(57)【要約】【課題】複雑な形状であってもコンピュータ上の座標に正確にモデル化できる三次元物体の形状特定システム及び形状特定方法を提供する。【解決手段】本発明の三次元物体の形状特定システム１は、第一の二次元平面に第一平面図に関するデータを入力する第一平面入力手段と、第二の二次元平面に第二平面図に関するデータを入力する第二平面入力手段と、第一の二次元平面及び第二の二次元平面に共通する軸に直交する平面で三次元物体を切ることで得られる断面の形状を入力する断面形状入力手段と、入力された断面を、共通する軸の特定の座標における、第一平面図の共通する軸に直交する方向の寸法と、第二平面図の共通する軸に直交する方向の寸法とに基づいて伸張する伸張手段と、伸張手段による断面の伸張を、共通する軸における座標について順次行うことで、三次元物体の形状をモデル化する拡張手段と、を備える【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元物体の形状をコンピュータ上の三次元座標系において特定する、三次元物体の形状特定システムであって、
三次元座標系における特定の二次元平面である第一の二次元平面に、前記三次元物体を投影して得られる平面図である第一平面図に関するデータを入力する第一平面入力手段と、
前記第一平面が投影される第一の二次元平面と直交する二次元平面である第二の二次元平面に、前記三次元物体を投影して得られる平面図である第二平面図に関するデータを入力する第二平面入力手段と、
前記第一の二次元平面及び前記第二の二次元平面に共通する軸に直交する平面で前記三次元物体を切ることで得られる断面の形状を入力する断面形状入力手段と、
前記入力された断面を、前記共通する軸の特定の座標における、前記第一平面図の前記共通する軸に直交する方向の寸法と、前記第二平面図の前記共通する軸に直交する方向の寸法とに基づいて伸張する伸張手段と、
前記伸張手段による断面の伸張を、前記共通する軸における座標について順次行うことで、前記三次元物体の形状をモデル化する拡張手段と、を備える三次元物体の形状特定システム。
【請求項２】
前記第一平面入力手段、前記第二平面入力手段及び前記断面形状入力手段によって入力されたレイヤーに、当該レイヤーとは異なるレイヤーを追加するレイヤー追加手段をさらに備える、請求項１に記載の三次元物体の形状特定システム。
【請求項３】
入力される複数のレイヤーを、それぞれ異なる色彩を用いて入力する、請求項２に記載の三次元物体の形状特定システム。
【請求項４】
三次元座標系における各座標について、前記三次元物体の外部に存在するか内部に存在するかを判断する判断手段をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載の三次元物体の形状特定システム。
【請求項５】
三次元物体の形状をコンピュータ上の三次元座標系において特定する、三次元物体の形状特定方法であって、
三次元座標系における特定の二次元平面である第一の二次元平面に、前記三次元物体を投影して得られる平面図である第一平面図に関するデータを入力するステップと、
前記第一平面が投影される第一の二次元平面と直交する二次元平面である第二の二次元平面に、前記三次元物体を投影して得られる平面図である第二平面図に関するデータを入力するステップと、
前記第一の二次元平面及び前記第二の二次元平面に共通する軸に直交する平面で前記三次元物体を切ることで得られる断面の形状を入力するステップと、
前記入力された断面を、前記共通する軸の特定の座標における、前記第一平面図の前記共通する軸に直交する方向の寸法と、前記第二平面図の前記共通する軸に直交する方向の寸法とに基づいて伸張するステップと、
前記伸張手段による断面の伸張を、前記共通する軸における座標について順次行うことで、前記三次元物体の形状をモデル化するステップと、を備える三次元物体の形状特定方法。
【請求項６】
三次元物体の形状をコンピュータ上の三次元座標系において特定する、三次元物体の形状特定システムに、
三次元座標系における特定の二次元平面である第一の二次元平面に、前記三次元物体を投影して得られる平面図である第一平面図に関するデータを入力するステップと、
前記第一平面が投影される第一の二次元平面と直交する二次元平面である第二の二次元平面に、前記三次元物体を投影して得られる平面図である第二平面図に関するデータを入力するステップと、
前記第一の二次元平面及び前記第二の二次元平面に共通する軸に直交する平面で前記三次元物体を切ることで得られる断面の形状を入力するステップと、
前記入力された断面を、前記共通する軸の特定の座標における、前記第一平面図の前記共通する軸に直交する方向の寸法と、前記第二平面図の前記共通する軸に直交する方向の寸法とに基づいて伸張するステップと、
前記伸張手段による断面の伸張を、前記共通する軸における座標について順次行うことで、前記三次元物体の形状をモデル化するステップと、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、三次元物体の形状特定システム、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元の物体の形状をコンピュータ上で特定する方法が提案されている。例えば、航空機や自動車などの物体周りの気体の流れをシミュレーションする場合や、物体に加わる応力をシミュレーションする場合には、数値計算を実行するために、対象となっている物体の形状をコンピュータ上の三次元座標系において三次元モデル化し、条件として入力する必要がある。仮に、対象となっている物体が球体や円柱などのように、単純な形状を有するものであれば、複数の断面図を使用することで三次元モデル化することが可能である。しかしながら、形状が複雑な物体の場合、単純に断面図や三面図を使用しただけでは、細かい部分まで正確にモデル化することはできない。
【０００３】
ところで、特定の座標軸における平面を法線方向に引き延ばすことにより、物体の三次元形状をモデル化する技術がある（特許文献１及び特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−４９７０９号公報
【特許文献２】特開平１０−３１７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、それぞれの二次元平面に投影された平面領域を、それぞれの二次元平面の法線方向に掃引させて得られた掃引き領域が重複する領域を三次元形状として特定している。しかしながら、特許文献１に記載の方法では、掃引する途中で断面の寸法や縦横比が変化するような、複雑な形状の物体を特定することができない。
【０００６】
また、特許文献２においては、複数の不等式群により囲まれる領域を断面とし、その断面を法線方向に引き延ばすことによって、三次元形状を特定してる。しかしながら、特許文献２に記載の方法では、断面を引き延ばす途中で断面の寸法や縦横比が変化するような、複雑な形状の物体を特定することができない。
【０００７】
本発明は、このような要望に鑑みてなされたものであり、例えば自転車のフレームのように、断面の寸法や縦横比が滑らかに変化するような複雑な形状であっても、三次元形状を特定することができる物体の三次元形状の特定システム及び特定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
【０００９】
第１の特徴に係る発明は、三次元物体の形状をコンピュータ上の三次元座標系において特定する、三次元物体の形状特定システムであって、三次元座標系における特定の二次元平面である第一の二次元平面に、前記三次元物体を投影して得られる平面図である第一平面図に関するデータを入力する第一平面入力手段と、前記第一平面が投影される第一の二次元平面と直交する二次元平面である第二の二次元平面に、前記三次元物体を投影して得られる平面図である第二平面図に関するデータを入力する第二平面入力手段と、前記第一の二次元平面及び前記第二の二次元平面に共通する軸に直交する平面で前記三次元物体を切ることで得られる断面の形状を入力する断面形状入力手段と、前記入力された断面を、前記共通する軸の特定の座標における、前記第一平面図の前記共通する軸に直交する方向の寸法と、前記第二平面図の前記共通する軸に直交する方向の寸法とに基づいて伸張する伸張手段と、前記伸張手段による断面の伸張を、前記共通する軸における座標について順次行うことで、前記三次元物体の形状をモデル化する拡張手段と、を備える三次元物体の形状特定システムを提供する。
【００１０】
第１の特徴に係る発明によれば、二つの直交する平面図と、それら二つの直交する平面図にさらに直交する断面形状とを入力する手段を有し、断面を二つの平面図の寸法に応じて伸張させて三次元物体を形成することにより、断面の大きさや縦横の比率が徐々に変化するような形状であっても、正確に三次元モデル化することが可能な三次元形状特定システムを提供できる。
【００１１】
第２の特徴に係る発明は、第１の特徴に係る発明であって、前記第一平面入力手段、前記第二平面入力手段及び前記断面形状入力手段によって入力されたレイヤーに、当該レイヤーとは異なるレイヤーを追加するレイヤー追加手段をさらに備える、三次元物体の形状特定システムを提供する。
【００１２】
第２の特徴に係る発明によれば、同時に複数のレイヤーを重ね合わせて三次元形状を特定することができるため、異なる断面形状を有する図形を組み合わせた物体のような、より複雑な形状であっても、確実に物体の形状を特定することが可能なシステムを提供できる。
【００１３】
第３の特徴に係る発明は、第２の特徴に係る発明であって、入力される複数のレイヤーを、それぞれ異なる色彩を用いて入力する、三次元物体の形状特定システムを提供する。
【００１４】
第３の特徴に係る発明によれば、異なるレイヤーを異なる色彩によって入力することにより、複雑な形状の物体を特定する場合であっても、直観的で分かりやすい入力手法を構築することが可能なシステムを提供できる。
【００１５】
第４の特徴に係る発明は、第１から第３のいずれかの特徴に係る発明であって、三次元座標系における各座標について、前記三次元物体の外部に存在するか内部に存在するかを判断する判断手段をさらに備える、三次元物体の形状特定システムを提供する。
【００１６】
第４の特徴に係る発明によれば、三次元物体に関する数値計算を実行する際に、数値計算の境界条件を容易に作成することが可能なシステムを提供できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、徐々に断面形状が変化する場合など、複雑な形状を有する物体であっても、正確に三次元モデル化することが可能な、三次元物体の形状特定システム及び特定方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本実施形態における三次元物体の形状特定システム１のハードウェア構成とソフトウェア機能を示すブロック図である。
【図２】図２は、本実施形態における三次元物体の形状特定方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、三次元物体の形状特定システム１を用いた三次元物体の形状特定方法を示す第一実施例による模式図である。
【図４】図４は、三次元物体の形状特定システム１を用いた三次元物体の形状特定方法を示す第二実施例による模式図である。
【図５】図５は、三次元物体の形状特定システム１を用いた三次元物体の形状特定方法を示す第三実施例による模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【００２０】
［三次元物体の形状特定システム１の構成］
図１は、本実施形態における三次元物体の形状特定システム１のハードウェア構成とソフトウェア機能を説明するためのブロック図である。
【００２１】
三次元物体の形状特定システム１は、データを制御する制御部１０と、他の機器と通信を行う通信部２０と、データを記憶する記憶部３０と、ユーザの操作を受け付ける入力部４０と、制御部１０で制御したデータや画像を出力表示する表示部５０とを備える。
【００２２】
制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。
【００２３】
通信部２０は、他の機器と通信可能にするためのデバイス、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠したＷｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）対応デバイスを備える。
【００２４】
制御部１０は、所定のプログラムを読み込み、第一平面入力モジュール１１と、第二平面入力モジュール１２と、断面形状入力モジュール１３と、伸張モジュール１４と、拡張モジュール１５と、レイヤー追加モジュール１６と、判定モジュール１７とを実現する。
【００２５】
記憶部３０は、データやファイルを記憶する装置であって、ハードディスクや半導体メモリ、記録媒体、メモリカード等による、データのストレージ部を備える。また、記憶部３０は、後述の断面形状を指定する際に参照する断面形状データベース３１、及び、複数のレイヤーを指定する際に参照する色彩データベース３２を備える。
【００２６】
入力部４０の種類は、特に限定されない。入力部４０として、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等が挙げられる。
【００２７】
表示部５０の種類は、特に限定されない。表示部５０として、例えば、モニタ、タッチパネル等が挙げられる。
【００２８】
［三次元物体の形状特定システム１を用いた三次元物体の形状特定方法を示すフローチャート］
図２は、三次元物体の形状特定システム１を用いた三次元物体の形状特定方法を示すフローチャートである。また、図３は、三次元物体の形状特定システム１を用いた三次元物体の形状特定方法を示す第一の実施例による模式図である。座標系はＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の三次元直交座標系からなり、それぞれの座標軸につき、例えば１００ずつのメッシュに切られている。図２及び図３を用いて、上述した各ハードウェアと、ソフトウェアモジュールが実行する処理について説明する。
【００２９】
〔ステップＳ１０：第一平面図データの入力〕
最初に、三次元物体の形状特定システム１の制御部１０は、第一平面入力モジュール１１を実行し、対象となる三次元物体を、直交する三軸のうちの特定の二軸で形成される平面（第一の二次元平面）に対して投影して得られる平面図である第一平面図に関するデータを、第一平面図データとして入力する（ステップＳ１０）。本実施形態においては、図３（ａ）に示すように、Ｘ軸とＺ軸とで形成されるＸ−Ｚ平面を第一の二次元平面とし、前記三次元物体をＸ−Ｚ平面に投影して得られる平面図が第一平面図データとなる。なお、第一平面図データの入力は、入力部４０を用いて入力され、データの入力は、ビットマップなどの所定の形式の図面を読み込むことにより行わせてもよいし、複数の不等式によって囲まれる領域を指定するような形式であっても構わない。
【００３０】
〔ステップＳ２０：第二平面図データの入力〕
続いて、制御部１０は、第二平面入力モジュール１２を実行し、前記三次元物体を、第一の二次元平面と直交する第二の二次元平面に対して投影して得られる平面図である第二平面図に関するデータを、第二平面図データとして入力する（ステップＳ２０）。本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、Ｘ軸とＹ軸とで形成されるＸ−Ｙ平面を第二の二次元平面とし、前記三次元物体をＸ−Ｙ平面に投影して得られる平面図が第二平面図データとなる。
【００３１】
ステップＳ１０及びステップＳ２０における第一平面図データ及び第二平面図データに関しては、後述のように、その寸法が三次元物体の形状を特定するために欠くことができない要素となるため、おおよその形状ではなく、各部における寸法や角度が特定できるよう、三次元物体の形状を忠実に表すことができるような形式で入力される。
【００３２】
〔ステップＳ３０：断面形状の入力〕
続いて、制御部１０は、断面形状入力モジュール１３を実行し、上記第一の二次元平面及び第二の二次元平面に共通する軸に直交する平面で前記三次元物体を切ることで得られる断面の形状を入力する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０において入力される断面形状は、ステップＳ１０及びステップＳ２０における第一平面図データ及び第二平面図データとは異なり、寸法通りの大きさに入力される必要はなく、断面の形状が特定されるものであれば構わない。本実施形態においては、図３（ｃ）に示すように、前記第一の二次元平面及び第二の二次元平面に共通する軸であるＸ軸に直交するＹ−Ｚ平面における断面形状として、円形状を入力している。なお、上述のように、断面の形状が特定されるものであればよく、円であっても楕円であっても構わない。
【００３３】
したがって、断面形状入力は、例えば、記憶部３０に格納されている断面形状データベース３１を参照し、断面形状データベース３１に登録されている複数の形状（例えば、円形や矩形等）の中から選択するようにして行われるものであっても構わない。
【００３４】
〔ステップＳ４０：断面の伸張〕
続いて、制御部１０は、伸張モジュール１４を実行し、ステップＳ１０で入力した第一平面図データ、及び、ステップＳ２０で入力した第二平面図データに基づいて、ステップＳ３０で入力した断面形状の伸張を行う（ステップＳ４０）。このステップＳ４０においては、まず、前記第一の二次元平面及び第二の二次元平面に共通する軸（図３においてはＸ軸）におけるある特定の座標において、第一平面図データの前記共通する軸に直交する方向の寸法及び第二平面図データの前記共通する軸に直交する方向の寸法を特定する。本実施形態においては、図３（ａ）において矢印で示されるＺ方向の寸法、及び、図３（ｂ）において矢印で示されるＹ方向の寸法を特定する。次に、ステップＳ３０で入力した断面を、上記寸法に基づいて伸張する。すなわち、図３（ａ）において特定したＺ方向の寸法、及び、図３（ｂ）において特定したＹ方向の寸法となるように、上記断面形状を変形させる。このようにして、ステップＳ３０で特定された断面を伸張させる。
【００３５】
〔ステップＳ５０：軸方向への拡張〕
最後に、制御部１０は、拡張モジュール１５を実行し、ステップＳ４０で行った断面の伸張を、断面に直交する軸方向のすべての座標について行うことで、三次元物体としての形状をモデル化する。本実施形態においては、すべてのＸ座標について断面の伸張を行うことにより、図３（ｄ）に示すような円錐状の三次元モデルが形成される。
【００３６】
〔ステップＳ６０：レイヤーの追加〕
ステップＳ５０のあとに、ユーザがレイヤーを追加するよう入力すると、制御部１０は、レイヤー追加モジュール１６を実行し、現在入力中のデータ（第一レイヤー）とは異なるデータを第二レイヤーとして追加する（ステップＳ６０においてＹ）。一方、レイヤーを追加する入力を行わなければ（ステップＳ６０においてＮ）、作業を終了する。レイヤーを追加する実施例については、後述するものとし、ここでは、レイヤーを追加しない場合の例について記述する。
【００３７】
以上のような、三次元物体の形状特定方法によれば、二つの直交する平面図と、それら二つの直交する平面図にさらに直交する断面形状とを入力する手段を有し、断面を二つの平面図の寸法に応じて伸張させて三次元物体を形成することにより、断面の大きさや縦横の比率が徐々に変化するような形状であっても、正確に三次元モデル化することが可能となる。
【００３８】
また、必須の要件ではないが、すべてのステップが終わった後に、判定モジュール１７を実行し、三次元直交座標系におけるすべての座標について、その座標が物体の外側に存在するか内側に存在するかを判定するよう構成することができる。このような判定モジュール１７によって座標の判定を実施することで、三次元物体に関する数値計算を実行する際に、数値計算の境界条件を容易に作成することが可能となる。
【００３９】
〔第二実施例〕
図４は、三次元物体の形状特定システム１を用いた三次元物体の形状特定方法を示す第二実施例による模式図である。第一実施例においては、二つの平面への投影図が三角形であり、断面である円の径が徐々に減少する単純な円錐状の形状である例を示したが、第二実施例においては、投影図がより複雑な形状を有し、断面の径が座標によってさまざまな大きさや縦横比を持つような、複雑な形状の例を示す。
【００４０】
第二実施例においても、投影する二つの平面図データを入力し、さらに、断面形状を入力することにより、三次元モデルを得ることができる点については、第一実施例と同様である。
【００４１】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、二つの平面図データは複雑な形状を呈している。Ｘ方向について見たとき、Ｙ方向にもＺ方向にも曲がりくねった形状を有する。また、Ｙ−Ｚ断面については、その断面がＸ方向に関して小さくなったり大きくなったりしていることが、直観的に理解できる。
【００４２】
第一実施例と同様に、これら二つの平面図データは、その寸法や角度が正確に表されている必要がある。一方で、断面図として入力されるデータは、図４（ｃ）に示すように、円形状ということのみを指定し、寸法や縦横比を考慮する必要はない。これは、断面図として入力されるデータは、円であっても、楕円であっても、各Ｘ座標における二つの平面図データのＹ方向及びＺ方向寸法によって、その寸法及び縦横比が決定されるためである。このような理由により、断面図として入力されるデータの寸法や縦横比は、どのようなものであってもよく、単に形状を特定できるものであればよい。
【００４３】
図４（ａ）〜（ｃ）に示す平面図データ及び断面図から形成される三次元モデルは、図４（ｄ）のようになる。このように、本発明によると、例えば、自転車のフレームのような、断面が相似形状で徐々に縦横比が変化するような形状や、複雑な機械の部品の形状などについて、実際の設計データに即した三次元形状のモデル化が可能となる。
【００４４】
〔第三実施例〕
図５は、三次元物体の形状特定システム１を用いた三次元物体の形状特定方法を示す第三実施例による模式図である。第一及び第二実施例においては、三次元物体は単一のレイヤーによって表現することができる形状を有していたが、第三実施例においては、単一のレイヤーでは表現することができないような、複雑な形状の例を示す。
【００４５】
第三実施例においても、投影する二つの平面図データを入力し、さらに、断面形状を入力することにより、三次元モデルを得ることができる点については、第一及び第二実施例と同様である。
【００４６】
しかしながら、第一及び第二実施例と異なる点は、第三実施例に示す物体は複数のレイヤーからなる点である。すなわち、図５（ａ）〜（ｃ）に示す第一レイヤーと、図５（ｄ）〜（ｅ）に示す第二レイヤーとを重ね合わせたものが、第三実施例における三次元物体である。複数のレイヤーを重ね合わせることで、より複雑な形状の三次元物体を正確にモデル化することができる。
【００４７】
図２におけるステップＳ５０のあとに、ユーザがレイヤーを追加するよう入力すると、制御部１０は、レイヤー追加モジュール１６を実行し、現在入力中のデータ（第一レイヤー）とは異なるデータを第二レイヤーとして追加する（ステップＳ６０においてＹ）。その際、第二レイヤーは第一レイヤーと異なる色彩として入力するよう指示することができる。色彩の指示は、記憶部３０に格納されている色彩データベース３２を参照して行うことができる。
【００４８】
そして、追加された第二レイヤーについても、第一レイヤーと同様に、ステップＳ１０〜Ｓ３０による平面データの入力および断面形状の入力が実行される。
【００４９】
図５（ａ）〜（ｃ）に第一レイヤーの平面図及び断面を示す。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されているように、第一レイヤーは、Ｘ方向について見たとき、Ｙ方向にもＺ方向にも規則的に波打つような形状を有している。
【００５０】
第一及び第二実施例と同様に、これら二つの平面図データは、その寸法や角度が正確に表されている必要がある。一方で、断面図として入力されるデータは、図５（ｃ）に示すように、円形状ということのみを指定し、寸法や縦横比を考慮する必要はない。これは、断面図として入力されるデータは、円であっても、楕円であっても、各Ｘ座標における二つの平面図データのＹ方向及びＺ方向寸法によって、その寸法及び縦横比が決定されるという、第一及び第二実施例と同様の理由による。この理由により、断面図として入力されるデータの寸法や縦横比は、どのようなものであってもよく、単に形状を特定できるものであればよい。
【００５１】
図５（ａ）〜（ｃ）に示す第一レイヤーの平面図データ及び断面図から形成される三次元モデルは、図５（ｆ）のようにらせん状の形状を有する。
【００５２】
図５（ｄ）〜（ｅ）に第二レイヤーの平面図及び断面を示す。なお、第二レイヤーについては、平面図データとして、Ｘ−Ｙ平面に投影される平面図のみを図５（ｄ）に示しており、Ｘ−Ｚ平面に投影される平面図は省略している。これは、Ｘ−Ｚ平面に投影される平面図が、Ｘ−Ｙ平面に投影される平面図と同じであるためである。
【００５３】
図５（ｅ）は第二レイヤーの断面図を示している。上述の通り、Ｘ−Ｚ平面に投影される平面図が、Ｘ−Ｙ平面に投影される平面図と同じであるためであるため、第二レイヤーの断面図は円形状を有する。
【００５４】
そして、第二レイヤーについても、第一レイヤーと同様に、伸張モジュール１４の実行により、断面が伸張され、拡張モジュール１５の実行により、断面と直交するすべての座標において伸張されることにより、三次元モデルが形成される。図５（ｄ）〜（ｅ）に示す第二レイヤーの平面図データ及び断面図から形成される三次元モデルは、図５（ｆ）のように円筒状の形状を有しており、第一レイヤーと第二レイヤーとを重ね合わせると、円筒の周囲に断面円形状を有するらせん状の筒体が巻き付いているような三次元モデルとなる。
【００５５】
なお、さらにレイヤーを追加する場合には、図２におけるステップＳ６０においてレイヤーを追加する実行を繰り返せばよい。その場合においても、既出のレイヤーとは異なる色彩として入力するよう指示することができる。
【００５６】
また、本実施例においては、レイヤーの追加をステップＳ５０のあとに行っているが、これに限ったものではなく、ステップＳ１０〜Ｓ３０のいずれかの段階でレイヤーを追加するよう入力する構成、あるいは、複数のレイヤーを同時に入力する構成としても構わない。
【００５７】
第三実施例に示すように、複数のレイヤーを使用することにより、例えば、らせん状の流路、船舶のスクリュまたはタービンの翼列のような、径や曲率が異なる物体が重なり合っているような、複雑な形状の物体をも正確にモデル化することができる。また、複数のレイヤーを入力する際、色彩データベース３２を参照し、色彩によってレイヤーを区別することができるため、直観的で分かりやすいシステムを構築することができる。
【００５８】
なお、第三実施例においては、第一レイヤーの断面と第二レイヤーの断面は、ともに、Ｙ−Ｚ平面における断面としたが、これに限ったものでなく、第一レイヤーの断面と第二レイヤーの断面とが異なる平面で形成され、第一レイヤーと第二レイヤーとが異なる方向に伸張されるものであっても構わない。そのようにすることで、さらに複雑な形状の三次元物体を正確にモデル化可能なシステムを構築することができる。
【００５９】
上記第一から第三実施例においては、三次元直交座標系を例にとって説明したが、本発明は直交座標系に限定されるものではなく、径方向と軸方向とからなる回転座標系に適用されるものであっても構わない。この場合、半径方向から見た投影図、及び、回転軸に直交する断面形状を入力するよう構成することができ、断面を半径方向に伸張させるという操作を軸方向のすべての座標に関して行うことで、三次元物体をモデル化することができる。
【００６０】
また、三次元物体の形状特定システム１を構成する制御部１０、通信部２０、記憶部３０、入力部４０及び表示部５０が一体となった構成を例として説明したが、入力部４０及び表示部５０がインターネット等によって通信可能に接続されたユーザ端末に設けられており、通信部２０を介して当該ユーザ端末と形状特定システム１における制御部１０及び記憶部３０とが通信を行う構成としても構わない。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述したこれらの実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６２】
１    三次元物体の形状特定システム
１０  制御部
１１  第一平面入力モジュール
１２  第二平面入力モジュール
１３  断面形状入力モジュール
１４  伸張モジュール
１５  拡張モジュール
１６  レイヤー追加モジュール
１７  判定モジュール
２０  通信部
３０  記憶部
３１  断面形状データベース
３２  色彩データベース
４０  入力部
５０  表示部
【図１】
2019185177.tif 000003
【図２】
2019185177.tif 000004
【図３】
2019185177.tif 000005
【図４】
2019185177.tif 000006
【図５】
2019185177.tif 000007