3차원 표면형상프로파일데이터의 정밀 정합법

Abstract

본 연구에서는, 대면적 부품의 삼차원 고정밀 측정시 발생하는 측정영역 한계를 해결하기 위해 소영역의 단일 측정데이터를 연결하여 대면적의 측정데이터를 얻는 정합(Stitching)법에 관한 연구를 수행하였다. 정합을 위한 데이터 측정시 발생하는 X, Y, Z축 병진이동 및 X, Y축 회전오차의 교정을 통해 정합을 수행하는 알고리즘을 개발 하였다. 또한, 개발된 정합 알고리즘의 신뢰성확보를 위해 효율적인 측정시스템의 설계치수를 결정하기 위한 평가법이 제안된다. 정합알고리즘은 모든 인접한 평면 쌍들에 대하여 상호상관함수를 적용해서 나온 최대 상관계수의 위치 산출을 통해 X, Y축 병진이동 오차의 교정을 먼저 수행한 후 최소제곱법을 사용하여 기준평면을 기준으로 한 다른 모든 평면들의 X, Y축 회전오차 및 Z축 병진이동 오차를 산출하여 교정을 수행한다. 개발된 정합알고리즘의 신뢰성 확보를 위해 제안되는 평가법을 통한 측정조건의 결정을 위해 실제 측정데이터를 사용하여 모사실험을 수행하였다. 신뢰성평가를 위한 평가기준으로는 노이즈 진폭변화에 대한 강건성과 공통영역 비율변화에 따른 정합정확도를 삼아 평가한다. 모사실험은 최소제곱법을 이용한 교정과 상호상관함수를 사용한 교정에 대하여 나누어 수행하였으며, 각 실험은 공통영역비율 및 노이즈 진폭을 변화해가며 여러 조건에서 알고리즘의 불확도 분석하였다. 이를 통해 노이즈진폭에 따른 정합의 신뢰성을 보장할 수 있는 공통영역 비율한계를 파악하였으며, 측정효율 향상을 위한 노이즈진폭별 적절한 공통영역비율이 제안되었다. 모사실험을 통한 불확도 분석을 통해 정합알고리즘의 신뢰성을 확보하였다.