KR101501228B1 - Apparatus and method for bsr noise generation - Google Patents

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Abstract

BSR 음원 재현 장치는 다양한 소음 음질 특성을 내포하고 있는 소음DB로부터 BSR 패턴을 분석하고 이를 해석적 방법으로 계산된 유한요소모델의 진동 특성에 따른 표면속도를 이용하여 가상으로 생성한 음원과의 합성을 통하여 실제에 근사한 BSR 음원을 재현한다.The BSR sound reproduction system analyzes the BSR pattern from the noise database containing various noise characteristics and synthesizes it with the virtual sound source using the surface velocity according to the vibration characteristics of the finite element model calculated by the analytical method Thereby reproducing the BSR sound source which is approximate to the actual one.

Description

BSR 검출과 소음 재현의 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BSR NOISE GENERATION}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR BSR NOISE GENERATION [0002]

본 발명은 BSR 검출과 소음 재현의 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for BSR detection and noise reproduction.

BSR은 버즈(Buzz), 스퀵(Squeak), 래틀(Rattle)을 통칭하는 용어로서, 사람의 귀에 거슬리는, 원하지 않는 소음을 말한다. 특히 BSR은 산업적인 측면에서 차량의 주행 중이나 부품 작동 중에 발생하는 소음을 말한다. 버즈, 스퀵, 래틀 각각은 부품이 자체적으로 북처럼 떨어서 나는 소음, 마찰에 의해 발생되는 소음, 부딪힘에 의해 발생되는 소음을 의미한다. BSR is a term collectively referred to as Buzz, Squeak, and Rattle, which refers to unwanted noise that is offensive to human ears. In particular, BSR refers to the noise generated during operation of a vehicle or during operation of the vehicle from an industrial point of view. Each of the buzz, squeak, and rattle means the noise generated by the component itself falling like a drum, the noise generated by the friction, and the noise generated by the impact.

BSR은 노면 진동이나 엔진의 진동과 같은 외력을 받는 시스템의 갭(Gap), 조인트 그리고 접촉부에서 발생한다. 이러한 현상의 주요한 이유는 접촉부의 예압(Pre-load) 및 시스템의 공진 특성, 접촉부를 구성하는 재료의 열화 등이다. The BSR occurs at the gaps, joints, and contacts of systems that receive external forces such as road surface vibrations or engine vibration. The main reasons for this phenomenon are the pre-load of the contact part and the resonance characteristics of the system and the deterioration of the material constituting the contact part.

일반적으로 BSR은 제품의 개발 과정에 있어 완료 단계에 발견된다. 따라서, BSR이 발견되더라도 설계 사양 변경이 제한적이고 고비용의 시험에 의해 해결할 수 밖에 없다. Generally, the BSR is found at the completion stage in the product development process. Therefore, even if a BSR is found, the design specification change can not be solved by a limited and costly test.

그러므로, 초기 설계 단계에서 BSR의 발생을 최소화하기 위하여 재료의 결합부 특성이 고려된 BSR 음원을 재현하는 기술이 필요하다. Therefore, in order to minimize the occurrence of BSR in the initial design stage, there is a need for a technique for reproducing the BSR sound source in which the coupling characteristics of the material are considered.

본 발명이 해결하려는 과제는 다양한 소음 음질 특성을 내포하고 있는 소음 패턴을 추출하고, 음원 해석 방법으로 계산된 음원과 소음 패턴을 합성하여 실제에 근사한 소음을 재현하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for extracting a noise pattern containing various sound quality characteristics and synthesizing a sound source and a noise pattern calculated by the sound source analysis method to reproduce noise that is similar to the actual sound.

본 발명의 한 실시예에 따른 분석 대상에서 발생하는 소음을 출력하는 소음 재현 장치로서, 적어도 하나의 조건에서 발생하는 소음 정보를 저장하는 소음 정보 관리부, 상기 소음 정보에서 소음의 음질 특성을 나타내는 소음 패턴을 추출하는 소음 패턴 추출부, 그리고 상기 분석 대상에서 발생하는 가상의 해석 소음과 상기 소음 패턴을 합성하여 출력하는 합성부를 포함한다.A noise information management unit for storing noise information generated in at least one condition, a noise information management unit for detecting a noise pattern representing a sound quality characteristic of the noise in the noise information, And a synthesizer for synthesizing and outputting the virtual analysis noise and the noise pattern generated in the analysis object.

상기 소음 패턴 추출부는 상기 소음 정보 관리부로부터 상기 해석 소음에 해상하는 소음 정보를 추출하고, 추출한 소음 정보를 상기 해석 소음의 음압 레벨과 주파수 대역에 맞추어 변조 소음을 생성하며, 변조 소음의 소음 패턴을 추출할 수 있다.The noise pattern extracting unit extracts noise information resolved from the analyzed noise from the noise information managing unit, generates modulated noise by matching the extracted noise information with the sound pressure level and the frequency band of the analyzed noise, and extracts a noise pattern of the modulated noise can do.

상기 소음 패턴 추출부는 진폭 변조를 이용하여 상기 추출한 소음 정보를 상기 해석 소음의 음압 레벨로 변조할 수 있다.The noise pattern extracting unit may modulate the extracted noise information to a sound pressure level of the analyzed noise by using amplitude modulation.

상기 소음 패턴 추출부는 주파수 변조를 이용하여 상기 추출한 소음 정보를 상기 해석 소음의 주파수 대역으로 변조할 수 있다.The noise pattern extracting unit may use the frequency modulation to modulate the extracted noise information into a frequency band of the analyzed noise.

상기 소음 패턴 추출부는 연속 파형 변환법을 이용하여 소음 패턴을 추출할 수 있다.The noise pattern extracting unit may extract a noise pattern using a continuous waveform transformation method.

상기 합성부는 파형 합성법(Wave Shaping Synthesis)을 이용하여 상기 해석 소음과 상기 소음 패턴을 합성할 수 있다.The synthesis unit may synthesize the analysis noise and the noise pattern using a wave shape synthesis method.

상기 소음 재현 장치는 해석적 방법으로 상기 분석 대상에서 진동에 의해 래틀과 스퀵의 투과량을 검출하거나 초기 접촉력을 초과하는 하중을 비교 관찰하여 확인된 위치에서 발생하는 가상의 해석 소음을 생성하는 해석부를 더 포함할 수 있다.The noise reproducing apparatus may further include an analyzing unit that detects a transmission amount of the rattle and the squeak by vibration in the analytical method or generates a virtual analysis noise generated at an identified position by comparing and observing loads exceeding the initial contact force .

상기 해석부는 상기 분석 대상에서의 표면 속도들을 합성하는 해석적 방법을 이용하여 상기 해석 음원을 생성할 수 있다.The analyzing unit may generate the analyzed sound source using an analytical method of synthesizing the surface velocities of the object to be analyzed.

상기 소음은 버즈(Buzz), 스퀵(Squeak), 래틀(Rattle) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The noise may include at least one of a Buzz, a Squeak, and a Rattle.

상기 조건은 재질, 환경, 그리고 표면 처리 상태 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The conditions may include at least one of a material, an environment, and a surface treatment state.

본 발명의 실시예에 따르면 다양한 소음 음질 특성을 내포하고 있는 소음 패턴과 해석적 방법으로 생성된 음원을 합성하므로, 실제 소음의 음색과 같은 소음 음질 특성을 그대로 재현할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the sound source generated by the analytical method and the noise pattern containing various sound quality characteristics are synthesized, the sound quality characteristics such as the tone of actual noise can be reproduced as it is.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 재현 장치의 블록도이다.
도 2와 도 3 각각은 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 해석 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 갭 모델에 관한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 예하중 모델에 관한 개념도이다.
도 6과 도 7 각각은 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 패턴 추출 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 정보의 변조 방법을 설명하는 도면이다.
도 9부터 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 해석 소음과 소음 패턴의 합성 방법을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 재현 방법의 흐름도이다.1 is a block diagram of a noise reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views for explaining a noise analysis method according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a gap model according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram relating to a preload model according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are views for explaining a noise pattern extracting method according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a method of modulating noise information according to an embodiment of the present invention.
9 to 11 are views for explaining a method of synthesizing an analysis noise and a noise pattern according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart of a noise reproducing method according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 재현 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a noise reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 소음 재현 장치(100)는 분석 대상에서 발생할 수 있는 소음을 생성하여, 설계 단계에서 미리 분석 대상의 소음을 확인할 수 있도록 한다.Referring to FIG. 1, the noise reproducing apparatus 100 generates noise that can be generated at the analysis target, and allows the designer to check the noise of the analysis target in advance at the designing stage.

소음 재현 장치(100)는 재질의 변화, 환경적 요인, 재질의 표면 처리 상태, 재질 열화에 따라 발생할 수 있는 다양한 소음 정보를 저장한다. 소음 재현 장치(100)는 다양한 조건에서 생성되는 소음별로, 소음의 특성을 나타내는 소음 패턴을 분석한다. 그리고, 소음 재현 장치(100)는 해석적 방법을 통하여 생성한 가상의 소음과 소음 패턴을 합성하여 실제 소음에 근사한 소음을 재현한다. The noise reproducing apparatus 100 stores various kinds of noise information that can be generated due to material changes, environmental factors, surface treatment conditions of materials, and material deterioration. The noise reproducing apparatus 100 analyzes a noise pattern indicating characteristics of noise for each noise generated under various conditions. Then, the noise reproducing apparatus 100 synthesizes the virtual noise and the noise pattern generated through the analytical method to reproduce the noise similar to the actual noise.

소음 재현 장치(100)는 소음 정보 관리부(110), 해석부(130), 소음 패턴 추출부(150), 그리고 합성부(170)를 포함한다.The noise reproducing apparatus 100 includes a noise information managing unit 110, an analyzing unit 130, a noise pattern extracting unit 150, and a synthesizing unit 170.

소음 정보 관리부(110)는 재질의 변화, 환경적 요인, 재질의 표면 처리 상태, 재질 열화에 따라 발생할 수 있는 다양한 소음, 예를 들면 버즈(Buzz), 스퀵(Squeak), 래틀(Rattle)의 소음 정보를 저장한다. 앞으로, 버즈(Buzz), 스퀵(Squeak), 래틀(Rattle) 등의 소음을 BSR 소음이라고 부른다. BSR 소음 정보는 시편, 부품 단위에서 발생하는 소음을 측정하여 획득된 소음이다. The noise information management unit 110 may store various kinds of noise that can be generated according to changes in materials, environmental factors, surface treatment conditions of materials, and material deterioration, for example, buzz, squeak, rattle noise Store information. In the future, the noise of Buzz, Squeak, Rattle and so on is called BSR noise. BSR noise information is the noise obtained by measuring the noise generated in the specimen and part unit.

해석부(130)는 단위 부품에 대하여 해석적 방법으로 분석하여 가상의 소음을 생성한다. 이때, 해석부(130)는 상용 해석 프로그램을 이용하여 가상의 소음을 생성할 수 있다. 여기서, 해석적 방법으로 생성한 가상의 소음을 해석 소음 또는 해석 음원이라고 부른다.The analysis unit 130 analyzes the unit parts by an analytical method to generate a virtual noise. At this time, the analyzer 130 can generate a virtual noise using a commercial analysis program. Here, the virtual noise generated by the analytical method is called an analytical noise or an analytical sound source.

소음 패턴 추출부(150)는 소음 정보 관리부(110)에 저장된 소음들의 소음 패턴을 추출한다. 소음 패턴을 추출하는 방법은 다양할 수 있으며, 예를 들면, 연속 파형 변환법(Continues Wavelet Transform, CWT)이 이용될 수 있다. 소음 패턴 추출부(150)는 패턴 인식 함수(Pattern Recognition Function)를 기초로 각 소음의 주기 및 음색 등의 특징을 포함하는 소음 패턴을 추출한다. The noise pattern extracting unit 150 extracts the noise patterns of the noises stored in the noise information managing unit 110. The method of extracting the noise pattern may be various, for example, Continues Wavelet Transform (CWT) may be used. The noise pattern extracting unit 150 extracts a noise pattern including features of the period and tone of each noise based on a pattern recognition function.

합성부(170)는 해석부(130)에서 생성한 해석 소음과 소음 패턴 추출부(150)에서 추출한 소음 패턴을 합성한다. 합성 방법은 다양할 수 있으며, 예를 들면, 파형 합성법(Wave Shaping Synthesis)이 이용될 수 있다. The synthesizing unit 170 synthesizes the analyzed noise generated by the analyzing unit 130 and the noise pattern extracted by the noise pattern extracting unit 150. The synthesis method may vary, and for example, Wave Shaping Synthesis may be used.

실제 소리는 파형에 따른 음질 정보를 가지고 있다. 그러나 해석에 의해 생성된 소리는 실제 음원과 동일 주파수 특성만 가지고 있을 뿐, 음색과 같은 소음 음질 특성을 가지고 있지 않다. 그러므로, 단순히 해석적 방법으로 실제 소리에 근사한 신호를 만들기 어렵다. 반면, 소음 재현 장치(100)는 소음의 특성 정보를 포함하는 소음 패턴과 해석 소음을 합성하므로, 실제에 매우 유사한 소리를 만들 수 있다. Actual sound has sound quality information according to waveform. However, the sound generated by the analysis has only the same frequency characteristics as the actual sound source, but does not have the sound quality characteristics such as tone. Therefore, it is difficult to make a signal approximate to real sound simply by analytical method. On the other hand, since the noise reproducing apparatus 100 synthesizes the noise pattern including the characteristic information of the noise with the analytical noise, it is possible to produce a sound that is very similar to the actual sound.

도 2와 도 3 각각은 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 해석 방법을 설명하는 도면이다.2 and 3 are views for explaining a noise analysis method according to an embodiment of the present invention.

도 2와 도 3을 참고하면, 해석부(130)는 단위 부품의 소음을 측정하고, 측정 소음을 해석적 방법으로 분석하여 가상의 소음을 생성한다. 해석부(130)는 유한요소해석 방법 중 과도응답해석을 통해, 표면 속도 변동을 음압 단위의 운동에너지로 변환하여 가상의 소음을 생성한다. Referring to FIG. 2 and FIG. 3, the analyzer 130 measures noise of a unit component and analyzes the measured noise by an analytical method to generate a virtual noise. The analysis unit 130 converts the surface velocity fluctuation into the kinetic energy of the sound pressure unit through the transient response analysis in the finite element analysis method to generate virtual noise.

먼저, 도 2를 참고하면, 해석부(130)는 시편 단위 샘플(10, 20)을 분석 대상으로 입력한다. 해석부(130)는 시편 단위 샘플의 사이즈, 해석 조건, 시험 조건을 입력받는다. First, referring to FIG. 2, the analysis unit 130 inputs sample unit samples 10 and 20 as an analysis target. The analysis unit 130 receives the size of the specimen unit sample, the analysis condition, and the test condition.

도 3을 참고하면, 해석부(130)는 분석 대상에서 발생하는 음원을 해석적 방법으로 계산한다. 여기서 분석 대상은 시편 단위 샘플 또는 부품의 결합으로 생성된 샘플 모델로서, 시편 단위 샘플 또는 부품의 결합 시 발생하는 BSR 소음을 재현할 대상이다.Referring to FIG. 3, the analyzer 130 calculates the sound source generated from the analysis object by an analytical method. Here, the analysis object is a sample model created by combining a sample unit or a part, and is a object to reproduce the BSR noise generated when a sample unit or a part is coupled.

해석부(130)는 분석 대상의 베이스(base)에서의 과도 응답 해석을 기초로 복수의 해석 지점을 추출한다(S100).The analyzer 130 extracts a plurality of analysis points based on the transient response analysis at the base of the analysis target (S100).

해석부(130)는 분석 대상의 스트라이크(strike)에서의 과도 응답 해석을 기초로 복수의 해석 지점을 추출한다(S102).The analyzer 130 extracts a plurality of analysis points based on the transient response analysis in the strike of the analysis target (S102).

해석부(130)는 분석 대상의 각 지점에서 발생하는 표면속도(Surface Velocity)를 추출한다(S110, S112). The analysis unit 130 extracts surface velocities generated at respective points of the analysis target (S110, S112).

해석부(130)는 가산 합성법(Additive Synthesis)를 이용하여 복수 지점들의 표면 속도를 합성하여 소음을 생성한다(S120, S122). 해석부(130)는 수학식 1과 같은 식을 이용하여 분석 대상에서 발생하는 소음을 계산할 수 있다.The analyzer 130 synthesizes the surface velocities of the plurality of points using additive synthesis to generate noise (S120, S122). The analyzer 130 can calculate the noise generated in the analysis object using Equation (1).

Figure 112013068110611-pat00001
Figure 112013068110611-pat00001

여기서, P(r,t)는 거리(r)와 시간(t)에 따른 공기 압력(즉 소음),

Figure 112013068110611-pat00002
는 방사환경(공기) 주파수 가중을 위한 요소,
Figure 112013068110611-pat00003
은 시간, 주파수에 관련된 요소,
Figure 112013068110611-pat00004
은 진동 표면 속도,
Figure 112013068110611-pat00005
은 거리,
Figure 112013068110611-pat00006
은 위상차에 관련된 요소,
Figure 112013068110611-pat00007
는 면적을 나타낸다.Where P (r, t) is the air pressure (ie, noise) along the distance r and time t,
Figure 112013068110611-pat00002
Is an element for weighting the radiation environment (air) frequency,
Figure 112013068110611-pat00003
Time, frequency-related elements,
Figure 112013068110611-pat00004
The vibration surface velocity,
Figure 112013068110611-pat00005
The distance,
Figure 112013068110611-pat00006
Is an element related to the phase difference,
Figure 112013068110611-pat00007
Represents the area.

그리고, 해석부(130)는 분석 대상에서 발생하는 소음들을 합성하여 분석 대상의 해석 음원을 생성한다(S130). Then, the analysis unit 130 synthesizes the noises generated from the analysis object to generate an analysis sound source to be analyzed (S130).

해석부(130)는 가산 합성법을 이용하여 소음들을 합성할 수 있다. 가산 합성법은 두 개 이상 소리에 대한 신호를 조합하여 새로운 소리를 만드는 합성법이다. 가산 합성법은 다양한 정현파의 합으로 진폭 및 주파수 변조가 가능하며 두 개 이상의 소리가 화성으로 조합된다. 해석부(130)는, 하나의 소음은 해석적 방법을 통해 음원을 생성하고, 나머지 소음은 소음 정보 관리부(110)에 저장된 재질 변화, 환경적 요인, 표면 특성 등이 반영된 소음을 이용할 수 있다.The analyzer 130 can synthesize the noises using the additive synthesis method. The additive synthesis method is a synthesis method that combines signals for two or more sounds to create a new sound. The additive synthesis method is capable of modulating the amplitude and frequency with the sum of various sine waves and combining two or more sounds with harmonic. The analysis unit 130 can generate a sound source through an analytical method, and the remaining noise can utilize the noise reflected in the material change, the environmental factor, and the surface characteristics stored in the noise information management unit 110.

이와 같이, 해석부(130)는 유한요소 해석 프로세스를 거쳐서 소음 발생 주파수 및 위치를 확인한다. 그리고, 해석부(130)는 소음 발생 주파수에 따른 진동을 시간영역에서 하중으로 입력하고, 소음 발생 위치로부터 추출된 표면속도를 음압으로 변환시켜 소음을 가상으로 생성한다.In this way, the analysis unit 130 confirms the noise generation frequency and position through the finite element analysis process. Then, the analysis unit 130 inputs the vibration according to the noise generation frequency as a load in the time domain, and converts the surface velocity extracted from the noise generation position to sound pressure to virtually generate noise.

해석부(130)는 BSR 발생 위치 및 해당 진동 주파수에서 표면 속도를 추출하고, 이를 기초로 BSR 소음을 재현한다. 이를 위해, 해석부(130)는 정하중 해석(Static 해석), 모드 해석(Mode 해석), 하중응답 해석(FRF 해석), 시간영역 해석(Time Transient 해석) 등을 이용하여, 단위 샘플들의 버즈, 스퀵, 래틀 등의 접촉량을 평가할 수 있다. 여기서, 정하중 해석이란 통상적으로 유한 요소 모델을 구성할 때 설계 모델을 참고하여 각 파트들을 구성하고, 이를 중력장 안에서 여러 가지 조립 기법에 의하여 해석 모델을 구성하는 방법이다. The analysis unit 130 extracts the surface velocity at the BSR generation position and the corresponding vibration frequency, and reproduces the BSR noise based on the extracted surface velocity. For this purpose, the analysis unit 130 may calculate the buzz and squeeze of the unit samples using a static load analysis (Static analysis), a mode analysis (Mode analysis), a load response analysis (FRF analysis) , A rattle or the like can be evaluated. Here, the static load analysis is a method of constructing an analytical model by constructing various parts in the gravitational field by referring to a design model when constructing a finite element model.

해석부(130)는 중력 및 제조 특성이 부가되는 경우 접촉 상태나 갭(Gap)의 변화가 발생하기 때문에 다양한 해석 모델을 기초로 BSR을 해석한다. 또한 해석부(130)는 정하중 해석의 결과가 적용된 모델을 이용하여 BSR 소음이 발생할 것이 예상되는 파트를 검출하고, 래틀과 스퀵의 투과량을 검출하거나 초기 접촉력을 초과하는 하중을 비교 관찰하여 확인된 위치에서, 소음 재현을 수행할 수 있다. The analysis unit 130 interprets the BSR based on various analytical models because gravity and manufacturing characteristics are added to change the contact state or the gap. Further, the analysis unit 130 detects a part where BSR noise is expected to be generated by using a model to which the result of the static load analysis is applied, detects the transmission amount of the rattle and the squeak, or compares and observes loads exceeding the initial contact force, It is possible to perform noise reproduction.

체결 또는 접촉부의 초기 간격이 큰 경우에는 래틀과 스퀵이 발생하지 않으며, 간격이 줄어들거나 이미 접촉되어 있는 상태에서 분석 대상의 강성의 변화로 초기 접촉력이 변경된 경우에 발생한다. 해석 결과로 투과량의 수평, 수직 방향의 값과 접촉부에서 발생하는 수평, 수직 방향의 분력을 계산하고 각 투과량 및 각 분력이 초기값보다 클 경우 래틀과 스퀵이 발생한 것으로 판단한다.When the initial interval of the fastening or contact portion is large, the rattle and the squeak do not occur, and the initial contact force is changed due to the change of the rigidity of the analysis object in a state where the interval is reduced or already in contact. As a result of the analysis, it is judged that the horizontal and vertical values of the transmission amount and the horizontal and vertical components generated at the contact portion are calculated, and that the rattle and the squeak occur when the respective transmission amounts and the respective components are larger than the initial values.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 갭 모델에 관한 개념도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 예하중 모델에 관한 개념도이다.FIG. 4 is a conceptual diagram of a gap model according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a conceptual diagram of a preload model according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 부품A가 부품B에 체결된다. 부품A와 부품B의 체결 상태를 스프링(k1, k2)과 댐핑(damping)(c1, c2)으로 표현할 수 있다. Referring to FIG. 4, the component A is fastened to the component B. The fastening state of the component A and the component B can be expressed by the spring (k1, k2) and the damping (c1, c2).

부품A와 부품B는 일정 간격(gap)으로 떨어져 있다. 이 간격의 크기에 따라 진동이 가해졌을 때 BSR 소음 발생 여부가 결정된다. Parts A and B are spaced apart by a certain gap. The BSR noise is determined when vibration is applied according to the size of the gap.

부품A나 부품B에 진동이 가해지면, 부품A와 부품B의 간격의 크기보다 진동으로 인한 변위가 클 경우, 부품A와 부품B의 접촉에 의해 BSR 소음이 발생할 수 있다. 이러한 상태에 관계된 해석 모델을 갭 모델이라고 하며, 해석부(130)는 갭 모델을 기초로 BSR 소음을 해석할 수 있다.If vibration is applied to part A or part B, if the displacement due to vibration is larger than the distance between parts A and B, BSR noise may occur due to contact between part A and part B. The analysis model related to this state is called a gap model, and the analysis unit 130 can analyze the BSR noise based on the gap model.

도 5를 참고하면, 부품A가 부품B에 체결된다. 만약, 부품A의 질량이 큰 경우, 부품A가 부품B에 하중을 가하여 부품B가 변형될 수 있다. Referring to FIG. 5, the component A is fastened to the component B. If the mass of the component A is large, the component A may apply a load to the component B and deform the component B.

부품A나 부품B에 진동이 가해지면, 접촉부의 접촉력이 변경되어 BSR 소음이 발생할 수 있다. 이러한 상태에 관계된 해석 모델을 예하중(pre-load) 모델이라고 하며, 해석부(130)는 예하중 모델을 기초로 BSR 소음을 해석할 수 있다.If vibration is applied to the part A or the part B, the contact force of the contact part may be changed and BSR noise may be generated. The analysis model related to this state is called a pre-load model, and the analysis unit 130 can analyze the BSR noise based on the preload model.

도 6와 도 7 각각은 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 패턴 추출 방법을 설명하는 도면이다.6 and 7 are diagrams for explaining a noise pattern extracting method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 소음 패턴 추출부(150)는 연속 파형 변환법(CWT)을 이용하여 소음 패턴을 추출할 수 있다. 연속 파형 변환법(CWT)은 신호의 주파수 성분을 추출하는 방법으로서, 시간에 따른 주파수 성분의 변화를 매우 짧은 시간 영역에서 샘플링하여 신호의 패턴을 분석한다. Referring to FIG. 6, the noise pattern extracting unit 150 may extract a noise pattern using a continuous waveform transform (CWT). Continuous Waveform Transformation (CWT) is a method of extracting frequency components of a signal. The CWT analyzes a pattern of a signal by sampling a change of a frequency component over time in a very short time domain.

소음 패턴 추출부(150)는 수학식 2를 이용하여 소음 패턴을 추출할 수 있다.The noise pattern extracting unit 150 can extract the noise pattern using Equation (2).

Figure 112013068110611-pat00008
Figure 112013068110611-pat00008

여기에서

Figure 112013068110611-pat00009
은 연속되는 신호 파형이고,
Figure 112013068110611-pat00010
는 시간(time),
Figure 112013068110611-pat00011
는 기존 신호의 진폭(amplitude),
Figure 112013068110611-pat00012
는 패턴 인식 신호의 진폭,
Figure 112013068110611-pat00013
는 기존 신호(전 시간대역)이다.From here
Figure 112013068110611-pat00009
Is a continuous signal waveform,
Figure 112013068110611-pat00010
Time,
Figure 112013068110611-pat00011
The amplitude of the existing signal,
Figure 112013068110611-pat00012
The amplitude of the pattern recognition signal,
Figure 112013068110611-pat00013
Is the existing signal (full time band).

도 7을 참고하면, 소음 패턴 추출부(150)는 다양한 시편의 재질/환경/상태/표면처리 등의 조건 변화에 따른 BSR 소음 음질 특성을 추출한다. 소음 패턴 추출부(150)는 소음 정보 관리부(110)로부터 각 조건에 해당하는 BSR 소음을 추출하여 소음 패턴을 분석할 수 있다.Referring to FIG. 7, the noise pattern extracting unit 150 extracts BSR noise characteristics according to various conditions such as material / environment / state / surface treatment of various specimens. The noise pattern extracting unit 150 may analyze the noise pattern by extracting the BSR noise corresponding to each condition from the noise information managing unit 110. [

소음 패턴 추출부(150)는 음성 인식에 대한 신호처리를 활용하여 소음 정보 관리부(110)에 저장된 소음 각각의 주기나 음색을 통계적으로 분석한다. 소음 패턴 추출부(150)는 패턴 인식 함수를 통해, 소음 정보 관리부(110)에 저장된 소음 정보(30)로부터 배경 소음(background noise)(40)을 분리하여 소음 음질 특성을 나타내는 소음 패턴(50)을 추출한다.The noise pattern extracting unit 150 statistically analyzes the period or tone of each noise stored in the noise information managing unit 110 by using signal processing for speech recognition. The noise pattern extracting unit 150 separates the background noise 40 from the noise information 30 stored in the noise information managing unit 110 through the pattern recognition function to generate a noise pattern 50 indicating the sound quality characteristics, .

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 정보의 변조 방법을 설명하는 도면이다. 8 is a view for explaining a method of modulating noise information according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참고하면, 소음 패턴 추출부(150)는 측정으로 획득한 소음 정보(60)를 해석 소음(70)의 음압 레벨과 주파수 대역에 맞추어 변조한다. 그리고, 소음 패턴 추출부(150)는 변조 소음으로부터 소음 패턴을 추출할 수 있다. 이때, 소음 패턴 추출부(150)는 진폭 변조(Amplitude Modulation, AM)와 주파수 변조(Frequency Modulation, FM)를 활용하여 소음 정보를 변조할 수 있다. 소음 패턴 추출부(150)는 진폭 변조(AM)을 이용하여 저장된 소음 정보의 음압 레벨을 해석 음원의 음압 레벨로 근사한다. 소음 패턴 추출부(150)는 주파수 변조(FM)를 이용하여 저장된 소음 정보의 주파수 대역을 해석 음원의 주파수 대역으로 근사한다. 8, the noise pattern extracting unit 150 modulates the noise information 60 obtained by the measurement according to the sound pressure level and the frequency band of the analysis noise 70. FIG. Then, the noise pattern extracting unit 150 can extract the noise pattern from the modulation noise. At this time, the noise pattern extracting unit 150 can modulate the noise information using Amplitude Modulation (AM) and Frequency Modulation (FM). The noise pattern extracting unit 150 approximates the sound pressure level of the stored noise information to the sound pressure level of the analyzed sound source using amplitude modulation (AM). The noise pattern extracting unit 150 approximates the frequency band of the stored noise information to the frequency band of the analyzed sound source using the frequency modulation (FM).

이렇게, 각 소음 정보는 음압 레벨과 주파수 대역이 해석에 의해 생성된 신호에 맞게 변조되므로, 변조된 소음 정보로부터 추출된 소음 패턴과 해석에 의해 생성된 신호를 합성하기가 쉽다.Thus, since each noise information is modulated in accordance with the signal generated by the analysis of the sound pressure level and the frequency band, it is easy to synthesize the noise pattern extracted from the modulated noise information and the signal generated by the analysis.

도 9부터 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 해석 소음과 소음 패턴의 합성 방법을 설명하는 도면이다.9 to 11 are views for explaining a method of synthesizing an analysis noise and a noise pattern according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참고하면, 합성부(170)는 해석부(130)에서 생성한 해석 소음과 소음 패턴 추출부(150)에서 추출한 소음 패턴을 합성한다. 합성 방법은 다양할 수 있으며, 예를 들면, 파형 합성법(Wave Shaping Synthesis)이 이용될 수 있다. 파형 합성법 은 변환 함수(Transfer Function)를 이용하여 입력 신호를 변조하는 방법으로서, 입력 신호(dependent)가 전달함수의 특성에 적용되는 합성 방법을 이용한다. 합성부(170)는 파형 합성법을 이용하여 소음 패턴과 해석 소음을 합성하여 실제 BSR 소음과 근사한 음원을 재현할 수 있다.9, the synthesizing unit 170 synthesizes the analyzed noise generated by the analyzing unit 130 and the noise pattern extracted by the noise pattern extracting unit 150. FIG. The synthesis method may vary, and for example, Wave Shaping Synthesis may be used. The waveform synthesis method is a method of modulating an input signal by using a transfer function, and uses a synthesis method in which an input signal (dependent) is applied to characteristics of a transfer function. The synthesis unit 170 may synthesize the noise pattern and the analyzed noise using the waveform synthesis method to reproduce the sound source approximate to the actual BSR noise.

도 10을 참고하면, 해석부(130)에서 생성한 해석 소음(200)은 실제 신호와 동일 주파수를 가진 파형으로 표시될 뿐이어서, 음색과 같은 소음 음질 특성을 가지고 있지 않다. 따라서, 서로 다른 재질이나 환경에서 발생하는 소음들의 특성이 다름에도 불구하고, 해석부(130)에서 생성된 해석 소음은 실제 소음의 주파수 특성만을 가진다. 따라서, 종래의 장치는 해석부(130)에서 생성한 해석 소음을 그대로 출력하기 때문에, 실제 소음과 다른 소리로 들릴 수밖에 없다.Referring to FIG. 10, the analysis noise 200 generated by the analysis unit 130 is represented by a waveform having the same frequency as the actual signal, and thus has no sound quality characteristics such as tone color. Therefore, the analysis noise generated by the analysis unit 130 has only the frequency characteristic of the actual noise, although the characteristics of noise occurring in different materials or environments are different. Therefore, since the conventional apparatus outputs the analysis noise generated by the analyzing unit 130 as it is, it is inevitably heard as a sound different from actual noise.

그러나, 합성부(170)는 해석 소음(200)에, 각 분석 대상에서 발생하는 소음 패턴(220)을 합성하므로, 실제 소리에 근사한 소리를 만들 수 있다.However, the synthesizer 170 synthesizes the noise pattern 220 generated in each analyzing object 200 with the analytical noise 200, so that it is possible to produce sound similar to the actual sound.

도 11을 참고하면, 합성부(170)는 해석 소음(200)과 소음 패턴 추출부(150)에서 추출한 소음 패턴(220)을 합성한 재현 소음(240)를 생성한다. 즉, 합성부(170)는 주파수뿐만 아니라, 실제 측정된 소음의 음질요소와 근사한 신호를 생성한다.11, the synthesizer 170 generates the reproduced noise 240 obtained by synthesizing the analyzed noise 200 and the noise pattern 220 extracted by the noise pattern extractor 150. FIG. That is, the combining unit 170 generates not only a frequency but also a signal approximating a sound quality element of actually measured noise.

도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 소음 재현 방법의 흐름도이다.12 is a flowchart of a noise reproducing method according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참고하면, 소음 재현 장치(100)는 재질의 변화, 환경적 요인, 재질의 표면 처리 상태에 따라 발생할 수 있는 다양한 소음 정보를 저장한다(S210).Referring to FIG. 12, the noise reproducing apparatus 100 stores various kinds of noise information that can be generated according to changes in materials, environmental factors, and surface treatment conditions of a material (S210).

소음 재현 장치(100)는 단위 부품의 소음을 측정하고, 측정 소음을 해석적 방법으로 분석하여 분석 대상의 해석 소음을 생성한다(S220).The noise reproducing apparatus 100 measures the noise of the unit parts and analyzes the measured noise by an analytical method to generate analytic noise to be analyzed (S220).

소음 재현 장치(100)는 분석 대상에서 발생할 수 있는 소음들의 패턴을 추출한다(S230).The noise reproducing apparatus 100 extracts a pattern of noises that can occur in the analysis target (S230).

소음 재현 장치(100)는 해석 소음과 소음 패턴을 합성하여 출력한다(S240).The noise reproducing apparatus 100 synthesizes and outputs the analyzed noise and the noise pattern (S240).

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 다양한 소음 음질 특성을 내포하고 있는 소음 정보 관리부로부터 생성한 소음 패턴을 해석적 방법으로 생성된 음원과 합성하므로, 실제 소음이 가지는 음색과 같은 소음 음질 특성을 그대로 재현할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, since the noise pattern generated from the noise information management unit including various sound quality characteristics is synthesized with the sound source generated by the analytical method, Can be reproduced.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (10)

분석 대상에서 발생하는 소음을 출력하는 소음 재현 장치로서,
적어도 하나의 조건에서 발생하는 소음 정보를 저장하는 소음 정보 관리부,
연속 파형 변환법을 이용하여 상기 소음 정보에서 소음의 음질 특성을 나타내는 소음 패턴을 추출하는 소음 패턴 추출부, 그리고
상기 분석 대상에서 발생하는 가상의 해석 소음과 상기 소음 패턴을 합성하여 출력하는 합성부
를 포함하고,
상기 소음 패턴 추출부는
상기 소음 정보 관리부로부터 상기 해석 소음에 해당하는 소음 정보를 추출하고, 추출한 소음 정보를 상기 해석 소음의 음압 레벨과 주파수 대역에 맞추어 변조 소음을 생성하며, 변조 소음의 소음 패턴을 추출하는 소음 재현 장치.A noise reproducing apparatus for outputting noise generated in an object to be analyzed,
A noise information management unit for storing noise information generated in at least one condition,
A noise pattern extracting unit for extracting a noise pattern representing a sound quality characteristic of noise from the noise information by using a continuous waveform transformation method, and
A synthesizing unit for synthesizing and outputting a virtual analysis noise generated in the analysis object and the noise pattern,
Lt; / RTI >
The noise pattern extracting unit
Wherein the noise information extracting unit extracts the noise information corresponding to the analyzed noise from the noise information managing unit, generates the modulated noise by matching the extracted noise information with the sound pressure level and the frequency band of the analyzed noise, and extracts the noise pattern of the modulated noise. 삭제delete 제1항에서,
상기 소음 패턴 추출부는
진폭 변조를 이용하여 상기 추출한 소음 정보를 상기 해석 소음의 음압 레벨로 변조하는 소음 재현 장치.The method of claim 1,
The noise pattern extracting unit
And modulates the extracted noise information to a sound pressure level of the analyzed noise by using amplitude modulation. 제1항에서,
상기 소음 패턴 추출부는
주파수 변조를 이용하여 상기 추출한 소음 정보를 상기 해석 소음의 주파수 대역으로 변조하는 소음 재현 장치.The method of claim 1,
The noise pattern extracting unit
And modulates the extracted noise information into a frequency band of the analyzed noise by using frequency modulation. 삭제delete 제1항에서,
상기 합성부는
파형 합성법(Wave Shaping Synthesis)을 이용하여 상기 해석 소음과 상기 소음 패턴을 합성하는 소음 재현 장치.The method of claim 1,
The combining unit
A noise reproducing apparatus for synthesizing the analytical noise and the noise pattern using a wave shape synthesis method. 제1항에서,
해석적 방법으로 상기 분석 대상에서 진동에 의해 래틀과 스퀵의 투과량을 검출하거나 초기 접촉력을 초과하는 하중을 비교 관찰하여 확인된 위치에서 발생하는 가상의 해석 소음을 생성하는 해석부
를 더 포함하는 소음 재현 장치.The method of claim 1,
An analytical method is used to detect the penetration amount of the rattle and the squeak by vibration at the analysis object or to compare the load exceeding the initial contact force and to generate an analytical noise generated at the identified position
Further comprising: 제7항에서,
상기 해석부는
상기 분석 대상에서의 표면 속도들을 합성하는 해석적 방법을 이용하여 상기 해석 음원을 생성하는 소음 재현 장치.8. The method of claim 7,
The analyzing unit
Wherein the analysis sound source is generated using an analytical method for synthesizing surface velocities at the object to be analyzed. 제1항에서,
상기 소음은 버즈(Buzz), 스퀵(Squeak), 래틀(Rattle) 중 적어도 하나를 포함하는 소음 재현 장치.The method of claim 1,
Wherein the noise includes at least one of a Buzz, a Squeak, and a Rattle. 제1항에서,
상기 조건은 재질, 환경, 그리고 표면 처리 상태 중 적어도 하나를 포함하는 소음 재현 장치.The method of claim 1,
Wherein the condition includes at least one of a material, an environment, and a surface treatment state.
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