KR20120042440A - 조립 과정 가시화 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20120042440A KR1020100104135A KR20100104135A KR20120042440A KR 20120042440 A KR20120042440 A KR 20120042440A KR 1020100104135 A KR1020100104135 A KR 1020100104135A KR 20100104135 A KR20100104135 A KR 20100104135A KR 20120042440 A KR20120042440 A KR 20120042440A
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김용완
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조동식
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Abstract

제품의 조립 과정을 단계별로 상세하고 직관적으로 파악할 수 있도록 하는 조립 과정 가시화 기술이 개시된다. 이를 위해, 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치는 다수개의 부품을 조립하여 완성품이 완성되는 조립 과정을, 단계별로 3차원 입체 영상으로 모델링하여 조립 과정 매뉴얼을 저작하는 저작부; 저작부에서 저작된 조립 과정 매뉴얼을 저장하는 저장부; 및 저장부에 저장된 조립 과정 매뉴얼을 사용자에게 단계별로 가시화하여 디스플레이하는 가시화부를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치는 사용자의 조립 과정에 대한 이해를 더욱 용이하게 하여, 사용자에 의한 제품의 조립 속도가 빨라진다.

Description

조립 과정 가시화 장치 및 방법{Apparatus and method for visualizing assembly process}
본 발명은 조립 과정 가시화 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제품의 조립 과정을 단계별로 상세하고 직관적으로 파악할 수 있도록 하는 조립 과정 가시화 장치 및 방법에 관한 것이다.
조립 과정은 다수개의 부품을 상호 결합하여 완성품 단계의 제품으로 구성하는 일련의 작업 과정이다. 그리고, 조립 과정은 다양한 목적에 의하여, 산업 현장의 근로자, 학교의 학생, 가정의 어린아이 등을 대상으로 교육 및 제시될 필요가 있다. 이러한, 조립 과정은 다수개의 각기 다른 부품을 상호 결합해야 하기 때문에 조립 과정 매뉴얼이 필요하다. 그런데, 대부분의 조립 과정 매뉴얼은 간단한 텍스트와 그림으로만 표현이 되어 있어, 쉽고 직관적인 조립 수행 방법을 제시하지 못하고 있다.
예를 들어, 산업 현장의 근로자가 복잡한 기계를 조립하거나, 가정에서 어린아이가 유아용 블록을 연결하여 장난감 자동차 등의 완성품을 만드는 경우, 아날로그 방식의 기존 종이 기반의 조립 과정 매뉴얼은 직관적이지 않다. 따라서, 근로자 또는 어린아이 즉, 조립자가 조립을 하는데 상당한 시간이 소요될 뿐 아니라, 부서진 부분을 복원하는 재조립 과정에서도 조립 과정 매뉴얼의 파악 및 조립에 상당한 시간이 소요된다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 제품의 조립 과정을 단계별로 3차원 입체 영상으로 제시하여, 사용자가 조립 과정을 직관적으로 빠르게 이해할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 조립 과정 매뉴얼에 있어서, 각 부품에 대하여 기 저장된 색상 및 재질뿐만 아니라 기 저장된 다양한 색상 및 재질을 혼합한 신규한 색상 및 재질을 적용하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 실제 부품의 조립 단계를 영상으로 인식 후, 사용자에게 다음 조립될 부품에 대한 안내를 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 부품 간의 결합 방법에 따라 부품 간의 접착 부위를 다르게 표현하여, 사용자가 조립 과정 매뉴얼을 통해 직관적으로 부품 간의 결합 방법을 용이하게 파악할 수 있는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치는 다수개의 부품을 조립하여 완성품이 완성되는 조립 과정을, 단계별로 3차원 입체 영상으로 모델링하여 조립 과정 매뉴얼을 저작하는 저작부; 상기 저작부에서 저작된 상기 조립 과정 매뉴얼을 저장하는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 상기 조립 과정 매뉴얼을 사용자에게 단계별로 가시화하는 가시화부를 포함한다.
이 때, 상기 가시화부는 실제 부품의 조립 단계를 영상으로 인식하는 조립 정보 인식부; 상기 조립 과정 매뉴얼을 상기 사용자에게 디스플레이하는 디스플레이부; 및 상기 조립 정보 인식부에서 인식된 상기 영상을 분석하여, 상기 실제 부품의 조립 단계에 대응하는 상기 조립 과정 매뉴얼의 조립 단계를 검색하고, 상기 조립 과정 매뉴얼의 상기 조립 단계의 상기 조립 과정이 상기 디스플레이부에 디스플레이되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 가시화부는 상기 사용자가 상기 저장부에 저장된 상기 조립 과정 매뉴얼의 조립 단계를 선택할 수 있도록 형성되는 조립 과정 매뉴얼 입출력부; 상기 조립 과정 매뉴얼을 상기 사용자에게 디스플레이하는 디스플레이부; 및 상기 조립 과정 매뉴얼 입출력부를 통하여 상기 사용자가 선택한 상기 조립 단계의 상기 조립 과정이 상기 디스플레이부에 디스플레이 되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 조립 과정 매뉴얼 입출력부는 상기 사용자가 상기 조립 과정 매뉴얼의 외부출력을 선택할 수 있도록 형성되고, 상기 제어부는 상기 사용자가 상기 조립 과정 매뉴얼 입출력부에서 상기 외부출력을 선택하는 경우, 상기 조립 과정 매뉴얼이 외부 디스플레이 기기에 디스플레이 되도록 제어할 수 있다.
이 때, 상기 저작부는 다수개의 상기 부품의 3차원 기하 정보를 분석하여, 다수개의 상기 부품의 3차원 모델링 데이터를 제작하는 3D 모델링 데이터 제작부; 다수개의 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 색상 및 재질을 표현하는 색상/재질 표현부; 및 상기 색상/재질 표현부를 통해 색상 및 재질이 표현된 다수개의 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에, 다수개의 상기 부품을 통해 상기 완성품을 완성하는 조립 동작에 대한 움직임 데이터를 포함시켜, 상기 조립 과정 매뉴얼을 저작하는 애니메이션 동작 표현부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 장치.
이 때, 상기 저장부는 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 적용하기 위한 색상 및 재질의 데이터를 더 저장하고 있으며, 상기 색상/재질 표현부는 서로 다른 두 색상을 혼합한 색상에 대한 디지털 데이터 값을 생성하여 상기 저장부에 저장하는 신규 색상 생성부; 및 상기 저장부에 저장된 상기 색상 및 상기 재질의 데이터를 바탕으로 상기 부품의 색상 및 재질을 정의하는 색상/재질 정의부를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 저장부는 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 적용하기 위한 색상 및 재질의 데이터를 더 저장하고 있으며, 상기 색상/재질 표현부는 서로 다른 두 재질을 혼합한 재질에 대한 디지털 데이터 값을 생성하여 상기 저장부에 저장하는 신규 재질 생성부; 및 상기 저장부에 저장된 상기 색상 및 상기 재질의 데이터를 바탕으로 상기 부품의 색상 및 재질을 정의하는 색상/재질 정의부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 애니메이션 동작 표현부는 다수개의 상기 부품 간의 결합 관계 정보를 바탕으로, 다수개의 상기 부품이 기 정하여진 영역 내에서 상호 결합하도록 상기 부품 간의 결합 제한 조건을 정의하는 제한 조건 정의부; 다수개의 상기 부품 간의 결합 관계 정보를 바탕으로, 다수개의 상기 부품이 기 정하여진 조립 포인트 및 조립 라인을 따라 상호 결합하도록 하는 방식에 대하여 정의하는 스냅 드래깅 정의부; 및 다수개의 상기 부품을 통해 상기 완성품을 완성하는 상기 조립 과정에 대한 움직임 데이터를 단계별로 정의하는 제스처 기반 동작 정의부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 애니메이션 동작 표현부는 다수개의 상기 부품 간의 접착 방법에 따라, 서로 다르게 상기 부품 간의 접착 부위를 표현하는 접착 방법 정의부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 3D 모델링 데이터 제작부는 카메라 영상을 통한 형상 검출 기반의 셰이프 모델링, 스케치 기반의 셰이프 모델링, 템플릿 기반의 모델링 및 클립아트 기반의 텍스쳐 매핑 중의 적어도 하나의 방법을 통해 상기 3차원 모델링 데이터를 제작할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 방법은 다수개의 부품을 조립하여 완성품이 완성되는 조립 과정을, 단계별로 3차원 입체 영상으로 모델링하여 조립 과정 매뉴얼을 저작하는 조립 과정 매뉴얼 저작 단계; 상기 조립 과정 매뉴얼 저작 단계에서 저작된 상기 조립 과정 매뉴얼을 저장부에 저장하는 조립 과정 매뉴얼 저장 단계; 및 상기 매뉴얼 저장 단계에서 저장된 상기 조립 과정 매뉴얼을 사용자에게 단계별로 가시화하는 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계를 포함한다.
이 때, 실제 부품의 조립 단계를 영상으로 인식하는 조립 정보 인식 단계; 및 상기 조립 정보 인식 단계에서 인식된 상기 영상을 분석하여, 상기 실제 부품의 조립 단계에 대응하는 상기 조립 과정 매뉴얼의 조립 단계를 검색하는 조립 과정 매뉴얼 검색 단계를 더 포함하며, 상기 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계는 상기 조립 정보 검색 단계에서 검색된 상기 조립 과정 매뉴얼의 상기 조립 단계의 상기 조립 과정을 디스플레이 할 수 있다.
이 때, 상기 조립 과정 매뉴얼 저작 단계는 다수개의 상기 부품의 3차원 기하 정보를 분석하여, 다수개의 상기 부품의 3차원 모델링 데이터를 제작하는 3D 모델링 데이터 제작 단계; 다수개의 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 색상 및 재질을 표현하는 색상/재질 표현 단계; 및 상기 색상/재질 표현 단계를 통해 색상 및 재질이 표현된 다수개의 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에, 다수개의 상기 부품을 통해 상기 완성품을 완성하는 조립 동작에 대한 움직임 데이터를 포함시켜, 상기 조립 과정 매뉴얼을 저작하는 애니메이션 동작 표현 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 색상/재질 표현 단계는 서로 다른 두 색상을 혼합한 색상에 대한 디지털 데이터 값을 생성하여 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 적용할 수 있다.
이 때, 상기 색상/재질 표현 단계는 서로 다른 두 재질을 혼합한 재질에 대한 디지털 데이터 값을 생성하여 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 적용할 수 있다.
이 때, 상기 애니메이션 동작 표현 단계는 다수개의 상기 부품간의 결합 관계 정보를 바탕으로, 다수개의 상기 부품이 기 정하여진 영역 내에서 상호 결합하도록 상기 부품 간의 결합 제한 조건을 정의하는 제한 조건 정의 단계; 다수개의 상기 부품 간의 결합 관계 정보를 바탕으로, 다수개의 상기 부품이 기 정하여진 조립 포인트 및 조립 라인을 따라 상호 결합되도록 하는 방식에 대하여 정의하는 스냅 드래깅 정의 단계; 및 다수개의 상기 부품을 통해 상기 완성품을 완성하는 조립 동작에 대한 움직임 데이터를 단계별로 정의하는 제스처 기반 동작 정의 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 애니메이션 동작 표현 단계는 다수개의 상기 부품 간의 접착 방법에 따라, 서로 다르게 상기 부품 간의 접착 부위를 표현하는 부품 접착 방법 정의 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 3D 모델링 데이터 제작 단계는 카메라 영상을 통한 형상 검출 기반의 셰이프 모델링, 스케치 기반의 셰이프 모델링, 템플릿 기반의 모델링 및 클립아트 기반의 텍스쳐 매핑 중의 적어도 하나의 방법을 통해 상기 3차원 모델링 데이터를 제작할 수 있다.
이 때, 상기 사용자가 상기 조립 과정 매뉴얼의 단계를 선택하는 조립 과정 매뉴얼 선택 단계를 더 포함하고, 상기 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계는 상기 사용자가 선택한 상기 단계의 조립 과정이 상기 사용자에게 디스플레이 되도록 할 수 있다.
이 때, 상기 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계는 상기 사용자의 선택에 따라 상기 조립 과정 매뉴얼이 외부 디스플레이 기기에 디스플레이 되도록 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제품의 조립 과정을 단계별로 3차원 입체 영상으로 제시하여, 사용자가 조립 과정을 직관적으로 빠르게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 사용자에 의한 제품의 조립 속도를 빠르게 할 수 있다.
그리고, 본 발명은 조립 과정 매뉴얼에 있어서, 각 부품에 대하여 기 저장된 색상 및 재질뿐만 아니라 기 저장된 다양한 색상 및 재질을 혼합한 신규한 색상 및 재질을 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 사용자의 색상과 재질에 대한 이해력을 높이는 도구로 활용이 가능하다.
또한, 본 발명은 실제 부품의 조립 단계를 영상으로 인식 후, 사용자에게 다음 조립될 부품에 대한 안내를 할 수 있다. 따라서, 본 발명은 사용자의 조립 과정에 대한 이해를 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 부품 간의 결합 방법에 따라 부품 간의 접착 부위를 다르게 표현하여, 사용자가 조립 과정 매뉴얼을 통해 직관적으로 부품 간의 결합 방법을 용이하게 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 구성을 간략히 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 저작부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 가시화부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 신규 색상 생성부에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 신규 재질 생성부에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 7은 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 방법의 조립 과정 매뉴얼 저작 단계를 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 8은 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 방법의 애니메이션 동작 표현 단계를 설명하기 위한 플로우챠트이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 구성을 간략히 나타낸 블록도이다. 도 2는 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 저작부의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 3은 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 가시화부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치(1000)는 저작부(100), 저장부(200) 및 가시화부(300)를 포함하여 구성된다.
저작부(100)는 다수개의 부품을 조립하여 완성품이 완성되는 조립 과정을, 단계별로 3차원 입체 영상으로 모델링하여 조립 과정 매뉴얼을 저작한다.
이러한, 저작부(100)는, 도 2와 함께 참조하면, 3D 모델링 데이터 제작부(110), 색상/재질 표현부(120) 및 애니메이션 동작 표현부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
3D 모델링 데이터 제작부(110)는 다수개의 부품의 3차원 기하 정보를 분석하여, 3차원 모델링 데이터를 제작한다. 그리고, 3D 모델링 데이터 제작부(110)는 카메라 영상을 통한 형상 검출(Shape detection) 기반의 셰이프 모델링(Shape modeling), 스케치 기반의 셰이프 모델링, 3차원 데이터의 기반이 되는 예제 데이터를 가지고 이를 블록 형태로 붙이는 방식의 탬플릿 기반의 모델링 및 기하 정보에 무늬를 표현하기 위한 방법인 클립아트 기반의 텍스쳐 매핑 중의 적어도 하나의 방법을 통해 3차원 모델링 데이터를 제작할 수 있다.
색상/재질 표현부(120)는 다수개의 부품의 3차원 모델링 데이터에 색상 및 재질을 표현한다.
이러한, 색상/재질 표현부(120)는 신규 색상 생성부(121), 신규 재질 생성부(122) 및 색상/재질 정의부(123)를 포함하여 구성될 수 있다.
신규 색상 생성부(121)는 서로 다른 두 색상을 혼합한 색상에 대한 디지털 데이터 값을 생성하여 후술하는 저장부(200)에 저장한다. 신규 재질 생성부(122)는 서로 다른 두 재질을 혼합한 재질에 대한 디지털 데이터 값을 생성하여 저장부(200)에 저장한다. 색상/재질 정의부(123)는 저장부(200)에 저장된 색상 및 재질의 데이터를 바탕으로 부품의 색상 및 재질을 정의한다. 이 때, 색상/재질 정의부(123)에서 정의되는 부품의 색상 및 재질은 사용자의 선택에 의하여 다양하게 변화될 수 있다.
애니메이션 동작 표현부(130)는 색상/재질 표현부(120)를 통해 색상 및 재질이 표현된 다수개의 부품의 3차원 모델링 데이터에, 다수개의 부품을 통해 완성품을 완성하는 조립 동작에 대한 움직임 데이터를 포함시켜, 조립 과정 매뉴얼을 저작한다.
이러한, 애니메이션 동작 표현부(130)는 제한 조건 정의부(131), 스냅 드래깅 정의부(132), 제스처 기반 동작 정의부(133) 및 접착 방법 정의부(134)를 포함하여 구성될 수 있다.
제한 조건 정의부(131)는 다수개의 부품 간의 결합 관계 정보를 바탕으로 부품 간의 결합 제한 조건(Constraint)을 정의한다. 즉, 제한 조건 정의부(131)는 다수개의 부품이 올바로 정하여진 영역 내에서만 상호 결합하도록, 부품 간의 배치 및 부착 제한 조건을 정의한다. 스냅 드래깅 정의부(132)는 다수개의 부품 간의 결합 관계 정보를 바탕으로, 다수개의 부품이 기 정하여진 조립 포인트 및 조립 라인만을 따라 상호 결합하도록 한다. 제한 조건 정의부(131) 및 스냅 드래깅 정의부(132)에 의하여 다수개의 부품 간의 상호 결합 관계에 대한 정의 및 표현이 용이해질 수 있다. 제스처 기반 동작 정의부(133)는 다수개의 부품을 통해 완성품을 완성하는 조립 과정에 대한 움직임 데이터를 단계별로 정의한다. 이 때, 제스처 기반 동작 정의부(133)는 사용자가 실제 부품을 조립할 때의 단계별 제스처에 관한 정보를 조립 과정 매뉴얼에 포함시킬 수 있다. 접착 방법 정의부(134)는 다수개의 부품 간의 접착 방법에 따라, 서로 다르게 부품 간의 접착 부위를 표현한다. 예를 들어, 접착 방법 정의부(134)는 본드, 용접, 풀, 끼움 결합 등에 의한 부품 간의 결합 방법에 따라 부품 간의 접착 부위를 다르게 표현하여, 조립 과정 매뉴얼에 적용할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 조립 과정 매뉴얼을 통해 직관적으로 부품 간의 결합 방법을 용이하게 파악할 수 있다.
저장부(200)는 저작부(100)에서 저작된 조립 과정 매뉴얼을 입력받아 저장한다. 그리고, 저장부(200)는 다수개의 부품의 3차원 모델링 데이터에 적용하기 위한 색상 및 재질의 데이터를 저장하고 있다. 또한, 저장부(200)는 신규 색상 생성부(121) 및 신규 재질 생성부(122)에서 생성된 신규 색상 및 신규 재질에 대한 정보를 저장하고 있을 수 있다.
가시화부(300)는 저장부(200)에 저장된 조립 과정 매뉴얼을 사용자에게 단계별로 3차원 입체 영상으로 가시화하여 디스플레이 한다.
이러한, 가시화부(300)는, 도 3과 함께 참조하면, 조립 매뉴얼 입출력부(310), 조립 정보 인식부(320), 제어부(330) 및 디스플레이부(340)를 포함하여 구성된다.
조립 매뉴얼 입출력부(310)는 사용자가 저장부(200)에 저장된 조립 과정 매뉴얼의 특정 조립 단계를 선택할 수 있도록 형성된다. 그리고, 조립 매뉴얼 입출력부(310)는 사용자가 조립 과정 매뉴얼의 외부 출력을 선택할 수 있도록 형성될 수 있다.
조립 정보 인식부(320)는 실제 부품의 조립 단계를 카메라 영상으로 인식한다.
제어부(330)는 조립 과정 매뉴얼 입출력부(310)를 통하여 사용자가 선택한 특정 조립 단계의 조립 과정이 후술하는 디스플레이부(340)에 디스플레이 되도록 제어한다. 그리고, 제어부(330)는 사용자가 조립 과정 매뉴얼 입출력부(310)에서 조립 과정 매뉴얼의 외부 출력을 선택하는 경우, 외부 디스플레이 기기 즉, 노트북, 태블릿 PC, TV 등에 조립 과정 매뉴얼이 디스플레이 되도록 신호를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(330)는 조립 정보 인식부(320)에서 인식된 실제 부품의 조립 단계에 대응하는 조립 과정 매뉴얼의 조립 단계가 디스플레이부(340)에 디스플레이 되도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(330)는 조립 정보 인식부(320)에서 인식된 영상을 분석하여, 실제 부품의 조립 단계에 대응하는 조립 과정 매뉴얼의 조립 단계를 검색하고, 조립 과정 매뉴얼의 조립 단계의 조립 과정이 디스플레이부에 디스플레이되도록 제어할 수 있다. 조립 정보 인식부(320) 및 제어부(330)에 의하여 실제 부품의 조립 단계를 바탕으로 다음에 조립될 부품에 대한 정보를 가시화할 수 있어, 사용자가 조립 과정에 대한 이해를 더욱 빠르게 할 수 있다.
디스플레이부(340)는 조립 과정 매뉴얼의 3차원 입체 영상을 사용자에게 디스플레이한다. 그리고, 디스플레이부(340)는 조립 정보 인식부(320) 및 제어부(330)의 동작에 의하여, 증강 현실의 방법으로 부품 조립에 대한 안내를 사용자에게 할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 신규 생상 생성부 및 신규 재질 생성부의 동작 예시에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 신규 색상 생성부에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치의 신규 재질 생성부에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치에서 신규 색상 생성부(121)는 서로 다른 두 색상을 갖는 제 1 색상 툴(121a) 및 제 2 색상 툴(121b)의 색상 정보를 컬러 믹서(Color mixer, 121c)를 통해 읽는다. 이 때, 색상 툴은 색상을 표현할 수 있는 물감, 컬러 점토, 셀로판지 등이 될 수 있다. 그리고, 컬러 믹서(121c)는 제 1 색상 툴(121a) 및 제 2 색상 툴(121b)의 색상 정보를 혼합하여 컬러 휠(Color wheel, 121d)에 따라 새로운 색상 디지털 정보를 생성할 수 있다. 이렇게, 새로 생성된 색상 디지털 정보는 각 부품에 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치에서 신규 재질 생성부(122)는 서로 다른 두 재질을 갖는 제 1 재질 툴(122a) 및 제 2 재질 툴(122b)의 재질 정보를 재질 믹서(Material Mixer, 122c)를 통해 읽는다. 그리고, 재질 믹서(122c)는 제 1 재질 툴(122a) 및 제 2 재질 툴(122b)의 재질 정보를 혼합하고, 쉐이더 코드(Shader code)로 재질 휠(Material wheel, 122d)에 의한 새로운 재질 디지털 정보를 생성할 수 있다. 이렇게, 새로 생성된 재질 디지털 정보는 각 부품에 적용될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 7은 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 방법의 조립 과정 매뉴얼 저작 단계를 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 8은 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 방법의 애니메이션 동작 표현 단계를 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 방법은 조립 과정 매뉴얼 저작 단계(S100), 조립 과정 매뉴얼 저장 단계(S200) 및 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계(S600)를 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 방법은 조립 과정 매뉴얼 선택 단계(S300), 조립 정보 인식 단계(S400) 및 조립 과정 매뉴얼 검색 단계(S500)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
조립 과정 매뉴얼 저작 단계(S100)는 다수개의 부품을 조립하여 완성품이 완성되는 조립 과정을, 단계별로 3차원 입체 영상으로 모델링하여 조립 과정 매뉴얼을 저작하는 단계이다.
이러한, 조립 과정 매뉴얼 저작 단계(S100)는, 도 7과 함께 참조하면, 3D 모델링 데이터 제작 단계(S110), 색상/재질 표현 단계(S120) 및 애니메이션 동작 표현 단계(S130)를 포함하여 이루어진다.
3D 모델링 데이터 제작 단계(S110)는 다수개의 부품의 3차원 기하 정보를 분석하여, 3차원 모델링 데이터를 제작하는 단계이다. 그리고, 3D 모델링 데이터 제작 단계(S110)는 카메라 영상을 통한 형상 검출(Shape detection) 기반의 셰이프 모델링(Shape modeling), 스케치 기반의 셰이프 모델링, 3차원 데이터의 기반이 되는 예제 데이터를 가지고 이를 블록 형태로 붙이는 방식의 탬플릿 기반의 모델링 및 기하 정보에 무늬를 표현하기 위한 방법인 클립아트 기반의 텍스쳐 매핑 중의 적어도 하나의 방법을 통해 이루어질 수 있다.
색상/재질 표현 단계(S120)는 3D 모델링 데이터 제작 단계(S110)를 통해 제작된 다수개의 부품의 3차원 모델링 데이터에 색상 및 재질을 표현하는 단계이다.
애니메이션 동작 표현 단계(S130)는 색상/재질 표현 단계를 통해 색상 및 재질이 표현된 다수개의 부품의 3차원 모델링 데이터에, 다수개의 부품을 통해 완성품을 완성하는 조립 동작에 대한 움직임 데이터를 포함시켜 조립 과정 매뉴얼을 저작하는 단계이다.
이러한, 애니메이션 동작 표현 단계(S130)는, 도 8과 함께 참조하면, 제한 조건 정의 단계(S131), 스냅 드래깅 정의 단계(S132), 제스처 기반 동작 정의 단계(S133) 및 부품 접착 방법 정의 단계(S134)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제한 조건 정의 단계(S131)는 다수개의 부품 간의 결합 관계 정보를 바탕으로, 다수개의 부품이 기 정하여진 영역 내에서만 상호 결합하도록 부품 간의 결합 제한 조건을 정의하는 단계이다.
스냅 드래깅 정의 단계(S132)는 다수개의 부품 간의 결합 관계 정보를 바탕으로, 다수개의 부품이 기 정하여진 조립 포인트 및 조립 라인을 따라서만 상호 결합되도록 하는 방식에 대하여 정의하는 단계이다.
제스처 기반 동작 정의 단계(S133)는 다수개의 부품을 통해 완성품을 완성하는 조립 동작에 대한 움직임 데이터를 단계별로 정의하는 단계이다.
부품 접착 방법 정의 단계(S134)는 부품 간의 접착 방법에 따라, 서로 다르게 부품 간의 접착 부위를 표현하는 단계이다.
조립 과정 매뉴얼 저장 단계(S200)는 조립 과정 매뉴얼 저작 단계(S100)에서 저작된 조립 과정 매뉴얼을 저장부에 저장하는 단계이다.
조립 과정 매뉴얼 선택 단계(S300)는 사용자가 조립 과정 매뉴얼에서 특정 조립 단계를 선택하는 단계이다.
조립 정보 인식 단계(S400)는 실제 부품의 조립 단계를 카메라 영상으로 인식하는 단계이다.
조립 과정 매뉴얼 검색 단계(S500)는 조립 정보 인식 단계(S400)에서 인식된 영상을 분석하여, 실제 부품의 조립 단계에 대응하는 조립 과정 매뉴얼의 조립 단계를 검색하는 단계이다.
조립 과정 매뉴얼 가시화 단계(S600)는 3차원 입체 영상의 조립 과정 매뉴얼을 사용자에게 단계별로 가시화하는 단계이다. 그리고, 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계(S600)는 사용자가 조립 과정 매뉴얼 선택 단계(S300)에서 선택한 특정 조립 단계의 조립 과정이 사용자에게 디스플레이 되도록 이루어질 수 있다. 또한, 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계(S600)는 조립 과정 매뉴얼 검색 단계(S500)에서 검색된 실제 부품의 조립 단계에 대응하는 조립 과정 매뉴얼의 조립 단계를 증강 현실의 방법으로 디스플레이 할 수 있다. 또한, 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계(S600)는 사용자의 선택에 따라 조립 과정 매뉴얼이 외부 디스플레이 기기에 디스플레이 되도록 이루어질 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 조립 과정 가시화 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1000; 조립 과정 가시화 장치
100; 저작부 110; 3D 모델링 데이터 제작부
120; 색상/재질 표현부 130; 애니메이션 동작 표현부
200; 저장부
300; 가시화부 310; 조립 과정 매뉴얼 입출력부
320; 조립 정보 인식부 330; 제어부
340; 디스플레이부

Claims (20)

  1. 다수개의 부품을 조립하여 완성품이 완성되는 조립 과정을, 단계별로 3차원 입체 영상으로 모델링하여 조립 과정 매뉴얼을 저작하는 저작부;
    상기 저작부에서 저작된 상기 조립 과정 매뉴얼을 저장하는 저장부; 및
    상기 저장부에 저장된 상기 조립 과정 매뉴얼을 사용자에게 단계별로 가시화하는 가시화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가시화부는
    실제 부품의 조립 단계를 영상으로 인식하는 조립 정보 인식부;
    상기 조립 과정 매뉴얼을 상기 사용자에게 디스플레이하는 디스플레이부; 및
    상기 조립 정보 인식부에서 인식된 상기 영상을 분석하여, 상기 실제 부품의 조립 단계에 대응하는 상기 조립 과정 매뉴얼의 조립 단계를 검색하고, 상기 조립 과정 매뉴얼의 상기 조립 단계의 상기 조립 과정이 상기 디스플레이부에 디스플레이되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가시화부는
    상기 사용자가 상기 저장부에 저장된 상기 조립 과정 매뉴얼의 조립 단계를 선택할 수 있도록 형성되는 조립 과정 매뉴얼 입출력부;
    상기 조립 과정 매뉴얼을 상기 사용자에게 디스플레이하는 디스플레이부; 및
    상기 조립 과정 매뉴얼 입출력부를 통하여 상기 사용자가 선택한 상기 조립 단계의 상기 조립 과정이 상기 디스플레이부에 디스플레이 되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 조립 과정 매뉴얼 입출력부는 상기 사용자가 상기 조립 과정 매뉴얼의 외부출력을 선택할 수 있도록 형성되고,
    상기 제어부는 상기 사용자가 상기 조립 과정 매뉴얼 입출력부에서 상기 외부출력을 선택하는 경우, 상기 조립 과정 매뉴얼이 외부 디스플레이 기기에 디스플레이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 저작부는
    다수개의 상기 부품의 3차원 기하 정보를 분석하여, 다수개의 상기 부품의 3차원 모델링 데이터를 제작하는 3D 모델링 데이터 제작부;
    다수개의 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 색상 및 재질을 표현하는 색상/재질 표현부; 및
    상기 색상/재질 표현부를 통해 색상 및 재질이 표현된 다수개의 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에, 다수개의 상기 부품을 통해 상기 완성품을 완성하는 조립 동작에 대한 움직임 데이터를 포함시켜, 상기 조립 과정 매뉴얼을 저작하는 애니메이션 동작 표현부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 저장부는 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 적용하기 위한 색상 및 재질의 데이터를 더 저장하고 있으며,
    상기 색상/재질 표현부는
    서로 다른 두 색상을 혼합한 색상에 대한 디지털 데이터 값을 생성하여 상기 저장부에 저장하는 신규 색상 생성부; 및
    상기 저장부에 저장된 상기 색상 및 상기 재질의 데이터를 바탕으로 상기 부품의 색상 및 재질을 정의하는 색상/재질 정의부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 저장부는 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 적용하기 위한 색상 및 재질의 데이터를 더 저장하고 있으며,
    상기 색상/재질 표현부는
    서로 다른 두 재질을 혼합한 재질에 대한 디지털 데이터 값을 생성하여 상기 저장부에 저장하는 신규 재질 생성부; 및
    상기 저장부에 저장된 상기 색상 및 상기 재질의 데이터를 바탕으로 상기 부품의 색상 및 재질을 정의하는 색상/재질 정의부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 애니메이션 동작 표현부는
    다수개의 상기 부품 간의 결합 관계 정보를 바탕으로, 다수개의 상기 부품이 기 정하여진 영역 내에서 상호 결합하도록 상기 부품 간의 결합 제한 조건을 정의하는 제한 조건 정의부;
    다수개의 상기 부품 간의 결합 관계 정보를 바탕으로, 다수개의 상기 부품이 기 정하여진 조립 포인트 및 조립 라인을 따라 상호 결합하도록 하는 방식에 대하여 정의하는 스냅 드래깅 정의부; 및
    다수개의 상기 부품을 통해 상기 완성품을 완성하는 상기 조립 과정에 대한 움직임 데이터를 단계별로 정의하는 제스처 기반 동작 정의부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 애니메이션 동작 표현부는
    다수개의 상기 부품 간의 접착 방법에 따라, 서로 다르게 상기 부품 간의 접착 부위를 표현하는 접착 방법 정의부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 장치.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 3D 모델링 데이터 제작부는
    카메라 영상을 통한 형상 검출 기반의 셰이프 모델링, 스케치 기반의 셰이프 모델링, 템플릿 기반의 모델링 및 클립아트 기반의 텍스쳐 매핑 중의 적어도 하나의 방법을 통해 상기 3차원 모델링 데이터를 제작하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 장치.
  11. 다수개의 부품을 조립하여 완성품이 완성되는 조립 과정을, 단계별로 3차원 입체 영상으로 모델링하여 조립 과정 매뉴얼을 저작하는 조립 과정 매뉴얼 저작 단계;
    상기 조립 과정 매뉴얼 저작 단계에서 저작된 상기 조립 과정 매뉴얼을 저장부에 저장하는 조립 과정 매뉴얼 저장 단계; 및
    상기 매뉴얼 저장 단계에서 저장된 상기 조립 과정 매뉴얼을 사용자에게 단계별로 가시화하는 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    실제 부품의 조립 단계를 영상으로 인식하는 조립 정보 인식 단계; 및
    상기 조립 정보 인식 단계에서 인식된 상기 영상을 분석하여, 상기 실제 부품의 조립 단계에 대응하는 상기 조립 과정 매뉴얼의 조립 단계를 검색하는 조립 과정 매뉴얼 검색 단계를 더 포함하며,
    상기 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계는 상기 조립 정보 검색 단계에서 검색된 상기 조립 과정 매뉴얼의 상기 조립 단계의 상기 조립 과정을 디스플레이 하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 조립 과정 매뉴얼 저작 단계는
    다수개의 상기 부품의 3차원 기하 정보를 분석하여, 다수개의 상기 부품의 3차원 모델링 데이터를 제작하는 3D 모델링 데이터 제작 단계;
    다수개의 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 색상 및 재질을 표현하는 색상/재질 표현 단계; 및
    상기 색상/재질 표현 단계를 통해 색상 및 재질이 표현된 다수개의 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에, 다수개의 상기 부품을 통해 상기 완성품을 완성하는 조립 동작에 대한 움직임 데이터를 포함시켜, 상기 조립 과정 매뉴얼을 저작하는 애니메이션 동작 표현 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 색상/재질 표현 단계는
    서로 다른 두 색상을 혼합한 색상에 대한 디지털 데이터 값을 생성하여 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 적용할 수 있는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 색상/재질 표현 단계는
    서로 다른 두 재질을 혼합한 재질에 대한 디지털 데이터 값을 생성하여 상기 부품의 상기 3차원 모델링 데이터에 적용할 수 있는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 방법.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 애니메이션 동작 표현 단계는
    다수개의 상기 부품간의 결합 관계 정보를 바탕으로, 다수개의 상기 부품이 기 정하여진 영역 내에서 상호 결합하도록 상기 부품 간의 결합 제한 조건을 정의하는 제한 조건 정의 단계;
    다수개의 상기 부품 간의 결합 관계 정보를 바탕으로, 다수개의 상기 부품이 기 정하여진 조립 포인트 및 조립 라인을 따라 상호 결합되도록 하는 방식에 대하여 정의하는 스냅 드래깅 정의 단계; 및
    다수개의 상기 부품을 통해 상기 완성품을 완성하는 조립 동작에 대한 움직임 데이터를 단계별로 정의하는 제스처 기반 동작 정의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 방법.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 애니메이션 동작 표현 단계는
    다수개의 상기 부품 간의 접착 방법에 따라, 서로 다르게 상기 부품 간의 접착 부위를 표현하는 부품 접착 방법 정의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 방법.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 3D 모델링 데이터 제작 단계는
    카메라 영상을 통한 형상 검출 기반의 셰이프 모델링, 스케치 기반의 셰이프 모델링, 템플릿 기반의 모델링 및 클립아트 기반의 텍스쳐 매핑 중의 적어도 하나의 방법을 통해 상기 3차원 모델링 데이터를 제작하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 방법.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 사용자가 상기 조립 과정 매뉴얼의 단계를 선택하는 조립 과정 매뉴얼 선택 단계를 더 포함하고,
    상기 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계는 상기 사용자가 선택한 상기 단계의 조립 과정이 상기 사용자에게 디스플레이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 방법.
  20. 청구항 11에 있어서,
    상기 조립 과정 매뉴얼 가시화 단계는
    상기 사용자의 선택에 따라 상기 조립 과정 매뉴얼이 외부 디스플레이 기기에 디스플레이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 조립 과정 가시화 방법.
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