KR20150070548A - 교통사고로 인한 차량 부품의 변형 측정시스템 및 사고차량 부품의 손상 원인 판단 방법 - Google Patents

교통사고로 인한 차량 부품의 변형 측정시스템 및 사고차량 부품의 손상 원인 판단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 부품의 변형 정도를 용이하고 정확하게 측정할 수 있는 부품변형 측정시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 부품변형 측정시스템은, 검사대상물을 스캔하여 검사대상물의 3차원 정보를 수집하는 3D스캐너와, 3D스캐너가 수집한 정보를 분석하여 가상의 공간에 검사대상물을 3차원으로 형성시키는 역설계부와, 가상의 공간에서 기준 형상과 검사대상물의 형상 간의 외형의 차이를 분석하는 해석부와, 해석부에서 분석되는 데이터를 출력하는 출력부를 포함한다.

Description

3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템{Measuring system for component deformation using 3D scanner}
본 발명은 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 부품의 변형 정도를 용이하고 정확하게 측정할 수 있는 부품변형 측정시스템에 관한 것이다.
3D스캐너는 3차원의 부피를 갖는 물체의 외형을 컴퓨터가 인식할 수 있는 형태로 만들어주는 기기로서, 사물이나 특정 제품의 외곽선의 좌표값을 추출하여 넙스 또는 폴리곤, 패치 형식으로 변환시키는 장치를 말한다. 이러한 3D스캐너는 초기에는 기술의 부족으로 인하여 크기가 거대하고 정밀도가 떨어지는 등의 문제가 있었으나 최근들어 관련 기술이 급속히 발달함에 따라 현재는 가정에서도 쓸 수 있을 정도의 크기와 가격을 갖춤과 동시에 대상물을 보다 정밀하게 스캔할 수 있는 3D스캐너가 개발되고 있다.
한편, 최근에 우리나라의 교통사고율은 OECD 국가 중에서도 최선두를 달리고 있는데, 구체적으로는 2012년 한 해만 해도 교통사고 건수는 22만건이 넘고 이로 인한 사회적 비용 또한 10조가 넘는다. 따라서 교통사고로 인한 사람들 간의 분쟁 또한 끊이지 않고 있는데, 이러한 분쟁을 조정하고 해결하기 위하여 가장 중요한 것 중 하나가 차량의 부품의 변형이나 파손 여부 및 해당 파손이 해당 사고로부터 기인하였는가 하는 점이다.
그런데, 교통사고가 발생된 상황에서 차량의 부품의 파손이 심한 경우에는 부품의 파손 여부가 육안으로 확인될 수 있지만, 그 변형이 심하지 않는 경우에는 육안으로는 해당 부품의 변형 여부 및 정도를 확인하기 매우 힘들다는 문제가 있다. 일반적으로 교통사고에서 사고차량의 손상부위 평가는 자동차공업사의 담당자가 육안과 경험으로 판단한 정비의견에 따르고 있으며 이러한 방법은 부품의 변형 및 손상에 대한 객관적인 자료를 제시하고 있지 못하기 때문에 사고 당사자에게 예상치 못한 피해를 야기할 수 있고 고의성을 가지고 손상부위를 과도하게 평가하여 분쟁이 많이 발생하고 있으며 과도한 수리비 지급으로 인하여 보험료가 상승하는 원인으로 작용하고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 검사하고자 하는 부품의 변형 여부 및 정도를 용이하고 정확하게 측정할 수 있는 부품변형 측정시스템을 제공함에 목적이 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 검사대상물을 스캔하여 상기 검사대상물의 3차원 정보를 수집하는 3D스캐너와, 상기 3D스캐너가 수집한 정보를 분석하여 가상의 공간에 상기 검사대상물을 3차원으로 형성시키는 역설계부와, 상기 가상의 공간에서 기준 형상과 상기 검사대상물의 형상 간의 외형의 차이를 분석하는 해석부와, 상기 해석부에서 분석되는 데이터를 출력하는 출력부를 포함하는 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템을 제공함에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 검사대상물의 3차원 설계정보가 저장되는 데이터저장부를 더 포함하며, 상기 기준 형상은 상기 역설계부가 상기 데이터저장부의 설계정보를 읽어들여 3차원으로 형성시킨 형상일 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 검사대상물이 차량의 부품인 경우에, 상기 기준 형상은 상기 차량에서 상기 검사대상물을 대체할 수 있는 동일한 부품을 상기 3D스캐너로 스캔하여 상기 역설계부가 3차원으로 형성시킨 형상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 해석부는 상기 가상의 공간에서 상기 기준 형상에 상기 검사대상물의 형상을 중첩시켜 상기 기준 형상과 상기 검사대상물 형상 간의 차이를 분석함으로써 상기 기준 형상에 대한 상기 검사대상물의 변형량을 측정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 해석부는 상기 기준 형상 및 상기 검사대상물의 형상을 다수의 유한 요소로 분리하되, 상기 기준 형상의 요소의 각 좌표와 상기 검사대상물의 형상의 요소의 각 좌표 간의 거리를 계산하여 수치화함으로써 상기 검사대상물의 변형량을 측정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 출력부는 상기 해석부에서 측정된 변형량을 3차원 형상으로 출력하되, 상기 3차원 형상은 상기 해석부에서 측정된 수치에 따라 각각 다른 색깔로 표현될 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 출력부는 상기 해석부에서 측정된 변형량을 2차원 형상으로 출력하되, 상기 기준 형상의 각 요소의 좌표를 기준으로 상기 변형량의 수치를 그래프로 표현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 출력부는 상기 기준 형상의 임의의 요소의 번호와, 상기 기준 형상의 임의의 요소와 대응되는 상기 검사대상물의 형상의 요소의 번호와, 상기 대응되는 각 요소의 좌표와, 상기 좌표 사이의 거리를 숫자로 출력할 수 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 3D스캐너를 이용하여 검사대상물의 3차원 정보를 수집하는 단계와, 상기 3D스캐너가 수집한 정보를 바탕으로 가상의 공간에 상기 검사대상물을 3차원으로 형성시키는 단계와, 데이터저장부 또는 상기 3D스캐너로부터 기준데이터를 수집하여 상기 가상의 공간에 기준형상을 3차원으로 형성시키는 단계와, 상기 검사대상물의 형상과 상기 기준형상을 상기 가상의 공간에서 중첩시키는 단계와, 상기 중첩된 형상을 비교하되 상기 기준형상을 기준으로 상기 검사대상물 형상의 변형량을 분석하여 수치화하는 단계와, 상기 수치화된 값을 출력부를 통해 출력하는 단계를 포함하는 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 부품변형 측정시스템에 의하면, 3D스캐너를 이용하여 검사대상물을 3차원으로 형상화하여 변형 여부 및 정도를 측정함으로써 부품의 변형 여부 및 정도를 용이하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 부품변형 측정시스템에 의하면, 해석부가 검사대상물의 형상의 변형율을 분석하여 수치화함으로써 부품의 변형 정도를 객관적이고 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부품변형 측정시스템의 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 부품변형 측정시스템의 측정순서도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 부품변형 측정시스템의 적용예 1의 사고차량의 사진.
도 4는 도 3a 및 도 3b의 사고차량의 하부부품사진.
도 5a 및 도 5b는 도 3a 및 도 3b의 사고차량의 하부부품의 분해사진.
도 6a 내지 도 6c는 도 3a 및 도 3b의 사고차량의 검사대상물을 3차원으로 형성시킨 형상의 사진.
도 7a 내지 도 7c는 도 3a 및 도 3b의 사고차량의 기준대상물을 3차원으로 형성시킨 형상의 사진.
도 8a 내지 도 8는 도 3a 및 도 3b의 사고차량의 검사대상물 형상과 기준형상을 중첩시킨 형상의 사진.
도 9a 내지 도 9c는 도 3a 및 도 3b의 사고차량의 검사대상물 형상의 변형율을 3차원 형상으로 출력한 사진.
도 10a 및 도 10b는 도 3a 및 도 3b의 사고차량의 검사대상물 형상의 변형율을 2차원 단면형태로 출력한 사진.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시예에 따른 부품변형 측정시스템의 적용예 2의 사고차량의 손상부위의 사진.
도 12는 도 11a 내지 도 11c의 사고차량의 사고 당시의 주행상황의 개략도.
도 13a 및 13b는 도 11a 내지 도 11c의 사고차량의 손상부위를 스캔하는 사진.
도 14는 도 11a 내지 도 11c의 사고차량의 검사대상물을 3차원으로 형성시킨 형상의 사진.
도 15는 도 11a 내지 도 11c의 사고차량의 기준대상물을 3차원으로 형성시킨 형상의 사진.
도 16은 도 11a 내지 도 11c의 사고차량의 검사대상물 형상과 기준형상을 중첩시킨 형상의 사진.
도 17은 도 11a 내지 도 11c의 사고차량의 검사대상물 형상의 변형율을 3차원 형상으로 출력한 사진.
이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 1 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 부품변형 측정시스템에 관하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 부품변형 측정시스템은 3D스캐너(10), 역설계부(20), 해석부(30), 출력부(40)를 포함하며, 데이터저장부(50)를 더 포함할 수 있다.
3D스캐너(10)는 검사대상물(100) 또는 해석부(30)가 분석의 기준으로 삼을 기준대상물(200)을 스캔하여 각 대상물(100, 200)의 3차원적인 외형정보를 수집하는 수단으로서, 3D스캐너(10)의 구성 및 스캔 방법에 대한 설명은 이미 공지된 기술이므로 여기서는 설명을 생략한다.
역설계부(20)는 3D스캐너(10)가 수집한 정보를 분석하여 가상의 공간에 형성시키는 역할을 한다. 다시 말해, 3D스캐너(10)는 스캔하고자 하는 대상물(100, 200)의 외형의 3차원 정보를 다수의 요소로 나누어 각각의 좌표를 수집하는 방식으로 디지털화하는데, 역설계부(20)에서는 이러한 각각의 좌표를 분석하여 가상의 공간, 예들 들면 PC 내부의 논리 공간, 에 다시 형성시킴으로써 실제의 대상물(100, 200)과 동일한 외형을 갖는 가상의 대상물(100', 200')의 형상을 형성시키는 것이다.
해석부(30)는 역설계부(20)에서 가상의 공간에 형성시킨 대상물의 형상(100', 200')을 분석하는 역할을 한다. 이러한 해석부(30)는 해석하고자 하는 가상의 대상물(100', 200')을 다수의 유한요소로 분리하여, 각 요소의 좌표를 분석하는 방식을 사용하는데, 이를 위해 검사대상물의 형상(100')을 기준형상(200')에 중첩시키는 방법을 사용한다. 이때, 해석부(30)는 가상의 공간에서 두 개의 형상(100', 200')을 중첩시킨 후 각각의 요소의 좌표를 서로 비교함으로써 기준형상(200')을 기준으로 검사대상물의 형상(100')의 변형 여부 및 정도를 파악하는 것이다.
해석부(30)는 각 요소의 좌표를 서로 단순 비교하여 수치화할 수 있으며, 각 요소간의 거리를 계산함으로써 검사대상물의 형상(100')이 기준형상(200')에서 수치적으로 얼마나 변형되었는지를 객관적으로 분석하여 수치화할 수 있다. 이러한 수치는 사용자에게 검사대상물의 형상(100')의 변형량을 직접적으로 알 수 있게 해주며, 사용자는 각 요소의 변형량 중에서 최대 변형량을 확인함으로써 직관적으로 해당 검사대상물(100)의 변형 여부 및 정도를 파악할 수 있다.
이때, 기준형상(200')은 데이터저장부(50)에 저장된 3차원 설계정보를 바탕으로 역설계부(20)에서 형성시킨 형상일 수 있으며, 경우에 따라, 예를 들면 해당 검사대상물(100)의 3차원 설계정도가 데이터저장부(50)에 없는 경우에, 검사대상물(100), 예를 들면 도 4에서 L1, L2, L3, 과 대체될 수 있는 동일한 부품, 예를 들면 도 4에서 R1, R2, R3, 을 3D스캐너(10)로 스캔하여 역설계부(20)에서 형성시킨 형상일 수도 있다.
출력부(40)는 해석부(30)가 측정한 변형량을 사용자가 인식할 수 있도록 출력하는 역할을 한다. 이러한 출력부(40)는 모니터와 같은 화상표시장치일 수 있으며, 또한 프린터와 같은 인쇄 방식의 표시장치일 수 있다.
출력부(40)가 변형량을 출력하는 방식은 여러 가지가 있을 수 있으며, 사용자는 필요에 따라 일부 또는 모두를 선택하여 출력할 수 있다. 이러한 출력 방식의 예로서, 출력부(40)는 측정된 변형량을 3차원 형상으로 출력할 수 있는데, 구체적으로는, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 기준형상(200')과 검사대상물의 형상(100')을 동시에 출력하되 사용자가 어느 부분의 변형율이 높은지 직관적으로 파악할 수 있도록 측정된 변형값에 따라 각각 다른 색깔로 출력할 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이, 출력부(40)는 변형율의 구간을 정하여서 각 변형율이 속하는 구간에 따라 단계별로 색깔을 지정하여 출력할 수 있는데, 예를 들면 변형율이 0~5%에 속하면 노란색, 변형율이 5~10%에 속하면 주황색으로 표시하는 등의 방식을 사용할 수 있으며, 따라서 사용자는 단계별로 구분된 색깔을 파악함으로써 변형율을 용이하게 식별할 수 있다.
출력 방식의 다른 예로서 또한, 출력부(40)는, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 측정된 변형량을 2차원 형태로 출력할 수 있다. 이때, 출력되는 단면은 사용자가 임의의 선택할 수 있으며, 출력부(40)는 선택된 단면의 변형량을 출력한다. 여기에서, 출력부(40)는 기준형상(200')과 검사대상물의 형상(100')의 단면을 동시에 출력하되 기준형상(200')의 단면을 기준으로 검사대상물의 형상(100')이 얼마큼 변형되었는지를 단면을 따라 그래프로 표현할 수 있다. 다시 말해, 기준형상(200')의 단면의 형태를 표시한 후, 기준형상(200')을 기준으로 기준형상(200')의 외형선을 원점으로 하여 검사대상물의 형상(100')의 변형값을 2차원 그래프로 표시하는 것이다.
또한, 사용자의 선택에 따라 출력부(40)는 측정된 변형값을 단순하게 숫자로 출력할 수도 있다. 이때, 사용자는 기준형상(200')의 임의의 요소번호의 좌표값과 그와 대응되는 검사대상물의 형상(100')의 좌표값을 각각 확인할 수 있으며, 그 좌표값 사이의 거리 즉, 변형율을 하나하나 확인할 수도 있다.
이러한 과정으로 사용자는 직접 검사대상물(100)과 기준대상물(200)을 직접 비교하지 않고 3D스캐너(10)를 이용하여 3차원으로 형상화하여 간접적으로 비교함으로써 해상 검사대상물(100)의 변형 여부 및 정도를 용이하고 정확하게 측정할 수 있으며, 또한 측정 결과가 수치로 정확하게 표시됨으로써 객관적인 결과를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 부품변형 측정시스템은 3D스캐너(10)를 이용하여 검사대상물(100)의 3차원 정보를 수집하는 단계와, 3D스캐너(10)가 수집한 정보를 바탕으로 가상의 공간에 검사대상물(100)을 3차원으로 형성시키는 단계와, 데이터저장부(50) 또는 3D스캐너(10)로부터 기준데이터를 수집하여 가상의 공간에 기준형상(200')을 3차원으로 형성시키는 단계와, 검사대상물의 형상(100')과 기준형상(200')을 가상의 공간에서 중첩시키는 단계와, 중첩된 형상을 비교하되 기준형상(200')을 기준으로 검사대상물의 형상(100')의 변형량을 분석하여 수치화하는 단계와, 수치화된 값을 출력부(40)를 통해 출력하는 단계를 포함한다.
검사대상물(100)의 변형 여부 및 정도를 측정하고자 하는 경우에, 우선 검사대상물(100)을 3D스캐너(10)로 스캔한다. 이때, 3D스캐너(10)는 검사대상물(100)의 3차원적인 외형정보를 수집하는데, 이에 대해서는 전술한 바 있으므로 설명을 생략한다.
다음으로, 3D스캐너(10)가 수집한 정보를 바탕으로 가상의 공간에 검사대상물(100)을 3차원으로 형성시킨다. 여기서, 가상의 공간에는 검사대상물(100)과 동일한 외형을 갖는 가상의 대상물(100')이 형상화될 수 있으며, 이에 대해서는 전술한 바 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.
다음으로, 가상의 공간에 검사대상물의 형상(100')과 비교할 기준형상(200')을 형성시키는데, 이러한 기준형상(200')은 데이터저장부(50)에 저장된 기준데이터로부터 형성될 수 있으며, 경우에 따라 3D스캐너(10)로부터 기준이 될 다른 대상물(200)을 스캔하여 수집한 정보로부터 형성될 수 있다.
다음으로, 가상의 공간에서 검사대상물의 형상(100')과 기준형상(200')을 중첩시킨 후, 중첩된 형상(100', 200')을 비교한다. 이때, 기준형상(200')을 기준으로 검사대상물의 형상(100')의 변형량이 분석되어 수치화되며, 분석된 값은 출력부(40)를 통해 출력된다. 여기서 각 단계의 구성 및 방법은 전술한 바 있기 때문에 더 이상의 설명은 생략한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 부품변형 측정시스템의 실제 활용 방법 및 구체적인 적용예를 설명한다.
적용예 1 : 사고차량 부품 손상 여부 검사
본 발명에 따른 부품변형 측정시스템을 이용하여 사고차량의 부품 손상 여부를 판단하였다. 본 적용예 1은 사고차량의 부품의 파손이 해당 사고로부터 기인하였는지 여부를 판단하는데 활용된 예로서, 사고차량은, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 앞범퍼와 전조등에 충격에 의한 손상이 발생되어 있고, 앞범퍼 뒤쪽에 위치한 범퍼레일과 차체는 거의 정상적인 상태이다.
운전석 앞바퀴의 안쪽에 위치한 하부 부품의 상태는, 도 4에 도시된 바와 같이, L3지점의 타이로드는 위쪽으로 굴곡되어 있고, 굴곡된 부위에는 인위적인 외력이 가해진 찍힌 형태의 자국이 발생되어 있다. 여기에서, 사고차량의 조향기어가 손상될 수 있는 조건을 보면, L3지점의 타이로드가 굴곡되기 위해서는 L1지점에 위치한 타이로드엔드쪽에서 가해진 충격력이 L2지점의 타이로드를 거쳐 굴곡된 L3지점까지 전달되어야 하고, 따라서 L3지점이 굴곡되기 위해서는 반드시 L1지점의 타이로드엔드와 L2지점의 타이로드가 손상되어야 한다. 즉, L1과 L2지점이 손상되지 않았다면, L3지점의 타이로드가 굴곡될 이유는 없는 것이다.
이를 판별하기 위하여, 우선 해당 부품을 분해하여, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 3D스캐너(10)를 이용하여 스캔하였다.
다음으로, 역설계부(20)가 스캔한 정보를 바탕으로 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이 해당 대상물(100) 즉, L1, L2, L3를 가상의 공간에 3차원으로 형상화하였으며, 여기에서 기준형상(200')으로는 , 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 해당 사고차량에서 검사대상물(100)과 대칭되게 조립되어 있는 대칭 차축의 부품(R1, R2, R3)을 기준대상물(200)로 하여 3D스캐너(10)를 이용하여 스캔한 후 3차원으로 형성시킨 형상(200')을 사용하였다.
다음으로, 해석부(30)가 , 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 두 부품의 형상(100', 200')을 서로 중첩시켜 외형의 차이를 분석하였다. 이때, 전술한 바와 같이 해석부(30)는 각 요소의 좌표값과 좌표값의 차이로부터 거리를 계산하여 수치화하였으며, 이러한 과정으로 측정된 변형값은, 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 출력부(40)를 통해 3차원 형상으로 출력되었다. 이때, 출력된 형상은 도시된 바와 같이, 변형값에 따라 각각 구간으로 나눠어 색깔로 표현되었으며, 사용자가 선택한 임의의 요소의 좌표값과 변형값이 같이 표시되도록 하였다.
또한, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 2차원 단면으로도 출력하였는데, 출력된 단면은 기준형상(200')의 2차원 단면의 외형선을 기준으로 기준대상물의 형상(100')의 외형의 단면의 외형선이 그래프로 표시되었으며, 사용자가 선택한 임의의 요소의 좌표값과 변형값이 같이 표시되도록 하였다.
측정 결과, L3는 도시된 바와 같이 기준대상물(200)과 대비하여 변형율이 미미한 것을 수치적으로 확인하였으며 따라서 L3의 변형은 해당 사고와 인과관계가 없음을 객관적으로 입증하였다. 다시 말해, L3지점의 타이로드가 외력의 의해 굴곡되기 위해서는 반드시 거리의 변화(조향기어에서 바퀴까지 거리가 원래의 위치보다 작아져야 함)가 발생되어야 하지만, 사고차량의 운전석 앞바퀴 하부 부품은 변형이 없었으며, 사고차량의 운전석 앞바퀴 하부 부품이 모두 정상적인 상태에서 조향기어만 거리의 변화가 발생할 수는 없기 때문에 조향기어 즉, L]는 해당 사고에 의해 변형된 것이 아님을 증명한 것이다.
적용예 2 : 사고차량 부품 손상 여부 검사
본 발명에 따른 부품변형측정시스템을 이용하여 사고차량의 부품 손상 여부를 판단하였다. 본 적용예 2는 해당 사고차량의 부품이 실제로 파손되었는지 여부를 판단하는데 활용된 예로서, 사고차량의 소유자는 해당사고로 인하여 도 11a 및 도 11b에 도시된 사고차량의 하부 부품이 손상되었다고 주장하였다. 이를 상세하게 설명하면, 사고차량의 소유자는 조수석 하부 쪽에 위치한 로워암, 스테빌라이져, 쇽업쇼버, 언더커버가 손상된 것으로 주장하였으며, 조수석 앞바퀴에 가해진 충격력에 의해, 도 11c에 도시된 바와 같이, 운전석 쪽에 스테빌라이져의 차체에 고정하는 부위가 파손되어 용접한 것으로 주장하였다.
여기에서, 사고차량의 운전자의 진술에 의하면, 사고차량은 도로 주행중 고인목을 밟고 지나갔으며, 그에 따른 충격으로 하부 부품이 손상되었다고 주장하였다. 그런데, 해당 사고차량의 하부 부품이 손상될 수 있는 조건을 보면, 도 12에 도시된 바와 같이, 사고차량이 고인목을 밞고 지나갈 때 조수석 앞바퀴에는 종방향과 수직방향 쪽에서 충격력 -Fx와 -Fz의 충격력이 가해지게 된다. 그리고 로워암, 쇽업쇼버, 스테빌라이져 등의 하부 부품들은 앞바퀴 안족에 위치한 너클에 고정되어 있고, 앞바퀴에 가해진 충격 -Fx와 -Fz가 너틀을 통해서 전달되어야만 하부 부품이 손상될 수 있다.
다시 말해, 사고차량 운전자의 주장대로 조수석 바퀴로 고인목을 밟고 지나간 원인에 의해 조수석 쪽에 위치한 하부 부품이 손상되었다면, 조수석 바퀴에만 충격력이 가해졌기 때문에 조수석 쪽에 위치한 로워암, 쇽업쇼버, 스테빌라이져 등의 변형은 운전석 하부 부품보다 커야 하고, 조수석 바퀴 쪽에 위치한 하부 부품은 반드시 변형된 부위가 있어야만 손상된 것으로 판단할 수 있는 것이다. 따라서, 조수석과 운전석 하부 부품을 비교 및 해석하였을 때 조수석 하부 부품에 충격력이 가해진 부위 또는 변형된 부위가 없으면, 조수석 하부 부품은 손상되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
이를 판단하기 위하여, 우선 사고차량의 검사대상물(100, 조수석 하부 부품)을, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 3D스캐너(10)를 이용하여 스캔하였다.
여기에서, 기준대상물(200)로 운전석 하부 부품을 선정하였으며, 기준형상(200')을 형성하기 위하여 기준대상물(200)인 조수석 하부 부품 또한 3D스캐너(10)를 이용하여 스캔하였다.
다음으로, 역설계부(20)가 스캔한 정보를 바탕으로 도 14에 도시된 바와 같이 해당 검사대상물(100, 조수석 하부 부품)을 가상의 공간에 3차원으로 형상화하였으며, 기준대상물(200, 운전석 하부 부품) 또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 가상의 공간에 3차원으로 형상화하였다.
다음으로, 해석부(30)가 , 도 16에 도시된 바와 같이, 두 부품의 형상(100', 200')을 서로 중첩시켜 외형의 차이를 분석하였다. 이때, 전술한 바와 같이 해석부(30)는 각 요소의 좌표값과 좌표값의 차이로부터 거리를 계산하여 수치화하였으며, 이러한 과정으로 측정된 변형값은, 도 17에 도시된 바와 같이, 출력부(40)를 통해 3차원 형상으로 출력되었다.
출력된 형상은 도시된 바와 같이, 변형값에 따라 각각 구간으로 나뉘어 색깔로 표현되었으며, 사용자가 선택한 임의의 요소의 좌표값과 변형값이 같이 표시되도록 하였다.
측정결과, 검사대상물(100)인 조수석의 하부부품(로워암, 쇽업쇼버, 스테빌라이져)의 구조 및 형상(100')과 기준대상물(200)인 운전석 하부부품의 구조 및 형상(200')은 거의 일치하고 있고, 조수석 하부 부품에 충격력에 의해 특정한 부위가 변형되거나 굴곡된 부위는 없는 것이 수치적으로 나타났기 때문에 조수석 하부 부품이 손상되었다는 사고차량 소유자의 주장이 틀렸음을 객관적으로 입증하였다.
이상과 같이 본 발명에 따른 부품변형측정시스템의 활용 방법 및 적용예를 설명하였으며, 이러한 방법을 통하여 사용자는 직접 검사대상물(100)과 기준대상물(200)을 직접 비교하지 않고 3D스캐너(10)를 이용하여 3차원으로 형상화하여 간접적으로 비교함으로써 해상 검사대상물(100)의 변형 여부 및 정도를 용이하고 정확하게 측정할 수 있으며, 또한 측정 결과가 수치로 표시되어 객관적인 결과를 얻을 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
10 : 3D스캐너
20 : 역설계부
30 : 해석부
40 : 출력부
50 : 데이터저장부
100 : 검사대상물
200 : 기준대상물

Claims (9)

  1. 검사대상물을 스캔하여 상기 검사대상물의 3차원 정보를 수집하는 3D스캐너;
    상기 3D스캐너가 수집한 정보를 분석하여 가상의 공간에 상기 검사대상물을 3차원으로 형성시키는 역설계부;
    상기 가상의 공간에서 기준 형상과 상기 검사대상물의 형상 간의 외형의 차이를 분석하는 해석부; 및
    상기 해석부에서 분석되는 데이터를 출력하는 출력부를 포함하는 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 검사대상물의 3차원 설계정보가 저장되는 데이터저장부를 더 포함하며, 상기 기준 형상은 상기 역설계부가 상기 데이터저장부의 설계정보를 읽어들여 3차원으로 형성시킨 형상인 것을 특징으로 하는 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 검사대상물이 차량의 부품인 경우에, 상기 기준 형상은 상기 차량에서 상기 검사대상물을 대체할 수 있는 동일한 부품을 상기 3D스캐너로 스캔하여 상기 역설계부가 3차원으로 형성시킨 형상인 것을 특징으로 하는 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 해석부는 상기 가상의 공간에서 상기 기준 형상에 상기 검사대상물의 형상을 중첩시켜 상기 기준 형상과 상기 검사대상물 형상 간의 차이를 분석함으로써 상기 기준 형상에 대한 상기 검사대상물의 변형량을 측정하는 것을 특징으로 하는 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 해석부는 상기 기준 형상 및 상기 검사대상물의 형상을 다수의 유한 요소로 분리하되, 상기 기준 형상의 요소의 각 좌표와 상기 검사대상물의 형상의 요소의 각 좌표 간의 거리를 계산하여 수치화함으로써 상기 검사대상물의 변형량을 측정하는 것을 특징으로 하는 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 출력부는 상기 해석부에서 측정된 변형량을 3차원 형상으로 출력하되, 상기 3차원 형상은 상기 해석부에서 측정된 수치에 따라 각각 다른 색깔로 표현되는 것을 특징으로 하는 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 출력부는 상기 해석부에서 측정된 변형량을 2차원 형상으로 출력하되, 상기 기준 형상의 각 요소의 좌표를 기준으로 상기 변형량의 수치를 그래프로 표현하는 것을 특징으로 하는 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 출력부는 상기 기준 형상의 임의의 요소의 번호와, 상기 기준 형상의 임의의 요소와 대응되는 상기 검사대상물의 형상의 요소의 번호와, 상기 대응되는 각 요소의 좌표와, 상기 좌표 사이의 거리를 숫자로 출력하는 것을 특징으로 하는 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템.
  9. 3D스캐너를 이용하여 검사대상물의 3차원 정보를 수집하는 단계;
    상기 3D스캐너가 수집한 정보를 바탕으로 가상의 공간에 상기 검사대상물을 3차원으로 형성시키는 단계;
    데이터저장부 또는 상기 3D스캐너로부터 기준데이터를 수집하여 상기 가상의 공간에 기준형상을 3차원으로 형성시키는 단계;
    상기 검사대상물의 형상과 상기 기준형상을 상기 가상의 공간에서 중첩시키는 단계;
    상기 중첩된 형상을 비교하되 상기 기준형상을 기준으로 상기 검사대상물 형상의 변형량을 분석하여 수치화하는 단계; 및
    상기 수치화된 값을 출력부를 통해 출력하는 단계를 포함하는 3D스캐너를 이용한 부품변형 측정시스템.
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