(57)【要約】【課題】既存の解析用モデルに蓄積されているノウハウを新たな解析用モデルの作成に際して広く活用できるようにする。【解決手段】解析用モデル作成支援システムについて、既存の解析用モデルを蓄積するデータベース１１４、解析用モデル作成対象の構造物における形状に基づいて、データベースに蓄積の解析用モデルから類似解析用モデルを検索・抽出する類似解析用モデル検索部１１１、および類似解析用モデル検索部で検索・抽出した類似解析用モデルを解析用モデル作成対象構造物に適用する既存解析用モデル適用部１１２を備えた構成としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
解析用モデルの作成を支援する解析用モデル作成支援システムにおいて、
既存の解析用モデルを蓄積するデータベース、解析用モデル作成対象の構造物における形状に基づいて、前記データベースに蓄積の解析用モデルから類似解析用モデルを検索・抽出する類似解析用モデル検索部、および前記類似解析用モデル検索部で検索・抽出した類似解析用モデルを前記解析用モデル作成対象構造物に適用する既存解析用モデル適用部を備えていることを特徴とする解析用モデル作成支援システム。
【請求項２】
前記類似解析用モデル検索部による類似解析用モデルの検索・抽出は、前記解析用モデル作成対象の構造物における形状を、当該形状上の点、前記点を結ぶ線、および前記線で囲まれる面を認識要素として認識し、この認識した解析用モデル作成対象の構造物における形状を前記データベースに蓄積の解析用モデルにおける形状に対して前記点、線、面を比較要素として比較することで行うようにされている請求項１に記載の解析用モデル作成支援システム。
【請求項３】
前記類似解析用モデル検索部は、類似解析用モデルの検索・抽出過程で前記解析用モデル作成対象の構造物と前記データベースに蓄積の解析用モデルとの間での前記比較要素の対応関係を記録した形状対応表を作成し、前記既存解析用モデル適用部は、前記形状対応表に基づいて前記解析用モデル作成対象構造物への前記類似解析用モデルの適用をなすようにされている請求項１または請求項２に記載の解析用モデル作成支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解析用モデルの作成を支援する技術に関し、特に解析用モデル作成対象の構造物がＣＡＤデータで記述される構造物である場合の解析用モデル作成支援に好適な解析用モデル作成支援技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
解析用モデルの作成には、例えばメッシュの形状やサイズあるいはメッシュの密度などに関して多くのノウハウを必要とし、そうしたノウハウをどれだけ使いこなせるかが解析用モデルの品質を大きく左右する。このため解析用モデル作成のノウハウに十分に精通していない未熟練者にとって、品質の高い解析用モデルを効率的に作成するのは容易でない。こうしたことから例えば特許文献１に開示のような技術が提案されている。特許文献１の技術は、新型車両の解析用モデルの作成に既存車両のＦＥＭモデル（解析用モデル）を利用できるようにすることで、新型車両の解析用モデルの作成を支援するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０８６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の従来技術のように新たに作成する解析用モデルに既存の解析用モデルを利用することは、解析用モデルの作成支援として有効性が高いといえる。しかしこの従来技術は、既存車両とそれから派生した新型車両というように、特定の関係を前提にして既存の解析用モデルを利用できるようにするものである。このため、既存の解析用モデルに蓄積されているノウハウを新たな解析用モデルの作成に際して広く活用できるようにする、という汎用性において課題を残している。
【０００５】
本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、既存の解析用モデルに蓄積されているノウハウを新たな解析用モデルの作成、特にＣＡＤデータからの解析用モデルの作成に際して広く活用できるようにすることで、未熟練者でも品質の高い解析用モデルを効率的に作成することを可能とする解析用モデル作成支援システムの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的のために本発明では、解析用モデルの作成を支援する解析用モデル作成支援システムにおいて、既存の解析用モデルを蓄積するデータベース、解析用モデル作成対象の構造物における形状に基づいて、前記データベースに蓄積の解析用モデルから類似解析用モデルを検索・抽出する類似解析用モデル検索部、および前記類似解析用モデル検索部で検索・抽出した類似解析用モデルを前記解析用モデル作成対象構造物に適用する既存解析用モデル適用部を備えていることを特徴としている。
【０００７】
また本発明では上記のような解析用モデル作成支援システムについて、前記類似解析用モデル検索部による類似解析用モデルの検索・抽出は、前記解析用モデル作成対象の構造物における形状を、当該形状上の点、前記点を結ぶ線、および前記線で囲まれる面を認識要素として認識し、この認識した解析用モデル作成対象の構造物における形状を前記データベースに蓄積の解析用モデルにおける形状に対して前記点、線、面を比較要素として比較することで行うようにしている。
【０００８】
また本発明では上記のような解析用モデル作成支援システムについて、前記類似解析用モデル検索部は、類似解析用モデルの検索・抽出過程で前記解析用モデル作成対象の構造物と前記データベースに蓄積の解析用モデルとの間での前記比較要素の対応関係を記録した形状対応表を作成し、前記既存解析用モデル適用部は、前記形状対応表に基づいて前記解析用モデル作成対象構造物への前記類似解析用モデルの適用をなすようにしている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、データベースに蓄積の既存の解析用モデルから類似解析用モデル検索部により類似解析用モデルを検索・抽出し、それを既存解析用モデル適用部で解析用モデル作成対象の構造物に適用することにより解析用モデルの作成を支援するようにしている。このような本発明によれば、既存の解析用モデルに蓄積されているノウハウを新たな解析用モデルの作成に際して広く活用できるようになり、未熟練者でも品質の高い解析用モデルを効率的に作成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】
【００１０】
以下、本発明を実施する上で好ましい形態について説明する。図１に一実施形態による解析用モデル作成支援システムの構成を示す。解析用モデル作成支援システムは、第１の支援部１０１と第２の支援部１０２を備え、さらに表示部１０３を備えている。第１の支援部１０１は、既存の解析用モデルを利用して解析用モデルの作成を支援する。第２の支援部１０２は、解析用モデル作成支援として従来から一般的に行われているのと同様な支援を行う。表示部１０３は、支援に際して必要なシステム利用者（ユーザ）とのインターフェイスに用いられる。
【００１１】
第１の支援部１０１は、既存解析用モデルを利用した支援を行うために、類似解析用モデル検索部１１１、既存解析用モデル適用部１１２、表示部制御１１３およびデータベース１１４を備えている。類似解析用モデル検索部１１１は、解析用モデルを作成しようとする構造物、具体的にはＣＡＤデータが記述している構造物（ＣＡＤモデル）の形状をデータベース１１４に蓄積の既存解析用モデルにおける形状と比較し、その形状について一定以上類似する既存解析用モデルをデータベース１１５から検索して抽出する。既存解析用モデル適用部１１２は、類似解析用モデル検索部１１１が抽出した類似解析用モデルのメッシュデータをＣＡＤモデルに適用する。表示制御部１１３は、第１の支援部１０１による支援に際して必要となる画像やデータなどを表示部１０３に表示する。
【００１２】
図２に、第１の支援部１０１でなされる処理におけるデータの流れを示す。データベース１１４には、過去に作成された解析用モデル２０２が多数蓄積されている。解析用モデル作成の対象となるＣＡＤモデル（新規形状ＣＡＤデータ）２０３を類似解析用モデル検索部１１１に入力すると、類似解析用モデル検索部１１１は、ＣＡＤモデル２０３の形状をデータベース１１４の解析用モデル２０２における形状と比較し、その形状について一定以上類似する解析用モデル２０５をデータベース１１４から検索して抽出する。また類似解析用モデル検索部１１１は、検索・抽出過程で形状対応表２０６を作成する。検索・抽出における形状比較は、形状を構成する点（頂点）、点を結ぶ線（稜線あるいは外形線）、および線で囲まれる面を比較要素として行われ、形状対応表２０６には、これらの比較要素の対応関係が記録される。類似解析用モデル検索部１１１が抽出した類似解析用モデル２０５と類似解析用モデル検索部１１１が作成した形状対応表２０６は既存解析用モデル適用部１１２に渡される。既存解析用モデル適用部１１２は、類似解析用モデル２０５のメッシュデータを形状対応表２０６に基づいてＣＡＤモデル２０３に適用する。この適用処理には、既存解析用モデル適用部１１２が形状対応表２０６に基づいてメッシュデータをＣＡＤモデル２０３に埋め込む処理と、この処理でＣＡＤデータに埋め込んだメッシュデータをＣＡＤモデルに適合させるように加工する処理がある。後者の処理はユーザとの対話的処理として行われる。既存解析用モデル適用部１１２による処理結果は、新規解析用モデル（入力ＣＡＤメッシュモデル）２０８として出力され、最終的にデータベース１１４に蓄積される。
【００１３】
図３に、第１の支援部１０１でなされる処理の流れを示す。まず対象データ入力として、解析用モデル作成の対象となるＣＡＤデータが類似解析用モデル検索部１１１に与えられる（ステップ３０１）。対象ＣＡＤデータの入力を受けた類似解析用モデル検索部１１１は、まずそのＣＡＤデータについてＣＡＤモデルの形状認識を行う（ステップ３０２）。次いで、認識した形状に基づいてデータベース１１４から類似解析用モデルを検索して抽出する（ステップ３０３）。類似解析用モデルは、ＣＡＤモデルの形状に一定以上類似する形状を有した既存の解析用モデルである。次いで、類似解析用モデルの抽出結果を判定し（ステップ３０４）、類似解析用モデルが抽出され場合には、その中から類似程度の高い幾つかの類似解析用モデルをユーザに提示し、ユーザが選択できるようにする（ステップ３０５）。類似解析用モデルが抽出できなかった場合には第１の支援部１０１による支援を終了して第２の支援部１０２による支援に移行する（ステップ３０６）。ステップ３０５に続いては、ステップ３０５で提示された類似の既存解析用モデルの中から１つをユーザが選択し（ステップ３０７）、それをＣＡＤモデルに適用する（ステップ３０８）。既存解析用モデルの適用では、まず既存解析用モデルのメッシュデータ（メッシュモデル）をＣＡＤモデルに埋め込み、それから埋め込んだメッシュモデルをＣＡＤモデルに適合させるように加工して変更する（ステップ３０９）。
【００１４】
以下では、これらの処理について具体的に説明する。図４に示すのは、第１の支援部１０１による既存解析用モデル利用の支援に際して表示部１０３に表示される画面の例である。図の例はＣＡＤモデルがコンロッドの場合である。既存解析用モデル利用支援画面４０１には、画面の上部に検索ボタン４０２、適用ボタン４０３、変更ボタン４０４の各選択ボタンが設けられ、画面の下部にＣＡＤモデル４０５が表示される。
【００１５】
ユーザが検索ボタン４０２押すと、類似解析用モデル検索部１１１による処理が起動する。図５に、類似解析用モデル検索部１１１による類似解析用モデルの検索処理のアルゴリズムをイメージ化して示す。図の左側がＣＡＤモデルであり、右側は解析用モデルである。ＣＡＤモデルに対する形状認識は、ＣＡＤモデルにおける形状を構成する点（頂点）、線（稜線）、面を認識要素として行う。これらの認識要素は、上述のように、ＣＡＤモデルと解析用モデルの形状比較における比較要素でもある。各認識要素つまり比較要素には適宜に要素番号が付与される。解析用モデルについては、予め各比較要素に要素番号が付与されたデータとしてデータベース１１４に蓄積されている。ＣＡＤモデルについては、類似解析用モデル検索部１１１に要素番号付与機能を設けて、その要素番号付与機能で自動的に要素番号を付与する方式と、ユーザが手動で要素番号を付与する方式が可能である。本実施形態では自動的に要素番号を付与する方式を用いている。こうした要素番号について図では、点に対して丸付の数字のように要素番号を付し、線に対して三角付の数字のように要素番号を付し、面に対して四角付の数字のように要素番号を付した例を示している。要素番号が付された各点は、ＣＡＤモデルに対して設定した座標における座標値で認識される。ＣＡＤモデルに対する座標の設定は、座標の原点をＣＡＤモデル中の適切な位置に置くことでなされる。このような座標の設定も要素番号の付与の場合と同様に自動と手動が可能である。要素番号が付された各線は、それぞれの始点と終点となる点で認識される。そして要素番号が付された各面は、それぞれを囲む線で認識される。
【００１６】
以上のようにしてＣＡＤモデルの形状認識をなしたら、それに基づいて解析用モデルの検索を行って類似解析用モデルを抽出する。解析用モデルの検索は、ＣＡＤモデルにおける各点、線、面に対応する点、線、面を解析用モデルについて検索することで行う。この検索は、ＣＡＤモデルに設定の座標の原点に最も近い点を基準点５０１として行う。すなわち基準点５０１から順に所定の隣接方向に隣接する点を追うようにして対応点を解析用モデルから検索することで点についての検索を行い、また基準点５０１を始点とし基準点５０１に隣接する点５０３を終点とする線５０４から順に所定の隣接方向に隣接する線を追うようにして対応線を解析用モデルから検索することで線についての検索を行い、さらに線５０４を含む面５０５から順に所定の隣接方向に隣接する面を追うようにして対応面を解析用モデルから検索することで面についての検索を行う。
【００１７】
検索した解析用モデルのＣＡＤモデルに対する類似判断は、一例として、比較要素である点、線、面の座標値に基づいて行う。具体的には、点、線、面それぞれについて予め座標値の類似範囲を定めるとともに、その座標値類似範囲内にある点、線、面それぞれの比率について予め類似範囲比率を定め、これら座標値類似範囲と類似範囲比率を基準とし、それを満足させる解析用モデルを類似解析用モデルとして抽出する。また検索・抽出した類似解析用モデルについては、点、線、面それぞれの座標値の近似度や座標値類似範囲内にある点、線、面それぞれの比率に応じて類似度を求めようにする。
【００１８】
以上の検索・抽出過程では抽出した類似解析用モデルについて図２における形状対応表を作成する。図６に形状対応表の例を示す。図６の例では、比較要素である点、線、面それぞれについて形状対応表を作成してあり、点の形状対応表では、要素番号で対応付けられた各点の座標値が記録され、線の形状対応表では、要素番号で対応付けられた各線の始点と終点が各点の要素番号で記録され、面の形状対応表では、要素番号で対応付けられた各面が含む線が要素番号で記録されている。
【００１９】
以上のようにして類似解析用モデルを抽出したら、その中から類似程度の高い幾つかの類似解析用モデルをユーザに提示し、適用する解析用モデルの選択をユーザに求める。図７は、類似解析用モデルを提示する画面の例である。画面の下部左側にはＣＡＤモデル７０１が表示され、画面の下部右側には類似解析用モデル７０２が表示される。ユーザが類似解析用モデル７０２を適用すべき解析用モデルとして選択する場合には、この表示状態で適用ボタン４０３を押す。
【００２０】
ＣＡＤモデルへの解析用モデルの適用では、解析用モデルにおけるメッシュモデル上の節点をＣＡＤモデル上に配置して埋め込む処理をまず行う。ＣＡＤモデルへの節点の埋め込み処理では、まずメッシュモデルにおける対応点上の節点をＣＡＤモデルの各点上に配置する。点上への節点の配置処理を行うには、解析用モデルに対するＣＡＤモデルの形状上の相違、つまりＣＡＤモデルと解析用モデルの対応点の座標値の相違に応じてメッシュモデルの節点を移動させるために、節点の移動方向と移動量に関する情報が必要となる。その節点の移動方向と移動量に関する情報は、形状対応表に記録されている情報（点の座標値）に基づいて求めることができる。
【００２１】
次いで、メッシュモデルにおける対応線上の節点をＣＡＤモデルの各線上に配置する。線上への節点の配置では、線の形状（直線、曲線）が関係する。上記のような形状対応表からは線の形状情報を得ることができない。そこで、好ましい形態では、ＣＡＤモデルに仮の三角形メッシュを作成し、この三角形メッシュの座標をもとに線の形状を補間し、その補間した線上にメッシュモデルの節点を配置する。また線上への節点の配置ではメッシュモデルにおける線上での各節点の位置を定める必要がある。各節点の位置は、メッシュモデルの線上における各節点の位置を当該線の両端点（始点と終点）の距離と端点（始点または終点）−節点間の距離との比に応じて定めるようにするのが好ましい例である。また線上への節点の配置処理でも、点上への節点の配置の場合と同様に、解析用モデルに対するＣＡＤモデルの形状上の相違応じた節点の移動方向と移動量に関する情報が必要となるが、これも同様に形状対応表に記録されている情報に基づいて求めることができる。
【００２２】
次いで、メッシュモデルにおける対応面上の節点をＣＡＤモデルの各面上に配置する。面上への節点の配置では、面を囲む線に位置が近い順で節点を配置して行く。そのためのメッシュモデルの面上での節点の位置情報は、面を囲む線上にある節点と繋がっている面上の節点の位置をまず求め、それからその位置が求まった節点に繋がっている面上の他の節点の位置を求めるという処理を面上の全ての節点について行うことで得ることができる。面上への節点の配置における節点の移動に関する情報は、面を囲む線上にある節点の移動方向と移動量から、当該節点と繋がっている節点の移動方向と移動量を加重平均でまず求め、それからその移動方向と移動量が求まった節点に繋がっている他の節点の移動方向と移動量を加重平均で求めるという処理を面上の全ての節点について行うことで得ることができる。
【００２３】
面上への節点の配置を終えたら、最後に面で囲まれる空間部分つまりボリューム部分への節点の配置を行う。ボリューム部分内への節点の配置では、ボリューム部分を囲む面に位置が近い順で節点を配置して行く。そのためのメッシュモデルのボリューム部分内での節点の位置情報は、ボリューム部分を囲む面上にある節点と繋がっているボリューム部分内の節点の位置を線形補間でまず求め、それからその位置が求まった節点に繋がっているボリューム部分内の他の節点の位置を線形補間で求めるという処理をボリューム部分内の全ての節点について行うことで得ることができる。ボリューム部分内への節点の配置における節点の移動に関する情報は、ボリューム部分を囲む面上にある節点の移動方向と移動量から、当該節点と繋がっている節点の移動方向と移動量を加重平均でまず求め、それからその移動方向と移動量が求まった節点に繋がっている他の節点の移動方向と移動量を加重平均で求めるという処理をボリューム部分内の全ての節点について行うことで得ることができる。
【００２４】
以上のようにして節点のＣＡＤモデルへの配置つまり既存解析用モデルのメッシュデータのＣＡＤモデルへの埋め込みを終了したら、その結果をユーザへ提示する。図８は、埋め込み結果を提示する画面の例である。画面下部の中央部分に、既存解析用モデルのメッシュデータを埋め込むことでＣＡＤモデルについて作成された解析用モデル８０１が提示される。
【００２５】
この時点では、ＣＡＤモデルと適用解析用モデルの形状上の相違から、解析用モデル８０１が十分な品質になっていない場合もある。そのような場合には、ユーザが解析用モデル８０１を適切に加工して変更する。解析用モデル８０１を変更するには、変更ボタン４０４を押して既存解析用モデル適用部１１２における変更機能を起動させる。
【００２６】
図９は、メッシュデータ変更処理に際して変更対象の解析用モデルを表示する画面の例である。表示されている変更対象の解析用モデル９０１における任意の点や線にマウスのカーソル９０２を合わせてそれをユーザが意図する位置にドラッグすると、その位置に例えば点９０３のように移動させることができ、同時にこの点の移動に伴ってメッシュも移動させることができる。図１０は、図９の例のように点を移動させたのに伴ってメッシュが移動した状態を示す表示画面の例である。メッシュは点１００１の移動量に応じた移動を行う。
【００２７】
図１１は、解析用モデルを加工している状態での表示画面の他の例である。この例は、あるメッシュの節点１１０１を移動させてメッシュの変形を行う場合で、その節点１１０１にマウスのカーソル１１０２を合わせてドラッグにより意図する位置に移動させる。図１２は、図１１の例のようにメッシュを変形させた後の解析用モデル表示画面の例である。移動後の節点の座標が計算され、それに基づいて移動後の節点１２０１とメッシュが表示される。
【００２８】
解析用モデルの加工における節点の移動については、単一の節点だけでなく、複数の節点をまとめて移動させる操作も可能である。図１３は、そのような操作を行う場合の表示画面の例である。図の例では、複数の節点を含めた領域１３０１をカーソル１３０２で指定し、その領域をドラッグで意図する位置に移動させることで、領域１３０１内の複数の節点を移動させる。図１４は、図１３の例のように領域指定で複数の節点をまとめて移動させた後の後の解析モデル表示画面の例で、領域指定で移動させられた複数の節点１４０１が表示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施形態による解析用モデル作成支援システムの構成を示す図である。
【図２】第１の支援部でなされる処理におけるデータの流れを示す図である。
【図３】第１の支援部でなされる処理の流れを示す図である。
【図４】第１の支援部による既存解析用モデル利用の支援に際して表示される画面の例を示す図である。
【図５】類似解析用モデル検索部による類似解析用モデルの検索処理のアルゴリズムをイメージ化して示す図である。
【図６】形状対応表の例を示す図である。
【図７】類似解析用モデルを提示する画面の例を示す図である。
【図８】既存解析用モデルのメッシュデータのＣＡＤモデルへの埋め込み結果を提示する画面の例を示す図である。
【図９】メッシュデータ変更処理に際して変更対象の解析用モデルを表示する画面の例を示す図である。
【図１０】図９の例で点を移動させたのに伴ってメッシュが移動した状態を示す表示画面の例を示す図である。
【図１１】解析用モデルを加工している状態での表示画面の他の例を示す図である。
【図１２】図１１の例でメッシュを変形させた後の解析用モデル表示画面の例を示す図である。
【図１３】複数の節点をまとめて移動させる操作を行う場合の表示画面の例を示す図である。
【図１４】領域指定で複数の節点をまとめて移動させた後の後の解析モデル表示画面の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１１    類似解析用モデル検索部
１１２    既存解析用モデル適用部
１１４    データベース
２０６    形状対応表
【図１】
2006215949.tif 000003
【図２】
2006215949.tif 000004
【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】
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【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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【図１４】
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