本發(fā)明涉及可實時監(jiān)視文化遺產構造物的狀態(tài)的文化遺產構造物監(jiān)視系統(tǒng)。

背景技術：

一般來說，構造物的計測是通過如下方式進行的：在構造物上設置可測定構造物物理量的昂貴的傳感器裝備，利用設在中控室內的可對由傳感器傳送的計測結果信息進行分析和綜合的昂貴的監(jiān)視系統(tǒng)，且另外設置運營商持續(xù)分析監(jiān)視結果來診斷構造物的狀態(tài)。

但是，由于現(xiàn)有的監(jiān)視系統(tǒng)以二維圖表等方式提供傳感器的按時間數(shù)值，因此，現(xiàn)有的監(jiān)視系統(tǒng)要求可把握傳感器數(shù)值的專家知識，且把握數(shù)值需要較長時間。

此外，一般來說，如是適用于工廠設備生產線上的監(jiān)視系統(tǒng)，雖然可利用互聯(lián)網(wǎng)進行在線計測，但是大部分文化遺產構造物計測不是在線上而是在現(xiàn)場進行的。因此，在因周邊環(huán)境的變化而在文化遺產構造物上發(fā)生了危險要素的情況下，很難計測危險要素或建立對策方案。

因此，需要一種監(jiān)視系統(tǒng)，該監(jiān)視系統(tǒng)使得管理者不難進行數(shù)值解析，可容易實時地把握文化遺產構造物的狀態(tài)來針對文化遺產構造物上發(fā)生的問題建立解決方案。

在先技術文獻

專利文獻

1.韓國專利公告第10-0842887號(2008.07.02)

技術實現(xiàn)要素：

要解決的技術課題

本發(fā)明的目的在于提供一種文化遺產構造物監(jiān)視系統(tǒng)及其監(jiān)視方法，其 利用與傳感器連接的bim(buildinginformationmodeling(建筑信息建模))模型以三維畫面提供文化遺產構造物的位置變化，從而能夠實時地監(jiān)視文化遺產構造物的狀態(tài)。

課題解決方案

用于解決所述目的的本發(fā)明的一實施例的文化遺產構造物監(jiān)視系統(tǒng)，包括：傳感器模塊，附著在文化遺產構造物的部件上，以預定時間單位檢測相應部件的位置變化；以及監(jiān)視終端裝置，從所述傳感器模塊接收伴隨所述檢測到的相應部件的位置變化的傳感值，利用與所述傳感器模塊連接的bim(buildinginformationmodeling)模型，重疊所述相應部件的位置變換前后的狀態(tài)并以三維畫面提供。

本發(fā)明的一實施例的文化遺產構造物監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視方法，包括：從附著在文化遺產構造物的部件上的傳感器模塊，以預定時間單位接收伴隨相應部件的位置變化的傳感值的步驟；以及利用與所述傳感器模塊連接的bim(buildinginformationmodeling)模型，重疊所述相應部件的位置變換前后的狀態(tài)并以三維畫面提供的步驟。

發(fā)明效果

如以上說明，根據(jù)本發(fā)明，關于文化遺產構造物的位置變化，可利用與傳感器連接的bim模型，以三維畫面提供相應部件的位置變化前后的狀態(tài)，從而能夠實時地容易監(jiān)視文化遺產構造物的狀態(tài)。

此外，通過提供相應部件的位置變化原因及基于位置變化程度的危險與否，能夠建立對相應部件的維修、解體、維護等方案。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的文化遺產構造物監(jiān)視系統(tǒng)的結構的框圖。

圖2是示出圖1的監(jiān)視終端裝置的結構的框圖。

圖3是示出本發(fā)明的一實施例的文化遺產構造物的狀態(tài)的畫面。

圖4是用于說明本發(fā)明的一實施例的文化遺產構造物的監(jiān)視方法的流程圖。

圖5是說明本發(fā)明的一實施例的用于監(jiān)視文化遺產構造物的建模方法的 流程圖。

圖6是用于說明圖4的s420步驟的流程圖。

附圖標記說明

1000:文化遺產構造物監(jiān)視系統(tǒng)

100a～100n:傳感器模塊200:監(jiān)視終端裝置

111:位置變化檢測部112:傳送部

210:接收部220:保存部

230:建模部240:模擬部

250:判斷部

具體實施方式

本發(fā)明可進行多種變更，且可有多重實施例，特定的實施例示于附圖且在具體說明部分進行詳細說明。但這不意味著要把本發(fā)明限定于特定的實施形態(tài)，本發(fā)明應理解為包括本發(fā)明的思想及技術范圍中所含的所有變更、均等物和替代物。

在對各圖的說明中將類似的參照標記用于類似的構成要素上。在本發(fā)明的說明中，判斷為對關聯(lián)公知技術的具體說明可能造成本發(fā)明思想不清楚時，省略了其詳細說明。

“第一、第二”等用語可用于說明多種構成要素，但是所述構成要素不以所述用語進行限定。所述用語僅用于將一個構成要素與別的構成要素區(qū)別開的目的。

例如，在不脫離本發(fā)明的權利范圍的情況下，第一構成要素可命名為第二構成要素，類似地，第二構成要素也可以命名為第一構成要素。

“及/或”這樣的用語包括多個關聯(lián)的記載項目的組合或多個關聯(lián)的記載項目中某個項目。

某些構成要素被描述為“連接”或“接入”到別的構成要素上時，可以是直接連接或接入該別的構成要素上，但是應該理解為也可能是中間借助第三個構成要素進行了連接或接入。

相反，在某些構成要素被描述為“直接連接”或“直接接入”到別的構成要素上時，應理解為中間不存在借助連接或接入的第三個構成要素。

本申請中所使用的的用語僅是為了說明特定的實施例而使用的，并不試圖以此限定本發(fā)明。

單數(shù)的表達只要在前后文中沒有明確表示不同的意思，就包含復數(shù)的表達。在本申請中，應理解“包括”或“具有”等用語意圖指定說明書上記載的特征、數(shù)值、步驟、動作、構成要素、部件或它們的組合的存在，并不預先排除1個或其以上的別的特征或數(shù)值、步驟、動作、構成要素、部件或它們的組合的存在或附加的可能性。

只要沒有定義為別的意思，包括技術或科技用語，在此所使用的所有用語具有與本發(fā)明所屬技術領域中普通技術人員的一般理解相同的意思。

一般所使用的與詞典中定義的用語相同的用語，應解釋為具有關聯(lián)技術的前后文中的意思相同的意思，只要在本申請中沒有明確定義，不解釋為理想的或過度形式性的意思。

下面，參照附圖1～6，對本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的文化遺產構造物監(jiān)視系統(tǒng)進行說明。在下面的說明中，為了明確本發(fā)明的思想，在此省略或簡單進行對現(xiàn)有的公知事項的說明。

圖1是示出本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的文化遺產構造物監(jiān)視系統(tǒng)的結構的框圖。本發(fā)明的一實施例的文化遺產構造物監(jiān)視系統(tǒng)1000可包括附著在文化遺產構造物的部件上的多個傳感器模塊100a～100n及監(jiān)視終端裝置200。

本發(fā)明的一實施例的文化遺產構造物監(jiān)視系統(tǒng)1000的傳感器模塊100a～100n可在發(fā)生地震、山崩、臺風等自然災害、氣候變化、時間經(jīng)過等造成的物理變化時，檢測相應部件的位置變化，并將對應的傳感值通過有線或無線方式傳給監(jiān)視終端裝置200。

監(jiān)視終端裝置200可從文化遺產構造物的部件上附著的傳感器模塊100a～100n接收到傳感值，并利用與傳感器模塊100a～100n連接的bim模型，將相應部件的位置變動、變動原因以及這些導致的危險與否等以三維畫面顯示提供。

在此，文化遺產構造物可以是寺廟、石塔等被指定為文化遺產的構造物，部件可以是形成構造物的柱子、彎柱、栱包，屋頂、基石等。

圖2是示出圖1的監(jiān)視終端裝置的結構的框圖。參照圖2，傳感器模塊100a包括位置變化檢測部111及傳送部112，監(jiān)視終端裝置200可包括接收部210、 保存部220、建模部230、模擬部240及判斷部250。并且，多個傳感器模塊100a～100n可具有相同的結構。

位置變化檢測部111可按預定時間單位檢測相應部件的位置變化，并能夠基于歐幾里德空間函數(shù)計算出伴隨部件的位置變化的三維坐標值及傾斜度(角度)。作為一例，可假設傳感器模塊100a附著時的部件狀態(tài)為正常位置狀態(tài)，正常位置狀態(tài)下第一特征點(+x，+y，+z)和第二特征點(-x，-y，-z)的平均值為基準點，計算連接第一特征點(+x，+y，+z)和第二特征點(-x，-y，-z)的直線的傾斜度來設定為基準傾斜度。位置變化檢測部111以預定時間單位檢測相應部件的位置，可計算出從預定的基準點及基準傾斜度發(fā)生了位置變化的變化點(x'，y'，z')及變化傾斜度。

在此，位置變化檢測部111可以是如陀螺儀傳感器、加速度傳感器、振動傳感器那樣的可檢測位置變化的傳感器。

傳送部112將基于位置變化檢測部111計算的位置變化的變化點及傾斜度變換為可由監(jiān)視終端裝置200接收的數(shù)字信號，并可將變換為數(shù)字信號的伴隨部件的位置變化的三維坐標值(x'，y'，z')及傾斜度上附加了附著到相應部件上的傳感器模塊100a的標識符的傳感值傳送給監(jiān)視終端裝置200。此時，傳送部112可實時傳送基于按照預定時間單位檢測到的部件的位置的傳感值。

監(jiān)視終端裝置200可從傳感器模塊100a接收伴隨檢測到的相應部件的位置變化的傳感值，利用與傳感器模塊100a連接的bim(buildinginformationmodeling)模型，可將相應部件的位置變換前后的狀態(tài)重疊以三維畫面提供。參照圖2，監(jiān)視終端裝置200可包括：接收部210，保存部220，建模部230，模擬部240及判斷部250。

接收部210可從預定的至少一個傳感器模塊100a～100n接收數(shù)字變換的傳感值。此時，傳感值可以是附著在相應部件上的傳感器模塊100a的標識符、伴隨相應部件的位置變化的三維坐標值及傾斜度。接收部210可將所接收的傳感值實時保存到保存部220。

保存部220可按照所接收的順序保存所接收的傳感值，且可保存用于建模部230的模型構筑的數(shù)據(jù)以及用于監(jiān)視的各種處理數(shù)據(jù)。

建模部230通過實際測量文化遺產建筑物的各部件的三維掃描獲得各部件的形狀、數(shù)值、位置等外部形狀數(shù)據(jù)來進行數(shù)據(jù)庫化，可以是可利用所獲 得的外部形狀數(shù)據(jù)對文化遺產建筑物進行三維建模的bim(buildinginformationmodeling(建筑信息建模))模型。

此時，保存部220可將對各部件的外部形狀數(shù)據(jù)和附著在與此對應的實際部件上的傳感器模塊100a～100n的標識符匹配起來保存。此外，建模部230也可以將各個傳感器模塊100a～100n的基準值(即，相對于基準點的三維坐標值及基準傾斜度)與該外部形狀數(shù)據(jù)匹配起來保存。

模擬部240可從建模部230提取與所接收的傳感值對應的相應部件形狀來進行復制。此外，可提取建模部230中保存的基準值(基準點及基準傾斜度)，并提供復制成如下的相應部件的形狀：以所提取的基準值作為基準，具有所接收的傳感值即伴隨位置變化的部件的三維坐標值及變化傾斜度。

模擬部240可按照所接收的傳感值復制相應部件形狀來生成位置發(fā)生變化的狀態(tài)的部件形狀，并通過建模部230將位置發(fā)生變化的狀態(tài)的部件形狀重疊到建模的文化遺產構造物的三維外部形狀上來顯示。此時，位置發(fā)生變化的相應部件可用與位置變化以前的部件不同的顏色進行區(qū)分。

判斷部250可根據(jù)實時收集到的傳感值計算出部件的位置變化大小及位置變化方向，以判斷地震、疲勞破壞及扭曲等位置變換原因及危險與否。此時，關于位置變化大小，可比較建模部230中預定的相應部件的基準值和實時地收集到的傳感值來判斷隨時間經(jīng)過的位置變化大小及位置變化方向。

此時，判斷部250可具有現(xiàn)象(地震、疲勞破壞及扭曲)判斷基準。判斷部250可在特定時間內相應部件的位置變動反復預定次數(shù)以上時判斷為地震。

此外，判斷部250可在相應部件的位置變動距離超過設定距離時，判斷為在相應部件及連接相應部件的連接部件上發(fā)生了疲勞破壞及形狀破壞。

此外，在相應部件向預定的移動方向以外的方向(垂直，水平，逆向等)移動時，可判斷為在移動時發(fā)生了扭曲。此外，判斷部250可根據(jù)相應部件的現(xiàn)象(地址，疲勞破壞及扭曲)程度判斷危險與否，并通過模擬部240進行警告。

此外，判斷部250以預定區(qū)間單位實時分析變化推移來預測相應部件的位置變化，模擬部240可生成預測到位置變化的部件的形狀來重疊到建模的文化遺產構造物的三維外部形狀上予以顯示。

圖3是示出本發(fā)明的一實施例的文化遺產構造物的狀態(tài)的畫面。參考圖3，所提供的畫面300可由模擬部240提供。模擬部240可在通過建模部230建模的 三維外部形狀上重疊位置發(fā)生變化的部件20的形狀來形成畫面。

此時，在從傳感器模塊100a～100n接收傳感值時，僅對發(fā)生了位置變動的部件10提供位置發(fā)生變化的部件20的狀態(tài)，從而使得管理人員容易識別。此外，在選擇了相應部件時可以擴大顯示(400)。此外，可在被提供的畫面300上，通過語句等警報危險與否(500)。

結果，通過利用與傳感器模塊100a～100n連接的模型以三維外部形狀提供基于傳感值的位置變動，從而能夠容易掌握文化遺產構造物的狀態(tài)，能夠建立對相應部件的維修、解體、維護等方案。

圖4是用于說明本發(fā)明的一實施例的文化遺產構造物的監(jiān)視方法的流程圖。參照圖4，從附著在文化遺產構造物的部件上的傳感器模塊100a～100n接收伴隨相應部件的位置變化的傳感值(s410)，可利用預定的bim模型提供重疊了相應部件的位置變換前后狀態(tài)的三維畫面(s420)。

此時，可通過圖5的步驟執(zhí)行bim模型構筑。圖5是說明用于監(jiān)視本發(fā)明的一實施例的文化遺產構造物的建模方法的流程圖。參照圖5，通過實際測量文化遺產建筑物的各部件的三維掃描(s401)，獲得各部件的形狀、數(shù)值、位置等的外部形狀數(shù)據(jù)來進行數(shù)據(jù)庫化，并可利用所獲得的外部形狀數(shù)據(jù)對文化遺產建筑物進行三維建模(s402)。

接著，可將附著在部件上的傳感器模塊100a～100n的標識符及建模的外部形狀中相應部件的形狀匹配起來進行保存(s410)。此時，可將傳感器模塊100a～100n的各個基準值(即，相對于基準點的三維坐標值及基準傾斜度)與該外部形狀數(shù)據(jù)匹配起來進行保存。

圖6是用于說明圖4的s420步驟的流程圖。參照圖6，在接收到傳感值之后顯示建模的三維外部形狀，可按照所接收的傳感值復制位置變動的相應部件形狀(s421)。

之后，可將復制的部件形狀與傳感值對應地進行位置變動之后，重疊到建模的三維外部形狀上來進行顯示(s422)。此時，可利用已保存的基準值和所接收的傳感值計算變動的位置，并在相應位置上復制建模的相應部件形狀來進行定位。

之后，可利用實時地收集到的傳感值計算部件的位置變化大小及位置變化方向(s423)。可利用在此計算的計算值判斷地震、疲勞破壞、扭曲等位置變 換原因及危險與否(s424)。此外，可將在s424步驟判斷的位置變換原因和危險與否與三維外部形狀一同提供，以供管理人員識別。

之后，若管理人員輸入對相應部件狀態(tài)的預測命令(s425)，則能夠以預定區(qū)間單位實時分析傳感值變化推移來預測部件的位置變化。此時，若在輸入預測命令時，以數(shù)值輸入地震強度、臺風強度等自然災害要因以及物理變化要因，則可預測在所輸入的環(huán)境條件下短期或長期變化的相應部件的狀態(tài)(s426)，并將所預測的部件的形狀以當前狀態(tài)作為基準重疊到建模的三維外部形狀上提供。

所述的本發(fā)明的優(yōu)選實施例是為了示例而公開的，若是本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員，可在本發(fā)明的思想和范圍內進行多種修改、變更和附加，且這種修改、變更和附加應視作屬于下面的權利要求范圍內。