(57)【要約】【課題】  事前に検索対象モデルを定義することなく、任意に設定した検索条件に合致する三次元モデルやこれに類似する範囲の三次元モデルをデータベースから迅速に検索できる検索装置を提供する。【解決手段】  検索条件として幅、奥行き及び高さを入力する入力処理部３と、検索候補の三次元モデル形状を被覆する直方体の包絡形状データを作成する包絡形状作成部４と、検索条件から特定される直方体の表面積と包絡形状の表面積との比較結果に応じて検索候補の類否を判定する表面積判定部６と、検索条件の幅、奥行き及び高さと包絡形状における稜線の組み合わせとの比較結果に応じて検索候補の類否を判定する稜線組み合わせ判定部７と、両判定部６，７で類似と判定された包絡形状に対応する三次元モデルをデータベース２から読み出して検索結果として出力する出力処理部８とを備える。【選択図】        図１
2007018441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検索条件として幅、奥行き及び高さを入力する入力処理部と、
三次元モデルデータベースに登録された検索候補の三次元モデル形状を被覆する直方体の包絡形状データを作成する包絡形状作成部と、
前記検索条件から特定される直方体の表面積と前記包絡形状の表面積との比較結果、及び／又は、前記検索条件の幅、奥行き及び高さと前記包絡形状における稜線の組み合わせとの比較結果に応じて、前記検索候補の類否を判定する類否判定部と、
前記類否判定部により類似すると判定された包絡形状に対応する三次元モデルを前記三次元モデルデータベースから読み出して検索結果として出力する出力処理部とを備えた検索装置。
【請求項２】
類否判定部は、入力処理部を介して外部から入力された類否判定基準により比較結果に応じて検索候補の類否を判定することを特徴とする請求項１記載の検索装置。
【請求項３】
三次元モデルデータベースから三次元モデルを検索する検索装置の三次元モデル検索方法において、
検索条件として幅、奥行き及び高さを前記検索装置に入力するステップと、
前記検索装置が、前記三次元モデルデータベースに登録された検索候補の三次元モデル形状を被覆する直方体の包絡形状データを作成するステップと、
前記検索装置が、前記検索条件から特定される直方体の表面積と前記包絡形状の表面積との比較結果、及び／又は、前記検索条件の幅、奥行き及び高さと前記包絡形状における稜線の組み合わせとの比較結果に応じて、前記検索候補の類否を判定するステップと、
前記検索装置が、前記ステップで類似すると判定された包絡形状に対応する三次元モデルを前記三次元モデルデータベースから読み出して検索結果として出力するステップとを備えた三次元モデル検索方法。
【請求項４】
検索条件として幅、奥行き及び高さを入力する入力処理部、
三次元モデルデータベースに登録された検索候補の三次元モデル形状を被覆する直方体の包絡形状データを作成する包絡形状作成部、
前記検索条件から特定される直方体の表面積と前記包絡形状の表面積との比較結果、及び／又は、前記検索条件の幅、奥行き及び高さと前記包絡形状における稜線の組み合わせとの比較結果に応じて、前記検索候補の類否を判定する類否判定部、
前記類否判定部により類似すると判定された包絡形状に対応する三次元モデルを前記三次元モデルデータベースから読み出して検索結果として出力する出力処理部としてコンピュータを機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、三次元モデルデータベースから三次元モデルデータを検索する三次元モデル検索方法及びこれを実行する検索装置並びにこの装置としてコンピュータを機能させるプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の三次元モデル検索方法には、例えば特許文献１や特許文献２に開示されるものがある。特許文献１では、データベースに保持された三次元モデルと検索条件で特定される検索対象の三次元モデル（以下、検索対象モデルと称す）との形状に関する特徴量を抽出し、この特徴量に基づいてより類似性の高い三次元モデルを検索する。また、特許文献２の方法は、データベースに保持された三次元モデルと検索対象モデルとの重心位置を重ね合わせて、その重複部分と検索対象モデルとの体積比を比較してより類似性の高い三次元モデルを検索するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２２４２８号公報
【特許文献２】特開２００１−３０７０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の三次元モデル検索方法では、検索対象モデルを事前に定義しておく必要があるという課題があった。また、上述したいずれの方法も、より類似性の高い三次元モデルを検索するものであり、任意に設定可能な類似範囲に属する類似モデルを検索するものではない。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、事前に検索対象モデルを定義することなく、検索条件に合致する三次元モデルやこれに類似する範囲の三次元モデルをデータベースから迅速に検索することができる三次元モデル検索方法及びこれを実行する検索装置並びにこの装置としてコンピュータを機能させるプログラムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る三次元モデル検索方法は、検索条件として幅、奥行き及び高さを入力し、三次元モデルデータベースに登録された検索候補の三次元モデル形状を被覆する直方体の包絡形状モデルを作成して、検索条件から特定される直方体の表面積と包絡形状の表面積との比較結果、及び／又は、検索条件の幅、奥行き及び高さと包絡形状における稜線の組み合わせとの比較結果に応じて検索候補の類否を判定し、この結果として類似すると判定された包絡形状に対応する三次元モデルを三次元モデルデータベースから読み出して検索結果とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、事前に検索対象モデルを定義することなく、検索者が設定した検索条件に合致する三次元モデルやこれに類似する範囲の三次元モデルを三次元モデルデータベースから迅速に検索することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による検索装置の構成を示すブロック図であり、任意に設定した検索条件で定義される形状に類似する三次元モデルを三次元データベース２から検索するものである。実施の形態１による検索装置１は、入力処理部３、包絡形状作成部４、表面積算出部５、表面積判定部（類否判定部）６、稜線組み合わせ判定部（類否判定部）７及び出力処理部８を有して構成される。三次元モデルデータベース２は、三次元ＣＡＤ（Computer-Aided-Design）により作成された複数の三次元モデルがそれぞれのファイル名と共に登録される。
【０００９】
検索者が任意に設定する幅、奥行き、高さを検索条件として入力する入力処理部３は、例えば本発明の検索装置１を具現化するコンピュータのマウスやキーボードなどの入力装置、それにより入力された検索条件の電子情報を表面積算出部５及び稜線組み合わせ判定部７に出力するためのソフトウエアを含んで構成される。包絡形状作成部４は、三次元モデルデータベース２に登録された既存の三次元モデル形状を覆う包絡形状データを作成する。表面積算出部５は、検索条件の数値から表面積Ｓ１を算出すると共に、包絡形状作成部４が作成した包絡形状の表面積Ｓ２を算出する。
【００１０】
表面積判定部６は、表面積算出部５が算出した表面積Ｓ１と表面積Ｓ２とを比較し、予め設定した類似範囲内に表面積Ｓ２が含まれるか否かを判定する。稜線組み合わせ判定部７は、表面積判定部６により表面積に関して類似範囲にあると判定された包絡形状における頂点が同一の３本の稜線長が、入力処理部３を介して設定された幅、奥行き、高さに類似する範囲内にあるか否かを判定する。
【００１１】
出力処理部８は、入力処理部３を介して設定された検索条件に基づき類似範囲にあると判定された包絡形状に対応する三次元モデルを三次元モデルデータベースから読み出して処理結果として出力する。この出力処理部８としては、例えば本発明の検索装置１を具現化するコンピュータのディスプレイやこれに処理結果を表示するためのソフトウエアを含んで構成される。
【００１２】
上述した、入力処理部３、包絡形状作成部４、表面積算出部５、表面積判定部６、稜線組み合わせ判定部７及び出力処理部８は、本発明に従う検索プログラムをコンピュータに読み込ませてその動作を制御することにより、ＣＰＵやメモリ等のハードウェアと協働した具体的手段として、当該コンピュータ上に実現することができる。また、三次元モデルデータを登録する三次元モデルデータベース２は、例えば上記コンピュータに装備された記憶装置上に構築され、上記手段に適宜読み出されて利用される。
【００１３】
なお、以下の説明において、本発明の検索装置１を具現化するコンピュータ自体の構成及びその基本的な機能については、当業者が当該技術分野の技術常識に基づいて容易に認識できるものであり、本発明の本質に直接関わるものでない。よって、これらについての詳細な記載は省略する。
【００１４】
図２は、図１中の包絡形状作成部４が作成する包絡形状及びその稜線の組み合わせを示す図であり、同図（ａ）は既存の三次元モデルを示し、同図（ｂ）は同図（ａ）に示す三次元モデルとこれを覆う包絡形状とを示し、同図（ｃ）は同図（ｂ）の包絡形状とその稜線を示している。本発明における包絡形状は、三次元モデルデータで表される形状を被覆する直方体であり、図２（ｂ）に示すように、その各面は被覆した形状のいずれかの箇所に接している。つまり、本発明の包絡形状は、内部に余分な空間を作ること無く三次元モデル形状を被覆する。
【００１５】
このように定義することで、図２（ｃ）に示すように、包絡形状モデルの頂点が同一な３本の稜線ａ１〜ａ３は、三次元モデルデータで表される形状の幅、奥行き、高さに対応する。これにより、本発明の包絡形状モデルは、三次元モデルデータで表される形状の特徴を大まかに示す指標となり得る。
【００１６】
包絡形状作成部４では、入力処理部３を介して検索条件が設定されると、三次元モデルデータベース２に登録された既存の三次元モデルデータで表される形状を被覆する直方体の包絡形状データを作成する。この直方体の包絡形状の表面積Ｓ２と検索者が設定した検索条件から求まる表面積Ｓ１とが比較される。例えば、表面積Ｓ１に対して表面積Ｓ２の値が、８０％以上かつ１２０％以下を類似範囲とする閾値を設定しておくことで、当該類似範囲内の包絡形状は表面積に関して類似すると特定される。
【００１７】
また、包絡形状の３本の稜線ａ１〜ａ３も、検索者が設定した幅、奥行き、高さとそれぞれ比較される。例えば、検索者が設定した幅に対して稜線ａ１の値が、９０％以上でかつ１１０％以下を類似範囲とする閾値を設定しておくことで、当該類似範囲内の稜線ａ１を有する包絡形状は稜線ａ１に関して類似すると特定され、続いて奥行きと稜線ａ２との比較がなされ、これも類似範囲内であれば、さらに高さと稜線ａ３との比較がなされる。
【００１８】
このように、本発明では、検索条件から求まる直方体の表面積Ｓ１と包絡形状の表面積Ｓ２との類似判定によって外形的な特徴が大まかに類似するモデルを特定し、続いて検索条件の幅、奥行き、高さと包絡形状モデルの頂点が同一な３本の稜線ａ１〜ａ３の組み合わせとの類似判定によりさらに類似するモデルに絞り込む。
【００１９】
次に動作について説明する。
図３は、実施の形態１の検索装置による類似モデル検索処理の流れを示すフローチャートであり、図４は類似モデルの検索手順を具体例を挙げて説明する図である。ここでは、図３に沿って図４を用いつつ類似モデル検索処理を説明する。
先ず、検索者は、例えば図４（ａ）に示すように幅Ａ、奥行きＢ、高さＣを検索条件として入力処理部３を用いて検索装置１に入力する（ステップＳＴ１）。入力処理部３は、検索者から検索条件が設定された旨を包絡形状作成部４に通知すると共に、設定された検索条件を表面積算出部５及び稜線組み合わせ判定部７に出力する。
【００２０】
包絡形状作成部４では、入力処理部３を介して検索条件が設定されると、三次元モデルデータベース２から検索候補として抽出した既存の三次元モデルデータで表される形状を被覆する直方体の包絡形状データを作成する（ステップＳＴ２）。なお、包絡形状作成部４が、三次元モデルデータベース２に登録された既存の三次元モデルについて予め包絡形状をそれぞれ作成しておき、これら包絡形状を三次元モデルデータベース２の登録データとして各三次元モデルデータに関連付けて登録しておいてもよい。
【００２１】
図４の例は、同図（ｂ）に示す三次元モデルＦ−１〜Ｆ〜４がそれぞれ三次元モデルデータベース２から読み出され、同図（ｃ）に示すように、三次元モデルＦ−１〜Ｆ〜４にそれぞれ対応する包絡形状Ｇ−１〜Ｇ−４が作成された場合を示している。包絡形状Ｇ−１〜Ｇ−４は、三次元モデルＦ−１〜Ｆ〜４をそれぞれ被覆する直方体である。
【００２２】
続いて、表面積算出部５は、入力処理部３から入力した検索者の設定による幅、奥行き、高さで特定される直方体の表面積Ｓ１を算出すると共に、包絡形状作成部４が作成した包絡形状の表面積Ｓ２を算出する（ステップＳＴ３）。例えば、包絡形状の場合であれば、包絡形状における頂点が同一な３本の稜線長を用いてそれぞれの稜線を幅、奥行き、高さに見立て、２×（幅×高さ）＋２×（奥行き×高さ）＋２×（幅×奥行き）を算出して表面積Ｓ２を得る。算出された表面積Ｓ１，Ｓ２は、表面積算出部５から表面積判定部６へ出力される。
【００２３】
なお、包絡形状作成部４が各三次元モデルデータについて予め包絡形状を作成する場合は、表面積算出部５がその表面積Ｓ２も算出しておき、包絡形状と共に三次元モデルデータベース２の登録データとして各三次元モデルデータに関連付けて登録するようにしてもよい。
【００２４】
表面積判定部６では、入力処理部３から入力した検索者の設定値から求まる表面積Ｓ１と包絡形状の表面積Ｓ２とを比較して、自己に予め設定された類似範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳＴ４）。この類似範囲は、完全一致の場合も含み、ある程度の類似形状が検索されるように閾値を設定しておく。
【００２５】
また、入力処理部３を介して検索者が任意に類似判定基準となる閾値を入力し、この入力値が表面積判定部６に設定されるように構成してもよい。これにより、例えば三次元モデルデータベース２内の検索候補となるモデル数が多い場合に上記閾値の設定を高くするなどして類似判定範囲を絞り込むことも可能であり、これにより高速の検索を実現することができる。
【００２６】
ステップＳＴ４において、表面積に関して類似範囲に属さないと判定されると、ステップＳＴ７の処理に移行して、包絡形状作成部４により次の判定候補の三次元モデルデータをデータベース２から抽出させ、ステップＳＴ２からの処理が再度実行される。なお、図４に示す例では、包絡形状Ｇ−３が表面積判定で類似範囲に属さないものと判定され、続く図４（ｄ）の稜線の類似判定の対象から除かれている。
【００２７】
一方、表面積に関して類似範囲に属すと判定されると、当該包絡形状に関する情報は、表面積判定部６から稜線組み合わせ判定部７に出力される。稜線組み合わせ判定部７は、入力処理部３から入力した検索者設定による幅、奥行き、高さと、表面積に関して類似範囲に属すと判定された包絡形状における頂点が同一な３本の稜線の各稜線長を比較して、自己に予め設定されたそれぞれの稜線に対応する類似範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。
【００２８】
図４（ｄ）の例では、稜線組み合わせ判定部７によって、包絡形状Ｇ−１について検索条件の幅Ａとこれに対応する稜線Ａ１の長さについて比較され、検索条件の幅Ａに対して稜線Ａ１が予め設定された類似範囲内にあるか否かが判定される。これにより類似範囲内にあると判定されると、続いて検索条件の奥行きＢとこれに対応する稜線Ｂ１の長さについて比較され、検索条件の奥行きＢに対して稜線Ｂ１が予め設定された類似範囲内にあるか否かが判定される。奥行きＢについても類似範囲にあると判定されると、さらに検索条件の高さＣとこれに対応する稜線Ｃ１の長さについて比較され、検索条件の高さＣに対して稜線Ｃ１が予め設定された類似範囲内にあるか否かが判定される。
【００２９】
稜線Ｃ１についても類似範囲であると判定されれば、全ての稜線が類似範囲に属することになり、この包絡形状Ｇ−１を作成した三次元モデルＦ−１は、図４（ｅ）に示すように、検索条件に基づく類似モデルと特定される。この後、当該包絡形状に関する情報は、稜線組み合わせ判定部７から出力処理部８に出力される。
【００３０】
出力処理部８では、類似モデルであると特定された包絡形状Ｇ−１に関する情報を入力すると、この包絡形状に対応する三次元モデルＦ−１を三次元モデルデータベース２から読み出して検索結果として出力する（ステップＳＴ６）。このとき、出力処理部８は、例えば本実施の形態１による検索装置１を具現化するコンピュータのディスプレイに検索結果を表示する。ここで、複数の類似モデルを一度に表示する場合は、包絡形状を特定する情報を保持しておき、全ての検索結果が出た段階でこれら包絡形状に対応する三次元モデルを三次元モデルデータベース２から読み出して複数のモデルを表示するようにしても良い。
【００３１】
また、ステップＳＴ５における判定処理において、稜線のうち１本でも類似範囲に属さないと判定されると、ステップＳＴ７の処理に移行して、包絡形状作成部４により次の判定候補の三次元モデルデータをデータベース２から抽出させ、ステップＳＴ２からの処理が再度実行される。図４（ｄ）の例では、包絡形状Ｇ−２の稜線Ａ２，Ｂ２，Ｃ２のいずれかが類似範囲に属さないと判定され、包絡形状Ｇ−４の稜線Ａ４，Ｂ４，Ｃ４のいずれかが類似範囲に属さないと判定されたため、包絡形状Ｇ−２，Ｇ−４に係る三次元モデルＦ−２，Ｆ−４が検索結果から除かれている。
【００３２】
三次元モデルデータベース２内の検索対象となるモデル数が多い場合は、表面積の場合と同様に、稜線の類似範囲を決定する閾値の設定を高くするなどして類似判定範囲を絞り込むことも可能であり、これによっても高速検索を実現することができる。
【００３３】
以上のように、この実施の形態１によれば、検索条件として幅、奥行き及び高さを入力する入力処理部３と、三次元モデルデータベース２に登録された検索候補の三次元モデル形状を被覆する直方体の包絡形状データとして作成する包絡形状作成部４と、検索条件から特定される直方体の表面積と包絡形状の表面積との比較結果に応じて検索候補の類否を判定する表面積判定部６と、検索条件の幅、奥行き及び高さと包絡形状における頂点が同一な稜線の組み合わせとの比較結果に応じて検索候補の類否を判定する稜線組み合わせ判定部７と、両判定部６，７により類似すると判定された包絡形状に対応する三次元モデルを三次元モデルデータベース２から読み出して検索結果として出力する出力処理部８とを備えたので、事前に検索対象モデルを定義することなく、任意に設定した検索条件に合致する三次元モデルやこれに類似する範囲の三次元モデルをデータベースから迅速に検索することができる。例えば、三次元ＣＡＤで、ある形状に類似する三次元モデルデータを作成するにあたり、従来では、完全一致のモデルをデータベースから検索するため、当該類似形状のモデルを新たに作成する必要があった。これに対して、本発明では、ある形状に類似する既存の三次元モデルデータをデータベースから検索することが可能であり、既存データを有効活用することができる。
【００３４】
また、従来では、類似形状の三次元モデルデータごとに異なるファイル名を設定して管理する必要があったが、類似形状の三次元モデルデータの登録が増加していくと、ファイル名や属性も増加するため煩雑な管理となる可能性があった。これに対して、本発明では、検索者が幅、奥行き、高さを検索条件として設定するだけで類似する範囲の三次元モデルをデータベースから迅速に検索することができる。このため、三次元モデルデータベースのデータ管理も容易になるという効果もある。
【００３５】
なお、上記実施の形態１では、比較対象となる三次元モデルデータとして図２に示すような抽象的な三次元形状を例に挙げたが、実際には製品設計や開発にかかわる全ての形状の三次元データが検索対象であり、曲面を含む形状であったり、より複雑な多面体であっても適用することができる。
【００３６】
また、上記実施の形態１では、表面積判定部６と稜線組み合わせ判定部７の双方を備えて表面積と稜線長から類否判定を行う構成を示したが、いずれか一方の判定部を備えていずれか一方の判定処理を行う構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の実施の形態１による検索装置の構成を示すブロック図である。
【図２】包絡形状及びその稜線の組み合わせを示す図である。
【図３】実施の形態１の検索装置による類似モデル検索処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】類似モデル検索手順を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  検索装置、２  三次元モデルデータベース、３  入力処理部、４  包絡形状作成部、５  表面積算出部、６  表面積判定部（類否判定部）、７  稜線組み合わせ判定部（類否判定部）、８  出力処理部、Ｆ−１〜Ｆ〜４  三次元モデル、Ｇ−１〜Ｇ−４  包絡形状。
【図１】
2007018441.tif 000003
【図２】
2007018441.tif 000004
【図３】
2007018441.tif 000005
【図４】
2007018441.tif 000006