CN105389410B - 三维模型生成方法和三维模型生成系统 - Google Patents

三维模型生成方法和三维模型生成系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种三维模型生成方法和三维模型生成系统。在三维模型生成方法中，从测量数据中选择定义三维模型元素的预定的面元素，其中该测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值；获得生成三维模型元素所需的条件；使用所选择的面元素和所获得的条件来生成三维模型元素；以及使用一个或多个三维模型元素来生成被测物体的三维模型。

Description

三维模型生成方法和三维模型生成系统
技术领域
本发明涉及使用通过利用坐标测量装置测量被测物体所获得的测量数据来在CAD(计算机辅助设计)系统中生成三维模型的三维模型生成方法、三维模型生成系统和三维模型生成程序。
背景技术
传统上，作为逆向工程方法或简单产品设计方法的示例，已知有使用通过利用坐标测量装置测量被测物体所获得的测量数据来在CAD系统中自动生成三维模型的技术。例如，日本特开2003-345839所公开的技术被配置成如下：使用通过测量被测物体所获得的测量数据(点群数据)来创建表现被测物体的表面的面元素所用的数据，连接这些面元素并创建表现连接面的复合面元素数据，并且使用该复合面元素数据所围绕的空间来生成三维实体模型。
然而，在上述的传统三维模型生成方法中，由于在利用坐标测量设备测量被测物体时的测量误差或者在从测量数据向面元素数据转换时的转换误差，因而可能出现如下情形：连接面元素数据的位置发生偏移并且不能形成连接，这导致难以生成具有期望形状和正确尺寸的三维模型。
传统上，通过进行手动或自动选择面元素数据之间的边界线并通过进行合并处理来封闭该边界线的处理(封闭处理)、或者通过进行假定所生成的所有面元素数据都封闭并且根据所有的面元素数据直接自动创建封闭实体模型的处理，解决了该情形。因此，在一些情况下，所生成的三维模型的形状可能大大不同于实际被测物体的形状，从而需要大量的时间来进行后续修正作业。
为了解决上述情形，本发明提供一种能够容易地生成具有期望形状并且具有基于测量数据的正确尺寸的三维模型的三维模型生成方法、三维模型生成系统和三维模型生成程序。
发明内容
根据本发明的一个方面的一种三维模型生成方法利用计算器，所述计算器基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值。所述计算器包括：三维模型元素生成部，用于生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及三维模型生成部，用于使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型。另外，在生成所述三维模型时，所述计算器进行以下操作：从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定面元素；获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型。
在根据该方面的三维模型生成方法中，通过选择测量数据中所包括的适当面元素来生成一个或多个三维模型元素，并且根据这些三维模型元素来生成被测物体的三维模型。因此，用户可以通过基于被测物体的形状进行适当的选择操作来容易地生成具有期望形状并且具有基于测量数据的正确尺寸的三维模型。
在本发明的另一方面中，所述计算器能够进行以下操作：使用针对预定的平面形状沿预定方向发生移位的情况的轨迹来表现三维形状作为所述三维模型元素；使用定义所述平面形状所占用的平面的扫描基准面、定义平面状的所述扫描基准面上的形状的封闭轮廓集、以及由所述平面形状发生移位的方向和距离所定义的扫描元素。另外，在生成所述三维模型时，所述计算器进行以下操作：从所述测量数据中选择预定面元素作为所述扫描基准面；选择与所述扫描基准面交叉的适当的其它面元素；使用所述扫描基准面和所述其它面元素之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个所述轮廓线和多个所述轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集；获得发生扫描的方向和距离作为所述条件；使用所选择的所述扫描基准面、所生成的所述封闭轮廓集以及所获得的发生所述扫描的方向和距离来生成所述扫描元素；以及使用一个或多个所述扫描元素来生成所述三维模型。
根据该方面，在针对所述三维模型元素生成所述封闭轮廓集时，所述计算器从所述测量数据中提取与所述扫描基准面交叉的面元素，并且在能够对所述轮廓线进行外推的情况下，所述计算器自动生成所述封闭轮廓集，而在不能对所述轮廓线进行外推的情况下，所述计算器创建与所述扫描基准面交叉的面元素的列表。另外，根据该方面，在生成所述封闭轮廓集时，在能够对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，所述计算器自动生成所述封闭轮廓集，而在不能对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，所述计算器创建交点的列表。
在本发明的另一方面中，所述计算器能够进行以下操作：通过利用预定的平面或曲面将给定的三维形状进行切片来表现三维形状作为所述三维模型元素；使用作为要进行切片的三维形状的父模型元素、定义切片面的切割基准面和通过表示在进行切片之后去除元素的方向的切割方向所定义的切割元素。另外，在生成所述三维模型时，所述计算器进行以下操作：从所述测量数据中选择预定面元素作为所述切割基准面；获得所述切割方向作为所述条件；使用所述父模型元素、所选择的所述切割基准面和所述切割方向来生成所述切割元素；以及使用一个或多个所述父模型元素和所述切割元素来生成所述三维模型。
在操作所述切割元素的情况下，在选择所述切割基准面时，所述计算器从所述测量数据中提取与所述父模型元素交叉的面元素，并且在存在多个与所述父模型元素交叉的面元素的情况下，所述计算器创建与所述父模型元素交叉的面元素的列表，而在仅存在一个与所述父模型元素交叉的面元素的情况下，所述计算器自动选择所述切割基准面。在这种情况下，在获得所述切割方向时，所述计算器生成所述父模型元素、所述切割基准面和表现所述切割方向的箭头等的图像重叠的三维图像，并且基于来自输入装置的输入来获得所述切割方向。
另外，所述计算器还包括第一三维模型生成部，所述第一三维模型生成部从所述面元素中获得所述面元素之间的交叉的信息以及各面元素的轮廓信息，并且自动生成第一三维模型。此外，在生成所述三维模型时，所述计算器自动生成所述第一三维模型，生成所述三维模型元素，并且使用一个或多个所述三维模型元素来修正所述第一三维模型。
在这种三维模型生成方法中，利用计算器的第一三维模型生成部来自动生成第一三维模型。这样自动生成的第一三维模型例如可以仅在一个区域中具有与被测物体的形状不同的形状。在一些情况下，在该阶段可以通过视觉确认来相对比较容易地发现这种形状的差异。因而，用户可以将自动生成的第一三维模型的形状和被测物体的形状进行比较，并且使用三维模型元素来适当地修正第一三维模型，因而可以容易地生成具有期望形状并且具有基于测量数据的正确尺寸的第二三维模型。
根据本发明的另一方面的一种三维模型生成系统，包括：计算器，用于基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值。所述计算器包括：三维模型元素生成部，用于生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及三维模型生成部，用于使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型。另外，在生成所述三维模型时，所述计算器进行以下操作：从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定面元素；获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型。
根据本发明的另一方面的一种三维模型生成程序，其利用计算器并且基于测量数据来生成三维模型，所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值。所述三维模型生成程序包括：三维模型元素生成部，用于生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及三维模型生成部，用于使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型。另外，所述三维模型生成程序在生成所述三维模型时，使所述计算器执行以下步骤：从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定面元素；获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型。
根据本发明，可以容易地生成具有期望形状并且具有基于测量数据的正确尺寸的三维模型。
附图说明
在以下的详细说明中，通过本发明的典型实施例的非限制性示例的方式参考所述的多个附图来进一步说明本发明，其中在附图的几个视图中，相同的附图标记表示相似的部件，并且其中：
图1是根据本发明的第一实施例的三维模型生成系统的框图；
图2示出输出至输出装置的示例性图形；
图3示出输出至输出装置的另一示例性图形；
图4是根据本发明的第一实施例的三维模型元素生成部的结构的框图；
图5是示出根据本发明的第一实施例的三维模型生成方法的流程图；
图6示出输出至输出装置的另一示例性图形；
图7示出输出至输出装置的另一示例性图形；
图8示出输出至输出装置的另一示例性图形；
图9是示出根据本发明的第二实施例的三维模型生成方法的流程图；
图10是示出根据本发明的第二实施例的三维模型生成方法的流程图；
图11示出输出至输出装置的另一示例性图形；
图12是根据本发明的第二实施例的三维模型元素生成部的结构的框图；
图13是示出根据本发明的第二实施例的三维模型生成方法的流程图；
图14示出输出至输出装置的另一示例性图形；
图15示出输出至输出装置的另一示例性图形；
图16示出输出至输出装置的另一示例性图形；
图17示出输出至输出装置的另一示例性图形；
图18是根据本发明的第三实施例的三维模型生成系统的框图；
图19是示出根据本发明的第三实施例的三维模型生成方法的流程图；
图20是根据本发明的第四实施例的三维模型生成系统的框图；以及
图21是根据本发明的第四实施例的误差修正部的结构的框图。
具体实施方式
这里所示的细节是举例，是仅用于例示性地论述本发明的实施例的目的，并且是为了提供被认为是针对本发明的原理和概念方面的最有用和最容易理解的说明而呈现的。在这方面，没有尝试以比本发明的基本理解所需的细节更详细的方式示出本发明的结构细节，其中利用附图所进行的说明使本领域技术人员显而易见地明白在实践中可以如何实现本发明的各形式。
以下参考附图来详细说明本发明的实施例。
第一实施例
图1是根据本实施例的三维模型生成系统10的框图。根据本实施例的三维模型生成系统10例如从测量被测物体1的坐标测量装置2获得测量数据，并且基于CAD数据来生成三维模型。三维模型生成系统10例如构成CAD系统的一部分。在本实施例中，生成实体模型作为三维模型；然而，三维模型不限于实体模型，并且还可被生成作为表面模型或线模型。
如图1所示，三维模型生成系统10使用计算机设备和该计算机设备所执行的三维模型生成程序来实现各种功能。计算机设备被配置为包括：计算器3，用于基于通过测量被测物体1所获得的测量数据来生成三维模型；存储器4，其连接至计算器3，并且用于存储三维模型生成程序；输入装置5，其连接至计算器3，并且用于进行根据本实施例的三维模型生成程序的操作以及各种参数的输入等；以及输出装置6，用于输出计算器3所生成的三维模型。计算器3例如是CPU或微处理器，并且进行各种计算。可以采用键盘、鼠标或触摸屏面板等作为输入装置5，并且可以采用显示屏、投影仪或打印机等作为输出装置6。
如图1所示，除预定的三维模型生成程序外，计算器3还包括诸如以下等的各种特征：导入部31，用于从坐标测量装置2获得测量数据；三维模型元素生成部33，用于生成基于导入部31所获得的测量数据使用预定方法来表现三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素；以及三维模型生成部34，用于使用一个或多个三维模型元素来生成三维模型。
如图1所示，可以选择具有任何形状(包括自由曲面)的物体作为被测物体1；然而，优选具有利用CAD系统可定义为解析二次曲面的表面形状的物体。换句话说，被测物体1的表面形状可以包括例如以下形状中的任意形状的组合：点元素；直线元素；诸如圆或椭圆等的曲线元素；以及诸如平面、圆筒面、圆锥面、球面或环形面等的面元素。这里，如图1所示，假定具有上表面的四边呈渐缩且圆筒状的通孔贯通上下表面的大致箱状(长方体状)形状的示例。
从坐标测量装置2输出的测量数据包括测量点群数据、几何元素的类型和几何元素的几何值。测量点群数据是被测物体1的表面的一个或多个测量点的测量坐标的数据集。几何元素的类型是表示诸如针对例如点、直线、平面、圆、椭圆、圆筒面、圆锥面、球面或环形面的点元素、直线元素和面元素等的类别的数据。几何元素的类型还可以是在坐标测量期间获得测量点群数据时通过操作员提供个体指示所获得的数据、或者可以是利用坐标测量装置响应于测量点群数据的分布状态所进行的自动判断而获得的数据(例如，参见日本特开2001-241941)。另外，几何元素的几何值是如根据测量点群数据所估计的几何元素的诸如基准位置坐标、取向、长度或直径等的数据。例如，几何值可以包括以下内容：在直线元素的情况下为基准点的坐标值、方向和长度；在平面元素的情况下为基准点的坐标值和法线方向；在圆元素的情况下为基准点的坐标值、法线方向和直径；并且在椭圆元素的情况下为基准点的坐标值、法线方向、长轴方向、长轴和短轴。几何元素的几何值是使用几何元素的类型和测量点群数据所求出的。以下为了便于理解，几何元素是面元素。此外，测量数据例如还可以包括与诸如探测器接触方向或摄像方向等的获得面元素的方向(例如，被测物体1相对于面元素所处的方向)有关的数据。
图2示出输出至输出装置6的示例性图形，并且在该图的左部示出测量数据中所包括的面元素的列表(特征树)且在该图的右部示出这些面元素所表现的形状。在图2所示的示例中，测量数据中的面元素是平面元素Plane_0～Plane_8和圆筒面元素Cylinder_0。平面元素Plane_0～Plane_8是在测量被测物体1的各平面的情况下所获得的面元素。圆筒面元素Cylinder_0是在测量贯通被测物体1的上下表面的通孔的情况下所获得的面元素。此外，如图2所示，在测量数据中，各面元素的幅度(长度、宽度和高度等)是不确定的。在该示例中，基于测量点群的分布范围来表现幅度。
图3示出输出至输出装置6的另一示例性图形，并且在该图的右部示出所生成的三维模型和生成该三维模型的多个三维模型元素其中之一(Solid_1)。此外，在该图的左部示出列出构成三维模型的三维模型元素、定义三维模型元素的面元素以及参数的列表(特征树)。
如图3所示，在本实施例中，三维模型是通过组合多个三维模型元素所生成的。如上所述，三维模型元素表现三维模型的至少一部分的形状，并且是由测量元素中所包括的面元素以及预定参数所定义的。另外，三维模型元素根据三维模型的表现方法包括多个类型的元素。图3示出扫描元素Solid_1。扫描元素使用针对预定的平面形状沿预定方向发生移位的情况的轨迹来表现三维形状。如图3的左部所示，例如可以利用以下内容来表现扫描元素：定义平面形状所占用的平面的扫描基准面；定义该平面形状在该扫描基准面上的形状的封闭轮廓集(边界)；平面形状发生移位的方向(扫描几何)；以及发生扫描的距离(扫描长度)。
如图3所示，在本实施例中，扫描基准面是从测量数据内所包括的面元素中所选择的。另外，封闭轮廓集(边界)是利用多个轮廓线(IntCurve_0～IntCurve_3)和交点来表现的，并且轮廓线是利用测量数据中所包括的面元素之间的交线来表现的。
如图3所示，还可以存在其它参数作为定义扫描元素的参数。在本实施例中，提供Boolean(布尔)运算元素(boolean)作为这种参数。例如，如图3所示，在Boolean运算元素是和集合的情况下，在由扫描基准面、封闭轮廓集、发生扫描的方向和发生扫描的距离所定义的空间内创建三维模型。另一方面，在Boolean运算元素是差集合的情况下，在与其它三维模型元素所占用的空间重复的部分不创建三维模型。
接着，参考图4来说明根据本实施例的三维模型元素生成部33内的扫描元素生成部71。图4是示出根据本实施例的三维模型元素生成部33的结构的一部分的框图。如图4所示，根据本实施例的三维模型元素生成部33包括生成扫描元素的扫描元素生成部71。
在扫描元素生成部71内，扫描基准面选择部711选择测量数据中的面元素作为扫描基准面。扫描基准面选择部711还根据测量数据来创建针对扫描基准面的候选平面元素的列表(第一列表)L1并将该列表输出至输出装置6，然后根据来自输入装置5的输入来选择扫描基准面。
在扫描元素生成部71内，轮廓线生成部713从测量数据内的面元素中选择所选择的扫描基准面以及定义轮廓线的其它面元素，并且使用该扫描基准面和该其它面元素之间的交线来生成轮廓线。轮廓线生成部713还创建扫描基准面和其它面元素之间的交线的列表(第二列表)L2并将该列表输出至输出装置6，然后根据来自输入装置5的输入来顺次选择轮廓线。
在扫描元素生成部71内，交点生成部714基于轮廓线之间的交点来生成定义封闭轮廓集的轮廓的交点。交点生成部714还创建定义封闭轮廓集的轮廓的交点的列表(第三列表)L3并将该列表输出至输出装置6，然后根据来自输入装置5的输入来顺次选择交点。
在扫描元素生成部71内，扫描条件显示部715将生成扫描元素所需的条件显示在输出装置6上。扫描条件显示部715还可以将输入生成扫描元素所需的条件的输入形式F1输出至输出装置6，并且根据来自输入装置5的输入来顺次获得扫描元素生成参数。
在扫描元素生成部71内，生成部716使用所生成的轮廓线、交点和使用输入装置5所输入的扫描元素生成参数来生成扫描元素。
接着，参考图5～8来说明根据本实施例的三维模型生成方法。图5是示出根据本实施例的三维模型生成方法的流程图。图6～8示出在生成三维模型的情况下输出至输出装置6的示例图形。
如图5所示，在步骤S101中，选择测量数据中的预定面元素作为扫描基准面。此时，如图6所示，还可以创建针对扫描基准面的候选平面元素的列表(第一列表)L1并将该第一列表L1输出至输出装置6，然后可以根据来自输入装置5的输入选择扫描基准面。另外，如图6所示，还可以显示该列表中的平面元素的三维图像。
如图5所示，在步骤S102中，从测量数据中选择其它面元素并且生成轮廓线。此时，如图7所示，还可以创建扫描基准面和其它面元素之间的交线的列表(第二列表)L2并将该第二列表L2输出至输出装置6，然后可以根据来自输入装置5的输入来顺次选择轮廓线。另外，如图7所示，还可以显示用作用于生成轮廓线的基础的平面元素的三维图像。
如图5所示，在步骤S103中，生成基于所生成的轮廓线之间的交点来定义封闭轮廓集的轮廓的交点。此时，还可以创建定义封闭轮廓集的轮廓的交点的列表(第三列表)L3并将该第三列表L3输出至输出装置6，然后可以根据来自输入装置5的输入来顺次选择交点。
如图5所示，在步骤S104中，获得发生扫描的方向和距离。此时，如图8所示，还可以将输入生成扫描元素所需的条件的输入形式F1输出至输出装置6，并且可以根据来自输入装置5的输入来获得发生扫描的方向和距离(扫描的高度)。另外，如图8所示，还可以显示示出所生成的封闭轮廓集以及发生扫描的方向和距离的三维图像。此外，还可以通过选择用作范围的指定面来输入发生扫描的距离。
如图5所示，在步骤S105中，使用所选择的扫描基准面、所生成的封闭轮廓集以及所获得的发生扫描的方向和距离来生成扫描元素。由此，例如生成如图3所示的扫描元素Solid_1。
如图5所示，在步骤S106中，使用所生成的扫描元素来生成三维模型。在图3所示的示例中，组合Solid_1～Solid_6以生成三维模型。在该示例中，Solid_2～Solid_6还可以通过使与被测物体1的渐缩部相对应的平面元素Plane_5～Plane_8沿垂直方向(图中的Z方向)发生移位来生成扫描元素，并且通过将上述的Boolean设置为“差集合”来生成三维模型。三维模型还可以是使用仅一个或多个扫描元素所生成的、或者可以是通过与其它三维模型元素组合所生成的。
在根据本实施例的三维模型生成方法中，通过选择测量数据中所包括的适当面元素来生成一个或多个三维模型元素，并且根据这些三维模型元素来生成被测物体的三维模型。因此，用户可以通过基于被测物体的形状进行适当选择操作，来容易地生成具有期望形状并且具有基于测量数据的正确尺寸的三维模型。
另外，使用扫描基准面、封闭轮廓集以及发生扫描的方向和距离来表现扫描元素。因此，相比利用面元素数据等所表现的三维模型，容易进行修正和编辑。
第二实施例
接着，参考图9来说明根据本发明的第二实施例的三维模型生成方法。图9是示出根据本实施例的三维模型生成方法的流程图。
根据本实施例的三维模型生成方法是以与第一实施例的方法基本相同的方式进行的。然而，在本实施例中，(图5中的步骤S102所示的)生成轮廓线的步骤不同于第一实施例中的生成轮廓线的步骤。具体地，在本实施例中，如图9所示，在生成封闭轮廓集时，从测量数据中提取与扫描基准面交叉的面元素(步骤S121)，并且判断是否可以对轮廓线进行外推(步骤S122)。在可以对轮廓线进行外推的情况下，自动生成封闭轮廓集(步骤S123)。另一方面，在不能对轮廓线进行外推的情况下，创建如上所述的第二列表L2(步骤S124)，并且根据来自输入装置5的输入来生成轮廓线(步骤S125)。
在如下情况下，可以对轮廓线进行外推：例如，与扫描基准面交叉的面元素仅包括两组相互平行的平面元素(总共四个面元素)、仅包括生成角度不同的轮廓线的三个平面元素、或者仅包括圆筒面、圆锥面或球面。另外，还可以通过例如考虑在利用坐标测量装置2的测量期间获得面元素的方向(例如，探测器接触方向)来使候选面元素减少。在这种情况下，在不能对轮廓线进行外推的情况下，可以将减少后的结果反映到第二列表L2上。此外，在通过从第二列表L2中选择特定轮廓线而可以对其余的轮廓线进行外推的情况下，可以自动生成封闭轮廓集。
在根据本实施例的三维模型生成方法中，在可以对轮廓线进行外推的情况下，自动生成封闭轮廓集。因而，可以更容易地生成三维模型。另外，可以避免不适当的面元素的误选择。
另外，在根据本实施例的三维模型生成方法中，在不能对轮廓线进行外推的情况下，创建如上所述的第二列表L2。因此，例如即使在被测物体1具有极复杂的形状的情况下，也可以更容易地选择适当的面元素。
第三实施例
接着，参考图10来说明根据本发明的第三实施例的三维模型生成方法。图10是示出根据本实施例的三维模型生成方法的流程图。
根据本实施例的三维模型生成方法是以与第一实施例或第二实施例的方法基本相同的方式进行的。然而，在本实施例中，(图5的步骤S103所示的)生成交点的步骤不同于第一实施例或第二实施例中的生成交点的步骤。具体地，在本实施例中，如图10所示，在生成封闭轮廓集时，提取与轮廓线的交点(步骤S131)，并且判断是否可以对交点进行外推(步骤S132)。在通常可以确定交点的情况下，自动生成交点(步骤S133)。另一方面，在不能对交点进行外推的情况下，创建如上所述的第三列表L3(步骤S134)，并且根据来自输入装置5的输入操作来生成交点(步骤S135)。
在根据本实施例的三维模型生成方法中，在可以对交点进行外推的情况下，自动生成封闭轮廓集。因而，可以更容易地生成三维模型。
另外，在根据本实施例的三维模型生成方法中，在不能对交点进行外推的情况下，创建如上所述的第三列表L3。因此，例如即使在被测物体1具有极复杂的形状的情况下，也可以更容易地选择适当的面元素。
第四实施例
接着，参考图11～17来说明根据本发明的第四实施例的三维模型生成方法。图11示出利用根据本发明的第四实施例的三维模型生成方法输出至输出装置6的另一示例性图形，并且在该图的右部示出所生成的三维模型和生成该三维模型的三维模型元素其中之一(这里为Solid_2)。此外，在该图的左部示出列出构成三维模型的三维模型元素、定义三维模型元素的面元素、以及参数的列表(特征树)。在以下说明中，向与第一实施例～第三实施例中的部分相同的部分赋予相同的附图标记，并且省略了针对这些部分的说明。
如参考图3所述，针对第一实施例～第三实施例提供了使用扫描元素作为三维模型元素的示例性情况。如图11所示，在本实施例中，作为三维模型元素，除扫描元素外，还使用切割元素。该切割元素通过利用预定的平面或曲面将给定的三维形状进行切片来表现三维形状。此外，例如利用父模型元素(要切片的三维形状)、定义父模型元素的切片面的切割基准面(几何)、以及表现在切片之后去除三维形状的方向的切割方向来表现该切割元素。
如图11所示，在本实施例中，从测量数据内所包括的面元素中选择切割基准面。另外，父模型元素例如还可以是扫描元素生成部71所生成的扫描元素。在图11所示的示例中，选择图3所示的Solid_1作为父模型并且选择面元素Plane_5作为切割基准面，由此生成切割元素Solid_2。
接着，参考图12来说明根据本实施例的三维模型元素生成部33。图12是示出根据本实施例的三维模型元素生成部33的结构的框图。如图12所示，根据本实施例的三维模型元素生成部33包括扫描元素生成部71和用于生成切割元素的切割元素生成部72。
在切割元素生成部72内，父模型元素选择部721选择扫描元素生成部71所生成的扫描元素作为父模型元素。父模型元素选择部721创建针对父模型元素的候选扫描元素的列表(第四列表)L4并将该列表输出至输出装置6，然后根据来自输入装置5的输入来选择父模型元素。
在切割元素生成部72内，切割基准面选择部722从测量数据内的面元素中选择与所选择的父模型元素交叉的面元素作为切割基准面。切割基准面选择部722创建针对该切割基准面的候选面元素的列表(第五列表)L5并将该列表输出至输出装置6，然后根据来自输入装置5的输入来选择切割基准面。
在切割元素生成部72内，切割条件显示部723将生成切割元素所需的条件显示在输出装置6上。例如，切割条件显示部723创建指定切割条件的输入形式F2并将该输入形式F2输出至输出装置6，并且基于来自输入装置5的输入来获得切割方向。
在切割元素生成部72内，生成部724使用所选择的父模型元素、切割基准面和使用输入装置5所输入的切割元素生成参数来生成切割元素。
接着，参考图13～17来说明根据本实施例的三维模型生成方法。图13是示出根据本实施例的三维模型生成方法的流程图。图14～17示出在生成三维模型的情况下输出至输出装置6的示例性图形。
如图13所示，在步骤S201中，选择扫描元素生成部71所生成的扫描元素作为父模型元素。此时，还可以创建针对父模型元素的候选扫描元素的列表(第四列表)L4并将该第四列表L4输出至输出装置6，然后可以根据来自输入装置5的输入来选择父模型元素。在仅存在一个作为针对父模型元素的候选的扫描元素的情况下，可以省略该步骤。
如图13所示，在步骤S202中，从测量数据内的面元素中选择与所选择的父模型元素交叉的面元素作为切割基准面。此时，如图14所示，还可以创建针对切割基准面的候选面元素的列表(第五列表)L5并将该第五列表L5输出至输出装置6，然后可以根据来自输入装置5的输入来选择切割基准面。另外，还可以显示父模型元素和列表中的面元素的三维图像。
如图13所示，在步骤S203中，获得切割方向。此时，如图15所示，可以生成父模型元素、切割基准面和表现切割方向的箭头等的图像I1重叠的三维图像，可以将该三维图像连同指定切割方向的输入形式F2一起输出至输出装置6，并且可以基于来自输入装置5的输入来获得切割方向。在图15中，图像I1是指示垂直于切割基准面的方向的箭头。另外，在本实施例中，可以通过选择输入形式F2中所设置的反方向按钮来反转箭头的取向，并且可以从视觉上确定表示在切片之后要去除元素的方向的切割方向。图像I1不限于箭头，并且图像I1可以是任意标记，只能可以表现切割方向即可。
如图16所示，例如在切割基准面是圆筒面、圆锥面或球面的情况下，在获得切割方向的步骤S203中，切片之后要去除元素的方向朝向切割基准面的内侧或外侧。在这种情况下，如图16所示，表现切割方向的图像I2还可被配置为表现朝向切割基准面的内侧或外侧的方向的多个箭头。
如图13所示，在步骤S204中，使用所选择的父模型元素、切割基准面和使用输入装置5所输入的切割元素生成参数来生成切割元素。
如图13所示，在步骤S205中，使用父模型元素或所生成的切割元素等来生成三维模型。在图17所示的示例中，使用上述方法来生成多个切割元素Solid_2～Solid_6，并且将这多个切割元素Solid_2～Solid_6与一个扫描元素(Solid_1)组合以生成表现被测物体1的三维模型。父模型元素还可以是扫描元素、或者可以是其它三维模型元素。即使在这种三维模型生成方法中，也可以实现与第一实施例～第三实施例的效果相同的效果。
第五实施例
接着，参考图18和19来说明根据本发明的第五实施例的三维模型生成方法。图18是根据本实施例的三维模型生成系统11的框图。图19是示出根据本实施例的三维模型生成方法的流程图。在以下说明中，向与第一实施例～第四实施例的部分相同的部分赋予相同的附图标记，并且省略了针对这些部分的说明。
如图18和19所示，在根据本实施例的三维模型生成方法中，基于测量数据来自动生成第一三维模型并将该第一三维模型显示在输出装置6上。这样自动生成的第一三维模型例如可以仅在一个区域中具有与被测物体1的形状不同的形状。在一些情况下，在该阶段可以通过视觉确认来相对比较容易地发现这种形状的差异。因而，用户可以将自动生成的第一三维模型的形状和被测物体1的形状进行比较并且使用三维模型元素来适当地修正第一三维模型，因而可以容易地生成具有期望形状并且具有基于测量数据的正确尺寸的第二三维模型。
如图18所示，根据本实施例的三维模型生成系统11具有与根据第一实施例的三维模型生成系统10的结构大致相同的结构。然而，三维模型生成系统11还包括第一三维模型生成部73，其中该第一三维模型生成部73根据测量数据中所包括的面元素来获得面元素之间的交叉的信息以及各面元素的轮廓信息，并且自动生成第一三维模型。另外，根据本实施例的三维模型生成系统11的三维模型元素生成部33包括上述的扫描元素生成部71和切割元素生成部72。此外，根据本实施例的三维模型生成系统11还包括第二三维模型生成部74，其中该第二三维模型生成部74使用扫描元素和切割元素等来修正第一三维模型，并且生成第二三维模型。
接着，参考图19来说明根据本实施例的第一三维模型生成方法。在本实施例中，没有测量被测物体1的下表面。因此，首先添加表现被测物体1的下面表的面元素(步骤S301)。可以添加与基准面相同的平面数据作为面元素。接着，顺次选择测量数据中的面元素(步骤S302)，然后顺次选择面元素或与所选择的面元素邻接的面元素作为邻接面元素(步骤S303)。接着，例如通过扫描处理求出所选择的面元素和邻接面元素之间的交线，并且将该交线定义为轮廓数据(例如，B-Reps)(步骤S304)。此时，在交线与所定义的交线交叉的情况下，还定义这些交线之间的交点。针对与所选择的面元素邻接的所有邻接面元素重复步骤S302和S303(步骤S305)，并且针对所有的面元素重复相同的操作(步骤S306)。
第六实施例
接着，参考图20和21来说明根据本发明的第六实施例的三维模型生成方法。图20是根据本实施例的三维模型生成系统12的框图。在以下说明中，向与第一实施例～第五实施例的部分相同的部分指派相同的附图标记，并且省略了针对这些部分的说明。
如图20所示，根据本实施例的三维模型生成系统12具有与根据第一实施例的三维模型生成系统10的结构基本相同的结构。然而，三维模型生成系统12包括用于修正面元素的倾斜的误差修正部32。在下文，将被测物体1所配置的面指定为基准面，并且将垂直于基准面的直线指定为基准轴。
图21是误差修正部32的框图。如图21所示，误差修正部32包括：面元素选择部321，用于从经由导入部31所输入的测量数据内的面元素中顺次选择一个面元素；角度判断部322，用于判断所选择的面元素的倾斜的角度；宽度判断部323，用于判断面元素的占用宽度；以及修正部324，用于根据判断结果来修正面元素的倾斜。
在所选择的面元素是平面元素的情况下，角度判断部322进行判断由基准面和利用面元素的几何值标识的面所形成的角度误差是否等于或小于角度判断数据Δθth(指定值)的角度判断。在所选择的面元素是圆筒面元素、圆锥面元素或环形面元素等的情况下，角度判断部322进行判断由基准轴和利用面元素的几何值标识的中心轴所形成的角度误差是否等于或小于角度判断数据Δθth的角度判断。作为该角度判断的结果，在角度误差等于或小于预定的角度判断数据Δθth的情况下，输出角度误差数据Δθk作为修正值。
宽度判断部323以利用所选择的面元素的几何值标识的平面或曲面作为基准来判断测量点群数据所占用的宽度。在面元素是平面的情况下，针对将测量点群数据投影到利用面元素的几何值标识的面元素上的区域进行使用测量点群数据所占用的宽度的判断。在面元素是圆筒元素或圆锥元素的情况下，针对将测量点群数据投影到利用面元素的几何值标识的面元素的轴上的区域进行使用测量点群数据所占用的宽度的判断。利用从几何值所标识的面元素到各测量点的法线方向的距离来表示测量点群数据所占用的宽度。宽度判断部323判断测量点群数据所占用的宽度是否等于或小于宽度判断数据ΔWth(指定值)，并且输出修正可否数据作为判断结果。可以使用输入装置5来提前指定角度判断数据Δθth和宽度判断数据ΔWth。
在角度判断和宽度判断这两者中都判断为误差等于或小于指定值的情况下，修正部324获得角度误差Δθk，将面元素修正了角度误差Δθk的量，并且输出修正后的面元素。结果，使面元素所表现的面对齐，从而与基准面相同、平行或垂直，或者使面元素的中心轴对齐，从而与基准轴相同、平行或垂直。在角度判断中判断为角度误差大于角度判断数据Δθth、或者在宽度判断中判断为所占用的宽度大于宽度判断数据ΔWth的情况下，不进行面元素的修正。
根据该方法，可以修正误差，从而使得能够生成正确的三维模型。另外，可以防止误将按照设计而有意设置到面的倾斜识别为误差并进行修正的情形。
注意，上述示例仅是为了说明的目的而提供的，并且决没有被构造成对本发明进行限制。尽管已参考典型实施例说明了本发明，但应当理解，这里已使用的词语是用于描述和说明的词语，而不是用于进行限制的词语。在没有背离本发明的各方面的精神和范围的情况下，可以在如当前陈述和修改的权利要求书的界限内进行改变。尽管这里已参考特定结构、材料和实施例说明了本发明，但本发明并不意图局限于这里所公开的细节；相反，本发明扩展至诸如在所附权利要求书的范围内等的在功能上等同的所有结构、方法和用途。
本发明不限于上述实施例，并且可以在没有背离本发明的范围的情况下进行各种改变和修改。
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年8月25日提交的日本申请2014-170656的优先权，在此通过引用明确包含其全部内容。

Claims (14)

1.一种利用计算器的三维模型生成方法，所述计算器用于基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值，所述三维模型生成方法包括以下步骤：
经由三维模型元素生成部，生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的三维形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及
经由三维模型生成部，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型，其中，
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定的面元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型，
其中，所述三维模型生成方法还包括以下步骤：
经由所述计算器，使用针对预定的平面形状沿预定方向发生移位的情况的轨迹来表现三维形状作为所述三维模型元素；
经由所述计算器，使用定义所述平面形状所占用的平面的扫描基准面、定义平面状的所述扫描基准面上的形状的封闭轮廓集、以及由所述平面形状发生移位的方向和距离所定义的扫描元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择预定的面元素作为所述扫描基准面；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，选择与所述扫描基准面交叉的适当的其它面元素，使用所述扫描基准面和所述其它面元素之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个所述轮廓线以及多个所述轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得发生扫描的方向和距离作为所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的扫描基准面、所生成的封闭轮廓集、以及所获得的发生所述扫描的方向和距离来生成所述扫描元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述扫描元素来生成所述三维模型，
其中，所述三维模型生成方法还包括以下步骤：
经由所述计算器，在生成所述封闭轮廓集时，
从所述测量数据中提取与所述扫描基准面交叉的面元素；
在能够对所述轮廓线进行外推的情况下，自动生成所述封闭轮廓集；以及
在不能对所述轮廓线进行外推的情况下，创建与所述扫描基准面交叉的面元素的列表。
2.根据权利要求1所述的三维模型生成方法，其中，还包括以下步骤：
经由所述计算器的第一三维模型生成部，从所述面元素中获得面元素之间的交叉信息以及各面元素的轮廓信息；以及
经由所述计算器的所述第一三维模型生成部，自动生成第一三维模型，其中，
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，自动生成所述第一三维模型；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，生成所述三维模型元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述三维模型元素来修正所述第一三维模型。
3.一种利用计算器的三维模型生成方法，所述计算器用于基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值，所述三维模型生成方法包括以下步骤：
经由三维模型元素生成部，生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的三维形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及
经由三维模型生成部，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型，其中，
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定的面元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型，
其中，所述三维模型生成方法还包括以下步骤：
经由所述计算器，使用针对预定的平面形状沿预定方向发生移位的情况的轨迹来表现三维形状作为所述三维模型元素；
经由所述计算器，使用定义所述平面形状所占用的平面的扫描基准面、定义平面状的所述扫描基准面上的形状的封闭轮廓集、以及由所述平面形状发生移位的方向和距离所定义的扫描元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择预定的面元素作为所述扫描基准面；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，选择与所述扫描基准面交叉的适当的其它面元素，使用所述扫描基准面和所述其它面元素之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个所述轮廓线以及多个所述轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得发生扫描的方向和距离作为所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的扫描基准面、所生成的封闭轮廓集、以及所获得的发生所述扫描的方向和距离来生成所述扫描元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述扫描元素来生成所述三维模型，
其中，所述三维模型生成方法还包括以下步骤：
经由所述计算器，在生成所述封闭轮廓集时，
在能够对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，自动生成所述封闭轮廓集；以及
在不能对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，创建交点的列表。
4.根据权利要求3所述的三维模型生成方法，其中，还包括以下步骤：
经由所述计算器的第一三维模型生成部，从所述面元素中获得面元素之间的交叉信息以及各面元素的轮廓信息；以及
经由所述计算器的所述第一三维模型生成部，自动生成第一三维模型，其中，
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，自动生成所述第一三维模型；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，生成所述三维模型元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述三维模型元素来修正所述第一三维模型。
5.一种利用计算器的三维模型生成方法，所述计算器用于基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值，所述三维模型生成方法包括以下步骤：
经由三维模型元素生成部，生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的三维形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及
经由三维模型生成部，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型，其中，
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定的面元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型，
其中，所述三维模型生成方法还包括以下步骤：
经由所述计算器，通过利用预定的平面或曲面将给定的三维形状进行切片来表现三维形状作为所述三维模型元素；
经由所述计算器，使用作为要进行切片的三维形状的父模型元素、定义切片面的切割基准面、以及通过表示在进行切片之后去除元素的方向的切割方向所定义的切割元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，选择扫描元素作为所述父模型元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择预定的面元素作为所述切割基准面；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得所述切割方向作为所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所述父模型元素、所选择的切割基准面、以及所述切割方向来生成所述切割元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述父模型元素和所述切割元素来生成所述三维模型。
6.根据权利要求5所述的三维模型生成方法，其中，还包括以下步骤：
经由所述计算器，在选择所述切割基准面时，
从所述测量数据中提取与所述父模型元素交叉的面元素；
在存在多个与所述父模型元素交叉的面元素的情况下，创建与所述父模型元素交叉的面元素的列表；以及
在仅存在一个与所述父模型元素交叉的面元素的情况下，自动选择所述切割基准面。
7.根据权利要求5所述的三维模型生成方法，其中，还包括以下步骤：
经由所述计算器，在获得所述切割方向时，生成所述父模型元素、所述切割基准面、以及表现所述切割方向的标记的图像重叠的三维图像；以及
经由所述计算器，在获得所述切割方向时，基于来自输入装置的输入来获得所述切割方向。
8.根据权利要求5所述的三维模型生成方法，其中，还包括以下步骤：
经由所述计算器的第一三维模型生成部，从所述面元素中获得面元素之间的交叉信息以及各面元素的轮廓信息；以及
经由所述计算器的所述第一三维模型生成部，自动生成第一三维模型，其中，
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，自动生成所述第一三维模型；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，生成所述三维模型元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述三维模型元素来修正所述第一三维模型。
9.一种三维模型生成系统，包括：
计算器，用于基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值，所述计算器包括：
三维模型元素生成部，用于生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的三维形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及
三维模型生成部，用于使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型，
其中，在生成所述三维模型时，所述计算器还被配置为进行以下操作：
从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定的面元素；
获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；
使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及
使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型，
其中，所述计算器还被配置为进行以下操作：
使用针对预定的平面形状沿预定方向发生移位的情况的轨迹来表现三维形状作为所述三维模型元素；
使用定义所述平面形状所占用的平面的扫描基准面、定义平面状的所述扫描基准面上的形状的封闭轮廓集、以及由所述平面形状发生移位的方向和距离所定义的扫描元素；
在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择预定的面元素作为所述扫描基准面；
在生成所述三维模型时，选择与所述扫描基准面交叉的适当的其它面元素，使用所述扫描基准面和所述其它面元素之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个所述轮廓线以及多个所述轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集；
在生成所述三维模型时，获得发生扫描的方向和距离作为所述条件；
在生成所述三维模型时，使用所选择的扫描基准面、所生成的封闭轮廓集、以及所获得的发生所述扫描的方向和距离来生成所述扫描元素；以及
在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述扫描元素来生成所述三维模型，
其中，所述计算器还被配置为进行以下操作：
在生成所述封闭轮廓集时，
从所述测量数据中提取与所述扫描基准面交叉的面元素；
在能够对所述轮廓线进行外推的情况下，自动生成所述封闭轮廓集；以及
在不能对所述轮廓线进行外推的情况下，创建与所述扫描基准面交叉的面元素的列表。
10.一种三维模型生成系统，包括：
计算器，用于基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值，所述计算器包括：
三维模型元素生成部，用于生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的三维形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及
三维模型生成部，用于使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型，
其中，在生成所述三维模型时，所述计算器还被配置为进行以下操作：
从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定的面元素；
获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；
使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及
使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型，
其中，所述计算器还被配置为进行以下操作：
使用针对预定的平面形状沿预定方向发生移位的情况的轨迹来表现三维形状作为所述三维模型元素；
使用定义所述平面形状所占用的平面的扫描基准面、定义平面状的所述扫描基准面上的形状的封闭轮廓集、以及由所述平面形状发生移位的方向和距离所定义的扫描元素；
在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择预定的面元素作为所述扫描基准面；
在生成所述三维模型时，选择与所述扫描基准面交叉的适当的其它面元素，使用所述扫描基准面和所述其它面元素之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个所述轮廓线以及多个所述轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集；
在生成所述三维模型时，获得发生扫描的方向和距离作为所述条件；
在生成所述三维模型时，使用所选择的扫描基准面、所生成的封闭轮廓集、以及所获得的发生所述扫描的方向和距离来生成所述扫描元素；以及
在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述扫描元素来生成所述三维模型，
其中，所述计算器还被配置为进行以下操作：
在生成所述封闭轮廓集时，
在能够对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，自动生成所述封闭轮廓集；以及
在不能对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，创建交点的列表。
11.一种三维模型生成系统，包括：
计算器，用于基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值，所述计算器包括：
三维模型元素生成部，用于生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的三维形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及
三维模型生成部，用于使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型，
其中，在生成所述三维模型时，所述计算器还被配置为进行以下操作：
从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定的面元素；
获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；
使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及
使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型，
其中，所述计算器还被配置为进行以下操作：
通过利用预定的平面或曲面将给定的三维形状进行切片来表现三维形状作为所述三维模型元素；
使用作为要进行切片的三维形状的父模型元素、定义切片面的切割基准面、以及通过表示在进行切片之后去除元素的方向的切割方向所定义的切割元素；
在生成所述三维模型时，选择扫描元素作为所述父模型元素；
在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择预定的面元素作为所述切割基准面；
在生成所述三维模型时，获得所述切割方向作为所述条件；
在生成所述三维模型时，使用所述父模型元素、所选择的切割基准面、以及所述切割方向来生成所述切割元素；以及
在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述父模型元素和所述切割元素来生成所述三维模型。
12.一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有利用计算器的三维模型生成程序，所述计算器用于基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值，所述三维模型生成程序使得计算机执行如下处理：
经由三维模型元素生成部，生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的三维形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及
经由三维模型生成部，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型，其中，
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定的面元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型，
其中，所述三维模型生成程序使得计算机还执行如下处理：
经由所述计算器，使用针对预定的平面形状沿预定方向发生移位的情况的轨迹来表现三维形状作为所述三维模型元素；
经由所述计算器，使用定义所述平面形状所占用的平面的扫描基准面、定义平面状的所述扫描基准面上的形状的封闭轮廓集、以及由所述平面形状发生移位的方向和距离所定义的扫描元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择预定的面元素作为所述扫描基准面；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，选择与所述扫描基准面交叉的适当的其它面元素，使用所述扫描基准面和所述其它面元素之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个所述轮廓线以及多个所述轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得发生扫描的方向和距离作为所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的扫描基准面、所生成的封闭轮廓集、以及所获得的发生所述扫描的方向和距离来生成所述扫描元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述扫描元素来生成所述三维模型，
其中，所述三维模型生成程序使得计算机还执行如下处理：
经由所述计算器，在生成所述封闭轮廓集时，
从所述测量数据中提取与所述扫描基准面交叉的面元素；
在能够对所述轮廓线进行外推的情况下，自动生成所述封闭轮廓集；以及
在不能对所述轮廓线进行外推的情况下，创建与所述扫描基准面交叉的面元素的列表。
13.一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有利用计算器的三维模型生成程序，所述计算器用于基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值，所述三维模型生成程序使得计算机执行如下处理：
经由三维模型元素生成部，生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的三维形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及
经由三维模型生成部，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型，其中，
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定的面元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型，
其中，所述三维模型生成程序使得计算机还执行如下处理：
经由所述计算器，使用针对预定的平面形状沿预定方向发生移位的情况的轨迹来表现三维形状作为所述三维模型元素；
经由所述计算器，使用定义所述平面形状所占用的平面的扫描基准面、定义平面状的所述扫描基准面上的形状的封闭轮廓集、以及由所述平面形状发生移位的方向和距离所定义的扫描元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择预定的面元素作为所述扫描基准面；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，选择与所述扫描基准面交叉的适当的其它面元素，使用所述扫描基准面和所述其它面元素之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个所述轮廓线以及多个所述轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得发生扫描的方向和距离作为所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的扫描基准面、所生成的封闭轮廓集、以及所获得的发生所述扫描的方向和距离来生成所述扫描元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述扫描元素来生成所述三维模型，
其中，所述三维模型生成程序使得计算机还执行如下处理：
经由所述计算器，在生成所述封闭轮廓集时，
在能够对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，自动生成所述封闭轮廓集；以及
在不能对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，创建交点的列表。
14.一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有利用计算器的三维模型生成程序，所述计算器用于基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值，所述三维模型生成程序使得计算机执行如下处理：
经由三维模型元素生成部，生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的三维形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及
经由三维模型生成部，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型，其中，
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定的面元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型，
其中，所述三维模型生成程序使得计算机还执行如下处理：
经由所述计算器，通过利用预定的平面或曲面将给定的三维形状进行切片来表现三维形状作为所述三维模型元素；
经由所述计算器，使用作为要进行切片的三维形状的父模型元素、定义切片面的切割基准面、以及通过表示在进行切片之后去除元素的方向的切割方向所定义的切割元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，选择扫描元素作为所述父模型元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择预定的面元素作为所述切割基准面；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得所述切割方向作为所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所述父模型元素、所选择的切割基准面、以及所述切割方向来生成所述切割元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述父模型元素和所述切割元素来生成所述三维模型。
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