 할 때에, 어떤 피처 매칭 방법(SHIFT 등)를 사용하나요? 그리고 잘못 매칭된 피처는 어떻게 처리하셨는지요?

답변 RTC360안의 카메라에서 실시간으로 촬영이 되는 데이터에서 특징점 추출을 하여 관리하고 추적관리 까지 포함한다고 보시면 됩니다. 따라서 VIS기술은 사용자가 처리하지않고 자체 하드웨어에서 사용가능한 점과 사용불가능한 점을 자동으로 처리하고 이동추적으로 장비의 정확한 위치를 계산하여 정합에 도움을 주고 있습니다. 

[질문 6] RTC360에 내장된 IMU 자체의 누적 오차가 발생할 텐데, IMU의 누적 오차는 어떻게 해결하셨는지 궁금합니다. 필터링을 진행하셨는지, 이미지 피처를 통해 보정하셨는지요?

답변 IMU 자체의 누적오차는 발생하지만 정지된 상태에서 스캔이 되고 그때의 위치는 VIS로 잡아주기 때문에 한셋업에서 다른 셋업으로 움직일때 사용된다고 보시면됩니다. IMU로 방향성을 잡아주면 좀더 하드웨어 정합에 도움을 준다고 보시면됩니다.  

[질문 7] RTC360의 성능이 좋아보입니다. 구매한다면 가격은 어느 정도로 예산을 잡아야 할지 조언 부탁드립니다.

RTC360의 가격은 데이터의 활용도에 따라 다르지만 가격문의는 직접 라이카 한국지사로 문의주시면 답변해드릴 수 있을 것 같습니다. 

[질문 8] 정합을 하는 원리와 파노라마 카메라의 원리와 동일하다고 보면 되는건가요? 

네 비슷합니다. 각 데이터끼리의 교점을 이용해 정합이 되는 방식이라고 보면됩니다.

[질문 9] 1만 개의 스캔 점군 데이터 정합을 할 때에 기존 방법(4점 수동 매칭)은 1인 기준 3.5개월 정도 걸린다고 소개하셨습니다. 그렇다면 VIS 자동정합을 이용한다면 1만 개의 스캔 점군 데이터를 정합한다면 시간은 어느 정도 걸린다고 보면 되겠습니까? 

1만 개의 데이터 전체를 자동정합하지는 않을겁니다. 25개의 스캔데이터가 존재한다면 24개의 자동정합이 이뤄질 것이기 때문에 정합에 소요되는 시간은 거의 없다고 보시면됩니다(한 두개정도 mismatching이 일어날 수 있을 겁니다. 또한 Field360이라는 아이패드나 안드로이드 폰에서 정합 상태를 확인할 수 있기 때문에 정합에 도움이 되는 최신 기술이라고 보시면 됩니다.

[질문 10] 초보적인 질문 드리겠습니다. 3D 스캐너 소프트웨어는 처음 듣는데요. 이것을 사용하면 무엇이 좋은건지 또한 3D 프린터와 비교하면 어떤 부분에서 유익한 것인지 알고 싶습니다.

3D스캐너는 물리적 현실을 디지털 데이터로 취득하는 장비입니다. 공간정보를 디지털 데이터로 가장빠르고 정확하게 취득할수 있는 장비 입니다. 3D프린터와 굳이 연결하자면 3D프린터를 출력하기 위한 데이터와 3D스캐너에서 얻어지는 데이터가 같은거라고 보시면 됩니다.

[질문 11] 발표 잘 들었습니다. 감사합니다. 스캔 데이터를 활용하여 기계/배관 모델링 작업을 어떤 S/W를 활용하여 하셨는지요? 혹시 가능하다면 어느정도까지 자동으로 모델링이 가능한지요?

Cyclone Model이라는 소프트웨어를 사용하시면 됩니다. 또한 각 라이브러리에 기계 배관에 대한 정보를 넣어서 가능합니다. 자동으로 전체 데이터가 모델링으로 변환되는 형태가 아니라 클릭&클릭 방식으로 점군데이터에서 검색하는 기능으로 모델이 만들어진다고 보시면 됩니다.

[질문 12] 라이카 RTC360 의 VIS기술 참 대단하네요. 

VIS는 스캐닝하는 현장에서 바로 사용되는 기능입니다. 현장에서 스캐닝함과 동시에 정합이 됩니다.

[질문 13] 플랜트 내에는 반짝거리는 재질이 많은 것이 알고 있습니다, 그런데 이러한 재질에서 반사된 레이저 스캐너의 데이터는 반사 특성 때문에 물체의 형체를 제대로 반영하지 못하는데, 이를 Laica 스캐너에서는 어떻게 처리하였는지 알고 싶습니다.

라이카 스캐너도 재질에 따라 스캔이 되는 부분에 대한 고려를 많이 하고 있는데 유리같은 통과하는 재질이나 아주 반짝이는 제품에 대해서는 스캔이 되지 않습니다. 하지만 반사도가 아주낮은 부분에 대한것도 레이저 스캐너의 더블펄스 기능이 들어있어서 테스트 후에 진행을 해봐야 할듯합니다.

[질문 14] 현장에서 바로 정합하면, 정밀도에 따라 딜레이가 생기는 경우는 없나요? 

네. 현장정합시 딜레이 없습니다.. 실시간 스캐너의 위치를 추적하여 장비가 멈춤과 동시에 기록되는 형식이라고 보시면 됩니다. 

[질문 15] 정말 초보적인 질문을 드려도 될까요? 정말 빠르고 정밀한 3D 스캐너인 것 같긴 한데요. 3D MODELING 정보를 가지고 있는데, SCANNING 기술을 이용하여 별도로 MODELING 정보를 생성해야만 하는 이유가 있는지요? 플랜트/제철소/조선 등의 분야에서 의뢰하는 큰 이유에 어떻게 되는지 알 수 있을까요?

3d 모델링 정보는 가지고 있지만 현장에서의 상황에따라 장비들의 상태들이 변화되는 경우도 있고 설계베이스로 만들어진 모델링과 실측을 통한 모델링은 다르다고 보시면 됩니다. 그래서 스캐너를 통해서 실제 시공되어있는 플랜트 현장에서 스캔을 하고 모델링을 만들어 비교를 하는 작업이 진행되고 있습니다.

[질문 16] 해상도가 좋아 보이는데, 라이카 장비를 구조 변형이 있는 경우를 확인하는 데도 활용할 수 있을까요?

기존의 데이터가 있거나 변형이 된 구조물을 스캔하면 기존의 설계도와 비교할 수 있습니다. 다양한 분야에서 설계도에 따라 생산된 제품을 스캔하여 비교하는 작업도 라이카 자체 소프트웨어에서 가능합니다.

[질문 17] VIS 기술이 정말 좋아 보입니다. VIS 기술을 개발하기 위해 시간과 노력을 투자하신 연구개발자 분들이 존경스럽습니다.

저도 공감합니다. 계속 기술이 발전하고 있고 RTC360뿐만아니라 BLK2GO에도 GRANDSLAM이라는 SLAM과 이미지 기반 기술이 합쳐진 장비도 있습니다.