(57)【要約】      （修正有）【課題】３次元のビットマップデータや点群データ及びＳＴＬデータを、データ容量がより小さいＢ−ｒｅｐｓデータに変換するプロセスにおいて、フィーチャ抽出、自由曲面設定、フィーチャと自由曲面の境界線設定を自動で実行する。【解決手段】対象物の形状データをＣＡＤデータに変換する３次元立体形状データ変換装置において、ポリゴンデータに対して対象物を部分領域毎に分割する領域分割手段と、分割領域を３次元的に表示する表示手段と、分割各領域に自由曲面を生成する自由曲面形成手段と、自由曲面からフィーチャを抽出するフィーチャ抽出手段と、自由曲面とフィーチャとの間に位相情報を生成する位相情報作成手段と、位相情報からフィーチャと自由曲面との交線を計算する交線計算実施手段と、交線により抽出したフィーチャをトリムして前記抽出フィーチャと前記自由曲面からなるＣＡＤデータを出力する３次元立体形状データ構成手段を備える。【選択図】図１
2010061259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の３次元形状を記述する形状データを位相幾何データに変換する３次元立体形状データ変換装置であって、
前記形状データから生成されたポリゴンデータに対して対象物の全領域を形状特徴量が一定範囲内に入る部分領域毎に分割する領域分割手段と、分割した領域を３次元的に表示する表示手段と、前記分割各領域に自由曲面を生成する自由曲面生成手段と、前記自由曲面の特徴量からフィーチャを抽出し幾何形状定義情報を取得するフィーチャ抽出手段と、前記自由曲面とフィーチャから位相情報を生成する位相情報作成手段と、前記位相情報から前記フィーチャとフィーチャが抽出できなかった元の自由曲面との交線を計算する交線計算実施手段と、得られた交線により抽出したフィーチャをトリムして前記抽出フィーチャと前記自由曲面からなる位相幾何データを統合して出力する３次元立体形状データ構成手段とを備えることを特徴とする３次元立体形状データ変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載された３次元立体形状データ変換装置において、前記形状データは対象物の３次元形状を記述するビットマップデータまたは点群データを有し、前記ビットマップデータまたは点群データからポリゴンデータを生成するポリゴンデータ変換手段を有する事を特徴とする３次元立体形状データ変換装置。
【請求項３】
請求項１に記載された３次元立体形状データ変換装置において、前記領域分割手段と、自由曲面生成手段と、フィーチャ抽出手段と、位相情報作成手段と、交線計算実施手段と、３次元立体形状データ構成手段の出力を記憶する記憶手段を有する事を特徴とする３次元立体形状データ変換装置。
【請求項４】
請求項１に記載された３次元立体形状データ変換装置において、前記領域分割手段と、自由曲面生成手段と、フィーチャ抽出手段と、位相情報作成手段と、交線計算実施手段と、３次元立体形状データ構成手段に対し、前記各処理手段の処理条件を設定する処理条件指定手段を有する事を特徴とする３次元立体形状データ変換装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載された３次元立体形状データ変換装置において、各処理手段で生成した領域分割と、自由曲面と、フィーチャと、交線の各データを表示手段で３次元表示し、表示手段の画面上からそれぞれのデータを修正する修正手段を有する事を特徴とする３次元立体形状データ変換装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載された３次元立体形状データ変換装置において、前記分割各領域に生成した自由曲面の特徴量からフィーチャを抽出し幾何形状定義情報を取得する前記フィーチャ抽出手段は、抽出用入力データの設定により自動でフィーチャを抽出する自動フィーチャ抽出手段と、画像面上に３次元的に表示する分割領域を画面上からの指定によりフィーチャを抽出する手動フィーチャ抽出手段を有する事を特徴とする３次元立体形状データ変換装置。
【請求項７】
対象物の３次元形状を記述するポリゴンデータを位相幾何データに変換する３次元立体形状データ変換方法であり、
３次元立体形状を記述するポリゴンデータに対して、全領域を形状特徴量が一定範囲内に入る部分領域毎に分割するステップと、
分割した各領域に自由曲面を生成するステップと、
分割各領域を３次元的に画面表示するステップと、
分割各領域に生成した自由曲面の特徴量からフィーチャを抽出し幾何形状定義情報を取得するステップと、
抽出したフィーチャとフィーチャが抽出できなかった元の自由曲面との交線を計算するステップと、
得られた交線により抽出したフィーチャをトリムするステップと、
前記抽出フィーチャと前記生成自由曲面からなる位相幾何データを統合して出力するステップと、
を備えることを特徴とする３次元立体形状データ変換方法。
【請求項８】
請求項７に記載された３次元立体形状データ変換方法において、３次元立体形状を記述するポリゴンデータに対して、全領域を形状特徴量が一定範囲内に入る部分領域毎に分割するステップで、ポリゴンデータを曲率が一定範囲内に入る同一形状に属する領域に分割する事を特徴とする３次元立体形状データ変換方法。
【請求項９】
請求項７に記載された３次元立体形状データ変換方法において、前記抽出したフィーチャとフィーチャが抽出できなかった元の自由曲面との交線を計算するステップと得られた交線により抽出したフィーチャをトリムするステップで、画像面上に３次元的に表示したポリゴンデータと領域分割と交線を表示し、画面上からの指定によりフィーチャと元の自由曲面との交線を修正する事を特徴とする３次元立体形状データ変換方法。
【請求項１０】
請求項７に記載された３次元立体形状データ変換方法において、抽出したフィーチャとフィーチャが抽出できなかった元の自由曲面との交線を計算するステップで、抽出したフィーチャと隣接する自由曲面の交線が解析的に得られない場合に、自由曲面の境界線をフィーチャに投影する事によりフィーチャの境界線を設定する事を特徴とする３次元立体形状データ変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元のビットマップデータや点群データ及びＳＴＬデータを、操作性・利用性の高い３次元のＣＡＤデータに変換する立体形状データ変換装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
実際物の立体形状を計測してデータとして記述するには、Ｘ線ＣＴ装置、表面計測プローブ、レーザ計測機などの３次元ディジタイザが利用される。これらの装置は、局所的なセルや点の集合であるビットマップデータや点群データを出力する。図４（ａ）には、これらの計測データから表面形状を微小３角形の集合で表したポリゴンデータ画像の例を示す。ポリゴンデータは３次元ＣＡＤ用データ形式の一つであるＳＴＬ（Standard Triangulation Language）で記述されている。このＳＴＬデータは局所情報の集合であり、計測対象物が持つ平面や円筒面などの大域的な位相幾何学的情報は保有していない。これに対して一般の３次元ＣＡＤは、図４（ｂ）に示すように大域的な位相幾何学的な情報を持つ「Ｂ−ｒｅｐｓ」（Boundary-representations：境界表現）と呼ばれるデータを利用している。そのため計測された立体形状を３次元ＣＡＤで利用するには、適切なデータ変換技術が不可欠である。
【０００３】
局所的な情報しか持たず、大域的な情報を持たないビットマップデータや点群データ及びＳＴＬデータを変換して大域的な情報を持つＢ−ｒｅｐｓデータ（位相幾何データ）を得る新たな方法として、ビットマップデータ、点群データ及びＳＴＬデータを画面上に３次元表示し、フィーチャ情報を持つと予想される領域に画面上から点を指定し、その指定点から同一フィーチャに属する領域を探索、拡大し大域的な情報を抽出する方法および装置が提案されている。これらの方法および装置は、特許文献１および特許文献２に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３００５６号公報
【特許文献２】特開２００４−０４６５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来技術では、ビットマップデータ、点群データ及びＳＴＬデータを画面上に３次元表示し、フィーチャ情報を持つと予想される領域に画面上から点を指定する際に、逐次的に操作者が３次元表示画面にフィーチャ情報を持つと予想される領域に画面上から点を指定していた。
【０００６】
一方、実際の工業分野の機械部品を対象とした場合、構成されているフィーチャは、平面、円筒面、円錐面、自由曲面からなり、複雑構造の機械部品では、このフィーチャの数が数千に達するケースもある。そのため、上記操作方法では作業時間が非常に多くなり、変換工数が増大する問題があった。
【０００７】
また、フィーチャが抽出できる領域以外の領域は、当該領域に自由曲面を設定するために操作者が３次元表示画面上に自由曲面の境界線を画面上から指定する必要があった。そのため、フィーチャ抽出のみならず自由曲面設定においても、逐次的な操作者の指定では作業時間が非常に多くなり変換工数が増大する問題があった。特に、機械加工面が少なく自由曲面の多いモールド等の工業製品では、変換工数の大部分がこの自由曲面の境界線設定に費やされていた。
【０００８】
本発明の目的は、３次元のビットマップデータや点群データ及びＳＴＬデータを、データ容量がより小さいＢ−ｒｅｐｓデータに変換するプロセスにおいて、操作者の手動操作を減少させ、フィーチャ抽出、自由曲面設定、フィーチャと自由曲面の境界線設定を自動で実行し、変換に必要な操作時間を短縮する事が可能な３次元立体形状データ変換方法および装置を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、対象物の３次元形状を記述する形状データを位相幾何データに変換する３次元立体形状データ変換装置であって、前記形状データから生成されたポリゴンデータに対して対象物の全領域を形状特徴量が一定範囲内に入る部分領域毎に分割する領域分割手段と、分割した領域を３次元的に表示する表示手段と、前記分割各領域に自由曲面を生成する自由曲面形成手段と、前記自由曲面の特徴量からフィーチャを抽出し幾何形状定義情報を取得するフィーチャ抽出手段と、前記自由曲面とフィーチャから位相情報を生成する位相情報作成手段と、前記位相情報から前記フィーチャとフィーチャが抽出できなかった元の自由曲面との交線を計算する交線計算実施手段と、得られた交線により抽出したフィーチャをトリムして前記抽出フィーチャと前記自由曲面からなる位相幾何データを統合して出力する３次元立体形状データ構成手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、対象物の３次元形状を記述するポリゴンデータを位相幾何データに変換する３次元立体形状データ変換方法であって、３次元立体形状を記述するポリゴンデータに対して、全領域を形状特徴量が一定範囲内に入る部分領域毎に分割するステップと、分割した各領域に自由曲面を生成するステップと、分割各領域を３次元的に画面表示するステップと、分割各領域に生成した自由曲面の特徴量からフィーチャを抽出し幾何形状定義情報を取得するステップと、抽出したフィーチャとフィーチャが抽出できなかった元の自由曲面との交線を計算するステップと、得られた交線により抽出したフィーチャをトリムするステップと、抽出フィーチャと前記生成自由曲面からなる位相幾何データを統合して出力するステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、３次元のビットマップデータや点群データ及びＳＴＬデータを、データ容量がより小さいＢ−ｒｅｐｓデータに変換するプロセスにおいて、操作者の手動操作を減少させ、フィーチャ抽出、自由曲面設定、フィーチャと自由曲面の境界線設定を自動で実行し、変換に必要な操作時間を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明による立体形状データ変換装置の第１の実施形態の構成を図１に示す。３次元立体形状データ変換装置Ｃは、入力された点群データＤ１又はビットマップデータＤ２またはＳＴＬデータＤ３をＢ−ｒｅｐｓデータＤ０に変換して出力する機能を備え、ビットマップデータ／点群データ／ＳＴＬデータ変換手段Ｃ１、ＳＴＬデータ記憶手段Ｃ２、領域分割手段Ｃ３、領域分割データ記憶手段Ｃ４、自由曲面生成手段Ｃ５、生成自由曲面データ記憶手段Ｃ６、フィーチャ抽出手段Ｃ７、抽出フィーチャ記憶手段Ｃ８、位相情報作成手段Ｃ９、位相情報記憶手段Ｃ１０、交線計算実施手段Ｃ１１、Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成手段Ｃ１２、生成ＣＡＤデータ記憶手段Ｃ１３、ＳＴＬ生成条件指定手段Ｃ１４、領域分割条件指定手段Ｃ１５、自由曲面生成条件指定手段Ｃ１６、入力手段Ｃ１７、フィーチャ抽出条件指定手段Ｃ１８、位相情報作成条件指定手段Ｃ１９、交線計算条件指定手段Ｃ２０、領域分割修正手段Ｃ２１、自由曲面修正手段Ｃ２２、表示手段Ｃ２３、フィーチャ修正手段Ｃ２４、交線修正手段Ｃ２５から構成されている。
【００１３】
ビットマップデータ／点群データ／ＳＴＬデータ変換手段Ｃ１は、点群データＤ１またはビットマップデータＤ２が入力された場合、この点群データＤ１またはビットマップデータＤ２からマーチングキューブ法などのポリゴン生成手法によりＳＴＬデータを生成し、ＳＴＬデータ記憶手段Ｃ１に出力する。ＳＴＬデータを生成時には、ＳＴＬ生成条件指定手段Ｃ１４よりポリゴン総数、許容誤差等の条件を入力し生成する。ＳＴＬデータＤ３が入力された場合、このＳＴＬデータＤ３を、そのままＳＴＬデータ記憶手段Ｃ２に出力する。ＳＴＬデータ記憶手段Ｃ２は、ビットマップデータ／点群データ／ＳＴＬデータ変換手段Ｃ１からのＳＴＬデータＤ３を記憶する。
【００１４】
ＳＴＬデータ記憶手段Ｃ２は、メモリやハードディスクで構成されており、入力されたデータを記憶して、必要な時に出力する機能を持つ。ＳＴＬデータ記憶手段Ｃ２が記憶するＳＴＬデータＤ３は、図４（ａ）に示すような実際物（実際の３次元構造物）の表面を表現する微小な三角ファセットの集合を記述するデータである。
【００１５】
領域分割手段Ｃ３では、ＳＴＬデータ記憶手段Ｃ２が記憶するＳＴＬデータＤ３を入力として、領域分割条件指定手段Ｃ１５により入力される領域分割条件Ｄ１０を用いて、ポリゴンの曲率が一定指定条件範囲内に入るポリゴンを同一形状に属する領域としてＳＴＬデータＤ３を領域分割する。この領域分割では、まず、ＳＴＬデータからランダムにシードポリゴンを選択し、このシードポリゴンの法線ベクトルＮ０を求める。次に、シードポリゴンの周辺の各ポリゴンの法線ベクトルＮｉとＮ０とのなす角θｉを求め、このθｉが、（１）式のように、指定した角度閾値εθi以下になる場合は、同一領域として判定してゆく。
【００１６】
θｉ    ＜  εθi          ・・・・・・・・（１）
得られた領域分割データＤ４は、領域分割データ記憶手段Ｃ４に格納される。領域分割データＤ４は、表示手段Ｃ２３を用いてＰＣ画面上に３次元立体表示される。
【００１７】
この時、図５に示すように各分割領域毎に表示色を変えて表示する。この表示では、立体像に関連して各分割領域毎の基本情報（ポリゴン数、代表形状特徴量等）をツリーバーにより表示し特定の分割領域を指定すると３次元立体表示で指定された領域がクローズアップ表示される様にすることもできる。
【００１８】
また、この表示では図６に示すように分割領域の色表示に重ねて元のポリゴンも表示する。領域分割データ記憶手段Ｃ４は、メモリやハードディスクで構成されており、入力されたデータを記憶して必要な時に出力する機能を持つ。領域分割修正手段Ｃ２１では、表示手段Ｃ２３上に表示された領域分割データＤ４において３次元形状表現上不適切な領域分割が発見された場合は、表示手段Ｃ２３上からその領域分割構成を修正できる。
【００１９】
自由曲面生成手段Ｃ５では、領域分割データＤ４と自由曲面生成条件指定手段Ｃ１６により入力された生成条件Ｄ１１を用いて、分割された各領域毎に自由曲面を生成する。得られた生成自由曲面データＤ５は、生成自由曲面データ記憶手段Ｃ６に格納される。また、得られた生成自由曲面データＤ５は、表示手段Ｃ２３を用いてＰＣ画面上に３次元立体表示される。図７に生成自由曲面データの表示例を示す。
【００２０】
次に、フィーチャ抽出手段Ｃ７では、領域分割データＤ４と生成自由曲面データＤ５とフィーチャ抽出条件指定手段Ｃ１８で入力されたフィーチャ抽出条件Ｄ１２により、特定の幾何形状である平面、円筒面、円錐面、球面等のフィーチャ情報を抽出する。ここでのフィーチャ抽出方法は、分割領域の法線ベクトルＦＮｉとこの分割領域が属するとして設定したフィーチャの法線ベクトルＦＮｆとのなす角度θFNifが（２）式に示すように指定された閾値εfn以下にある場合に、当該分割領域がフィーチャとして抽出される。
【００２１】
θFNif  ＜  εfn      ・・・・・・・・（２）
これらの幾何学的な判定は、各種フィーチャ形状に汎用的に活用するためパラメータ空間上で実施される。
【００２２】
このプロセスでは、分割領域でフィーチャ情報が抽出できる領域はフィーチャを抽出し、どのフィーチャに対しても(2)式を満たさない領域は自由曲面としたまま次のステップに進む。抽出されたフィーチャ情報Ｄ６は、抽出フィーチャ記憶手段Ｃ８に格納される。得られたフィーチャ情報Ｄ６は、表示手段Ｃ２３を用いてＰＣ画面上に３次元立体表示される。図８にフィーチャ情報の表示例を示す。
【００２３】
位相情報作成手段Ｃ９では、生成自由曲面データＤ５と抽出されたフィーチャ情報Ｄ６と位相情報作成条件指定手段Ｃ１９により入力された作成条件データＤ１３を基に、自由曲面およびフィーチャ間の幾何学的位相情報Ｄ７を作成する。得られた位相情報Ｄ７は、位相情報記憶手段Ｃ１０に格納される。ここで「位相情報」とは、各フィーチャ間および各自由曲面間のつながり具合（接続関係、接続状況）を表す関係のことであり、Ｂ−ｒｅｐｓデータを構成するために不可欠な情報である。
【００２４】
次に、交線計算実施手段Ｃ１１では、生成自由曲面データＤ５と抽出されたフィーチャ情報Ｄ６と位相情報Ｄ７と交線計算条件指定手段Ｃ２０により入力された交線計算条件データＤ１４を用いて、抽出した各種フィーチャと自由曲面との交線および抽出した各種フィーチャ同士の交線を計算する。
【００２５】
交線計算実施手段Ｃ１１で得られた交線を用いて、Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成手段Ｃ１２（３次元立体形状データ構成手段）においてフィーチャ面を交線に沿ってトリム（切断）し、生成自由曲面と統合してＢ−ｒｅｐｓＣＡＤデータＤ９が生成される。生成されたＣＡＤデータＤ９は、生成ＣＡＤデータ記憶手段Ｃ１３に格納される。得られたＢ−ｒｅｐｓＣＡＤデータＤ９は、表示手段Ｃ２３を用いてＰＣ画面上に３次元立体表示される。図９にＢ−ｒｅｐｓＣＡＤデータの表示例を示す。
【００２６】
これらの変換プロセスの各ステップにおいて、領域分割修正手段Ｃ２１、自由曲面修正手段Ｃ２２、フィーチャ修正手段Ｃ２４、交線修正手段Ｃ２５では、それぞれ表示手段Ｃ２３に表示された領域分割データＤ４、生成自由曲面データＤ５、抽出フィーチャデータＤ６、交線計算結果データＤ８は、さらに表示手段Ｃ２３の画面上からキーボードやマウスを使用して修正することができる。修正された各データは、それぞれ領域分割手段Ｃ３、自由曲面生成手段Ｃ５、フィーチャ抽出手段Ｃ７、交線計算実施手段Ｃ１１に再びフィードバックされ、新たなデータとしてそれぞれ領域分割データ記憶手段Ｃ４、生成自由曲面データ記憶手段Ｃ５、抽出フィーチャ記憶手段Ｃ８、生成ＣＡＤデータ記憶手段Ｃ１３に格納される。
【００２７】
次に、具体例を用いて３次元立体形状データ変換装置Ｃによるデータ変換処理方法の内容を詳細に説明する。３次元立体形状データ変換装置Ｃによる立体形状データ変換方法の処理手順を図２のフローチャートに示す。以下、図４〜図９を参照しつつ、図２を用いて個々の処理を説明する。
【００２８】
まず、ビットマップデータ、点群データまたはＳＴＬ形式の計測データを読み込む（ステップＰ１）。読み込んだデータがビットマップデータ、点群データの場合は、ポリゴンデータ（ＳＴＬ）を生成する（ステップＰ２）。
【００２９】
得られたポリゴンデータ（ＳＴＬ）を、各ポリゴン毎の形状特徴量（法線ベクトル）が一定範囲内に入る範囲でひとつの領域毎に全体を区分けする（ステップＰ３）。図５にクランクシャフトの計測データに対して領域分割した結果を３次元的に表示する例を示す。
【００３０】
十分な領域分割が得られた後、分割した各領域全てに自由曲面を生成する（ステップＰ６）。図７には、図５に示す全ての各分割領域に自由曲面を生成した例を示す。
【００３１】
次に、各領域生成した自由曲面の特徴量および分割領域毎の形状特徴量からその分割領域のフィーチャ情報を抽出する（ステップＰ９）。ここで抽出するフィーチャ情報は、平面形状、円筒面形状、円錐面形状、球形状、フィレット形状である。図８には、図５に示す各分割領域でフィーチャが抽出できた領域に設定したトリム前のフィーチャ形状を生成した例を示す。
【００３２】
次に、抽出したフィーチャと残りの自由曲面との位相情報を作成する（ステップＰ１２）。この位相情報を用いて、抽出したフィーチャと残りの自由曲面との交線（境界線）を計算する（ステップＰ１３）。
【００３３】
次に、得られた交線を元にＰ９で生成したフィーチャに関して交線を境界線としてＣＡＤ面となるようトリム（切断）操作を実施し、生成自由曲面と統合して出力する（ステップＰ１６）。これによりＢ−ｒｅｐｓ形式の汎用ＣＡＤデータＤ０への変換が実現される。
【００３４】
次に、図２に示す各プロセスの結果を各プロセス終了後に画面表示し、不十分な部分を修正して操作者に望ましいＣＡＤデータＤ０に変換する、立体形状データ変換の修正処理手順を図３のフローチャートに示す。以下、図４〜図９を参照しつつ、図３を用いて個々の処理を説明する。
【００３５】
まず、ビットマップデータ、点群データまたはＳＴＬ形式の計測データを読み込む（ステップＰ１）。読み込んだデータがビットマップデータ、点群データの場合は、ポリゴンデータ（ＳＴＬ）を生成する（ステップＰ２）。
【００３６】
得られたポリゴンデータ（ＳＴＬ）を、各ポリゴン毎の形状特徴量（法線ベクトル）が一定範囲内に入る範囲でひとつの領域毎に全体を区分けする（ステップＰ３）。図５にクランクシャフトの計測データに対して領域分割した結果を３次元的に表示した例を示す。
【００３７】
次に、操作者が表示画面上から領域分割された結果を評価し、領域分割の適合性を判定する（ステップＰ４）。判定においては、元の計測データからの差分量分布など、領域分割特性を表す数値データを表示する。判定で不適切な領域分割が発生している場合は、表示画面上から操作者が分割境界を修正する（ステップＰ５）。
【００３８】
十分な領域分割が得られた後、分割した各領域全てに自由曲面を生成する（ステップＰ６）。このステップでも、操作者が表示画面上から生成された自由曲面形状を評価し、生成自由曲面の妥当性を判定する（ステップＰ７）。判定においては、元の計測データからの差分量分布など自由曲面形状特性を表す数値データを表示する。判定で不適切な自由曲面形状が発生している場合は、表示画面上から操作者が曲面形状を修正する（ステップＰ８）。図７には、図５の全ての各分割領域に自由曲面を生成した例を示す。
【００３９】
次に、各領域生成した自由曲面の特徴量および分割領域毎の形状特徴量からその分割領域のフィーチャ情報を抽出する（ステップＰ９）。ここで抽出するフィーチャ情報は、平面形状、円筒面形状、円錐面形状、球形状、フィレット形状である。このステップでも、操作者が表示画面上から抽出されたフィーチャ形状を評価し、抽出フィーチャの妥当性を判定する（ステップＰ１０）。判定においては、元の計測データからの差分量分布など、フィーチャ形状特性を表す数値データを表示する。判定で不適切なフィーチャ形状が発生している場合は、表示画面上から操作者がフィーチャ形状を修正する（ステップＰ１１）。図８には、図５の各分割領域でフィーチャが抽出できた領域に設定したトリム前のフィーチャ形状を生成した例を示す。
【００４０】
次に、抽出したフィーチャと残りの自由曲面との位相情報を作成する（ステップＰ１２）。この位相情報を用いて、抽出したフィーチャと残りの自由曲面との交線（境界線）を計算する（ステップＰ１３）。ここで、操作者が表示画面上から計算された交線形状を評価し、交線の妥当性を判定する（ステップＰ１４）。判定においては、元の計測データからの差分量分布など、交線形状特性を表す数値データを表示する。判定で不適切な交線形状が発生している場合は、表示画面上から操作者が交線形状を修正する（ステップＰ１５）。
【００４１】
上記ステップで、抽出したフィーチャと隣接する自由曲面の交線が解析的に得られない場合に、自由曲面の境界線をフィーチャに投影する事によりフィーチャの境界線を設定する事ができる。
【００４２】
次に、得られた交線を元にＰ９で生成したフィーチャに関して交線を境界線としてＣＡＤ面となるようトリム（切断）操作を実施し、生成自由曲面と統合して出力する（ステップＰ１６）。これによりＢ−ｒｅｐｓ形式の汎用ＣＡＤデータＤ０への変換が実現される。
【００４３】
以上が、３次元立体形状データ変換装置Ｃによるデータ変換方法である。このデータ変換処理方法で得られたＢ−ｒｅｐｓデータＤ０の一例を図９に示す。このＢ−ｒｅｐｓデータＤ０は、平面、円筒面、フィレット面、自由曲面の各種面要素で記述されており、汎用ＣＡＤデータとして活用する事ができる。また、領域分割、自由曲面生成、フィーチャ抽出、位相情報作成、交線計算、Ｂ−ｒｅｐｓ形式出力の各プロセスとも自動実行が可能であり、操作者の手動操作を減少させ、変換に必要な操作時間を短縮して汎用ＣＡＤデータが得られている。また、各プロセスにおいて画面上からの微修正も可能であり高速でかつ精度の高いＣＡＤデータ変換が実現できる。
【００４４】
本実施形態によれば、３次元のビットマップデータや点群データ及びＳＴＬデータを、データ容量がより小さいＢ−ｒｅｐｓデータに変換するプロセスにおいて、できるだけ操作者の手動操作を減少させ、フィーチャ抽出、自由曲面設定、フィーチャと自由曲面の境界線設定を自動で実行し、変換に必要な操作時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による立体形状データ変換装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の装置による立体形状データ変換方法を示すフローチャートである。
【図３】図２の立体形状データ変換の修正方法を示すフローチャートである。
【図４】計測に基づくポリゴンデータ（ＳＴＬ）と汎用ＣＡＤデータを示す模式図である。
【図５】対象物の計測データに対して領域分割を実施した３次元表示画面を示す模式図である。
【図６】分割領域とポリゴンデータを同時に示す図５の部分拡大模式図である。
【図７】図５の各分割領域に自由曲面を生成した３次元表示画面を示す模式図である。
【図８】図５の各分割領域から抽出したフィーチャを示す模式図である。
【図９】立体形状変換装置により変換された汎用ＣＡＤデータを示す模式図である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｃ…３次元立体形状データ変換装置、Ｃ１…ビットマップデータ/点群データ/ＳＴＬデータ変換手段、Ｃ２…ＳＴＬデータ記憶手段、Ｃ３…領域分割手段、Ｃ４…領域分割データ記憶手段、Ｃ５…自由曲面生成手段、Ｃ６…生成自由曲面データ記憶手段、Ｃ７…フィーチャ抽出手段、Ｃ８…抽出フィーチャ記憶手段、Ｃ９…位相情報作成手段、Ｃ１０…位相情報記憶手段、Ｃ１１…交線計算実施手段、Ｃ１２…Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成手段、Ｃ１３…生成ＣＡＤデータ記憶手段、Ｃ１４…ＳＴＬ生成条件指定手段、Ｃ１５…領域分割条件指定手段、Ｃ１６…自由曲面生成条件指定手段、Ｃ１７…入力手段、Ｃ１８…フィーチャ抽出条件指定手段、Ｃ１９…位相情報作成条件指定手段、Ｃ２０…交線計算条件指定手段、Ｃ２１…領域分割修正手段、Ｃ２２…自由曲面修正手段、Ｃ２３…表示手段、Ｃ２４…フィーチャ修正手段、Ｃ２５…交線修正手段
【図１】
2010061259.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010061259.tif 000009
【図８】
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【図９】
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