제어프로그램 검증 시뮬레이터에서의 3D 데이터 구축 기법에 관한 연구
Theoretical study on construction of 3D data for control logic validation
- 주제(키워드) PLC , geometry simplification
- 발행기관 The Graduate School, Ajou University
- 지도교수 Park, SangC.
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 산업공학과
- 파일정보 pdf
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000011309
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
컴퓨터 하드웨어의 비약적인 발전과 더불어 종래에는 불가능해 보였던 영역들이 데스크탑 수준의 컴퓨터에서 구현되고 있다. 그래픽 하드웨어도 이중 한 분야인데, 3차원 가시화 영역에서 초당 수억개의 polygon을 rendering 할 수 있는 수준이 되었고, 이에 따라 초당 20~30 frame 기준으로 수백만개의polygon 은 실시간 rendering 이 가능한 수준이 되었다. 이와 같은 하드웨어의 뒷받침으로 3D 게임, 애니메이션, 건축 모델링, 과학 시뮬레이션에서의 시각화 등 다양한 분야에서 3D 환경을 사용하고 있다.한편 제조업에서 진행되고 있는 무인 자동화 추세에 따라 디지털 가상 공장을 구축하여 사전에 시뮬레이션을 통한 공정 최적화, 오류 검증 등의 요구사항도 늘어나고 있다.그래픽 하드웨어의 발전으로 종래 불가능에 가까운 영역이 도전해 볼 만한 영역으로 바뀐 것은 사실이지만, 그만큼 더 정밀한 대용량 데이터가 증가하고, 가상 공장을 구성하는 요소의 수가 많음으로 인해서 3D 데이터의 용량을 줄이는 과정은 여전히 필요하다. 그리고 제어 프로그램을 검증하는 것은 가상 공장 구축의 마지막 단계에 수행되는 것이기 때문에 가상 공장 구축에 사용된 다양한 부서의 다양한 CAD data 나 로봇 OLP 프로그램의 결과물들을 자동 변환을 통해서 수용할 수 있어야 한다. 이처럼 다양한 변환 tool 을 거친 데이터는 통일된 표준화된 데이터 포맷이 존재하지 않으며, 이를 변환하는 알고리즘도 해당 데이터의 포맷에 따라 각기 다르게 적용하여야 한다. 본 논문에서는 가상 공장 시뮬레이션을 위한 3차원 데이터를 효율적으로 경량화하기 위해서 다양한 CAD 데이터들을 특성에 따라서 분류하고, 특성에 맞는 알고리즘을 통하여 현실적인 경량화 방안을 제시한다.
more목차
1 Introduction 2
1.1 Motivation and background 2
1.2 PLC 4
1.3 가상 공장 5
1.3.1 논리적 모델 7
1.3.2 물리적 모델 9
1.4 PLC 시뮬레이션 application 구조 9
2 물리적 모델 11
2.1 형상 정보 11
2.1.1 CAD translation 13
2.1.2 3D 모델의 분류 16
2.1.3 Scene Graph and Class Design 16
2.2 사용자 상호작용 고려 사항 19
2.2.1 LOD 19
2.2.2 VFC 20
2.2.3 데이터 재사용 21
2.3 기구학 22
3 기존 연구 24
3.1 Geometry Simplification 25
3.1.1 Vertex Decimaition 25
3.1.2 Vertex Clustering 26
3.1.3 Edge Contraction 26
3.1.4 Quadric Error Metric 27
3.2 Topological Simplification 29
3.3 기존 연구와의 차별성 30
3.3.1 단일 mesh 기반 알고리즘의 한계 30
3.4 기존연구 적용시의 문제점 32
3.5 본 연구에서의 단순화 목적 34
4 CAD Simplification 36
4.1 Prismatic CAD 단순화 38
4.1.1 지역 특징(local feature) 제거 39
4.1.2 Hole Removal 39
4.1.3 숨은 형상(invisible part) 제거 42
4.2 Freeform Surface Simplification 45
4.3 Share Core 46
4.3.1 공유정보의 재구성 48
4.4 Structural Manipulation 51
4.4.1 Structural Standadization 52
4.4.2 Structural Simplification 53
5 가시성 판단 55
5.1 관찰 방향 최소화 55
5.2 관찰 방향 최소화 알고리즘 57
5.3 Hole 제거 및 가시성을 이용한 실험 결과 62
6 Summary 69
References 71
