시공에 사용되는 3D 스캐너
3D 레이저 스캔은 레이저 빔을 사용하여 표면까지의 거리를 빠르고 정확하게 측정하여 객체, 환경 또는 지형의 상세한 3D 표현을 생성할 수 있는 기술입니다.
현장에서 측정을 수행하는 작업자
3D 레이저 스캔 기술의 역사는 1960년대 레이저 기술의 등장과 함께 시작되었습니다. 초기 레이저 거리 측정기에서부터 1980년대의 항공 지도 작성을 위한 LIDAR 시스템 도입에 이르기까지, 이 기술은 수십 년에 걸쳐 발전해 왔습니다. 1990년대에는 지상 레이저 스캔에 탄력을 받아, 지면 기반 3D 스캔이 가능해졌습니다. 2000년대에는 레이저 스캔이 GPS 및 IMU와 통합되어 지리 참조를 위해 사용되었으며, 이는 2010년대에 다양한 산업에서 광범위하게 도입되었습니다. 소형화 및 비용 절감 기술의 지속적인 발전으로 3D 레이저 스캔 기술에 대한 접근이 더욱 용이해졌으며, 덕분에 건설, 제조, 문화유산 보존(영문)과 같은 다양한 분야로 활용 영역이 계속해서 넓어지고 있습니다.
3D 레이저 스캐너는 대상 객체 또는 표면을 향해 레이저 빔을 발사하여, 레이저 펄스가 반사되어 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 이러한 시간 측정값이 각도 정보와 결합되어 스캐너는 객체 표면에 있는 각 점의 거리와 방향을 정밀하게 계산할 수 있습니다. 여러 레이저 빔이 다양한 각도에서 빠르게 발사되어 조밀한 3D 좌표를 캡처하고 객체의 포인트 클라우드 표현을 생성합니다.
건물의 3D 레이저 스캔을 통해 가공되지 않은 포인트 클라우드 데이터, 3D 메쉬 또는 모델, 평면도, 입면도, 단면 및 프로파일을 비롯한 중요한 결과물을 생성할 수 있습니다. 이러한 기술은 건축 및 공학 설계, 공간 계획, 준공 문서 작성, 간섭 검토, 시설 관리 및 역사 유적 보존에 필수적입니다. 또한 건물의 형상과 상태에 대해 정확하고 상세한 표현을 제공하여 이해관계자들이 리노베이션, 건설 프로젝트, 설비 관리 등에 대해 정보에 기반한 의사 결정을 내리는 데 도움을 줄 수 있습니다. 생성된 결과물은 프로젝트의 목표 및 요구사항에 따라 달라집니다.
3D 레이저 스캔 및 BIM(빌딩 정보 모델링)(영문)은 원활하게 함께 작동하여 건축과 관련된 프로젝트를 개선합니다. 레이저 스캔은 포인트 클라우드 형태로 상세한 준공 데이터를 캡처하며, 이는 BIM 소프트웨어에 통합됩니다. BIM 소프트웨어는 이 포인트 클라우드를 기존 빌딩의 상태를 나타내는 3D BIM 모델로 변환합니다. 이러한 모델은 설계 단계에 맞게 조정할 수 있어 새로운 요소를 기존 구조에 더 정확하게 맞출 수 있으며, 설계와 준공 조건 사이의 충돌을 파악하기 위해 간섭 검토 기능을 사용할 수도 있습니다. 통합 BIM 모델은 시각화, 분석 및 문서화를 개선하므로 건설, 리노베이션 및 시설 관리 분야에서 가치 있는 도구로 활용 가능하며, 궁극적으로 프로젝트의 정확성과 효율성을 향상해 줍니다.
매우 상세하고 정확하게 3D 데이터를 캡처하는 기능을 갖춘 3D 레이저 스캔은 많은 산업에서 필수적인 도구가 되었습니다. 다음은 3D 레이저 스캔의 주요 이점입니다.
레이저 스캔은 매우 정확한 측정값을 제공하므로 엔지니어링, 건설, 제품 제조 등 정밀도가 중요한 분야에서 효과적으로 활용될 수 있습니다.
레이저 스캐너는 대량의 데이터를 빠르게 수집할 수 있어 고층 건물 스캔 시에 수반되는 위험을 낮추고 현장 작업 인력의 안전성을 증진할 수 있습니다.
레이저 스캔은 비침습적이며 스캔하는 객체 또는 환경과의 물리적 접촉이 필요하지 않으므로 취약하거나, 위험하거나, 접근하기 어려운 장소에서 사용하기에 적합합니다.
레이저 스캔은 객체, 건물 또는 지형에 대한 상세하고 포괄적인 디지털 기록을 작성합니다. 이러한 기록은 보존 및 역사 자료 보관을 위한 귀중한 자료가 됩니다.
3D 레이저 스캔의 데이터를 사용해 매우 사실적인 시각화를 구현할 수 있으며 이를 통해 복잡한 구조물과 공간의 설계, 분석 및 커뮤니케이션을 지원할 수 있습니다.
레이저 스캔을 BIM(빌딩 정보 모델링)과 통합하면 설계 도면과 기존 구조물 간의 간섭을 탐지하여 비용이 많이 드는 시공 오류를 줄일 수 있습니다.
AfricanFossils.org
저명한 고생물학자는 3D 레이저 스캔과 Autodesk ReCap을 사용하여 오래된 화석을 발굴했습니다.
Norconsult
인프라 분야의 선두 기업들은 ReCap을 활용하여 잠재적인 설계 문제를 파악하고 시공 지연을 방지합니다.
이미지 제공: Norconsult AS/Bane NOR/Baezeni
OUYOUT
프랑스의 이 건축 기업은 Autodesk Revit과 ReCap Pro를 사용하여 '살아 숨쉬는' 지속가능한 건물을 건설합니다.
이미지 제공: OUYOUT Architects
3D 레이저 스캔을 통해 건설 프로젝트 수명 주기의 각 단계를 최적화하는 방법을 알아보세요.
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3D 레이저 스캔과 LIDAR 모두 거리 측정 및 3D 데이터 캡처에 사용되는 레이저 기술이지만, 목적과 특성은 각기 다릅니다. 3D 레이저 스캔은 국소적 환경에서 매우 정밀하고 상세한 3D 데이터를 캡처하기 위한 다목적 수단으로, 건축, 엔지니어링, 제조 등의 분야에서 일반적으로 활용됩니다. 반면, LiDAR은 빛 감지 및 거리 측정을 위한 특수한 원격 탐사 기술로, 대규모 지도 작성을 위해 설계되었습니다. 주로 환경 모니터링, 산림 관리, 자율 주행 차량과 같은 분야에서 표고 모델과 지형 지도를 작성하는 데 사용됩니다.
3D 레이저 스캐너의 정확도는 스캐너 유형, 사양, 환경 조건, 교정, 스캔 기술 및 조작자의 기술과 같은 요인에 따라 달라집니다. 일반적으로 3D 레이저 스캐너는 정확도가 높은 것으로 알려져 있으며, 최적의 조건에서는 밀리미터 단위 미만~밀리미터 단위 수준의 정밀도를 달성하기도 합니다. 하지만 스캔하는 표면의 종류, 데이터 처리 품질과 같은 현실적인 요인들이 정확도에 차이를 가져올 수 있습니다. 적절한 교정, 세심한 스캔 기법 및 숙련된 조작자와 함께 객체까지의 거리, 참조점 사용 등의 요인은 정확한 결과 확보에 영향을 미칩니다.
3D 스캔 건축은 레이저 스캔 기술을 사용하여 구조물의 내외부에 대한 상세하고 정확한 표현을 캡처합니다. 이 프로세스는 건물 내외부의 다양한 위치에 3D 레이저 스캐너를 배치하여 레이저 빔으로 거리를 측정하고, 3D 좌표가 조밀한 포인트 클라우드를 생성하는 과정을 수반합니다. 일반적으로 전체 건물 영역을 커버하려면 여러 번의 스캔이 필요합니다. 데이터 획득 후에는 스캔이 등록, 정렬 및 가공되어 건물에 대한 완벽한 3D 표현을 생성합니다. 이 기술은 건축, 건설, 역사 유적 보존 및 시설 관리 분야에서 널리 사용됩니다.
