JP2016192143A - Simulation method, simulation device, and computer program - Google Patents

Simulation method, simulation device, and computer program Download PDF

Info

Publication number
JP2016192143A
JP2016192143A JP2015072729A JP2015072729A JP2016192143A JP 2016192143 A JP2016192143 A JP 2016192143A JP 2015072729 A JP2015072729 A JP 2015072729A JP 2015072729 A JP2015072729 A JP 2015072729A JP 2016192143 A JP2016192143 A JP 2016192143A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
determination
objects
moving
determined
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015072729A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6540164B2 (en
Inventor
光太郎 ▲杉▼原
光太郎 ▲杉▼原
Kotaro Sugihara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP2015072729A priority Critical patent/JP6540164B2/en
Publication of JP2016192143A publication Critical patent/JP2016192143A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6540164B2 publication Critical patent/JP6540164B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for simulating a three-dimensional space in which a plurality of objects including a tabular object are placed.SOLUTION: A method repeatedly executes: a movement object selection step S12 for selecting at least one movement object to be moved from among a plurality of objects; a movement information generation step S14 for generating movement information indicating a manner of how the movement object is moved; an object movement step S16 for generating a provisional spatial state data including information relating to the placement state of at least the movement object in the three-dimensional space after the movement object is moved on the basis of the movement information; an interference determination step S70 for determining whether or not the plurality of objects are interfering each other in the three-dimensional space; and a next state determination step S18 which, when it is determined that the plurality of objects are not interfering each other, defines information indicating the placement states of the plurality of objects in the three-dimensional space after the movement object is moved on the basis of the movement information as new spatial state data.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はシミュレーション方法、シミュレーション装置、およびコンピュータプログラムに関する。   The present invention relates to a simulation method, a simulation apparatus, and a computer program.

粉体や粒子等を使用する各種製品の製造プロセスの研究開発のため、三次元空間における複数物体の混合、充填等に関するシミュレーション技術が必要とされている。特許文献1には、離散要素法に基づいて粒子の攪拌状態をシミュレーションすることが記載されている。   In order to research and develop manufacturing processes for various products that use powder, particles, etc., a simulation technique for mixing and filling a plurality of objects in a three-dimensional space is required. Patent Document 1 describes that a stirring state of particles is simulated based on a discrete element method.

特開2000−214134号公報JP 2000-214134 A

工業的に用いられる粉体や粒子等の形状は球状に限らず多様化しており、そのような場合にも利用可能なシミュレーション方法が求められている。   The shapes of powders and particles used industrially are not limited to spherical shapes and are diversified, and there is a need for simulation methods that can be used in such cases.

しかし、特許文献1の方法では、各粒子を球としてモデル化しており、形状に異方性がある板状の粒子等を正確に扱うことができなかった。   However, in the method of Patent Document 1, each particle is modeled as a sphere, and plate-like particles having anisotropy in shape cannot be handled accurately.

特に、板状の物体を含む複数の物体が配置された三次元空間において、物体の位置と向きの要素を含んだ配置状態をシミュレーションする方法が、必要とされていた。   In particular, a method for simulating an arrangement state including elements of the position and orientation of an object in a three-dimensional space where a plurality of objects including a plate-like object are arranged is required.

本発明は、板状の物体を含む複数の物体が配置された三次元空間のシミュレーション方法を提供する。   The present invention provides a simulation method for a three-dimensional space in which a plurality of objects including a plate-like object are arranged.

本発明によれば、
複数の物体が配置された三次元空間のシミュレーション方法であって、
前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す空間状態データを取得し、前記複数の物体の内、移動させようとする少なくとも1つの移動対象物を選択する移動対象物選択工程と、
前記移動対象物をどのように移動させるかを示す移動情報を生成する移動情報生成工程と、
前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における少なくとも前記移動対象物の配置状態に関する情報を含む、仮空間状態データを生成する対象物移動工程と、
前記仮空間状態データに基づき、前記三次元空間において前記複数の物体が互いに干渉しているか否かを判定する干渉判定工程と、
前記干渉判定工程において、前記複数の物体が互いに干渉していないと判定された場合に、前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す情報を新たな前記空間状態データとし、干渉していると判定された場合に、前記空間状態データを変更しない、次状態決定工程と、
を行う状態変更処理を繰り返し行い、
前記対象物移動工程では、前記移動対象物の平行移動および回転移動のうち少なくとも一方を行い、
前記複数の物体の少なくとも1つは板状の物体である、
シミュレーション方法
が提供される。
According to the present invention,
A simulation method of a three-dimensional space in which a plurality of objects are arranged,
A moving object selection step of acquiring space state data indicating an arrangement state of the plurality of objects in the three-dimensional space, and selecting at least one moving object to be moved among the plurality of objects;
A movement information generating step for generating movement information indicating how to move the moving object;
An object moving step of generating temporary space state data, including information on an arrangement state of at least the moving object in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information;
An interference determination step for determining whether or not the plurality of objects interfere with each other in the three-dimensional space based on the temporary space state data;
Arrangement of the plurality of objects in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information when it is determined in the interference determination step that the plurality of objects do not interfere with each other Information indicating a state is the new space state data, and when it is determined that there is interference, the next state determination step that does not change the space state data; and
Repeat the state change process to perform
In the object moving step, at least one of parallel movement and rotational movement of the moving object is performed,
At least one of the plurality of objects is a plate-like object;
A simulation method is provided.

本発明によれば、
複数の物体が配置された三次元空間のシミュレーション装置であって、
前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す空間状態データを取得し、前記複数の物体の内、移動させようとする少なくとも1つの移動対象物を選択する移動対象物選択部と、
前記移動対象物をどのように移動させるかを示す移動情報を生成する移動情報生成部と、
前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における少なくとも前記移動対象物の配置状態に関する情報を含む、仮空間状態データを生成する対象物移動部と、
前記仮空間状態データに基づき、前記三次元空間において前記複数の物体が互いに干渉しているか否かを判定する干渉判定部と、
前記干渉判定部において、前記複数の物体が互いに干渉していないと判定された場合に、前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す情報を新たな前記空間状態データとし、干渉していると判定された場合に、前記空間状態データを変更しない、次状態決定部と、
を含む状態変更処理部を備え、
前記状態変更処理部は、前記移動対象物選択部、前記移動情報生成部、前記対象物移動部、前記干渉判定部、および前記次状態決定部を動作させる状態変更処理を繰り返し行い、
前記対象物移動部は、前記移動対象物の平行移動および回転移動のうち少なくとも一方を行い、
前記複数の物体の少なくとも1つは板状の物体である、
シミュレーション装置
が提供される。
According to the present invention,
A three-dimensional simulation apparatus in which a plurality of objects are arranged,
A moving object selection unit that acquires space state data indicating an arrangement state of the plurality of objects in the three-dimensional space, and selects at least one moving object to be moved among the plurality of objects;
A movement information generating unit that generates movement information indicating how to move the moving object;
An object moving unit that generates temporary space state data including at least information regarding an arrangement state of the moving object in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information;
An interference determination unit that determines whether or not the plurality of objects interfere with each other in the three-dimensional space based on the temporary space state data;
Arrangement of the plurality of objects in the three-dimensional space after the movement target is moved based on the movement information when the interference determination unit determines that the plurality of objects do not interfere with each other Information indicating a state is the new space state data, and when it is determined that there is interference, the next state determination unit that does not change the space state data;
Including a state change processing unit including
The state change processing unit repeatedly performs a state change process that operates the moving object selection unit, the movement information generation unit, the object movement unit, the interference determination unit, and the next state determination unit,
The object moving unit performs at least one of a parallel movement and a rotational movement of the moving object,
At least one of the plurality of objects is a plate-like object;
A simulation device is provided.

本発明によれば、
複数の物体が配置された三次元空間のシミュレーション装置を実現するためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す空間状態データを取得し、前記複数の物体の内、移動させようとする少なくとも1つの移動対象物を選択する移動対象物選択手段と、
前記移動対象物をどのように移動させるかを示す移動情報を生成する移動情報生成手段と、
前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における少なくとも前記移動対象物の配置状態に関する情報を含む、仮空間状態データを生成する対象物移動手段と、
前記仮空間状態データに基づき、前記三次元空間において前記複数の物体が互いに干渉しているか否かを判定する干渉判定手段と、
前記干渉判定手段において、前記複数の物体が互いに干渉していないと判定された場合に、前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す情報を新たな前記空間状態データとし、干渉していると判定された場合に、前記空間状態データを変更しない、次状態決定手段と、
を含む状態変更処理手段として機能させ、
前記状態変更処理手段は、前記移動対象物選択手段、前記移動情報生成手段、前記対象物移動手段、前記干渉判定手段、および前記次状態決定手段を動作させる状態変更処理を繰り返し行い、
前記対象物移動手段は、前記移動対象物の平行移動および回転移動のうち少なくとも一方を行い、
前記複数の物体の少なくとも1つは板状の物体である、
コンピュータプログラム
が提供される。
According to the present invention,
A computer program for realizing a three-dimensional space simulation apparatus in which a plurality of objects are arranged,
Computer
Moving object selection means for acquiring space state data indicating an arrangement state of the plurality of objects in the three-dimensional space, and selecting at least one moving object to be moved among the plurality of objects;
Movement information generating means for generating movement information indicating how to move the moving object;
An object moving means for generating temporary space state data including information on an arrangement state of at least the moving object in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information;
Interference determining means for determining whether the plurality of objects interfere with each other in the three-dimensional space based on the temporary space state data;
Arrangement of the plurality of objects in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information when the interference determination unit determines that the plurality of objects do not interfere with each other Information indicating a state is used as the new space state data, and when it is determined that there is interference, a next state determination unit that does not change the space state data;
Function as a state change processing means including
The state change processing means repeatedly performs a state change process for operating the moving object selecting means, the movement information generating means, the object moving means, the interference determining means, and the next state determining means,
The object moving means performs at least one of a parallel movement and a rotational movement of the moving object,
At least one of the plurality of objects is a plate-like object;
A computer program is provided.

本発明によれば、板状の物体を含む複数の物体が配置された三次元空間のシミュレーション方法が提供される。   According to the present invention, a simulation method of a three-dimensional space in which a plurality of objects including a plate-like object are arranged is provided.

実施形態に係るシミュレーション方法のフローである。It is a flow of the simulation method concerning an embodiment. 三次元空間中の複数の物体の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the some object in three-dimensional space. 実施形態に係る円板状の物体の形状を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shape of the disk-shaped object which concerns on embodiment. 実施形態に係るシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the simulation apparatus which concerns on embodiment. 板状の物体と外部領域とが干渉するか否かの判定方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination method of whether a plate-shaped object and an external area | region interfere. 実施形態に係る干渉判定工程のフローである。It is the flow of the interference determination process which concerns on embodiment. 実施形態に係る干渉判定部のブロック図である。It is a block diagram of the interference determination part which concerns on embodiment. 座標定義工程で定義する直交座標系を示す図である。It is a figure which shows the orthogonal coordinate system defined by a coordinate definition process. 投影像判定工程および立体判定工程の内容を示すフローである。It is a flow which shows the content of a projection image determination process and a solid determination process. 第1基準面判定工程の内容を示すフローである。It is a flow which shows the content of the 1st reference plane determination process. (a)は、第1基準面における第1対象物の投影像と、第2対象物の投影像の例を示す模式図であり、(b)は、第1部分判定工程について説明するための模式図である。(A) is a schematic diagram which shows the example of the projection image of the 1st target object in a 1st reference plane, and the projection image of a 2nd target object, (b) is for demonstrating a 1st partial determination process. It is a schematic diagram. (a)は、第1基準面における第1対象物の投影像と、第2対象物の投影像とを示す模式図であり、(b)は、本実施形態に係る第3領域を示す図である。(A) is a schematic diagram which shows the projection image of the 1st target object in a 1st reference plane, and the projection image of a 2nd target object, (b) is a figure which shows the 3rd area | region which concerns on this embodiment. It is. (a)は、第2基準面における第1対象物の投影像と、第2対象物の投影像の例を示す模式図であり、(b)は、第1判定領域を示す図である。(A) is a schematic diagram which shows the example of the projection image of the 1st target object in a 2nd reference plane, and the projection image of a 2nd target object, (b) is a figure which shows a 1st determination area | region. (a)および(b)は、判定対象線および判定対象点を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows a determination target line and a determination target point. (a)は、判定領域Aを示す図、(b)は、判定領域Bを示す図、(c)は、判定領域Cを示す図である。(A) is a diagram showing a determination region A, (b) is a diagram showing a determination region B, and (c) is a diagram showing a determination region C. 一つの判定対象点が第1判定領域内にあるか否かを判定する工程のフローである。It is the flow of the process of determining whether one determination object point exists in a 1st determination area | region. (a)は、第3基準面における第1対象物の投影像と、第2対象物の投影像の例を示す模式図であり、(b)は、第2判定領域を示す図であり、(c)は、第2判定領域と分割領域の関係を示す図である。(A) is a schematic diagram which shows the example of the projection image of the 1st target object in a 3rd reference plane, and the projection image of a 2nd target object, (b) is a figure which shows a 2nd determination area | region, (C) is a figure which shows the relationship between a 2nd determination area | region and a division area. 三角形OAと、第2対象物の投影像の中心点Pの位置関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of positional relationship of triangle OA i A j and the center point P of the projection image of a 2nd target object. (a)は板状の物体と球状の物体との配置関係の例を示す斜視図である。(b)は、板状の物体の上面の中心、板状の物体の下面の中心、および球状の物体の中心を含む平面における、板状の物体と球状の物体の断面図である。(A) is a perspective view which shows the example of arrangement | positioning relationship between a plate-shaped object and a spherical object. FIG. 4B is a cross-sectional view of the plate-like object and the spherical object on a plane including the center of the upper surface of the plate-like object, the center of the lower surface of the plate-like object, and the center of the spherical object. 板状の物体の断面と球状の物体の断面とが重なるか否かの判定方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination method whether the cross section of a plate-shaped object and the cross section of a spherical object overlap.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

なお、以下に示す説明において、シミュレーション装置100の状態変更処理部24、移動対象選択部12、移動情報生成部14、対象物移動部16、干渉判定部70、次状態決定部18、乱雑度判定部22、記憶部26、判定対象物選択部10、座標定義部20、投影像判定部30、第1基準面判定部32、第2基準面判定部34、第3基準面判定部36、および立体判定部40は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。シミュレーション装置100の状態変更処理部24、移動対象選択部12、移動情報生成部14、対象物移動部16、干渉判定部70、次状態決定部18、乱雑度判定部22、記憶部26、判定対象物選択部10、座標定義部20、投影像判定部30、第1基準面判定部32、第2基準面判定部34、第3基準面判定部36、および立体判定部40は、任意のコンピュータのCPU、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。   In the following description, the state change processing unit 24, the movement target selection unit 12, the movement information generation unit 14, the object movement unit 16, the interference determination unit 70, the next state determination unit 18, and the degree of randomness determination of the simulation apparatus 100 will be described. Unit 22, storage unit 26, determination target selection unit 10, coordinate definition unit 20, projection image determination unit 30, first reference surface determination unit 32, second reference surface determination unit 34, third reference surface determination unit 36, and The solid determination unit 40 is not a hardware unit configuration but a functional unit block. State change processing unit 24, movement target selection unit 12, movement information generation unit 14, object movement unit 16, interference determination unit 70, next state determination unit 18, randomness determination unit 22, storage unit 26, determination of simulation apparatus 100 The object selection unit 10, the coordinate definition unit 20, the projection image determination unit 30, the first reference plane determination unit 32, the second reference plane determination unit 34, the third reference plane determination unit 36, and the three-dimensional determination unit 40 are arbitrary. Realized by any combination of hardware and software, mainly the computer CPU, memory, the program that implements the components shown in the figure loaded in the memory, the storage medium such as the hard disk that stores the program, and the network connection interface Is done. There are various modifications of the implementation method and apparatus.

図1は、本実施形態に係るシミュレーション方法のフローである。図2は、三次元空間中の複数の物体50の例を示す模式図である。本実施形態に係るシミュレーション方法は、複数の物体50が配置された三次元空間のシミュレーション方法である。本実施形態に係るシミュレーション方法では、移動対象選択工程S12、移動情報生成工程S14、対象物移動工程S16、干渉判定工程S70、および次状態決定工程S18を行う状態変更処理が繰り返し行われる。移動対象選択工程S12では、三次元空間における複数の物体50の配置状態を示す空間状態データが取得され、複数の物体50の内、移動させようとする少なくとも1つの移動対象物56が選択される。移動情報生成工程S14では、移動対象物56をどのように移動させるかを示す移動情報が生成される。対象物移動工程S16では、移動情報に基づき移動対象物56を移動させた後の、三次元空間における少なくとも移動対象物56の配置状態に関する情報を含む、仮空間状態データが生成される。干渉判定工程S70では、仮空間状態データに基づき、三次元空間において複数の物体50が互いに干渉しているか否かが判定される。次状態決定工程S18では、干渉判定工程S70において複数の物体50が互いに干渉していないと判定された場合に、移動情報に基づき移動対象物56を移動させた後の、三次元空間における複数の物体50の配置状態を示す情報が新たな空間状態データにされ、干渉していると判定された場合に、空間状態データが変更されない。対象物移動工程S16では、移動対象物56の平行移動および回転移動のうち少なくとも一方が行われる。複数の物体50の少なくとも1つは板状の物体である。以下に詳細に説明する。   FIG. 1 is a flow of the simulation method according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a plurality of objects 50 in the three-dimensional space. The simulation method according to the present embodiment is a simulation method for a three-dimensional space in which a plurality of objects 50 are arranged. In the simulation method according to the present embodiment, the state change process for performing the movement target selection step S12, the movement information generation step S14, the object movement step S16, the interference determination step S70, and the next state determination step S18 is repeatedly performed. In the movement target selection step S12, spatial state data indicating the arrangement state of the plurality of objects 50 in the three-dimensional space is acquired, and at least one movement target 56 to be moved is selected from the plurality of objects 50. . In the movement information generation step S14, movement information indicating how to move the movement target 56 is generated. In the object moving step S16, temporary space state data including information on at least the arrangement state of the moving object 56 in the three-dimensional space after the moving object 56 is moved based on the movement information is generated. In the interference determination step S70, it is determined whether or not the plurality of objects 50 interfere with each other in the three-dimensional space based on the temporary space state data. In the next state determination step S18, when it is determined in the interference determination step S70 that the plurality of objects 50 do not interfere with each other, the plurality of objects in the three-dimensional space after the movement target 56 is moved based on the movement information. When the information indicating the arrangement state of the object 50 is made into new space state data and it is determined that there is interference, the space state data is not changed. In the object moving step S16, at least one of the parallel movement and the rotational movement of the moving object 56 is performed. At least one of the plurality of objects 50 is a plate-like object. This will be described in detail below.

本実施形態に係るシミュレーション方法は、次状態決定工程S18の後に、乱雑度判定工程S22をさらに含む。乱雑度判定工程S22では、空間状態データに基づき、三次元空間において、複数の物体50の乱雑度を示す乱雑度データが生成され、乱雑度があらかじめ定めた基準を満たすか否かが判定される。そして、乱雑度が基準を満たさない場合、状態変更処理の繰り返しを続け、乱雑度が基準を満たす場合、状態変更処理の繰り返しを終了する。   The simulation method according to the present embodiment further includes a randomness determination step S22 after the next state determination step S18. In the randomness determination step S22, randomness data indicating the randomness of the plurality of objects 50 is generated in the three-dimensional space based on the space state data, and it is determined whether the randomness satisfies a predetermined criterion. . Then, when the degree of randomness does not satisfy the standard, the state change process is repeated, and when the degree of randomness satisfies the standard, the state change process is repeated.

なお、状態変更処理とは、移動対象選択工程S12、移動情報生成工程S14、対象物移動工程S16、干渉判定工程S70、および次状態決定工程S18を1度ずつ含む処理をいう。ここで、一度の状態変更処理によって、空間状態データが示す配置状態は、必ずしも変更されるとは限らず、変更される場合と、変更されない場合とがある。   The state change process is a process including the movement target selection step S12, the movement information generation step S14, the object movement step S16, the interference determination step S70, and the next state determination step S18 once. Here, the arrangement state indicated by the space state data is not necessarily changed by one state change process, and may or may not be changed.

本実施形態に係るシミュレーション方法は、三次元空間における複数の物体50の配置状態をシミュレーションする方法である。複数の物体50の少なくとも1つは板状の物体である。本実施形態において、板状の物体は、円板状の物体である。   The simulation method according to the present embodiment is a method of simulating the arrangement state of a plurality of objects 50 in a three-dimensional space. At least one of the plurality of objects 50 is a plate-like object. In the present embodiment, the plate-shaped object is a disk-shaped object.

図3は、本実施形態に係る円板状の物体50の形状を示す斜視図である。ただし、物体50の形状は特に限定されない。ここで、板状とは平面図形と厚みlで決まる形状であり、円板状の場合、平面図形は半径rで決まる円である。なお、厚みは平面図形の幅より小さくても良いし、平面図形の幅以上であっても良い。複数の物体50は、同一の形状であっても良いし、それぞれ異なる形状であっても良い。または、複数の物体50には複数種類の形状の物体が含まれてもよい。本実施形態において、以下では、板状の物体50の表面のうち、平らな二つの面500をそれぞれ「主面」と呼ぶ。   FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the disk-shaped object 50 according to the present embodiment. However, the shape of the object 50 is not particularly limited. Here, the plate shape is a shape determined by a plane figure and a thickness l, and in the case of a disk shape, the plane figure is a circle determined by a radius r. The thickness may be smaller than the width of the plane figure, or may be greater than or equal to the width of the plane figure. The plurality of objects 50 may have the same shape or different shapes. Alternatively, the plurality of objects 50 may include objects having a plurality of types of shapes. In the present embodiment, the two flat surfaces 500 of the surface of the plate-like object 50 are hereinafter referred to as “main surfaces”.

各物体50の「配置状態」は、三次元空間における物体50の位置または板状の物体50の方向の少なくとも一方を含む情報で定義される。たとえば三次元空間において、各物体50の位置は、直交座標系における物体50の中心点の座標(x,y,z)で表される。そして、板状の物体50は位置と方向でその配置が定義される。ここで、物体50の中心点とは、物体50の重心であり、板状の物体50においては、厚み方向の中心、かつ主面に平行な断面における中心である。本実施形態において、三次元空間における板状の物体50の方向は、主面の法線ベクトルN(nxi,nyi,nzi)で表される。なお、法線ベクトルNは単位ベクトルであり、長さは1とする。ただし、三次元空間における物体50の位置及び向きは別の座標系等で表されても良い。 The “arrangement state” of each object 50 is defined by information including at least one of the position of the object 50 in the three-dimensional space and the direction of the plate-like object 50. For example, in the three-dimensional space, the position of each object 50 is represented by the coordinates (x i , y i , z i ) of the center point of the object 50 in the orthogonal coordinate system. The arrangement of the plate-like object 50 is defined by the position and direction. Here, the center point of the object 50 is the center of gravity of the object 50, and in the plate-like object 50, it is the center in the thickness direction and the center in a cross section parallel to the main surface. In the present embodiment, the direction of the plate-like object 50 in the three-dimensional space is represented by the normal vector N i (n xi , n yi , n zi ) of the main surface. The normal vector N i is a unit vector and has a length of 1. However, the position and orientation of the object 50 in the three-dimensional space may be represented by another coordinate system or the like.

図2に戻り、本実施形態に係る複数の物体50は、球状の物体をさらに含む。本実施形態では、複数の物体50が、円板状の物体と、球状の物体とからなる例について説明する。ただし、これに限定されず、複数の物体50は任意の形状のものから構成されて良い。   Returning to FIG. 2, the plurality of objects 50 according to the present embodiment further includes a spherical object. In the present embodiment, an example in which the plurality of objects 50 include a disk-shaped object and a spherical object will be described. However, the present invention is not limited to this, and the plurality of objects 50 may be formed of an arbitrary shape.

本実施形態において、複数の物体50の全ては、有限の体積を有する充填領域60内に配置される。充填領域60内で物体50を互いに干渉させないよう移動させていくことで、様々な配置状態を再現することができる。なお、充填領域60の形状は特に限定されない。たとえば充填領域60の形状は立方体や直方体等の多面体、球体、楕円回転体、柱状体、錐体等であり得る。   In the present embodiment, all of the plurality of objects 50 are disposed in the filling region 60 having a finite volume. By moving the objects 50 within the filling region 60 so as not to interfere with each other, various arrangement states can be reproduced. In addition, the shape of the filling area | region 60 is not specifically limited. For example, the shape of the filling region 60 may be a polyhedron such as a cube or a rectangular parallelepiped, a sphere, an elliptic rotating body, a columnar body, a cone, or the like.

たとえば、本実施形態に係るシミュレーション方法を用いて、空間、固体、または液体内に特定の体積充填率で充填される粒子等の様々な配置状態をモデル化することができる。また、その変化の過程を再現することができる。特に、位置および方向がある程度ランダム化された当該粒子等を再現することで、実態に近いモデルを得ることができる。具体的には、特定の充填領域内に整列させた物体を徐々にランダム化することで、所望の乱雑度を有するモデルを得ることができる。そしてそのようなモデルを用いて、研究開発において熱伝導率、電気抵抗率等の計算を行うことができる。   For example, by using the simulation method according to the present embodiment, various arrangement states such as particles filled at a specific volume filling rate in a space, a solid, or a liquid can be modeled. Moreover, the process of the change can be reproduced. In particular, a model close to the actual situation can be obtained by reproducing the particles and the like whose positions and directions are randomized to some extent. Specifically, a model having a desired degree of randomness can be obtained by gradually randomizing the objects aligned in a specific filling region. Using such a model, it is possible to calculate thermal conductivity, electrical resistivity, etc. in research and development.

図4は、本実施形態に係るシミュレーション装置100の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るシミュレーション装置100は、複数の物体50が配置された三次元空間のシミュレーション装置である。シミュレーション装置100は、状態変更処理部24を備える。状態変更処理部24は、移動対象選択部12、移動情報生成部14、対象物移動部16、干渉判定部70、および次状態決定部18を含む。移動対象選択部12は、三次元空間における複数の物体50の配置状態を示す空間状態データを取得する。そして、移動対象選択部12は、複数の物体50の内、移動させようとする少なくとも1つの移動対象物56を選択する(移動対象選択工程S12)。移動情報生成部14は、移動対象物56をどのように移動させるかを示す移動情報を生成する(移動情報生成工程S14)。対象物移動部16は、移動情報に基づき移動対象物56を移動させた後の、三次元空間における少なくとも移動対象物56の配置状態に関する情報を含む、仮空間状態データを生成する(対象物移動工程S16)。干渉判定部70は、仮空間状態データに基づき、三次元空間において複数の物体50が互いに干渉しているか否かを判定する(干渉判定工程S70)。次状態決定部18は、干渉判定部70において、複数の物体50が互いに干渉していないと判定された場合に、移動情報に基づき移動対象物56を移動させた後の、三次元空間における複数の物体50の配置状態を示す情報を新たな空間状態データとし、干渉していると判定された場合に、空間状態データを変更しない(次状態決定工程S18)。状態変更処理部24は、移動対象選択部12、移動情報生成部14、対象物移動部16、干渉判定部70、および次状態決定部18を動作させる状態変更処理を繰り返し行う。対象物移動部16は、移動対象物56の平行移動および回転移動のうち少なくとも一方を行う。以下で詳細を説明する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the simulation apparatus 100 according to the present embodiment.
The simulation apparatus 100 according to the present embodiment is a three-dimensional space simulation apparatus in which a plurality of objects 50 are arranged. The simulation apparatus 100 includes a state change processing unit 24. The state change processing unit 24 includes a movement target selection unit 12, a movement information generation unit 14, an object movement unit 16, an interference determination unit 70, and a next state determination unit 18. The movement target selection unit 12 acquires space state data indicating the arrangement state of the plurality of objects 50 in the three-dimensional space. Then, the movement target selection unit 12 selects at least one movement target 56 to be moved among the plurality of objects 50 (movement target selection step S12). The movement information generation unit 14 generates movement information indicating how to move the moving object 56 (movement information generation step S14). The object moving unit 16 generates temporary space state data including information on the arrangement state of at least the moving object 56 in the three-dimensional space after moving the moving object 56 based on the movement information (object movement Step S16). The interference determination unit 70 determines whether or not the plurality of objects 50 interfere with each other in the three-dimensional space based on the temporary space state data (interference determination step S70). When the interference determination unit 70 determines that the plurality of objects 50 do not interfere with each other, the next state determination unit 18 moves the moving object 56 based on the movement information, and then moves the moving object 56 in the three-dimensional space. The information indicating the arrangement state of the object 50 is used as new space state data, and when it is determined that there is interference, the space state data is not changed (next state determination step S18). The state change processing unit 24 repeatedly performs state change processing for operating the movement target selection unit 12, the movement information generation unit 14, the object movement unit 16, the interference determination unit 70, and the next state determination unit 18. The object moving unit 16 performs at least one of the parallel movement and the rotation movement of the moving object 56. Details will be described below.

本実施形態に係るシミュレーション装置100は、乱雑度判定工程S220を行う乱雑度判定部22および記憶部26をさらに備える。乱雑度判定部22は、空間状態データに基づき、三次元空間において、複数の物体50の乱雑度を示す乱雑度データを生成し、乱雑度があらかじめ定めた基準を満たすか否かを判定する。そして、乱雑度が基準を満たさない場合、状態変更処理の繰り返しを続け、乱雑度が基準を満たす場合、状態変更処理の繰り返しを終了する。各工程の内容を含め、以下に詳細を説明する。   The simulation apparatus 100 according to the present embodiment further includes a randomness determination unit 22 and a storage unit 26 that perform the randomness determination step S220. The randomness determination unit 22 generates randomness data indicating the randomness of the plurality of objects 50 in the three-dimensional space based on the spatial state data, and determines whether or not the randomness satisfies a predetermined criterion. Then, when the degree of randomness does not satisfy the standard, the state change process is repeated, and when the degree of randomness satisfies the standard, the state change process is repeated. Details including the contents of each step will be described below.

移動対象選択部12は、移動対象選択工程S12を行う。すなわち、移動対象選択部12は、三次元空間における複数の物体50全ての配置状態を示す空間状態データを取得する。そして、移動対象選択部12は、複数の物体50の内、移動させようとする少なくとも1つの移動対象物56を選択する。   The movement target selection unit 12 performs a movement target selection step S12. That is, the movement target selection unit 12 acquires space state data indicating the arrangement state of all the plurality of objects 50 in the three-dimensional space. Then, the movement target selection unit 12 selects at least one movement target 56 to be moved from among the plurality of objects 50.

空間状態データは、三次元空間における全ての複数の物体50の配置状態を示すデータである。ここで、空間状態データにおける三次元空間は、たとえば互いに直交するx軸、y軸およびz軸からなる直交座標系(「xyz座標系」)を用いて定義される。空間状態データには三次元空間に含まれる各物体50の状態データが含まれる。状態データは、物体50の形状、位置、向きを示すデータであり、たとえば半径r、厚みl、中心点の座標(x,y,z)、主面の法線ベクトルN(nxi,nyi,nzi)を示すデータである。なお、球状の物体である物体50については、厚みlおよび主面の法線ベクトルN(nxi,nyi,nzi)を示すデータは省略されても良い。たとえば空間状態データは、各物体50の状態データを示すテーブルであり得る。移動対象選択部12は、記憶部26にあらかじめ保存された空間状態データを読み出して取得することができる。なお、空間状態データは上記に限定されず、他の座標系やパラメータを用いて表された情報であり得る。 The spatial state data is data indicating the arrangement state of all the plurality of objects 50 in the three-dimensional space. Here, the three-dimensional space in the spatial state data is defined using, for example, an orthogonal coordinate system (an “xyz coordinate system”) including an x axis, a y axis, and a z axis that are orthogonal to each other. The space state data includes state data of each object 50 included in the three-dimensional space. The state data is data indicating the shape, position, and orientation of the object 50. For example, the radius r, the thickness l, the coordinates of the center point (x i , y i , z i ), and the normal vector N i (n of the principal surface) xi , n yi , n zi ). For the object 50 that is a spherical object, the data indicating the thickness l and the normal vector N i (n xi , n yi , n zi ) of the principal surface may be omitted. For example, the space state data may be a table indicating the state data of each object 50. The movement target selection unit 12 can read out and acquire the space state data stored in the storage unit 26 in advance. The spatial state data is not limited to the above, and may be information expressed using other coordinate systems and parameters.

また、本実施形態において、空間状態データは充填領域60の内外の境界を示す境界データをさらに含む。   In the present embodiment, the space state data further includes boundary data indicating the inner and outer boundaries of the filling region 60.

移動対象選択部12は、複数の物体50の内、移動させようとする少なくとも1つの移動対象物56を選択する。移動対象物56は、複数の物体50の全ての中から、任意に選択することができる。配置状態をランダム化する観点から、ナンバリングされた複数の物体50から、一様乱数等を用いてランダムに選択することが好ましい。   The movement target selection unit 12 selects at least one movement target 56 to be moved from among the plurality of objects 50. The moving object 56 can be arbitrarily selected from all of the plurality of objects 50. From the viewpoint of randomizing the arrangement state, it is preferable to randomly select from a plurality of numbered objects 50 using a uniform random number or the like.

なお、初期状態の空間状態データにおいて、配置状態は特に限定されず、たとえば、複数の物体50が充填領域60内に規則正しく並んだ状態であって良い。   In the initial space state data, the arrangement state is not particularly limited. For example, a plurality of objects 50 may be regularly arranged in the filling region 60.

移動情報生成部14は、移動情報生成工程S14を行う。すなわち移動情報生成部14は、移動対象物56をどのように移動させるかを示す移動情報を生成する。本実施形態に係る移動情報生成部14では、ランダム化のため一様乱数を用いて移動情報を生成する。移動対象物56の移動には、平行移動と、回転移動とがある。   The movement information generation unit 14 performs a movement information generation step S14. That is, the movement information generation unit 14 generates movement information indicating how to move the moving object 56. The movement information generation unit 14 according to the present embodiment generates movement information using a uniform random number for randomization. The movement of the moving object 56 includes parallel movement and rotational movement.

平行移動に関する情報は、たとえば移動前後の各座標の差Δx、ΔyおよびΔzで表される。ここで、Δx、ΔyおよびΔzは、一様乱数a、θ、およびφ(0≦a<apmax、0≦θ<2π、−π/2≦φ<+π/2)を用いてそれぞれΔx=a・cosφ・cosθ、Δy=a・cosφ・sinθ、Δz=a・sinφで表される。ただし、これに限定されない。平行移動に関する情報は、たとえば移動後の座標を表す情報であっても良い。 The information related to the parallel movement is expressed by, for example, differences Δx p , Δy p and Δz p between the coordinates before and after the movement. Here, Δx p , Δy p and Δz p are uniform random numbers a p , θ p , and φ p (0 ≦ a p <a pmax , 0 ≦ θ p <2π, −π / 2 ≦ φ p <+ π / 2) respectively, using the Δx p = a p · cosφ p · cosθ p, Δy p = a p · cosφ p · sinθ p, represented by Δz p = a p · sinφ p . However, it is not limited to this. The information regarding the parallel movement may be information representing coordinates after the movement, for example.

回転移動に関する情報は、たとえば移動後の法線ベクトル(nxr,nyr,nzr)で表される。ここで、nxr,nyr、およびnzrは、一様乱数θおよびφ(0≦θr<2π、−π/2≦φ<+π/2)を用いてそれぞれnxr=cosφ・cosθ、nyr=cosφ・sinθ、およびnzr=sinφで表される。ただし、これに限定されない。回転移動に関する情報は、たとえば移動前後の法線ベクトルの向きの差を示す情報であっても良い。 Information about the rotational movement is expressed by, for example, a normal vector (n xr , n yr , n zr ) after movement. Here, n xr, n yr, and n zr are uniform random number theta r and φ r (0 ≦ θr <2π , -π / 2 ≦ φ r <+ π / 2) respectively, using the n xr = cosφ r Cos θ r , n yr = cos φ r · sin θ r , and n zr = sin φ r However, it is not limited to this. The information regarding the rotational movement may be information indicating a difference in the direction of the normal vector before and after the movement, for example.

移動情報は、平行移動に関する情報、および回転移動に関する情報の少なくとも一方であっても良いし、平行移動に関する情報、および回転移動に関する情報の両方を含んでも良い。ただし、状態変更処理が繰り返される中で平行移動および回転移動がランダムに行われるように、移動情報が生成されるようにすれば、配置状態をランダム化することができる。   The movement information may be at least one of information related to parallel movement and information related to rotational movement, and may include both information related to parallel movement and information related to rotational movement. However, if the movement information is generated so that the parallel movement and the rotational movement are performed randomly while the state change process is repeated, the arrangement state can be randomized.

なお、移動対象選択工程S12と移動情報生成工程S14の順序は問わず、移動対象選択工程S12の後に移動情報生成工程S14が行われても良いし、移動情報生成工程S14の後に移動対象選択工程S12が行われても良い。あるいは、移動対象選択工程S12と移動情報生成工程S14とが同時に行われても良い。   The order of the movement target selection step S12 and the movement information generation step S14 is not limited, and the movement information generation step S14 may be performed after the movement target selection step S12, or the movement target selection step after the movement information generation step S14. S12 may be performed. Or movement object selection process S12 and movement information generation process S14 may be performed simultaneously.

対象物移動部16は、対象物移動工程S16を行う。すなわち、対象物移動部16は、移動情報に基づき移動対象物56を移動させた後の、三次元空間における少なくとも前記移動対象物の配置状態に関する情報を含む、仮空間状態データを生成する。本実施形態では、仮空間状態データは、全ての物体50の配置状態を示す情報である場合について説明する。   The object moving unit 16 performs an object moving process S16. That is, the object moving unit 16 generates temporary space state data including information on at least the arrangement state of the moving object in the three-dimensional space after moving the moving object 56 based on the movement information. In the present embodiment, a case where the temporary space state data is information indicating the arrangement state of all the objects 50 will be described.

対象物移動部16は、仮空間状態データを生成するために、移動対象選択部12から、移動対象物56を示すデータを取得し、移動情報生成部14から移動情報を取得し、記憶部26から空間状態データを取得する。そして、空間状態データが示す配置状態に対し、移動対象物56を移動情報が示す様に移動させ、その後の三次元空間における複数の物体50の配置状態を示すデータを仮空間状態データとして生成する。たとえば、上記の移動情報の例では、移動前の移動対象物56の中心座標を(x,y,z)とした場合、平行移動後の中心座標は(x+Δx,y+Δy,z+Δz)とされる。また、たとえば移動前の移動対象物56の法線ベクトルに関わらず、回転移動後の法線ベクトルは(nxr,nyr,nzr)とされる。 The object movement unit 16 acquires data indicating the movement object 56 from the movement target selection unit 12, acquires movement information from the movement information generation unit 14, and generates a storage unit 26 in order to generate temporary space state data. Get spatial state data from. Then, the moving object 56 is moved as indicated by the movement information with respect to the arrangement state indicated by the space state data, and data indicating the arrangement state of the plurality of objects 50 in the subsequent three-dimensional space is generated as temporary space state data. . For example, in the example of the movement information described above, when the center coordinates of the moving object 56 before the movement are (x 0 , y 0 , z 0 ), the center coordinates after the parallel movement are (x 0 + Δx p , y 0). + Δy p , z 0 + Δz p ). For example, the normal vector after rotational movement is (n xr , n yr , n zr ) regardless of the normal vector of the moving object 56 before movement.

なお、移動に制限を設けることで、物体50の向きを制御しつつランダム化することができ、物体50の向きが所望の異方性を有するモデルを作成できる。移動に制限を設ける方法としては、たとえば移動情報の生成に用いる乱数の範囲を制限する方法が挙げられる。   It should be noted that by limiting the movement, it is possible to randomize while controlling the direction of the object 50, and it is possible to create a model in which the direction of the object 50 has a desired anisotropy. As a method of limiting movement, for example, a method of limiting the range of random numbers used for generating movement information can be mentioned.

干渉判定部70は、干渉判定工程S70を行う。干渉判定部70は、対象物移動部16から仮空間状態データを取得する。そして、仮空間状態データが示す配置状態において、複数の物体50が互いに干渉していないかどうかを判定する。干渉判定部70は、たとえば、複数の物体50のうち任意の2つの物体50を選択し、当該2つの物体50が互いに干渉しているか否かを判定する。そして、全ての物体50が他の物体50と干渉していない場合、複数の物体50が互いに干渉していないと判定する。一方、少なくとも一つの物体50が他の物体50と干渉している場合、物体50同士の干渉が生じていると判定する。ここで、物体50同士が干渉している状態とは、三次元空間中の1点に2つ以上の物体50の一部が存在する状態をいう。現実にはこのような状態は生じ得ないが、計算上、この様な状態が仮定され得る。現実に則したシミュレーションを行いたい場合には、干渉状態は許されない状態として禁止される必要があり、干渉状態を生じていないか否かを判定することが重要である。   The interference determination unit 70 performs an interference determination step S70. The interference determination unit 70 acquires temporary space state data from the object moving unit 16. Then, it is determined whether or not the plurality of objects 50 interfere with each other in the arrangement state indicated by the temporary space state data. For example, the interference determination unit 70 selects any two objects 50 from the plurality of objects 50 and determines whether or not the two objects 50 interfere with each other. When all the objects 50 do not interfere with other objects 50, it is determined that the plurality of objects 50 do not interfere with each other. On the other hand, when at least one object 50 interferes with another object 50, it is determined that interference between the objects 50 has occurred. Here, the state in which the objects 50 interfere with each other means a state in which a part of two or more objects 50 exists at one point in the three-dimensional space. In reality, such a state cannot occur, but such a state can be assumed in the calculation. When it is desired to perform a simulation in accordance with reality, the interference state needs to be prohibited as an unacceptable state, and it is important to determine whether or not an interference state has occurred.

なお、物体50同士が互いに干渉しているか否かの判定は全ての物体50に対して行われる必要は無く、いずれか一つの物体50が他の物体50と干渉していると判定された時点で、物体50同士の干渉が生じていると判定され、まだ行われていない物体50に関する判定が中止されても良い。ここで、複数の物体50の判定を行う順序は特に限定されない。   It should be noted that it is not necessary to determine whether or not the objects 50 interfere with each other, and it is determined that any one object 50 is determined to interfere with another object 50. Thus, it may be determined that interference between the objects 50 has occurred, and determination regarding the object 50 that has not yet been performed may be stopped. Here, the order of determining the plurality of objects 50 is not particularly limited.

本実施形態において、複数の物体50は板状の物体および球状の物体を含むため、2つの物体50同士が干渉するか否かの判定の種類として、板状の物体同士の判定、板状の物体と球状の物体との判定、球状の物体同士の判定がある。このうち、球状の物体同士の判定は、二つの球状の物体の中心間距離が両球状の物体の半径の和以下である場合、干渉していると判定され、それ以外の場合に干渉していないと判定される。板状の物体同士の判定、および板状の物体と球状の物体との判定については後に詳しく説明する。   In the present embodiment, since the plurality of objects 50 include a plate-like object and a spherical object, as a type of determination as to whether or not two objects 50 interfere with each other, There is a determination between an object and a spherical object, and a determination between spherical objects. Of these, the determination of spherical objects is determined as interference if the distance between the centers of the two spherical objects is less than or equal to the sum of the radii of both spherical objects, and interference occurs in other cases. It is determined that there is no. The determination between the plate-like objects and the determination between the plate-like object and the spherical object will be described in detail later.

また、上述の様に、本実施形態において、複数の物体50の全ては、有限の体積を有する充填領域60内に配置されている。この状態を維持するため、干渉判定工程S70では、充填領域60の外の領域と、少なくとも1つの物体50とが干渉しているか否かがさらに判定される。以後、充填領域外の領域を「外部領域」と呼ぶ。   Further, as described above, in the present embodiment, all of the plurality of objects 50 are arranged in the filling region 60 having a finite volume. In order to maintain this state, in the interference determination step S70, it is further determined whether or not an area outside the filling area 60 interferes with at least one object 50. Hereinafter, the area outside the filling area is referred to as “external area”.

干渉判定部70は、たとえば、複数の物体50のうち任意の1つの物体50を選択し、当該物体50が外部領域と干渉しているか否かを判定する。そして、複数の物体50のうち、少なくとも1つの物体50と外部領域とが干渉している場合、物体50と外部領域との干渉が生じていると判定する。一方、複数の物体50の全てが外部領域と干渉していない場合、物体50と外部領域との干渉が生じていないと判定する。ここで、物体50と外部領域とが干渉している状態とは、物体50の少なくとも一部分が充填領域60の外にある状態をいう。   For example, the interference determination unit 70 selects any one object 50 from the plurality of objects 50 and determines whether or not the object 50 interferes with an external region. Then, when at least one of the plurality of objects 50 interferes with the external area, it is determined that interference between the object 50 and the external area has occurred. On the other hand, when all of the plurality of objects 50 do not interfere with the external region, it is determined that interference between the object 50 and the external region has not occurred. Here, the state where the object 50 and the external region interfere with each other means a state where at least a part of the object 50 is outside the filling region 60.

なお、物体50と外部領域との干渉が生じているか否かの判定は全ての物体50に対して行われる必要は無く、いずれか一つの物体50が外部領域と干渉していると判定された時点で、物体50と外部領域との干渉が生じていると判定され、まだ行われていない物体50に関する判定が中止されても良い。ここで、複数の物体50の判定を行う順序は特に限定されない。   Note that it is not necessary to determine whether or not the interference between the object 50 and the external area has occurred, and it is determined that any one object 50 is interfering with the external area. At the time, it may be determined that interference between the object 50 and the external region has occurred, and determination regarding the object 50 that has not been performed may be stopped. Here, the order of determining the plurality of objects 50 is not particularly limited.

本実施形態において、複数の物体50は板状の物体および球状の物体を含むため、物体50と外部領域とが干渉するか否かの判定の種類として、板状の物体と外部領域との判定、および球状の物体と外部領域との判定がある。このうち、球状の物体と外部領域との判定は、球状の物体の中心点と外部領域との最小距離が、球状の物体の半径以下である場合、干渉していると判定され、球状の物体の中心点と外部領域との最小距離が、球状の物体の半径より大きい場合に干渉していないと判定される。   In the present embodiment, since the plurality of objects 50 include a plate-like object and a spherical object, as a type of determination as to whether or not the object 50 and the external area interfere with each other, the determination of the plate-like object and the external area , And a spherical object and an external region. Among these, the determination of the spherical object and the external region is determined as interference if the minimum distance between the center point of the spherical object and the external region is equal to or less than the radius of the spherical object, and the spherical object If the minimum distance between the center point of the object and the outer region is larger than the radius of the spherical object, it is determined that there is no interference.

図5は、板状の物体と外部領域とが干渉するか否かの判定方法について説明するための図である。以下では、充填領域60がxyzの各軸と直交する面を有する直方体であり、板状の物体50の全体がz軸に垂直な互いに対向する2面の内側にあるか否かを判定する例を説明する。板状の物体50の全体が、x軸に垂直な互いに対向する2面の内側にあるか否か、およびy軸に垂直な互いに対向する2面の内側にあるか否かは、同様にして判定することができる。これらの3方向の判定の全てにおいて、内側にあると判定された場合、板状の物体50と外部領域とは干渉しないと判定される。一方、3方向の判定のうち少なくとも一つについて内側に無いと判定された場合、板状の物体50と外部領域とは干渉すると判定される。3方向の判定は全てされても良いし、いずれか一つについて内側に無いと判定された時点で、板状の物体と外部領域とが干渉すると判定され、まだ行われていない判定が中止されてもよい。ここで、判定の順序は特に限定されない。なお、板状の物体と外部領域とが干渉するか否かの判定方法は本例に限定されない。   FIG. 5 is a diagram for explaining a method for determining whether or not a plate-like object and an external region interfere with each other. In the following example, it is determined whether or not the filling region 60 is a rectangular parallelepiped having a plane orthogonal to each axis of xyz, and the entire plate-like object 50 is inside two mutually facing surfaces perpendicular to the z axis. Will be explained. Whether or not the entire plate-like object 50 is inside the two opposing surfaces perpendicular to the x axis and whether it is inside the two opposing surfaces perpendicular to the y axis are the same. Can be determined. If it is determined that all the three directions are determined to be inside, it is determined that the plate-like object 50 and the external region do not interfere with each other. On the other hand, when it is determined that at least one of the determinations in the three directions is not inside, it is determined that the plate-like object 50 and the external region interfere. The determination in all three directions may be performed, or when it is determined that any one of the three directions is not inside, it is determined that the plate-like object and the external region interfere with each other, and the determination that has not been performed is cancelled. May be. Here, the order of determination is not particularly limited. Note that a method for determining whether or not a plate-like object and an external region interfere with each other is not limited to this example.

本図はz軸に垂直な2面に直交し、板状の物体50の中心軸(物体50の中心点を通り、法線ベクトルに平行な軸)を含む平面による、物体50の断面図である。本図中、ZmaxおよびZminは、充填領域60と外部領域との境界を示す閾値である。四角形502は物体50の輪郭であり、点線504は物体50の厚さ方向の中心線である。そして、点Pmaxは物体50のうちz座標が最大となる点であり、点Pminは物体50のうちz座標が最小となる点である。 This figure is a cross-sectional view of the object 50 by a plane orthogonal to two planes perpendicular to the z-axis and including the center axis of the plate-like object 50 (the axis passing through the center point of the object 50 and parallel to the normal vector). is there. In the figure, Z max and Z min are threshold values indicating the boundary between the filling region 60 and the external region. A square 502 is the outline of the object 50, and a dotted line 504 is a center line in the thickness direction of the object 50. The point P max is a point where the z coordinate is maximum in the object 50, and the point P min is a point where the z coordinate is minimum in the object 50.

板状の物体50の中心点Oと点Pmaxとのz座標の差は、本図中dで示す長さとdで示す長さに分けられる。dの長さは、点線504と物体50の側面との交点のz座標と、点Pmaxのz座標との差の絶対値で表される。dの長さは、点線504と物体50の側面との交点のz座標と、中心点Oのz座標との差の絶対値で表される。具体的にはdおよびdの長さはそれぞれ以下の式(1)および式(2)で表され、法線ベクトルN(nxi,nyi,nzi)を用いれば式(3)および式(4)で表される。なお、上述の様にNは単位法線ベクトルである。ここで、角度θは、法線ベクトルNとz軸とのなす角である。 The difference in the z coordinate between the center point O d and the point P max of the plate-like object 50 is divided into a length indicated by d 1 and a length indicated by d 2 in the drawing. The length of d 1 is represented by the absolute value of the difference between the z coordinate of the intersection of the dotted line 504 and the side surface of the object 50 and the z coordinate of the point P max . The length of d 2 is represented by the absolute value of the difference between the z coordinate of the intersection of the dotted line 504 and the side surface of the object 50 and the z coordinate of the center point O d . Specifically, the lengths of d 1 and d 2 are expressed by the following equations (1) and (2), respectively, and using the normal vector N i (n xi , n yi , n zi ), the equation (3) ) And formula (4). Note that Ni is a unit normal vector as described above. Here, the angle θ z is an angle formed between the normal vector Ni and the z axis.

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

ここで、物体50の中心点Oのz座標zを用いて、Pmaxのz座標はz+d+dで表され、Pminのz座標はz−d−dで表されるため、以下の式(5)および式(6)が共に成り立つ場合、物体50の全体がz軸に垂直な互いに対向する2面の内側にあると判定できる。一方、式(5)および式(6)の少なくとも一方が成り立たない場合、物体50の少なくとも一部がz軸に垂直な対向する2面の内側にないと判定できる。式(5)および式(6)が成り立つか否かの判定は順に行い、一方が成り立たないと判定された場合、物体50の少なくとも一部がz軸に垂直な対向する2面の内側にないと判定され、まだ行われていない他方の判定が中止されても良い。なお、判定の順序は特に限定されない。 Here, using the z coordinate z i of the center point O d of the object 50, the z coordinate of P max is expressed as z i + d 1 + d 2 , and the z coordinate of P min is z i −d 1 −d 2 . Therefore, when both of the following expressions (5) and (6) hold, it can be determined that the entire object 50 is inside two opposing surfaces perpendicular to the z axis. On the other hand, when at least one of Expression (5) and Expression (6) does not hold, it can be determined that at least a part of the object 50 is not inside the two opposing surfaces perpendicular to the z-axis. Whether the expressions (5) and (6) are satisfied is sequentially determined. When it is determined that one of the expressions is not satisfied, at least a part of the object 50 is not inside the two opposing surfaces perpendicular to the z axis. The other determination that has not yet been performed may be canceled. The order of determination is not particularly limited.

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

なお、充填領域60が球状である場合、板状の物体50の2つの主面500の各中心点と、充填領域60の球の中心とが含まれる平面における断面での状態に基づき、板状の物体と外部領域とが干渉するか否かの判定ができる。当該断面において、物体50の輪郭である四角形の4つの頂点が、全て当該球の輪郭である円の内側にある場合、板状の物体と外部領域とは干渉していないと判定される。一方、少なくとも一つの頂点が当該円の外側にある場合、板状の物体と外部領域とは干渉していると判定される。4つの頂点の判定は全てされても良いし、いずれか一つについて円の内側に無いと判定された時点で、板状の物体と外部領域とが干渉すると判定されて、まだ行われていない判定が中止されてもよい。ここで、判定の順序は特に限定されない。なお、板状の物体と球状の外部領域とが干渉するか否かの判定方法は本例に限定されない。   In addition, when the filling area | region 60 is spherical, based on the state in the cross section in the plane in which each center point of the two main surfaces 500 of the plate-shaped object 50 and the center of the sphere of the filling area | region 60 are included, plate shape It can be determined whether or not the object and the external area interfere with each other. In the cross section, when the four vertices of the quadrangle that is the outline of the object 50 are all inside the circle that is the outline of the sphere, it is determined that the plate-like object and the external region do not interfere with each other. On the other hand, when at least one vertex is outside the circle, it is determined that the plate-like object and the external region interfere with each other. The determination of all four vertices may be performed, and when it is determined that any one of the vertices is not inside the circle, it is determined that the plate-like object and the external region interfere with each other, and has not yet been performed. The determination may be stopped. Here, the order of determination is not particularly limited. Note that a method for determining whether or not a plate-like object and a spherical outer region interfere with each other is not limited to this example.

なお、干渉判定部70は、状態変更処理の度に全ての物体50について、判定しても良いし、移動対象物56のみについて判定を行っても良い。そうすることで、計算量を低減できる。   The interference determination unit 70 may determine all the objects 50 every time the state change process is performed, or may determine only the moving object 56. By doing so, the amount of calculation can be reduced.

なお、充填領域60内における物体50の占有体積を厳密に制限する必要が無い場合等には、干渉判定部70が物体50と外部領域とが干渉しているか否かを判定する代わりに、物体50の中心点が充填領域60の内側にあるかどうかを判定するようにしても良い。そうすれば、計算量を低減することができる。その場合、物体50の中心点が充填領域60の内側にある場合に、物体50と外部領域とが干渉していないとみなし、それ以外の場合に物体50と外部領域とが干渉しているとみなして以後の工程を行えばよい。   In the case where it is not necessary to strictly limit the occupied volume of the object 50 in the filling region 60, the interference determination unit 70 instead of determining whether or not the object 50 and the external region interfere with each other, It may be determined whether 50 center points are inside the filling region 60. Then, the amount of calculation can be reduced. In that case, when the center point of the object 50 is inside the filling region 60, it is considered that the object 50 and the external region do not interfere with each other, and in other cases, the object 50 and the external region interfere with each other. What is necessary is just to perform subsequent processes.

図4に戻り、次状態決定部18は、次状態決定工程S18を行う。本実施形態では、次状態決定部18が、物体50同士の干渉の有無および物体50と外部領域との干渉の有無を加味して動作する例について説明する。   Returning to FIG. 4, the next state determination unit 18 performs a next state determination step S18. In the present embodiment, an example will be described in which the next state determination unit 18 operates in consideration of the presence or absence of interference between the objects 50 and the presence or absence of interference between the object 50 and an external region.

次状態決定部18は干渉判定部70から仮空間状態データおよび、干渉判定部70による判定結果を示すデータを取得する。そして、次状態決定部18は、干渉判定工程S70において、複数の物体50が互いに干渉していないと判定され、かつ、いずれの物体50も外部領域と干渉していないと判定された場合に、対象物移動部16により生成された仮空間状態データを新たな空間状態データとする。一方、その他の場合、すなわちいずれかの物体50同士で干渉を生じている場合、またはいずれかの物体50と外部領域とが干渉している場合には、空間状態データを変更しない。変更された空間状態データは、変更前の空間状態データに替えて記憶部26に記憶される様にしても良い。その際、変更前の空間状態データは記憶部26から削除されても良いし、前時点の空間状態データとして引き続き記憶部26に保持されても良い。各時点の空間状態データを順に並べることで、ランダム化の過程をシミュレーションすることもできる。   The next state determination unit 18 acquires temporary space state data and data indicating the determination result by the interference determination unit 70 from the interference determination unit 70. Then, in the interference determination step S70, the next state determination unit 18 determines that the plurality of objects 50 do not interfere with each other, and if it is determined that none of the objects 50 interfere with the external region, The temporary space state data generated by the object moving unit 16 is used as new space state data. On the other hand, in other cases, that is, when any object 50 interferes with each other, or when any object 50 interferes with an external region, the spatial state data is not changed. The changed space state data may be stored in the storage unit 26 in place of the space state data before the change. At that time, the space state data before the change may be deleted from the storage unit 26 or may be continuously held in the storage unit 26 as the space state data at the previous time point. By arranging the spatial state data at each time point in order, the randomization process can be simulated.

なお、複数の物体50を有限の体積を有する充填領域60内に配置するという条件を設けずにシミュレーションする場合には、干渉判定部70において、充填領域60の外の領域と複数の物体50とが干渉するか否かの判定を省略することができる。その場合、次状態決定部18は、干渉判定部70において、複数の物体50が互いに干渉していないと判定された場合に、仮空間状態データを新たな空間状態データとし、その他の場合に、空間状態データを変更しなければよい。   In the case where a simulation is performed without providing the condition that the plurality of objects 50 are arranged in the filling region 60 having a finite volume, the interference determination unit 70 uses the region outside the filling region 60, the plurality of objects 50, and the like. Can be omitted. In that case, the next state determination unit 18 sets the temporary space state data as new space state data when the interference determination unit 70 determines that the plurality of objects 50 do not interfere with each other, and in other cases, It is not necessary to change the space state data.

乱雑度判定部22は、次状態決定部18から空間状態データを取得する。当該空間状態データはその時点での最新の空間状態データである。すなわち、その状態変更処理において次状態決定部18が空間状態データを変更した場合、乱雑度判定部22が取得する最新の空間状態データは、その状態変更処理において対象物移動部16で生成された仮空間状態データと同様である。もしくは、その状態変更処理において次状態決定部18が空間状態データを変更しなかった場合、乱雑度判定部22が取得する最新の空間状態データは、移動対象選択部12が始めに取得した空間状態データと同様である。なお、次状態決定部18は最新の空間状態データを記憶部26に保持させる様にしても良い。その場合、乱雑度判定部22は、最新の空間状態データを次状態決定部18から取得する代わりに記憶部26から取得しても良い。   The randomness determination unit 22 acquires spatial state data from the next state determination unit 18. The space state data is the latest space state data at that time. That is, when the next state determination unit 18 changes the spatial state data in the state change process, the latest spatial state data acquired by the randomness degree determination unit 22 is generated by the object moving unit 16 in the state change process. This is the same as the temporary space state data. Alternatively, when the next state determination unit 18 does not change the spatial state data in the state change process, the latest spatial state data acquired by the randomness determination unit 22 is the spatial state acquired first by the movement target selection unit 12. Same as data. The next state determination unit 18 may hold the latest space state data in the storage unit 26. In that case, the randomness determination unit 22 may acquire the latest spatial state data from the storage unit 26 instead of acquiring it from the next state determination unit 18.

乱雑度判定部22は、取得した最新の空間状態データに基づき、三次元空間において、複数の物体50の乱雑度を示す乱雑度データを生成する。そして、乱雑度があらかじめ定めた基準を満たすか否かを判定する。乱雑度が基準を満たさない場合、状態変更処理の繰り返しを続け、乱雑度が基準を満たす場合、状態変更処理の繰り返しを終了する。   The randomness determination unit 22 generates randomness data indicating the randomness of the plurality of objects 50 in the three-dimensional space based on the acquired latest space state data. Then, it is determined whether or not the degree of randomness satisfies a predetermined criterion. When the degree of randomness does not satisfy the standard, the state change process is repeated, and when the degree of randomness satisfies the standard, the state change process is repeated.

なお、乱雑度判定部22は、乱雑度が基準を満たすと判定された場合、その時点で状態変更処理の繰り返しを終了させても良いし、さらに特定の回数の状態変更処理を行ってから終了させても良い。   If the degree of randomness is determined to satisfy the criterion, the randomness determination unit 22 may end the state change process at that time, or may end after performing a specific number of state change processes. You may let them.

ここで、乱雑度はたとえば複数の物体50の法線ベクトルに基づいて求めることができる。たとえば、全ての板状の物体50の法線ベクトルにおける、要素nxiの二乗の平均値nxave、要素nyiの二乗の平均値nyave、および要素nziの二乗の平均値nzaveを算出し、nxave、nyave、およびnzaveのそれぞれが1/3に近いほど、乱雑度が高いといえる。 Here, the degree of randomness can be obtained based on normal vectors of a plurality of objects 50, for example. For example, calculation of the normal vectors of all of the plate-like object 50, the average value n Xave of the squares of the elements n xi, average n Yave of the squares of the elements n yi, and the mean value n Zave of the squares of the elements n zi And it can be said that the degree of randomness is higher as each of n xave , n yave , and n zave is closer to 1/3.

本実施形態において、乱雑度判定部22は、全ての物体50の法線ベクトルに基づき、平均値nxave、平均値nyave、および平均値nzaveを算出する。そして、たとえば各平均値から1/3を引いた値の絶対値のうち、最大の値を乱雑度として求め、乱雑度があらかじめ定めた基準値以下となる場合に、乱雑度が基準を満たすとして状態変更処理の繰り返しを終了する。一方、乱雑度があらかじめ定めた基準値を超える場合には、乱雑度が基準を満たさないとして、再度状態変更処理を行う。ここで、基準値を小さく定めるほど、乱雑度を高めることとなる。乱雑度の基準値は、乱雑度判定部22が、あらかじめ記憶部26に保持された情報を読み出して取得するようにしても良いし、図示しない入力部に入力された情報を取得するようにしても良い。 In this embodiment, clutter level determination unit 22, based on the normal vector of all of the objects 50, and calculates the average value n Xave, average n Yave, and an average value n Zave. For example, the absolute value of the value obtained by subtracting 1/3 from each average value is obtained as the randomness, and when the randomness is equal to or less than a predetermined reference value, the randomness satisfies the standard. Ends the repetition of the state change process. On the other hand, when the degree of randomness exceeds a predetermined reference value, the state change process is performed again, assuming that the degree of randomness does not satisfy the standard. Here, the smaller the reference value is, the higher the randomness is. The reference value of the degree of randomness may be acquired by the randomness degree determination unit 22 by reading information previously stored in the storage unit 26 or by acquiring information input to an input unit (not shown). Also good.

なお、乱雑度判定部22での乱雑度の定義や基準の定め方は、上記の方法に限定されない。たとえば乱雑度判定部22では、さらに複数の物体50の位置に基づく乱雑度について、判定を行っても良い。位置に基づく乱雑度としては、たとえば物体50の座標値の標準偏差等を用いることができる。   Note that the definition of the degree of randomness in the randomness degree determination unit 22 and the method of determining the reference are not limited to the above method. For example, the randomness determination unit 22 may further determine the randomness based on the positions of the plurality of objects 50. As the degree of randomness based on the position, for example, the standard deviation of the coordinate value of the object 50 can be used.

なお、状態決定工程S18で空間状態データが変更されなかった場合には、乱雑度判定工程S22が省略されて状態変更処理が再度行われても良い。   In addition, when space state data are not changed by state determination process S18, disorder degree determination process S22 may be abbreviate | omitted and a state change process may be performed again.

なお、乱雑度判定工程S22は、必ずしも状態変更処理の度に行わなくてもよい。小数の物体50を移動させたのみでは乱雑度は殆ど変化しないため、乱雑度判定工程S22を毎回行わず、数回の状態変更処理に対して1回の頻度で行えばよい。そうすることにより、計算量を低減できる。また、複数の物体50を配列した状態から乱雑化を開始した初期は、基準を満たさないことが明らかであるため、乱雑度判定工程S22を省略することができる。初期状態から特定回数の状態変更処理、または空間状態データの変更が行われた後に、初めて乱雑度判定工程S22を行うようにしても良い。   The randomness determination step S22 is not necessarily performed every time the state change process is performed. Since the degree of randomness hardly changes when only a small number of objects 50 are moved, the randomness determination step S22 is not performed every time, and may be performed once for several state change processes. By doing so, the amount of calculation can be reduced. Moreover, since it is clear that the standard is not satisfied at the initial stage when the randomization is started from the state in which the plurality of objects 50 are arranged, the randomness determination step S22 can be omitted. The randomness determination step S22 may be performed for the first time after the state change process is performed a specific number of times from the initial state or the space state data is changed.

なお、乱雑度判定工程S22を行わず、状態変更処理を特定の回数行った時点で状態変更処理の繰り返しを終了するようにしても良い。この場合、乱雑度判定部22を設ける必要は無い。   It should be noted that the repetition of the state change process may be terminated when the state change process is performed a specific number of times without performing the randomness determination step S22. In this case, it is not necessary to provide the randomness determination unit 22.

なお、本実施形態では、仮空間状態データは、全ての物体50の配置状態を示す情報である場合について説明しているが、これに限定されない。たとえば、仮空間状態データは、移動対象物56の配置状態を示す情報を少なくとも含めば良く、移動対象物56のみの配置状態を示す情報であっても良いし、移動対象物56とその周辺のいくつかの物体50の配置状態を示す情報であっても良い。また、仮空間状態データは、空間状態データを構成する形状、位置、向き等の要素のうち、全ての要素を含んでもよいし、移動に関連した一部の要素のみから構成されていても良い。これらの例の場合、干渉判定部70はたとえば対象物移動部16から取得した仮空間状態データと、記憶部26から取得した空間状態データとに基づいて、移動対象物56が移動した後の全ての物体50の配置状態を示す情報を生成し、判定を行うことができる。もしくは、干渉判定部70はたとえば、対象物移動部16から取得した仮空間状態データに基づいて、移動対象物56とその周辺のいくつかの物体50の配置状態のみについて干渉判定を行ってもよい。   In the present embodiment, the case where the temporary space state data is information indicating the arrangement state of all the objects 50 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the temporary space state data may include at least information indicating the arrangement state of the moving object 56, may be information indicating the arrangement state of only the moving object 56, or the moving object 56 and its surroundings. Information indicating the arrangement state of some objects 50 may be used. In addition, the temporary space state data may include all of the elements such as the shape, position, and orientation that make up the space state data, or may include only some of the elements related to movement. . In the case of these examples, the interference determination unit 70, for example, all after the moving object 56 has moved based on the temporary space state data acquired from the object moving unit 16 and the space state data acquired from the storage unit 26. The information indicating the arrangement state of the object 50 can be generated and determined. Alternatively, for example, the interference determination unit 70 may perform the interference determination on only the arrangement state of the moving object 56 and some surrounding objects 50 based on the temporary space state data acquired from the object moving unit 16. .

本実施形態に係るシミュレーション方法を用いることで、複数の物体50が任意の乱雑度にランダム化されて配置された、三次元空間のモデルを得ることができる。   By using the simulation method according to the present embodiment, it is possible to obtain a model in a three-dimensional space in which a plurality of objects 50 are arranged at random with arbitrary randomness.

[板状の物体同士の干渉判定]
次に、複数の物体50が第1の板状の物体および第2の板状の物体を少なくとも含み、干渉判定部70が第1の板状の物体と第2の板状の物体とが干渉するか否かを判定する方法について詳細を述べる。
[Judgment of interference between plate-like objects]
Next, the plurality of objects 50 include at least a first plate-like object and a second plate-like object, and the interference determination unit 70 causes the first plate-like object and the second plate-like object to interfere with each other. The method for determining whether or not to do so will be described in detail.

図6は、本実施形態に係る干渉判定工程S70のフローである。
本実施形態に係る干渉判定工程S70は、三次元空間における複数の物体50の干渉判定工程S70である。当該干渉判定工程S70は、判定対象物選択工程S10、座標定義工程S20、投影像判定工程S30、および、立体判定工程S40を含む。判定対象物選択工程S10では、複数の物体50から、第1の板状の物体が第1対象物52として選択され、第2の板状の物体が第2対象物54として選択される。座標定義工程S20では、第1対象物52および第2対象物54に対し、1つの直交座標系が定義される。投影像判定工程S30では、直交座標系の基準面に投影した、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かが判定される。立体判定工程S40では、三次元空間において第1対象物52と第2対象物54とが干渉するか否かが判定される。ここで、第1対象物52および第2対象物54は板状であり、当該直交座標系は、互いに直交するe軸、e軸、およびe軸からなる。
FIG. 6 is a flow of the interference determination step S70 according to the present embodiment.
The interference determination step S70 according to the present embodiment is an interference determination step S70 for a plurality of objects 50 in a three-dimensional space. The interference determination step S70 includes a determination object selection step S10, a coordinate definition step S20, a projection image determination step S30, and a solid determination step S40. In the determination object selection step S <b> 10, the first plate-like object is selected as the first object 52 from the plurality of objects 50, and the second plate-like object is selected as the second object 54. In the coordinate definition step S20, one orthogonal coordinate system is defined for the first object 52 and the second object 54. In the projection image determination step S30, it is determined whether or not the projection images of the first object 52 and the second object 54 projected onto the reference plane of the orthogonal coordinate system overlap each other. In the solid determination step S40, it is determined whether or not the first object 52 and the second object 54 interfere in the three-dimensional space. Here, the first object 52 and the second object 54 are plate-shaped, and the orthogonal coordinate system includes an e 1 axis, an e 2 axis, and an e 3 axis that are orthogonal to each other.

そして、投影像判定工程S30は、第1基準面判定工程、第2基準面判定工程、および第3基準面判定工程のうち少なくとも一つを含む。第1基準面判定工程では、e軸とe軸とからなる第1基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かが判定される。第2基準面判定工程では、e軸とe軸とからなる第2基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かが判定される。第3基準面判定工程では、e軸とe軸とからなる第3基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かが判定される。投影像判定工程S30で第1基準面、第2基準面、および第3基準面のうち少なくとも一つにおいて第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定された場合に、立体判定工程S40では、第1対象物52と第2対象物54とが干渉していない状態であると判定される。以下に詳細に説明する。 The projection image determination step S30 includes at least one of a first reference surface determination step, a second reference surface determination step, and a third reference surface determination step. In the first reference plane determination step, it is determined whether or not the projected images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other on the first reference plane including the e 1 axis and the e 2 axis. In the second reference surface determining step, in the second reference plane consisting of e 2 axes and e 3 axes, whether the projected image of the first object 52 and second object 54 overlap each other is determined. In the third reference surface determining step, the third reference plane consisting of a e 3 axes and e 1 axis, whether the projected image of the first object 52 and second object 54 overlap each other is determined. When it is determined in the projection image determination step S30 that the projected images of the first object 52 and the second object 54 do not overlap each other on at least one of the first reference surface, the second reference surface, and the third reference surface. Moreover, in the solid determination step S40, it is determined that the first object 52 and the second object 54 are not in a state of interference. This will be described in detail below.

本実施形態に係る干渉判定工程S70は、少なくとも1つの基準平面に投影した、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かを判定し、それらの投影像が互いに重なるか否かの判定結果に基づいて、第1対象物52と第2対象物54とが互いに干渉するか否かを判定する。   In the interference determination step S70 according to the present embodiment, it is determined whether or not the projected images of the first object 52 and the second object 54 projected onto at least one reference plane overlap each other, and these projected images are mutually connected. Based on the determination result of whether or not they overlap, it is determined whether or not the first object 52 and the second object 54 interfere with each other.

本実施形態に係る干渉判定工程S70では、三次元空間において任意の位置及び角度を有する複数の板状の物体50が、互いに干渉しているかどうかを判定する。   In the interference determination step S70 according to the present embodiment, it is determined whether or not a plurality of plate-like objects 50 having arbitrary positions and angles in the three-dimensional space interfere with each other.

複数の球形の物体同士が干渉するか否かは、その中心間距離と半径のみにより容易に判定が可能である。具体的には、二つの球の中心間距離がそれら二つの球の半径の和よりも小さい場合、干渉していると判定できる。それに対し、本実施形態に係る板状の物体50は、この様に三次元に異方的な形状を有し、さらにそれぞれが方向を有するため、球状の物体の場合と同じ方法では正確な干渉判定ができない。たとえば、主面同士が平行である場合等、二つの物体50の中心間距離がそれらの外接球の半径の和よりも小さい場合でも、干渉していないという状態があり得る。本実施形態に係る干渉判定工程S70では、物体50の形状および向きを加味して判定されるため、より正確な干渉判定が可能である。   Whether or not a plurality of spherical objects interfere with each other can be easily determined only by the distance between the centers and the radius. Specifically, when the distance between the centers of the two spheres is smaller than the sum of the radii of the two spheres, it can be determined that there is interference. On the other hand, the plate-like object 50 according to the present embodiment has a three-dimensional anisotropic shape, and each has a direction. Cannot judge. For example, even when the distance between the centers of the two objects 50 is smaller than the sum of the radii of their circumscribed spheres, such as when the main surfaces are parallel to each other, there may be no interference. In the interference determination step S70 according to the present embodiment, since the determination is made in consideration of the shape and orientation of the object 50, more accurate interference determination is possible.

図7は、本実施形態に係る干渉判定工程S70を用いて干渉判定を行う干渉判定部70のブロック図である。
干渉判定部70は三次元空間における複数の物体50の干渉判定装置である。干渉判定部70は、判定対象物選択部10、座標定義部20、投影像判定部30、および立体判定部40を備える。判定対象物選択部10は、複数の物体50から、第1対象物52および第2対象物54を選択する(判定対象物選択工程S10)。座標定義部20は、第1対象物52および第2対象物54に対し、1つの直交座標系を定義する(座標定義工程S20)。投影像判定部30は、当該直交座標系の基準面に投影した、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かを判定する(投影像判定工程S30)。立体判定部40は、三次元空間において、第1対象物52と第2対象物54とが干渉するか否かを判定する(立体判定工程S40)。具体的には、立体判定部40は、投影像判定部30で第1基準面、第2基準面、および第3基準面のうち少なくとも一つにおいて第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定された場合に、第1対象物52と第2対象物54とが干渉していない状態であると判定する。以下に、各工程の内容と共に詳細を説明する。
FIG. 7 is a block diagram of the interference determination unit 70 that performs interference determination using the interference determination step S70 according to the present embodiment.
The interference determination unit 70 is an interference determination device for a plurality of objects 50 in a three-dimensional space. The interference determination unit 70 includes a determination object selection unit 10, a coordinate definition unit 20, a projection image determination unit 30, and a solid determination unit 40. The determination target selection unit 10 selects the first target 52 and the second target 54 from the plurality of objects 50 (determination target selection step S10). The coordinate definition unit 20 defines one orthogonal coordinate system for the first object 52 and the second object 54 (coordinate definition step S20). The projection image determination unit 30 determines whether or not the projection images of the first object 52 and the second object 54 projected onto the reference plane of the orthogonal coordinate system overlap each other (projection image determination step S30). The solid determination unit 40 determines whether or not the first object 52 and the second object 54 interfere with each other in the three-dimensional space (stereoscopic determination step S40). Specifically, the solid determination unit 40 uses the projection image determination unit 30 to determine the first object 52 and the second object 54 on at least one of the first reference surface, the second reference surface, and the third reference surface. When it is determined that the projected images do not overlap with each other, it is determined that the first object 52 and the second object 54 do not interfere with each other. Below, the details of each process will be described.

判定対象物選択部10は、三次元空間における全ての複数の物体50の状態を示す仮空間状態データを次状態決定部18から取得する。なお、判定対象物選択部10は、記憶部26に一度保存された仮空間状態データを読み出して取得するようにしてもよい。   The determination target object selection unit 10 acquires temporary space state data indicating the states of all the plurality of objects 50 in the three-dimensional space from the next state determination unit 18. Note that the determination object selection unit 10 may read and acquire temporary space state data once stored in the storage unit 26.

判定対象物選択部10は、取得した仮空間状態データに基づき判定対象物選択工程S10を行う。判定対象物選択工程S10では、複数の物体50から、第1対象物52および第2対象物54が選択される。第1対象物52および第2対象物54としては、複数の物体50のうち異なる2つの板状の物体50が任意に選択されうる。なお、二つの物体50の中心間距離が各物体50の外接球の半径rcsの和よりも大きい場合には、当該二つの物体50は干渉しないとして、選択する組み合わせから排除されてもよい。たとえば、円板状の物体50について、外接球の半径rcsは、円板の中心軸を通る断面での対角線の半分の長さ、すなわち((l/4)+r1/2である。 The determination target object selection unit 10 performs a determination target object selection step S10 based on the acquired temporary space state data. In the determination object selection step S <b> 10, the first object 52 and the second object 54 are selected from the plurality of objects 50. As the first object 52 and the second object 54, two different plate-like objects 50 among the plurality of objects 50 can be arbitrarily selected. If the distance between the centers of the two objects 50 is larger than the sum of the circumscribed sphere radii r cs of each object 50, the two objects 50 may be excluded from the selected combination because they do not interfere with each other. For example, the object 50 of the disc-shaped, the radius r cs of the circumscribed sphere, disc center axis passing through the diagonal of the half of the length in a cross section, i.e. with ((l 2/4) + r 2) 1/2 is there.

判定対象物選択部10は、選択した第1対象物52および第2対象物54それぞれの状態データを、仮空間状態データから抽出する。以下では、選択した第1対象物52の半径をr、厚みをl、中心点の座標を(x,y,z)、法線ベクトルをN(nxp,nyp,nzp)と表し、第2対象物54の半径をr、厚みをl、中心点の座標を(x,y,z)、法線ベクトルをN(nxc,nyc,nzc)と表す。なお、上述の様に法線ベクトルは単位ベクトルであり、長さは1とする。 The determination object selection unit 10 extracts the state data of the selected first object 52 and second object 54 from the temporary space state data. In the following, the radius of the selected first object 52 is r p , the thickness is l p , the coordinates of the center point are (x p , y p , z p ), and the normal vector is N p (n xp , n yp , n zp ), the radius of the second object 54 is r c , the thickness is l c , the coordinates of the center point are (x c , y c , z c ), and the normal vector is N c (n xc , n yc). , N zc ). As described above, the normal vector is a unit vector and has a length of 1.

座標定義部20は、座標定義工程S20を行う。座標定義部20は、判定対象物選択部10が抽出した第1対象物52および第2対象物54の状態データを取得する。そして座標定義部20は、第1対象物52および第2対象物54の状態データに基づき、直交座標系を定義する。   The coordinate definition unit 20 performs a coordinate definition step S20. The coordinate definition unit 20 acquires state data of the first object 52 and the second object 54 extracted by the determination object selection unit 10. The coordinate defining unit 20 defines an orthogonal coordinate system based on the state data of the first object 52 and the second object 54.

図8は、座標定義工程S20で定義する直交座標系を示す図である。
本実施形態に係る座標定義工程S20で定義する直交座標系は、互いに直交するe軸、e軸、およびe軸からなる。座標定義工程S20では、第1対象物52の中心が原点と一致し、第1対象物52の主面とe軸とが直交し、第2対象物54の主面の法線ベクトルのe成分が0となるよう直交座標系が定義される。直交座標系をこのように定義することにより、判定に用いる条件を簡単な数式で表すことができ、計算量を低減することができる。
FIG. 8 is a diagram showing an orthogonal coordinate system defined in the coordinate definition step S20.
The orthogonal coordinate system defined in the coordinate defining step S20 according to the present embodiment includes an e 1 axis, an e 2 axis, and an e 3 axis that are orthogonal to each other. The coordinate definition step S20, the center of the first object 52 coincides with the origin, and the main surface e 3 axis of the first object 52 are orthogonal, e of the normal vector of the principal surface of the second object 54 The orthogonal coordinate system is defined so that the two components are zero. By defining the orthogonal coordinate system in this way, the conditions used for the determination can be expressed by a simple mathematical expression, and the amount of calculation can be reduced.

上述したとおり、第1対象物52の半径はr、厚みはlであり、第2対象物54の半径はr、厚みはlであり、直交座標系における第2対象物54の中心座標は(a,b,c)であり、第1対象物52の主面の法線ベクトルと第2対象物54の主面の法線ベクトルとのなす角は、0rad以上π/2rad以下の角度θで表すことができる。ここで、物体50は反転しても状態が変わらないため、法線ベクトルは反転されても良い。本図中、N'は第1対象物52の主面の法線ベクトルを示し、N'は第2対象物54の主面の法線ベクトルを示している。 As described above, the radius of the first object 52 is r p , the thickness is l p , the radius of the second object 54 is r c , and the thickness is l c , and the second object 54 in the orthogonal coordinate system The central coordinates are (a, b, c), and the angle formed between the normal vector of the main surface of the first object 52 and the normal vector of the main surface of the second object 54 is 0 rad or more and π / 2 rad or less. The angle θ can be expressed as Here, since the state does not change even if the object 50 is inverted, the normal vector may be inverted. In the drawing, N p ′ represents a normal vector of the main surface of the first object 52, and N c ′ represents a normal vector of the main surface of the second object 54.

なお、座標定義工程S20において定義する座標系は、特に限定されない。上記とは異なるような軸を定義した場合には、それに応じて以下の判定に用いる数式等は適宜変形されればよい。   In addition, the coordinate system defined in coordinate definition process S20 is not specifically limited. When an axis different from the above is defined, the mathematical formula used for the following determination may be appropriately changed accordingly.

座標定義工程S20で定義される直交座標系は、三次元空間の仮空間状態データにおける直交座標と同じであっても良いし異なっていても良い。以下では、三次元空間の仮空間状態データにおける直交座標を「xyz座標系」座標定義工程S20で定義される座標系を「e座標系」と呼ぶ。 The orthogonal coordinate system defined in the coordinate definition step S20 may be the same as or different from the orthogonal coordinates in the temporary space state data of the three-dimensional space. Hereinafter, the coordinate system defined in the coordinate definition step S20 of the orthogonal coordinates in the temporary space state data of the three-dimensional space is referred to as “e 1 e 2 e 3 coordinate system”.

座標系は、三次元空間における任意の二つの板状の物体50に対して定義されうる。ここで、xyz座標系と、e座標系とは、以下の式(7)の関係で変換可能である。ただし、式(1)中のAは以下の式(8)で表される。 The e 1 e 2 e 3 coordinate system can be defined for any two plate-like objects 50 in a three-dimensional space. Here, the xyz coordinate system and the e 1 e 2 e 3 coordinate system can be converted by the relationship of the following formula (7). However, A in Formula (1) is represented by the following Formula (8).

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

座標系において、第1対象物52の中心点の座標は(0,0,0)、法線ベクトルは(0,0,1)で表される。また、第2対象物54の中心点の座標(a,b,c)および法線ベクトルN'(nxc',nyc',nzc')は、それぞれ以下の式(9)および式(10)で表される。なお、式(9)中、Δx、Δy、Δzはそれぞれ、xyz座標系における第1対象物52の中心点の座標(x,y,z)、第2対象物53の中心点の座標(x,y,z)を用いて、Δx=x−x、Δy=y−y、Δz=z−zで表される。 In the e 1 e 2 e 3 coordinate system, the coordinates of the center point of the first object 52 are represented by (0, 0, 0), and the normal vector is represented by (0, 0, 1). Further, the coordinates (a, b, c) of the center point of the second object 54 and the normal vector N c ′ ( nxc ′, nyc ′, nzc ′) are expressed by the following equations (9) and (9), respectively. It is represented by (10). In Expression (9), Δx, Δy, and Δz are the coordinates of the center point of the first object 52 (x p , y p , z p ) and the center point of the second object 53 in the xyz coordinate system, respectively. Using coordinates (x c , y c , z c ), Δx = x c −x p , Δy = y c −y p , Δz = z c −z p

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

この様に、座標定義部20は、第2対象物54の中心点の座標(a,b,c)および法線ベクトルN'(nxc',nyc',nzc')を示すデータを生成する。 In this manner, the coordinate defining unit 20 is data indicating the coordinates (a, b, c) of the center point of the second object 54 and the normal vector N c ′ ( nxc ′, nyc ′, nzc ′). Is generated.

図7に戻り、投影像判定部30は、座標定義部20から、第1対象物52の半径rおよび厚みlと、第2対象物54の半径r、厚みl、中心点の座標(a,b,c)、および法線ベクトルN'(nxc',nyc',nzc')とを示すデータを取得し、当該データに基づいて投影像判定工程S30を行う。投影像判定工程S30では、e座標系の3つの基準面に投影した、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かが判定される。 Returning to FIG. 7, the projection image determination unit 30 receives the radius r p and the thickness l p of the first object 52, the radius r c and the thickness l c of the second object 54, and the center point from the coordinate definition unit 20. Data indicating the coordinates (a, b, c) and the normal vector N c ′ (n xc ′, nyc ′, nzc ′) is acquired, and the projection image determination step S30 is performed based on the data. In the projected image determination step S30, it is determined whether or not the projected images of the first object 52 and the second object 54 projected onto the three reference planes of the e 1 e 2 e 3 coordinate system overlap each other.

図9は、投影像判定工程S30および立体判定工程S40の内容示すフローである。投影像判定工程S30は、第1基準面判定工程S32、第2基準面判定工程S34、および第3基準面判定工程S36を含む。第1基準面判定工程S32では、e軸とe軸とからなる第1基準面において、第1対象物52の投影像および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かが判定される。第2基準面判定工程S34では、e軸とe軸とからなる第2基準面において、第1対象物52の投影像および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かが判定される。第3基準面判定工程S36では、e軸とe軸とからなる第3基準面において、第1対象物52の投影像および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かが判定される。 FIG. 9 is a flowchart showing the contents of the projection image determination step S30 and the three-dimensional determination step S40. The projection image determination step S30 includes a first reference surface determination step S32, a second reference surface determination step S34, and a third reference surface determination step S36. In the first reference surface determining step S32, in the first reference plane consisting of e 1 axis and e 2 axis, whether the projected image of the projection image and the second object 54 of the first object 52 overlap each other the determination Is done. In the second reference surface determining step S34, in the second reference plane consisting of e 2 axes and e 3 axes, whether the projected image of the projection image and the second object 54 of the first object 52 overlap each other the determination Is done. In the third reference surface determining step S36, the third reference plane consisting of a e 3 axes and e 1 axis, whether the projected image of the projection image and the second object 54 of the first object 52 overlap each other the determination Is done.

立体判定工程S40では、三次元空間において第1対象物52と第2対象物54とが干渉するか否かが判定される。具体的には、投影像判定工程S30の判定結果に基づき、第1基準面判定工程S32、第2基準面判定工程S34、および第3基準面判定工程S36の少なくともいずれか一つにおいて第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定された場合に、第1対象物52と第2対象物54とが干渉していない状態であると判定される。一方、第1基準面判定工程S32、第2基準面判定工程S34、および第3基準面判定工程S36の全てにおいて、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なると判定された場合に、第1対象物52と第2対象物54とが干渉している状態であると判定される。   In the solid determination step S40, it is determined whether or not the first object 52 and the second object 54 interfere in the three-dimensional space. Specifically, based on the determination result of the projection image determination step S30, the first target in at least one of the first reference surface determination step S32, the second reference surface determination step S34, and the third reference surface determination step S36. When it is determined that the projection images of the object 52 and the second object 54 do not overlap with each other, it is determined that the first object 52 and the second object 54 are not in interference. On the other hand, in all of the first reference surface determination step S32, the second reference surface determination step S34, and the third reference surface determination step S36, it is determined that the projected images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other. In this case, it is determined that the first object 52 and the second object 54 interfere with each other.

なお、第1基準面判定工程S32、第2基準面判定工程S34、および第3基準面判定工程S36は、全て行われても良いし、いずれか一つの工程で、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定された時点で、まだ行われていない他の工程が中止され、第1対象物52と第2対象物54とが干渉していない状態であると判定されてもよい。なお、第1基準面判定工程S32、第2基準面判定工程S34、および第3基準面判定工程S36の実施順は特に限定されない。   The first reference surface determination step S32, the second reference surface determination step S34, and the third reference surface determination step S36 may all be performed, or any one of the first object 52 and the first reference surface determination step S36 may be performed. When it is determined that the projection images of the two objects 54 do not overlap with each other, other processes that have not yet been performed are stopped, and the first object 52 and the second object 54 do not interfere with each other. May be determined. In addition, the execution order of 1st reference plane determination process S32, 2nd reference plane determination process S34, and 3rd reference plane determination process S36 is not specifically limited.

図7に戻り、本実施形態に係る投影像判定部30は、第1基準面判定部32、第2基準面判定部34、および第3基準面判定部36を備える。第1基準面判定部32は第1基準面判定工程S32を行い、第2基準面判定部34は第2基準面判定工程S34を行い、第3基準面判定部36は第3基準面判定工程S36を行う。第1基準面判定工程S32、第2基準面判定工程S34、および第3基準面判定工程S36については、後に詳しく説明する。   Returning to FIG. 7, the projection image determination unit 30 according to the present embodiment includes a first reference surface determination unit 32, a second reference surface determination unit 34, and a third reference surface determination unit 36. The first reference surface determination unit 32 performs a first reference surface determination step S32, the second reference surface determination unit 34 performs a second reference surface determination step S34, and the third reference surface determination unit 36 performs a third reference surface determination step. S36 is performed. The first reference surface determination step S32, the second reference surface determination step S34, and the third reference surface determination step S36 will be described in detail later.

第1基準面判定部32、第2基準面判定部34、および第3基準面判定部36はそれぞれ、第1基準面、第2基準面、および第3基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かの判定結果を示す判定データを生成する。   The first reference surface determination unit 32, the second reference surface determination unit 34, and the third reference surface determination unit 36 respectively include the first object 52 and the third reference surface in the first reference surface, the second reference surface, and the third reference surface, respectively. Determination data indicating a determination result of whether or not the projected images of the second object 54 overlap each other is generated.

立体判定部40は、立体判定工程S40を行う。立体判定部40は、投影像判定部30から、第1基準面、第2基準面、および第3基準面それぞれに関する当該判定データを取得する。そして、立体判定部40は立体判定工程S40を行い、三次元空間において第1対象物52と第2対象物54とが干渉しているか否かを示す判定結果を示すデータを出力する。   The solid determination unit 40 performs a solid determination step S40. The solid determination unit 40 acquires the determination data regarding each of the first reference plane, the second reference plane, and the third reference plane from the projection image determination unit 30. And the solid determination part 40 performs the solid determination process S40, and outputs the data which show the determination result which shows whether the 1st target object 52 and the 2nd target object 54 interfere in 3D space.

さらに、判定対象物選択部10が複数の物体50から別の2つの板状の物体50を第1対象物52および第2対象物54として選択し、同様に干渉するか否かの判定が行われてもよい。三次元空間中の全ての板状の物体50について、他の板状の物体50との干渉判定が行われることで、三次元空間内で板状の物体50同士の干渉状態が生じていないかどうかの判定が可能である。なお、二つの物体50の中心間距離が各物体50の外接球の半径rcsの和よりも大きい場合には、当該二つの物体50は干渉しないとして、当該二つの物体50は干渉しないと判定され、その他の組み合わせについて、上記の干渉判定が行われるようにしても良い。 Further, the determination object selection unit 10 selects two other plate-like objects 50 from the plurality of objects 50 as the first object 52 and the second object 54, and similarly determines whether or not they interfere with each other. It may be broken. Whether or not an interference state between the plate-like objects 50 is generated in the three-dimensional space by performing the interference determination with the other plate-like objects 50 for all the plate-like objects 50 in the three-dimensional space. It is possible to determine whether. When the distance between the centers of the two objects 50 is larger than the sum of the radius rcs of the circumscribed sphere of each object 50, it is determined that the two objects 50 do not interfere with each other, assuming that the two objects 50 do not interfere with each other. The above-described interference determination may be performed for other combinations.

<第1基準面判定工程>
第1基準面判定工程S32について以下に説明する。本実施形態に係る第1基準面判定工程S32では、それぞれ第2対象物54の第1基準面における投影像に含まれる、第1投影領域、第2投影領域、および第3投影領域が定義され、各領域と第1対象物52の投影像とが重なるか否かが判定される。以下に詳細を説明する。
<First reference plane determination step>
The first reference plane determination step S32 will be described below. In the first reference plane determination step S32 according to the present embodiment, a first projection area, a second projection area, and a third projection area, which are included in the projection images of the second object 54 on the first reference plane, are defined. It is determined whether or not each region and the projection image of the first object 52 overlap. Details will be described below.

図10は、第1基準面判定工程S32の内容を示すフローである。
第1基準面判定工程S32は、第1部分判定工程S320、第2部分判定工程S322、および第3部分判定工程S324のうち少なくとも一つを含む。第1部分判定工程S320では、第1基準面において、第1対象物52の投影像と、第2対象物54の投影像のうち第2対象物54の上面の投影部分である第1投影領域とが、重なるか否かが判定される。第2部分判定工程S322では、第1基準面において、第1対象物52の投影像と、第2対象物54の投影像のうち第2対象物54の下面の投影部分である第2投影領域とが、重なるか否かが判定される。第3部分判定工程S324では、第1基準面において、第1対象物52の投影像と、第2対象物54の投影像のうち第1投影領域にも第2投影領域にも含まれない領域の全てを含む第3投影領域とが、重なるか否かが判定される。第1部分判定工程S320、第2部分判定工程S322、および第3部分判定工程S324のうち少なくとも一つにおいて、重なると判定された場合に、第1基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なると判定される。一方、第1部分判定工程S320、第2部分判定工程S322、および第3部分判定工程S324の全てにおいて、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定された場合に、第1基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定される。なお、e座標系におけるe軸正方向を上として、主面のうち、「上面」と「下面」とを区別する。
FIG. 10 is a flow showing the contents of the first reference plane determination step S32.
The first reference plane determination step S32 includes at least one of a first partial determination step S320, a second partial determination step S322, and a third partial determination step S324. In the first part determination step S320, a first projection region that is a projection part of the upper surface of the second object 54 among the projection image of the first object 52 and the projection image of the second object 54 on the first reference plane. Are overlapped with each other. In the second part determination step S322, a second projection region that is a projection part of the lower surface of the second object 54 among the projection image of the first object 52 and the projection image of the second object 54 on the first reference plane. Are overlapped with each other. In the third partial determination step S324, an area that is not included in the first projection area or the second projection area in the projection image of the first object 52 and the projection image of the second object 54 on the first reference plane. It is determined whether or not the third projection area including all of the above overlaps. When it is determined that at least one of the first partial determination step S320, the second partial determination step S322, and the third partial determination step S324 is overlapped, the first object 52 and the second reference point on the first reference plane. It is determined that the projected images of the object 54 overlap each other. On the other hand, when it is determined in all of the first partial determination step S320, the second partial determination step S322, and the third partial determination step S324 that the projection images of the first object 52 and the second object 54 do not overlap each other. In addition, it is determined that the projected images of the first object 52 and the second object 54 do not overlap with each other on the first reference plane. Note that, with the e 3 axis positive direction in the e 1 e 2 e 3 coordinate system as the upper side, “upper surface” and “lower surface” of the main surfaces are distinguished.

なお、第1部分判定工程S320、第2部分判定工程S322、および第3部分判定工程S324は、全て行われても良いし、いずれか一つの工程で各領域と第1対象物52の投影像とが重なると判定された時点で、まだ行われていない他の工程が中止され、第1基準面において第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なると判定されてもよい。なお、第1部分判定工程S320、第2部分判定工程S322、および第3部分判定工程S324の実施順は特に限定されない。   The first partial determination step S320, the second partial determination step S322, and the third partial determination step S324 may all be performed, or the projected image of each region and the first object 52 in any one step. When it is determined that the two overlap each other, other processes that have not yet been performed are stopped, and it is determined that the projected images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other on the first reference plane. . In addition, the execution order of 1st partial determination process S320, 2nd partial determination process S322, and 3rd partial determination process S324 is not specifically limited.

第1部分判定工程S320について、以下に説明する。
図11(a)は、第1基準面における第1対象物52の投影像と、第2対象物54の投影像の例を示す模式図である。本図中、円520は、第1基準面における第1対象物52の投影像の輪郭を示す円である。楕円540は、第2対象物54の上面部分が投影された領域の輪郭を示す楕円である。第1部分判定工程S320では、第1基準面において、第1対象物52の投影像と、第2対象物54の投影像のうち第2対象物54の上面の投影部分である第1投影領域とが、重なるか否かが判定される。第1投影領域は、本図中、楕円540を輪郭とする領域である。
The first partial determination step S320 will be described below.
FIG. 11A is a schematic diagram illustrating an example of a projection image of the first object 52 and a projection image of the second object 54 on the first reference plane. In the drawing, a circle 520 is a circle indicating the outline of the projected image of the first object 52 on the first reference plane. The ellipse 540 is an ellipse that shows the outline of the region where the upper surface portion of the second object 54 is projected. In the first part determination step S320, a first projection region that is a projection part of the upper surface of the second object 54 among the projection image of the first object 52 and the projection image of the second object 54 on the first reference plane. Are overlapped with each other. The first projection area is an area having an ellipse 540 as an outline in the drawing.

図11(b)は、第1部分判定工程S320について説明するための模式図である。第1対象物52の投影像と、第1投影領域とが重なるか否かを判定するために、円520と同一形状の円521を、楕円540に外接させて転がさずに動かしたとき、円521の中心が描く楕円542を輪郭とする領域が定義される。その上で、第1対象物52の投影像である円520の中心が、楕円542を輪郭とする領域内にあるか否かに基づいて、第1対象物52の投影像と、第1投影領域とが重なるか否かが判定される。具体的には、第1対象物52の投影像の中心が、楕円542を輪郭とする領域内にある場合、第1対象物52の投影像と第1投影領域とが重なると判定され、第1対象物52の投影像の中心が、楕円542を輪郭とする領域内にない場合、第1対象物52の投影像と第1投影領域とが重ならないと判定される。   FIG. 11B is a schematic diagram for explaining the first partial determination step S320. When a circle 521 having the same shape as the circle 520 is circumscribed to the ellipse 540 and moved without rolling in order to determine whether or not the projection image of the first object 52 and the first projection area overlap. A region having an ellipse 542 drawn by the center of the circle 521 as an outline is defined. Then, based on whether or not the center of the circle 520 that is the projection image of the first object 52 is within the region having the ellipse 542 as an outline, the projection image of the first object 52 and the first projection It is determined whether or not the area overlaps. Specifically, when the center of the projection image of the first object 52 is within a region having an ellipse 542 as an outline, it is determined that the projection image of the first object 52 and the first projection region overlap, When the center of the projection image of the first object 52 is not within the region having the ellipse 542 as an outline, it is determined that the projection image of the first object 52 and the first projection region do not overlap.

上記に説明した検討は、判定の度に行う必要は無く、本実施形態において第1部分判定工程S320は、以下の式(11)を用いて行うことができる。すなわち、式(11)が成り立たない場合に、第1対象物52の投影像と、第1投影領域とが、重ならないと判定される。   The examination described above does not have to be performed for each determination, and in the present embodiment, the first partial determination step S320 can be performed using the following equation (11). That is, when Expression (11) does not hold, it is determined that the projection image of the first object 52 and the first projection area do not overlap.

Figure 2016192143
Figure 2016192143

次に、第2部分判定工程S322について、以下に説明する。
図11(a)中、楕円541は、第2対象物54の下面部分が投影された領域の輪郭を示す楕円である。第2部分判定工程S322では、第1基準面において、第1対象物52の投影像と、第2対象物54の投影像のうち第2対象物54の下面の投影部分である第2投影領域とが、重なるか否かが判定される。第2投影領域は、本図中、楕円541を輪郭とする領域である。
Next, 2nd partial determination process S322 is demonstrated below.
In FIG. 11A, an ellipse 541 is an ellipse showing the outline of the region where the lower surface portion of the second object 54 is projected. In the second part determination step S322, a second projection region that is a projection part of the lower surface of the second object 54 among the projection image of the first object 52 and the projection image of the second object 54 on the first reference plane. Are overlapped with each other. The second projection area is an area having an ellipse 541 as an outline in the drawing.

第2部分判定工程S322でも、第1部分判定工程S320と同様に、円520と同一形状の円521を、楕円541に外接させて転がさずに動かしたとき、円521の中心が描く楕円を輪郭とする領域が定義される。その上で、第1対象物52の投影像である円520の中心が、当該楕円を輪郭とする領域内にあるか否かに基づいて、第1対象物52の投影像と、第2投影領域とが重なるか否かが判定される。具体的には、第1対象物52の投影像の中心が、当該楕円を輪郭とする領域内にある場合、第1対象物52の投影像と第2投影領域とが重なると判定され、第1対象物52の投影像の中心が、当該楕円を輪郭とする領域内にない場合、第1対象物52の投影像と第2投影領域とが重ならないと判定される。   In the second part determination step S322, as in the first part determination step S320, when the circle 521 having the same shape as the circle 520 is moved without circumscribing the ellipse 541, the ellipse drawn by the center of the circle 521 is drawn. A region having an outline is defined. Then, based on whether or not the center of the circle 520, which is the projection image of the first object 52, is within a region having the ellipse as an outline, the projection image of the first object 52 and the second projection It is determined whether or not the area overlaps. Specifically, when the center of the projection image of the first object 52 is within a region having the ellipse as an outline, it is determined that the projection image of the first object 52 and the second projection region overlap, When the center of the projection image of the first object 52 is not within the region having the ellipse as an outline, it is determined that the projection image of the first object 52 and the second projection region do not overlap.

上記に説明した検討は、判定の度に行う必要は無く、本実施形態に係る第2部分判定工程S322は、以下の式(12)を用いて行うことができる。すなわち、式(12)が成り立たない場合に、第1対象物52の投影像と、第2投影領域とが、重ならないと判定される。   The above-described examination need not be performed for each determination, and the second partial determination step S322 according to the present embodiment can be performed using the following equation (12). That is, when Expression (12) does not hold, it is determined that the projection image of the first object 52 and the second projection area do not overlap.

Figure 2016192143
Figure 2016192143

次に、第3部分判定工程S324について、以下に説明する。
図12(a)は、第1基準面における第1対象物52の投影像と、第2対象物54の投影像とを示す模式図であり、図11(a)に相当する。図12(a)中、破線で囲んだ領域543中には、第2対象物54の投影像の一部の領域であって、第1投影領域にも第2の投影領域にも含まれない領域が存在する。そのため、当該領域と、第1対象物52の投影像とが重ならないか否かを判定する必要がある。ここで、第1基準面において、第1対象物52の投影像と、第2対象物54の投影像のうち第1投影領域にも第2投影領域にも含まれない領域の全てを含む第3投影領域を定義し、第1対象物52の投影像と、第3投影領域とが重ならない場合に、第1対象物52の投影像と、第2対象物54の投影像のうち第1投影領域にも第2投影領域にも含まれない領域とが重ならないと確かめることができる。
Next, the third partial determination step S324 will be described below.
FIG. 12A is a schematic diagram showing a projected image of the first object 52 and a projected image of the second object 54 on the first reference plane, and corresponds to FIG. In FIG. 12A, a region 543 surrounded by a broken line is a partial region of the projection image of the second object 54 and is not included in the first projection region or the second projection region. An area exists. Therefore, it is necessary to determine whether or not the area and the projection image of the first object 52 do not overlap. Here, the first reference plane includes all of the projection image of the first object 52 and the projection image of the second object 54 that include all of the areas not included in the first projection area or the second projection area. When the three projection areas are defined and the projection image of the first object 52 and the third projection area do not overlap, the first projection image of the first object 52 and the projection image of the second object 54 are the first. It can be confirmed that there is no overlap between the projection area and the area not included in the second projection area.

図12(b)は、本実施形態に係る第3領域を示す図である。本図中、楕円544は、第2部分判定工程S322で説明した、円520と同一形状の円521を楕円541に外接させて転がさずに動かしたとき、円521の中心が描く楕円である。また、本図中、領域545が第3領域に相当する。領域545は、楕円542の長軸および楕円544の長軸を対向2辺とする長方形を輪郭とする領域である。このように、単純な形状の第3領域を定義することにより、第1投影領域にも第2投影領域にも含まれない領域と、第1対象物52の投影像とが重ならないことを少ない計算量で確認することができる。   FIG. 12B is a diagram illustrating a third region according to the present embodiment. In this figure, an ellipse 544 is an ellipse drawn by the center of the circle 521 when the circle 521 having the same shape as the circle 520 is moved without being rolled by circumscribing the ellipse 541 described in the second part determination step S322. is there. In the drawing, a region 545 corresponds to a third region. The region 545 is a region whose outline is a rectangle whose two sides are the major axis of the ellipse 542 and the major axis of the ellipse 544. In this way, by defining the third region having a simple shape, the region that is not included in the first projection region or the second projection region and the projection image of the first object 52 are less likely to overlap. It can be confirmed by the calculation amount.

第3部分判定工程S324では、第1対象物52の投影像が第3領域である領域545と重なるか否かが判定される。判定は、領域545の4つの頂点座標と、第1対象物52の投影像の中心との関係に基づいて行われる。   In the third partial determination step S324, it is determined whether or not the projected image of the first object 52 overlaps the region 545 that is the third region. The determination is made based on the relationship between the four vertex coordinates of the region 545 and the center of the projected image of the first object 52.

上記に説明した検討は、判定の度に行う必要は無く、本実施形態に係る第3部分判定工程S324は、以下の式(13)および式(14)を用いて行うことができる。すなわち、式(13)および式(14)の少なくとも一方が成り立たない場合に、第1対象物52の投影像と、第3投影領域とが、重ならないと判定される。なお、式(13)および(14)が成り立つか否かについて順に判定が行われ、一方が成り立たないと判定された時点で、第1対象物52の投影像と第3投影領域とが重ならないと判定され、まだ行われていない他方の判定が中止されてもよい。なお、両数式について、判定を行う順序は特に限定されない。   The examination described above does not have to be performed for each determination, and the third partial determination step S324 according to the present embodiment can be performed using the following expressions (13) and (14). That is, when at least one of Expression (13) and Expression (14) does not hold, it is determined that the projection image of the first object 52 and the third projection area do not overlap. It should be noted that whether the expressions (13) and (14) are satisfied is sequentially determined, and when it is determined that one does not hold, the projection image of the first object 52 and the third projection area do not overlap. It may be determined that the other determination that has not been performed may be cancelled. Note that the order in which the determinations are made for both mathematical formulas is not particularly limited.

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

なお、第1基準面判定工程S32での判定方法は上記の方法に限定されない。第1対象物52および第2対象物54の投影像の少なくとも一部分同士が重なっているか否かを判定できればよい。また、本実施形態では、第1基準面判定工程S32において、第1投影領域、第2投影領域、および第3投影領域について判定を行う例を説明したが、この様な方法に限定されない。第1対象物52の投影像および第2対象物54の投影像をそれぞれ任意に分割等して定義した領域に基づき、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かを判定しても良い。または、各投影像に基づいて定義した判定領域や、判定点等の互いの関係に基づき、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かを判定しても良い。   The determination method in the first reference plane determination step S32 is not limited to the above method. It is only necessary to determine whether or not at least parts of the projected images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other. In the present embodiment, the example in which the first projection area, the second projection area, and the third projection area are determined in the first reference plane determination step S32 has been described. However, the present invention is not limited to such a method. Whether the projection images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other based on an area defined by arbitrarily dividing the projection image of the first object 52 and the projection image of the second object 54, respectively. It may be determined. Alternatively, it may be determined whether or not the projection images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other based on a determination area defined based on each projection image and a mutual relationship such as determination points. .

<第2基準面判定工程>
第2基準面判定工程S34について以下に説明する。
図13(a)は、第2基準面における第1対象物52の投影像と、第2対象物54の投影像の例を示す模式図であり、図13(b)は、第1判定領域を示す図である。
本実施形態に係る第2基準面判定工程S34では、第2基準面において、第1対象物52の投影像および第2対象物54の投影像を用いて定められる第1判定領域と、第2対象物54の投影像を用いて定められる判定対象線とが重なるか否かが判定されることにより、e軸とe軸とからなる第2基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かが判定される。以下に詳細を説明する。
<Second reference plane determination step>
The second reference plane determination step S34 will be described below.
FIG. 13A is a schematic diagram illustrating an example of a projected image of the first object 52 and a projected image of the second object 54 on the second reference plane, and FIG. 13B is a first determination region. FIG.
In the second reference plane determination step S34 according to the present embodiment, a first determination area defined by using the projection image of the first object 52 and the projection image of the second object 54 on the second reference plane, By determining whether or not the determination target line determined using the projection image of the target object 54 overlaps, the first target object 52 and the first target object 52 on the second reference plane composed of the e 2 axis and the e 3 axis. It is determined whether the projected images of the two objects 54 overlap each other. Details will be described below.

図13(a)中、四角形522は、第2基準面における第1対象物52の投影像の輪郭を示す四角形である。楕円546は、第2対象物54の上面部分が投影された領域の輪郭を示す楕円である。楕円547は、第2対象物54の下面部分が投影された領域の輪郭を示す楕円である。第2基準面判定工程S34では、第2基準面において、第1対象物52の投影像および第2対象物54の投影像を用いて定められる第1判定領域内と、第2対象物54の判定対象線が重なるか否かが判定される。   In FIG. 13A, a quadrangle 522 is a quadrangle that indicates the contour of the projected image of the first object 52 on the second reference plane. The ellipse 546 is an ellipse that shows the outline of the region where the upper surface portion of the second object 54 is projected. The ellipse 547 is an ellipse showing the outline of the region where the lower surface portion of the second object 54 is projected. In the second reference plane determination step S34, in the second reference plane, the first determination area defined by using the projection image of the first object 52 and the projection image of the second object 54 and the second object 54 are determined. It is determined whether the determination target lines overlap.

第1判定領域とは、第2対象物54の投影像のうち第2対象物54の上面の投影部分と同一形状の楕円を、第1対象物52の投影像に外接させて転がさずに動かしたとき、当該楕円の中心が描く線を輪郭とする領域である。図13(b)中、図形523が、当該輪郭に相当する。なお、第2対象物54の上面の投影部分の形状と、下面の投影部分の形状とは同一である。   The first determination area refers to an ellipse having the same shape as the projected portion of the upper surface of the second object 54 in the projected image of the second object 54 that is circumscribed by the projected image of the first object 52 and does not roll. Is a region having a contour drawn by the center of the ellipse. In FIG. 13B, a graphic 523 corresponds to the contour. The shape of the projected portion on the upper surface of the second object 54 and the shape of the projected portion on the lower surface are the same.

図14(a)および(b)は、判定対象線82および判定対象点80を示す図である。判定対象線82は図14(a)および(b)において点線で示されている。第2対象物54の投影像は、上面の投影部分(楕円546)と下面の投影部分(楕円547)の間を、上下面と同一形状の楕円548を平行移動させてなる領域ととらえることができる。平行移動中の全ての位置で、楕円548が第1対象物52の投影像と重ならない場合、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定できる。ここで、平行移動中の各位置における楕円548の中心点が、上述した第1判定領域内に無い場合、楕円548は第1対象物52の投影像と重ならないと判定される。判定対象線82は、平行移動中の全ての楕円548の中心点からなる線分である。すなわち、判定対象線82は、第2基準面における第2対象物54の投影像のうち、第2対象物54の下面の中心の投影点に相当する下面中心投影点840と、第2対象物54の上面の中心の投影点に相当する上面中心投影点820とを結ぶ線分である。   FIGS. 14A and 14B are diagrams illustrating the determination target line 82 and the determination target point 80. The determination target line 82 is indicated by a dotted line in FIGS. 14 (a) and 14 (b). The projected image of the second object 54 can be regarded as an area formed by translating an ellipse 548 having the same shape as the upper and lower surfaces between the projected portion (ellipse 546) on the upper surface and the projected portion (ellipse 547) on the lower surface. it can. If the ellipse 548 does not overlap the projection image of the first object 52 at all the positions during translation, it can be determined that the projection images of the first object 52 and the second object 54 do not overlap each other. Here, if the center point of the ellipse 548 at each position during translation is not within the first determination region described above, it is determined that the ellipse 548 does not overlap the projected image of the first object 52. The determination target line 82 is a line segment composed of the center points of all ellipses 548 that are being translated. That is, the determination target line 82 includes the lower surface center projection point 840 corresponding to the projection point at the center of the lower surface of the second object 54 in the projection image of the second object 54 on the second reference surface, and the second object. 54 is a line connecting the upper surface center projection point 820 corresponding to the projection point at the center of the upper surface.

第2基準面判定工程S34では、判定対象線82上の少なくとも一点が第1判定領域内に含まれる場合に、第2基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なると判定される。一方、判定対象線82上のいずれの点も第1判定領域内に含まれない場合に、第2基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定される。   In the second reference plane determination step S34, when at least one point on the determination target line 82 is included in the first determination area, projection images of the first target object 52 and the second target object 54 are displayed on the second reference plane. It is determined that they overlap each other. On the other hand, when any point on the determination target line 82 is not included in the first determination region, it is determined that the projection images of the first object 52 and the second object 54 do not overlap with each other on the second reference plane. Is done.

ここで、必ずしも判定対象線82上の全ての点について、第1判定領域内にあるか否かを判定する必要は無い。たとえば、図14(a)のように、判定対象線82の長さLが、第1対象物52の厚みlより小さい場合、上面中心投影点820と下面中心投影点840の2点のみを判定対象点80として第1判定領域内にあるか否かを判定すれば、判定対象線82と第1判定領域とが重なるか否かを判定できる。上面中心投影点820と下面中心投影点840のいずれもが第1判定領域内に無い場合、その間の線分が第1判定領域と重なることはない。よって、第2基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定できる。 Here, it is not always necessary to determine whether or not all points on the determination target line 82 are within the first determination region. For example, as shown in FIG. 14 (a), the length L of the determination target line 82, the thickness l if p is smaller than the first object 52, the two points of the top surface central projection point 820 and the bottom surface center projection point 840 only If it is determined whether or not the determination target point 80 is within the first determination region, it can be determined whether or not the determination target line 82 and the first determination region overlap. When neither the upper surface center projection point 820 nor the lower surface center projection point 840 is within the first determination region, the line segment between them does not overlap the first determination region. Therefore, it can be determined that the projected images of the first object 52 and the second object 54 do not overlap with each other on the second reference plane.

一方、図14(b)のように、長さLが、第1対象物52の厚みl以上である場合、上面中心投影点820と下面中心投影点840のいずれもが第1判定領域内に無い場合でも、判定対象線82上の他の点が第1判定領域に重なる場合が生じ得る。そのため、上面中心投影点820と下面中心投影点840の間にさらに判定対象点80を設ける。ここで、全ての隣接する2つの判定対象点80間において、間隔Lが厚みlより小さくなるようにする。ただし、計算量を低減するため、判定対象点80の数は間隔Lが厚みlより小さくなる条件の下で最も少ないことが好ましい。この様に選択した全ての判定対象点80が第1判定領域内に無い場合、第2基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定できる。 On the other hand, as shown in FIG. 14 (b), the length L is, if it is the thickness l p or more first object 52, none of the top central projection point 820 and the bottom surface center projection point 840 is the first determination area Even if not, there may be a case where another point on the determination target line 82 overlaps the first determination region. Therefore, a determination target point 80 is further provided between the upper surface center projection point 820 and the lower surface center projection point 840. Here, the interval L s is made smaller than the thickness l p between all two adjacent determination target points 80. However, in order to reduce the amount of calculation, the number of determination target points 80 is preferably the smallest under the condition that the interval L s is smaller than the thickness l p . When all the determination target points 80 selected in this way are not within the first determination region, it can be determined that the projected images of the first object 52 and the second object 54 do not overlap with each other on the second reference plane.

纏めると、第2基準面における第2対象物54の投影像のうち、下面中心投影点840と、上面中心投影点820とを結ぶ線分上にある複数の点が、複数の判定対象点80として選択される。そして、複数の判定対象点80は、少なくとも上面中心投影点820および下面中心投影点840を含み、互いに隣接する判定対象点80間の距離Lは第1対象物52の厚みlよりも小さい。そして、いずれの判定対象点80も第1判定領域内に無い場合、第2基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定できる。一方、複数の判定対象点80の少なくとも一つが第1判定領域内にある場合、第2基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なると判定できる。 In summary, among the projected images of the second object 54 on the second reference plane, a plurality of points on a line segment connecting the lower surface center projection point 840 and the upper surface center projection point 820 are a plurality of determination target points 80. Selected as. The plurality of determination target points 80 include at least the upper surface center projection point 820 and the lower surface center projection point 840, and the distance L s between the determination target points 80 adjacent to each other is smaller than the thickness l p of the first object 52. . If none of the determination target points 80 are within the first determination region, it can be determined that the projected images of the first object 52 and the second object 54 do not overlap with each other on the second reference plane. On the other hand, when at least one of the plurality of determination target points 80 is in the first determination region, it can be determined that the projected images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other on the second reference plane.

なお、複数の判定対象点80について順に判定を行い、いずれか一つの判定対象点80が第1判定領域内にあると判定された時点で、第2基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なると判定され、まだ行われていない判定対象点80の判定が中止されてもよい。なお、複数の判定対象点80について、判定を行う順序は特に限定されない。   It should be noted that the determination is performed in order for the plurality of determination target points 80, and when it is determined that any one of the determination target points 80 is within the first determination region, the first target object 52 and the first object 52 on the second reference plane. It may be determined that the projected images of the two objects 54 overlap each other, and the determination of the determination target point 80 that has not yet been performed may be stopped. The order in which the determination is made for the plurality of determination target points 80 is not particularly limited.

各判定対象点80が、第1判定領域内にあるか否かを判定する方法について、以下に説明する。   A method for determining whether or not each determination target point 80 is in the first determination region will be described below.

図15は、第1判定領域内に含まれる3つの領域を示す模式図である。図15(a)から(c)は、それぞれ図13(b)に対応する図である。本実施形態に係る第2基準面判定工程S34では、それぞれ第1判定領域に含まれる判定領域A、判定領域B、判定領域Cが定義され、判定対象点80が第1判定領域内にあるか否かが判定される。図15(a)は、判定領域Aを示す図、図15(b)は、判定領域Bを示す図、図15(c)は、判定領域Cを示す図である。   FIG. 15 is a schematic diagram illustrating three regions included in the first determination region. FIGS. 15A to 15C are diagrams corresponding to FIG. 13B, respectively. In the second reference plane determination step S34 according to the present embodiment, the determination area A, the determination area B, and the determination area C included in the first determination area are defined, respectively, and is the determination target point 80 within the first determination area? It is determined whether or not. 15A shows the determination area A, FIG. 15B shows the determination area B, and FIG. 15C shows the determination area C.

判定領域Aは、図15(a)のように、第2対象物54の投影像のうち第2対象物54の上面の投影部分と同一形状の4つの楕円549からなる領域である。ここで、4つの楕円549は、四角形522の4つの頂点をそれぞれ中心とする。判定対象点80がいずれかの楕円549の内部にある場合、判定対象点80が判定領域A内にあると判定される。   As shown in FIG. 15A, the determination area A is an area composed of four ellipses 549 having the same shape as the projected portion of the upper surface of the second object 54 in the projected image of the second object 54. Here, the four ellipses 549 are centered on the four vertices of the quadrangle 522, respectively. If the determination target point 80 is inside any ellipse 549, it is determined that the determination target point 80 is in the determination region A.

判定領域Bは、図15(b)のように、第1判定領域内に含まれる領域であって、楕円549の長軸を含みe軸方向に伸びる2つの直線で第1判定領域を区切ってなる領域のうち、原点を含む領域526である。 Determination area B, as in FIG. 15 (b), a region included in the first determination area, separated first determination area by two straight lines extending in e 2 axially contains a long axis of the ellipse 549 Is a region 526 including the origin.

判定領域Cは、図15(c)のように、第1判定領域内に含まれる領域であって、楕円549の短軸を含みe軸方向に伸びる2つの直線で第1判定領域を区切ってなる領域のうち、原点を含む領域527である。 Determining region C, as shown in FIG. 15 (c), the a region included in the first determination area, separated first determination area by two straight lines extending in e 3 axially comprise minor axis of the ellipse 549 Is a region 527 including the origin.

第2基準面判定工程S34では、判定対象点80が判定領域A、判定領域B、および判定領域Cのいずれの領域内にも含まれない場合、当該判定対象点80が第1判定領域内にないと判定される。   In the second reference plane determination step S34, when the determination target point 80 is not included in any of the determination area A, the determination area B, and the determination area C, the determination target point 80 is included in the first determination area. It is determined that there is no.

なお、判定領域A、判定領域B、および判定領域Cに判定対象点80が含まれるか否かの判定は、全て行われても良いし、いずれか一つの領域に判定対象点80が含まれると判定された時点で、まだ行われていない他の領域に関する判定が中止され、判定対象点80が第1判定領域内にあると判定されてもよい。なお、定領域A、判定領域B、および判定領域Cについての判定の順は特に限定されない。   It should be noted that the determination of whether or not the determination target point 80 is included in the determination region A, the determination region B, and the determination region C may be all performed, or the determination target point 80 is included in any one region. It may be determined that the determination target point 80 is in the first determination region, and determination regarding another region that has not yet been performed is stopped. Note that the order of determination for the fixed region A, the determination region B, and the determination region C is not particularly limited.

図16は、一つの判定対象点80が第1判定領域内にあるか否かを判定する工程のフローである。上記に説明した検討は、判定の度に行う必要は無く、本実施形態に係る第2基準面判定工程S34は、以下の式(15)から式(22)を用いて行うことができる。ここで、複数の判定対象点80の第2基準面における座標をそれぞれ(e2n,e3n)(n=1,2,・・・)とする。 FIG. 16 is a flow of a process for determining whether one determination target point 80 is in the first determination region. The above-described examination need not be performed for each determination, and the second reference plane determination step S34 according to the present embodiment can be performed using the following expressions (15) to (22). Here, the coordinates of the plurality of determination target points 80 on the second reference plane are respectively (e 2n , e 3n ) (n = 1, 2,...).

まず、1つの判定対象点80について、下記の式(15)、式(16)、式(17)、および式(18)のいずれも成立しない場合、当該判定対象点80は、判定領域A内にないと判定される。   First, when none of the following Expression (15), Expression (16), Expression (17), and Expression (18) holds for one determination target point 80, the determination target point 80 is within the determination area A. It is determined that it is not.

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

また、下記の式(19)および式(20)の少なくとも一方が成立しない場合、当該判定対象点80は、判定領域B内にないと判定される。   Further, when at least one of the following formula (19) and formula (20) does not hold, it is determined that the determination target point 80 is not in the determination region B.

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

また、下記の式(21)および式(22)の少なくとも一方が成立しない場合、当該判定対象点80は、判定領域C内にないと判定される。   Further, when at least one of the following formula (21) and formula (22) is not satisfied, it is determined that the determination target point 80 is not in the determination region C.

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

なお、N個の判定対象点80の座標(e2n,e3n)(n=1,2,・・,N)は例えばn=1・・・N−1のとき以下の式(23)で表すことができ、n=Nのとき以下の式(24)で表すことができる。ここで、Nは2以上の整数である。 Note that the coordinates (e 2n , e 3n ) (n = 1, 2,..., N) of the N determination target points 80 are, for example, n = 1,. When n = N, it can be expressed by the following formula (24). Here, N is an integer of 2 or more.

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

ここで、(e21,e31)は下面中心投影点840の座標であり、(e2N,e3N)は上面中心投影点820の座標であり、以下の式(25)が成り立つ。 Here, (e 21 , e 31 ) are the coordinates of the lower surface center projection point 840, and (e 2N , e 3N ) are the coordinates of the upper surface center projection point 820, and the following equation (25) is established.

Figure 2016192143
Figure 2016192143

1つの判定対象点80が、判定領域A、判定領域B、判定領域Cのいずれの領域内にも含まれないと判定された場合、当該判定対象点80は第1判定領域内にないと判定され、全ての判定対象点80が第1判定領域内にないと判定された場合に、第2基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定される。   When it is determined that one determination target point 80 is not included in any of the determination region A, the determination region B, and the determination region C, it is determined that the determination target point 80 is not in the first determination region. When it is determined that all the determination target points 80 are not within the first determination region, it is determined that the projected images of the first object 52 and the second object 54 do not overlap with each other on the second reference plane. The

具体的には、式(15)が成立するか否かを判定する工程、式(16)が成立するか否かを判定する工程、式(17)が成立するか否かを判定する工程、式(18)が成立するか否かを判定する工程、式(19)および式(20)のいずれもが成立するか否かを判定する工程、および式(21)および式(22)のいずれもが成立するか否かを判定する工程のうち少なくとも一つが行われる。そして、式(15)が成立するか否かを判定する工程において成立すると判定された場合、式(16)が成立するか否かを判定する工程において成立すると判定された場合、式(17)が成立するか否かを判定する工程において成立すると判定された場合、式(18)が成立するか否かを判定する工程において成立すると判定された場合、式(19)および式(20)のいずれもが成立するか否かを判定する工程でいずれもが成立すると判定された場合、または式(21)および式(22)のいずれもが成立するか否かを判定する工程でいずれもが成立すると判定された場合に、判定対象点80が第1判定領域内にあると判定できる。   Specifically, a step of determining whether or not equation (15) is satisfied, a step of determining whether or not equation (16) is satisfied, a step of determining whether or not equation (17) is satisfied, A step of determining whether or not Expression (18) is satisfied, a step of determining whether or not both of Expression (19) and Expression (20) are satisfied, and any of Expression (21) and Expression (22) At least one of the steps of determining whether or not is established is performed. When it is determined that the expression (15) is satisfied in the step of determining whether or not the expression (15) is satisfied, when it is determined that the expression (16) is satisfied in the process of determining whether or not the expression (16) is satisfied, the expression (17) When it is determined that it is established in the step of determining whether or not is established, when it is determined that it is established in the step of determining whether or not equation (18) is established, the equations (19) and (20) When it is determined that both are satisfied in the step of determining whether or not both are satisfied, or both of the steps of determining whether or not both of the expressions (21) and (22) are satisfied When it is determined that it is established, it can be determined that the determination target point 80 is in the first determination region.

もしくは、式(15)が成立するか否かを判定する工程、式(16)が成立するか否かを判定する工程、式(17)が成立するか否かを判定する工程、式(18)が成立するか否かを判定する工程、式(19)および式(20)のいずれもが成立するか否かを判定する工程、および式(21)および式(22)のいずれもが成立するか否かを判定する工程の全てが行われる。そして、式(15)が成立するか否かを判定する工程において成立しないと判定され、かつ、式(16)が成立するか否かを判定する工程において成立しないと判定され、かつ、式(17)が成立するか否かを判定する工程において成立しないと判定され、かつ、式(18)が成立するか否かを判定する工程において成立しないと判定され、かつ、式(19)および式(20)のいずれもが成立するか否かを判定する工程で少なくとも一方が成立しないと判定され、かつ、式(21)および式(22)のいずれもが成立するか否かを判定する工程で少なくとも一方が成立しないと判定された場合に、判定対象点80が第1判定領域内にないと判定できる。   Alternatively, a step of determining whether or not Expression (15) is satisfied, a step of determining whether or not Expression (16) is satisfied, a step of determining whether or not Expression (17) is satisfied, Expression (18) ) Is satisfied, whether the expressions (19) and (20) are both satisfied, and both the expressions (21) and (22) are satisfied. All of the steps for determining whether or not to do are performed. Then, it is determined that the expression (15) is not satisfied in the step of determining whether or not the expression (15) is satisfied, and is determined not to be satisfied in the process of determining whether or not the expression (16) is satisfied, and the expression ( 17) is determined not to be satisfied in the step of determining whether or not, and it is determined not to be satisfied in the step of determining whether or not Expression (18) is satisfied, and Expression (19) and Expression (19) are determined. A step of determining whether at least one of the equations (20) and (22) is satisfied, and determining whether at least one of the equations (21) and (22) is satisfied. When it is determined that at least one of them is not established, it can be determined that the determination target point 80 is not in the first determination region.

式(15)が成立するか否かを判定する工程、式(16)が成立するか否かを判定する工程、式(17)が成立するか否かを判定する工程、式(18)が成立するか否かを判定する工程、式(19)および式(20)のいずれもが成立するか否かを判定する工程、および式(21)および式(22)のいずれもが成立するか否かを判定する工程を順に行い、式(15)が成立すると判定された場合、式(16)が成立すると判定された場合、式(17)が成立すると判定された場合、式(18)が成立すると判定された場合、式(19)および式(20)のいずれもが成立すると判定された場合、または式(21)および式(22)のいずれもが成立すると判定された場合に、判定対象点80が第1判定領域内にあると判定されて、まだ行われていない残りの工程が中止されても良い。なお、判定の実施順は特に限定されない。   A step of determining whether or not equation (15) is satisfied, a step of determining whether or not equation (16) is satisfied, a step of determining whether or not equation (17) is satisfied, and equation (18): A step of determining whether or not, a step of determining whether or not both of the equations (19) and (20) are satisfied, and whether or not any of the equations (21) and (22) are satisfied Steps for determining whether or not are performed in order, when it is determined that the expression (15) is satisfied, when it is determined that the expression (16) is satisfied, when it is determined that the expression (17) is satisfied, the expression (18) When it is determined that is satisfied, when it is determined that both Expression (19) and Expression (20) are satisfied, or when it is determined that both Expression (21) and Expression (22) are satisfied, It is determined that the determination target point 80 is in the first determination area and is still performed. Not the rest of the process may be aborted. Note that the order of determination is not particularly limited.

なお、第2基準面判定工程S34での判定方法は上記の方法に限定されない。第1対象物52および第2対象物54の投影像の少なくとも一部分同士が重なっているか否かを判定できればよい。また、本実施形態では、第2基準面判定工程S34において、第1判定領域から定義した判定領域A、判定領域B、および判定領域Cについて判定を行う例を説明したが、この様な方法に限定されない。たとえば、第1判定領域をそれぞれ他の方式で分割等して定義した領域に基づき、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かを判定してもよい。または、第1判定領域とは異なる判定領域と、判定点等との関係に基づき、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かを判定しても良い。   In addition, the determination method in 2nd reference plane determination process S34 is not limited to said method. It is only necessary to determine whether or not at least parts of the projected images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other. In the present embodiment, the example in which the determination is performed for the determination area A, the determination area B, and the determination area C defined from the first determination area in the second reference plane determination step S34 has been described. It is not limited. For example, it may be determined whether or not the projection images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other based on areas defined by dividing the first determination area by another method. Alternatively, it may be determined whether or not the projected images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other based on a relationship between a determination area different from the first determination area and a determination point.

<第3基準面判定工程>
第3基準面判定工程S36について以下に説明する。本実施形態に係る第1基準面判定工程S32では、e軸とe軸とからなる第3基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かが判定される。
<Third reference plane determination step>
The third reference plane determination step S36 will be described below. In the first reference surface determining step S32 according to the present embodiment, the third reference plane consisting of a e 3 axes and e 1 axis, whether the projected image of the first object 52 and second object 54 overlap each other Is determined.

本実施形態に係る第3基準面判定工程S36では、第3基準面において、第1対象物52の投影像および第2対象物54の投影像を用いて定められる第2判定領域内に、第2対象物54の投影像の中心点が含まれるか否かが判定される。そして、当該中心点が第2判定領域内に含まれない場合に、第3基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定される。一方、当該中心点が第2判定領域内に含まれる場合に、第3基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なると判定される。   In the third reference plane determination step S36 according to the present embodiment, in the second determination area defined by using the projection image of the first object 52 and the projection image of the second object 54 on the third reference plane, It is determined whether or not the center point of the projected image of the two objects 54 is included. Then, when the center point is not included in the second determination region, it is determined that the projected images of the first object 52 and the second object 54 do not overlap with each other on the third reference plane. On the other hand, when the center point is included in the second determination region, it is determined that the projected images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other on the third reference plane.

図17(a)は、第3基準面における第1対象物52の投影像と、第2対象物54の投影像の例を示す模式図であり、図17(b)は、第2判定領域を示す図であり、図17(c)は、第2判定領域と分割領域の関係を示す図である。   FIG. 17A is a schematic diagram illustrating an example of a projected image of the first object 52 and a projected image of the second object 54 on the third reference plane, and FIG. 17B is a second determination region. FIG. 17C is a diagram illustrating the relationship between the second determination region and the divided regions.

図17(a)中、四角形524は、第3基準面における第1対象物52の投影像の輪郭を示す四角形である。四角形550は、第3基準面における第2対象物54の投影像の輪郭を示す四角形である。   In FIG. 17A, a quadrangle 524 is a quadrangle that indicates the contour of the projected image of the first object 52 on the third reference plane. A quadrangle 550 is a quadrangle indicating the contour of the projected image of the second object 54 on the third reference plane.

第2判定領域とは、第2対象物54の投影像と同一形状の四角形551を、第1対象物52の投影像に外接させて転がさずに動かしたとき、四角形551の中心が描く線を輪郭とする領域である。図17(b)中、八角形525が、当該輪郭に相当する。なお、四角形の中心とは、四角形の対角線の交点である。第2判定領域内に、第2対象物54の投影像の中心点が含まれない場合に、第3基準面において、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重ならないと判定される。   The second determination region is drawn by the center of the quadrangle 551 when a quadrilateral 551 having the same shape as the projection image of the second object 54 is moved without circumscribing the projection image of the first object 52. This is an area having a line as an outline. In FIG. 17B, an octagon 525 corresponds to the contour. Note that the square center is the intersection of diagonal lines of the square. When the center point of the projected image of the second object 54 is not included in the second determination area, the projected images of the first object 52 and the second object 54 do not overlap with each other on the third reference plane. Determined.

第2対象物54の中心点が、第2判定領域内にあるか否かを判定する方法について、以下に説明する。   A method for determining whether or not the center point of the second object 54 is within the second determination region will be described below.

第3基準面判定工程S36では、第2判定領域が、当該領域の輪郭の隣接する2つの頂点と、第3基準面の原点とを結ぶ三角形からなる複数の分割領域に分割される。そして、複数の分割領域のそれぞれに、第2対象物54の投影像の中心点が含まれるか否かが判定され、いずれの分割領域にも当該中心点が含まれない場合に、当該中心点が第2判定領域内にないと判定される。   In the third reference plane determination step S36, the second determination area is divided into a plurality of divided areas consisting of triangles connecting two adjacent vertices of the contour of the area and the origin of the third reference plane. Then, it is determined whether or not each of the plurality of divided areas includes the center point of the projection image of the second object 54, and when the center point is not included in any of the divided areas, the center point is determined. Is not within the second determination region.

または、複数の分割領域のうち少なくとも一つについて、第2対象物54の投影像の中心点が含まれるか否かが判定され、複数の分割領域の少なくとも一つに当該中心点が含まれる場合に、当該中心点が第2判定領域内にあると判定される。   Alternatively, it is determined whether or not the center point of the projected image of the second object 54 is included in at least one of the plurality of divided regions, and the center point is included in at least one of the plurality of divided regions. In addition, it is determined that the center point is within the second determination region.

複数の分割領域のそれぞれについて、順に第2対象物54の投影像の中心点が含まれるか否かが判定され、いずれか一つにおいて、含まれるとの判定がされた時点でまだ行われていない残りの分割領域についての判定が中止されても良い。なお、判定の順序は特に限定されない。   For each of the plurality of divided regions, it is determined whether or not the center point of the projection image of the second object 54 is included in order, and the determination is made at the time when it is determined that any one of them is included. The determination on the remaining remaining divided areas may be stopped. The order of determination is not particularly limited.

図17(c)は、第2判定領域と分割領域の関係を示す図である。八角形525の各頂点を、順にA〜Aとし、隣り合う2頂点と原点とを結ぶ三角形OA((i,j)=(1,2),(2,3),(3,4),(4,5),(5,6),(6,7),(7,8),(8,1))を分割領域とする。第2判定領域を分割してなる複数の分割領域は、具体的には三角形OA、三角形OA、三角形OA、三角形OA、三角形OA、三角形OA、三角形OA、および三角形OAである。 FIG. 17C is a diagram showing the relationship between the second determination area and the divided areas. The vertices of the octagon 525 are A 1 to A 8 in order, and a triangle OA i A j ((i, j) = (1, 2), (2, 3), ( (3, 4), (4, 5), (5, 6), (6, 7), (7, 8), (8, 1)) are defined as divided regions. Specifically, the plurality of divided areas obtained by dividing the second determination area are triangle OA 1 A 2 , triangle OA 2 A 3 , triangle OA 3 A 4 , triangle OA 4 A 5 , triangle OA 5 A 6 , triangle OA 6 A 7 , triangle OA 7 A 8 , and triangle OA 8 A 1 .

図18は、三角形OAと、第2対象物54の投影像の中心点Pの位置関係の例を示す図である。点Pが三角形OA内にある場合、以下の式(26)〜式(29)が成り立つ。 FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the positional relationship between the triangle OA i A j and the center point P of the projection image of the second object 54. When the point P is within the triangle OA i A j , the following equations (26) to (29) are established.

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

またここで、第2対象物54の投影像の中心点Pは(e,e)=(a,c)で表され、A=(e1i,e3i)およびA=(e1j,e3j)としたとき、式(26)に基づいて、αおよびβはそれぞれ以下の式(30)および式(31)で表される。 Here, the center point P of the projected image of the second object 54 is represented by (e 1 , e 3 ) = (a, c), and A i = (e 1i , e 3i ) and A j = (e 1j , e3j ), α and β are expressed by the following equations (30) and (31), respectively, based on equation (26).

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

上記に説明した検討は、判定の度に行う必要は無く、本実施形態に係る第3基準面判定工程S36では、それぞれ式(30)および式(31)で表されるαおよびβについて、式(27)、式(28)、および式(29)の少なくともひとつが成り立たない場合に、各分割領域である三角形OA内に第2対象物54の投影像の中心点が含まれないと判定される。一方、式(27)、式(28)、および式(29)の全てが成り立つ場合に、各分割領域である三角形OA内に第2対象物54の投影像の中心点が含まれると判定される。 The above-described examination need not be performed for each determination, and in the third reference plane determination step S36 according to the present embodiment, expressions α and β expressed by Expression (30) and Expression (31), respectively, When at least one of (27), Expression (28), and Expression (29) does not hold, the center point of the projection image of the second object 54 is not included in the triangle OA i A j that is each divided region. It is determined. On the other hand, when all of Expression (27), Expression (28), and Expression (29) hold, the center point of the projection image of the second object 54 is included in the triangle OA i A j that is each divided region. It is determined.

なお、式(27)、式(28)、および式(29)が成り立つか否かの判定を順に行い、いずれか一つが成り立たないと判定された時点で、その分割領域内に第2対象物54の投影像の中心が含まれないと判定され、まだ行っていない判定が中止されてもよい。なお、式(27)、式(28)、および式(29)が成り立つか否かの判定を行う順は特に限定されない。   It should be noted that it is determined whether or not Expression (27), Expression (28), and Expression (29) hold in order, and when it is determined that any one does not hold, the second object is included in the divided region. It may be determined that the center of the 54 projection images is not included, and the determination that has not been performed may be stopped. Note that the order in which it is determined whether or not Expression (27), Expression (28), and Expression (29) are satisfied is not particularly limited.

ここで、A=(e1i,e3i)およびA=(e1j,e3j)とし、第2判定領域の頂点A=(e1m,e3m)(m=1〜8)はそれぞれ下記の式(32)から式(39)で表される。 Here, A i = (e 1i , e 3i ) and A j = (e 1j , e 3j ), and the vertex A m = (e 1m , e 3m ) (m = 1 to 8) of the second determination region is These are respectively expressed by the following formulas (32) to (39).

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

なお、第3基準面判定工程S36での判定方法は上記の方法に限定されない。第1対象物52および第2対象物54の投影像の少なくとも一部分同士が重なっているか否かを判定できればよい。本実施形態では、第3基準面判定工程S36において、第2判定領域を複数の三角形の分割領域に分割し、判定を行う例を説明したが、この様な方法に限定されない。たとえば、第2判定領域を他の方式で分割等して定義した領域に基づき、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かを判定してもよい。または、第2判定領域とは異なる判定領域と判定点等との関係に基づき、第1対象物52および第2対象物54の投影像が互いに重なるか否かを判定しても良い。   Note that the determination method in the third reference plane determination step S36 is not limited to the above method. It is only necessary to determine whether or not at least parts of the projected images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other. In the present embodiment, the example in which the determination is performed by dividing the second determination region into a plurality of triangular divided regions in the third reference plane determination step S36 has been described, but the present invention is not limited to such a method. For example, it may be determined whether or not the projected images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other based on an area defined by dividing the second determination area by another method. Alternatively, it may be determined whether or not the projection images of the first object 52 and the second object 54 overlap each other based on a relationship between a determination area different from the second determination area and a determination point.

なお、本実施形態において、第1対象物52と第2対象物54とが「干渉していない」と判定されなかった場合、たとえば、第1対象物52と第2対象物54とが「干渉している」と判定されてもよい。本実施形態に係る干渉判定工程S70において、「干渉していない」と判定された場合には、三次元空間において第1対象物52と第2対象物54とは干渉していないといえる。一方、上記の様に「干渉している」と判定された場合であっても、実際には干渉している場合と、干渉していない場合とが含まれる。しかしながら、シミュレーションにおいては、「干渉している」と判定された状態を禁止すれば、第1対象物52と第2対象物54とが干渉している状態を避けられるため、有益である。また、「干渉している」と判定されたにもかかわらず、実際には干渉していないという場合が生じる頻度は十分に稀であり、実用上の問題は無い。また、上述した様な外接球の半径と距離のみに基づく判定方法に比べて、「干渉している」と判定されたにもかかわらず、実際には干渉していないという場合の割合は、格段に小さく、より正確な判定方法であると言える。   In the present embodiment, when it is not determined that the first object 52 and the second object 54 are “no interference”, for example, the first object 52 and the second object 54 are “interference”. May be determined. In the interference determination step S70 according to the present embodiment, when it is determined that “no interference”, it can be said that the first object 52 and the second object 54 do not interfere in the three-dimensional space. On the other hand, even when it is determined as “interfering” as described above, the case of actually interfering and the case of not interfering are included. However, in the simulation, if the state determined to be “interfering” is prohibited, the state in which the first object 52 and the second object 54 interfere can be avoided. In addition, the frequency of occurrence of no actual interference despite the determination of “interfering” is sufficiently rare, and there is no practical problem. Compared to the determination method based only on the radius and distance of the circumscribed sphere as described above, the percentage of cases where there is no actual interference even though it is determined to be “interfering” is significantly higher. It can be said that this is a small and more accurate determination method.

また、座標定義工程S20で定義される座標が直交座標であることにより、「干渉している」と判定されたにもかかわらず実際には干渉していないという場合が生じる頻度をより低減させることができる。よって、より正確な判定が可能である。   Further, since the coordinates defined in the coordinate defining step S20 are orthogonal coordinates, the frequency of occurrence of the case where there is no actual interference even though it is determined as “interfering” is further reduced. Can do. Therefore, more accurate determination is possible.

本実施形態に係る干渉判定工程S70によれば、三次元空間における複数の板状の対象物が、干渉するか否かを判定することができる。   According to the interference determination step S70 according to the present embodiment, it can be determined whether or not a plurality of plate-like objects in the three-dimensional space interfere.

また、各判定工程が、簡単な数式の関係を満たすか否かによって行われるため、少ない計算量で、判定可能である。   In addition, since each determination step is performed depending on whether or not a simple mathematical relationship is satisfied, determination can be performed with a small amount of calculation.

また、物体の形状および向きを加味して判定されるため、より正確な干渉判定が可能である。   Further, since the determination is made in consideration of the shape and orientation of the object, more accurate interference determination is possible.

[板状の物体と球状の物体との干渉判定]
図19は、本実施形態に係る板状の物体57と球状の物体58との配置の一例を示す図である。複数の物体50が板状の物体57と球状の物体58とを少なくとも1つずつ含み、干渉判定部70が板状の物体50と球状の物体50とが干渉するか否かを判定する方法について以下に詳細を述べる。
[Interference judgment between plate-like object and spherical object]
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the plate-like object 57 and the spherical object 58 according to the present embodiment. A method in which the plurality of objects 50 include at least one plate-like object 57 and one spherical object 58, and the interference determination unit 70 determines whether or not the plate-like object 50 and the spherical object 50 interfere with each other. Details are described below.

図19(a)は、板状の物体57と球状の物体58との配置関係の例を示す斜視図である。図19(b)は、板状の物体57の上面の中心、板状の物体57の下面の中心、および球状の物体58の中心を含む平面における断面図である。本図中、点Oは板状の物体57の中心を示し、点Oは、球状の物体58の中心を示し、Nは板状の物体57の法線ベクトルを示している。また、点Oと点Oとの距離をddsとし、点Oと点Oとを結ぶ直線と法線ベクトルNとのなす角をφdsとし、球状の物体58の半径をrとし、板状の物体57の主面の半径をrとし、板状の物体57の厚みをlとする。 FIG. 19A is a perspective view illustrating an example of an arrangement relationship between the plate-like object 57 and the spherical object 58. FIG. 19B is a cross-sectional view in a plane including the center of the upper surface of the plate-like object 57, the center of the lower surface of the plate-like object 57, and the center of the spherical object 58. In this figure, the point O d indicates the center of the plate-like object 57, the point O s indicates the center of the spherical object 58, and N d indicates the normal vector of the plate-like object 57. Further, the distance between the point O d and the point O s is d ds , the angle between the straight line connecting the point O d and the point O s and the normal vector N d is φ ds, and the radius of the spherical object 58 is and r s, the radius of the main surface of the plate-like object 57 as r d, the thickness of the plate-like object 57 and l d.

板状の物体57と球状の物体58とが、図19(b)で示す平面において重なる場合、三次元空間において板状の物体57と球状の物体58とが干渉していると言え、当該平面において重ならない場合、三次元空間において干渉しないと言える。したがって、当該平面において板状の物体57の断面である四角形571と球状の物体58の断面である円581とが重なるか否かの判定方法について以下に説明する。   When the plate-like object 57 and the spherical object 58 overlap in the plane shown in FIG. 19B, it can be said that the plate-like object 57 and the spherical object 58 interfere with each other in the three-dimensional space. If they do not overlap, it can be said that they do not interfere in a three-dimensional space. Accordingly, a method for determining whether or not the quadrangle 571 that is the cross section of the plate-like object 57 and the circle 581 that is the cross section of the spherical object 58 overlap in the plane will be described below.

図20は、板状の物体の断面と球状の物体の断面とが重なるか否かの判定方法について説明するための図である。当該平面において、四角形571と円581とが重なる場合には、図20(a)で示すような場合と、図20(b)で示すような場合と、図20(c)で示すような場合とがあり、これらの図20(a)〜(c)で示す場合のうち少なくとも一つに当てはまれば、円581と四角形571とが重なっており、すなわち板状の物体57と球状の物体58とが干渉していると言える。図20(a)で示す場合、四角形572の内側に円581の中心が入る場合である。図20(b)で示す場合は、四角形573の内側に円581の中心が入る場合である。図20(c)で示す場合は、四角形571の頂点が円581の内側に入る場合である。   FIG. 20 is a diagram for explaining a method for determining whether or not a cross section of a plate-like object and a cross section of a spherical object overlap. In the plane, when the quadrangle 571 and the circle 581 overlap, the case shown in FIG. 20A, the case shown in FIG. 20B, and the case shown in FIG. 20 (a) to (c), the circle 581 and the quadrilateral 571 overlap each other, that is, the plate-like object 57 and the spherical object 58 Can be said to interfere. In the case illustrated in FIG. 20A, the center of the circle 581 enters the inside of the quadrangle 572. The case shown in FIG. 20B is a case where the center of the circle 581 enters the inside of the quadrangle 573. The case shown in FIG. 20C is a case where the vertex of the quadrangle 571 falls inside the circle 581.

図20(a)で示すように、四角形572の内側に円581の中心が入る場合について説明する。四角形572は、板状の物体57の厚み方向の辺の長さをl+2×rとし、それに直交する方向の辺の長さを2×rとする四角形である。四角形572の中心と、四角形571の中心とは一致している。以下の式(40)および式(41)をいずれも満たすとき円581の中心が、四角形572の内側に入る。 A case where the center of a circle 581 enters the inside of a quadrangle 572 as shown in FIG. The quadrangle 572 is a quadrangle in which the length of the side in the thickness direction of the plate-like object 57 is l d + 2 × r s and the length of the side in the direction orthogonal to the side is 2 × r d . The center of the quadrangle 572 is coincident with the center of the quadrangle 571. The center of the circle 581 enters the inside of the quadrangle 572 when both the following expressions (40) and (41) are satisfied.

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

図20(b)で示すように、四角形573の内側に円581の中心が入る場合について説明する。四角形573は、板状の物体57の厚み方向の辺の長さをlとし、それに直交する方向の辺の長さを2×(r+r)とする四角形である。四角形573の中心と、四角形571の中心とは一致している。以下の式(42)および式(43)をいずれも満たすとき円581の中心が、四角形573の内側に入る。 A case where the center of a circle 581 enters the inside of a quadrangle 573 as shown in FIG. The quadrangle 573 is a quadrangle in which the length of the side in the thickness direction of the plate-like object 57 is l d, and the length of the side in the direction orthogonal thereto is 2 × (r d + r s ). The center of the quadrangle 573 is coincident with the center of the quadrangle 571. When both the following formulas (42) and (43) are satisfied, the center of the circle 581 enters the inside of the quadrangle 573.

Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143
Figure 2016192143

図20(c)で示すように、四角形571の頂点が円581の内側に入る場合について説明する。この場合、円581の中心と四角形571の頂点との距離がr以下になる。以下の式(44)を満たすとき四角形571の頂点が円581の内側に入る。 As shown in FIG. 20C, the case where the vertex of the quadrangle 571 falls inside the circle 581 will be described. In this case, the distance between the apex and the center of the square 571 of the circle 581 is equal to or less than r s. When the following expression (44) is satisfied, the vertex of the quadrangle 571 enters the inside of the circle 581.

Figure 2016192143
Figure 2016192143

干渉判定部70は、仮空間状態データにおける複数の物体50から、板状の物体57および球状の物体58を任意に選択し、上記の様に板状の物体57と球状の物体58とが干渉しているか否かを判定する。   The interference determination unit 70 arbitrarily selects a plate-like object 57 and a spherical object 58 from the plurality of objects 50 in the temporary space state data, and the plate-like object 57 and the spherical object 58 interfere as described above. It is determined whether or not.

なお、上記の各数式において用いられている「≦」は「<」に置き換えてもよい。浮動小数点数を用いた演算を行った場合、演算誤差が生じる。そのため、コンピュータを用いた判定において、等号が成り立つことは殆ど無いといってよく、等号の有り無しで判定結果が同様となる。   Note that “≦” used in each of the above mathematical expressions may be replaced with “<”. When an operation using a floating point number is performed, an operation error occurs. Therefore, in the determination using a computer, it can be said that there is almost no equal sign, and the determination result is the same with or without the equal sign.

なお、上記の各数式は、本実施形態で示した形に限定されず、それぞれ変形して用いることができる。   In addition, each said numerical formula is not limited to the form shown by this embodiment, Each can be deform | transformed and used.

次に、本実施形態の作用および効果について説明する。本実施形態に係るシミュレーション法によれば、板状の物体を含む複数の物体が配置された三次元空間のシミュレーションが可能である。   Next, the operation and effect of this embodiment will be described. According to the simulation method according to the present embodiment, a three-dimensional space in which a plurality of objects including a plate-like object are arranged can be simulated.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.

以下、参考形態の例を付記する。
1.複数の物体が配置された三次元空間のシミュレーション方法であって、
前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す空間状態データを取得し、前記複数の物体の内、移動させようとする少なくとも1つの移動対象物を選択する移動対象物選択工程と、
前記移動対象物をどのように移動させるかを示す移動情報を生成する移動情報生成工程と、
前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における少なくとも前記移動対象物の配置状態に関する情報を含む、仮空間状態データを生成する対象物移動工程と、
前記仮空間状態データに基づき、前記三次元空間において前記複数の物体が互いに干渉しているか否かを判定する干渉判定工程と、
前記干渉判定工程において、前記複数の物体が互いに干渉していないと判定された場合に、前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す情報を新たな前記空間状態データとし、干渉していると判定された場合に、前記空間状態データを変更しない、次状態決定工程と、
を行う状態変更処理を繰り返し行い、
前記対象物移動工程では、前記移動対象物の平行移動および回転移動のうち少なくとも一方を行い、
前記複数の物体の少なくとも1つは板状の物体である、
シミュレーション方法。
2.1に記載のシミュレーション方法において、
前記複数の物体は、第1の前記板状の物体および第2の前記板状の物体を少なくとも含み、
前記干渉判定工程は、
前記複数の物体から、前記第1の板状の物体である第1対象物と、前記第2の板状の物体である第2対象物とを選択する判定対象物選択工程と、
前記第1対象物および前記第2対象物に対し、1つの直交座標系を定義する座標定義工程と、
前記直交座標系の基準面に投影した、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する投影像判定工程と、
前記三次元空間において前記第1対象物と前記第2対象物とが干渉するか否かを判定する立体判定工程とを含み、
前記直交座標系は、互いに直交するe軸、e軸、およびe軸からなり、
前記投影像判定工程は、
軸とe軸とからなる第1基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する第1基準面判定工程、
軸とe軸とからなる第2基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する第2基準面判定工程、および
軸とe軸とからなる第3基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する第3基準面判定工程のうち少なくとも一つを含み、
前記立体判定工程では、前記投影像判定工程で前記第1基準面、前記第2基準面、および前記第3基準面のうち少なくとも一つにおいて前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重ならないと判定された場合に、前記第1対象物と前記第2対象物とが干渉していない状態であると判定する、
シミュレーション方法。
3.1に記載のシミュレーション方法において、
前記複数の物体は、第1の前記板状の物体および第2の前記板状の物体を少なくとも含み、
前記干渉判定工程は、
前記複数の物体から、前記第1の板状の物体である第1対象物と、前記第2の板状の物体である第2対象物とを選択する判定対象物選択工程と、
前記第1対象物および前記第2対象物に対し、1つの直交座標系を定義する座標定義工程と、
前記直交座標系の基準面に投影した、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する投影像判定工程と、
前記三次元空間において前記第1対象物と前記第2対象物とが干渉するか否かを判定する立体判定工程とを含み、
前記直交座標系は、互いに直交するe軸、e軸、およびe軸からなり、
前記投影像判定工程は、
軸とe軸とからなる第1基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する第1基準面判定工程、
軸とe軸とからなる第2基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する第2基準面判定工程、および
軸とe軸とからなる第3基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する第3基準面判定工程を含み、
前記立体判定工程では、前記投影像判定工程で前記第1基準面、前記第2基準面、および前記第3基準面の全てにおいて前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なると判定された場合に、前記第1対象物と前記第2対象物とが干渉していない状態であると判定する、
シミュレーション方法。
4.2または3に記載のシミュレーション方法において、
前記座標定義工程では、前記第1対象物の中心が原点と一致し、前記第1対象物の主面とe軸とが直交し、前記第2対象物の主面の法線ベクトルのe成分が0となるよう前記直交座標系を定義し、
前記第1対象物および前記第2対象物は円板状である、
シミュレーション方法。
5.2から4のいずれか一つに記載のシミュレーション方法において、
前記第1基準面判定工程を少なくとも含み、
前記第1基準面判定工程は、
前記第1基準面において、前記第1対象物の投影像と、前記第2対象物の投影像のうち当該対象物の上面の投影部分である第1投影領域とが、重なるか否かを判定する第1部分判定工程、
前記第1基準面において、前記第1対象物の投影像と、前記第2対象物の投影像のうち当該対象物の下面の投影部分である第2投影領域とが、重なるか否かを判定する第2部分判定工程、および
前記第1基準面において、前記第1対象物の投影像と、前記第2対象物の投影像のうち前記第1投影領域にも前記第2投影領域にも含まれない領域の全てを含む第3投影領域とが、重なるか否かを判定する第3部分判定工程のうち少なくとも一つを含み、
前記第1部分判定工程、前記第2部分判定工程、および前記第3部分判定工程の少なくとも一つにおいて、重なると判定された場合に、前記第1基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なると判定する、
シミュレーション方法。
6.2から4のいずれか一つに記載のシミュレーション方法において、
前記第1基準面判定工程を少なくとも含み、
前記第1基準面判定工程は、
前記第1基準面において、前記第1対象物の投影像と、前記第2対象物の投影像のうち当該対象物の上面の投影部分である第1投影領域とが、重なるか否かを判定する第1部分判定工程と、
前記第1基準面において、前記第1対象物の投影像と、前記第2対象物の投影像のうち当該対象物の下面の投影部分である第2投影領域とが、重なるか否かを判定する第2部分判定工程と、
前記第1基準面において、前記第1対象物の投影像と、前記第2対象物の投影像のうち前記第1投影領域にも前記第2投影領域にも含まれない領域の全てを含む第3投影領域とが、重なるか否かを判定する第3部分判定工程とを含み、
前記第1部分判定工程、前記第2部分判定工程、および前記第3部分判定工程の全てにおいて、重ならないと判定された場合に、前記第1基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重ならないと判定する、
シミュレーション方法。
7.5または6に記載のシミュレーション方法において、
前記第1部分判定工程を含む場合、前記第1部分判定工程では、式(11)が成り立たない場合に、前記第1対象物の投影像と、前記第1投影領域とが、重ならないと判定し、
前記第2部分判定工程を含む場合、前記第2部分判定工程では、式(12)が成り立たない場合に、前記第1対象物の投影像と、前記第2投影領域とが、重ならないと判定し、
前記第3部分判定工程を含む場合、前記第3部分判定工程では、式(13)および式(14)の少なくとも一方が成り立たない場合に、前記第1対象物の投影像と、前記第3投影領域とが、重ならないと判定するシミュレーション方法。
ただし、rは前記第1対象物の半径であり、rは前記第2対象物の半径であり、lは前記第2対象物の厚みであり、座標(a,b,c)は前記直交座標系における前記第2対象物の中心座標であり、角度θは、前記第1対象物の主面の法線ベクトルと、前記第2対象物の主面の法線ベクトルとのなす角であり、θは0rad以上π/2rad以下である。
8.2から7のいずれか一つに記載のシミュレーション方法において、
前記第2基準面判定工程を少なくとも含み、
前記第2基準面判定工程では、
前記第2基準面において、前記第1対象物の投影像および前記第2対象物の投影像を用いて定められる第1判定領域内に、前記第2対象物の判定対象線上の少なくとも一点が含まれる場合に、前記第2基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なると判定し、
前記第1判定領域は、前記第2対象物の投影像のうち当該対象物の上面の投影部分と同一形状の楕円を、前記第1対象物の投影像に外接させて転がさずに動かしたとき、当該楕円の中心が描く線を輪郭とする領域であり、
前記判定対象線は、前記第2基準面における前記第2対象物の投影像のうち、当該対象物の下面の中心の投影点に相当する下面中心投影点と、当該対象物の上面の中心の投影点に相当する上面中心投影点とを結ぶ線分である、
シミュレーション方法。
9.2から7のいずれか一つに記載のシミュレーション方法において、
前記第2基準面判定工程を少なくとも含み、
前記第2基準面判定工程では、
前記第2基準面において、前記第1対象物の投影像および前記第2対象物の投影像を用いて定められる第1判定領域内に、前記第2対象物の判定対象線上のいずれの点も含まれない場合に、前記第2基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重ならないと判定し、
前記第1判定領域は、前記第2対象物の投影像のうち当該対象物の上面の投影部分と同一形状の楕円を、前記第1対象物の投影像に外接させて転がさずに動かしたとき、当該楕円の中心が描く線を輪郭とする領域であり、
前記判定対象線は、前記第2基準面における前記第2対象物の投影像のうち、当該対象物の下面の中心の投影点に相当する下面中心投影点と、当該対象物の上面の中心の投影点に相当する上面中心投影点とを結ぶ線分である、
シミュレーション方法。
10.2から7のいずれか一つに記載のシミュレーション方法において、
前記第2基準面判定工程を少なくとも含み、
前記第2基準面判定工程では、
前記第2基準面において、前記第1対象物の投影像および前記第2対象物の投影像を用いて定められる第1判定領域内に前記第2対象物の複数の判定対象点が含まれるか否かを判定し、
前記複数の判定対象点のいずれも前記第1判定領域内にない場合に、前記第2基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重ならないと判定し、
前記第1判定領域は、前記第2対象物の投影像のうち当該対象物の上面の投影部分と同一形状の楕円を、前記第1対象物の投影像に外接させて転がさずに動かしたとき、当該楕円の中心が描く線を輪郭とする領域であり、
前記複数の判定対象点は、
前記第2基準面における前記第2対象物の投影像のうち、当該対象物の下面の中心の投影点に相当する下面中心投影点と、当該対象物の上面の中心の投影点に相当する上面中心投影点とを結ぶ線分上にある複数の点であり、
少なくとも前記下面中心投影点および前記上面中心投影点を含み、
互いに隣接する前記判定対象点間の距離は前記第1対象物の厚みよりも小さい、
シミュレーション方法。
11.2から7のいずれか一つに記載のシミュレーション方法において、
前記第2基準面判定工程を少なくとも含み、
前記第2基準面判定工程では、
前記第2基準面において、前記第1対象物の投影像および前記第2対象物の投影像を用いて定められる第1判定領域内に前記第2対象物の複数の判定対象点が含まれるか否かを判定し、
前記複数の判定対象点の少なくとも一つが前記第1判定領域内にある場合に、前記第2基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なると判定し、
前記第1判定領域は、前記第2対象物の投影像のうち当該対象物の上面の投影部分と同一形状の楕円を、前記第1対象物の投影像に外接させて転がさずに動かしたとき、当該楕円の中心が描く線を輪郭とする領域であり、
前記複数の判定対象点は、
前記第2基準面における前記第2対象物の投影像のうち、当該対象物の下面の中心の投影点に相当する下面中心投影点と、当該対象物の上面の中心の投影点に相当する上面中心投影点とを結ぶ線分上にある複数の点であり、
少なくとも前記下面中心投影点および前記上面中心投影点を含み、
互いに隣接する前記判定対象点間の距離は前記第1対象物の厚みよりも小さい、
シミュレーション方法。
12.10または11に記載のシミュレーション方法において、
前記第2基準面判定工程は、
前記複数の判定対象点の前記第2基準面における座標をそれぞれ(e2n,e3n)(n=1,2,・・・)としたとき、
式(15)が成立するか否かを判定する工程、
式(16)が成立するか否かを判定する工程、
式(17)が成立するか否かを判定する工程、
式(18)が成立するか否かを判定する工程、
式(19)および式(20)のいずれもが成立するか否かを判定する工程、および
式(21)および式(22)のいずれもが成立するか否かを判定する工程のうち少なくとも一つを含み、
前記式(15)が成立するか否かを判定する工程において成立すると判定された場合、
前記式(16)が成立するか否かを判定する工程において成立すると判定された場合、
前記式(17)が成立するか否かを判定する工程において成立すると判定された場合、
前記式(18)が成立するか否かを判定する工程において成立すると判定された場合、
前記式(19)および式(20)のいずれもが成立するか否かを判定する工程でいずれもが成立すると判定された場合、または
前記式(21)および式(22)のいずれもが成立するか否かを判定する工程でいずれもが成立すると判定された場合に、
前記判定対象点が前記第1判定領域内にあると判定する、
シミュレーション方法。
ただし、rは前記第1対象物の半径であり、lは前記第1対象物の厚みであり、rは前記第2対象物の半径であり、角度θは、前記第1対象物の主面の法線ベクトルと、前記第2対象物の主面の法線ベクトルとのなす角であり、θは0rad以上π/2rad以下である。
13.10または11に記載のシミュレーション方法において、
前記第2基準面判定工程は、
前記複数の判定対象点の前記第2基準面における座標をそれぞれ(e2n,e3n)(n=1,2,・・・)としたとき、
式(15)が成立するか否かを判定する工程、
式(16)が成立するか否かを判定する工程、
式(17)が成立するか否かを判定する工程、
式(18)が成立するか否かを判定する工程、
式(19)および式(20)のいずれもが成立するか否かを判定する工程、および
式(21)および式(22)のいずれもが成立するか否かを判定する工程を含み、
前記式(15)が成立するか否かを判定する工程において成立しないと判定され、かつ、
前記式(16)が成立するか否かを判定する工程において成立しないと判定され、かつ、
前記式(17)が成立するか否かを判定する工程において成立しないと判定され、かつ、
前記式(18)が成立するか否かを判定する工程において成立しないと判定され、かつ、
前記式(19)および式(20)のいずれもが成立するか否かを判定する工程で少なくとも一方が成立しないと判定され、かつ、
前記式(21)および式(22)のいずれもが成立するか否かを判定する工程で少なくとも一方が成立しないと判定された場合に、
前記判定対象点が前記第1判定領域内にないと判定する、
シミュレーション方法。
ただし、rは前記第1対象物の半径であり、lは前記第1対象物の厚みであり、rは前記第2対象物の半径であり、角度θは、前記第1対象物の主面の法線ベクトルと、前記第2対象物の主面の法線ベクトルとのなす角であり、θは0rad以上π/2rad以下である。
14.2から13のいずれか一つに記載のシミュレーション方法において、
前記第3基準面判定工程を少なくとも含み、
前記第3基準面判定工程では、
前記第3基準面において、前記第1対象物の投影像および前記第2対象物の投影像を用いて定められる第2判定領域内に、前記第2対象物の投影像の中心点が含まれるか否かを判定し、
当該中心点が前記第2判定領域内に含まれない場合に、前記第3基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重ならないと判定し、
前記第2判定領域は、前記第2対象物の投影像と同一形状の四角形を、前記第1対象物の投影像に外接させて転がさずに動かしたとき、当該四角形の中心が描く線を輪郭とする領域である、
シミュレーション方法。
15.2から13のいずれか一つに記載のシミュレーション方法において、
前記第3基準面判定工程を少なくとも含み、
前記第3基準面判定工程では、
前記第3基準面において、前記第1対象物の投影像および前記第2対象物の投影像を用いて定められる第2判定領域内に、前記第2対象物の投影像の中心点が含まれるか否かを判定し、
当該中心点が前記第2判定領域内に含まれる場合に、前記第3基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なると判定し、
前記第2判定領域は、前記第2対象物の投影像と同一形状の四角形を、前記第1対象物の投影像に外接させて転がさずに動かしたとき、当該四角形の中心が描く線を輪郭とする領域である、
シミュレーション方法。
16.14または15に記載のシミュレーション方法において、
前記第3基準面判定工程では、
前記第2判定領域を、当該領域の輪郭の隣接する2つの頂点と、前記第3基準面の原点とを結ぶ三角形からなる複数の分割領域に分割し、
前記複数の分割領域のうち少なくとも一つに、前記第2対象物の投影像の中心点が含まれるか否かを判定し、
前記複数の分割領域の少なくとも一つに当該中心点が含まれる場合に、当該中心点が前記第2判定領域内にあると判定する、
シミュレーション方法。
17.14または15に記載のシミュレーション方法において、
前記第3基準面判定工程では、
前記第2判定領域を、当該領域の輪郭の隣接する2つの頂点と、前記第3基準面の原点とを結ぶ三角形からなる複数の分割領域に分割し、
前記複数の分割領域のそれぞれに、前記第2対象物の投影像の中心点が含まれるか否かを判定し、
前記複数の分割領域のいずれにも当該中心点が含まれない場合に、当該中心点が前記第2判定領域内にないと判定する、
シミュレーション方法。
18.16または17に記載のシミュレーション方法において、
前記第2判定領域の頂点A=(e1m,e3m)(m=1〜8)はそれぞれ式(32)から式(39)で表され、
前記第2対象物の投影像の中心点Pは(e,e)=(a,c)で表され、
前記複数の分割領域は、前記第3基準面の原点Oを用いて、それぞれ三角形OA((i,j)=(1,2),(2,3),(3,4),(4,5),(5,6),(6,7),(7,8),(8,1))で表され、
=(e1i,e3i)およびA=(e1j,e3j)としたとき、式(30)および式(31)で表されるαおよびβについて、式(27)、式(28)、および式(29)の少なくともひとつが成り立たない場合に、各前記分割領域である三角形OA内に前記第2対象物の投影像の中心点が含まれないと判定する、
シミュレーション方法。
ただし、rは前記第1対象物の半径であり、lは前記第1対象物の厚みであり、rは前記第2対象物の半径であり、lは前記第2対象物の厚みであり、角度θは、前記第1対象物の主面の法線ベクトルと、前記第2対象物の主面の法線ベクトルとのなす角であり、θは0rad以上π/2rad以下である。
19.1に記載のシミュレーション方法において、
前記複数の物体は、第1の前記板状の物体および第2の前記板状の物体を少なくとも含み、
前記複数の物体から、第1対象物および第2対象物を選択する工程と、
少なくとも1つの基準平面に投影した、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する工程と、
前記投影像が互いに重なるか否かの判定結果に基づいて、前記第1対象物と前記第2対象物とが干渉するか否かを判定する工程とを含む、
シミュレーション方法。
Hereinafter, examples of the reference form will be added.
1. A simulation method of a three-dimensional space in which a plurality of objects are arranged,
A moving object selection step of acquiring space state data indicating an arrangement state of the plurality of objects in the three-dimensional space, and selecting at least one moving object to be moved among the plurality of objects;
A movement information generating step for generating movement information indicating how to move the moving object;
An object moving step of generating temporary space state data, including information on an arrangement state of at least the moving object in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information;
An interference determination step for determining whether or not the plurality of objects interfere with each other in the three-dimensional space based on the temporary space state data;
Arrangement of the plurality of objects in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information when it is determined in the interference determination step that the plurality of objects do not interfere with each other Information indicating a state is the new space state data, and when it is determined that there is interference, the next state determination step that does not change the space state data; and
Repeat the state change process to perform
In the object moving step, at least one of parallel movement and rotational movement of the moving object is performed,
At least one of the plurality of objects is a plate-like object;
Simulation method.
In the simulation method described in 2.1,
The plurality of objects include at least the first plate-like object and the second plate-like object,
The interference determination step includes
A determination object selection step of selecting, from the plurality of objects, a first object that is the first plate-like object and a second object that is the second plate-like object;
A coordinate defining step of defining one orthogonal coordinate system for the first object and the second object;
A projected image determination step of determining whether or not the projected images of the first object and the second object projected on the reference plane of the orthogonal coordinate system overlap each other;
A solid determination step of determining whether or not the first object and the second object interfere in the three-dimensional space,
The orthogonal coordinate system includes an e 1 axis, an e 2 axis, and an e 3 axis that are orthogonal to each other.
The projected image determination step includes
a first reference plane determination step for determining whether or not projection images of the first object and the second object overlap each other on a first reference plane composed of an e 1 axis and an e 2 axis;
In the second reference plane consisting of e 2 axes and e 3 axes, the second reference surface determining step of determining whether the projected image overlap each other of the first object and the second object, and e 3 axes And at least one of a third reference plane determination step for determining whether or not the projected images of the first object and the second object overlap with each other on a third reference plane consisting of the e 1 axis,
In the solid determination step, the projection image of the first object and the second object on at least one of the first reference surface, the second reference surface, and the third reference surface in the projection image determination step. Are determined not to overlap with each other, it is determined that the first object and the second object do not interfere with each other.
Simulation method.
In the simulation method according to 3.1,
The plurality of objects include at least the first plate-like object and the second plate-like object,
The interference determination step includes
A determination object selection step of selecting, from the plurality of objects, a first object that is the first plate-like object and a second object that is the second plate-like object;
A coordinate defining step of defining one orthogonal coordinate system for the first object and the second object;
A projected image determination step of determining whether or not the projected images of the first object and the second object projected on the reference plane of the orthogonal coordinate system overlap each other;
A solid determination step of determining whether or not the first object and the second object interfere in the three-dimensional space,
The orthogonal coordinate system includes an e 1 axis, an e 2 axis, and an e 3 axis that are orthogonal to each other.
The projected image determination step includes
a first reference plane determination step for determining whether or not projection images of the first object and the second object overlap each other on a first reference plane composed of an e 1 axis and an e 2 axis;
In the second reference plane consisting of e 2 axes and e 3 axes, the second reference surface determining step of determining whether the projected image overlap each other of the first object and the second object, and e 3 axes And a third reference plane determination step for determining whether or not the projected images of the first object and the second object overlap with each other on a third reference plane consisting of e 1 axis,
In the three-dimensional determination step, the projection images of the first object and the second object overlap each other on the first reference surface, the second reference surface, and the third reference surface in the projection image determination step. It is determined that the first object and the second object do not interfere with each other,
Simulation method.
In the simulation method according to 4.2 or 3,
In the coordinate defining step, the center of the first object matches the origin, the a major surface and e 3 axis of the first object is orthogonal, e of the normal vector of the principal surface of the second object Define the Cartesian coordinate system so that the two components are 0,
The first object and the second object are disk-shaped,
Simulation method.
In the simulation method according to any one of 5.2 to 4,
Including at least the first reference plane determination step;
The first reference plane determination step includes
In the first reference plane, it is determined whether or not a projection image of the first object overlaps a first projection area that is a projection portion of the upper surface of the object in the projection image of the second object. A first partial determination step to perform,
In the first reference plane, it is determined whether or not a projection image of the first object overlaps a second projection region that is a projection portion of the lower surface of the object in the projection image of the second object. A second partial determination step, and a projection image of the first object and a projection image of the second object included in the first projection area and the second projection area in the first reference plane. Including at least one of the third partial determination steps of determining whether or not the third projection region including all of the regions that are not overlapped,
When it is determined that at least one of the first part determining step, the second part determining step, and the third part determining step is overlapped, the first object and the first part on the first reference plane Determining that the projected images of the two objects overlap each other;
Simulation method.
In the simulation method according to any one of 6.2 to 4,
Including at least the first reference plane determination step;
The first reference plane determination step includes
In the first reference plane, it is determined whether or not a projection image of the first object overlaps a first projection area that is a projection portion of the upper surface of the object in the projection image of the second object. A first partial determination step to perform,
In the first reference plane, it is determined whether or not a projection image of the first object overlaps a second projection region that is a projection portion of the lower surface of the object in the projection image of the second object. A second partial determination step to perform,
In the first reference plane, the first reference plane includes a projection image of the first object and a projection image of the second object that includes all areas not included in the first projection area or the second projection area. A third partial determination step of determining whether or not the three projection areas overlap,
In the first reference plane, when it is determined that they do not overlap in all of the first part determination step, the second part determination step, and the third part determination step, the first object and the second part Determining that the projected images of the objects do not overlap each other;
Simulation method.
In the simulation method according to 7.5 or 6,
When the first partial determination step is included, the first partial determination step determines that the projection image of the first object and the first projection region do not overlap when Expression (11) does not hold. And
When the second partial determination step is included, the second partial determination step determines that the projection image of the first object and the second projection region do not overlap when Equation (12) does not hold. And
When the third part determining step is included, in the third part determining step, when at least one of Expression (13) and Expression (14) does not hold, the projected image of the first object and the third projection A simulation method for determining that an area does not overlap.
However, r p is the radius of the first object, r c is the radius of the second object, l c is the thickness of the second object, the coordinates (a, b, c) is The center coordinate of the second object in the orthogonal coordinate system, and the angle θ is an angle formed by a normal vector of the main surface of the first object and a normal vector of the main surface of the second object And θ is 0 rad or more and π / 2 rad or less.
In the simulation method according to any one of 8.2 to 7,
Including at least the second reference plane determination step;
In the second reference plane determination step,
In the second reference plane, at least one point on the determination target line of the second object is included in the first determination area defined using the projection image of the first object and the projection image of the second object. And determining that the projected images of the first object and the second object overlap each other on the second reference plane,
The first determination area moves an ellipse having the same shape as the projected portion of the upper surface of the second object out of the projection image of the second object without circumventing the projection image of the first object and rolling it. Is a region whose outline is a line drawn by the center of the ellipse,
The determination target line includes a lower surface center projection point corresponding to a projection point at the center of the lower surface of the target object and a center of the upper surface of the target object in the projected image of the second object on the second reference plane. A line segment connecting the upper surface center projection point corresponding to the projection point,
Simulation method.
In the simulation method according to any one of 9.2 to 7,
Including at least the second reference plane determination step;
In the second reference plane determination step,
On the second reference plane, any point on the determination target line of the second object is within a first determination region defined using the projection image of the first object and the projection image of the second object. If not included, it is determined that the projected images of the first object and the second object do not overlap each other on the second reference plane;
The first determination area moves an ellipse having the same shape as the projected portion of the upper surface of the second object out of the projection image of the second object without circumventing the projection image of the first object and rolling it. Is a region whose outline is a line drawn by the center of the ellipse,
The determination target line includes a lower surface center projection point corresponding to a projection point at the center of the lower surface of the target object and a center of the upper surface of the target object in the projected image of the second object on the second reference plane. A line segment connecting the upper surface center projection point corresponding to the projection point,
Simulation method.
10. The simulation method according to any one of 10.2 to 7,
Including at least the second reference plane determination step;
In the second reference plane determination step,
Does the second reference plane include a plurality of determination target points of the second object in a first determination region defined using the projection image of the first object and the projection image of the second object? Determine whether or not
When none of the plurality of determination target points is within the first determination region, it is determined that the projected images of the first object and the second object do not overlap with each other on the second reference plane;
The first determination area moves an ellipse having the same shape as the projected portion of the upper surface of the second object out of the projection image of the second object without circumventing the projection image of the first object and rolling it. Is a region whose outline is a line drawn by the center of the ellipse,
The plurality of determination target points are:
Of the projected image of the second object on the second reference plane, a lower surface center projection point corresponding to the projection point at the center of the lower surface of the object and an upper surface corresponding to the projection point at the center of the upper surface of the object A plurality of points on a line connecting the central projection point,
Including at least the lower surface center projection point and the upper surface center projection point,
The distance between the determination target points adjacent to each other is smaller than the thickness of the first object.
Simulation method.
In the simulation method according to any one of 11.2 to 7,
Including at least the second reference plane determination step;
In the second reference plane determination step,
Does the second reference plane include a plurality of determination target points of the second object in a first determination region defined using the projection image of the first object and the projection image of the second object? Determine whether or not
When at least one of the plurality of determination target points is within the first determination region, it is determined that the projected images of the first object and the second object overlap each other on the second reference plane;
The first determination area moves an ellipse having the same shape as the projected portion of the upper surface of the second object out of the projection image of the second object without circumventing the projection image of the first object and rolling it. Is a region whose outline is a line drawn by the center of the ellipse,
The plurality of determination target points are:
Of the projected image of the second object on the second reference plane, a lower surface center projection point corresponding to the projection point at the center of the lower surface of the object and an upper surface corresponding to the projection point at the center of the upper surface of the object A plurality of points on a line connecting the central projection point,
Including at least the lower surface center projection point and the upper surface center projection point,
The distance between the determination target points adjacent to each other is smaller than the thickness of the first object.
Simulation method.
12. In the simulation method described in 10 or 11,
The second reference plane determination step includes
When the coordinates on the second reference plane of the plurality of determination target points are respectively (e 2n , e 3n ) (n = 1, 2,...)
A step of determining whether or not formula (15) is satisfied;
A step of determining whether or not Expression (16) is satisfied;
A step of determining whether or not Expression (17) is satisfied,
A step of determining whether or not formula (18) is satisfied;
At least one of the step of determining whether or not both of the equations (19) and (20) are satisfied and the step of determining whether or not both of the equations (21) and (22) are satisfied. Including
When it is determined that the expression (15) is satisfied in the step of determining whether or not the expression (15) is satisfied,
When it is determined that the expression (16) is satisfied in the step of determining whether or not the expression (16) is satisfied,
When it is determined that the expression (17) is satisfied in the step of determining whether or not the expression (17) is satisfied,
When it is determined that the expression (18) is satisfied in the step of determining whether or not the expression (18) is satisfied,
When it is determined that both are satisfied in the step of determining whether or not both of the expressions (19) and (20) are satisfied, or both of the expressions (21) and (22) are satisfied When it is determined that both are established in the step of determining whether or not to do,
Determining that the determination target point is within the first determination region;
Simulation method.
However, r p is the radius of the first object, l p is the thickness of the first object, r c is the radius of the second object, the angle θ, the first object Is an angle formed by the normal vector of the principal surface and the normal vector of the principal surface of the second object, and θ is 0 rad or more and π / 2 rad or less.
13. In the simulation method according to 10 or 11,
The second reference plane determination step includes
When the coordinates on the second reference plane of the plurality of determination target points are respectively (e 2n , e 3n ) (n = 1, 2,...)
A step of determining whether or not formula (15) is satisfied;
A step of determining whether or not Expression (16) is satisfied;
A step of determining whether or not Expression (17) is satisfied,
A step of determining whether or not formula (18) is satisfied;
A step of determining whether or not both of the equations (19) and (20) are satisfied, and a step of determining whether or not both of the equations (21) and (22) are satisfied,
It is determined that the expression (15) is not satisfied in the step of determining whether or not the expression (15) is satisfied, and
It is determined that the expression (16) is not satisfied in the step of determining whether the expression (16) is satisfied, and
It is determined that the expression (17) is not satisfied in the step of determining whether or not the expression (17) is satisfied, and
It is determined that the expression (18) is not satisfied in the step of determining whether the expression (18) is satisfied, and
It is determined that at least one of the expressions (19) and (20) is not satisfied in the step of determining whether or not both of the expressions (19) and (20) are satisfied; and
When it is determined that at least one of the expressions (21) and (22) is not satisfied in the step of determining whether or not both of the expressions (21) and (22) are satisfied,
Determining that the determination target point is not within the first determination region;
Simulation method.
However, r p is the radius of the first object, l p is the thickness of the first object, r c is the radius of the second object, the angle θ, the first object Is an angle formed by the normal vector of the principal surface and the normal vector of the principal surface of the second object, and θ is 0 rad or more and π / 2 rad or less.
14. In the simulation method according to any one of 14.2 to 13,
Including at least the third reference plane determination step;
In the third reference plane determination step,
In the third reference plane, a center point of the projection image of the second object is included in a second determination region defined using the projection image of the first object and the projection image of the second object. Whether or not
When the center point is not included in the second determination region, it is determined that the projected images of the first object and the second object do not overlap with each other on the third reference plane;
The second determination region is a line drawn by the center of the quadrangle when the quadrangle having the same shape as the projection image of the second object is moved without circumscribing the projection image of the first object. Is a region with a contour,
Simulation method.
15. In the simulation method according to any one of 15.2 to 13,
Including at least the third reference plane determination step;
In the third reference plane determination step,
In the third reference plane, a center point of the projection image of the second object is included in a second determination region defined using the projection image of the first object and the projection image of the second object. Whether or not
When the center point is included in the second determination region, it is determined that the projected images of the first object and the second object overlap each other on the third reference plane,
The second determination region is a line drawn by the center of the quadrangle when the quadrangle having the same shape as the projection image of the second object is moved without circumscribing the projection image of the first object. Is a region with a contour,
Simulation method.
16. In the simulation method according to 16.14 or 15,
In the third reference plane determination step,
Dividing the second determination area into a plurality of divided areas composed of triangles connecting two adjacent vertices of the outline of the area and the origin of the third reference plane;
Determining whether at least one of the plurality of divided regions includes a center point of a projection image of the second object;
When the center point is included in at least one of the plurality of divided regions, the center point is determined to be within the second determination region;
Simulation method.
17. In the simulation method according to 14 or 15,
In the third reference plane determination step,
Dividing the second determination area into a plurality of divided areas composed of triangles connecting two adjacent vertices of the outline of the area and the origin of the third reference plane;
It is determined whether each of the plurality of divided regions includes a center point of the projection image of the second object,
When none of the plurality of divided areas includes the center point, it is determined that the center point is not in the second determination area.
Simulation method.
18. In the simulation method according to 16 or 17,
The vertices A m = (e 1m , e 3m ) (m = 1 to 8) of the second determination region are respectively expressed by equations (32) to (39),
The center point P of the projected image of the second object is represented by (e 1 , e 3 ) = (a, c),
The plurality of divided regions are respectively triangles OA i A j ((i, j) = (1,2), (2,3), (3,4)), using the origin O of the third reference plane. (4,5), (5,6), (6,7), (7,8), (8,1))
When A i = (e 1i , e 3i ) and A j = (e 1j , e 3j ), α and β represented by the equations (30) and (31) are expressed by the equations (27) and ( 28) and when at least one of the expressions (29) does not hold, it is determined that the center point of the projected image of the second object is not included in the triangle OA i A j that is each of the divided regions.
Simulation method.
However, r p is the radius of the first object, l p is the thickness of the first object, r c is the radius of the second object, l c is the second object The angle θ is an angle formed by a normal vector of the main surface of the first object and a normal vector of the main surface of the second object, and θ is 0 rad or more and π / 2 rad or less. is there.
19. In the simulation method according to 19.1,
The plurality of objects include at least the first plate-like object and the second plate-like object,
Selecting a first object and a second object from the plurality of objects;
Determining whether the projected images of the first object and the second object projected on at least one reference plane overlap each other;
Determining whether or not the first object and the second object interfere with each other based on a determination result of whether or not the projected images overlap each other,
Simulation method.

10 判定対象物選択部
100 シミュレーション装置
12 移動対象選択部
14 移動情報生成部
16 対象物移動部
18 次状態決定部
20 座標定義部
22 乱雑度判定部
24 状態変更処理部
26 記憶部
30 投影像判定部
32 第1基準面判定部
34 第2基準面判定部
36 第3基準面判定部
40 立体判定部
50 物体
500 主面
504 点線
52 第1対象物
521,581 円
502,522,524,550,551,571,572,573 四角形
523 図形
525 八角形
526,527,543,545 領域
54 第2対象物
540,541,542,544,546,547,548,549 楕円
56 移動対象物
57 板状の物体
58 球状の物体
60 充填領域
70 干渉判定部
80 判定対象点
82 判定対象線
820 上面中心投影点
840 下面中心投影点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Determination object selection part 100 Simulation apparatus 12 Movement target selection part 14 Movement information generation part 16 Object movement part 18 Next state determination part 20 Coordinate definition part 22 Randomness degree determination part 24 State change process part 26 Storage part 30 Projection image determination Unit 32 first reference surface determination unit 34 second reference surface determination unit 36 third reference surface determination unit 40 solid determination unit 50 object 500 principal surface 504 dotted line 52 first object 521,581 circle 502,522,524,550, 551, 571, 572, 573 rectangle 523 figure 525 octagon 526, 527, 543, 545 area 54 second object 540, 541, 542, 544, 546, 547, 548, 549 ellipse 56 moving object 57 plate-like Object 58 Spherical object 60 Filling area 70 Interference determination unit 80 Determination target point 82 Determination target line 820 Upper surface center projection point 84 0 Bottom center projection point

Claims (8)

複数の物体が配置された三次元空間のシミュレーション方法であって、
前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す空間状態データを取得し、前記複数の物体の内、移動させようとする少なくとも1つの移動対象物を選択する移動対象物選択工程と、
前記移動対象物をどのように移動させるかを示す移動情報を生成する移動情報生成工程と、
前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における少なくとも前記移動対象物の配置状態に関する情報を含む、仮空間状態データを生成する対象物移動工程と、
前記仮空間状態データに基づき、前記三次元空間において前記複数の物体が互いに干渉しているか否かを判定する干渉判定工程と、
前記干渉判定工程において、前記複数の物体が互いに干渉していないと判定された場合に、前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す情報を新たな前記空間状態データとし、干渉していると判定された場合に、前記空間状態データを変更しない、次状態決定工程と、
を行う状態変更処理を繰り返し行い、
前記対象物移動工程では、前記移動対象物の平行移動および回転移動のうち少なくとも一方を行い、
前記複数の物体の少なくとも1つは板状の物体である、
シミュレーション方法。
A simulation method of a three-dimensional space in which a plurality of objects are arranged,
A moving object selection step of acquiring space state data indicating an arrangement state of the plurality of objects in the three-dimensional space, and selecting at least one moving object to be moved among the plurality of objects;
A movement information generating step for generating movement information indicating how to move the moving object;
An object moving step of generating temporary space state data, including information on an arrangement state of at least the moving object in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information;
An interference determination step for determining whether or not the plurality of objects interfere with each other in the three-dimensional space based on the temporary space state data;
Arrangement of the plurality of objects in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information when it is determined in the interference determination step that the plurality of objects do not interfere with each other Information indicating a state is the new space state data, and when it is determined that there is interference, the next state determination step that does not change the space state data; and
Repeat the state change process to perform
In the object moving step, at least one of parallel movement and rotational movement of the moving object is performed,
At least one of the plurality of objects is a plate-like object;
Simulation method.
請求項1に記載のシミュレーション方法において、
前記次状態決定工程の後に、前記空間状態データに基づき、前記三次元空間において、前記複数の物体の乱雑度を示す乱雑度データを生成し、前記乱雑度があらかじめ定めた基準を満たすか否かを判定する乱雑度判定工程をさらに含み、
前記乱雑度が前記基準を満たさない場合、前記状態変更処理の繰り返しを続け、
前記乱雑度が前記基準を満たす場合、その時点で、または、さらに特定の回数の前記状態変更処理を行った後、前記状態変更処理の繰り返しを終了する、
シミュレーション方法。
The simulation method according to claim 1,
After the next state determination step, based on the spatial state data, generate randomness data indicating the randomness of the plurality of objects in the three-dimensional space, and whether the randomness satisfies a predetermined criterion Further including a randomness determination step of determining
If the messiness does not meet the criteria, continue to repeat the state change process,
When the degree of randomness satisfies the criterion, the state change process is repeated at that time, or after the state change process is performed a specific number of times.
Simulation method.
請求項1または2に記載のシミュレーション方法において、
前記板状の物体は円板状の物体である、
シミュレーション方法。
In the simulation method according to claim 1 or 2,
The plate-like object is a disk-like object,
Simulation method.
請求項1から3のいずれか一項に記載のシミュレーション方法において、
前記複数の物体は、球状の物体をさらに含む、
シミュレーション方法。
In the simulation method according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of objects further includes a spherical object;
Simulation method.
請求項1から4のいずれか一項に記載のシミュレーション方法において、
前記複数の物体の全ては、有限の体積を有する充填領域内に配置されており、
前記干渉判定工程では、前記充填領域の外の領域と、少なくとも1つの前記物体とが干渉しているか否かをさらに判定し、
前記次状態決定工程では、
前記干渉判定工程において、前記複数の物体が互いに干渉していないと判定され、かつ、前記充填領域の外の領域と少なくとも1つの前記物体とが干渉していると判定されなかった場合に、前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す情報を新たな前記空間状態データとし、
その他の場合に、前記空間状態データを変更しない、
シミュレーション方法。
In the simulation method according to any one of claims 1 to 4,
All of the plurality of objects are disposed in a filling region having a finite volume;
In the interference determination step, it is further determined whether or not an area outside the filling area interferes with at least one of the objects,
In the next state determination step,
In the interference determination step, when it is determined that the plurality of objects do not interfere with each other, and it is not determined that an area outside the filling area and at least one of the objects interfere with each other, Information indicating the arrangement state of the plurality of objects in the three-dimensional space after moving the moving object based on movement information is the new space state data,
In other cases, the space state data is not changed.
Simulation method.
請求項1から5のいずれか一項に記載のシミュレーション方法において、
前記複数の物体は、第1の前記板状の物体および第2の前記板状の物体を少なくとも含み、
前記干渉判定工程は、
前記複数の物体から、前記第1の板状の物体である第1対象物と、前記第2の板状の物体である第2対象物とを選択する判定対象物選択工程と、
前記第1対象物および前記第2対象物に対し、1つの直交座標系を定義する座標定義工程と、
前記直交座標系の基準面に投影した、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する投影像判定工程と、
前記三次元空間において前記第1対象物と前記第2対象物とが干渉するか否かを判定する立体判定工程とを含み、
前記直交座標系は、互いに直交するe軸、e軸、およびe軸からなり、
前記投影像判定工程は、
軸とe軸とからなる第1基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する第1基準面判定工程、
軸とe軸とからなる第2基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する第2基準面判定工程、および
軸とe軸とからなる第3基準面において、前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重なるか否かを判定する第3基準面判定工程のうち少なくとも一つを含み、
前記立体判定工程では、前記投影像判定工程で前記第1基準面、前記第2基準面、および前記第3基準面のうち少なくとも一つにおいて前記第1対象物および前記第2対象物の投影像が互いに重ならないと判定された場合に、前記第1対象物と前記第2対象物とが干渉していない状態であると判定する、
シミュレーション方法。
In the simulation method according to any one of claims 1 to 5,
The plurality of objects include at least the first plate-like object and the second plate-like object,
The interference determination step includes
A determination object selection step of selecting, from the plurality of objects, a first object that is the first plate-like object and a second object that is the second plate-like object;
A coordinate defining step of defining one orthogonal coordinate system for the first object and the second object;
A projected image determination step of determining whether or not the projected images of the first object and the second object projected on the reference plane of the orthogonal coordinate system overlap each other;
A solid determination step of determining whether or not the first object and the second object interfere in the three-dimensional space,
The orthogonal coordinate system includes an e 1 axis, an e 2 axis, and an e 3 axis that are orthogonal to each other.
The projected image determination step includes
a first reference plane determination step for determining whether or not projection images of the first object and the second object overlap each other on a first reference plane composed of an e 1 axis and an e 2 axis;
In the second reference plane consisting of e 2 axes and e 3 axes, the second reference surface determining step of determining whether the projected image overlap each other of the first object and the second object, and e 3 axes And at least one of a third reference plane determination step for determining whether or not the projected images of the first object and the second object overlap with each other on a third reference plane consisting of the e 1 axis,
In the solid determination step, the projection image of the first object and the second object on at least one of the first reference surface, the second reference surface, and the third reference surface in the projection image determination step. Are determined not to overlap with each other, it is determined that the first object and the second object do not interfere with each other.
Simulation method.
複数の物体が配置された三次元空間のシミュレーション装置であって、
前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す空間状態データを取得し、前記複数の物体の内、移動させようとする少なくとも1つの移動対象物を選択する移動対象物選択部と、
前記移動対象物をどのように移動させるかを示す移動情報を生成する移動情報生成部と、
前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における少なくとも前記移動対象物の配置状態に関する情報を含む、仮空間状態データを生成する対象物移動部と、
前記仮空間状態データに基づき、前記三次元空間において前記複数の物体が互いに干渉しているか否かを判定する干渉判定部と、
前記干渉判定部において、前記複数の物体が互いに干渉していないと判定された場合に、前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す情報を新たな前記空間状態データとし、干渉していると判定された場合に、前記空間状態データを変更しない、次状態決定部と、
を含む状態変更処理部を備え、
前記状態変更処理部は、前記移動対象物選択部、前記移動情報生成部、前記対象物移動部、前記干渉判定部、および前記次状態決定部を動作させる状態変更処理を繰り返し行い、
前記対象物移動部は、前記移動対象物の平行移動および回転移動のうち少なくとも一方を行い、
前記複数の物体の少なくとも1つは板状の物体である、
シミュレーション装置。
A three-dimensional simulation apparatus in which a plurality of objects are arranged,
A moving object selection unit that acquires space state data indicating an arrangement state of the plurality of objects in the three-dimensional space, and selects at least one moving object to be moved among the plurality of objects;
A movement information generating unit that generates movement information indicating how to move the moving object;
An object moving unit that generates temporary space state data including at least information regarding an arrangement state of the moving object in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information;
An interference determination unit that determines whether or not the plurality of objects interfere with each other in the three-dimensional space based on the temporary space state data;
Arrangement of the plurality of objects in the three-dimensional space after the movement target is moved based on the movement information when the interference determination unit determines that the plurality of objects do not interfere with each other Information indicating a state is the new space state data, and when it is determined that there is interference, the next state determination unit that does not change the space state data;
Including a state change processing unit including
The state change processing unit repeatedly performs a state change process that operates the moving object selection unit, the movement information generation unit, the object movement unit, the interference determination unit, and the next state determination unit,
The object moving unit performs at least one of a parallel movement and a rotational movement of the moving object,
At least one of the plurality of objects is a plate-like object;
Simulation device.
複数の物体が配置された三次元空間のシミュレーション装置を実現するためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す空間状態データを取得し、前記複数の物体の内、移動させようとする少なくとも1つの移動対象物を選択する移動対象物選択手段と、
前記移動対象物をどのように移動させるかを示す移動情報を生成する移動情報生成手段と、
前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における少なくとも前記移動対象物の配置状態に関する情報を含む、仮空間状態データを生成する対象物移動手段と、
前記仮空間状態データに基づき、前記三次元空間において前記複数の物体が互いに干渉しているか否かを判定する干渉判定手段と、
前記干渉判定手段において、前記複数の物体が互いに干渉していないと判定された場合に、前記移動情報に基づき前記移動対象物を移動させた後の、前記三次元空間における前記複数の物体の配置状態を示す情報を新たな前記空間状態データとし、干渉していると判定された場合に、前記空間状態データを変更しない、次状態決定手段と、
を含む状態変更処理手段として機能させ、
前記状態変更処理手段は、前記移動対象物選択手段、前記移動情報生成手段、前記対象物移動手段、前記干渉判定手段、および前記次状態決定手段を動作させる状態変更処理を繰り返し行い、
前記対象物移動手段は、前記移動対象物の平行移動および回転移動のうち少なくとも一方を行い、
前記複数の物体の少なくとも1つは板状の物体である、
コンピュータプログラム。
A computer program for realizing a three-dimensional space simulation apparatus in which a plurality of objects are arranged,
Computer
Moving object selection means for acquiring space state data indicating an arrangement state of the plurality of objects in the three-dimensional space, and selecting at least one moving object to be moved among the plurality of objects;
Movement information generating means for generating movement information indicating how to move the moving object;
An object moving means for generating temporary space state data including information on an arrangement state of at least the moving object in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information;
Interference determining means for determining whether the plurality of objects interfere with each other in the three-dimensional space based on the temporary space state data;
Arrangement of the plurality of objects in the three-dimensional space after moving the moving object based on the movement information when the interference determination unit determines that the plurality of objects do not interfere with each other Information indicating a state is used as the new space state data, and when it is determined that there is interference, a next state determination unit that does not change the space state data;
Function as a state change processing means including
The state change processing means repeatedly performs a state change process for operating the moving object selecting means, the movement information generating means, the object moving means, the interference determining means, and the next state determining means,
The object moving means performs at least one of a parallel movement and a rotational movement of the moving object,
At least one of the plurality of objects is a plate-like object;
Computer program.
JP2015072729A 2015-03-31 2015-03-31 Simulation method, simulation apparatus, and computer program Active JP6540164B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015072729A JP6540164B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Simulation method, simulation apparatus, and computer program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015072729A JP6540164B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Simulation method, simulation apparatus, and computer program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016192143A true JP2016192143A (en) 2016-11-10
JP6540164B2 JP6540164B2 (en) 2019-07-10

Family

ID=57246941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015072729A Active JP6540164B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Simulation method, simulation apparatus, and computer program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6540164B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116433476A (en) * 2023-06-09 2023-07-14 有方(合肥)医疗科技有限公司 CT image processing method and device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1153585A (en) * 1997-07-30 1999-02-26 Hitachi Electron Service Co Ltd Collision detecting method, body displacing method, and education simulator

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1153585A (en) * 1997-07-30 1999-02-26 Hitachi Electron Service Co Ltd Collision detecting method, body displacing method, and education simulator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116433476A (en) * 2023-06-09 2023-07-14 有方(合肥)医疗科技有限公司 CT image processing method and device
CN116433476B (en) * 2023-06-09 2023-09-08 有方(合肥)医疗科技有限公司 CT image processing method and device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6540164B2 (en) 2019-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6480606B2 (en) Method, terminal and storage medium for detecting a collision between a cylindrical collider and a convex body in a real-time virtual scene
JP6480607B2 (en) Method, terminal and storage medium for detecting collisions between colliders in a real-time virtual scene
EP2829993B1 (en) Design of a path connecting a first point to a second point in a three-dimensional scene
JP6996594B2 (en) Image processing equipment, image processing methods, and programs
CN108470379B (en) Three-dimensional image fusion method and device
US8768661B2 (en) Method for creating finite element model of rubber composite
JP2010511228A (en) Interact with 2D content on 3D surface
CN112749244A (en) Method and device for realizing digital twin city space coordinate system based on illusion engine and storage medium
JP6281006B1 (en) Intersection determination program, intersection determination method, and intersection determination apparatus
US11706395B2 (en) Apparatus and method for selecting camera providing input images to synthesize virtual view images
JP6540164B2 (en) Simulation method, simulation apparatus, and computer program
CN116109803B (en) Information construction method, device, equipment and storage medium
JP6520447B2 (en) Simulation method, simulation apparatus, and computer program
JP6500555B2 (en) Interference determination method, interference determination device, and computer program
CN112484678B (en) Accurate measurement method and device based on virtual three-dimensional space
CN107798734A (en) The adaptive deformation method of threedimensional model
CN115511701A (en) Method and device for converting geographic information
CN114596407A (en) Resource object three-dimensional model generation interaction method and device, and display method and device
WO2020042030A1 (en) Gap detection method and system for visual welding system
CN114733192A (en) Model control method, device, medium and equipment
JP6429240B2 (en) Shape detection apparatus, shape detection method, and program
JP2014211822A (en) Contact surface detection system, state change calculation system, connotation determination system, contact surface detection method and program
JPH11250285A (en) Three-dimensional information display system and method therefor
Cao et al. A Method for Detecting Flower Collision Based on Spherical Projection
JP2000011209A (en) System and method for three-dimensional information

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180301

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190514

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190527

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6540164

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150