스캔데이터 보정

1) 정합 (Registration)

 

스캔데이터는 보통 여러번의 촉정에 따른 점군 데이터를 서로 합친 최종데이터이다. 이렇게 개별 스캐닝작업에서 얻어진 점 데이터들이 합쳐지는과정을 징합이라고한다. 정합은 정합 용 고 정구 및 마커 등을 사용하는 경우와 측정 데이터 자체로 정합을 하는 경우가있다.

 

(1) 정합 용 툴을 이용하는 경우

정합용 마키는 최소 3개 이상의 볼이 서로 정합 될 데이터에 모두 측정이 될 수 있도록 간격을 조절하여 부착한다. 서로 합쳐야 할 점 데이터에서 동일한 정합 용 볼들의 중심을 서로 매칭시킴으로써, 측정 데이터들이 하나로 합쳐지게된다. 정합용 볼을 이용한 전체 정합과정을 나타낸다. 우선 측정 대상물에 3개의 정합용 볼을 부착시키고 피측정물과 모든 볼을 동시에 측정한다. 청색으로 표시된 것이 측정점 데이터1이며 적색으로 표시된 것이 측정점 데이터 2라고 가정을한다. 각 측정이 끝나고 난 다음에 정합 준비를 위해서 정합용 소프트웨어 혹은 스캐너 소프트웨어에서 이들 두 데이터를 오픈한다. 측정을 개별적으로했기 때문에 두 데이터의 좌표계는 서로 다르다. 양쪽 점군 데이터에서 볼 1, 2, 3의 중심을 각각 매칭시킴으로써 정합이 이루어진다. 볼을 하나씩 매칭시킴에 따라서 전체점 데이터가 병진 및 회전 함을 알 수있다. 최종적으로 3개의 볼을 모두 매칭시키고난 다음, 이들 볼에 대한 점데이터를 제거함으로써 최종적으로 정합데이터를 얻을 수있다

(2) 점군 데이터를 직접 이용하는 경우

점 데이터를 직접 이용해서 징합을하는 과정을 나타내고있다.이 경우, 정합용 소프트웨어는 각각 측정 된 점 데이터로부터 중첩되는 특징 형상들을 찾아 내서 그 부분을 일치시킴으로써 정합을하게된다. 징합을하기 전에 점 데이터를 보정하고 필터링을 먼저 수행해야 한다. 이는 다음 학습에서 다루기로한다. 먼저 두개의 측정 데이터와 정합을 수행하고, 그다음 측청 데이터와 다시 징합을 수행하면서 마지막 촉정 데이터까지 반복해서 최종 데이터를 생성한다.

 

스캔 데이터 보정 및 페어링

 

1) 스캔 데이터 보정

스캔데이터는 기본적으로 많은 노이즈를 포함하고 있으며 측정, 정합 및 병합 후에 불필요한 데이터를 필터링해야한다. 이러한 기능은 소프트웨어마다 차이가 있으며, 스캔 방식에 따라서도 차 이가있다.

 

(1) 데이터 클리닝 (Cleaning)

스캔 데이터는 측정 환경. 측정 대상물의 표면 상태 및 스캐닝 설정 등에 따라서 다양한 노이즈를 포함 할 수있다. 이러한 노이즈는 여러 가지 방식으로 제거 할수있다. 소프트웨어에서 제공 하는 자동필터링 기능을 사용할 수도 있으며, 수동으로 필요없는 점들을 제거 할수도있다. 수동 기능은 특정 영역을 설정해서 필요없는 점들을 제거 할수있다.적당한 영역을 설정하여 원 밖의 모든 점들을 회전축 방향으로 제거 할수있다. 너무 좁은 Crop 영역은 보존해야 할 측정 데이터까지 제거 할수도 있으니,이 점을 유의해서 영역을 정한다.

 

(2) 스캔 데이터 보정 데이터 클리닝이 끝나고 정합 전후로 다양한 보정 과정을 거치게된다. 이는 중첩 된 점의 개수를 줄여 데이터 처리를 쉽게 할 수있는 필터링, 측정 오류로 주변 점들에 비해서 불규칙적으로 형성된 점들에 대한 스무딩 (Smothing) 등을 포함한다. 이러한 보정 기능은 스캐너마다 달리 제공 될 수있다.

 

2) 스캔 데이터 페어링

 

(1) 형상 수정 스캔 데이터는 페이링 (raimg) 과정을 통해서 불필요한 짐을 제거하고 다양한 오류를 바로 잡아 최종직으로 삼각형 메시 (Trianglar Mesh)를 형성하고 3차원프린팅을 할 수있다. 스캐너의 특성상 측정이 되지 않는 부분에 삼각형 메시작업을 수행하게되면, 그 자리에 움푹 패인 형상이 주로 생성이된다. 이는 스캐닝 소프트웨어를 이용해서 수정할 수있다. 측정이되지 않은 부분이 비징상적인 형상을 띠고 있음을 알 수있다. 이러한 움푹 패인 형상은 패치 (Patch)와 같은 틀로 주변 점들을 연결해서 수정할 수있다.

 

(2) 삼각형 메시 생성 삼각형 메시를 생성할 때 몇 가지 법칙이 있는데,이 법칙을 벗어난 삼각형들을 페어링 과정을 통해서 바로잡을 수 있다. 첫째는 점과 점 사이의 법칙 (Vertex-to-Vertex Rule)으로 삼각형들은 꼭짓점을 항상 공유해야한다. 이러한 오류는 점과 점 사이를 연결하면서 쉽게 생길 수있다. 또한 삼각형들끼리 서로 겹칠 수도 있으며, 삼각형이없는 부분, 즉 구멍이 생길 수도있다. 이러한 오류은 자동 및 수동으로 모두 제거 할 수있다.