KR20020007172A

KR20020007172A - 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화프로세스

Info

Publication number: KR20020007172A
Application number: KR1020010041587A
Authority: KR
Inventors: 틴쳉 웡
Original assignee: 브이에이치소프트 아이 피 캄퍼니 리미티드
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2002-01-26
Also published as: IL143813A0; HK1043224B; GB2364813A; US20020009223A1; IE20010588A1; CN1193312C; CN1380623A; RU2001118982A; GB2364813B; ZA200105034B; CA2350743A1; AU5405201A; DE10135271A1; FR2811785A1; MXPA01006971A; JP2002073692A; SG115384A1; US6941000B2; HK1043224A1; GB0017125D0

Abstract

CAD 파일 형식으로 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스에 있어서, 정의된 지시에 따라 동작하는 기억 수단, 메모리 수단, 입력 수단 및 출력 수단에 동작적으로 결합된 중앙처리장치는 기호, 그래픽 요소 및 텍스트 정보간의 관계를 결정하도록 도면을 분석하고 상기 도면으로부터의 기호, 그래픽 요소, 및 텍스트 정보를 해석하여 그래픽 요소의 정량 분석을 제공하고 또한 도면의 3차원 재구성을 제공하고 또한 소정 공식에 따라 도면으로부터의 데이터의 해석을 제공하며, 상기 중앙처리장치를 작동시키는 모든 정의된 지시와 상기 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하는 모든 정의된 알고리즘 및 지시 및 수식은 상기 기억 수단에 기억된다.

Description

엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스{COMPUTER AUTOMATED PROCESS FOR ANALYSING AND INTERPRETING ENGINEERING DRAWINGS}

본 발명은 디지털 형식으로 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 처리 시스템에 관한 것이다.

구조 분석 및 도면의 생성과 같은 건설 산업내의 많은 양상은 컴퓨터로 처리되어지고 있다. 그러나 철근 콘크리트 구조에 사용되는 보강재의 양, 사용되는 거푸집(formwork) 및 콘크리트의 양 등의 수량 측량 작업은 아직도 수작업으로 행하여지고 있다.

지금까지 수량 측량 작업은 도면을 판독하고 해석하는데 굉장히 어렵기 때문에 컴퓨터화 할 수 없었다. 수량 측량사의 업무는 고도의 기술 및 경험을 필요로 하는 복잡한 것이다. 수량 측량사는 필요한 기술을 취득하기 위해서 광범위한 현장 교육을 경험해야 한다.

컴퓨터를 이용한 설계 형식의 형태를 이용하여 도면을 작성하는 것이 일반적인 관행이다. 그 다음 이들 도면은 수량 측량사에 의해 인쇄되어 입찰 목적의 입찰용 문서에 없어서는 안 될 부분을 형성한다.

건설 프로젝트에서는 개발자와 계약자 모두 프로젝트의 비용을 결정하려고 상당한 시간을 소비하여 노력하고 있다. 개발자는 계약자와 프로젝트의 비용을 확정하여 고정하기를 바라고 계약자는 그 입찰이 실제적이며, 공사의 모든 양상을 포함하고 비용 예상이 가능한 한 정확한 것을 확보하기를 바란다.

일반적으로 계약자는 얼마의 재료가 프로젝트를 완료하기 위해 필요한지를 정확하게 결정하기 위해 개발자에 의해 준비되어지는 프로젝트의 엔지니어링 도면을 재검토하고 분석한다. 이 단계에서 경험 많은 수량 측량사는 전형적인 고층 프로젝트의 측정 작업을 완료하기 위해 여러달 동안 4 내지 5명을 투입하여야 한다. 일단 재료의 총량이 결정되면 계약자는 항목별 비용을 결정할 수 있고 따라서 프로젝트 공사의 총비용에 도달한다.

재료 및 비용의 내역은 수량 명세서(Bill of Quantity)로 알려진 문서에 작성된다. 이 문서는 일반적으로 수백 페이지에 이른다. 적합한 수량 명세서를 준비하기 위해서, 수량 측량사는 도면에 도시된 바와 같은 프로젝트를 완료하기 위해 얼마의 재료가 필요한지를 정확하게 견적하기 위해서 모든 엔지니어링 도면의 모든 양상을 재검토하고 분석해야 한다. 재검토되어야 하는 도면의 수는 수백개일 수 있다.

일단 계약이 주어지면, 통상적으로 개발자는 모든 것을 다시 측정을 하도록 개발자 소속의 수량 측량사를 보내 2개의 개별 수량 측량팀에 의해 수행된 측정 기록간의 불일치가 존재하는지를 찾아낸다. 불일치가 발견되면, 두 수량 측량팀은 작은 비율의 오차가 수백만 달러를 의미할 수도 있기 때문에 차이를 검토하여 수정해야 한다. 이 정보를 측정하고 검증하는데 걸린 총시간은 20명이 여러달 동안에 이를 수도 있을 것이고 따라서 매우 비용이 많이 드는 프로세스이다.

현재의 엔지니어링 도면의 분석은 시간이 많이 소비되고 비용이 많이 드는 느린 수작업 처리이다. 또한 이 일은 반복적이며 매우 지루하고 따라서 실수가 발생하기 쉽다.

본 발명은 디지털 형식으로 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스이다. 본질적으로 처리는 임의의 유형의 엔지니어링 도면에서의 기호 및 그래픽의 인식 후 도면의 의미있는 해석을 제공하도록 도면에서의 기호와 그래픽 요소간의 관계를 분석한다. 도면의 해석은 도면의 정량 분석 및/또는 도면의 3차원 재구성을 포함하는 다양한 방식으로 수행될 수 있다.

기호 및 그래픽 요소의 인식은 신기한 것은 아니다. 그러나 지금까지 도면에서의 기호 및 그래픽 요소의 인식은 단지 이들 항목의 정적 인식에 한정되어졌고 지금까지 의미있는 결과를 제공하는 기호와 그래픽 요소간의 관계의 분석은 가능하지 않았다.

처리는 기억 수단, 메모리 수단, 입력 수단 및 출력 수단에 동작적으로 결합된 중앙처리장치를 가지는 컴퓨터를 필요로 한다. 기억 수단은 도면에서 마주치게 될 각종 상이한 기호의 템플레이트(template) 및 도면의 그래픽 요소를 확인하고 인식하는 소정 알고리즘을 기억하는데 사용될 수 있다. 기억 수단은 도면의 분석 및 해석에 필요하게 될 그 밖의 데이터 또는 정보를 기억하는데 사용될 수도 있다.

도면의 분석은 중앙처리장치에게 도면으로부터 디지털 형식으로 기호, 그래픽 및 텍스트 데이터를 분석하고 해석하며 기호, 그래프 요소 및 텍스트 데이터간의 관계를 결정하도록 그 정보를 처리하게 하는 알고리즘에 따라 수행된다.

처리는 임의 유형의 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하는데 사용될 수 있으나, 특히 사용자가 복잡한 도면을 많이 다루어야 하는 건설 산업에서의 사용에 적합하다. 그러므로 편의를 위해 그리고 이해를 쉽게 하기 위해 프로세스를 공사 엔지니어링 도면을 참조하여 아래에 설명한다.

도 1은 기호를 인식하는 처리를 설명하는 플로차트,

도 2는 성분을 인식하는 처리를 설명하는 플로차트,

도 3은 보강 철근의 인식을 설명하는 플로차트,

도 4는 중력장에서의 샘플 지점의 위치를 나타내는 도면,

도 5는 3개의 봉강(steel bar) 라인 및 이것에 모두 서로 평행하게 도시된 3개의 주석 문자열을 나타내는 도면,

도 6은 각종 요소를 도시하는 전형적인 프레이밍 설계,

도 7은 프레이밍 설계로부터 확대된 단면,

도 8은 각종 빔의 전형적인 상세 도면,

도 9는 횡방향의 빔을 도시하는 상세 도면으로부터의 확대 단면,

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 기둥 2 : 벽

3 : 빔 4 : 계단

5 : 슬래브

공사 엔지니어링 도면의 분석에서는, 2개의 주요 출처, 즉, 프레이밍 설계(framing plan) 및 상세한 도면으로부터 정보를 얻어야 한다. 프레이밍 설계는 층별로 빌딩의 전체 레이아웃을 나타내는 반면에 상세한 도면은 층별로 기둥, 벽, 빔, 슬래브(slab) 및 계단 등의 빌딩의 개별 구성 요소를 나타낸다.

요소의 위상 정보는 프레이밍 설계 도면으로부터 얻을 수 있는 반면에 각 구성 요소의 실제 수량 및 크기는 대응하는 상세한 도면으로부터 얻을 수 있다.

수량 측량사가 각 항목이 무엇으로 구성되어 있나 정확하게 식별할 수 있도록 각 도면 내의 모든 요소는 산업표준규약에 따라 라벨이 붙여진다. 따라서, 예를 들면, 기둥 설계에 대해서, 수량 측량사는 기둥의 보강 바의 정확한 수량, 각 바의 크기, 2개의 인접한 기둥간의 바의 오버랩의 정도를 확인할 수 있을 것이다. 수량 측량사는 도면을 해석함으로써 요구되는 재료의 수량을 결정해야 한다.

하나의 프레이밍 설계 도면은 빌딩의 한 층의 평면도를 제공한다. 도면은 구성요소의 위치의 정보, 크기 및 이들간의 관계를 나타내거나 또는 내포하도록 라인, 원호, 텍스트 등으로 구성되어 있다.

프레이밍 설계 및 상세한 도면에는 5 종류의 주요 구성요소가 있다. 이들 구성요소 중 일부는 아우트라인 형식으로 정면도에 도시되는 반면에, 나머지는 평면도에 도시되고 일부는 표에 도시된다. 5 종류의 구성요소는 다음과 같다.

1. 기둥 - 이들은 폐환상, 직사각형 또는 다각형으로 평면도에 도시된다.

2. 빔 - 경계를 2세트의 개별 평행선으로 나타낸다. 아치형의 빔은 동심 원호으로 나타낸다.

3. 벽 - 폐다각형을 형성하는 라인 세트는 벽의 토대를 나타내고 대부분의 라인이 수직인 라인 세트는 벽의 좌 또는 우 가장자리를 나타내고 2 세트의 평행선은 벽의 상부를 나타낸다.

4. 계단 - 평면도에는 동일한 거리의 2개 마다의 라인 사이에 하나 이상의 짧은 평행선 그룹으로 도시된다. 형상은 직사각형 또는 등축이 아닌 다각형이 될 수 있으나 그 경계는 항상 벽이다. 단면도에서 각 계단은 하나가 수평이고 하나가 수직인 2개의 연결된 라인으로 구성되어 있다. 각 층계참(landing)은 2개의 평행선으로 구성된다.

5. 슬래브 - 빔과 벽에 의해 둘러싸인 영역은 각기 슬래브의 위치와 방향을 나타내는 문자열 및 슬래브 마크로서 나타낸 이름을 가진다.

처리는 다음과 같이 요약될 수 있다.

(i) 중앙처리장치는 라인, 텍스트, 원호, 점궤선 등의 도면에서의 모든 그래픽 요소를 판독하고 이 정보는 추후 분석을 위해 각종 어레이(array)에 기억된다. 또한, 도면이 기둥의 도면이면, 중앙처리장치가 기둥이 위치되는 층 및 특정 층의 기둥의 위치를 확인하는 것과 같이, 전체 평면 내의 도면의 공간 위치가확인된다.

(ⅱ) 그 다음 중앙처리장치는 도면의 기호를 기억 수단에 기억되어 있는 템플레이트와 비교함으로써 도면에서 발견된 엔지니어링 기호를 인식한다. 기호의 인식은 도면에서의 그래픽 요소의 인식을 용이하게 한다.

(ⅲ) 그 다음 중앙처리장치는 정의된 알고리즘에 의해 도면에 도시된 기둥, 빔, 슬래브 및 계단 등의 그래픽 요소를 인식하고 각 요소의 크기 및 형상을 결정한다.

(ⅳ) 그 다음 중앙처리장치는 각 그래픽 요소를 사용하여 생성되는 도면의 3차원 모델을 가능하게 하고/또는 수학식에 따라 각 성분을 정량화한다. 따라서, 예를 들면, 공사에 필요하게 될 보강 철근의 양, 콘크리트의 양 및/또는 거푸집의 양을 정량화 할 수 있다.

처리의 각 단계가 설명된다.

그래픽 요소의 판독

처리의 처음에, 중앙처리장치는 라인, 텍스트 등의 모든 그래픽 요소를 판독하고 이들 값을 기록하고 기억한다. 각 그래픽 요소의 값의 기록 및 기억 이외에 중앙처리장치는 어느 도면이나 모두 각 그래픽 요소의 공간 위치를 기록한다.

기호 인식

도면의 요소를 인식하기 위해서, 먼저 이들 성분을 확인하는 슬래브 마크 등의 기호를 인식하는 것이 필요하다.

각 기호는 4가지 양상으로 설명될 수 있는 하나의 템플레이트를 가지고 있다.

1. 기호가 구성되이 있는 엔티티(entity);

2. 각 엔티티가 만족해야 하는 조건;

3. 상이한 엔티티간의 관계;

4. 관계를 설명하는 문턱(threshold).

템플레이트는 기억 수단 내에 기억되어 있고 중앙처리장치에 의해 필요할 때 액세스된다.

기호를 인식하는 처리는 도 1에 도시된 플로차트에서 설명된다.

각종 어레이에 보유되어 있는 모든 그래픽 요소의 값은 기호 인식으로 분석된다. 기호 인식을 위해 중앙처리장치는 각 어레이에서의 각 그래픽 요소의 값을 기억 수단에 보유되어 있는 주지의 기호의 값을 비교해야 한다. 그래픽 요소의 값이 기억 수단에 보유되어 있는 주지의 값의 정의된 한계와 동일하거나 또는 이 한계 내이면, 요소는 적절한 기호로서 인식된다.

일단 도면의 기호가 인식되어지면 도면의 모든 구성요소를 인식할 수 있다.

각종 구성요소의 인식이 효율을 위해 순차적으로 수행된다.

순서는 먼저 도면 내의 구성요소의 위치 및 크기에 대한 참조를 가지도록 그리드 시스템을 인식하는 것이다. 그 다음 이들이 2개의 수직의 그리드 라인의 교차점에 위치될 때 기둥이 인식된다. 그 다음 이들이 기둥에 위치할 때 빔이 인식된다. 인식되는 다음의 구성요소는 벽 그 다음에 계단과 슬래브이다.

기둥 인식

도면에서 각 기둥은 이름에 의해 식별된다. 기둥을 식별하기 위해서, 중앙처리장치는 소정 알고리즘을 참조하여 도면을 분석한다.

기둥을 식별하는데 이용되는 알고리즘은 다음과 같이 설명될 수 있다.

1. 모든 그리드 위치를 식별하고 두개의 수직 그리드마다의 모든 교차점을 연산한다;

2. 매 그리드 교차점 근처의 "C1" 등의 기둥 문자열을 파악한다. 각 문자열의 위치는 식별되어 기억 수단에 기억된다;

3. 문자열이 발견되지 않으면, 교차점 부근에 접두사 "C"를 가진 문자열을 파악한 다음에 이 접두사를 가진 모든 문자열을 찾는다. 그 다음 각 문자열의 위치는 식별되어 기억 수단에 기억된다;

4. 일단 기둥이 위치가 정해지면, 각 기둥 문자열 근처의 600*400과 같은 문자열을 파악하려고 노력한다;

5. 크기가 발견되지 않으면, 제목 문자열 "TYPICAL COLUME"로 식별되는 전형적인 기둥 범례가 존재하는지를 확인하기 위해 전체 프레이밍 설계를 조사한다. 이 범례로부터, 특정 도면에서 모든 기둥의 형상 및 크기를 확인할 수 있다. 그 다음 이 정보는 기억 수단에 기억된다;

6. 전형적인 기둥 정보가 발견되지 않으면, 등축이 아닌 형상의 기둥만이 존재한다고 생각한다;

7. 크기 정보가 존재하지 않으면, 기둥의 폐경계를 찾는다. 기둥의 크기는 2개의 인접 그리드간의 거리의 반 이상이 될 수 없다.

빔 인식

빔은 두개의 기둥 또는 하나의 기둥과 벽 또는 다른 빔에 위치가 정해진다. 빔을 식별하기 위해서, 중앙처리장치는 소정 알고리즘을 참조하여 도면을 분석한다. 빔을 식별하는 알고리즘은 다음과 같이 설명될 수 있다.

1. "*B*"와 같은 문자열을 식별함으로써 빔 이름을 파악한다. 문자 "B"는 문자열의 끝에 위치되어서는 안된다. 그 다음 이 정보는 기억 수단에 기억된다;

2. 각 빔 문자열에 대해서는 400*500과 같은 문자열을 식별하여 빔의 폭과 깊이를 식별한다. 빔은 수평이거나 또는 수직일 수 있다. 빔이 수직이면, 빔 문자열도 수직이어야 한다;

3. 상기 식별된 각 빔의 경계를 파악한다. 각 이웃 요소, 즉, 기둥 또는 벽의 위치를 파악한다. 빔은 두개의 구성요소 사이에 존재하여야 한다. 두개의 요소 사이의 라인을 식별하고 따라서 하나의 빔 경계를 식별한다;

4. 크기 정보가 존재하면, 이것을 사용하여 제2 빔 경계를 식별한다. 크기 정보가 존재하지 않으면, 제2 빔 경계의 거리는 소정 문턱값에 미치고 2개의 요소 사이여야 한다. 제1 빔 라인의 바로 밑인 제2 빔 라인은 교차하거나 또는 오버랩 될 수 있으나 점선이 될 수 없다.

벽 인식

벽의 인식은 빔의 인식과 비슷하며 다음 알고리즘에 따라 수행된다.

1. 도면의 모든 디지털 데이터로부터, 문자열 "W*", 즉, 제1 위치에서문자 "W"를 포함하는 문자열을 식별함으로써 벽 이름을 파악한다. 그 다음 이 정보는 기억 수단에 기억된다;

2. 이렇게 식별된 각 벽에 대해서, 벽의 깊이를 나타내고 있는 "200"과 같은 숫자 문자열을 식별한다. 이 정보는 기억 수단에 기억된다;

3. 빔 경계를 식별하기 위한 수순과 같은 수순으로 상기 식별된 각 벽의 경계를 파악한다.

계단 인식

상세한 도면에서 계단은 평면도 및 단면도이다. 그러므로 2가지 다른 종류의 알고리즘이 다른 관점의 계단을 식별하는데 사용되어야 한다. 평면도에 대해서는 다음 알고리즘이 사용된다.

1. "계단 번호 1"과 같이 평면도에서 계단 문자열을 파악한다;

2. 2개의 인접한 라인간의 비슷한 길이 및 비슷한 거리의 한 세트에서 4개 이상의 라인을 포함하는 하나 또는 그 이상의 라인 세트를 파악한다;

3. 라인 세트를 둘러싸고 라인 세트에 접촉해 있는 폐쇄 경계를 파악한다.

계단의 단면도에 대해서는 다음 알고리즘이 사용될 수 있다.

1. 수평선의 한 지점이 수직선의 정점과 연결되는 수직 및 수평선을 파악한다. 수직선에 대한 수평선의 비율은 0.5 이상이고 2 이하이어야 한다. 이와 같은 라인이 존재하면, 이들과 비슷한 라인의 5개 이상의 그룹이 존재하는지를 파악한다. 이러한 그룹은 계단을 나타낸다.

2. 모든 계단을 파악하고 이와 같은 각 계단의 최상단 및 최하단 층계참을 파악한다.

슬래브 인식

슬래브는 도면의 그래픽 요소가 아니라 주위 구성요소에 의해 인식된다.

슬래브를 인식하는 알고리즘은 다음과 같다.

1. "X"처럼 보이는 2개의 라인이 항상 존재하는 라인 세트를 파악함으로써 구멍을 파악하고 인식한다. 모든 라인의 정점을 세트로 파악한다. 하나의 폐쇄 경계가 발견되면 구멍이라 생각된다;

2. 도면에서 발견된 기호를 기억 수단에 기억되어 있는 기호와 비교함으로써 슬래브 표시를 파악하고 인식한다;

3. 초기에 약술된 수순을 이용하여 모든 벽과 빔의 경계를 결정한다;

4. 슬래브 표시를 식별함으로써 각 슬래브의 경계를 인식한다. 슬래브 표시는 각 슬래브의 중심에 위치된다. 슬래브 표시로부터 슬래브 표시의 좌측으로 제1 비-수평선을 찾는다. 이 라인으로부터 시계반대 방향으로 이 라인에 연결된 라인을 찾는다;

5. 어느 구멍이 어느 슬래브 경계내에 있는지를 식별함으로써 구멍을 슬래브에 연결한다.

구성요소의 인식은 도 2와 같이 설명된 플로차트에서 설명하기 위해 도시된다.

일단 요소가 인식되어지면 요소의 위치, 이들의 크기 및 치수에 대한 모든데이터를 알게 될 것이다. 이 정보에 의해, 도면에서의 그래픽 요소의 3차원 모델을 생성하도록 데이터를 해석할 수 있고 따라서 전체적으로 빌딩을 해석할 수 있다. 이는 도면에 나타내어진 빌딩 또는 요소의 3차원 영상을 재구성하도록 소정의 수학식을 사용하는 중앙처리장치에 의해 수행되어 이들의 공간 위치를 포함하는 모든 그래픽 요소의 데이터를 결합한다. 3차원 모델에 의해, 어느 요소의 부정확한 설치와 같이 공사에 앞서서 빌딩의 공사에서 발생할 수 있는 문제를 식별할 수 있다.

또한, 상기 처리의 결과로서 얻어진 정보로부터, 공사에 필요하게 될 보강 철근, 콘크리트, 거푸집 및 그 밖의 요소의 양을 정량화 할 수 있다. 또한, 도면에서 발견되는 스프링쿨러, 문, 창문 등 그 밖의 모든 요소를 파악하여 정량화 할 수 있다.

각 요소에 대해 필요하게 될 콘크리트의 양은 모든 각종 요소의 치수로부터의 수학식에 의해 계산될 수 있다.

마찬가지로, 각종 요소의 공사에서 필요하게 될 거푸집의 양은 관련 요소의 치수로부터 결정될 수 있다.

보강 철근의 정량화는 도면에서의 라인이 보강 봉강을 나타내는 것을 인식할 필요가 있기 때문에 콘트리트 양 또는 거푸집의 양의 정량화보다 어렵다.

일반적으로 보강 철근에는 3개의 구성요소, 즉, 주석 문자열, 폴리라인 및 연결 라인이 있다.

봉강의 주석 문자열은 철근 종류, 직경, 수량, 일련 번호 및 보강 철근의 위치를 나타낸다. 폴리라인은 봉강의 형상을 나타내고 연결 라인은 주석 문자열을 폴리라인과 연결하는데 사용된다. 따라서, 예를 들면, 범례 5-Y10-23-150 B1은 10㎜ 직경의 5 Y 타입 봉강이 B1에서 150㎜ 이격되고 모든 봉강은 바 마크 23을 가지는 것을 의미한다.

또한, 예로써, 범례 35 R 10-101-150 SS는 빔 주위에 묶인 단일 스터럽(stirrup)을 나타낸다. 숫자 35는 빔 주위의 스터럽의 번호를 나타낸다. 문자 R은 스터럽의 종류를 나타낸다. 숫자 10은 스터럽의 봉강의 직경을 나타낸다. 숫자 101은 철근 스터럽의 마크이고 숫자 150은 빔을 따른 스터럽의 간격이다.

보강용 봉강의 인식은 도 3에 설명된 플로챠트에서 볼 수 있다.

이 설명으로부터 보강 봉강의 인식 및 식별이 철근 주석 문자열을 식별하여 분석함으로써 상세한 도면에서 수행된 다음에, 주석 라인을 파악하고 분석하는 것을 알 수 있다.

철근 주석 문자열 분석

철근 주석 문자열에는 5개의 주요 요소, 즉, 수량, 종류, 직경, 번호 및 위치 속성이 있다. 수량은 보강 철근의 양을 나타낸다. 종류는 "T" 또는 "R" 또는 "Y" 또는 "ET" 등의 보강 철근의 종류를 나타낸다. 직경값은 봉강의 직경을 참조하여 10에서 40까지의 정수 범위의 값으로 나타내어진다. 번호 값은 보강 철근의 일련 번호이며 정수 또는 정수에 문자를 더하여 나타내어진다. 위치 속성은 보강 철근의 위치를 제공하며 "T1 & B1", "E.F", "T" 및 "B2" 등의 문자열 또는 문장으로 나타내어질 수 있다.

철근 주석 문자열을 해석하기 위한 수순(알고리즘)은 다음과 같다.

1. 디지털 데이터로부터 철근 주석 문자열을 식별한다;

2. 그 다음 이 문자열은 그 개별 기호로 분리된다. 예를 들면 "5Y10-200 T&B"는 "5, Y, 1, 0, -2, 0, 0,,T, &, B"로 분리될 수 있다;

3. 문자열에서 분리된 문자를 정확한 문자 그룹으로 분류한다. 따라서, 예를 들면, "5Y10-200 T&B" 는 "5", "Y", "10", "-", "200", "T", "&", "B"로 분류된다;

4. 그 다음 중앙처리장치는 처음 3그룹을 철근 종류의 주지의 특징과 비교한다. 이들 정의된 특징은 기억 수단에 기억되어 있다;

5. 문자열에 철근 종류의 그룹이 위치되면, 이것은 참조점으로 사용되고 이 참조점 전후의 그룹은 중앙처리장치에 의해 분석되어 이들이 철근 주석 문자열에서 구성요소의 정의된 문자와 매칭시키는지를 안다. 그렇다면, 문자열은 봉강 주석 문자열로 결정된다.

봉강 주석 문자열이 위치되었으면, 봉강 라인을 식별하도록 주석 문자열이 참조하는 도면의 라인으로 평가되어야 한다. 주석 문자열은 주석 라인에 의해 봉강 라인을 나타낸다.

이는 주석 문자열과 주석 라인간의 근사를 측정하는 마크 라인 상대 분석으로 행해진다. 각 라인에는 추상적인 중력장이 주어진다. 이 추상적인 중력장은 도면 대상간의 정확한 관계를 나타낼 수 없는 통상적인 중력장과는 다르다. 따라서 중력장은 라인의 기호의 가산 및 문자열과 라인의 배열법에 의해 변경된다.

라인의 중력장에 영향을 주는 기호는 짧은 라인, 라인 위의 도트(dot) 및 화살표를 포함한다. 이들 요소는 크기, 형상 영역 및 중력장의 방위를 변경시킨다. 포인트가 중력장에 도입되어 라인의 중력을 형성한다. 중력장에서의 샘플 지점의 위치가 도 4에 도시된다.

도 4의 제1 기술은 중력장의 모든 8개 모든 지점이 라인과 문자열간의 관계 결정에 고려되는 통상적인 중력장의 기술이다. 제2 기술은 주석 라인의 일단에서 화살표를 가진 라인을 나타낸다. 이러한 상황에서 이 라인을 연결하는 텍스트는 일반적으로 화살표로부터의 라인의 대향단 근처이다. 따라서 화살표 끝의 중력장은 감소되어 지점(4, 5, 6)은 관계 결정에 사용되지 않는다. 마찬가지로 라인이 양단에 화살표를 가지면, 지점(3, 7)만이 관계 결정에 사용된다.

또한 문자열과 라인의 배열법이 라인의 중력장을 변경시킨다. 다수의 봉강 라인이 서로 평행하게 존재하는 곳에서는 주석 문자열이 속하는 철근 라인을 확인하기는 어려울 수 있다.

이것은 3개의 봉강 라인과 3개의 주석 문자열이 모두 서로 평행하게 도시되는 도 5에서 설명된다. 이러한 경우에 문자열이 말하는 3Y 10-91-300 B2 참조로 라인을 결정하기가 어려울 수 있다.

라인의 그룹과 텍스트가 규칙적으로 그리고 차례로 배열되는 경우에 그룹에서의 중력장이 변경되어 어느 지점은 도 5에 도시된 바와 같이 무시될 것이다. 따라서 도 5에서는 샘플 지점(2, 3, 4)만이 라인과 문자열간의 관계를 결정하는데 사용될 수 있다.

정확한 주석 라인, 즉, 주석 문자열에 연결하는 라인을 확인했으면, 주석 라인에 의해 참조되는 봉강 라인에 대해 결정된다.

주석 라인 분석은 기억 수단에 기억되어 있는 정의된 알고리즘에 따라 수행된다. 알고리즘은 다음과 같이 설명될 수 있다.

1. 도면으로부터 라인을 파악한다;

2. 라인으로 교차하는 짧은 라인, 도트 또는 화살표 등의 기호가 존재하는지를 결정한다;

3. 라인으로 교차하는 기호에 따라, 중력장이 라인 주위에 발생된다.

4. 그 다음 중앙처리장치가 라인의 그룹 및 라인 근처에 교대로 배열된 텍스트가 존재하는지와 그룹의 라인이 라인과 동일한 각, 방위 및 길이를 가지는지를 결정한다. 라인의 그룹 및 텍스트가 발견되면, 라인의 중력장은 배열법에 따라 변경된다;

5. 중앙처리장치는 상세한 도면에서 매 라인마다 중력장을 발생시킨다;

6. 그 다음 중앙처리장치는 철근 주석 문자열과 각 주석 라인간의 거리를 결정한다.

철근 주석 문자열과 주석 라인간의 관계는 가장 근접한 중력장을 가진 라인으로 결정될 수 있다.

어느 주석 라인이 정확한 라인인지가 결정되었다면, 봉강으로 분석되어야 한다. 봉강은 2개의 형태, 즉, 교차 봉강 및 에로우 포인트(arrow point) 봉강으로지시된다. 전자는 주석 라인으로 교차되고 교차점이 도트 기호로 마크되는 폴리라인이다. 에로우 포인트 봉강의 교차점은 화살표에 의해 지시된다. 교차점에서 모든 봉강과 주석 라인은 수직이어야 한다. 봉강이 교차 봉강이면 교차점과 도트의 중심간의 거리는 도트의 직경의 1/2 보다 작어야 한다. 봉강이 에로우 포인트 봉강이면, 교차점과 화살촉간의 거리는 화살표 꼬리간의 거리보다 작아야 한다.

이 분석을 수행함으로써 봉강 라인을 식별할 수 있다. 일단 봉강 라인이 식별되어지면 그 성분의 공사에 필요한 철근의 양을 계산할 수 있다.

처리는 도면을 참조로 설명된다.

도 6은 각종 요소를 나타내는 전형적인 프레이밍 설계를 도시한다.

도 7은 프레이밍 설계로부터 확대된 단면을 도시한다.

도 8은 각종 빔의 전형적인 상세한 도면을 도시한다.

도 9는 횡단면의 빔을 설명하는 상세한 도면으로부터 확대된 단면을 도시한다.

도 6은 빌딩에서의 한 층의 평면도인 전형적인 프레이밍 설계 도면을 도시한다. 기둥(1), 벽(2), 빔(3), 계단(4) 및 슬래브(5)와 같은 각종 그래픽 요소를 도면에서 볼 수 있다. 각 요소의 위치는 그리드(50)를 참조하여 그려지고 따라서 도면에서 제1 기둥(1)은 A1으로 식별된다. 다음 기둥은 B1, C1 등으로 식별된다.

도 7은 도 6에 도시된 프레이밍 설계의 상부 오른쪽의 확대 단면도이다. 이 도면에서 슬래브 마크(6) 및 단면 마크(8) 등의 각종 기호를 볼 수 있다. 또한 구멍(7), 즉, "X"로 마크된 박스를 볼 수 있다. 그 밖의 각종 구멍도 도 7에 기술되나 이들은 마크되지 않았다.

1B16에서 식별된 빔(3)은 점선으로 마크되며 한 측의 기둥(G2)과 다른 벽(W2) 사이에서 볼 수 있다.

도 8은 종단면 및 횡단면의 각종 빔의 전형적인 상세한 도면을 도시한다. 빔 1B16은 도 8의 상부 좌측에서 볼 수 있다.

도 9는 1B16으로 도 8에서 식별된 빔의 종단면의 확대이다. 빔의 보강용 봉강(10)은 오른쪽의 기둥(G1)과 왼쪽의 벽(W2) 사이에서 볼 수 있다. 철근의 상세한 정보는 주석 문자열(12)에서 찾을 수 있다. 주석 문자열이 참조하는 봉강은 주석 라인(11)에 의해 식별된다.

도 6 내지 도 9에서 모든 그래픽 요소는 라인, 점선, 원호, 텍스트로 나타내어 위치, 크기 및 다른 요소의 관계를 보이거나 암시한다는 것을 알 수 있다.

도면을 분석하고 해석하는 처리는 각종 그래픽 요소 모두를 파악하도록 중앙처리장치를 필요로 한다. 일단 모든 그래픽 요소가 파악되고 이들의 상대 위치가 식별되어지면, 이들 요소는 각기 기억 수단에 기억되어 있는 표준 기호의 값과 비교된다. 그래픽 요소의 값이 정의된 한계와 같거나 또는 소정 한계내이면, 그래픽 요소는 적절한 기호로서 인식된다.

일단 모든 기호가 인식되어지면, 적절한 알고리즘에 의해 도면에서 그 밖의 그래픽 요소를 인식할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 슬래브 기호가 인식되는 곳에서는 슬래브가 항상 이들 2개의 요소로 둘러싸이므로 중앙처리장치가 정의된 알고리즘에 따라 슬래브 마크 주위의 그래픽 요소를 분석하여 벽과 빔을 파악할 수 있다.

마찬가지로 원, 직사각형 또는 다각형 형상이 식별될 때 중앙처리장치는 정의된 알고리즘에 따라 형상 주위의 그래픽 요소를 분석하여 형상이 기둥인지 아닌지를 확인할 수 있다.

일단 그래픽 요소가 식별되어지면 요소의 크기 및 형상은 그 요소와 관련된 텍스트를 해석함으로써 결정될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 주석 문자열(12)은 특정 봉강의 수량, 종류, 직경, 번호 및 위치를 식별한다.

각 그래픽 요소의 크기 및 형상 정보를 이용함으로써 그래픽 요소의 3차원 재구성 할 수 있다.

Claims

CAD 파일 형식으로 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스에 있어서,

정의된 지시에 따라 동작하는 기억 수단, 메모리 수단, 입력 수단 및 출력 수단에 동작적으로 결합된 중앙처리장치는 기호, 그래픽 요소 및 텍스트 정보간의 관계를 결정하도록 도면을 분석하고 상기 도면으로부터의 기호, 그래픽 요소 및 텍스트 정보를 해석하여 그래픽 요소의 정량 분석을 제공하고 또한 도면의 3차원 재구성을 제공하고 또한 소정 공식에 따라 도면으로부터의 데이터의 해석을 제공하며, 상기 중앙처리장치를 작동시키는 모든 정의된 지시와 상기 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하는 모든 정의된 알고리즘 및 지시 및 공식은 상기 기억 수단에 기억되는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스.
제1항에 있어서,

상기 중앙처리장치는 각 개별 도면을 스캔하여 도면 내에 포함된 모든 그래픽 및 텍스트 정보 및 기호를 식별하고 또한 각 그래픽 요소의 형상, 치수 및 공간 위치와 모든 기호의 위치와 도면의 텍스트를 식별하고, 이러한 정보는 추후 분석을 위해 상기 기억 수단에 기억되는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스.
제2항에 있어서,

상기 중앙처리장치는 매 도면에서 각 그래픽 요소를 스캔하고 각 그래픽 요소를 상기 기억 수단에 기억되어 있는 주지의 패턴과 비교하고, 상기 패턴이 상기 기억 수단의 패턴과 동일하거나 또는 정의된 한계 내에 있으면 상기 중앙처리장치는 상기 그래픽 요소를 식별하고 각 그래픽 요소의 위치를 기록하여 상기 기억 수단에 기억하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스.
제3항에 있어서,

상기 중앙처리장치는 도면의 기호를 상기 기억 수단에 기억되어 있는 주지의 패턴과 비교함으로써 도면에 포함된 기호를 식별하고, 상기 패턴이 상기 기억 수단의 패턴과 동일하거나 또는 정의된 한계 내에 있으면 상기 중앙처리장치는 주위 그래픽 요소에 관하여 결정되는 기호 및 기호의 위치를 식별하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스.
제4항에 있어서,

상기 중앙처리장치는 도면의 텍스트를 상기 기억 수단에 기억되어 있는 주지의 패턴과 비교함으로써 도면에 포함된 텍스트를 식별하고, 상기 패턴이 상기 기억 수단의 패턴과 동일하거나 또는 정의된 한계 내에 있으면 상기 중앙처리장치는 주위 그래픽 요소에 관하여 결정되는 기호 및 기호의 위치를 식별하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스.
제5항에 있어서,

상기 중앙처리장치는 그래픽 요소와 관련된 기호 및 텍스트와 함께 각 그래픽 요소를 분석함으로써 도면의 각 그래픽 요소의 의미 및 상기 기억 수단 내에 기억되어 있는 정의된 알고리즘에 따라 그래픽 요소의 위치를 식별하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스.
제6항에 있어서,

상기 중앙처리장치는 상기 그래픽 요소에 연결되거나 또는 이 그래픽 요소에 가까운 정의된 한계내인 텍스트 정보 및 기호를 분석하고 상기 기억 수단 내에 기억되어 있는 정의된 알고리즘에 따라 각 그래픽 요소의 크기 및 치수를 결정함으로써 상이한 그래픽 요소간의 관계를 해석하고 각 그래픽 요소의 크기 형상 위치 및 치수를 결정하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스.
제7항에 있어서,

상기 중앙처리장치는 상기 기억 수단에 기억되어 있는 정의된 지시에 따라 모든 관계 도면으로부터의 각 그래픽 요소에 관계가 있는 모든 정보 및 데이터를식별하고, 이러한 정보는 상기 기억 수단 내에 기억되는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스.
제8항에 있어서,

상기 중앙처리장치는 상기 기억 수단 내에 기억되어 있는 소정 공식에 따라 각 도면의 각 그래픽 요소의 수량 및 엔지니어링 의미를 결정하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 도면을 분석하고 해석하기 위한 컴퓨터 자동화 프로세스.