(57)【要約】【課題】  滑らかな曲面データを作成でき、また、１つ１つの曲面の把握が容易で、より正確な曲面データの作成が可能な非接触測定点群リバースシステム、非接触測定点群リバースエンジニアリング方法及びそのプログラムを提供することにある。【解決手段】  点群データからポリゴンデータを作成するポリゴンデータ作成手段と、ポリゴンデータから対象物の曲率分布を取得するポリゴン曲率評価手段と、曲率分布を参照し、曲率の境界である曲率境界線を作成する曲率境界線作成手段と、曲率境界線で囲まれた範囲を１つの曲面としてトリム面を定義して曲面データを作成する曲面作成手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の非接触測定によって得られた点群データから、曲面データを作成する非接触測定点群リバースシステムにおいて、
該点群データからポリゴンデータを作成するポリゴンデータ作成手段と、
該ポリゴンデータから該対象物の曲率分布を取得するポリゴン曲率評価手段と、
該曲率分布を参照し、曲率の境界である曲率境界線を作成する曲率境界線作成手段とを備えることを特徴とする非接触測定点群リバースシステム。
【請求項２】
前記曲率境界線で囲まれた範囲を１つの曲面としてトリム面を定義して前記曲面データを作成する曲面作成手段を備えることを特徴とする請求項１記載の非接触測定点群リバースシステム。
【請求項３】
前記曲面作成手段が、前記曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、前記トリム面を構成する母曲面を、平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかの解析面として定めることにより該トリム面を定義して前記曲面データを作成することを特徴とする請求項２記載の非接触測定点群リバースシステム。
【請求項４】
前記曲面作成手段が、前記曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、前記トリム面を構成する母曲面を、自由曲面として定めることにより該トリム面を定義して前記曲面データを作成することを特徴とする請求項２記載の非接触測定点群リバースシステム。
【請求項５】
前記曲面作成手段が、前記曲率境界線で囲まれた１つの曲面を、複数の面に分割し、該分割した面の１つ１つを、自由曲面として定めることにより前記トリム面を定義して前記曲面データを作成することを特徴とする請求項２記載の非接触測定点群リバースシステム。
【請求項６】
前記曲率境界線作成手段が、前記曲率を色分けしてカラーマッピングして前記曲率分布を作成し、カラーの変化点を前記曲面の境界線とすることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の非接触測定点群リバースシステム。
【請求項７】
前記曲率境界線作成手段が、ＣＡＤデータ等の前記点群データによらない境界線の情報である補助境界線を用いて、前記曲率境界線を作成することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の非接触測定点群リバースシステム。
【請求項８】
前記ポリゴンデータ作成手段が、前記点群データからソリッドポリゴンデータを作成できた場合に、前記曲面データからソリッドデータを作成するソリッドデータ作成手段を備えることを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれかに記載の非接触測定点群リバースシステム。
【請求項９】
対象物の非接触測定によって得られた点群データから、曲面データを作成する非接触測定点群リバースエンジニアリング方法において、
該点群データからポリゴンデータを作成するし、
該ポリゴンデータから該対象物の曲率分布を取得し、
該曲率分布を参照し、曲率の境界である曲率境界線を作成することを特徴とする非接触測定点群リバースエンジニアリング方法。
【請求項１０】
前記曲率境界線を作成した後、該曲率境界線で囲まれた範囲を１つの曲面としてトリム面を定義して前記曲面データを作成することを特徴とする請求項９記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法。
【請求項１１】
前記曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、前記トリム面を構成する母曲面を、平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかの解析面として定めることにより該トリム面を定義して前記曲面データを作成することを特徴とする請求項１０記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法。
【請求項１２】
前記曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、前記トリム面を構成する母曲面を、自由曲面として定めることにより該トリム面を定義して前記曲面データを作成することを特徴とする請求項１０記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法。
【請求項１３】
前記曲率境界線で囲まれた１つの曲面を、複数の面に分割し、該分割した面の１つ１つを、自由曲面として定めることにより前記トリム面を定義して前記曲面データを作成することを特徴とする請求項１０記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法。
【請求項１４】
前記曲率を色分けしてカラーマッピングして前記曲率分布を作成し、カラーの変化点を前記曲面の境界線とすることを特徴とする請求項９〜請求項１３のいずれかに記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法。
【請求項１５】
ＣＡＤデータ等の前記点群データによらない境界線の情報である補助境界線を用いて、前記曲率境界線を作成することを特徴とする請求項９〜請求項１４のいずれかに記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法。
【請求項１６】
前記ポリゴンデータの作成で、前記点群データからソリッドポリゴンデータが作成できた場合に、前記曲面データからソリッドデータを作成することを特徴とする請求項１０〜請求項１５のいずれかに記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法。
【請求項１７】
コンピュータに、
対象物の非接触測定によって得られた点群データからソリッドポリゴンデータを作成するソリッドポリゴンデータ作成手段と、
該ソリッドポリゴンデータから該対象物の曲率分布を取得するポリゴン曲率評価手段と、
該曲率分布を参照し、曲率の境界である曲率境界線を作成する曲率境界線作成手段と、
からなる非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラム。
【請求項１８】
前記曲率境界線で囲まれた範囲を１つの曲面としてトリム面を定義して前記曲面データを作成する曲面作成手段を備えることを特徴とする請求項１７記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラム。
【請求項１９】
前記曲面作成手段が、前記曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、前記トリム面を構成する母曲面を、平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかの解析面として定めることにより該トリム面を定義して前記曲面データを作成することを特徴とする請求項１８記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラム。
【請求項２０】
前記曲面作成手段が、前記曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、前記トリム面を構成する母曲面を、自由曲面として定めることにより該トリム面を定義して前記曲面データを作成することを特徴とする請求項１８記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラム。
【請求項２１】
前記曲面作成手段が、前記曲率境界線で囲まれた１つの曲面を、複数の面に分割し、該分割した面の１つ１つを、自由曲面として定めることにより前記トリム面を定義して前記曲面データを作成することを特徴とする請求項１８記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラム。
【請求項２２】
前記曲率境界線作成手段が、前記曲率を色分けしてカラーマッピングして前記曲率分布を作成し、カラーの変化点を前記曲面の境界線とすることを特徴とする請求項１７〜請求項２１のいずれかに記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラム。
【請求項２３】
前記曲率境界線作成手段が、ＣＡＤデータ等の前記点群データによらない境界線の情報である補助境界線を用いて、前記曲率境界線を作成することを特徴とする請求項１７〜請求項２２のいずれかに記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラム。
【請求項２４】
前記ポリゴンデータ作成手段が、前記点群データからソリッドポリゴンデータを作成できた場合に、前記曲面データからソリッドデータを作成するソリッドデータ作成手段を備えることを特徴とする請求項１８〜請求項２３のいずれかに記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の非接触測定によって得られた点群データから、曲面データを作成する非接触測定点群リバースシステム、非接触測定点群リバースエンジニアリング方法及びそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、実物形状を３次元スキャナでスキャンして点群データを取得し、この点群データから自由曲面（曲面データ）を生成するリバースエンジニアリング（曲面生成方法）が行われてきた。その一例が、特許文献１に示されている。
【０００３】
特許文献１による従来の曲面生成方法では、まず、点群データを所定の数の集合点に分割する。そして、分割された集合点について、三角網を形成し、三角網を構成する各辺を曲線に変換する。さらに、前記曲線を含む曲面パッチを生成し、前記曲面パッチにより構成される全体の曲面より、所定の条件を満たす特徴点を抽出し、前記特徴点を用いて曲面を修正する。すなわち、実物形状の点群データに三角網を被せて、三角網の位置を微調整するとにより、自由曲面を生成している。
【特許文献１】特開平９−２７００２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の曲面生成方法は、１つの面に三角網を被せて把握することから、本来なら滑らかな１つの曲面であるはずの部分まで複数の編目に分割してしまい、かえって凹凸のある不正確な曲面を生成してしまう。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、滑らかな曲面データを作成でき、また、１つ１つの曲面の把握が容易で、より正確な曲面データの作成が可能な非接触測定点群リバースシステム、非接触測定点群リバースエンジニアリング方法及びそのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の非接触測定点群リバースシステムは、点群データからポリゴンデータを作成するポリゴンデータ作成手段と、ポリゴンデータから対象物の曲率分布を取得するポリゴン曲率評価手段と、曲率分布を参照し、曲率の境界である曲率境界線を作成する曲率境界線作成手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の非接触測定点群リバースシステムは、曲率境界線で囲まれた範囲を１つの曲面としてトリム面を定義して曲面データを作成する曲面作成手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の非接触測定点群リバースシステムは、曲面作成手段が、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、トリム面を構成する母曲面を、平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかの解析面として定めることによりトリム面を定義して曲面データを作成することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の非接触測定点群リバースシステムは、曲面作成手段が、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、トリム面を構成する母曲面を、自由曲面として定めることによりトリム面を定義して曲面データを作成することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の非接触測定点群リバースシステムは、曲面作成手段が、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を、複数の面に分割し、分割した面の１つ１つを、自由曲面として定めることによりトリム面を定義して曲面データを作成することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の非接触測定点群リバースシステムは、曲率境界線作成手段が、曲率を色分けしてカラーマッピングして曲率分布を作成し、カラーの変化点を曲面の境界線とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の非接触測定点群リバースシステムは、曲率境界線作成手段が、ＣＡＤデータ等の点群データによらない境界線の情報である補助境界線を用いて、曲率境界線を作成することを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の非接触測定点群リバースシステムは、ポリゴンデータ作成手段が、点群データからソリッドポリゴンデータを作成できた場合に、曲面データからソリッドデータを作成するソリッドデータ作成手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法は、点群データからポリゴンデータを作成するし、ポリゴンデータから対象物の曲率分布を取得し、曲率分布を参照し、曲率の境界である曲率境界線を作成することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法は、曲率境界線で囲まれた範囲を１つの曲面としてトリム面を定義して曲面データを作成することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法は、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、トリム面を構成する母曲面を、平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかの解析面として定めることによりトリム面を定義して曲面データを作成することを特徴とする。
【００１７】
請求項１２記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法は、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、トリム面を構成する母曲面を、自由曲面として定めることによりトリム面を定義して曲面データを作成することを特徴とする。
【００１８】
請求項１３記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法は、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を、複数の面に分割し、分割した面の１つ１つを、自由曲面として定めることによりトリム面を定義して曲面データを作成することを特徴とする。
【００１９】
請求項１４記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法は、曲率を色分けしてカラーマッピングして曲率分布を作成し、カラーの変化点を曲面の境界線とすることを特徴とする。
【００２０】
請求項１５記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法は、ＣＡＤデータ等の点群データによらない境界線の情報である補助境界線を用いて、曲率境界線を作成することを特徴とする。
【００２１】
請求項１６記載の非接触測定点群リバースエンジニアリング方法は、ポリゴンデータの作成で、点群データからソリッドポリゴンデータが作成できた場合に、曲面データからソリッドデータを作成することを特徴とする。
【００２２】
請求項１７記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラムは、対象物の非接触測定によって得られた点群データからソリッドポリゴンデータを作成するソリッドポリゴンデータ作成手段と、ソリッドポリゴンデータから対象物の曲率分布を取得するポリゴン曲率評価手段と、曲率分布を参照し、曲率の境界である曲率境界線を作成する曲率境界線作成手段とからなる。
【００２３】
請求項１８記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラムは、曲率境界線で囲まれた範囲を１つの曲面としてトリム面を定義して曲面データを作成する曲面作成手段を備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項１９記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラムは、曲面作成手段が、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、トリム面を構成する母曲面を、平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかの解析面として定めることによりトリム面を定義して曲面データを作成することを特徴とする。
【００２５】
請求項２０記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラムは、曲面作成手段が、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を含み、トリム面を構成する母曲面を、自由曲面として定めることによりトリム面を定義して曲面データを作成することを特徴とする。
【００２６】
請求項２１記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラムは、曲面作成手段が、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を、複数の面に分割し、分割した面の１つ１つを、自由曲面として定めることによりトリム面を定義して曲面データを作成することを特徴とする。
【００２７】
請求項２２記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラムは、曲率境界線作成手段が、曲率を色分けしてカラーマッピングして曲率分布を作成し、カラーの変化点を曲面の境界線とすることを特徴とする。
【００２８】
請求項２３記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラムは、曲率境界線作成手段が、ＣＡＤデータ等の点群データによらない境界線の情報である補助境界線を用いて、曲率境界線を作成することを特徴とする。
【００２９】
請求項２４記載の非接触測定点群リバースエンジニアリングを実行させるためのプログラムは、ポリゴンデータ作成手段が、点群データからソリッドポリゴンデータを作成できた場合に、曲面データからソリッドデータを作成するソリッドデータ作成手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１の発明によれば、曲率分布を参照し、曲率の境界である曲率境界線を作成していることから、対象物の外形形状を正確に把握することができる。
【００３１】
請求項２の発明によれば、曲率境界線で囲まれた範囲を１つのトリム曲面として把握することから、不必要な細分化が行われず、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００３２】
請求項３の発明によれば、曲率境界線で囲まれた母曲面を、平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかの解析面として定めることから、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００３３】
請求項４の発明によれば、曲率境界線で囲まれた母曲面を、自由曲面として定めることから、解析面として定めることができない曲面であっても、曲面データのデータサイズを抑えつつ、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００３４】
請求項５の発明によれば、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を、複数の面に分割し、分割した面の１つ１つを、自由曲面として定めることから、母曲面を解析面や自由曲面として定められない複雑な面であっても、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００３５】
請求項６の発明によれば、曲率を色分けしてカラーマッピングして曲率分布を作成することから、曲率の分布の確認を視覚的に行うことができ、１つ１つの曲面の把握が容易で、より正確な曲面データの作成が可能である。
【００３６】
請求項７の発明によれば、ＣＡＤデータ等の点群データによらない境界線の情報である補助境界線を用いて、曲率境界線を作成することから、高速で且つ正確な曲率境界線の作成が可能である。
【００３７】
請求項８の発明によれば、点群データからソリッドポリゴンデータを作成できた場合に、曲面データからソリッドデータを作成することから、対象物の生産や検査等に直接使用可能な曲面データを容易に作成できる。
【００３８】
請求項９の発明によれば、曲率分布を参照し、曲率の境界である曲率境界線を作成していることから、対象物の外形形状を正確に把握することができる。
【００３９】
請求項１０の発明によれば、曲率境界線で囲まれた範囲を１つのトリム曲面として把握することから、不必要な細分化が行われず、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００４０】
請求項１１の発明によれば、曲率境界線で囲まれた母曲面を、平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかの解析面として定めることから、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００４１】
請求項１２の発明によれば、曲率境界線で囲まれた母曲面を、自由曲面として定めることから、解析面として定めることができない曲面であっても、曲面データのデータサイズを抑えつつ、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００４２】
請求項１３の発明によれば、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を、複数の面に分割し、分割した面の１つ１つを、自由曲面として定めることから、母曲面を解析面や自由曲面として定められない複雑な面であっても、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００４３】
請求項１４の発明によれば、曲率を色分けしてカラーマッピングして曲率分布を作成することから、曲率の分布の確認を視覚的に行うことができ、１つ１つの曲面の把握が容易で、より正確な曲面データの作成が可能である。
【００４４】
請求項１５の発明によれば、ＣＡＤデータ等の点群データによらない境界線の情報である補助境界線を用いて、曲率境界線を作成することから、高速で且つ正確な曲率境界線の作成が可能である。
【００４５】
請求項１６の発明によれば、点群データからソリッドポリゴンデータを作成できた場合に、曲面データからソリッドデータを作成することから、対象物の生産や検査等に直接使用可能な曲面データを容易に作成できる。
【００４６】
請求項１７の発明によれば、曲率分布を参照し、曲率の境界である曲率境界線を作成していることから、対象物の外形形状を正確に把握することができる。
【００４７】
請求項１８の発明によれば、曲率境界線で囲まれた範囲を１つのトリム曲面として把握することから、不必要な細分化が行われず、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００４８】
請求項１９の発明によれば、曲率境界線で囲まれた母曲面を、平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかの解析面として定めることから、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００４９】
請求項２０の発明によれば、曲率境界線で囲まれた母曲面を、自由曲面として定めることから、解析面として定めることができない曲面であっても、曲面データのデータサイズを抑えつつ、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００５０】
請求項２１の発明によれば、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を、複数の面に分割し、分割した面の１つ１つを、自由曲面として定めることから、母曲面を解析面や自由曲面として定められない複雑な面であっても、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００５１】
請求項２２の発明によれば、曲率を色分けしてカラーマッピングして曲率分布を作成することから、曲率の分布の確認を視覚的に行うことができ、１つ１つの曲面の把握が容易で、より正確な曲面データの作成が可能である。
【００５２】
請求項２３の発明によれば、ＣＡＤデータ等の点群データによらない境界線の情報である補助境界線を用いて、曲率境界線を作成することから、高速で且つ正確な曲率境界線の作成が可能である。
【００５３】
請求項２４の発明によれば、点群データからソリッドポリゴンデータを作成できた場合に、曲面データからソリッドデータを作成することから、対象物の生産や検査等に直接使用可能な曲面データを容易に作成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。本発明の形態における非接触測定点群リバースシステムは、対象物の非接触測定によって得られた点群データから、曲面データを作成するものである。
【００５５】
図１は本発明に係る非接触測定点群リバースシステムの例を示す構成図であり、図２は同非接触測定点群リバースシステムの演算装置の構成を示す構成図である。図３は同非接触測定点群リバースシステムの動作を示すフローチャートである。図４は点群データの例を示す説明図であり、図５はポリゴンデータの例を示す説明図であり、図６はカラーマッピングの例を示す説明図であり、図７は曲率境界線の例を示す説明図である。図８は点群データ取得の詳細を示すフローチャートであり、図９はポリゴン作成の詳細を示すフローチャートであり、図１０はポリゴン曲率評価の詳細を示すフローチャートであり、図１１は曲率境界線作成の詳細を示すフローチャートであり、図１２は曲面作成の詳細を示すフローチャートである。図１３は、曲面作成の詳細を説明する説明図である。
【００５６】
図において、非接触測定点群リバースシステムは、コンピュータである演算装置１により形成されている。この演算装置１は、ＣＰＵ１０、メモリ１２、入出力制御部１１、表示装置１４、入力装置１５とから構成されている。そして、ＣＰＵ１０は、プログラムの動作により、非接触測定点群リバースシステムを実現する。メモリ１２は、ＣＡＤデータ７にしようとする対象物２の点群データ５を記憶し、処理を進めていくためのものである。入出力制御部１１は、ＣＲＴ等の表示装置１４、キーボード等の入力装置１５、フレキシブルディスク等の制御を行う。また、入力制御部１１を介して、演算装置１に直接３次元スキャナ１９を接続して点群データ５を取得することも可能である。また、点群データ入力装置１８として、３次元スキャナ１９が接続された他のコンピュータを用意し、この点群データ入力装置１８で取得した点群データ５を、演算装置１に送って、ＣＡＤデータ７を作成するようにしてもよい。尚、３次元スキャナ１９は、対象物２を非接触で測定し外形形状を点群データ５として出力可能なものである。
【００５７】
尚、ＣＡＤデータ７とは、曲面データの一種でありＣＡＤシステムで扱えるデータである。本実施の形態では、曲面データの一例としてＣＡＤデータ７として説明する。尚、本実施の形態では、非接触測定点群リバースシステムをコンピュータのプログラムにより実現している場合を説明しているが、プログラムによる場合に限られず、ハードウェアのみやハードウェアとプログラムとの組み合わせにより非接触測定点群リバースシステムを実現することも可能である。また、点群データ５から曲面データを取得する方法が、非接触測定点群リバースエンジニアリング方法である。
【００５８】
次に、本発明の非接触測定点群リバースシステムにおける、対象物２の非接触測定によって得られた点群データ５から、ＣＡＤデータ７を作成する手順を説明する。尚、以後の説明において、括弧内の符号は図３、図８〜図１２の各フローチャートの符号に対応している。
【００５９】
まず、演算装置１が、対象物２の点群データ５を取得する（Ｓ１００）。具体的には、演算装置１が自ら対象物２の点群データ５をスキャンするか、点群データ入力手段１８が取得した点群データ５を取り込む。そして、取り込んだ点群データ５を、１つの対象物２のデータとして点群合成を行い（Ｓ１０１）、離散した点を除去する等のノイズ除去を行う（Ｓ１０２）。点群データ取得（Ｓ１００）で得られた点群データ５の例を図４に示す。
【００６０】
次に、取得した点群データ５から、ポリゴンデータ２０を作成する（Ｓ２００）。尚、ポリゴンデータ２０は、３次元形状を中身の詰まった実体（ソリッド）として扱ったモデルであり、閉じたモデルであるソリッドポリゴンデータであってもよいし、閉じていないポリゴンデータであってもよい。具体的には、ポリゴンデータ２０の作成をプログラムで自動的に行い（Ｓ２０１）、必要に応じてポリゴンデータ２０の修正を行う（Ｓ２０２）。このポリゴンデータ２０の作成（Ｓ２００）は、ポリゴンデータ作成手段を構成している。ポリゴン作成（Ｓ２００）で得られたポリゴンデータ２０の例を図５に示す。
【００６１】
次に、ポリゴンデータ２０から対象物２の曲率分布を取得・評価する（Ｓ３００）。具体的には、ポリゴンデータ２０の各点の曲率を計算し（Ｓ３０１）、曲率を所定範囲のグループに峻別し、そのグループ毎にカラーマッピングを行う（Ｓ３０２）。各点で算出される曲率は、２つの主曲率が存在するが、曲率半径の値の小さい方をその点の曲率として扱うようにする。この曲率を求めてカラーマッピングすることは、ポリゴン曲率評価手段を構成している。ポリゴン曲率評価（Ｓ３００）で得られた曲率のカラーマッピングの例を図６に示す。図６で、白い部分（２１ａ）は曲率半径が無限大の面であり、灰色の部分（２１ｂ）は曲率半径が中程度の面であり、黒い部分（２１ｃ）は曲率半径が小さい面である。
【００６２】
次に、ポリゴン曲率評価（Ｓ３００）で得られた曲率のカラーマッピングで、カラーの変化点（曲率の境界）を曲面の境界線として、曲率境界線データを作成する（Ｓ４００）。具体的には、カラーの変化点を曲面の境界線として、曲率境界線２２のデータである曲率境界線データを自動的に作成する（Ｓ４０１）。そして、必要に応じて手動で作成された曲率境界線データの修正を行う（Ｓ４０２）。この曲率境界線データを作成すること（Ｓ４００）は、曲率境界線作成手段を構成している。曲率境界線作成（Ｓ４００）で得られた曲率境界線２２の例を図７に示す。尚、ＣＡＤデータ等の点群データによらない境界線の情報である補助境界線６のデータがある場合には、補助境界線６を使用しつつ曲率境界線データを作成することで、高速で且つ正確な曲率境界線の作成が可能である。
【００６３】
次に、曲率境界線データから曲面データの作成を行う（Ｓ５１０〜Ｓ５３０）。まず、曲率境界線データで囲まれた範囲を１つの曲面としてトリム面を定義して、曲率境界線２２で区切られた面が、平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかの解析面で定義（トリム）可能かの判断を行う（Ｓ５０１）。解析面で定義可能な場合には（Ｓ５０１−ＯＫ）には、母曲面として、その曲率境界線２２で区切られた面を平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかに定義し（Ｓ５１１）、曲面データを作成する。図１３の左端では、点群が一平面上にあることから、解析面のうち平面として定義し、曲面データを作成している。
【００６４】
次に、解析面として定義できない場合には（Ｓ５０１−ＮＧ）、自由曲面で、曲面の定義ができないか判断を行う（Ｓ５０２）。図１３の中央に示すように、点群が１つの滑らかな曲面上に存在しているような場合には（Ｓ５０２−ＯＫ）、単に弓なりになった自由曲面として扱えばよく、母曲面として定義し（Ｓ５２１）、曲面データを作成する。
【００６５】
次に、図１３の右端に示すように、曲率境界線２２で区切られた面が複雑に湾曲しているような場合には（Ｓ５０２−ＮＧ）、例外的に、曲率境界線２２で区切られた面を、例えば４辺に内部分割する（Ｓ５３１）。そして、その分割された辺ごとに自由曲面として定めるフルバウンダリ曲面の定義を行う（フルバウンダリィサーフェース作成：Ｓ５３２）。そして、トリム解析面作成、トリム自由曲面作成、フルバウンダリ曲面作成をすべての曲率境界線２２について行い、すべてで曲面作成が終了して曲面データが完成する（Ｓ５０３−Ｙｅｓ）。この完成した曲面データがすなわちＣＡＤデータ７である。以上のように、トリム解析面作成（Ｓ５１０）、トリム自由曲面作成（Ｓ５２０）及びフルバウンダリ曲面作成（Ｓ５３０）とで、曲面データ作成の曲面作成手段を構成している。尚、曲面データの連続性等の修正が必要な場合には、必要に応じてヒーリングを行うようにする（Ｓ６００）。曲面データがすべての面について作成されることにより、ＣＡＤデータ７が完成する。
【００６６】
尚、ポリゴンデータ２０の作成する（Ｓ２００）において、閉じたモデルであるソリッドポリゴンデータが作成できた場合には、曲面データとしてソリッドデータを作成することができる（Ｓ７００）。作成されたソリッドデータは、曲面が閉じた曲面データであり、ほぼ実際の物体を再現したデータである。このように、ソリッドデータを作成するソリッドデータ作成手段を有することで、対象物の生産や検査等に直接使用可能な曲面データ
を容易に作成できる。
【００６７】
以上のように、曲率境界線２２で囲まれた範囲を１つのトリム曲面として把握することから、実際に１つの曲面で構成されている部分に対して不必要な細分化が行われず、１つの曲面全体として面の定義（作成）がなされ、滑らかで正確なＣＡＤデータ（曲面データ）７を作成することができる。ＣＡＤデータ７が滑らかで正確なことから、実物である対象物２のＣＡＤデータ７から、正確な金型等を作成することができることとなる。また、曲面データを対象物の外形形状の被検査データとして用いることで、より正確な外形形状の検査を行うことができる。
【００６８】
また、曲率を色分けしてカラーマッピングして曲率分布を作成することから、曲率の分布の確認が視覚的に容易に行うことができ、曲率の分布の確認を視覚的に行うことができ、１つ１つの曲面の把握が容易で、より正確な曲面データの作成が可能である。尚、演算装置１０が表示装置１４に処理の状況を表示することなく曲率の分布を評価するような場合には、必ずしもカラーマッピングを行わず、曲率の値から直接曲率の分布を評価することも可能である。
【００６９】
尚、本実施例では、図１２に示すように、トリム解析面作成（Ｓ５１０）、トリム自由曲面作成（Ｓ５２０）及びフルバウンダリ曲面作成（Ｓ５３０）を、順次適用させて曲面データの作成を行っているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、トリム解析面作成（Ｓ５１０）、トリム自由曲面作成（Ｓ５２０）及びフルバウンダリ曲面作成（Ｓ５３０）のそれぞれの機能のみを有する曲面作成手段であってもよい。また、トリム解析面作成に至る前の、曲率境界線データを作成するまでの機能のみを有するプログラム等あってもよい。すなわち、作成された曲率境界線データを、他の装置で処理することにより、曲面データを作成するようにしてもよい。この曲率境界線データは、対象物の外形形状を正確に把握していることから、他の装置においても滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００７０】
そして、トリム解析面作成により、曲率境界線２２で囲まれた母曲面を、平面、球、円柱面又は円錐面のいずれかの解析面として定めることから、不必要に自由曲面で曲面を定義してしまうことを防止し、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００７１】
また、トリム自由曲面作成により、曲率境界線で囲まれた母曲面を、自由曲面として定めることから、解析面を割り当てることができない曲面であっても、曲面データのデータサイズを抑えつつ、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【００７２】
さらに、フルバウンダリ曲面作成により、曲率境界線で囲まれた１つの曲面を、複数の面に分割し、分割した面の１つ１つを、自由曲面として定めることから、母曲面を解析面や自由曲面として定められない複雑な面であっても、滑らかで正確な曲面データを作成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
曲面データは、対象物を正確に把握したものであることから、ＣＡＤデータ以外に、ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）、ＣＡＴ（Computer Aided Testing）等に係る用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る非接触測定点群リバースシステムの例を示す構成図である。
【図２】同非接触測定点群リバースシステムの演算装置の構成を示す構成図である。
【図３】同非接触測定点群リバースシステムの動作を示すフローチャートである。
【図４】点群データの例を示す説明図である。
【図５】ポリゴンデータの例を示す説明図である。
【図６】カラーマッピングの例を示す説明図である。
【図７】曲率境界線の例を示す説明図である。
【図８】点群データ取得の詳細を示すフローチャートである。
【図９】ポリゴン作成の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】ポリゴン曲率評価の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】曲率境界線作成の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】曲面作成の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】曲面作成の詳細を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・・演算装置
２・・・・対象物
５・・・・点群データ
７・・・・ＣＡＤデータ
１０・・・ＣＰＵ
１１・・・入出力制御部
１２・・・メモリ
１４・・・表示装置
１５・・・入力装置
１８・・・点群データ入力装置
１９・・・３次元スキャナ
【図１】
2006085333.tif 000003
【図２】
2006085333.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006085333.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006085333.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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