(57)【要約】【課題】類似する形状の図形データの対応面検出に使用可能な対応面検出技術を提供する。【解決手段】ひな形図形に設定された各々の比較点と、比較対象図形に設定された各々の比較点との相違度を取得するとともに、相違度に基づいて比較対象図形に設定された比較点と前記ひな形図形の面素との対応付けを行い、対応付けの結果に基づいて、比較対象図形の各々の面素とひな形図形の各々の面素とが対応する度合を面素対応度として算出し、面素対応度に基づいて比較対象図形の面素を統合し、統合された面素に対応するひな形図形の面を検出する。【選択図】図４
2013205949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面素により構成される面を有するひな形図形と、面素により構成される面を有する比較対象図形とを比較し、当該比較対象図形の面に対応する当該ひな形図形の面を検出するための対応面検出装置であって、
前記ひな形図形に設定された各々の比較点と、前記比較対象図形に設定された各々の比較点との相違度を取得するとともに、当該相違度に基づいて前記比較対象図形に設定された前記比較点と前記ひな形図形の前記面素との対応付けを行う比較点−面素対応付部と、
前記比較点−面素対応付部による対応付けに基づいて、前記比較対象図形の各々の前記面素と前記ひな形図形の各々の前記面素とが対応する度合を面素対応度として算出する面素対応度算出部と、
前記面素対応度に基づいて前記比較対象図形の面素を統合し、当該統合された面素に対応する前記ひな形図形の前記面を検出する対応面検出部と、を備えた対応面検出装置。
【請求項２】
前記比較対象図形の特定の面素に係る前記面素対応度を、前記ひな形図形の前記面素の面積、および、当該特定の面素の周囲の面素に係る前記面素対応度と前記ひな形図形の前記面素の配置との対応度合の少なくとも一方に基づいて調整する面素対応度調整部を備えた請求項１記載の対応面検出装置。
【請求項３】
前記対応面検出部は、前記面素対応度と、前記比較対象図形の前記面素の向きとに基づいて、前記面素を統合する請求項１または２記載の対応面検出装置。
【請求項４】
面素により構成される面を有するひな形図形と、面素により構成される面を有する比較対象図形とを比較し、当該比較対象図形の面に対応する当該ひな形図形の面を検出するための対応面検出方法であって、
前記ひな形図形に設定された各々の比較点と、前記比較対象図形に設定された各々の比較点との相違度を取得するとともに、当該相違度に基づいて前記比較対象図形に設定された前記比較点と前記ひな形図形の前記面素との対応付けを行うステップと、
前記対応付けの結果に基づいて、前記比較対象図形の各々の前記面素と前記ひな形図形の各々の前記面素とが対応する度合を面素対応度として算出するステップと、
前記面素対応度に基づいて前記比較対象図形の面素を統合し、当該統合された面素に対応する前記ひな形図形の前記面を検出するステップと、を備えた対応面検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、図形データの対応面検出技術、特に、面素により構成される複数の面を有する図形データどうしの対応面検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図面（図形データ）設計の現場では、図形を構成する面や部品に名称を付与する場面がある。このような場合に、オペレータが手動でこれらの名称を付与すると入力ミスのおそれがあり、また、オペレータの負担の増加にもつながる。また、図面の一部のみを修正する際に、再度名称を付与し直すのもオペレータの負担となる。
【０００３】
この問題を解決するために、表示装置に表示された部品に所定の入力を与え、形状パラメータ記憶手段から形状パラメータを読み出し、この形状パラメータと所定の入力が与えられた部品の形状パラメータとの比較結果に基づいて、注記・命名処理を実行する制御装置を備えた注記・命名装置が提案されている（引用文献１参照）。この、注記・命名装置では、所定の入力が与えられた部品から、面の数や形，頂点の数，アスペクト比のうち少なくとも１つの形状パラメータを抽出し、抽出された形状パラメータと形状パラメータ記憶手段に格納された形状パラメータとの比較結果に基づいて、部品の形状及び機能のうち少なくとも一方を類推し、その類推結果に基づいて、設計の所定段階で部品に対して最適な名称，注記のうち少なくとも一方を自動的に決定している。すなわち、この注記・命名装置では、面の数や形，頂点の数，アスペクト比といった形状パラメータを比較することにより、所定の入力が与えられた部品がいずれの部品が該当するかを判定し、その判定結果に基づいて所定の入力が与えられた部品に対して命名処理が行われる。
【０００４】
また、複数の入力形状要素を含む形状データを入力する形状データ入力部と、抽出対象となる形状特徴を定義するモデル形状要素単体およびモデル形状要素間の幾何学的拘束条件を入力する拘束条件入力部と、前記幾何学的拘束条件に含まれる各モデル形状要素に対して前記各入力形状要素を順次対応させ、前記形状データに含まれる複数の入力形状要素の中から前記幾何学的拘束条件の全てを満たす入力形状要素群を抽出する形状要素抽出部と、前記形状要素抽出部により呼び出され前記各モデル形状要素に対応する前記各入力形状要素が前記幾何学的拘束条件を満たすか否かを判定する拘束条件判定部とを備え、前記形状要素抽出部は前記各モデル形状要素と前記各入力形状要素との組みのうち前記拘束条件判定部による判定結果が肯定的なものを順次探索しながら前記幾何学的拘束条件の全てを満たす入力形状要素群を抽出することを特徴とする形状特徴抽出装置も提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
この特許文献２の形状特徴抽出装置では、抽出対象となる形状特徴を定義するモデル形状要素単体およびモデル形状要素間の幾何学的拘束条件に基づいて、入力形状要素群を抽出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−０４９２１３号公報
【特許文献２】特開平１１−２７２７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、引用文献１の技術では、形状パラメータが面の数や形，頂点の数，アスペクト比という簡易なものであるため、単純な形状の部品（図形データ）に対しては適用できるものの、複雑な形状の部品（図形データ）に対して適用することは困難である。一方、引用文献２の技術では、形状データ（図形データ）が複雑になると、モデル形状要素単体や幾何学的拘束条件の入力が煩雑になり、オペレータの負担を増加させるおそれがある。また、仮にこれらの入力を自動化できたとしても、形状データが複雑な場合には検出条件が複雑化し、複雑な形状データに適用することは困難である。また、引用文献１，２の技術は、同等な幾何学的配置となっていない形状データに適用することは困難である。
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、類似する形状の図形データにも適用可能な対応面検出技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明の図形データの対応面検出装置は、面素により構成される面を有するひな形図形と、面素により構成される面を有する比較対象図形とを比較し、当該比較対象図形の面に対応する当該ひな形図形の面を検出するための対応面検出装置であって、前記ひな形図形に設定された各々の比較点と、前記比較対象図形に設定された各々の比較点との相違度を取得するとともに、当該相違度に基づいて前記比較対象図形に設定された前記比較点と前記ひな形図形の前記面素との対応付けを行う比較点−面素対応付部と、前記比較点−面素対応付部による対応付けに基づいて、前記比較対象図形の各々の前記面素と前記ひな形図形の各々の前記面素とが対応する度合を面素対応度として算出する面素対応度算出部と、前記面素対応度に基づいて前記比較対象図形の面素を統合し、当該統合された面素に対応する前記ひな形図形の前記面を検出する対応面検出部と、を備えている。
【００１０】
この構成では、比較点どうしの相違度に基づいて、比較点と面素との対応関係を求め、面素どうしの対応関係を求め、さらに、面素を統合することにより対応する面の検出を行っている。換言すると、この構成では、ミクロからマクロに向けて階層的に対応関係を求めている。そのため、単一階層では誤対応していたとしても、上位階層に向けて情報を統合する際にその誤対応をキャンセルすることができ、対応面の検出精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明の対応面検出装置の好適な実施形態の一つでは、前記比較対象図形の特定の面素に係る前記面素対応度を、前記ひな形図形の前記面素の面積、および、当該特定の面素の周囲の面素に係る前記面素対応度と前記ひな形図形の前記面素の配置との対応度合の少なくとも一方に基づいて調整する面素対応度調整部を備えている。
【００１２】
この構成では、調整対象となっている比較対象図形の面素（特定の面素）が対応する可能性がある面素の面積が極端に小さい場合などに、その面素対応度を減少させることができる。また、調整対象となっている面素の周囲の面素の面素対応度と、ひな形図形における面素の配置とを比較することによって、面素対応度を調整することができる。これにより、面素対応度を精度を高めることができる。
【００１３】
対応面検出部における面素の統合は様々な方法で実現することができるが、本発明の対応面検出装置の好適な実施形態の一つでは、前記対応面検出部は、前記面素対応度と、前記比較対象図形の前記面素の向きとに基づいて、前記面素を統合している。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の対応面検出方法は、面素により構成される面を有するひな形図形と、面素により構成される面を有する比較対象図形とを比較し、当該比較対象図形の面に対応する当該ひな形図形の面を検出するための対応面検出方法であって、前記ひな形図形に設定された各々の比較点と、前記比較対象図形に設定された各々の比較点との相違度を取得するとともに、当該相違度に基づいて前記比較対象図形に設定された前記比較点と前記ひな形図形の前記面素との対応付けを行うステップと、前記対応付けの結果に基づいて、前記比較対象図形の各々の前記面素と前記ひな形図形の各々の前記面素とが対応する度合を面素対応度として算出するステップと、前記面素対応度に基づいて前記比較対象図形の面素を統合し、当該統合された面素に対応する前記ひな形図形の前記面を検出するステップと、を備えている。このような対応面検出方法も、上述の対応面検出装置と同様の作用効果を奏する。また、このような対応面検出方法に対しても、対応面検出装置の付加的な構成を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の対応面検出技術を実装したＣＡＤ装置の機能ブロック図である。
【図２】全体処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】特徴量抽出処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】対応面検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】比較点の対応関係の例を示す図である。
【図６】面素の統合処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】面素の統合処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】面素集合の面への対応付け処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】面素集合の面への対応付け処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】面素の位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を用いて本発明に係る図形データの対応面検出装置（以下、対応面検出装置と称する）の実施形態を説明する。本実施形態では、特徴量抽出装置によって抽出された特徴量を用いて、図形データの対応面検出を行う。なお、図形データの対応面検出とは、ひな形図形から、比較対象となる図形（以下、比較対象図形と称する）の各面が対応する面を検出する処理を行うものである。また、本実施形態では、ひな形図形はオペレータが選択するものとする。
【００１７】
図１は、特徴量抽出装置１および本発明に係る対応面検出装置３を組み込んだＣＡＤ装置（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）の機能ブロック図である。本実施形態では、ＣＡＤ装置は汎用コンピュータにより構成されており、ディスプレイＤ、キーボードＫ、マウスやタブレット等のポインティングデバイスＰが接続されている。また、図に示すように、ＣＡＤ装置は、ひな形データベース１０、特徴量抽出装置１の機能部として、ひな形データ取得部２１、比較対象データ取得部２２、比較点設定部２３、幾何学変換部２４、特徴量抽出部２５を備えている。また、本発明に係る対応面検出装置３の機能部として、比較点−面素対応付部３１、面素対応度算出部３２、面素対応度調整部３３、対応面検出部３４を備えている。本実施形態では、これらの機能部はソフトウェアにより構成されているが、ハードウェアによって構成しても構わないし、ハードウェアとソフトウェアとが協働する構成としても構わない。
【００１８】
ひな形データベース１０は、ひな形図形の形状データが記録されている。本発明の図形は、面により構成される３次元形状を有しており、各面はさらに構成要素（以下、面素と称する）により構成されている。そのため、形状データには、ひな形図形を構成する面の情報や各面を構成する面素の情報も含まれている。さらに、本実施形態でのひな形データベース１０には、ひな形図形の形状データとともに後述するランドマークも記録されている。なお、ひな形データベースは、ハードディスクドライブ等の不揮発性記憶媒体とＤＢＭＳ（ＤａｔａＢａｓｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等のソフトウェアとにより構成することができる。また、ひな形データベース１０は不揮発性記憶媒体上のファイルとして構成することもできる。
【００１９】
ひな形データ取得部２１は、オペレータの指示に基づいて、指定されたひな形図形の形状データおよびランドマークをひな形データベース１０から読み出す。なお、本実施形態では、上述したように、ひな形データベース１０にランドマークが記録されているため、ひな形データベース１０からランドマークを読み出す構成としているが、ひな形データベース１０からひな形図形の形状データを読み出し、その後でオペレータがポインティングデバイスＰを操作して、ランドマークを設定する構成としても構わない。
【００２０】
比較対象データ取得部２２は、比較対象図形の形状データおよびランドマークを取得する。比較対象図形の取得は、図示しない記録部に記録されている図形を読み出す構成としても構わないし、ＣＡＤ装置上で作成している図形をそのまま利用する構成としても構わない。また、ランドマークの取得も、予め設定されているものを読み出す構成としても構わないし、オペレータがポインティングデバイスＰを操作して、ランドマークを設定する構成としても構わない。
【００２１】
比較点設定部２３は、ひな形図形および比較対象図形の各面（面素）上に比較点を設定する。比較点の設定は、所定面積（例えば、１ｃｍ2）当たりに１点設定する等の所定のルールに則って設定する。
【００２２】
幾何学変換部２４は、ひな形図形と比較対象図形との一方を第２図形、他方を第１図形に設定し、第２図形に設定されたランドマークを第１図形に設定されたランドマークに一致させる幾何学変換式を求め、その幾何学変換式により第２図形に設定された比較点に対して幾何学変換を行う。この幾何学変換により、ひな形図形と比較対象図形との姿勢やスケールを合わせることができる。なお、比較対象図形に設定されたランドマークとひな形図形に設定されたランドマークとは対応付けが行われているものとする。
【００２３】
特徴量抽出部２５は、第１図形（本実施形態では、比較対象図形）に設定された比較点のうちの１点（以下、第１比較点と称する）と、幾何学変換された比較点（本実施形態では、ひな形図形に設定され、幾何学変換された比較点）のうちの１点（以下、第２比較点と称する）との間の類似度を示す特徴量を算出する。
【００２４】
比較点−面素対応付部３１は、算出された類似度に基づいて、比較対象図形に設定された比較点と、ひな形図形の面素との対応付けを行う。
【００２５】
面素対応度算出部３２は、比較点−面素対応付部３１の処理結果に基づいて、比較対象図形の面素とひな形図形の各面素とが対応する度合い（以下、面素対応度と称する）を求める。
【００２６】
面素対応度調整部３３は、面素対応度算出部３２によって算出された面素対応度を、調整対象となっている面素の周囲の面素の面素対応度と、ひな形図形における面素の配置とに基づいて調整する。
【００２７】
対応面検出部３４は、面素対応度に基づいて、面素を面に統合することにより、対応する面を検出する。
【００２８】
図２は、本実施形態における全体処理の流れを表すフローチャートである。まず、オペレータがポインティングデバイスＰ等を操作してひな形図形を選択すると（＃０１）、特徴量抽出装置１に係る機能部が機能し、特徴量抽出が行われる（＃０２）。その後、対応面検出装置３に係る機能部が機能し、抽出された特徴量に基づいて、比較対象図形の各面が対応するひな形図形の面が検出される（＃０３）。
【００２９】
図３は、特徴量抽出処理の流れを示すフローチャートである。上述のひな形図形の選択指示はひな形データ取得部２１に通知され、ひな形データ取得部２１は指示されたひな形図形の形状データおよびランドマークをひな形データベース１０から取得する（＃１１）。次に、比較対象データ取得部２２は、比較対象図形の形状データおよびランドマークを取得する（＃１２）。
【００３０】
上述の処理が完了すると、比較点設定部２３は所定のルールに則って、ひな形図形および比較対象図形に対して比較点を設定する（＃１３）。本実施形態では、１ｃｍ2毎に１点の比較点を設定する。
【００３１】
比較点の設定が完了すると、幾何学変換部２４は、第２図形に設定されたランドマークが第１図形に設定されたランドマークに一致するような幾何学変換式を求める（＃１４）。なお、本実施形態では、比較対象図形を第１図形、ひな形図形を第２図形とするが、逆でも構わない。また、本実施形態では、以下の幾何学変換（ワーピング）を行う。
【００３２】
ひな形図形に設定されたランドマークをｐi∈Ｒ3×1、ランドマークｐiに対応する比較対象図形に設定されたランドマークをｐi’ ∈Ｒ3×1とすると、ｐiをｐi’に変換するための幾何学変換式ｆ（）、すなわち、ｐi’＝ｆ（ｐi）となる変換式ｆ（）は式（１）により表すことができる。
【数１】
2013205949.tif 000003
ここで、ｐ∈Ｒ3×1はひな形図形上の点、ｐ0∈Ｒ3×1は並進ベクトル、Ａ∈Ｒ3×3は拡大／縮小および回転を表すアフィン変換行列、ｗi∈Ｒ3×1はランドマークｐiに対して座標系を歪ませるためのベクトルであり、Ｕ（ｒ）＝ｒ2ｌｏｇ（ｒ2）である。なお、幾何学変換式ｆ（）やＵ（ｒ）はこれに限定されるものでなく、他の関数を用いることも可能である。
【００３３】
幾何学変換部２４は、ひな形図形に設定されたランドマークと比較対象図形に設定されたランドマークとに基づいて、式（１）中のｐ0，Ａ，ｗiを決定する。その後、幾何学変換部２４は、式（１）を用いて、ひな形図形に対して設定されている比較点に対して幾何学変換を施す（＃１５）。なお、以下の処理では、特別な記載がない限り、ひな形図形に対して設定されている比較点とは、幾何学変換が施された後の比較点を指す。
【００３４】
次に、特徴量抽出部２５は、比較対象図形に対して設定された比較点を逐次、第１比較点として設定し、その第１比較点と、ひな形図形に対して設定された比較点の各々との類似度を特徴量として抽出する。具体的には、以下の処理を行う。
【００３５】
まず、特徴量抽出部２５は、比較対象図形に対して設定されている比較点の一つを第１比較点として設定する（＃１６）。次に、第１比較点と、ひな形図形に対して設定された比較点の各々との類似度を算出する。ただし、一の第１比較点に対してひな形図形の全ての比較点との類似度を算出すると、明らかに対応しない比較点同士の類似度も算出することになるため、非効率であるため、本実施形態では、ひな形図形において、第１比較点に対応する位置を中心とする所定の比較範囲を設定し、その比較範囲内にある比較点のみを比較対象としている。
【００３６】
特徴量抽出部２５は、上述のように設定された比較範囲内から、一の比較点を第２比較点に設定し（＃１７）、第１比較点と第２比較点との相違度を特徴量として算出する。本実施形態では、第１比較点ｘ∈Ｒ3×1と第２比較点ｙ∈Ｒ3×1との相違度ｄ（ｘ，ｙ）は以下の式により算出する（＃１８）。なお、相違度ｄ（ｘ，ｙ）は以下の式に限定されるものではなく、第１比較点と第２比較点との相違度を表すものであれば、他の式を用いても構わない。
【００３７】
ｄ（ｘ，ｙ）＝ｄ1×ｄ2×ｄ3×ｄ4×ｄ5
＝（１＋ｘとｙとの距離）×
（ｘが属する面素とｙが属する面素との形状の相違度）×
（ｘの単位法線ベクトルとｙの単位法線ベクトルとの相違度）×
（ｘが属する面素の法線ベクトルの分散値とｙが属する面素の法線ベクトルの分散値との相違度）×
（ｘが属する面素の隣接性とｙが属する面素の隣接性との相違度）
【００３８】
ここで、相違度ｄ（ｘ，ｙ）を構成する各相違度ｄi（ｉ＝１〜５）を説明する。
【００３９】
まず、相違度ｄ1は、第１比較点ｘと第２比較点ｙとの位置関係を示すものであり、第１比較点ｘと第２比較点ｙとが一致する場合には「１」となり、これらの位置関係が相違するほど大きな値となる。なお、本実施形態での「距離」とは、比較対象図形と幾何学変換されたひな形図形とが、互いのランドマークが一致するよう重なり合った状態での距離である。また、本実施形態では第１比較点ｘと第２比較点ｙとの距離は、ユークリッド距離を用いている。すなわち、ｄ1（ｘ，ｙ）＝｜ｘ−ｙ｜である。ただし、相違度ｄ1として他の距離尺度を用いても構わないし、第１比較点ｘが属する面素と第２比較点ｙが属する面素との距離を用いても構わない。
【００４０】
相違度ｄ2は、第１比較点ｘが属する面素の形状と第２比較点ｙが属する面素の形状との相違度を表している。本実施形態では、第１比較点ｘが属する面素を構成する辺のうち、最も短い辺の長さをＬx、第２比較点ｙが属する面素を構成する辺のうち、最も短い辺の長さをＬyとしたときに、相違度ｄ2は｜Ｌx−Ｌy｜＝０のときに１となり、｜Ｌx−Ｌy｜が増加するに連れて漸増する関数である。すなわち、相違度ｄ2（Ｌ）は、Ｌ＝０のときに１である増加関数である。
【００４１】
相違度ｄ3は、第１比較点ｘにおける単位法線ベクトルｎxと第２比較点ｙにおける単位法線ベクトルｎyとの内積に応じて設定される値である。法線ベクトルｎxと法線ベクトルｎyとが平行の場合には、ｎx・ｎy＝１、直交する場合にはｎx・ｎy＝０となるため、本実施形態では、相違度ｄ3（ｎx・ｎy）は、ｎx・ｎy＝０のときに最大値（例えば８）、ｎx・ｎy＝１のときに最小値（＝１）となる減少関数である。なお、面の表裏が明確になっている場合には、ｎx・ｎy＝―１、すなわち、法線ベクトルｎxと法線ベクトルｎyとが反対方向を向いている場合に、最大値（例えば８）となるように設定しても構わない。
【００４２】
相違度ｄ4は、第１比較点ｘが属する面素の平坦性と、第２比較点ｙが属する面素の平坦性との相違度を表すものである。本実施形態では、面素の平坦性は、面素の各比較点における単位法線ベクトルの分散値を用いている。面素が平坦な場合には、面素中の各比較点における単位法線ベクトルは略同一となるため、これらの単位法線ベクトルの分散値は小さくなる。一方、面素が湾曲している場合には、面素中の各比較点における単位法線ベクトルはばらばらとなるため、これらの単位法線ベクトルの分散値は大きくなる。本実施形態ではこの特性を利用して、相違度ｄ4（｜σx−σy｜）は｜σx−σy｜＝０のときに１である増加関数としている。なお、σxは第１比較点ｘが属する面素の各比較点における単位法線ベクトルの分散値であり、σyは第２比較点ｙが属する面素の各比較点における単位法線ベクトルの分散値である。なお、面素の平坦性として曲率等を用いても構わない。
【００４３】
相違度ｄ5は、第１比較点ｘが属する面素の隣接性と、第２比較点ｙが属する面素の隣接性との相違度を表すものである。本実施形態では、面素の隣接性とは、面素を構成する辺のうち、他の面素に接続している辺の割合をいう。例えば、面素が４辺により構成されており、そのうちの２辺が他の面素に接続しており、他の２辺は他の面素に接続していない場合には、隣接性は２／４＝０．５となる。本実施形態では、相違度ｄ5（｜Ｒx−Ｒy｜）は｜Ｒx−Ｒy｜＝０のときに１である増加関数である。なお、Ｒxは第１比較点ｘが属する面素の隣接性であり、Ｒyは第２比較点ｙが属する面素の隣接性である。
【００４４】
このように、一組の第１比較点ｘと第２比較点ｙとの相違度ｄの算出が完了すると、これらの比較点対と相違度ｄとを関連付けて、メモリ（図示せず）に記憶させる。そして、未処理の第２比較点ｙの有無をチェックし（＃１９）、未処理の第２比較点ｙが存在すれば（＃１９のＹｅｓ分岐）処理を＃１７に移行し、相違度ｄの算出を行う。
【００４５】
一方、未処理の第２比較点が存在しない場合には（＃１９のＮｏ分岐）、未処理の第１比較点の有無をチェックする（＃２０）。未処理の第１比較点が存在する場合には（＃２０のＹｅｓ分岐）、処理を＃１６に移行し、未処理の第１比較点がなくなるまで（＃２０のＮｏ分岐）上述の処理を繰り返す。
【００４６】
このようにして、比較対象図形に設定された全ての比較点と、ひな形に設定された比較点との相違度が特徴量として算出される。
【００４７】
図４は、対応面検出処理の流れを示すフローチャートである。比較点−面素対応付部３１は、上述の処理によって算出された特徴量に基づいて、比較対象図形に設定された各比較点と、ひな形図形の面素との対応付けを行う（＃３１）。具体的には、比較対象図形に設定された各比較点（本実施形態では第１比較点ｘ）に関する相違度ｄ（ｘ，ｙi）が最小となる第２比較点ｙiを求め、その第２比較点ｙiが属する面素を求める。この処理結果は、メモリに一時的に記憶される。
【００４８】
次に、面素対応度算出部３２は、比較対象図形の面素とひな形図形の各々の面素と面素対応度を算出する（＃３２）。図５を用いて具体的な処理を説明する。図５の上段はひな形図面の面素、下段は比較対象図面の面素であり、比較対象図面の面素ｓに対して設定された比較範囲に、ひな形図面の面素ａ〜ｆが含まれている。また、図中の矢印は比較点−面素対応付部３１によって求められた比較点と面素との対応を示している。以下、比較範囲に含まれる面素の集合を比較対象面素群と称する。
【００４９】
まず、面素対応度算出部３２は、比較対象図形から一の面素ｓを選択する。この例では、面素ｓには１０点の比較点が設定されており、図に示すように、１０点のうち８点が面素ｃに対応付けられ、１点が面素ｄ、１点が面素ｅに対応付けられている。本実施形態では、この対応付けの割合を面素対応度としている。したがって、比較対象図形の面素ｓの面素対応度ｃｏｒｒ（）は、ｃｏｒｒ（ｓ，ａ）＝０，ｃｏｒｒ（ｓ，ｂ）＝０,ｃｏｒｒ（ｓ，ｃ）＝８／１０＝０．８，ｃｏｒｒ（ｓ，ｄ）＝１／１０＝０．１，ｃｏｒｒ（ｓ，ｅ）＝１／１０＝０．１，ｃｏｒｒ（ｓ，ｆ）＝０となる。この処理を比較対象図形の全ての面素に対して行い、処理結果をメモリに一次的に記憶する。
【００５０】
面素対応度調整部３３は、面素対応度算出部３２によって算出された面素対応度を、調整対象となっている面素の周囲の面素の面素対応度と、ひな形図形における面素の配置とに基づいて調整する（＃３３）。本実施形態では、以下の２種類の調整を行う。
【００５１】
〔調整方法１〕
調整方法１は、比較対象面素群の中に他の面素の面積よりも非常に小さな面積の面素（以下、微小面素と称する）が存在し、その微小面素に対応する比較点が存在する場合に、その微小面素に対する面素対応度の調整を行うものである。面素の面積が非常に小さいか否かの判定は、例えば、比較対象面素群のうちの最大面積に対する最小面積の比率と所定閾値とを比較することにより行われる。ここで、図５の例において、面素ｄが微小面素であるとすると、上述のように、面素ｓの比較点のうち面素ｄに対応付けられている比較点が存在する。したがって、面素ｄに対する面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｄ）に対する調整が行われる。具体的には、面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｄ）が減少するように調整が行われる。例えば、ｃｏｒｒ（ｓ，ｄ）−＝０．０５とすることができるが、減少割合は適宜変更可能である。
【００５２】
〔調整方法２〕
調整方法２は、ひな形の面素の並びと、比較対象図形の調整対象となっている面素の周辺の面素の面素対応度に応じて面素対応度を調整するものである。図５の例を用いて具体的な調整方法を説明する。調整対象となっている面素ｓは非零の面素対応度が３つあるため、これらを個別に調整する。なお、比較対象図形の調整対象となっている面素ｓは面素ｒと面素ｔとに隣接しており、面素ｒに係る各面素対応度はｃｏｒｒ（ｒ，ａ）＝０．０５、ｃｏｒｒ（ｒ，ｂ）＝０．８、ｃｏｒｒ（ｒ，ｃ）＝０．０５、面素ｔに係る各面素対応度はｃｏｒｒ（ｔ，ｃ）＝０．０５、ｃｏｒｒ（ｔ、ｄ）＝０．８、ｃｏｒｒ（ｔ，ｅ）＝０．０５であるとする。
【００５３】
まず、面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｃ）の調整を考える。比較対象図形の面素ｓがひな形図形の面素ｃに対応すると仮定すると、比較対象図形の面素ｒ，ｓ，ｔがそれぞれひな形図形の面素ｂ，ｃ，ｄに対応しなければならない。そのため、まず、比較対象図形の面素ｒがひな形図形の面素ｂに対応するか否かを判定する。具体的には、面素ｒの面素対応度ｃｏｒｒ（ｒ，ｂ）が閾値（例えば、０．７５）以上であるか否かをチェックする。このとき、ｃｏｒｒ（ｒ，ｂ）が閾値以上であれば、面素ｒが面素ｂに対応する可能性が高く、さらに面素ｓが面素ｃに対応する可能性が高いと判断して、面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｃ）に対して所定値（例えば、０．０２）を付加する。同様に、面素ｔの面素対応度ｃｏｒｒ（ｔ，ｄ）が閾値以上であるか否かをチェックし、ｃｏｒｒ（ｒ，ｂ）が閾値以上であれば、面素ｔが面素ｄに対応する可能性が高く、面素ｓが面素ｃに対応する可能性が高いと判断して、面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｃ）に対して所定値を付加する。これにより、面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｃ）＝０．８４となる。なお、ここで面素対応度を調整するために所定値を付加したが、調整対象の面素に隣接する面素対応度の値に応じて付加する値を変更する構成としても構わない。例えば、ｃｏｒｒ（ｔ，ｄ）＝０．８の場合には、ｃｏｒｒ（ｓ，ｃ）＋＝０．０２とし、ｃｏｒｒ（ｔ，ｄ）＝１．０の場合には、ｃｏｒｒ（ｓ，ｃ）＋＝０．０３とすることもできる。
【００５４】
次に、面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｂ）の調整を考える。比較対象図形の面素ｓがひな形図形の面素ｂに対応すると仮定すると、比較対象図形の面素ｒ，ｓ，ｔがそれぞれひな形図形の面素ａ，ｂ，ｃに対応しなければならない。そのため、まず、比較対象図形の面素ｒがひな形図形の面素ａに対応するか否かを判定する。上述したように、ｃｏｒｒ（ｒ，ａ）＝０．０５＜閾値であるため、面素ｒが面素ａに対応する可能性は低い。同様に、面素ｔの面素対応度ｃｏｒｒ（ｔ，ｃ）＝０．０５＜閾値であるため、面素ｔが面素ｃに対応する可能性は低い。したがって、面素ｓが面素ｂに対応する可能性は低いと判断され、面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｂ）から所定値（例えば、０．０５）を減じる。これにより、面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｂ）＝０．０５となる。
【００５５】
面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｄ）の調整も同様に、比較対象図形の面素ｓがひな形図形の面素ｄに対応すると仮定すると、比較対象図形の面素ｒ，ｓ，ｔがそれぞれひな形図形の面素ｃ，ｄ，ｅに対応しなければならない。そこで、面素対応度ｃｏｒｒ（ｒ，ｃ）、ｃｏｒｒ（ｔ，ｅ）と閾値とを比較すると、いずれも閾値未満である。したがって、面素ｓが面素ｄに対応する可能性は低いと判断して、面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｄ）から所定値を減じる。これにより、面素対応度ｃｏｒｒ（ｓ，ｄ）＝０．０となる。
【００５６】
このように、調整対象となっている面素の周囲の面素対応度に基づいて、比較対象図形での面素の配置と、ひな形図形における面素の配置とを比較することにより、面素対応度の調整を行うことにより、面素の対応関係の正確さを向上させることができる。
【００５７】
なお、本実施形態の調整方法では、調整対象となっている面素に接している面素の面素対応度のみを考慮したが、所定範囲の面素の面素対応度を考慮して調整を行っても構わない。
【００５８】
このようにして、比較対象図形の各面素の面素対応度が求められると、対応面検出部３４は、比較対象図形の面素を面に統合することにより、対応面を検出する（＃３４）。具体的な処理を図６から図９のフローチャートを用いて説明する。
【００５９】
まず、ひな形図形の一の面に属する面素に対する面素対応度が所定閾値（例えば、０．４）以上であり、かつ、辺を共有する比較対象図形の面素をグループ化する（＃４１）。例えば、ひな形図形の面Ａが面素ａ１，ａ２，ａ３，ａ４から構成されているとする。また、比較対象図形での面素が図１０の配置となっており、ｃｏｒｒ（ｒ，ａ１）＝０．５、ｃｏｒｒ（ｓ，ａ２）＝０．６、ｃｏｒｒ（ｔ，ａ３）＝０．４、ｃｏｒｒ（ｕ，ａ４）＝０．８、ｃｏｒｒ（ｘ，ａ１）＝０．４、ｃｏｒｒ（ｙ、ａ２）＝０．４であるとする。このとき、面素ｒ，ｓは辺を共有し、ｃｏｒｒ（ｒ，ａ１）＞０．４、ｃｏｒｒ（ｓ，ａ２）＞０．４であるため、面素ｒ，ｓはグループ化される。さらに、面素ｓ，ｔは辺を共有し、面素ｔ，ｕは辺を共有し、ｃｏｒｒ（ｔ，ａ３）＞０．４、ｃｏｒｒ（ｕ，ａ４）＞０．４であるため、最終的に面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝が生成される。同様に、面素集合｛ｘ、ｙ｝が生成される。このとき、面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝は雛形図形の面Ａに仮に対応付けられ、面素集合｛ｘ，ｙ｝はひな形図形の面Ａに仮に対応付けられる。以下の説明では、仮に対応付けられた面を仮対応面と称する。
【００６０】
このようにして面素集合が生成されると、まず、一の面素集合を選択し（＃４２）、選択された面素集合に含まれる面素に設定されている比較点における単位法線ベクトルと、その面素集合の仮対応面（面素）に設定されている比較点における単位法線ベクトルとの内積を算出する（＃４３）。
【００６１】
次に、面素集合が占有する空間の大きさと、その面素集合の仮対応面が占有する空間の大きさとの差異を算出する（＃４４）。ここで、面素集合や面が占有する空間とは、それらに外接する直方体であり、占有する空間の大きさとはその直方体の体積である。
【００６２】
ここで、算出された法線ベクトルの内積どうしが一致し、占有空間の大きさに差異がない場合には（＃４５のＹｅｓ分岐）、その面素集合を仮対応面に正式に対応させる（＃４６）。すなわち、その仮対応面が、この面素集合が構成する面に対応する面として検出される。
【００６３】
例えば、面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝が上述の条件を満たすとすると、面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝はひな形図形の面Ａに対応付けられる。すなわち、面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝に対応する面として、面Ａが検出される。このとき、面素集合｛ｘ，ｙ｝は面Ａには対応付けられない。なお、ここでの一致、差異がないとは、厳密な意味だけでなく、差異が極めて小さい場合をも含んでいる。
【００６４】
この処理を全ての面素集合に対して行い（＃４２〜＃４７）、全ての面素集合に面が対応付けられていれば（＃４８のＮｏ分岐）、処理は終了する。一方、面に対応付けられていない面素集合が存在する場合には、その面素集合に対して以下の処理が進められる。
【００６５】
まず、ひな形図形の面に対応付けられていない面素集合から、同一の仮対応面を有する面素集合を選択し（＃４９）、その仮対応面の占有空間を拡大する（＃５０）。占有空間の拡大は、各軸の正負方向にそれぞれ所定値（例えば、２０ｍｍ）拡大する等により行う。そして、図８のフローチャートに則って、仮対応面の拡大した占有空間に対する面素集合の占有空間の重複率（以下、占有空間重複率と称する）、および、面素集合の面対応度に基づいて面への対応付けが行われる（＃５１）。
【００６６】
ここで、面素集合の面対応度とは、占有空間重複率が最も大きい面素集合では、その面素集合に属する面素の仮対応面に対応する面素対応度のうちの最小値を用い、それ以外の面素集合では、その面素集合に属する面素の仮対応面に対応する面素対応度のうちの最大値を用いる。例えば、仮対応面Ａを有する面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝，｛ｘ，ｙ｝，｛ｚ｝があり、面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝の占有空間重複率が最も大きいとする。また、面素対応度ｃｏｒｒ（ｒ，ａ１）＝０．４、ｃｏｒｒ（ｓ，ａ２）＝０．５、ｃｏｒｒ（ｔ，ａ３）＝０．４５、ｃｏｒｒ（ｕ，ａ４）＝０．７、ｃｏｒｒ（ｘ，ａ５）＝０．８、ｃｏｒｒ（ｙ，ａ６）＝０．４，ｃｏｒｒ（ｚ，ａ７）＝０．５であるとする。なお、ａ１〜ａ７は面Ａに属する面素である。このとき、面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝は占有空間重複率が最大であるため、その面対応度は面素対応度ｃｏｒｒ（ｒ，ａ１）＝０．４、ｃｏｒｒ（ｓ，ａ２）＝０．５、ｃｏｒｒ（ｔ，ａ３）＝０．４５、ｃｏｒｒ（ｕ，ａ４）＝０．７のうちの最小値である０．４となる。一方、面素集合｛ｘ，ｙ｝の面対応度は最大面素対応度の０．８、面素集合｛ｚ｝の面対応度は０．５となる。
【００６７】
上述のように、占有空間重複率および面対応度が求められると、まず、一の面素集合が選択される（＃６１）。そして、その面素集合の占有空間重複率と面対応度に応じて処理を行う。具体的には、占有空間重複率が０．９以上、かつ、面対応度が０．８以上の場合（＃６２のＹｅｓ分岐）には、その面素集合を仮対応面に正式に対応付けする（＃６４）。また、占有空間重複率が０．８以上、かつ、面対応度が０．９以上の場合（＃６３のＹｅｓ分岐）にも、その面素集合を仮対応面に正式に対応付けする（＃６４）。一方、占有空間重複率が０．２未満、かつ、面対応度が０．５未満の場合（＃６５のＹｅｓ分岐）には、その面素集合を仮対応面に対応付けしない（＃６４）。これらの条件の全てを満たさない場合には（＃６２のＮｏ分岐、＃６３のＮｏ分岐、＃６５のＮｏ分岐）、この面素集合に対する面への対応付け処理は保留される。この処理を全ての面素集合に対して実行する（＃６１〜＃６７）。なお、＃６４の処理で仮対応面に対応付けされなかった面素集合は、仮対応面に正式に対応付けられた面素集合が存在しない場合には、処理は保留に変更される。
【００６８】
ここでは、上述の例において、面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝が仮対応面Ａに正式に対応付けられ、面素集合｛ｘ，ｙ｝および｛ｚ｝が保留されているものとする。
【００６９】
次に、保留された面素集合に対して、面素と仮対応面との距離に基づく面への対応付けが行われる（＃５２）。具体的には、図９のフローチャートの処理が行われる。
【００７０】
まず、同一の仮対応面を有する面素集合（既に、正式に面に対応付けられている面素集合を含む）から基準面素集合を選択する（＃７１）。基準面素集合としては、まず、占有空間重複率が０．８かつ面対応度が０．９以上の面素集合が選択される。この条件を満たす面素集合が複数存在する場合には、面対応度が大きいものを基準面素集合とする。一方、この条件を満たす面素集合が存在しない場合には、面対応度が最も大きい面素集合を基準面素集合とする。ここでは、面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝が基準面素集合として選択されるものとする。
【００７１】
次に、基準面素集合と正式な対応付けが行われている面素集合に対して、各面素と仮対応面との距離（以下、面素−面間距離と称する）を算出する（＃７２）。面素−面間距離は、例えば、面素に設定されている比較点とその比較点が対応するひな形図形の比較点との距離とすることができる。
【００７２】
次に、基準面素集合の各面素の面素−面間距離のうち最大となるものに基づいて閾値を設定する（＃７３）。例えば、最大の面素−面間距離＋２ｍｍを閾値とする。
【００７３】
次に、基準面素集合以外の保留となっている面素集合から一の面素集合を選択し（＃７４）、選択された面素集合については、各面素の面素−面間距離のうち最小となるものをその面素集合の面間距離とする（＃７５）。
【００７４】
そして、面間距離が閾値以下であれば（＃７６のＹｅｓ分岐）、その選択された面素集合を仮対応面に正式に対応付ける（＃７７）。この処理を全ての面素集合に対して行う（＃７４〜＃７８）。
【００７５】
ここでは、面素集合｛ｘ，ｙ｝の面間距離が閾値以下であり、面素集合｛ｚ｝の面間距離が閾値よりも大きいとすると、面素集合｛ｘ，ｙ｝は仮対応面Ａに正式に対応付けられる。なお、仮対応面Ａには既に面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝が正式に対応付けられているため、面Ａは面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ｝と面素集合｛ｘ，ｙ｝の和集合により構成される面に対応することとなる。すなわち、面素集合｛ｒ，ｓ，ｔ，ｕ，ｘ，ｙ｝により構成される面に対応する面として、面Ａが検出される。
【００７６】
これらの一連の処理が終了すると、未処理の面素集合の有無がチェックされ（＃５３）、未処理の面素集合が存在する場合には（＃５３のＹｅｓ分岐）、処理を＃４９に移行し、上述の処理が繰り返される。
【００７７】
〔別実施形態〕
（１）特徴量抽出処理は、上述した方法に限定されるものではなく、本発明の対応面検出技術で使用可能な特徴量を算出可能であればいかなる方法を用いても構わない。
【００７８】
（２）ひな形図形と比較対象図形とのスケールや姿勢が一致している場合には、幾何学変換部２４を備えない構成とすることもできる。この場合には、ランドマークが不要となり、ひな形データ取得部２１や比較対象データ取得部２２のランドマーク取得処理も不要となる。また、特徴量抽出は、ひな形図形に設定された比較点と比較対象図形に設定された比較点との間で算出される。
【００７９】
（３）上述の実施形態では、特徴量抽出装置１および対応面検出装置３をＣＡＤ装置に組み込んだ構成としたが、特徴量抽出装置１および対応面検出装置３を別の装置とし構成することもできるし、特徴量抽出装置１および対応面検出装置３を１つの装置として構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、図面作成の様々な状況で利用することができる。例えば、ひな形図面に面名称を付しておいて、本発明に係る対応面検出装置によって対応面を検出すれば、比較対象図面の各面に対して面名称を自動的に付与することができる。同様に、各面の材質やクリアランス等の製造時に必要な情報を付与したひな形図形（以下、ひな形図面と称する）を用いれば、比較対象図面の各面に対してこれらの情報を自動的に付与することができる。これにより、ひな形図面を資産として活用できる。すなわち、新たな図面（比較対象図面）を作成する際に、形状データを与えるだけで、他の必要な情報をひな形図面から取得し、利用できる。これにより、を省力化することができる。
【符号の説明】
【００８１】
３：対応面検出装置
３１：比較点−面素対応付部
３２：面素対応度算出部
３３：面素対応度調整部
３４：対応面検出部
【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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【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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