KR20110049156A - 3-dimensional virtual block belgian road generation method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 벨지안 노면 생성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실제 벨지안 노면의 6면체 블록에 대한 형상 데이터와 블록 간 간격 데이터가 모두 반영되는 실제 벨지안 노면과 동일한 형상을 갖는 벨지안 노면을 갖는 3차원 가상 벨지안 노면 생성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Belgian road surface generation method, and more particularly, a three-dimensional virtual surface having a Belgian road surface having the same shape as an actual Belgian road surface where both shape data and inter-block spacing data of a hexagonal block of an actual Belgian road surface are reflected. Belgian road surface creation method.
일반적으로, 차량을 개발하는 프로세스는 개발하고자 하는 차량에 대한 개념 설계와 상세 설계를 거처 실차를 제작하고, 차량의 성능과 예상 수명 기간동안 발생할 수 있는 내구 문제점들을 확인하기 위하여 실차 주행시험을 실시한다.In general, the process of vehicle development is based on the concept design and detailed design of the vehicle to be developed, and the actual vehicle driving test is conducted to check the performance of the vehicle and the durability problems that may occur during the life expectancy. .
차량의 수명과 동일한 기간 동안 실차 주행시험을 수행할 수 없는 현실적인 여건을 고려하여 실제 주행 조건보다 가혹한 노면으로 구성한 특별한 도로, 즉 벨지안 도로를 일정 거리 주행하여 실제 서비스 기간 동안의 내구 문제 발생 가능성과 성능 등을 검토한다.Possibility and performance of durability problems during the actual service period by driving a certain distance on a special road, ie, Belgian road, which is composed of rough roads that are harsher than actual driving conditions in consideration of realistic conditions in which actual vehicle driving tests cannot be carried out for the same period as the life of the vehicle. Review etc.
상기 실차 주행시험의 결과를 분석하여 설계 변경을 실행하고 실차 제작 및 시험을 진행하는 등 전술한 과정을 반복하며, 성능이 만족되는 경우 해당 차량의 양산을 진행한다.The above process is repeated by analyzing the result of the actual vehicle driving test, executing a design change, and manufacturing and testing the actual vehicle, and if the performance is satisfied, mass production of the vehicle is performed.
상기한 바와 같이 차량의 양산을 위해서는 시험을 위한 실차를 제작하고 벨지안 도로를 일정거리 주행하여 문제점을 파악하여 설계변경하며, 이러한 과정이 반복적으로 진행되므로, 차량의 개발기간이 연장되고 설계의 변경이 시점상 어렵고 개선방법을 적용하기 위해 새로운 금형을 제작해야 하기 때문에 개발비용이 상승되어 소비자의 부담으로 작용하는 문제가 발생한다.As described above, in order to mass-produce the vehicle, a real vehicle for the test is manufactured and a problem is determined by designing a problem by driving a certain distance on the Belgian road, and this process is repeatedly performed, so that the development period of the vehicle is extended and the design is changed. As it is difficult at the time point, and new molds have to be manufactured to apply the improvement method, the development cost is increased, causing problems for consumers.
최근 들어, 컴퓨터를 이용한 가상 시험기술의 발달에 따라 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 가상 벨지안 노면(10)과 가상 차량모델(20)을 사이버 공간상에서 제작한 다음 가상주행을 통해 차량의 각 부품에 대한 성능을 평가하고 예측하는 방법을 사용하여 개발기간의 단축과 비용절감을 도모하고 있다.Recently, according to the development of a virtual test technique using a computer, as shown in FIGS. 1 and 2, the virtual
벨지안 노면을 차량의 성능 및 내구시험을 진행하는 대표적인 노면이므로, ISO 규격에서 정의한 노면 특성 데이터와 불규칙 수(Random Number)를 조합하여 3차원 가상 벨지안 노면을 생성하고 있다.Belgian road surface is a typical road surface that performs the performance and durability test of a vehicle. Thus, 3D virtual Belgian road surface is created by combining road surface characteristic data and random number defined in ISO standard.
그러나, 종래의 기술은 도 3과 같은 실제 벨지안 노면의 형상을 왜곡시킴으로써 노면의 국부적인 거칠기 및 가혹도를 실제보다 증가 또는 감소되는 현상이 발생한다.However, in the related art, a phenomenon in which the local roughness and severity of the road surface is increased or decreased than the actual road surface is distorted by distorting the shape of the actual Belgian road surface as shown in FIG. 3.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 생성된 가상 벨지안 노면의 형상은 실제 벨지안 노면의 형상과 비교하여 많은 차이점이 발생된다.That is, the shape of the virtual Belgian road surface generated as shown in FIG. 4 has many differences compared to the shape of the actual Belgian road surface.
따라서, 가상 차량모델을 가상 벨지안 노면을 주행시켜 성능 시험 및 예측, 예를 들어 서스펜션 입력하중을 예측할 때 정확도를 떨어뜨리는 원인이 되며, 이는 차량의 선행개발단계에서부터 성능 및 상품성에 대한 예측 정확도를 저하시키는 원인으로 작용되는 문제점이 있다.Therefore, driving the virtual Belgian road surface of the virtual vehicle model causes the accuracy of performance tests and predictions, for example, to predict the suspension input load, which decreases the accuracy of prediction of performance and merchandise from the early development stage of the vehicle. There is a problem that acts as a cause.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 실제 벨지안 노면의 6면체 블록에 대한 형상 데이터와 블록 간 간격 데이터가 모두 반영되는 실제 벨지안 노면과 동일한 형상을 갖는 3차원 가상 벨지안 노면을 생성하는 방법을 제공하여, 선행개발단계에서 차량의 성능 및 상품성에 대한 예측 정확도를 향상시키도록 하는 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object of which is a three-dimensional virtual Belgian road surface having the same shape as the actual Belgian road surface where both the shape data and the inter-block spacing data for the hexagonal block of the actual Belgian road surface are reflected By providing a method for generating a, to improve the prediction accuracy of the performance and merchandise of the vehicle in the preceding development stage.
상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 3차원 가상 벨지안 노면 생성방법은, 3D virtual Belgian road surface creation method according to the characteristics of the present invention for realizing the above object,
실제 벨지안 노면의 특성 데이터와 불규칙 수의 입력에 따라 가상 노면의 높낮이 정보점을 생성하는 과정;Generating a height information point of a virtual road surface according to input of characteristic data of a real Belgian road surface and an irregular number;
실제 벨지안 노면 블록의 6면체 형상을 정의하는 데이터와 블록간 간격 데이터의 입력에 따라 가상 노면의 높낮이 정보 점을 재생성하는 과정;Regenerating the elevation information points of the virtual road surface according to input of data defining the hexahedron shape of the actual Belgian road block and inter-block spacing data;
재생성된 가상 노면의 높낮이 정보 점을 연결하여 3차원 가상 블록 벨지안 노면을 생성하는 과정을 포함한다.And generating a 3D virtual block Belgian road surface by connecting the height information points of the regenerated virtual road surface.
전술한 구성에 의하여 본 발명은 실제 벨지안 노면과 동일한 형상을 갖는 3 차원 가상 벨지안 노면을 생성함으로서, 차량의 선행개발단계에서 가상 차량모델의 가상주행을 통한 성능 및 각 부품에 대한 시험에 예측 정확도를 향상시키는 효과가 있다.According to the above-described configuration, the present invention generates a three-dimensional virtual Belgian road surface having the same shape as the actual Belgian road surface, thereby predicting the accuracy of the performance of the virtual vehicle model through the virtual driving model and the test accuracy of each component in the preceding development stage of the vehicle. It is effective to improve.
또한, 본 발명은 3차원 스캔 및 유한요소 모델링 과정 없이 실제 벨지안 노면의 특성 및 형상이 효과적으로 반영되는 가상 벨지안 노면을 자동 생성하기 때문에 실제 벨지안 노면을 3차원 스캔하는데 소요되는 비용을 절감하고 가상 노면 구축 기간을 획기적으로 단축할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention automatically generates a virtual Belgian road surface that effectively reflects the characteristics and shape of the actual Belgian road surface without a three-dimensional scan and finite element modeling process, the cost of three-dimensional scanning of the actual Belgian road surface is reduced and the virtual road surface is constructed. There is an effect that can significantly shorten the period.
아래에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.The present invention can be embodied in various different forms, and thus the present invention is not limited to the embodiments described herein.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 가상 벨지안 노면 생성 절차를 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a 3D virtual Belgian road surface creation procedure according to an embodiment of the present invention.
차량의 선행개발단계에서 컴퓨터 프로그램으로 제공되는 가상 시뮬레이터는 가상 차량모델을 주행시키기 위한 3차원 가상 벨지안 노면을 생성하기 위하여 실제 벨지안 노면의 특성 데이터인 파워 스펙트럼 밀도 정보를 입력받는다(S101).The virtual simulator provided as a computer program in the preceding development stage of the vehicle receives power spectral density information, which is characteristic data of the actual Belgian road surface, in order to generate a three-dimensional virtual Belgian road surface for driving the virtual vehicle model (S101).
그리고, 불규칙 수의 입력에 따라(S102) 가상 노면의 높낮이 정보 점을 생성 하여 표시한다(S103).Then, according to the input of the irregular number (S102) to generate and display the height information point of the virtual road surface (S103).
이후, 도 6에 도시된 바와 같은 실제 벨지안 노면 블록의 6면체 형상 데이터즉, X축 및 Y축을 정의하는 치수정보, 블록 윗면의 직각 모서리 부분에 대한 필렛(Fillet) 정보 및 챔퍼(Chamfer)의 정보를 입력받고(S104), 도 7에 도시된 바와 같이 인접하는 블록간 간격 데이터를 입력받는다(S105).Subsequently, the hexahedral shape data of the actual Belgian road block as shown in FIG. 6, that is, the dimension information defining the X-axis and the Y-axis, the fillet information on the rectangular corner portion of the upper surface of the block, and the information of the chamfer. Is input (S104), and as shown in FIG. 7, input data between adjacent blocks is received (S105).
상기 6면체 블록의 형상 데이터와 블록간 간격 데이터의 입력에 따라 생성된 가상 블록에 대하여 도 8에 도시된 바와 같이 가상 노면의 높낮이 정보 점을 재 생성하고(S106), 재생성된 높낮이 정보 점을 연결하여(S107) 3차원 가상 블록 벨지안 노면을 생성시킨다(S108).As shown in FIG. 8, the height information point of the virtual road surface is regenerated for the virtual block generated according to the shape data of the hexagonal block and the inter-block spacing data (S106), and the regenerated height information point is connected. (S107) to generate a three-dimensional virtual block Belgian road surface (S108).
상기한 바와 같이 3차원 가상 블록 벨지안 노면을 생성하는 과정에서 종방향 노면 거칠기 및 주파수 특성이 벨지안 노면 설계시 계획했던 본래의 특성을 따라가도록 3차원 가상 공간상에서 특정 반지름을 갖는 원방정식을 이용하여 가상 벨지안 노면 블록 윗면의 직각 모서리 부분을 완만하게 가공한다.As described above, in the process of generating the three-dimensional virtual block Belgian road surface, the longitudinal road roughness and the frequency characteristics follow the original characteristics planned in the design of the Belgian road surface. The square corners of the upper surface of the Belgian road block are processed smoothly.
또한, 생성된 단위 가상 노면을 3차원 가상 공간상에서 연속적, 반복적으로 연결하여 가상 벨지안 노면의 전체길이를 자유롭게 조정하며, 그리고 가상 차량모델에 대하여 가상 주행을 실시할 때 가상 차량모델이 가상 벨지안 노면에 진입하기 전까지 가상 차량모델을 등속도 상태에 도달시키기 위해 가상 평탄 노면을 생성하고, 이를 가상 벨지안 노면에 연결하여 전체 3차원 가상 벨지안 노면을 생성한다.In addition, the generated unit virtual road surface is continuously and repeatedly connected in a three-dimensional virtual space to freely adjust the total length of the virtual Belgian road surface, and when the virtual vehicle model is driven in the virtual vehicle model, the virtual vehicle model is connected to the virtual Belgian road surface. Before entering, a virtual flat road surface is created to reach a constant velocity state of the virtual vehicle model, and connected to the virtual Belgian road surface to generate a full three-dimensional virtual Belgian road surface.
따라서, 실제 벨지안 노면과 동일한 형상을 갖는 3차원 가상 벨지안 노면이 생성되어 가상 차량모델의 가상주행을 통한 성능 및 각 부품에 대한 시험에 예측 정확도를 향상시킨다.Thus, a three-dimensional virtual Belgian road surface having the same shape as the actual Belgian road surface is generated to improve the prediction accuracy in the performance of the virtual vehicle model and the test for each part.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록매체를 통해 구현될 수 있다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only through the apparatus and the method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It is included in the scope of rights.
도 1은 종래의 차량 개발단계에서 가상 주행모델을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a virtual driving model in a conventional vehicle development stage.
도 2는 도 1의 가상 주행모델을 통해 측정된 시험 데이터의 일 예시도이다.FIG. 2 is an exemplary diagram of test data measured through the virtual driving model of FIG. 1.
도 3은 실제 벨지안 노면을 도시한 도면이다.3 is a view showing an actual Belgian road surface.
도 4는 종래 기술로 생성한 가상 벨지안 노면의 형상과 실제 벨지안 노면의 향상을 비교한 도면이다.4 is a view comparing the shape of the virtual Belgian road surface generated by the prior art and the improvement of the actual Belgian road surface.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 가상 벨지안 노면 생성 절차를 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a 3D virtual Belgian road surface creation procedure according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 가상 벨지안 노면 생성을 위한 블록 형상 데이터를 도시한 도면이다.FIG. 6 illustrates block shape data for generating a 3D virtual Belgian road surface according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 가상 벨지안 노면 생성을 위한 블록 간 간격 데이터를 도시한 도면이다.FIG. 7 illustrates inter-block spacing data for generating a 3D virtual Belgian road surface according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 가상 벨지안 노면 생성을 위한 높낮이 정보점의 데이터를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating data of a height information point for generating a 3D virtual Belgian road surface according to an embodiment of the present invention.
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| KR1020090106028A KR20110049156A (en) | 2009-11-04 | 2009-11-04 | 3-dimensional virtual block belgian road generation method |
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Publications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104631257A (en) * | 2015-01-16 | 2015-05-20 | 中交一公局第五工程有限公司 | Method for constructing Belgian road in testing track |
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