KR20200033620A - 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법 - Google Patents

항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 항공기의 적어도 일부의 형상모델을 로딩하는 단계, 형상모델과 소정방향의 평면간 교선을 추출하는 단계, 교선 중 오류 교선을 판단하는 단계, 복수의 접점의 좌표에 오류가 발생한 경우 보정하는 단계 및 교선으로부터 복수의 접점의 좌표를 추출하는 단계를 포함하는 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법은 항공기에 특화되어 각 형상별로 영역을 구분하고 오류를 판단하여 외면의 좌표를 추출할 수 있으므로 정확도 및 데이터 추출의 효율 향상의 효과가 있다.

Description

항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법{METHOD OF CALCULATING CROSS-SECTIONAL CUTTING COORDINATES OF AIRCRAFT SHAPE MODEL}
본 발명은 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 항공기 형상모델로부터 다른 해석을 수행하기 위한 외면의 좌표를 추출하는 방법에 관한 것이다.
항공기의 개발시 항공기의 형상 모델로부터 다양한 시뮬레이션을 수행하여 해석을 수행하는 과정을 거치게 된다. 항공기의 형상모델을 이용하여 동적해석, 6축 해석 등의 해석을 수행할 때 각 해석을 수행하기 위한 데이터를 추출하여 이용하게 된다. 일 예로 각 축에 대한 조종안정성의 해석을 수행시에 x,y,z 의 축에 대한 이동 및 회전에 대한 기초 데이터가 필요하며, 이를 형상 모델로부터 추출하여 이용하게 된다.
한편, 모델로부터 데이터를 추출하는 종래의 기술에 대하여 대한민국 등록특허 제1552828호(2015.09.14.공고)가 개시되어 있다. 그러나 이러한 추출방법은 항공기의 해석에 필요한 데이터를 추출하는데 적합하지 않으며, 기존의 기술로는 효율적으로 데이터를 추출하지 못하는 한계점이 존재하였다.
대한민국 등록특허 제1552828호(2015.09.14.공고)
본 발명은 종래의 항공기 형상모델로부터 해석에 필요한 데이터를 추출시에 효율적으로 추출하기 위한 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 과제의 해결 수단으로서, 항공기의 적어도 일부의 형상모델을 로딩하는 단계, 형상모델과 소정방향의 평면간 교선을 추출하는 단계, 교선 중 오류 교선을 판단하는 단계, 교선에 오류가 발생한 경우 보정하는 단계 및 교선으로부터 복수의 접점의 좌표를 추출하는 단계를 포함하는 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법이 제공될 수 있다.
여기서, 소정방향의 평면은 서로 평행한 복수의 평면을 포함하여 구성되며, 교선을 추출하는 단계는 복수의 평면 중 각각의 평면마다 추출될 수 있다.
한편, 오류 교선을 판단하는 단계는, 복수의 평면과의 교선 간 변화 경향을 파악하며, 인접하는 교선의 소정범위내 변화가 임계값 이상인 경우 오류 교선으로 판단할 수 있다.
그리고, 임계값은 항공기의 형상을 복수의 영역으로 구분하며, 복수의 영역에 따라 다르게 적용될 수 있다.
또한, 복수의 영역은 항공기의 cockpit을 포함한 전방 영역 및 항공기의 주익의 조종면을 포함하는 후방 영역을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 보정하는 단계는 오류 교선에 인접하는 교선에서 인접하는 복수의 교점의 좌표값을 근거로 보정하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법은 항공기에 특화되어 각 형상별로 영역을 구분하고 오류를 판단하여 외면의 좌표를 추출할 수 있으므로 정확도 및 데이터 추출의 효율 향상의 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법의 일 실시예이다.
도 2는 항공기 형상모델의 일예를 도시한 도면이다.
도 3은 항공기 형상모델과 평면과의 교선의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 형상모델과 평면과의 교선 및 교점이 나타난 도면이다.
도 5는 오류 교선이 나타난 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 보정이후에 획득된 데이터를 나타낸 도면이다.
도 7은 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법의 다른 실시예이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.
한편, 이하에서의 '교선'이라 함은 평면과 형상모델간 접하는 직선 또는 곡선의 형태로 얻어지는 CONTOUR를 뜻하며, '교점' 또는 '접점'이라 함은 '교선'상의 일 좌표를 뜻함을 전제로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법의 일 실시예이고, 도 2는 항공기 형상모델의 일예를 도시한 도면이며, 도 3은 항공기 형상모델과 평면과의 교선의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 형상모델과 평면과의 교선 및 교점이 나타난 도면이고, 도 5는 오류 교선이 나타난 일 예를 도시한 도면이며, 도 6은 보정이후에 획득된 데이터를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출방법은 형상모델 로딩 단계(S100), 형상모델과 평면의 교선 추출 단계(S200), 오류 교선 판단 단계(S300), 보정단계(S400), 접점의 좌표 추출단계(S500)를 포함하여 구성될 수 있다.
형상모델 로딩 단계(S100)는 해석의 대상이 되는 항공기의 형상정보를 포함하는 모델을 로딩하는 단계이다. 도 2를 다시 살펴보면 형상모델 중 절반에 해당하는 모델이 로딩된 모습이 도시되어 있다. 형상모델은 항공기의 cockpit, 주익, 꼬리날개 등 항공기를 구성하는 외형적인 형상에 대하여 3차원 모델링된 데이터를 뜻하며, 항공기의 설계 단계에서는 다수의 형상모델이 생성된 뒤 이를 이용하여 해석을 수행하게 된다. 형상모델 로딩 단계(S100)에서는 항공기의 일부의 외형 또는 전체의 외형 모델을 로딩하게 된다.
형상모델과 평면의 교선 추출 단계(S200)는 3차원 공간 내에서 어느 하나의 평면과 형상모델간의 교선(100)을 추출하는 단계에 해당한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 교선 추출 단계(S200)는 복수의 평면 각각과 항공기의 형상모델과의 교선(100)을 도출하도록 구성된다. 복수의 평면은 특정 해석에 필요한 좌표에 따라 결정된다. 복수의 평면은 일 예로, 항공기의 조종안정성 해석시 피치 각(y축을 기준으로 한 회전)에 대한 해석을 수행시 x-z 평면과 평행한 다수의 평면들로 선택될 수 있다. 복수의 평면은 각각 소정거리로 이격되어 일정 간격마다 형상모델과의 교선(100)을 추출하도록 결정될 수 있다. 한편, 도 4에 나타난 바와 같이 하나의 데이터 테이블에는 3D 공간상에서 다수의 평면으로 항공기의 형상을 자른 교선(100)의 데이터, 즉 다수의 section cut 의 윤곽곡선(contour)을 포함하게 된다.
한편, 교선(100)은 항공기의 외형이 급격하게 변화하는 부분에서는 해석의 정확도를 향상시킬 수 있도록 다른 영역보다 조밀하게 선정된 복수의 평면을 이용하여 교선(100)을 추출할 수 있다. 예를 들어 몸체와 주익의 연결부분과 같이 형상단면적이 급격하게 변화하는 부분에서는 윤곽곡선도 급격하게 변화가 이루어지게 되므로 몸체 중앙부에서의 복수의 평면간의 간격보다 좁게 설정되어 교선(100)을 추출하도록 구성된다.
다만, x-z 평면과 평행한 복수의 평면과 형상모델간의 교선(100)을 추출하는 단계를 예를 들어 설명하였으나, 이는 일 예일 뿐, 해석에 필요한 데이터에 따라 다양한 평면을 이용하여 교선(100)을 추출할 수 있다.
오류 교선 판단 단계(S300)는 형상모델로부터 평면과의 교선(100)이 추출된 경우 추출된 교선(100)에 오류를 포함하고 있는지 여부를 판단하는 단계이다. 오류 교선 판단 단계(S300)는 최종적으로 추출되는 방대한 좌표데이터에 오류를 최소화하여 정확도를 향상시키도록 구성된다. 오류 교선 판단 단계(S300)에서는 어느 하나의 평면과 형상모델로부터 추출된 교선(100)과 그 교선(100)에 인접하는 교선(100)과의 관계에서 오류가 있는지 판단하도록 구성된다. 인접하는 교선(100)은 항공기의 각 부분별 경계부분을 제외하고 완만한 형태의 변화를 갖게 되므로 인접하는 교선(100)의 변화 경향도 완만하게 이루어져야 한다. 따라서 각 교선(100)간의 변화 경향을 분석하여 오류가 있는지 여부를 판단할 수 있게 된다. 도 5에는 이러한 개념이 도시되어 있으며, 비정상적인 교선(100)이 추출된 경우를 인접하는 교선(100)의 변화 경향에 따라 판단하게 된다. 한편, 오류 교선 판단 단계(S300)에서 오류 교선은 변화 경향이 임계값 이상인 경우 오류 교선으로 판단할 수 있다. 교선(100)의 변화경향은 항공기의 부분별로 달라질 수 있으므로 영역을 구분하여 영역별로 다른 기준에 의해 오류를 판단할 수 있도록 구성된다. 일 예로, 주익의 경우 몸체와의 연결부분부터 끝단까지의 변화경향은 완만하게 이루어진다. 따라서 변화 경향을 판단하는 기준인 임계값이 낮게 설정된다. 한편, 몸체와 주익의 연결부분에는 급격한 변화가 이루어지므로 임계값을 높게 설정하여 정상적인 데이터가 제외되는 것을 방지할 수 있다.
보정단계(S400)는 오류 교선으로 판단된 경우 오류가 있는 부분의 데이터를 보정하는 단계에 해당한다. 오류가 있는 경우 해당 교선 전체를 제외시키지 않고 오류가 있는 좌표의 데이터를 인접하는 교선(100)의 정보로부터 추출하여 보정하게 된다. 한편 보정된 좌표 및 교선에 대하여는 차후 사용자가 확인할 수 있도록 보정여부가 기록될 수 있다. 한편, 교선(100)의 구체적인 보정방법은 다양한 방법으로 수행될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
접점의 좌표 추출단계(S500)는 복수의 교선(100)으로부터 일정간격으로 좌표를 추출하는 단계에 해당한다. 추출된 좌표는 다른 해석, 예를 들어 조종 안정성 해석에 적용하기 용이한 데이터 테이블과 같은 형태로 출력될 수 있다. 도 6에는 추출된 데이터와 데이터 테이블이 도시되어 있다. 다만, 접점(200)의 좌표를 추출한 이후 테이블로 추출한 예를 들어 설명하였으나, 이는 일 예일 뿐, 좌표 인식이 가능한 다양한 형태로 출력될 수 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법의 다른 실시예에 대하여 도 7을 참조하여 설명하도록 한다. 본 실시예에서도 전술한 실시예와 동일한 구성요소를 포함하여 구성될 수 있으며, 이에 대하여는 중복기재를 피하기 위해 설명을 생략하고 차이가 있는 구성에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 7은 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법의 다른 실시예이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2 실시예는 형상모델과 평면의 교선 추출단계(S200) 이후 접점의 좌표 추출단계(S500), 오류 좌표 판단단계(S350), 보정단계(S400) 및 전체 교선 추출 여부 판단 단계(S600)를 포함하여 구성될 수 있다.
접점의 좌표 추출단계(S500)는 전술한 제1 실시예에서와 동일하게 교선(100)으로부터 접점의 좌표를 추출하는 단계에 해당한다.
오류 좌표 판단단계(S350)는 추출된 복수의 좌표 중 오류가 있는지 여부를 판단하는 단계에 해당한다. 오류 좌표 판단 단계(S350)는 하나의 교선(100) 상에서 추출될 수 있는 복수의 교점(200) 좌표들간의 변화 경향을 판단하여 오류가 있는지 여부를 판단하는 단계에 해당한다. 오류 좌표의 판단은 인접하는 좌표들 간의 변화 경향이 임계값 이상이 되는 경우 오류 좌표로 판단할 수 있으며, 임계값은 항공기의 부분별로 다르게 적용될 수 있다. 예를 들어 주익은 상면과 하면의 변화 경향은 완만하며, 전방면과 후방에 위치한 조종면의 형상에 대한 교점의 변화는 급격하게 이루어지므로 부분별로 구분하여 임계값을 다르게 구성하여 오류를 판단할 수 있다.
보정단계(S400)는 오류 좌표에 대하여 보정을 수행하는 단계에 해당한다. 추출된 좌표가 오류 좌표로 판단된 경우 인접하는 좌표의 변화경향을 반영하여 보정할 수 있도록 구성된다. 좌표의 보정은 인접하는 복수의 좌표값을 이용하여 수행될 수 있다.
전체 교선 추출 여부 판단 단계(S600)는 단면 좌표 추출을 위해 설정한 복수의 평면 전체에 대하여 교선이 추출되었는지 여부를 판단하는 단계이다. 전체 교선이 추출되지 않은 경우는 교선 추출 단계 내지 보정 단계가 반복적으로 수행되도록 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법은 항공기에 특화되어 각 형상별로 영역을 구분하고 오류를 판단하여 외면의 좌표를 추출할 수 있으므로 정확도 및 데이터 추출의 효율 향상의 효과가 있다.
10: 형상모델
100: 교선
200: 교점
S100: 형상모델 로딩 단계
S200: 형상모델과 평면의 교선 추출 단계
S300: 오류 교선 판단 단계
S350: 오류 좌표 판단 단계
S400: 보정 단계
S500: 접점의 좌표 추출 단계
S600: 전체 교선 추출 여부 판단 단계

Claims (6)

  1. 항공기의 적어도 일부의 형상모델을 로딩하는 단계;
    상기 형상모델과 소정방향의 평면간 교선을 추출하는 단계;
    상기 교선 중 오류 교선을 판단하는 단계;
    상기 복수의 교선에 오류가 발생한 경우 보정하는 단계; 및
    상기 교선으로부터 복수의 접점의 좌표를 추출하는 단계를 포함하는 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 소정방향의 평면은 서로 평행한 복수의 평면을 포함하여 구성되며,
    상기 교선을 추출하는 단계는 복수의 평면 중 각각의 평면마다 추출되는 것을 특징으로 하는 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 오류 교선을 판단하는 단계는,
    상기 복수의 평면과의 교선 간 변화 경향을 파악하며, 인접하는 교선의 소정범위내 변화가 임계값 이상인 경우 오류 교선으로 판단하는 것을 특징으로 하는 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 임계값은,
    상기 항공기의 형상을 복수의 영역으로 구분하며, 상기 복수의 영역에 따라 다르게 적용되는 것을 특징으로 하는 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 영역은,
    상기 항공기의 cockpit을 포함한 전방 영역 및 상기 항공기의 주익의 조종면을 포함하는 후방 영역을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 오류 교선에 인접하는 교선에서 인접하는 복수의 교점의 좌표값을 근거로 보정하는 것을 특징으로 하는 항공기 형상모델의 단면 절단 좌표 추출 방법.

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