(57)【要約】【課題】トリム境界接続を行いつつ、面全体を滑らかに生成すること。【解決手段】設計データ生成装置は、所定面データに対して部分的な修正を行い修正面データを生成する。設計データ生成装置は、修正面データ上及び該修正面データの周囲に複数の格子点を設定する格子設定手段と、格子設定手段により設定された所定方向の各格子点の列を曲線近似する曲線近似手段と、曲線近似手段により近似された曲線に基づいて曲面を生成する曲面生成手段と、曲面生成手段により生成された曲面と所定面データとが交差するトリム境界線で曲面をトリムして修正面データを生成するトリム手段と、を備える。【選択図】図１
2014002696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定面データに対して部分的な修正を行い修正面データを生成する設計データ生成装置であって、
前記修正面データ上及び該修正面データの周囲に複数の格子点を設定する格子設定手段と、
前記格子設定手段により設定された所定方向の前記各格子点の列を曲線近似する曲線近似手段と、
前記曲線近似手段により近似された曲線に基づいて曲面を生成する曲面生成手段と、
前記曲面生成手段により生成された曲面と前記所定面データとが交差するトリム境界線で前記曲面をトリムして前記修正面データを生成するトリム手段と、
を備えることを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項２】
請求項１記載の設計データ生成装置であって、
前記格子点が前記修正面データの外側及び内側のうちいずれにあるかを判定する判定手段を更に備え、
前記曲線近似手段は、前記各格子点の列のうち前記判定手段により判定された外側の各格子点と、修正面データの目標となる目標点と、に対して、前記曲線近似を行う、
ことを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の設計データ生成装置であって、
前記各格子点を前記曲線近似手段により近似された曲線上の最も近い点に挿げ替える挿替手段を更に備える、
ことを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項４】
請求項３記載の設計データ生成装置であって、
前記挿替手段により挿げ替えられた前記各格子点の列を平滑化する平滑化手段を更に備え、
前記曲面生成手段は、前記平滑化手段により平滑化された前記格子点の列に基づいて曲面を生成する、
ことを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項５】
請求項４記載の設計データ生成装置であって、
前記挿替手段は、前記各格子点に対して重みを夫々付与しており、
前記平滑化手段は、前記各格子点の列を逐次探索し最小二乗法を用いて近似し平滑化を行い、
前記最小二乗法を用いて近似を行う際に、前記挿替手段により付与された各格子点に対する重みを用いて重み付けを行う、ことを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項６】
請求項５記載の設計データ生成装置であって、
前記挿替手段は、前記各格子点に対して、前記平滑化を行った際に前記各格子点の移動量が小さい第１重み値と、前記平滑化を行った際に前記各格子点の移動量が大きい第２重み値と、前記第１重み値から前記第２重み値まで徐々に増加するように設定される第３重み値と、を設定する、ことを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項７】
請求項４乃至６のうちいずれか１項記載の設計データ生成装置であって、
前記平滑化手段は、前記各格子点の列において、隣接する所定数の格子点のグループを生成し、該生成した格子点のグループの平滑化を行い、該格子点のグループの平滑化が終了すると隣に所定点だけシフトして新たに前記格子点のグループを生成し、該生成した格子点のグループの平滑化を行い、前記グループの生成及び平滑化を繰り返す、ことを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項８】
請求項７記載の設計データ生成装置であって、
前記平滑化手段は、前記所定数の格子点の各グループに対して、所定回数、前記平滑化を実行する、ことを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項９】
請求項４乃至８のうちいずれか１項記載の設計データ生成装置であって、
前記平滑化手段は、前記所定数の格子点の各グループに対して、複数回、前記平滑化を実行し、修正面データの目標となる目標点と前記平滑化された各格子点との距離が許容値以内となるとき、前記平滑化を終了する、ことを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれか１項記載の設計データ生成装置であって、
前記曲線近似手段は、最小二乗法を用いて前記曲線近似を行う、ことを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちいずれか１項記載の設計データ生成装置であって、
前記所定面データ及び修正面データのうち少なくとも一方を記憶する記憶手段を更に備える、ことを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちいずれか１項記載の設計データ生成装置であって、
前記修正面データ及び前記所定面データのうち少なくとも一方を表示する表示手段を更に備える、ことを特徴とする設計データ生成装置。
【請求項１３】
所定面データに対して部分的な修正を行い修正面データを生成する設計データ生成装置の生成方法であって、
前記修正面データ上及び該修正面データの周囲に複数の格子点を設定するステップと、
前記設定された所定方向の前記各格子点の列を曲線近似するステップと、
前記近似された曲線に基づいて曲面を生成するステップと、
前記生成された曲面と前記所定面データとが交差するトリム境界線で前記曲面をトリムして前記修正面データを生成するステップと、
を含む、ことを特徴とする設計データ生成装置の生成方法。
【請求項１４】
所定面データに対して部分的な修正を行い修正面データを生成する設計データ生成装置のプログラムであって、
前記修正面データ上及び該修正面データの周囲に複数の格子点を設定する処理と、
前記設定された所定方向の前記各格子点の列を曲線近似する処理と、
前記近似された曲線に基づいて曲面を生成する処理と、
前記生成された曲面と前記所定面データとが交差するトリム境界線で前記曲面をトリムして前記修正面データを生成する処理と、
をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする設計データ生成装置のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定面データに対して部分的な修正を行い修正面データを生成する設計データ生成装置、その生成方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、設計変更や修正等によりＣＡＤ（Computer Aided Design）データにおいて部分的な修正面を作成する必要が生じる。その際、前工程で作成された意匠面等において、設計者の意図や面の流れ方向が重要視される。このため、後工程でトリムしてはならない領域が存在し、修正面の範囲を最小限にする必要が生じている。このような先行作成面と修正面との接続には、夫々の端辺同士を接続する面境界接続だけでは対応できないケースがあり、夫々を任意の方向で接続するトリム境界接続が必要となる。
【０００３】
一方で、既存の物品の面形状の変形を利用して新たな物品形状の設計を行う設計データ生成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７２１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に示す設計データ生成装置においては、上記トリム境界接続を行っておらず、また、接続面を局所的に変形させて接続を行っているため、その接続部の滑らかさを確保するのが困難となる。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、トリム境界接続を行いつつ、面全体を滑らかに生成できる設計データ生成装置、その生成方法及びプログラムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、所定面データに対して部分的な修正を行い修正面データを生成する設計データ生成装置であって、前記修正面データ上及び該修正面データの周囲に複数の格子点を設定する格子設定手段と、前記格子設定手段により設定された所定方向の前記各格子点の列を曲線近似する曲線近似手段と、前記曲線近似手段により近似された曲線に基づいて曲面を生成する曲面生成手段と、前記曲面生成手段により生成された曲面と前記所定面データとが交差するトリム境界線で前記曲面をトリムして前記修正面データを生成するトリム手段と、を備えることを特徴とする設計データ生成装置である。
この一態様において、前記格子点が前記修正面データの外側及び内側のうちいずれにあるかを判定する判定手段を更に備え、前記曲線近似手段は、前記各格子点の列のうち前記判定手段により判定された外側の各格子点と、修正面データの目標となる目標点と、に対して、前記曲線近似を行ってもよい。
この一態様において、前記各格子点を前記曲線近似手段により近似された曲線上の最も近い点に挿げ替える挿替手段を更に備えていてもよい。
この一態様において、前記挿替手段により挿げ替えられた前記各格子点の列を平滑化する平滑化手段を更に備え、前記曲面生成手段は、前記平滑化手段により平滑化された前記格子点の列に基づいて曲面を生成してもよい。
この一態様において、前記挿替手段は、前記各格子点に対して重みを夫々付与しており、前記平滑化手段は、前記各格子点の列を逐次探索し最小二乗法を用いて近似し平滑化を行い、前記最小二乗法を用いて近似を行う際に、前記挿替手段により付与された各格子点に対する重みを用いて重み付けを行ってもよい。
この一態様において、前記挿替手段は、前記各格子点に対して、前記平滑化を行った際に前記各格子点の移動量が小さい第１重み値と、前記平滑化を行った際に前記各格子点の移動量が大きい第２重み値と、前記第１重み値から前記第２重み値まで徐々に増加するように設定される第３重み値と、を設定してもよい。
この一態様において、前記平滑化手段は、前記各格子点の列において、隣接する所定数の格子点のグループを生成し、該生成した格子点のグループの平滑化を行い、該格子点のグループの平滑化が終了すると隣に所定点だけシフトして新たに前記格子点のグループを生成し、該生成した格子点のグループの平滑化を行い、前記グループの生成及び平滑化を繰り返してもよい。
この一態様において、前記平滑化手段は、前記所定数の格子点の各グループに対して、所定回数、前記平滑化を実行してもよい。
この一態様において、前記平滑化手段は、前記所定数の格子点の各グループに対して、複数回、前記平滑化を実行し、修正面データの目標となる目標点と前記平滑化された各格子点との距離が許容値以内となるとき、前記平滑化を終了してもよい。
この一態様において、前記曲線近似手段は、最小二乗法を用いて前記曲線近似を行ってもよい。
この一態様において、前記所定面データ及び修正面データのうち少なくとも一方を記憶する記憶手段を更に備えていてもよい。
この一態様において、前記修正面データ及び前記所定面データのうち少なくとも一方を表示する表示手段を更に備えていてもよい。
他方、上記目的を達成するための本発明の一態様は、所定面データに対して部分的な修正を行い修正面データを生成する設計データ生成装置の生成方法であって、前記修正面データ上及び該修正面データの周囲に複数の格子点を設定するステップと、前記設定された所定方向の前記各格子点の列を曲線近似するステップと、前記近似された曲線に基づいて曲面を生成するステップと、前記生成された曲面と前記所定面データとが交差するトリム境界線で前記曲面をトリムして前記修正面データを生成するステップと、を含む、ことを特徴とする設計データ生成装置の生成方法であってもよい。
さらに、上記目的を達成するための本発明の一態様は、所定面データに対して部分的な修正を行い修正面データを生成する設計データ生成装置のプログラムであって、前記修正面データ上及び該修正面データの周囲に複数の格子点を設定する処理と、前記設定された所定方向の前記各格子点の列を曲線近似する処理と、前記近似された曲線に基づいて曲面を生成する処理と、前記生成された曲面と前記所定面データとが交差するトリム境界線で前記曲面をトリムして前記修正面データを生成する処理と、をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする設計データ生成装置のプログラムであってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トリム境界接続を行いつつ、面全体を滑らかに生成できる設計データ生成装置、その生成方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る設計データ生成装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図２】先行作成面に対して部分的な修正を施した修正面を生成する一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る設計データ生成装置のＣＡＤ装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図４】修正面領域及びその周囲において格子点群を生成した状態の一例を示す図である。
【図５】格子点群の中から一定方向に格子点を取り出し格納した格子点列の一例を示す図である。
【図６】各格子点列の各格子点が修正面領域の内側又は外側にあるかを判定した状態の一例を示す図である。
【図７】（ａ）目標点及び先行作成面上の点を通過点として最小二乗法を用いて曲線近似した近似曲線の一例を示す図である。（ｂ）図７（ａ）に示す格子点列をＵ方向の直線で垂直方向へ切断したときの断面図である。
【図８】各格子点列の各格子点を近似曲線上の座標値と挿げ替えた状態の一例を示す図である。
【図９】（ａ）平滑化を行う格子点グループの一例を示す図である。（ｂ）平滑化を行う格子点グループの一例を示す図である。（ｃ）平滑化を行う格子点グループの一例を示す図である。（ｄ）平滑化を行う格子点グループの一例を示す図である。（ｅ）平滑化を行う格子点グループの一例を示す図である。（ｆ）平滑化を行う格子点グループの一例を示す図である。（ｇ）平滑化を行う格子点グループの一例を示す図である。
【図１０】平滑化後の座標値を各格子点列に反映した状態の一例を示す図である。
【図１１】平滑化された各格子点列に対して生成したパラメトリック曲面の一例を示す図である。
【図１２】パラメトリック曲面をトリム境界線でトリムする状態の一例を示す図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る設計モデル生成装置による設計モデルの生成方法のフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る設計データ生成装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る設計データ生成装置１は、設計データを生成するＣＡＤ（Computer Aided Design）装置２と、設計データなどを記憶する記憶部３と、設計データなどを表示する表示部４と、を備えている。
【００１１】
記憶部３は、記憶手段の一具体例であり、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置などで構成されている。記憶部３は、例えば、コンピュータモデルなどの任意の設計データを記憶している。表示部４は、表示手段の一具体例であり、例えば、液晶ディスプレイ装置、有機あるいは無機ＥＬディスプレイ装置などから構成されている。表示部４は、例えば、ＣＡＤ装置２あるいは、記憶部３から出力される設計データを表示することができる。また、表示部４は、タッチパネルとしての機能を有し、ユーザが後述のデータを入力できる構成となっていてもよい。
【００１２】
ＣＡＤ装置２は、コンピュータモデルを生成、加工する機能を有している。なお、コンピュータモデルとして、例えば、自動車、航空機、電車などのボディーなどの任意の設計モデルが含まれる。
【００１３】
ＣＡＤ装置２は、例えば、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）２ａ、ＣＰＵ２ａによって実行される演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）２ｂ、処理データ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）２ｃ等からなるマイクロコンピュータを、中心にしてハードウェア構成されている。ＣＰＵ２ａ、ＲＯＭ２ｂ、及びＲＡＭ２ｃは、データバス２ｄなどを介して相互に接続されている。
【００１４】
ＣＡＤ装置２は、例えば、コンピュータモデルのある面（以下、先行作成面）５０に対して部分的な修正を施した修正面領域５１を生成する（図２）。このとき、本実施の形態に係るＣＡＤ装置２は、先行作成面５０と修正面領域５１とを任意の方向（例えば、後述のＵ方向及びＶ方向と異なる方向）で接続するトリム境界接続を行いつつ、さらに、面全体の滑らかさを確保することができるものである。
【００１５】
図３は、本実施の形態に係る設計モデル生成装置のＣＡＤ装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。ＣＡＤ装置２は、例えば、格子設定部２１と、内外判定部２２と、曲線近似部２３と、挿替部２４と、平滑化部２５と、曲面生成部２６と、トリム部２７と、を備えている。
【００１６】
格子設定部２１は、格子設定手段の一具体例であり、例えば、コンピュータモデルである先行作成面（所定面データの一具体例）５０、及び先行作成面５０に対して修正を行うための修正面領域（修正面データの一具体例）５１を記憶部３から読み込む。そして、格子設定部２１は、修正面領域（斜線部分）５１及びその周囲においてＵ方向及びＶ方向に略等間隔の複数の格子点５２を設定する（図４）。ここで、Ｕ方向及びＶ方向とは、例えば、先行作成面５０のパラメータ方向を指している。また、修正面領域５１は、例えば、ユーザが先行作成面５０に対して予め設定している。修正面領域５１は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、スイッチなどの入力装置を介して、任意に設定、変更できるように構成されている。
【００１７】
図４において、例えば、Ｖ方向へ６成分、Ｕ方向へ９成分（６×９）の格子点５２が設定されているが、これに限らず、修正面領域５１を包含するように設定されていれば任意の設定方法が適用可能である。なお、面全体をより滑らかに生成すること及び計算量を考慮すると、図４に示すように修正面領域５１及びその外側に１又は２点程度、設定するのが好ましい。
【００１８】
ここで、上記設定された複数の格子点５２の中から、所定方向（例えば、Ｕ方向及びＶ方向）に格子点５２を取り出し格納した配列を格子点列５３として定義する。例えば、Ｕ方向の格子点列５３の一例としてＰ（００）〜Ｐ（８０）があり、Ｖ方向の格子点列５３の一例としてＰ（４０）〜Ｐ（４５）がある（図５）。
【００１９】
内外判定部２２は、判定手段の一具体例であり、格子設定部２１により設定された各格子点列５３の各格子点５２が修正面領域５１の内側及び外側のうちいずれにあるかを判定し、修正面領域５１内あるいは修正面領域５１外の各格子点列５３を抽出する（図６）。
【００２０】
なお、格子点５２が修正面領域５１の境界線上にある場合、その格子点５２が多く含まれる側にあるとしているが、これに限らず、例えば、修正面領域５１の境界線上にある格子点５２を全て内側あるいは外側としてもよく、任意の定義方法が適用可能である。さらに、本実施の形態において、格子点５２が修正面領域５１の境界線の外側に出た場合、全て外側と判定するのがより好ましい。これにより、面全体をより滑らかに生成することができる。
【００２１】
曲線近似部２３は、曲線近似手段の一具体例であり、各格子点列５３に関して、目標点及び先行作成面５０上の点を通過点（参照点）として、これら通過点を最小二乗法を用いて曲線近似した近似曲線５４を生成する（図７（ａ））。ここで、目標点とは、ユーザが修正面領域５１として作成したい所望位置を指し、例えば、修正面領域５１の標的付近の座標値を指す。また、上記先行作成面５０上の点とは、例えば、各格子点列５３のうち修正面領域５１の外側の格子点５２を指す。
【００２２】
なお、通過点の設定は、ユーザが任意に設定変更することが可能である。例えば、図７（ａ）において、先行作成面５０と修正面領域５１とを点線（１）で接続、点線（２）で非接続としている。この場合、格子点７、８、９は先行作成面５０上の点となり、格子点１〜６は目標点となる。一方、先行作成面５０と修正面領域５１とを点線（１）及び点線（２）で接続としてもよい。この場合、格子点１、７、８、９は先行作成面５０上の格子点となり、格子点２〜６は目標点となる。
【００２３】
目標点は、例えば、ＣＡＤ装置２の曲線近似部２３に対してユーザが任意に設定、変更できる構成となっているが、これに限らず、例えば、記憶部３に予め目標点が設定され、曲線近似部２３が記憶部３から目標点を適宜読み込む構成であってもよい。
【００２４】
なお、図７（ａ）において、曲線近似部２３が、例えば、各格子点１〜９に対する近似曲線５４を生成している。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す格子点列５３をＵ方向の直線で垂直方向へ切断したときの断面図である。
【００２５】
曲線近似部２３は、上述の如く、最小二乗法を用いて近似曲線５４を生成しているが、これに限らず、例えば、エネルギー最小化法などを用いて近似曲線５４を生成してもよい。なお、本実施の形態のように最小二乗法を用いて近似曲線５４を生成した方が、修正面領域５１をより平滑に生成できより好ましい。
【００２６】
挿替部２４は、挿替手段の一具体例であり、各格子点列５３の各格子点５２を、曲線近似部２３により近似された近似曲線５４上の最も近い点である座標値と挿げ替える（図８）。さらに、挿替部２４は、上記挿げ替えを行う際に、各格子点５２に対してウエイト（重み）を付加する。
【００２７】
各ウエイトは、０ウエイト（小さなウエイト値）、徐変ウエイト（０ウエイト値とロックウエイト値との間を徐々に変動するウエイト値）、及び、ロックウエイト（大きなウエイト値）を含む。ここで、０ウエイトは、第１重み値の一具体例であり、例えば、後述の平滑化を行ったときに格子点５２が目標点に近く移動するように、上記小さなウエイト値が設定されている。ロックウエイトは、第２重み値の一具体例であり、例えば、後述の平滑化を行ったときに格子点５２が目標点から先行作成面５０近傍に大きく移動するように、上記大きなウエイト値が設定されている。徐変ウエイトは、第３重み値の一具体例であり、例えば、０ウエイト値からロックウエイト値まで、徐々に変化するウエイト値が設定されている。
【００２８】
より具体的には、徐変ウエイトは、図８において、格子点４、５、６に設定されている。格子点４のウエイト値は、０ウエイト値より少し大きな値が設定され、格子点５のウエイト値は、格子点４のウエイト値よりも少し大きな値が設定され、格子点６のウエイト値は、格子点５のウエイト値より少し大きな値が設定されている。
なお、これら０ウエイト、徐変ウエイト、及びロックウエイトの値は、挿替部２４に対して予めユーザが任意に設定できる構成となっているが、これに限らず、例えば、記憶部３に予め各ウエイトの値が設定され、挿替部２４が記憶部３から適宜読み込む構成であってもよい。
【００２９】
挿替部２４は、例えば、各格子点１〜３に対して０ウエイトを付加し、各格子点４〜６に対して徐変ウエイトを付加し、各格子点７〜９に対してロックウエイトを付加する。なお、各格子点５２にどのウエイトを付加するかは、ユーザが任意に設定できる構成となっており、例えば、後述の如く、各格子点列５３の接続がより滑らかになるように設定されるのが好ましい。なお、徐変ウエイトを付加する格子点の数を増加させると、より滑らかな面を生成できる。
【００３０】
平滑化部２５は、平滑化手段の一具体例であり、各格子点列５３を逐次探索して最小二乗法を用いて近似を行い平滑化を行う。平滑化部２５は、Ｕ方向及びＶ方向の各格子点列に対して夫々平滑化を行う。
【００３１】
平滑化部２５は、各格子点列５３において、例えば、隣接する３つの格子点５２のグループ（以下、格子点グループ）を生成し、該生成した格子点グループに対して平滑化を行う。そして、平滑化部２５は、その格子点グループの平滑化が終了すると隣に１点だけシフトして新たに格子点グループを生成し、該生成した格子点グループの平滑化を行う。平滑化部２５は、このような格子点グレープの生成と、生成した格子点グループの平滑化を繰り返す。
【００３２】
なお、平滑化部２５は、３つの格子点のグループを生成し平滑化後、隣に１点シフトして新たな格子点グループを生成しているが、これに限らず、任意の数（少なくとも３点）の格子点グループを生成し、あるいは任意点だけシフトして新たな格子点グループを生成してもよい。
【００３３】
例えば、平滑化部２５は、まず格子点グループ（１、２、３）の平滑化を行い（図９（ａ））、続いて、１点右にシフトして格子点グループ（２、３、４）を生成し、この格子点グループ（２、３、４）の平滑化を行う（図９（ｂ））。平滑化部２５は、続いて、格子点グループ（３、４、５）の平滑化（図９（ｃ））、格子点グループ（４、５、６）の平滑化（図９（ｄ））、格子点グループ（５、６、７）の平滑化（図９（ｅ））、格子点グループ（６、７、８）の平滑化（図９（ｆ））、格子点グループ（７、８、９）の平滑化を行う（図９（ｇ））。以上のように、平滑化部２５がＵ方向の格子点列５３の１列において平滑化を行う場合について説明した。同様に、平滑化部２５はＵ方向の各格子点列５３の平滑化を行い、Ｖ方向の各格子点列５３についてもＵ方向と同様に平滑化を行う。
【００３４】
また、平滑化部２５は、上記各格子点グループにおいて、平滑化処理を複数回実行する。例えば、平滑化処理を行う平滑化回数の上限値が予め設定されており、平滑化部２５は、平滑化回数がこの上限値（所定回数）に到達したと判断すると、１点シフトして次の格子点グループに対して平滑化を実行する。なお、上記平滑化回数は、上記のように上限値により設定される構成であるが、これに限らず、例えば、許容値を設定することにより、上記平滑化回数を設定してもよい。例えば、目標点と平滑化された格子点との間の距離に対して許容値が設定されており、平滑化部２５は、各格子点５２の距離の全て或いは大部分が許容値以内になるまで、平滑化を繰り返してもよい。
【００３５】
なお、上記の如く、挿替部２４は、各格子点５２に対してウエイトを付加している。これにより、上記最小二乗法を用いて近似を行う際にそのウエイトを用いて重み付けが可能となる。例えば、小さいな値の０ウエイトが付加された各格子点５２については、平滑化したときの移動量が小さくなり、大きな値のロックウエイトが付加された各格子点５２については、平滑化したときの移動量が大きくなる。最後に、平滑化部２５は、平滑化後の座標値を各格子点列５３に反映する（図１０）。
【００３６】
平滑化部２５は、上述の如く、最小二乗法を用いて平滑化を行っているが、これに限らず、例えば、エネルギー最小化法などを用いて平滑化を行ってもよい。なお、本実施の形態のように最小二乗法を用いて平滑化を行った方が、修正面領域５１をより平滑に生成できより好ましい。
【００３７】
曲面生成部２６は、曲面生成手段の一具体例であり、平滑化部２５により平滑化された各格子点列５３に対してパラメトリック曲面５５を生成する（図１１）。
【００３８】
トリム部２７は、トリム手段の一具体例であり、曲面生成部２６により生成されたパラメトリック曲面５５をトリム境界線でトリムし、先行作成面５０に対してその接続部が滑らかな修正面領域５１を生成する（図１２）。ここで、トリム境界線は、先行作成面５０とパラメトリック曲面５５とが交差する線となっている。
なお、曲面生成部２６は、平滑化部２５により平滑化された各格子点列５３に対してノンパラメトリック曲面を生成してもよい。この場合、トリム部２７は、曲面生成部２６により生成されたノンパラメトリック曲面をトリムし修正面領域５１を生成する。
【００３９】
ところで、前工程で作成された意匠面等において、設計者の意図や面の流れ方向が重要視されるため、後工程でトリムしてはならない領域が存在する。そこで、修正領域が最小になるような修正面領域５１をトリムして先行作成面５０に接続しなければならないケースが発生する。また、ヒーリングで一般的に用いられる接線連続あるいは曲率連続といった接続条件は接続領域近傍のローカルな面変形には影響を及ぼすが、大域的な影響力はない。その結果、面全体の滑らかさを確保できないという問題が生じている。
【００４０】
これに対し、本実施の形態に係る設計モデル生成装置１を用いることで、面内、面境界にかかわらず、接続境界を自由に設定できる。さらに、面の接続問題を格子点列５３の大域的な平滑化として捉えることにより、面全体の滑らかさを確保できる。さらに、生成する面は三次元測定器等で計測した測定群に基づいてもよく、別途ＣＡＤ装置機能（例えば、オーバークラウンやスプリングバック等で変形する機能）で作成した面でもよいこととなり、有用性が高い。
【００４１】
次に、本実施の形態に係る設計モデル生成装置による設計モデルの生成方法について、詳細に説明する。図１３は、本実施の形態に係る設計モデル生成装置による設計モデルの生成方法のフローを示すフローチャートである。
【００４２】
格子設定部２１は、先行作成面５０を記憶部３から読み込み、先行作成面５０の修正面領域５１及びその周囲においてＵ方向及びＶ方向に略等間隔の格子点群を設定する（ステップＳ１０１）。
【００４３】
内外判定部２２は、格子設定部２１により設定された格子点群の各格子点５２が修正面領域５１の内側又は外側にあるかを判定する（ステップＳ１０２）。
【００４４】
曲線近似部２３は、各格子点列５３に関して、目標点及び先行作成面上の点を通過点として、これら通過点を最小二乗法を用いて曲線近似した近似曲線５４を生成する（ステップＳ１０３）。
【００４５】
挿替部２４は、各格子点列５３の各格子点５２を、曲線近似部２３により近似された近似曲線５４上の最も近い点である座標値と挿げ替える（ステップＳ１０４）。さらに、挿替部２４は、上記挿げ替えを行う際に、各格子点５２に対してウエイトを付加する（ステップＳ１０５）。
【００４６】
平滑化部２５は、挿替部２４により挿げ替えられたＵ方向及びＶ方向の各格子点列５３を逐次探索して最小二乗法を用いて近似を行い、平滑化を行う（ステップＳ１０６）。
【００４７】
曲面生成部２６は、平滑化部２５により平滑化された各格子点列５３に対してパラメトリック曲面５５を生成する（ステップＳ１０７）。
【００４８】
トリム部２７は、曲面生成部２６により生成されたパラメトリック曲面５５をトリム境界線でトリムし、先行作成面５０に対してその接続部が滑らかな修正面領域５１を生成する（ステップＳ１０８）。
【００４９】
なお、本実施の形態に係る設計モデル生成装置１は、例えば、プレス金型設計において、金型補正を実施し、三次元点群測定機を用いて測定点群をＣＡＤ面化する際に利用可能である。補正前の先行作成面５０に対して、補正を実施した部位を修正面領域５１として、任意の方向でトリム境界接続を行うことができる。
【００５０】
以上、本実施の形態に係る設計モデル生成装置１において、修正面領域上及びその周囲に格子点５２を設定し、Ｕ方向及びＶ方向の各格子点列５３を夫々曲線近似し、その近似曲線５４に基づいてパラメトリック曲面５５を生成し、生成されたパラメトリック曲面５５をトリム境界線でトリムして修正面領域５１を生成する。これにより、トリム境界接続を行いつつ、面全体を滑らかに生成できる。
【００５１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記一実施の形態において、Ｕ方向及びＶ方向の各格子点列に対して、夫々、上記内外判定、曲線近似、平滑化、曲面生成、及びトリムの処理を行っているが、これに限らず、例えば、Ｕ方向及びＶ方向のうちいずれか一方の各格子点列に対して、上記内外判定、曲線近似、平滑化、曲面生成、及びトリムの処理を行ってもよい。
【００５２】
また、本発明は、例えば、上記図１３に示す処理を、ＣＰＵ２ａにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【００５３】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。
【００５４】
また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【符号の説明】
【００５５】
１    設計データ生成装置
２    ＣＡＤ装置
３    記憶部
４    表示部
２１    格子設定部
２２    内外判定部
２３    曲線近似部
２４    挿替部
２５    平滑化部
２６    曲面生成部
２７    トリム部
【図１】
2014002696.tif 000003
【図２】
2014002696.tif 000004
【図３】
2014002696.tif 000005
【図４】
2014002696.tif 000006
【図５】
2014002696.tif 000007
【図６】
2014002696.tif 000008
【図７】
2014002696.tif 000009
【図８】
2014002696.tif 000010
【図９】
2014002696.tif 000011
【図１０】
2014002696.tif 000012
【図１１】
2014002696.tif 000013
【図１２】
2014002696.tif 000014
【図１３】
2014002696.tif 000015