(57)【要約】【課題】被測定物の形状を測定して得た点群データに一致した３次元ＣＡＤモデルの作成時間を短縮するようにした３次元ＣＡＤモデル作成システムを提供する。【解決手段】操作者の操作に従って被測定物（６）の３次元形状を表すＣＡＤモデル（１１）を作成すると共に、そのＣＡＤモデル（１１）が表す３次元形状と被測定物（６）の形状を測定して得た点群データ（１０）が表す３次元形状の差分（１３）を取得し、その差分（１３）が減少するように前記ＣＡＤモデル（１１）を修正することにより、前記点群データ（１０）に一致したＣＡＤモデル（修正ＣＡＤモデル１４）を作成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の形状を測定して前記被測定物の３次元形状を表す点群データを作成する点群データ作成手段と、
操作者の操作に従って前記被測定物の３次元形状を表すＣＡＤモデルを作成するＣＡＤモデル作成手段と、
前記点群データが表す３次元形状と前記ＣＡＤデータが表す３次元形状との差分を取得する差分取得手段と、
前記差分が減少するように前記第１のＣＡＤモデルを修正するＣＡＤモデル修正手段と、
を備えることを特徴とする３次元ＣＡＤデータ作成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元ＣＡＤモデル作成システムに関し、より詳しくは、被測定物の形状を測定して得た点群データに一致した３次元ＣＡＤモデルを作成するのに要する時間を短縮するようにした３次元ＣＡＤモデル作成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被測定物の表面形状を測定する３次元形状測定装置の高性能化により、被測定物表面の座標値を３次元の点群データで詳細に表すことが可能となっている（例えば特許文献１参照）。このような点群データは、データ編集することにより、検査やラピッドプロトタイピング、解析等に使用することができる。
【特許文献１】特開２００１−２４３５００号公報
【０００３】
上記した点群データを検査やラピッドプロトタイピング等に使用する場合、通常、専用の点群処理ソフトを用いてデータ編集が行われる。しかしながら、専用の点群処理ソフトでソリッドデータを作成すると、設計で使用する３次元ＣＡＤ上にデータをインポートした際にデータ編集が行えない。そのため、設計用途では３次元ＣＡＤソフト上で測定データを参照してモデルを作成することになる。３次元ＣＡＤソフトでモデルを作成し直せば、モデル形状やアセンブリの位置を数値で制御でき、設計変更にも対応することが可能な、パラメトリックなデータを得ることができる。
【０００４】
図４は、従来行われていた点群データからの３次元ＣＡＤモデルの作成手順を示すフローチャートである。また、図５は、図４フローチャートの手順に従って順次作成されるデータ（モデル）を例示する説明図である。以下、図４および図５を参照し、従来行われていた点群データからの３次元ＣＡＤモデルの作成について説明する。
【０００５】
先ず、３次元形状測定装置で被測定物の形状を測定し、点群データを作成する（ステップ１００）。次いで、点群データを点群処理ソフトにインポートする（ステップ１０１）。次いで、点群データの中から形状定義に必要な基準面や特徴線を抽出し（ステップ１０２）、その基準面や特徴線を３次元ＣＡＤソフトにインポートする（ステップ１０３）。その後、３次元ＣＡＤソフト上で基準面や特徴線をなぞるようにして形状を定義することで、３次元ＣＡＤモデルを作成していく（ステップ１０４）。上記したステップ１０２からステップ１０４を繰り返し行うことで、点群データに一致した３次元ＣＡＤモデルが完成する。
【０００６】
尚、図５で符号２００は点群処理ソフトにインポートされた点群データを示し、符号２０１と符号２０２はそれぞれ抽出された基準面と特徴線を示す。また、符号２０３と符号２０４は、それぞれ３次元ＣＡＤソフトにインポートされた基準面と特徴線を示し、符号２０５は、それらに基づいて作成された３次元ＣＡＤモデルを示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、点群データから３次元ＣＡＤモデルを作成するには、従来、（１）点群データからの基準面や特徴線の抽出、（２）抽出した基準面や特徴線の３次元ＣＡＤソフトへのインポート、（３）インポートした基準面や特徴線を基に３次元ＣＡＤソフト上で形状定義、といった各手順を繰り返し行う必要があり、完成までに時間を要していた。
【０００８】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、被測定物の形状を測定して得た点群データに一致した３次元ＣＡＤモデルの作成時間を短縮するようにした３次元ＣＡＤモデル作成システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するため、本発明に係る３次元ＣＡＤモデル作成システムにあっては、被測定物の形状を測定して前記被測定物の３次元形状を表す点群データを作成する点群データ作成手段と、操作者の操作に従って前記被測定物の３次元形状を表すＣＡＤモデルを作成するＣＡＤモデル作成手段と、前記点群データが表す３次元形状と前記ＣＡＤデータが表す３次元形状との差分を取得する差分取得手段と、前記差分が減少するように前記第１のＣＡＤモデルを修正するＣＡＤモデル修正手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る３次元ＣＡＤモデル作成システムにあっては、操作者の操作に従って被測定物の３次元形状を表すＣＡＤモデルを作成すると共に、そのＣＡＤモデルが表す３次元形状と被測定物の形状を測定して得た点群データが表す３次元形状の差分を取得し、その差分が減少するように前記ＣＡＤモデルを修正することにより、前記点群データに一致したＣＡＤモデルを作成するように構成したので、従来の３次元ＣＡＤモデルの作成時に行われていた繰り返し作業が不要となる。そのため本発明にあっては、従来に比し、点群データに一致した３次元ＣＡＤモデルの作成時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る３次元ＣＡＤモデル作成システムを実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る３次元ＣＡＤモデル作成システムの構成を表すシステム図である。図１に示すように、本発明に係る３次元ＣＡＤモデル作成システムは、３次元形状測定装置１と、制御用端末（ＰＣ）２と、操作用端末（ＰＣ）３とを備える。３次元形状測定装置１と制御用端末２はそれぞれ通信自在に接続され、制御用端末２と操作用端末３もそれぞれ通信自在に接続される。
【００１３】
３次元形状測定装置１は、載置部４と、撮像部（カメラ）５を備える。載置部４は、図のＸ軸方向とＹ軸方向（即ち水平面方向）に移動可能であると共に、Ｚ軸周り（矢印θ方向）に回転可能である。載置部４には、形状測定が行われる被測定物６が載置される。また撮像部５はＺ軸方向（鉛直方向）に移動可能であると共に、Ｘ軸周り（矢印Ａ方向）に回転可能である。これにより、３次元形状測定装置１は、載置部４に載置された被測定物６の全面を撮像部５によって撮像することができる。
【００１４】
３次元形状測定装置１は、撮像部５の撮像画像から被測定物６の３次元形状を測定し、点群データを作成する。形状の測定時には、照度の管理や機構部の温度管理を行うことで、繰り返し精度が高くノイズの少ないデータを得る。尚、３次元形状測定装置１の動作（撮像部５と被測定物６の距離や角度等）は、制御用端末２によって制御される。
【００１５】
３次元形状測定装置１で作成された点群データは、制御用端末２と操作用端末３にインポート（入力）される。操作用端末３には、点群処理ソフトと３次元ＣＡＤソフトがインストールされており、後述する各種処理を実行する。また、操作用端末３は図示しない入力装置（マウスやキーボードなど）を備え、操作者がその入力装置を操作することにより、３次元ＣＡＤソフト上で３次元ＣＡＤモデルが作成される。
【００１６】
図２は、本発明に係る３次元ＣＡＤモデル作成システムで実行される３次元ＣＡＤモデルの作成手順を示すフローチャートである。また、図３は、図２フローチャートの手順に従って順次作成されるデータ（モデル）を例示する説明図である。以下、図２および図３を参照し、本発明に係る３次元ＣＡＤモデル作成システムで実行される３次元ＣＡＤモデルの作成について説明する。
【００１７】
先ず３次元形状測定装置１で被測定物６の３次元形状を測定し、点群データ（図３に符号１０で示す）を作成する（ステップ１）。次いで、点群データを操作用端末３の点群処理ソフトにインポートする（ステップ２）。また、それらと平行して、あるいはそれらに先行して、操作用端末３の３次元ＣＡＤソフトでＣＡＤモデル（図３に符号１１で示す）を作成する（ステップ３）。
【００１８】
ＣＡＤモデル１１は、操作者が例えば目視にて被測定物６の形状を確認しながら操作用端末３の入力装置を操作することによって作成されたものであり、被測定物６の３次元形状の概略（粗形状）を表す。操作者は、ＣＡＤモデル１１と被測定物６の外形寸法および形状の主要な面（点）の数が一致するように、ＣＡＤモデル１１を作成する。
【００１９】
次いで、このＣＡＤモデル１１を点群処理ソフトにエクスポート可能なファイル形式（例えばＩＧＥＳ等）のデータ（図３に符号１２で示す）に変換し、さらにデータ１２を点群処理ソフトの点群データ１０と同一ファイル上に（同一座標系上に）インポートすることで、点群データ１０とデータ１２とを重ね合わせる。このとき、各データが同じ位置（座標）となるように、点群データ１０の位置をＣＡＤモデル１１の位置に合わせる（ステップ４）。
【００２０】
そして、操作用端末３の点群処理ソフトにより、点群データ１０とデータ１２を重ね合わせた際の差分、即ち、点群データ１０が表す３次元形状とＣＡＤデータ１１が表す３次元形状との差分（図３に符号１３で示す）を取得する（ステップ５）。この差分１３は、数値で表される。
【００２１】
差分１３が求められると、次いで操作用端末３の３次元ＣＡＤソフト上において、差分１３が減少するよう（差分１３が無くなるように）にＣＡＤモデル１１を自動的に、あるいは操作者によるマニュアル操作で修正する（ステップ６）。これにより、点群データ１０に一致した、パラメトリックなデータからなる３次元ＣＡＤモデル（修正ＣＡＤモデル。図３に符号１４で示す）が作成される。
【００２２】
このように、本発明に係る３次元ＣＡＤモデル作成システムにあっては、被測定物６の形状を測定してその３次元形状を表す点群データ１０を作成する点群データ作成手段（３次元形状測定装置１、制御用端末２、操作用端末３、ステップ１）と、操作者の操作に従って被測定物６の３次元形状を表すＣＡＤモデル１１を作成するＣＡＤモデル作成手段（操作用端末３、ステップ３）と、点群データ１０が表す３次元形状とＣＡＤデータ１１が表す３次元形状との差分１３を算出する差分算出手段（操作用端末３、ステップ５）と、差分１３が減少するようにＣＡＤモデル１１を修正することにより、点群データ１０に一致したＣＡＤモデル（修正ＣＡＤモデル）１４を作成するＣＡＤモデル修正手段（操作用端末３、ステップ６）とを備えるように構成したので、従来の３次元ＣＡＤモデルの作成時に行われていた繰り返し作業（点群データからの基準面や特徴線の抽出、抽出した基準面や特徴線の３次元ＣＡＤソフトへのインポート、インポートした基準面や特徴線を基に３次元ＣＡＤソフト上で形状定義）が不要となる。そのため、従来に比し、点群データに一致した３次元ＣＡＤモデルの作成時間を短縮することができる。
【００２３】
尚、上記した３次元形状測定装置１では撮像画像から３次元形状を測定するようにしたが、レーザ光などを使用する形状測定を行ってもよい。また、制御用端末と操作用端末を個別に設けたが、一つの端末にそれらの機能を集約させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る３次元ＣＡＤモデル作成システムの構成を表すシステム図である。
【図２】図１に示す３次元ＣＡＤモデル作成システムで実行される３次元ＣＡＤモデルの作成手順を示すフローチャートである。
【図３】図２フローチャートの手順に従って順次作成されるデータ（モデル）を例示する説明図である。
【図４】従来行われていた点群データからの３次元ＣＡＤモデルの作成手順を示すフローチャートである。
【図５】図４フローチャートの手順に従って順次作成されるデータ（モデル）を例示する説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１：３次元形状測定装置（点群データ作成手段）、  ２：制御用端末（点群データ作成手段）、  ３：操作用端末（点群データ作成手段、ＣＡＤデータ作成手段、差分算出手段、ＣＡＤモデル修正手段）、  ６：被測定物、  １０：点群データ、  １１：ＣＡＤモデル、  １３：差分、  １４：修正ＣＡＤモデル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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