KR101423392B1 - 조선해양 기자재의 ３ｄ ｃａｄ 데이터의 간략화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법은, 조선해양 선박 또는 해양 플랜트 기자재의 특징형상 재배열 알고리즘을 생성하는 알고리즘 생성부를 활용하여 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화를 위한 간략화 기준을 정의하는, 간략화 기준 정의 단계; 데이터 포맷부를 이용하여 3D CAD 데이터의 입력을 위한 데이터 포맷을 정의하는, 데이터 포맷 정의 단계; 판정 및 계산부를 이용하여 기자재의 부피, 포트, 기자재 주요 치수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사양을 고려한 우선순위를 판정하고, 계산식을 개발하는, 판정 및 계산 단계; 및 모듈 구현부를 이용하여 기자재의 3D CAD 데이터를 간략화하는 모듈을 구현하는, 모듈 구현 단계;를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 기준을 정의하고 정의된 간략화 기준에 기반한 간략화 알고리즘을 제안함으로써 현재 일반적으로 수작업으로 실행되고 있는 선박 및 해양 플랜트 기자재의 3D CAD 데이터의 구축 과정을 자동화할 수 있어 조선사 및 기타 관련사의 구축 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
Description
조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 기준을 정의하고 정의된 간략화 기준에 기반한 간략화 알고리즘을 제안할 수 있는 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법이 개시된다.
최근 들어, 조선 산업에서는 3D 기반의 조선 CAD 시스템을 대부분 사용하고 있다. 3D CAD 시스템의 도입으로 2D CAD보다 직관적인 가시화뿐만 아니라 볼륨을 이용한 간섭 체크, 경계 계산, 유지 보수 구역 기획 등으로 설계 오작을 줄일 수 있고, 아울러 설계 이후의 건조 공정과의 연계로 생산성을 높일 수 있다.
특히, 기자재 3D CAD 데이터는 디지털 목업, 생산 관리, 의장 카달로그, 생산 공정 계획 등의 다양한 목적으로 이용된다. 3D CAD 데이터는 목적에 따라 다양한 상세도를 갖는다. 기자재 업체의 경우, 기자재의 설계 및 제작을 목적으로 하기 때문에 매우 높은 상세도를 갖는 기자재 3D CAD 데이터를 생성한다.
반면에 조선소는 선박 및 해양 플랜트 시스템의 설계 및 건조를 목적으로 하기 때문에 낮은 상세도를 갖는 기자재 3D CAD 데이터를 사용한다.
이를 통해, 목적에 맞는 상세도를 갖는 3D CAD 데이터의 사용은 업무 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 조선소가 보관해야 할 데이터의 크기도 줄어준다.
따라서, 기자재 3D CAD 데이터의 간략화가 요구된다.
그러나, 지금까지 다양한 분야에서 3D CAD 모델 간략화가 이루어지고 있으나 대부분의 연구가 현업에 대한 적용보다는 간략화 알고리즘에 대한 개발, 각각의 알고리즘의 속도 비교 및 간략화 모델의 자료 구조 제시 정도로 끝나고 있어서 실제 조선 산업에 적용이 어려운 단점이 있다.
이에 조선 산업의 요구사항을 충족시켜 실제 적용이 가능한 3D 간략화 기술 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 기준을 정의하고 정의된 간략화 기준에 기반한 간략화 알고리즘을 제안함으로써 현재 일반적으로 수작업으로 실행되고 있는 선박 및 해양 플랜트 기자재의 3D CAD 데이터의 구축 과정을 자동화할 수 있어 조선사 및 기타 관련사의 구축 비용 및 시간을 절감할 수 있는 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법은, 조선해양의 선박 또는 해양 플랜트의 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화를 위한 간략화 기준을 정의하는, 간략화 기준 정의 단계; 데이터 포맷부를 이용하여 상기 3D CAD 데이터의 입력을 위한 데이터 포맷을 정의하는, 데이터 포맷 정의 단계; 판정 및 계산부를 이용하여 상기 기자재의 부피, 포트, 기자재 주요 치수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사양을 고려한 우선순위를 판정하고, 계산식을 개발하는, 판정 및 계산 단계; 및 모듈 구현부를 이용하여 상기 기자재의 3D CAD 데이터를 간략화하는 모듈을 구현하는, 모듈 구현 단계;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 기준을 정의하고 정의된 간략화 기준에 기반한 간략화 알고리즘을 제안함으로써 현재 일반적으로 수작업으로 실행되고 있는 선박 및 해양 플랜트 기자재의 3D CAD 데이터의 구축 과정을 자동화할 수 있어 조선사 및 기타 관련사의 구축 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 간략화 기준 정의 단계에서 정의된 상기 간략화 기준에 기초하여 기자재의 특징형상을 중요도가 높은 순서대로 재배열함으로써 간략화된 3D CAD 데이터가 생성될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 간략화 기준 정의 단계에서, 상기 특징형상의 부피를 추출하고, 상기 포트의 인접 관계를 추출하며, 상기 특징형상의 외곽 경계를 추출할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 포트의 인접 관계 추출은, 상기 포트를 설정된 연산을 이용하여 합산하여 초기 입력을 구하고, 상기 포트를 제외한 나머지 상기 특징 형성들과 상기 입력값의 충돌 검사를 한 후, 충돌이 발생하는 상기 특징형상은 1차 포트 인접 리스트로 생성하고, 상기 1차 포트 인접 리스트의 특징형상을 충돌 검사하여 2차 인접 리스트를 생성한 후 가중치를 부여함으로써 이루어질 수 있다.
일측에 따르면, 상기 특징형상을 중요도 순으로 나열하기 위한 우선순위 결정값은 상기 간략화 기준에 의해서 결정되며, 상기 우선순위 결정값들을 정규화한 후 가중치를 부여하는 단계가 실행될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 특징형상을 중요도 순으로 나열할 때, 부피 데이터는 부피 크기에 따라 순위를 매긴 후 전체 특징형상의 개수로 나누어 우선순위 결정값을 계산하고, 포트 인접 관계는 포트, 1차 인접 및 2차 인접으로 나누어 우선순위 결정값을 계산하고, 외곽 경계는 외곽인 경우에는 1, 비외곽인 경우에는 0의 값을 갖도록 우선순위 결정값을 계산할 수 있다. 여기서, 포트 인접 관계에서 포트일 때 우선순위 결정값은 1이고, 1차 인접일 때는 2/3이고, 2차 인접일 때는 1/3이며 그 외는 0일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 판정 및 계산 단계에서, 상기 기자재의 단품 3D CAD 데이터를 구성하는 특징형상들에 대하여 부피(αi_rank), 포트(βi), 외각 경계(γi)에 대한 우선순위를 정량화한 후 가중치 (wα, wβ, wγ)를 각각 곱하여 개별 특징형상 fi에 대한 우선순위 값 Fi을 결정하며,
상기 특징형상에 따른 간략화 우선순위 계산식은,
일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 데이터 포맷 정의 단계에서, 상기 기자재의 3D CAD 데이터의 형상 단순화를 통해 간략화된 기자재 형상 데이터를 생성하고, 상기 기자재의 사양 문서로부터 사양 데이터를 추출함으로써 중립 형식의 사양 데이터를 생성하고, 상기 기자재의 3D CAD 데이터 및 상기 사양 문서로부터 포트 정보를 추출하여 포트 데이터를 생성한 후, 상기 형상 데이터, 상기 사양 데이터 및 상기 포트 데이터를 병합함으로써 통합 기자재 카탈로그 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 기준을 정의하고 정의된 간략화 기준에 기반한 간략화 알고리즘을 제안함으로써 현재 일반적으로 수작업으로 실행되고 있는 선박 및 해양 플랜트 기자재의 3D CAD 데이터의 구축 과정을 자동화할 수 있어 조선사 및 기타 관련사의 구축 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법의 순서도이다.
도 2는 특징형상에 기반한 3D CAD 데이터의 간략화 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 특징형상에 기반한 3D CAD 데이터의 간략화 알고리즘의 형태를 도시한 도면이다.
도 4는 포트 인접 관계를 추출 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 데이터를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 포트 인접 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 특징형상의 부피, 포트 인접 관계, 외곽 경계의 우선순위를 나타낸 그래프이다.
도 8은 특징형상에 따른 간략화 우선순위 계산식을 그래프로 표현한 도면이다.
도 9는 기자재의 간략화 기준 적용을 도시한 도면이다.
도 10은 간략화 대비 부피 일치도를 나타낸 그래프이다.
도 11은 간략화 대비 외곽 일치도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 특징형상에 기반한 3D CAD 데이터의 간략화 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 특징형상에 기반한 3D CAD 데이터의 간략화 알고리즘의 형태를 도시한 도면이다.
도 4는 포트 인접 관계를 추출 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 데이터를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 포트 인접 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 특징형상의 부피, 포트 인접 관계, 외곽 경계의 우선순위를 나타낸 그래프이다.
도 8은 특징형상에 따른 간략화 우선순위 계산식을 그래프로 표현한 도면이다.
도 9는 기자재의 간략화 기준 적용을 도시한 도면이다.
도 10은 간략화 대비 부피 일치도를 나타낸 그래프이다.
도 11은 간략화 대비 외곽 일치도를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법의 순서도이고, 도 2는 특징형상에 기반한 3D CAD 데이터의 간략화 과정을 도시한 도면이고, 도 3은 특징형상에 기반한 3D CAD 데이터의 간략화 알고리즘의 형태를 도시한 도면이며, 도 4는 포트 인접 관계를 추출 과정을 나타낸 순서도이고, 도 5는 데이터를 생성하는 과정을 도시한 도면이며, 도 6은 포트 인접 관계를 나타낸 도면이고, 도 7은 특징형상의 부피, 포트 인접 관계, 외곽 경계의 우선순위를 나타낸 그래프이고, 도 8은 특징형상에 따른 간략화 우선순위 계산식을 그래프로 표현한 도면이며, 도 9는 기자재의 간략화 기준 적용을 도시한 도면이고, 도 10은 간략화 대비 부피 일치도를 나타낸 그래프이며, 도 11은 간략화 대비 외곽 일치도를 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법은, 알고리즘 생성부를 이용하여 기자재(예를 들면, 도 2에 도시된 기자재(100a))의 3D CAD 데이터의 간략화를 위한 간략화 기준을 정의하는 간략화 기준 정의 단계(S100)와, 데이터 포맷부를 통해 3D CAD 데이터의 입력을 위한 데이터 포맷을 위한 데이터 포맷 정의 단계(S200)와, 판정 및 계산부를 통해 기자재의 여러 사양의 우선순위를 판정하고 계산식을 개발하는 판정 및 계산 단계(S300)와, 모듈 구현부를 활용하여 기자재의 3D CAD 데이터를 간략화하는 모듈을 구현하는 모듈 구현 단계(S400)를 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 기준을 정의한 후 이에 대한 간략화 알고리즘을 제안함으로써 간략화 기준의 유효성을 확인할 수 있으며, 이를 통해 현재 대부분 수작업으로 실행되고 있는 선박 및 해양 플랜트 기자재의 3D CAD 데이터의 구축 과정을 자동화할 수 있어 조선사 및 기타 관련사의 구축 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
아울러, 이러한 단계를 통해서 기자재의 3D CAD 데이터를 구성하는 특징형상들을 중요도가 낮은 순서에 따라 삭제하는 방식으로 LOD(Level of Detail)를 점차 낮춤으로써 기자재의 3D CAD 데이터를 간략화할 수 있다. 도 2를 참조하면, LOD 10의 기자재(100a)의 3D CAD 데이터를 LOD 5의 기자재(100b)의 3D CAD 데이터로 변환시킬 수 있고, 또한 LOD 5의 기자재(100b)의 3D CAD 데이터를 최종적인 LOD 1의 기자재(100c)의 3D CAD 데이터로 변환시킬 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 후술할 간략화 기준에 의해서 기자재의 특징형상을 중요도 순으로 재배열하는 경우(B의 경우) 특징형상의 이전 배열(A의 경우)과 동일한 최종 결과물(100)이 생성될 수 있음을 알 수 있다.
각 단계에 대해 설명하면, 먼저, 본 실시예의 간략화 기준 정의 단계(S100)는, 해양 조선의 선박 또는 해양 플랜트의 기자재의 특징형상 간략화(재배열) 알고리즘을 생성하는 알고리즘 생성부를 활용하여 기자재의 3D CAD의 간략화를 위한 간략화 기준을 정의하는 단계이다.
간략화 기준 정의 단계(S100) 시, 3D CAD의 간략화를 위한 간략화 기준이 제시된다. 이하에서는 실제 사용자의 요구사항을 토대로 선정된 간략화 기준에 대해 설명하기로 한다.
간략화 기준의 주요 사양이 되는 요소는 부피, 포트 인접 관계 및 기자재 주요 치수일 수 있다. 다만, 이에 한정되지는 않는다.
이 중, 부피 정보를 이용하여 3D CAD 모델의 간섭 체크 및 경계 판단 등을 하기 때문에 부피는 매우 중요한 간략화 기준이 된다. 3D 특징형상은 크게 가법 특징형상과 감법 특징형상으로 분류할 수 있는데 일반적으로 감법 특징형상의 제거를 통화여 간략화를 진행할 수 있다. 감법 특징형상을 제거할 경우, 구멍, 모따기와 같은 형상이 제거되기 때문에 간략화 결과가 우수하고 알고리즘을 단순화시킬 수 있다.
다만, 간략화 진행 대비 부피 변화량이 중요하기 때문에 가법 또는 감법 특징형상의 제거에 한정되지 않으며, 해당 특징형상의 모델에 영향을 주는 부피를 계산하여 간략화의 기준으로 선정할 수 있다.
한편, 조선소는 시스템 관점에서 기자재를 다루기 때문에 세부 외곽 형상이나 내부의 상세 정보 보다는 다른 구성이나 파트 간의 인터페이스 정보가 중요하다. 여기서, 포트는 일반적으로 노즐을 가리키며, 다른 구성과 유체의 연결되는 위치를 의미한다.
따라서 간략화를 진행하더라도 포트와 관련된 형상은 유지되어야 한다. 사용자가 포트에 해당하는 특징형상을 선택하는 경우, 해당 특징형상만이 포트로 선언되고 주변 포트와 연결되는 특징형상들은 부피 값이 작아 삭제될 가능성이 있으므로 포트 인접 관계를 확인함으로써 인접한 특징형상이 낮은 LOD 단계에서 삭제되지 않을 수 있다.
도 6을 참조하면, 포트는 F1이고, 1차 인접 관계는 F2, F4이며, 2차 인접 관계는 F3이고, 해당 사항이 없는 특징형상은 F5가 된다.
한편, 간략화 기준의 사양 중 기자재 주요 치수에 대해 설명하면, 기자재 도면에는 높이, 넓이, 폭 등과 같은 기자재의 주요 치수가 표시되어 있다. 이는 기자재의 배치 및 탑재 시 주요 고려 대상이 되기 때문에 중요한 간략화 기준이 된다. 간략화를 진행하면 주요 치수는 불가피하게 변하므로 간략화 기준에 주요 치수를 포함시켜 간략화 대비 주요 치수의 변화량을 줄일 수 있다.
예를 들면, 기자재의 일부분에서 볼트와 너트가 있는 경우 이는 부피 관점에서는 간략화 대상이 될 수 있지만, 기자재 주요 치수를 고려하면 다른 볼트와 너트에 비해 중요한 요소가 될 수 있다.
이처럼, 본 실시예의 간략화 기준이 되는 여러 사양들은 형상 정보뿐만 아니라 비형상 정보까지 간략화 기준으로 설정함으로써 작은 부피를 갖지만 공학적으로 의미를 갖는 특징형상을 보존할 수 있다.
한편, 본 실시예 간략화 기준 정의 단계(S100)에서는, 전술한 간략화 기준에 기반한 간략화 알고리즘이 정의된다. 간략화 알고리즘은, 특징형상의 부피, 포트 인접 관계 및 외곽 경계를 추출함으로써 생성될 수 있으며, 이를 통해 데이터 포맷 정의 단계(S200)에서의 데이터 포맷이 이루어질 수 있다.
먼저, 특징형상의 부피(볼륨)을 추출하는 방법은, 3D 모델을 생성하는 CAD 시스템에서 추출하는 방법도 있으나 독립성을 위하여 형상 모델링 커널(ACIS, Andy, Charles, Ian이 만든 CAD 프로그램)이 제공하는 API (Application Programming Interface)인 API_MASS_PROP를 이용하여 추출할 수 있다. API_MASS_PROP는 3D 모델의 질량, 부피, 겉넓이 등을 계산함으로써 부피를 신속하게 추출할 수 있다. 다만, 부피 추출 방법이 이에 한정되지는 않는다.
그리고 특징형상의 포트 인접 관계를 추출하기 위해서는, 특징형상의 충돌 검사를 하며 이를 통해 인접 여부를 확인할 수 있다. 충돌 검사는 전술한 ACIS에서 제공하는 API인 API_CLASH_BODY를 이용할 수 있다.
API_CLASH_BODY가 제공하는 다양한 옵션 중 CLASH_EXISTENCE_ONLY 기능을 사용함으로써 충돌의 종류 또는 몸체의 관계가 아닌 포트 인접 관계만을 추출할 수 있다.
도 4는 포트 인접 관계를 추출 과정을 나타낸 순서도이다.
이를 참조하면, 포트의 개수는 기자재의 종류에 따라서 변하기 때문에 초기에 포트를 입력 또는 전달을 하면 포트를 모두 설정된 연산, 예를 들면 BOOLEAN 연산을 사용하여 합산한다. 결과값은 포트 인접 관계 추출 알고리즘의 초기 입력이 된다.
입력값은 포트를 제외한 나머지 모든 특징형상과 충돌 검사를 한다. 충돌이 발생하는 특징형상은 1차 포트 인접 리스트로 생성되어 관리를 받는다. 1차 포트 인접 리스트의 특징형상 역시 충돌 검사를 하여 2차 인접 리스트를 생성하고 여기서 웨이트 팩터(가중치)를 부여한다. 단, 이 때 1차 인접 리스트와 2차 인접 리스트의 중복을 막는 알고리즘이 적용되어야 한다.
한편, 기자재 주요 치수를 유지하기 위해서는 어떠한 특징형상의 외곽 경계에 영향을 주는 파악해야 한다. 즉, 외곽 경계를 추출해야 하는 것이다.
먼저 ACIS가 제공하는 API인 API_TIGHT_BOX를 이용하여 기자재에 대한 경계 박스를 생성한다. 이 때 여러 가지 옵션을 조정하여 기자재의 외곽에 부분적으로 접촉하는 TIGHT_BOX의 생성이 필요하다. TIGHT_BOX를 생성하면 육면체의 여섯 점의 좌표를 알 수 있는데 좌표 변환을 통하여 기존의 TIGHT_BOX보다 조금 큰 TIGHT_BOX_2를 생성한다. TIGHT_BOX_2에서 TIGHT_BOX를 차감하면 매우 얇은 쉘 형태의 바운딩 박스가 생성되는데 이를 이용하여 전체 특징형상과 충돌 검사를 할 수 있다.
한편, 본 실시예의 데이터 포맷 정의 단계에서 데이터는, 도 5에 도시된 것처럼, 기자재의 3D CAD 데이터의 형상 단순화를 통해 간략화된 기자재 형상 데이터를 생성하고, 기자재의 사양 문서로부터 사양 데이터를 추출함으로써 중립 형식의 사양 데이터를 생성하고, 기자재의 3D CAD 데이터 및 사양 문서로부터 포트 정보를 추출하여 포트 데이터를 생성한 후, 형상 데이터, 사양 데이터 및 포트 데이터를 병합함으로써 생성될 수 있다.
한편, 본 실시예의 판정 및 계산 단계에서, 도 7에 도시된 것처럼, 기자재의 특징형상을 우선순위 순으로 나열함으로써 기자재의 간략화를 이룰 수 있다. 여기서 특징형상을 중요도 순으로 나열하기 위해서는 통합된 우선순위 결정값이 요구된다.
전술한 것처럼, 세 가지 종류(부피, 포트 인접 관계 및 기자재 주요 치수)의 간략화 기준에 따라 얻게 되는 우선순위 결정값들을 정규화한 후 가중치를 부여하는 후처리 작업을 실행한다. 여기서, 가중치는 사용자가 입력할 수 있다.
부피 데이터는 연속적이므로 기존의 평균화 방법을 사용할 수 있으나, 형상에 따라 부피 값의 차이가 심하기 때문에, 부피 값에 따라 순위를 매긴 후 전체 특징형상의 개수로 나누어 우선순위 결정값을 계산할 수 있다. 부피에 관한 우선순위 결정값은 0에서 1사이의 값으로 표현된다. 그리고 가중치를 이용하여 세부적인 조절을 한다.
포트 인접 관계는 포트, 1차 인접, 2차 인접으로 나누어 각각 1, 2/3, 1/3의 우선순위 결정값을 부여할 수 있다. 그리고 이에 해당되지 않으면 우선순위 결정값을 0으로 할 수 있다. 그리고 가중치를 이용하여 세부적인 조절을 한다.
외곽 경계는 외곽인 경우에는 1, 아닌 경우에 0의 값을 주었고 가중치를 통하여 세부적인 조절을 한다.
도 8을 참조하여 우선순위 결정값을 계산하는 방법에 대해 설명하면, 기자재 3D CAD 데이터를 구성하는 특징형상들에 대하여 부피(αi_rank), 포트(βi), 외각 경계(γi)에 대한 우선순위를 정량화한 후 가중치(wα, wβ, wγ)를 각각 곱하여 개별 특징형상 fi에 대한 우선순위 값 Fi을 결정할 수 있다. 이 때, 간략화 과정에서 Fi가 낮은 특징형상들로부터 먼저 제거할 수 있다. 우선순위 결정값을 구하는 식은 다음과 같다.
한편, 전술한 간략화 알고리즘을 적용하면 기자재의 특징형상 개수만큼의 LOD 수준을 제공할 수 있어 목적에 맞는 상세도를 갖는 모델을 선택할 수 있다. 또한 가중치 조절을 통하여 부피, 포트, 주요 치수 각각의 중요도를 조절할 수 있고 그 결과는 우선순위 결정에 영향을 끼칠 수 있다.
결과를 단적으로 보여주기 위하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 부피에 가중치를 두고 간략화를 진행하였다. 가중치 비율은 부피, 포트, 주요치수 각각 2:1:1를 사용하여 실험을 진행하였다. 부피에 많은 가중치를 두었기 때문에 LOD 수준이 낮아져도 기자재의 전체적인 형상이 유지됨을 알 수 있다.
이를 통하여, 간략화되기 전의 기자재의 형상(200a) 및 간략화된 후의 기자재(200b)의 형상이 어느 정도 차이는 있으나 유사성이 높으며, 이를 통해 현업에 적용할 수 있음을 알 수 있다. 간략화 결과를 보면 약간의 차이는 있으나 두 모델 간의 유사도가 높아 제안하는 간략화 알고리즘의 현업 적용 가능성이 높은 것으로 판단된다.
한편, 이하에서는, 간략화에 따른 부피의 변화량과 간략화 대비 외곽 경계 변화량을 정량적으로 측정한 결과에 대해서 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 외곽 경계 변화량은 바운딩 박스의 부피 변화량을 대체할 수 있다.
도 10은 간략화 대비 부피 일치도를 나타낸 그래프이고, 도 11은 간략화 대비 외곽 일치도를 나타낸 그래프이다.
이들 도면을 통해, 부피 일치도의 경우 40/73까지는 매우 우수한 일치도를 보임을 알 수 있다. 외곽 일치도의 경우 가중치 2를 부여하였기 때문에 간략화가 진행되어도 외곽 경계의 변화는 매우 적음을 알 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 기준을 정의하고 정의된 간략화 기준에 기반한 간략화 알고리즘을 제안함으로써 현재 일반적으로 수작업으로 실행되고 있는 선박 및 해양 플랜트 기자재의 3D CAD 데이터의 구축 과정을 자동화할 수 있어 조선사 및 기타 관련사의 구축 비용 및 시간을 절감할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
S100 : 간략화 기준 정의 단계
S200 : 데이터 포맷 정의 단계
S300 : 판정 및 계산 단계
S400 : 모듈 구현 단계
S200 : 데이터 포맷 정의 단계
S300 : 판정 및 계산 단계
S400 : 모듈 구현 단계
Claims (8)
- 조선해양 선박 또는 해양 플랜트 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화를 위한 간략화 기준을 정의하는, 간략화 기준 정의 단계;
데이터 포맷부를 이용하여 상기 3D CAD 데이터의 입력을 위한 데이터 포맷을 정의하는, 데이터 포맷 정의 단계;
판정 및 계산부를 이용하여 상기 기자재의 부피, 포트, 기자재 주요 치수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사양을 고려한 우선순위를 판정하고, 계산식을 개발하는, 판정 및 계산 단계; 및
모듈 구현부를 이용하여 상기 기자재의 3D CAD 데이터를 간략화하는 모듈을 구현하는, 모듈 구현 단계;
를 포함하는 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 간략화 기준 정의 단계에서 정의된 상기 간략화 기준에 기초하여 기자재의 특징형상을 중요도가 높은 순서대로 재배열함으로써 생성되는 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 간략화 기준 정의 단계에서, 상기 특징형상의 부피를 추출하고, 상기 포트의 인접 관계를 추출하며, 상기 특징형상의 외곽 경계를 추출하는 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 포트의 인접 관계 추출은, 상기 포트를 설정된 연산을 이용하여 합산하여 초기 입력을 구하고, 상기 포트를 제외한 나머지 상기 특징 형성들과 입력값의 충돌 검사를 한 후, 충돌이 발생하는 상기 특징형상은 1차 포트 인접 리스트로 생성하고, 상기 1차 포트 인접 리스트의 특징형상을 충돌 검사하여 2차 인접 리스트를 생성한 후 가중치를 부여함으로써 이루어지는 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 특징형상을 중요도 순으로 나열하기 위한 우선순위 결정값은 상기 간략화 기준에 의해서 결정되며, 상기 우선순위 결정값들을 정규화한 후 가중치를 부여하는 단계가 실행되는 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 특징형상을 중요도 순으로 나열할 때, 부피 데이터는 부피 크기에 따라 순위를 매긴 후 전체 특징형상의 개수로 나누어 우선순위 결정값을 계산하고, 포트 인접 관계는 포트, 1차 인접 및 2차 인접으로 나누어 우선순위 결정값을 계산하고, 외곽 경계는 외곽인 경우에는 1, 비외곽인 경우에는 0의 값을 갖도록 우선순위 결정값을 계산하는 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 판정 및 계산 단계에서, 상기 기자재의 단품 3D CAD 데이터를 구성하는 특징형상들에 대하여 부피(αi_rank), 포트(βi), 외각 경계(γi)에 대한 우선순위를 정량화한 후 가중치 (wα, wβ, wγ)를 각각 곱하여 개별 특징형상 fi에 대한 우선순위 값 Fi을 결정하며,
상기 특징형상에 따른 간략화 우선순위 계산식은,
인 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 포맷 정의 단계에서,
상기 기자재의 3D CAD 데이터의 형상 단순화를 통해 간략화된 기자재 형상 데이터를 생성하고, 상기 기자재의 사양 문서로부터 사양 데이터를 추출함으로써 중립 형식의 사양 데이터를 생성하고, 상기 기자재의 3D CAD 데이터 및 상기 사양 문서로부터 포트 정보를 추출하여 포트 데이터를 생성한 후, 상기 형상 데이터, 상기 사양 데이터 및 상기 포트 데이터를 병합함으로써 통합 기자재 카탈로그 데이터를 생성하는 조선해양 기자재의 3D CAD 데이터의 간략화 방법.
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