JP2002092646A

JP2002092646A - ３次元形状データから面を抽出する方法および装置並びに記録媒体

Info

Publication number: JP2002092646A
Application number: JP2000279219A
Authority: JP
Inventors: Takahito Harada; 孝仁原田; Hitoshi Kamezawa; 仁司亀沢; Yoshihisa Abe; 芳久阿部
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2002-03-29
Also published as: US6778172B2; US20020030676A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＡＤデータなどを用いることなく、３次元形
状データから対象物の面を抽出することができ、しかも
対象物の面および形状の把握を容易にすること。【解決手段】対象物についてのポリゴンからなる３次元
形状データに対して、当該３次元形状データの存在する
空間内に基準面または基準線を設定し（＃１３）、設定
された基準面または基準線に対して、設定された所定の
範囲の傾き角度を有するポリゴンを３次元形状データか
ら抽出し（＃１６）、抽出されたポリゴンの集合を抽出
面とする。また、抽出されたポリゴンの集合を面として
表示面に表示するとともに、設定された１つの傾き角度
に対応して抽出されたポリゴンの集合を他の集合とは異
なる色または模様を付して表示する（＃１９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元形状データ
から面を抽出する方法および装置並びに記録媒体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、部品の寸法または仕上げ精度
などを検査するために、その部品の３次元形状データが
用いられている。

【０００３】例えば、部品の３次元形状データを表示面
に表示させ、ユーザがその中の２つの特定の面および点
を指定することにより、それら面と点との間の寸法を計
算して表示する装置がある。しかし、これによると、ユ
ーザが面を指定した際に、実際にはその面を構成する１
つのポリゴンを指定することになるため、指定されたポ
リゴンの傾き角度に依存して計算される寸法が変わって
しまう。ポリゴンは、集合体として１つの面を構成する
ものであっても、それぞれのポリゴンの向きは不定であ
るからである。

【０００４】また、例えば、部品の３次元形状データと
その部品のＣＡＤデータとを比較することによって、３
次元形状データから面や円柱などの要素を抽出する。抽
出した要素を基に、部品の外形を構成する辺を抽出す
る。これらの抽出要素および辺の相互間の距離を計算
し、その値を設計値と比較する。

【０００５】なお、部品の３次元形状データを取得する
には、非接触式または接触式の種々の３次元計測装置が
用いられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上に述べた従
来の方法では、部品の面および辺を抽出するために、部
品のＣＡＤデータを利用する。したがって、ＣＡＤデー
タがない場合には、３次元データの適当な領域をユーザ
が目視によって選択するなどして、手動で面などの抽出
を行う必要があり、ユーザの負担が大きい。

【０００７】また、３次元形状データがどのような面か
らなっているか、面がどの方向を向いているかなどを知
りたいことがある。その場合に、例えば、３次元形状デ
ータの各ポリゴン（ポリゴン面）の法線を線分またはベ
クトルによって表示する。

【０００８】しかしこの方法では、単一のポリゴン面の
方向を知るには都合がよいが、ポリゴンの集合により構
成される部品の外形としての面の状態および方向を直感
的に知るには十分でない。また、すべてのポリゴン面に
ついての情報を表示してしまうため、必要な面の情報の
みを選択的に得たいユーザにとっては効率が悪い。

【０００９】他の方法として、特開平１０−１６２１６
７号に記載されるように、表示面に描画された３次元座
標軸を直方体で表し、ｘｙ面、ｙｚ面、ｚｘ面の各面毎
に異なる色または模様を付して表示する方法がある。こ
れによると、ユーザによる視方向の視認性は高まるが、
対象物の各面の方向を知るには充分でない。

【００１０】また、３次元計測装置によってモデリング
された３次元形状データは、通常、対象物の面性状、面
色、または形状などの影響によるノイズが多く含んでい
る。特にエッジ付近ではノイズが多く、形状の把握が困
難である。

【００１１】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、ＣＡＤデータなどを用いることなく、３次元形状
データから対象物の面を抽出することができ、しかも対
象物の面および形状の把握を容易にすることを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る方法は、対
象物についてのポリゴンからなる３次元形状データに対
して、当該３次元形状データの存在する空間内に基準面
または基準線を設定し、設定された基準面または基準線
に対して、設定された所定の範囲の傾き角度を有するポ
リゴンを前記３次元形状データから抽出し、抽出された
ポリゴンの集合を抽出面とする。

【００１３】より詳しい実施形態によると、対象物につ
いてのポリゴンからなる３次元形状データに対して、当
該３次元形状データの存在する空間内に基準面または基
準線を設定するステップと、設定された基準面または基
準線に対する傾き角度を設定するステップと、設定され
た傾き角度における許容角度を指定するステップと、前
記３次元形状データの各ポリゴンについて、前記基準面
または基準線とのなす角度を計算するステップと、計算
された角度が、設定された傾き角度の許容角度の範囲に
入るポリゴンを抽出するステップと、を有する。

【００１４】本発明に係る装置は、対象物についてのポ
リゴンからなる３次元形状データに対して、当該３次元
形状データの存在する空間内に基準面または基準線を設
定する手段と、前記基準面または前記基準線に対する傾
き角度を設定する手段と、設定された傾き角度における
許容角度を指定する手段と、前記３次元形状データの各
ポリゴンについて、前記基準面または基準線とのなす角
度を計算する手段と、計算された角度が、設定された傾
き角度の許容角度の範囲に入るポリゴンを抽出する手段
と、を有してなる。

【００１５】また、設定された基準面または前記ポリゴ
ンに対して特定の位置関係を有する面または線である基
準要素を求める手段を有する。基準要素の線として、好
ましくは法線が用いられる。そして、例えば、法線と法
線とのなす角度が傾き角度の許容範囲内か否かが判定さ
れる。

【００１６】好ましくは、前記抽出されたポリゴンにつ
いて、２つ以上のポリゴンが連続するか、または抽出さ
れたポリゴンが所定の領域内に所定の割合以上存在する
ときに、それらのポリゴンによる面を正常な面として抽
出する手段を有する。

【００１７】また、前記３次元形状データに基づいて、
線分の集合からなって前記対象物の断面形状を示す断面
形状データを算出する手段を有する。また、抽出された
ポリゴンの集合を面として表示面に表示するとともに、
設定された１つの傾き角度に対応して抽出されたポリゴ
ンの集合を他の集合とは異なる色または模様を付して表
示する手段を有する。

【００１８】また、設定された１つの傾き角度に対応し
て抽出されたポリゴンをグループ化する手段を有する。
さらに好ましくは、抽出されたポリゴンの集合を面とし
て表示面に表示するとともに、各グループ毎の面に対し
て互いに異なる色または模様を付して表示する手段を有
する。

【００１９】また、前記抽出されたポリゴンの集合によ
る面と前記基準面との間の距離を算出する手段を有す
る。本発明に係る記録媒体は、対象物についてのポリゴ
ンからなる３次元形状データに対して、当該３次元形状
データの存在する空間内に基準面または基準線を設定す
る処理と、設定された基準面または基準線に対して、設
定された所定の範囲の傾き角度を有するポリゴンを前記
３次元形状データから抽出する処理と、抽出されたポリ
ゴンの集合を抽出面とする処理と、をコンピュータに実
行させるためのプログラムを記録する。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態に係るデ
ータ処理装置１の構成を示すブロック図である。

【００２１】図１において、データ処理装置１は、装置
本体１１、表示装置１２、キーボード１３、およびマウ
ス１４などからなる。装置本体１１には、ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、磁気ディスク装置、光磁気ディスク装置、
ＣＤ−ＲＯＭドライブ、およびフロッピー（登録商標）
ディスクドライブなどが設けられている。ＣＰＵは、Ｒ
ＯＭまたはＲＡＭに記憶されたプログラムを実行して、
後述する種々の機能を実現する。プログラムは、ＣＤ−
ＲＯＭまたはフロッピーディスクなどの記録媒体ＭＡ
１，２に記録されており、適時、磁気ディスク装置にイ
ンストールされ、ＲＡＭにローディングされる。また、
図示しないネットワークを介して、他のサーバからプロ
グラムをダウンロードすることも可能である。

【００２２】表示装置１２の表示面ＨＧには、入力され
た３次元形状データＤＴ、装置本体１１において所定の
処理が行われた３次元形状データ、その他の種々のデー
タ、それらに基づく画像などが表示される。

【００２３】キーボード１３およびマウス１４は、装置
本体１１に対してユーザが指令を与えまたはデータを入
力するために用いられる。３次元計測装置１５は、光切
断法などを用いた非接触方式で、または接触方式で、対
象物Ｑの３次元形状データＤＴを取得する。３次元計測
装置１５から出力される３次元形状データＤＴは、ポリ
ゴンからなるポリゴンデータ（ポリゴンモデル）ＭＲで
ある。３次元計測装置１５から距離データが出力される
場合には、装置本体１１において距離データがポリゴン
データＭＲに変換される。

【００２４】図２は装置本体１１において実現される機
能を示すブロック図、図３は対象物Ｑの例を示す斜視
図、図４は対象物ＱについてのポリゴンデータＭＲを示
す図、図５はポリゴンデータＭＲに設定した基準面ＲＭ
および基準線ＲＳの例を示す図、図６は抽出された面Ｔ
に色を付した状態を示す図、図７は抽出された面Ｔをグ
ループ化して色分けした状態を示す図、図８は面Ｔを抽
出して寸法を表示した状態を示す図、図９は面Ｐを断面
した場合のポリゴンＰＧの状態の例を示す図、図１０は
基準面ＲＭと抽出される面Ｔとの関係を示す図、図１１
はノイズの除去方法を説明する図、図１２は断面形状デ
ータＤＫの例を示す図、図１３は断面形状データＤＫか
ら抽出された線分Ｕを示す図、図１４は線Ｓを構成する
線分ＳＢの状態の例を示す図、図１５はノイズの除去方
法を説明する図である。

【００２５】図２において、装置本体１１は、基準面設
定部２１、傾き角度設定部２２、許容角度指定部２３、
色指定部２４、選択指定部２５、断面抽出部２６、法線
算出部２７、抽出部２８、グループ化処理部２９、表示
処理部３０、および記憶領域ＡＲ１，２などを有する。

【００２６】記憶領域ＡＲ１，２は、装置本体１１のＲ
ＡＭなどに所定の領域が確保されたものである。記憶領
域ＡＲ１にはポリゴンデータＭＲが記憶される。ポリゴ
ンデータＭＲは、例えば、ポリゴンの各頂点の座標デー
タ、およびポリゴンの面の表裏を示すデータなどを含
む。面の表裏は、例えば、頂点の座標の配列順序によっ
て指定される。また、記憶領域ＡＲ２には、抽出された
面Ｔおよび線Ｓ、生成された３次元形状データＤＴおよ
び断面形状データＤＫなどが記憶される。

【００２７】図４に示す例では、ポリゴンデータＭＲの
画面ＨＧ１が表示されている。ポリゴンデータＭＲは、
図３に示す対象物Ｑを３次元計測装置１５により計測し
て取得したものである。ポリゴンデータＭＲは、対象物
Ｑの外形面Ｋ１〜１２に対応して、多数のポリゴンＰＧ
からなる面（仮想面）Ｐ１〜１２を有する。

【００２８】図９に示すように、面Ｐ１は多数のポリゴ
ンＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３…からなっている。各ポリゴ
ンＰＧは、その傾き角度がまちまちである。つまり、各
ポリゴンＰＧの法線の方向は互いに異なる。

【００２９】図１２に示す例では、断面形状データＤＫ
の画面ＨＧ６が表示されている。断面形状データＤＫ
は、図４に示すポリゴンデータＭＲをその中央を通る水
平面によって断面して生成したものである。断面形状デ
ータＤＫは、多数の線分ＳＢからなる線（仮想線）Ｓ１
〜１２を有する。

【００３０】図１４に示すように、線Ｓ１は多数の線分
ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３…からなっている。各線分ＳＢ
は、その傾き角度がまちまちである。つまり、各線分Ｓ
Ｂの方向は互いに異なる。

【００３１】さて、基準面設定部２１、傾き角度設定部
２２、許容角度指定部２３、色指定部２４、および選択
指定部２５は、ユーザによるキーボード１３およびマウ
ス１４の操作の内容に応じて、それぞれの位置または値
などを設定しまたは指定する。

【００３２】基準面設定部２１は、ポリゴンデータＭＲ
に対して、当該ポリゴンデータＭＲの存在する空間内に
基準面ＲＭまたは基準線ＲＳを設定する。通常、基準面
ＲＭとして、ポリゴンデータＭＲのいずれかの面Ｐに沿
う面を設定する。特に、対象物Ｑを加工しまたは製作す
るために、寸法の基準となる面を基準面ＲＭとして選択
する。基準線ＲＳとしては、通常、面Ｐと面Ｐとの間の
稜線を設定する。また、孔などの中心を通る中心線を設
定することもある。

【００３３】また、断面形状データＤＫに対して、当該
断面形状データＤＫの存在する空間内に基準線ＲＳを設
定する。図５に示す例では、ポリゴンデータＭＲの画面
ＨＧ２が表示され、その画面ＨＧ２において、基準面Ｒ
Ｍまたは基準線ＲＳを設定する。基準面ＲＭとして、面
Ｐ１１に近い面（底面）が設定される。また、基準線Ｒ
Ｓとして、面Ｐ１１と面Ｐ１との境界の稜線に近い線が
設定される。

【００３４】また、図１２に示す例では、断面形状デー
タＤＫの画面ＨＧ６が表示され、画面ＨＧ６において、
基準線ＲＳを設定する。基準線ＲＳとして、線Ｓ１に平
行な線が設定されている。

【００３５】これら基準面ＲＭまたは基準線ＲＳの設定
に当たって、公知のアプリケーションプログラムや方法
を用いる。例えば、基準線ＲＳを設定するには、基準線
ＲＳの方向ベクトルをキーボード１３から入力する。基
準面ＲＭを設定するには、基準面ＲＭの法線ベクトルお
よび基準面ＲＭ上の点の座標をキーボード１３から入力
する。または、形状モデルを構成する面を基準面ＲＭと
して選択する。

【００３６】傾き角度設定部２２は、基準面ＲＭの法線
ＨＳまたは基準線ＲＳに対する傾き角度θを設定する。
傾き角度θは、０〜１８０度（０〜π）の範囲で設定さ
れる。つまり、この場合には、面の表裏を問わないの
で、表裏が異なる互いに平行な面が同時に抽出される。
したがって、表裏を区別するためには、面の表裏を示す
データを別途持たせる必要がある。傾き角度θの設定に
当たって、例えば、キーボード１３から傾き角度θに対
応する数値を入力する。

【００３７】許容角度指定部２３は、許容角度δを指定
する。許容角度δは、設定された傾き角度θにおける許
容角度範囲±δを示す。許容角度δは、例えば０．５
度、１度、５度のように設定される。

【００３８】色指定部２４は、抽出された面Ｔを表示す
る際の色または模様を指定する。例えば、設定された１
つの傾き角度θに対応して抽出された面Ｔの色または模
様を、他の面Ｔと異なるように指定する。または、各グ
ループ毎の面Ｔに対して互いに異なる色または模様とな
るように指定する。

【００３９】選択指定部２５は、抽出された面Ｔを表示
するか否かの選択を指定する。例えば、設定された１つ
の傾き角度θに対応して抽出された面Ｔ毎に、または面
Ｔのグループ毎に、表示するか否かを指定する。

【００４０】断面抽出部２６は、ポリゴンデータＭＲに
基づいて、対象物Ｑの断面形状を示す断面形状データＤ
Ｋを算出する。断面形状データＤＫは、断面の輪郭を示
す線分ＳＢの集合からなる。

【００４１】法線算出部２７は、基準面ＲＭまたはポリ
ゴンＰＧについて、その法線ＨＳを求める。抽出部２８
は、ポリゴン抽出部２８１、線分抽出部２８２、および
ノイズ除去部２８３を有する。

【００４２】ポリゴン抽出部２８１は、基準面ＲＭの法
線ＨＳと各ポリゴンＰＧの法線ＨＳとのなす角度αを計
算する。そして、計算された角度αが、設定された傾き
角度θの許容角度範囲±δに入るか否かをチェックし、
傾き角度範囲θ±δに入るポリゴンＰＧまたはポリゴン
ＰＧ群を抽出する。

【００４３】つまり、図１０に示すように、基準面ＲＭ
についての法線ＨＳＲｒと、あるポリゴンＰＧの法線Ｈ
Ｓｐとのなす角度が傾き角度範囲θ±δの範囲内にある
ポリゴンＰＧを抽出する。

【００４４】線分抽出部２８２は、断面抽出部２６で算
出された断面形状データＤＫに対して、断面形状データ
ＤＫを構成する各線分ＳＢについて、基準面ＲＭの法線
ＨＳまたは基準線ＲＳとのなす角度αを計算する。そし
て、計算された角度αが、設定された傾き角度範囲θ±
δに入るか否かをチェックし、許容範囲に入る線分ＳＢ
または線分ＳＢ群を抽出する。

【００４５】ノイズ除去部２８３は、抽出されたポリゴ
ンＰＧおよび線分ＳＢに対して、連続しない孤立したポ
リゴンＰＧまたは線分ＳＢを、ノイズであるとして除去
する。ノイズを除去するためのアルゴリズムは、例えば
次のとおりである。

【００４６】すなわち、抽出されたポリゴンＰＧについ
て、２つ以上のポリゴンＰＧが連続する場合には、それ
を正常なポリゴンＰＧであるとして抽出する。また、ポ
リゴンデータＭＲに対して、所定の大きさの領域を設定
して区分けし、その領域毎に、領域内において抽出され
たポリゴンＰＧが所定の割合以上存在するか否かを判定
する。領域内にポリゴンＰＧが所定の割合以上存在する
ときに、それらのポリゴンＰＧ群による面を正常な面Ｔ
として抽出する。所定の領域として、例えば、ｎ個のポ
リゴンが存在する領域などのように指定する。この場合
に、ｎを任意に指定することによって、領域の大きさを
可変することができる。

【００４７】また、線分ＳＢに対しては、２つ以上の線
分ＳＢが連続する場合には、それを正常な線分ＳＢであ
るとする。また、断面形状データＤＫに対して所定の大
きさの領域を設定し、その領域毎に、領域内において抽
出された線分ＳＢが所定の割合以上存在するときに、そ
れらの線分ＳＢ群を正常な線分Ｕとして抽出する。所定
の領域として、例えば、ｎ個の線分が存在する領域など
のように指定する。この場合に、ｎを任意に指定するこ
とによって、領域の大きさを可変することができる。

【００４８】グループ化処理部２９は、設定された１つ
の傾き角度θに対応して抽出された１つまたは複数のポ
リゴンＰＧを同じグループに属するものとすることによ
ってグループ化を行う。グループ化の方法として、例え
ば、隣接して連続するポリゴンＰＧは同じ１つのグルー
プとし、それと連続しないポリゴンＰＧは他のグループ
とする。

【００４９】また、抽出された面Ｔを所定の領域で区分
し、抽出されたポリゴンＰＧが各領域において所定の割
合で含まれており、且つ、切片の値が所定の範囲にある
場合に、同じ１つのグループとする。ここで、切片と
は、ポリゴンＰＧの面を、ａ（ｘ−ｘ₀）＋ｂ（ｙ−ｙ₀）＋ｃ（ｚ−ｚ₀）＝０と定義した場合に、ａｘ₀＋ｂｙ₀＋ｃｚ₀＝ｄで示されるｄである。

【００５０】グループ化処理部２９は、また、抽出部２
８で抽出された線分ＳＢに対しては、方向別にグループ
化する。つまり、設定された１つの傾き角度θに対応し
て抽出された線分ＳＢを同じ１つのグループとする。

【００５１】表示処理部３０は、抽出した面Ｔを表示す
る。その際に、各面Ｔを、色指定部２４で指定された色
または模様で表示する。また、選択指定部２５で表示す
るものと指定された面Ｔのみを表示する。

【００５２】図６に示す面Ｔ１〜３は、図５に示す基準
面ＲＭについて、傾き角度θを０度（つまり平行）と設
定した場合に抽出されたものである。これら面Ｔ１〜３
はいずれも基準面ＲＭと平行であり、且つ、面Ｔ１と面
Ｔ２、３とは表裏が互いに逆である。

【００５３】この場合に、画面ＨＧ３には、面Ｔ１、
２、３が同じ色、例えば青色で表示される。但し、表裏
の色を異ならせるように設定されている場合には、面Ｔ
１と面Ｔ２、Ｔ３とは別の色で表示される。また、グル
ープ毎に色を異ならせるように設定されている場合に
は、面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は互いに別の色で表示される。

【００５４】図７に示す面Ｔ１〜８は、図５に示す基準
面ＲＭについて、傾き角度θを９０度（つまり垂直）と
設定した場合に抽出されたものである。これら面Ｔ１〜
８はいずれも基準面ＲＭに垂直である。

【００５５】この場合に、画面ＨＧ４には、面Ｔ１〜８
が同じ色、例えば緑色で表示される。但し、グループ毎
に色を異ならせるように設定されている場合には、面Ｔ
１〜Ｔ８は互いに別の色で表示される。

【００５６】なお、図６に示す面Ｔ１〜３と図７に示す
面Ｔ１〜８とを、それぞれ同時に着色して表示すること
も可能である。また、その場合に、色指定部２４または
選択指定部２５による指定によって、任意の面Ｔを表示
しまたは表示しないようにすることができる。

【００５７】このように、面Ｔを抽出し、抽出した面Ｔ
に種々の色または模様を付して表示することにより、ユ
ーザは対象物Ｑの面の状態および形状を容易に把握する
ことができる。

【００５８】また、図６または図７に表示されたポリゴ
ンデータＭＲにおいて、抽出された面Ｔを指定すること
によって、基準面ＲＭと指定された面Ｔとの間の距離、
または指定された面Ｔ間の距離が自動的に算出される。
算出された距離は、対象物Ｑの各部の寸法として、図８
に示すように画面ＨＧ５に表示される。

【００５９】このとき、マウス１４などで指定された正
常な面Ｔについてのみの距離を表示するようにしてもよ
い。図１３に示す例では、設定された基準線ＲＳについ
て、傾き角度θを９０度（つまり垂直）と設定した場合
に抽出された線Ｕ１〜６が示されている。

【００６０】この場合に、画面ＨＧ７には、抽出された
線Ｕ１〜６は同じ色で表示され、他の線はこれと異なる
色で表示される。グループ毎に色を異ならせるように設
定されている場合には、各線Ｕ１〜６はそれぞれ別の色
で表示される。

【００６１】ところで、図１１において、白いポリゴン
ＰＧ１〜１０が抽出された面Ｔであり、黒いポリゴンＰ
Ｇ１１〜１４は抽出されなかった面である。しかし、抽
出されたポリゴンＰＧ１０は、その全周を抽出されなか
ったポリゴンＰＧ１１〜１３で囲まれている。この場合
に、連続しないポリゴンＰＧ１０は、ノイズであるとし
て除去され、連続するＰＧ１〜９のみが正常なポリゴン
ＰＧ（面Ｔ）とされる。

【００６２】このように、抽出された面Ｔについて、ノ
イズであるか否かが判定され、ノイズであると判定され
た面Ｔについては除去される。また、断面形状データＤ
Ｋの場合に、抽出された線分Ｓのうち、円内の線分Ｓ線
分ＳＥ１，２は、不連続であるからノイズであるとして
除去される。

【００６３】次に、データ処理装置１による処理の流れ
を図１６に示すフローチャートを参照して説明する。図
１６において、３次元形状データＤＴが入力され、記憶
領域ＡＲ１に記憶される（＃１１）。必要に応じて、断
面形状データＤＫが生成される（＃１２）。基準面ＲＭ
および基準線ＲＳが設定される（＃１３）。傾き角度θ
および許容角度δが設定されまたは指定される（＃１
４）。

【００６４】基準面ＲＭまたは基準線ＲＳに対するポリ
ゴンＰＧまたは線分ＳＢの角度が計算される（＃１
５）。ポリゴンＰＧおよび線分ＳＢのうち、設定された
傾き角度範囲θ±δに入るポリゴンＰＧおよび線分ＳＢ
が抽出される（＃１６）。その中からノイズが除去され
る（＃１７）。

【００６５】抽出されたポリゴンＰＧおよび線分ＳＢに
対して、必要に応じてグループ化が行われる（＃１
８）。ポリゴンＰＧおよび線分ＳＢが、指定された色ま
たは模様によって表示される（＃１９）。また、必要に
応じて、プリンタに出力されて印刷される。なお、抽出
されたポリゴンＰＧおよび線分ＳＢ、生成された３次元
形状データＤＴおよび断面形状データＤＫなどは、記憶
領域ＡＲ２に記憶され、保存される。保存されたデータ
は、必要に応じて、記録媒体ＭＡ１，２に記録されて取
り出され、適当なインタフェースを介して外部の機器に
転送され、インターネットなどのネットワークを介して
他のコンピュータに転送される。

【００６６】このように、対象物Ｑについての３次元形
状データＤＴまたは断面形状データＤＫから、対象物Ｑ
の外形を構成する面および線を容易に抽出することがで
きる。

【００６７】また、抽出した面を表示するに当たり、抽
出した面に色または模様を付して表示し、またグループ
化を行って面毎に異なる色または模様を付して表示する
ことによって、３次元形状データＤＴの視認性が高ま
る。その結果、対象物Ｑの把握が容易となる。

【００６８】また、面と面、または面と線の間の寸法を
算出して表示することにより、対象物Ｑの検査が容易と
なる。算出した寸法を設計値と比較することによって、
対象物Ｑの検査の自動化を図ることが可能となる。

【００６９】断面形状データＤＫを表示し、または断面
形状データＤＫを用いて抽出した線分ＳＢや寸法を表示
することによって、対象物Ｑの任意の断面構造を確認
し、検査することができる。

【００７０】上の実施形態において、データ処理装置１
として、ラップトップ型、デスクトップ型、ノート型、
パームトップ型、その他の種々の形式のパーソナルコン
ピュータまたはワークステションなどを用いることがで
きる。その他、データ処理装置１の全体または各部の構
成、処理内容、処理順序、表示面ＨＧに表示する内容、
表示方法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更するこ
とができる。対象物Ｑとして種々の物品、部品、または
生物などに適用することができる。

【００７１】

【発明の効果】本発明によると、ＣＡＤデータなどを用
いることなく、３次元形状データから対象物の面を抽出
することができ、対象物の面および形状の把握を容易に
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るデータ処理装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】装置本体において実現される機能を示すブロッ
ク図である。

【図３】対象物の例を示す斜視図である。

【図４】対象物についてのポリゴンデータを示す図であ
る。

【図５】ポリゴンデータに設定した基準面および基準線
の例を示す図である。

【図６】抽出された面に色を付した状態を示す図であ
る。

【図７】抽出された面Ｔをグループ化して色分けした状
態を示す図である。

【図８】は面を抽出して寸法を表示した状態を示す図で
ある。

【図９】面を断面した場合のポリゴンの状態の例を示す
図である。

【図１０】基準面と抽出される面との関係を示す図であ
る。

【図１１】ノイズの除去方法を説明する図である。

【図１２】断面形状データの例を示す図である。

【図１３】断面形状データから抽出された線分を示す図
である。

【図１４】線を構成する線分の状態の例を示す図であ
る。

【図１５】ノイズの除去方法を説明する図である。

【図１６】データ処理装置による処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１データ処理装置１１装置本体１２表示装置２１基準面設定部２２傾き角度設定部２３許容角度指定部２４色指定部２６断面抽出部２８抽出部３０表示処理部ＤＴ３次元形状データＰＧポリゴンＱ対象物ＲＭ基準面ＲＳ基準線ＨＳ法線（基準要素）Ｔ面（抽出面）Ｕ面（抽出面）Ｓ線ＭＡ１，ＭＡ２記録媒体

フロントページの続き (72)発明者阿部芳久大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 5B050 BA09 EA06 FA02 FA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物についてのポリゴンからなる３次元
形状データに対して、当該３次元形状データの存在する
空間内に基準面または基準線を設定し、設定された基準面または基準線に対して、設定された所
定の範囲の傾き角度を有するポリゴンを前記３次元形状
データから抽出し、抽出されたポリゴンの集合を抽出面とする、ことを特徴とする３次元形状データから面を抽出する方
法。
【請求項２】対象物についてのポリゴンからなる３次元
形状データに対して、当該３次元形状データの存在する
空間内に基準面または基準線を設定するステップと、設定された基準面または基準線に対する傾き角度を設定
するステップと、設定された傾き角度における許容角度を指定するステッ
プと、前記３次元形状データの各ポリゴンについて、前記基準
面または基準線とのなす角度を計算するステップと、計算された角度が、設定された傾き角度の許容角度の範
囲に入るポリゴンを抽出するステップと、を有してなることを特徴とする３次元形状データから面
を抽出する方法。
【請求項３】対象物についてのポリゴンからなる３次元
形状データに対して、当該３次元形状データの存在する
空間内に基準面または基準線を設定する手段と、前記基準面または前記基準線に対する傾き角度を設定す
る手段と、設定された傾き角度における許容角度を指定する手段
と、前記３次元形状データの各ポリゴンについて、前記基準
面または基準線とのなす角度を計算する手段と、計算された角度が、設定された傾き角度の許容角度の範
囲に入るポリゴンを抽出する手段と、を有してなることを特徴とする３次元形状データから面
を抽出する装置。
【請求項４】対象物についてのポリゴンからなる３次元
形状データに対して、当該３次元形状データの存在する
空間内に基準面または基準線を設定する手段と、設定された基準面または前記ポリゴンに対して特定の位
置関係を有する面または線である基準要素を求める手段
と、設定された基準面の基準要素または前記基準線に対する
傾き角度を設定する手段と、設定された傾き角度における許容角度を指定する手段
と、前記３次元形状データの各ポリゴンの基準要素につい
て、前記基準面の基準要素または前記基準線とのなす角
度を計算する手段と、計算された角度が、設定された傾き角度の許容角度の範
囲に入るポリゴンを抽出する手段と、を有してなることを特徴とする３次元形状データから面
を抽出する装置。
【請求項５】前記抽出されたポリゴンについて、２つ以
上のポリゴンが連続するか、または抽出されたポリゴン
が所定の領域内に所定の割合以上存在するときに、それ
らのポリゴンによる面を正常な面として抽出する手段を
有する、請求項３または４記載の３次元形状データから面を抽出
する装置。
【請求項６】前記３次元形状データに基づいて、線分の
集合からなって前記対象物の断面形状を示す断面形状デ
ータを算出する手段と、前記線分について、前記基準面の基準要素または前記基
準線とのなす角度を計算する手段と、計算された角度が、設定された傾き角度の許容角度の範
囲に入る線分を抽出する手段と、を有してなる請求項３または４記載の３次元形状データ
から面を抽出する装置。
【請求項７】前記基準要素は法線である、請求項４記載の３次元形状データから面を抽出する装
置。
【請求項８】抽出されたポリゴンの集合を面として表示
面に表示するとともに、設定された１つの傾き角度に対
応して抽出されたポリゴンの集合を他の集合とは異なる
色または模様を付して表示する手段を有する、請求項３乃至６のいずれかに記載の３次元形状データか
ら面を抽出する装置。
【請求項９】設定された１つの傾き角度に対応して抽出
されたポリゴンをグループ化する手段を有する、請求項３乃至６のいずれかに記載の３次元形状データか
ら面を抽出する装置。
【請求項１０】抽出されたポリゴンの集合を面として表
示面に表示するとともに、各グループ毎の面に対して互
いに異なる色または模様を付して表示する手段を有す
る、請求項３乃至６のいずれかに記載の３次元形状データか
ら面を抽出する装置。
【請求項１１】抽出されたポリゴンの集合を面として表
示面に表示するとともに、互いに平行であって表裏の異
なる面に対して互いに異なる色または模様を付して表示
する手段を有する、請求項３乃至６のいずれかに記載の３次元形状データか
ら面を抽出する装置。
【請求項１２】前記抽出されたポリゴンの集合による面
と前記基準面との間の距離を算出する手段を有する、請求項３乃至６のいずれかに記載の３次元形状データか
ら面を抽出する装置。
【請求項１３】対象物についてのポリゴンからなる３次
元形状データに基づいて、線分の集合からなって前記対
象物の断面形状を示す断面形状データを算出する手段
と、前記３次元形状データの存在する空間内に基準面または
基準線を設定する手段と、設定された基準面に対して特定の位置関係を有する面ま
たは線である基準要素を求める手段と、前記基準面の基準要素または前記基準線に対する傾き角
度を設定する手段と、設定された傾き角度における許容角度を指定する手段
と、前記線分について、前記基準面の基準要素または前記基
準線とのなす角度を計算する手段と、計算された角度が、設定された傾き角度の許容角度の範
囲に入る線分を抽出する手段と、を有してなることを特徴とする３次元形状データの処理
装置。
【請求項１４】対象物についてのポリゴンからなる３次
元形状データに対して、当該３次元形状データの存在す
る空間内に基準面または基準線を設定する処理と、設定された基準面または基準線に対して、設定された所
定の範囲の傾き角度を有するポリゴンを前記３次元形状
データから抽出する処理と、抽出されたポリゴンの集合を抽出面とする処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１５】対象物についてのポリゴンからなる３次
元形状データに対して、当該３次元形状データの存在す
る空間内に基準面または基準線を設定する処理と、設定された基準面または前記ポリゴンに対して特定の位
置関係を有する面または線である基準要素を求める処理
と、前記基準面の基準要素または前記基準線に対する傾き角
度を設定する処理と、設定された傾き角度における許容角度を指定する処理
と、前記３次元形状データの各ポリゴンの基準要素につい
て、前記基準面の基準要素または前記基準線とのなす角
度を計算する処理と、計算された角度が、設定された傾き角度の許容角度の範
囲に入るポリゴンを抽出する処理と、抽出されたポリゴンの集合を面として表示面に表示する
処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体。