JP2005084740A - Cad device, offset line drawing method, and cad program - Google Patents

Cad device, offset line drawing method, and cad program Download PDF

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JP2005084740A JP2003312998A JP2003312998A JP2005084740A JP 2005084740 A JP2005084740 A JP 2005084740A JP 2003312998 A JP2003312998 A JP 2003312998A JP 2003312998 A JP2003312998 A JP 2003312998A JP 2005084740 A JP2005084740 A JP 2005084740A
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Toru Shimobayashi
透 下林
Seiichi Kishi
清一 岸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To draw a parallel line or widened line of a clothoid curve without using any approximation. <P>SOLUTION: A user designates the clothoid curve that is a reference, and also designates an offset value and the side of drawing the offset line (parallel line or widened line) to the clothoid curve. The CAD device divides the designated clothoid curve at a predetermined dividing pitch p to specify division points. The CAD device determines, for each division point, an offset point which is located on the side designated by the user in a direction vertical to the tangent at the division point concerned and has a distance from the division point equal to the offset value. The offset points are complemented with a straight line to draw the offset line of the clothoid curve. When the offset values differ at one end side and the other end side of the clothoid curve, the difference in offset value between the one end side and the other end side is proportionally divided to the offset value at each division point according to the distance from the one end of the clothoid curve. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、CAD装置などに関し、例えば、道路線形計画において緩和曲線を描くものに関する。   The present invention relates to a CAD apparatus and the like, for example, relates to an apparatus for drawing a relaxation curve in road alignment planning.

近年のコンピュータの急激な発展に伴い、従来はドラフタなどを用いて手作業で行っていた設計図面の作成をCAD(Computer Aided Design)装置を用いて行うようになってきた。
CAD装置は、コンピュータを用いた設計支援装置であって、マウス、タブレット、キーボードなどの入力装置を用いてディスプレイ上で作図を行うことができる。
Along with the rapid development of computers in recent years, the creation of design drawings that have been performed manually using a drafter or the like has been performed using a CAD (Computer Aided Design) apparatus.
The CAD device is a design support device using a computer, and can perform drawing on a display using an input device such as a mouse, a tablet, or a keyboard.

ディスプレイ上には座標系が設定してあり、ユーザは、この座標系上に、点、直線、円などの各種の描画要素を配置していき、設計図面を作成する。
CADには、汎用のものから建築用、機械設計用、電子回路設計用などの特定の分野に特化したものまで様々な製品が提供されており、ユーザは、自分の業務に適したものを選択して利用している。
これらの分野のうち、道路線形計画(土木)においても道路を設計するのにCADが使用されている。
A coordinate system is set on the display, and the user arranges various drawing elements such as points, straight lines, and circles on the coordinate system and creates a design drawing.
CAD offers a variety of products from general-purpose products to those specialized in specific fields such as architectural, mechanical design, and electronic circuit design. Select and use.
Of these fields, CAD is used to design roads in road alignment planning (civil engineering).

道路の設計は、主に直線箇所やカーブ箇所などから構成されるが、通常、直線箇所からカーブの円弧部分に至るまでの間の区間に、直線から徐々に曲率半径が変化する緩和区間が設けられる。
そして、緩和区間の形状は、所定の緩和曲線に沿って設計されるが、この緩和曲線として代表的なものにクロソイド曲線がある。
緩和区間をクロソイド曲線形状とすると、ドライバは車両がカーブ箇所に入る際に徐々にハンドルを倒していき、カーブ箇所から出る際に徐々にハンドルを戻すように操作することができ、運転の安全性を高めることができる。
The road design is mainly composed of straight parts and curved parts, but usually there is a relaxation section where the radius of curvature gradually changes from the straight line in the section from the straight part to the arc part of the curve. It is done.
The shape of the relaxation section is designed along a predetermined relaxation curve. A typical example of this relaxation curve is a clothoid curve.
If the relaxation zone is a clothoid curve shape, the driver can gradually tilt the steering wheel when entering the curve and gradually return the steering wheel when exiting the curve. Can be increased.

CAD装置を用いて道路のカーブ箇所を設計する際には、まず中心線をクロソイド曲線で描く。そして、クロソイド曲線をオフセットして平行線や拡幅線(後述)を引き、路肩や歩道などを設計する。
また、車両の内輪差を考慮してカーブ箇所を設計する場合は、カーブの内側の車線に拡幅を設定する。
When designing a curve portion of a road using a CAD device, the center line is first drawn with a clothoid curve. Then, the clothoid curve is offset to draw parallel lines and widening lines (described later) to design road shoulders and sidewalks.
In addition, when designing a curve portion in consideration of the difference between the inner wheels of the vehicle, the widening is set in the lane inside the curve.

ところで、クロソイド曲線は数学的に表現できるが、クロソイド曲線の平行線や拡幅線は数学的に表現することができない。
そのため、従来は、疑似円弧やベジェ曲線を用いてこれら平行線を近似していた。
このように、クロソイド曲線に平行な曲線をベジェ曲線で近似する技術としては、次の文献の「CADシステム」がある。
By the way, although a clothoid curve can be expressed mathematically, parallel lines and widening lines of the clothoid curve cannot be expressed mathematically.
Therefore, conventionally, these parallel lines have been approximated using pseudo arcs or Bezier curves.
As described above, as a technique for approximating a curve parallel to a clothoid curve by a Bezier curve, there is a “CAD system” of the following document.

特開2001−184514号公報JP 2001-184514 A

しかし、従来のCAD装置では、これら平行線や拡幅線はあくまで近似曲線であるので、紙媒体に印刷したものを計測すると本来の形状からのずれが見られた。
また、道路線形計画では、用地買収の進展やその他の理由により設計変更が頻繁に行われるが、設計変更により中心線の位置や形状が変更された場合、再度近似曲線を最初から描かなくてはならず、既に描いた近似曲線を2次利用することが困難であった。
そのため、設計変更の度に近似曲線を最初から描くのはユーザにとって負担が大きかった。
However, in the conventional CAD apparatus, since these parallel lines and widening lines are approximate curves, a deviation from the original shape was observed when measured on a paper medium.
In road alignment plans, design changes are frequently made due to land acquisition progress and other reasons, but if the position and shape of the centerline are changed due to design changes, an approximate curve must be drawn from the beginning again. In other words, it has been difficult to secondarily use the already drawn approximate curve.
Therefore, it has been a heavy burden on the user to draw an approximate curve from the beginning every time the design is changed.

そこで、本発明の目的は、近似を用いずにクロソイド曲線の平行線や拡幅線を描くことができるCAD装置などを提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a CAD apparatus and the like that can draw parallel lines and widening lines of clothoid curves without using approximation.

本発明は、前記目的を達成するために、請求項1に記載した発明では、電子情報により構成された設計図面でクロソイド曲線を指定するクロソイド曲線指定手段と、前記指定したクロソイド曲線の線上で複数の点を特定する点特定手段と、オフセット値を取得するオフセット値取得手段と、前記クロソイド曲線の所定の側にあり、前記特定した点の各々から、前記クロソイド曲線の前記点における接線に垂直な方向に、前記取得したオフセット値の距離にあるオフセット点を特定するオフセット点特定手段と、前記取得したオフセット点の点間を直線、又は曲線で補完して、前記クロソイド曲線と共に提示する提示手段と、を具備したことを特徴とするCAD装置を提供する。
請求項2に記載の発明では、前記オフセット値取得手段で取得したオフセット値が、前記クロソイド曲線の一端と他端で異なる場合に、前記オフセット点特定手段は、前記クロソイド曲線の前記一端からの距離に応じて、前記一端と前記他端のオフセット値の差を、前記特定した点のオフセット値に所定比率で配分することを特徴とする請求項1に記載のCAD装置を提供する。
請求項3に記載の発明では、前記点特定手段は、前記クロソイド曲線に沿って所定間隔ごとに前記点を特定することを特徴とする請求項1、又は請求項2に記載のCAD装置を提供する。
請求項4に記載の発明では、前記提示手段は、前記クロソイド曲線に沿って所定間隔ごとに点を特定し、前記特定した点を直線、又は曲線で補完して前記クロソイド曲線を提示し、前記オフセット点特定手段が前記クロソイド曲線上で点を特定する所定間隔は、前記提示手段が前記クロソイド曲線上で点を特定する所定間隔に等しいことを特徴とする請求項3に記載のCAD装置を提供する。
請求項5に記載の発明では、クロソイド曲線指定手段と、点特定手段と、オフセット値取得手段と、提示手段と、を備え、コンピュータで構成されたCAD装置において、前記クロソイド曲線指定手段によって、電子情報により構成された設計図面でクロソイド曲線を指定するクロソイド曲線指定ステップと、前記点特定手段によって、前記指定したクロソイド曲線の線上で複数の点を特定する点特定ステップと、前記オフセット値取得手段によって、オフセット値を取得するオフセット値取得ステップと、前記オフセット値取得手段によって、前記クロソイド曲線の所定の側にあり、前記特定した点の各々から、前記クロソイド曲線の前記点における接線に垂直な方向に、前記取得したオフセット値の距離にあるオフセット点を特定するオフセット点特定ステップと、前記提示手段によって、前記取得したオフセット点の点間を直線、又は曲線で補完して、前記クロソイド曲線と共に提示する提示ステップと、から構成されたことを特徴とするオフセット線描画方法を提供する。
請求項6に記載の発明では、電子情報により構成された設計図面でクロソイド曲線を指定するクロソイド曲線指定機能と、前記指定したクロソイド曲線の線上で複数の点を特定する点特定機能と、オフセット値を取得するオフセット値取得機能と、前記クロソイド曲線の所定の側にあり、前記特定した点の各々から、前記クロソイド曲線の前記点における接線に垂直な方向に、前記取得したオフセット値の距離にあるオフセット点を特定するオフセット点特定機能と、前記取得したオフセット点の点間を直線、又は曲線で補完して、前記クロソイド曲線と共に提示する提示機能と、をコンピュータで実現するCADプログラムを提供する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the invention described in claim 1, clothoid curve designating means for designating a clothoid curve in a design drawing composed of electronic information, and a plurality of clothoid curves on the designated clothoid curve line are provided. A point specifying unit for specifying the point, an offset value acquiring unit for acquiring an offset value, a predetermined side of the clothoid curve, and perpendicular to a tangent at the point of the clothoid curve from each of the specified points An offset point specifying means for specifying an offset point at a distance of the acquired offset value in a direction, and a presenting means for complementing a space between the acquired offset points with a straight line or a curve and presenting it together with the clothoid curve A CAD apparatus characterized by comprising: is provided.
According to a second aspect of the present invention, when the offset value acquired by the offset value acquiring unit is different between one end and the other end of the clothoid curve, the offset point specifying unit is a distance from the one end of the clothoid curve. The CAD device according to claim 1, wherein a difference between the offset values of the one end and the other end is distributed to the offset value of the specified point at a predetermined ratio according to the above.
The invention according to claim 3 provides the CAD device according to claim 1 or 2, wherein the point specifying means specifies the point at predetermined intervals along the clothoid curve. To do.
In the invention according to claim 4, the presenting means identifies points at predetermined intervals along the clothoid curve, and presents the clothoid curve by complementing the identified points with a straight line or a curve, 4. The CAD apparatus according to claim 3, wherein the predetermined interval for specifying points on the clothoid curve by the offset point specifying means is equal to the predetermined interval for specifying points on the clothoid curve by the presenting means. To do.
In a fifth aspect of the present invention, in a CAD device comprising a clothoid curve specifying means, a point specifying means, an offset value acquiring means, and a presenting means, and configured by a computer, the clothoid curve specifying means A clothoid curve designating step of designating a clothoid curve in a design drawing composed of information, a point specifying step of specifying a plurality of points on the line of the specified clothoid curve by the point specifying means, and the offset value acquiring means The offset value acquisition step of acquiring an offset value and the offset value acquisition means are on a predetermined side of the clothoid curve and from each of the identified points in a direction perpendicular to a tangent at the point of the clothoid curve The offset point that is located in the distance of the acquired offset value is specified. An offset line comprising: a set point specifying step; and a presentation step of presenting together with the clothoid curve by complementing a space between the acquired offset points with a straight line or a curve by the presenting means Provide a drawing method.
In the invention according to claim 6, a clothoid curve designating function for designating a clothoid curve in a design drawing composed of electronic information, a point identifying function for identifying a plurality of points on a line of the designated clothoid curve, and an offset value An offset value acquisition function for acquiring the distance between the acquired offset value and a predetermined side of the clothoid curve in a direction perpendicular to a tangent at the point of the clothoid curve from each of the specified points There is provided a CAD program for realizing an offset point specifying function for specifying an offset point and a presentation function for complementing a space between the obtained offset points with a straight line or a curve and presenting it together with the clothoid curve.

本発明は、近似を用いずにクロソイド曲線の平行線や拡幅線を描画することができる。   The present invention can draw a parallel line or a widening line of a clothoid curve without using approximation.

(実施の形態の概要)
まず、ユーザが、基準となるクロソイド曲線を指定すると共に、オフセット値、及びクロソイド曲線に対してオフセット線(平行線、拡幅線)を描く側を指定する。
これに対し、CAD装置は、まず、指定されたクロソイド曲線を所定の分割ピッチpで分割し、分割点を特定する。
(Outline of the embodiment)
First, the user specifies a reference clothoid curve, and also specifies an offset value and a side on which an offset line (parallel line or widening line) is drawn with respect to the clothoid curve.
On the other hand, the CAD device first divides a specified clothoid curve with a predetermined division pitch p and specifies a division point.

そして、CAD装置は、分割点での接線に垂直な方向でユーザが指定した側にあり、分割点からの距離がオフセット値となるオフセット点を、各々の分割点について求める。
そして、隣り合うオフセット点の点間を直線で補完してクロソイド曲線のオフセット線を描画する。
Then, the CAD device obtains, for each division point, an offset point that is on the side specified by the user in a direction perpendicular to the tangent at the division point and whose distance from the division point is an offset value.
Then, the offset line of the clothoid curve is drawn by complementing the adjacent offset points with a straight line.

クロソイド曲線の一端側と他端側でオフセット値が異なる場合は、クロソイド曲線の前記一端からの距離に応じて、一端側と他端側のオフセット値の差を、各分割点でのオフセット値に比例配分する。   If the offset value differs between the one end side and the other end side of the clothoid curve, the difference between the offset values on the one end side and the other end side is converted into the offset value at each dividing point according to the distance from the one end of the clothoid curve. Proportional distribution.

(実施の形態の詳細)
CAD装置は、設計を支援するコンピュータ装置であって、ディスプレイなどの表示装置や、レーザプリンタ、プロッタなどの印刷装置、キーボードやマウス、タブレットなどの入力装置を備えている。
ユーザは、表示装置に表示された仮想的な設計図面上に、入力装置を用いて、点マーカ、線分、円、寸法線、などの図面要素を配置していくことにより設計図面を作成する。
作成した設計図は、電子データとして記憶装置に記憶する他、印刷装置で紙媒体などに出力(印刷)する。
(Details of the embodiment)
The CAD device is a computer device that supports design, and includes a display device such as a display, a printing device such as a laser printer and a plotter, and an input device such as a keyboard, a mouse, and a tablet.
The user creates a design drawing by arranging drawing elements such as a point marker, a line segment, a circle, and a dimension line on the virtual design drawing displayed on the display device using the input device. .
The created design drawing is stored in the storage device as electronic data, and is also output (printed) on a paper medium or the like by the printing device.

CAD装置には、土木設計用、建築設計用、機械設計用、…など、設計対象に応じて各種提供されている。
道路線形計画(土木)の分野においてもCADによる設計が盛んに行われており、各種の幾何学的形状を有する図面要素を組み立てていくことにより、道路が設計される。
Various types of CAD devices are provided depending on the design object, such as civil engineering design, architectural design, mechanical design, and so on.
In the field of road alignment planning (civil engineering), design by CAD is actively performed, and roads are designed by assembling drawing elements having various geometric shapes.

道路のカーブ箇所は、一般に、カーブの中心線の形状がクロソイド曲線となるように設計する。
ここで、図1を用いてクロソイド曲線について説明する。
クロソイド曲線3は、原点Oから曲線に沿った長さLの点の曲率をRとすると、次の式(1)で表すことができる。
The curve portion of the road is generally designed so that the shape of the center line of the curve is a clothoid curve.
Here, the clothoid curve will be described with reference to FIG.
The clothoid curve 3 can be represented by the following equation (1), where R is the curvature of a point of length L along the curve from the origin O.

R×L=A2 ・・・(1) R × L = A 2 (1)

始点での半径Rは∞となる。また、Aは左辺と次元を合わせるために自乗した形で定義してある。
式(1)から明らかなように、曲率Rは、始点からのクロソイド曲線に沿った距離Lが大きいほど小さくなる。
そのため、直線区間1(R=∞)から、円弧区間2(R=R1)までの間をクロソイド曲線区間3で形成すると、カーブ箇所の曲率をR=∞からR=R1まで徐々に変化させることができる。
The radius R at the starting point is ∞. A is defined in a squared form to match the left side with the dimension.
As is clear from Equation (1), the curvature R decreases as the distance L along the clothoid curve from the starting point increases.
Therefore, when the clothoid curve section 3 is formed from the straight section 1 (R = ∞) to the arc section 2 (R = R1), the curvature of the curve portion is gradually changed from R = ∞ to R = R1. Can do.

図2は、本実施の形態のCAD装置を用いて描画したカーブ箇所6の一例を示した図である。
なお、描画とは、ディスプレイに表示したり、あるいは紙媒体に印刷するなどしてユーザに描画対象を提示することを言うものとする。
カーブ箇所を描画するための計算方法や、CAD装置のハードウェア的な構成については後ほど詳細に説明する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the curve portion 6 drawn using the CAD apparatus according to the present embodiment.
Note that the drawing refers to presenting a drawing target to the user by displaying on a display or printing on a paper medium.
The calculation method for drawing the curve portion and the hardware configuration of the CAD apparatus will be described in detail later.

カーブ箇所6では、始点側の直線区間と終点側の直線区間が、クロソイド曲線区間と円弧区間によりなめらかに接続されている。
なお、始点側、終点側は、設計上便宜的に定義されたものであり、道路の上り下りとは関係ない。
In the curve portion 6, the straight line section on the start point side and the straight line section on the end point side are smoothly connected by the clothoid curve section and the arc section.
Note that the start point side and the end point side are defined for the sake of design, and are not related to the ups and downs of the road.

カーブ箇所6の設計においては、測量結果などを元に、まず、中心線(直線7a、クロソイド曲線7b、円弧7c、クロソイド曲線7d、直線7e)が設定される。
クロソイド曲線7bの、直線7a側端点での曲率Rは∞であり、円弧7c側端点での曲率Rは、円弧7cの曲率と等しくなっている。
クロソイド曲線7dに関しても同様である。
In designing the curved portion 6, first, center lines (straight line 7a, clothoid curve 7b, arc 7c, clothoid curve 7d, straight line 7e) are set based on the survey results and the like.
The curvature R of the clothoid curve 7b at the end point on the straight line 7a is ∞, and the curvature R at the end point on the arc 7c side is equal to the curvature of the arc 7c.
The same applies to the clothoid curve 7d.

カーブ箇所6の外側の線は、中心線から所定のオフセット値(設計値)を隔てた位置にある。
即ち、直線8a、平行線8b、円弧8c、平行線8d、直線8eは、それぞれ直線7a、クロソイド曲線7b、円弧7c、クロソイド曲線7d、直線7eと所定のオフセット値(Wsとする)だけ中心線の外側に位置している。
一般に、カーブ箇所の外側の車線部分に関しては、内輪差を考慮した拡幅は行わず、始点側から終点側にかけてのオフセット値は等しくなっている。
なお、外側の車線に関しても拡幅を設置するように設計することも可能である。
The line outside the curve portion 6 is at a position that is separated from the center line by a predetermined offset value (design value).
That is, the straight line 8a, the parallel line 8b, the circular arc 8c, the parallel line 8d, and the straight line 8e are respectively centered by a predetermined offset value (Ws) from the straight line 7a, the clothoid curve 7b, the arc 7c, the clothoid curve 7d, and the straight line 7e. It is located outside.
In general, the lane portion outside the curve portion is not widened in consideration of the inner wheel difference, and the offset values from the start point side to the end point side are equal.
It is also possible to design the outer lane so as to install a widening.

カーブ箇所6の内側の線は、中心線から所定のオフセット値を隔てた位置にあるが、内輪差を考慮して円弧9c部分のオフセット値(Weとする)は、直線部分のオフセット値(Wsとする)より大きく設定してある。
即ち、直線9a、9eと直線7a、7eは、それぞれオフセット値Wsだけ隔てた平行線であり、円弧9cと円弧7cは、オフセット値Weだけ隔てた平行線である。そして、We>Wsとなっている。
The inner line of the curve portion 6 is located at a predetermined offset value from the center line, but the offset value (We) of the arc 9c portion is set to the offset value (Ws) of the straight line portion in consideration of the inner ring difference. And larger).
That is, the straight lines 9a and 9e and the straight lines 7a and 7e are parallel lines separated by the offset value Ws, respectively, and the arc 9c and the arc 7c are parallel lines separated by the offset value We. And We> Ws.

クロソイド曲線7bと拡幅線9bのオフセット値は、直線側ではWsであり、円弧側ではWeとなっており、直線側から円弧側にかけて徐々にオフセット値が大きくなるように設定されている。
このように、始点と終点でオフセット値が異なる場合は、クロソイドの区間において、中心線上の距離に応じてオフセット量を比例配分する。
そのため、拡幅線9bは、直線側から円弧側にかけて徐々に幅が広くなっている。このように、内輪差を考慮してオフセット値を変化させた曲線を拡幅線と呼ぶ。
以降、平行線と拡幅線を区別しない場合は、これらを単にオフセット線と呼ぶことにする。
The offset values of the clothoid curve 7b and the widening line 9b are Ws on the straight line side, We on the arc side, and are set so that the offset value gradually increases from the straight line side to the arc side.
Thus, when the offset value differs between the start point and the end point, the offset amount is proportionally distributed according to the distance on the center line in the clothoid section.
Therefore, the width of the widening line 9b gradually increases from the straight line side to the arc side. A curve in which the offset value is changed in consideration of the inner ring difference is called a widening line.
Hereinafter, when the parallel lines and the widening lines are not distinguished, these are simply referred to as offset lines.

次に、本実施の形態のCAD装置が、(1)クロソイド曲線の平行線(平行線8b、8d)を描画する方法、及び(2)クロソイド曲線の拡幅線(拡幅線9b、9d)を描画する方法について説明する。   Next, the CAD apparatus according to the present embodiment (1) draws a parallel line of the clothoid curve (parallel lines 8b and 8d), and (2) draws a widening line (widening lines 9b and 9d) of the clothoid curve. How to do will be described.

(1)クロソイド曲線の平行線を描画する方法。
図3を用いて、本実施の形態のCAD装置が、平行線8bを描画する方法について説明する。
まず、CAD装置は、図3(a)に示したように、クロソイド曲線7bを等ピッチ(分割ピッチpとする)で分割し、分割点10、10、…の座標値を求める。
(1) A method of drawing parallel lines of clothoid curves.
A method in which the CAD apparatus of the present embodiment draws parallel lines 8b will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 3A, the CAD device divides the clothoid curve 7b at an equal pitch (referred to as a division pitch p), and obtains coordinate values of the division points 10, 10,.

次に、図3(b)に示したように、各分割点から、クロソイド曲線7bに垂直方向外側にあり(より詳細には、クロソイド曲線7bの分割点における平行線に垂直な方向)、分割点からオフセット値Wsの位置にあるオフセット点11、11、…の座標値を求める。
これらオフセット点11、11、…は、クロソイド曲線7bに平行な曲線上にある点である。
次に、図3(c)に示したように、隣り合うオフセット点11、11、…の点間を直線で補完することにより、平行線8bが得られる。
Next, as shown in FIG. 3 (b), from each division point, there is a direction perpendicular to the clothoid curve 7b (more specifically, a direction perpendicular to the parallel line at the division point of the clothoid curve 7b). The coordinate values of the offset points 11, 11,... At the position of the offset value Ws from the point are obtained.
These offset points 11, 11,... Are points on a curve parallel to the clothoid curve 7b.
Next, as shown in FIG. 3C, a parallel line 8b is obtained by complementing the points between the adjacent offset points 11, 11,.

一般にCAD装置は、曲線をディスプレイ上に表示したり、紙媒体上に印刷したりする場合、曲線を所定のピッチで分割し、これら分割点を直線で補完して描画する。
ここでピッチを細かくするほど、描画したい曲線の本来の形状に近づき、ピッチを粗くするほど、本来の曲線から異なった形状となる。
In general, when a CAD apparatus displays a curve on a display or prints it on a paper medium, the CAD apparatus divides the curve at a predetermined pitch and draws the divided points by complementing them with straight lines.
Here, the finer the pitch, the closer to the original shape of the curve to be drawn, and the rougher the pitch, the different the shape from the original curve.

一方、ピッチを細かくするほど、計算処理が多くなり、CAD装置のパフォーマンスが低下し、ピッチを粗くするほど計算処理が早くなる。
そのため、ピッチをどの程度にするのかが重要な要素となる。
On the other hand, the finer the pitch, the more calculation processing, the lower the performance of the CAD device, and the rougher the pitch, the faster the calculation processing.
Therefore, how much the pitch is set is an important factor.

本実施の形態では、CAD装置にかかる計算負荷と、描画の正確さの兼ね合いから、曲線の描画ピッチを0.1[mm]〜0.5[mm]の間で設定してある。
そして、クロソイド曲線7bを分割する分割ピッチpも曲線の描画ピッチに等しく設定してある。
そのため、平行線8bを、基準となったクロソイド曲線7bと同程度に正確に描画することができる。
平行線8dについても同様にして求める。
In this embodiment, the curve drawing pitch is set between 0.1 [mm] and 0.5 [mm] in consideration of the calculation load applied to the CAD device and the drawing accuracy.
The division pitch p for dividing the clothoid curve 7b is also set equal to the curve drawing pitch.
Therefore, it is possible to draw the parallel line 8b as accurately as the reference clothoid curve 7b.
The parallel line 8d is obtained in the same manner.

なお、図面の縮尺を変更して設計対象の描画の大きさが変化した場合でも、曲線の描画ピッチ、及び分割ピッチpは変わらない。
また、本実施の形態では、曲線の描画ピッチと、分割ピッチpを等しく設定したが、これに限定するものではなく、その他の設定とすることもできる。
Even when the drawing scale of the design object is changed by changing the scale of the drawing, the curve drawing pitch and the division pitch p do not change.
Further, in the present embodiment, the curve drawing pitch and the division pitch p are set equal, but the present invention is not limited to this, and other settings may be used.

例えば、平行線はクロソイド曲線の外側に位置するため、オフセット点のピッチは、分割ピッチよりも大きくなる。そのため、オフセット点を直線で補完した際に、描画が粗くなることもあり得る。
そのため、これを防止するために分割ピッチpを曲線の描画ピッチより小さい値とすることもできる。
For example, since the parallel lines are located outside the clothoid curve, the pitch of the offset points is larger than the division pitch. Therefore, when the offset point is complemented with a straight line, the drawing may become rough.
Therefore, in order to prevent this, the division pitch p can be set to a value smaller than the curve drawing pitch.

また、以上の説明では、分割ピッチpを一定としたが、これに限定するものではなく、例えば、クロソイド曲線上の位置に応じて分割ピッチpを変化させても良い。
クロソイド曲線の外側にオフセット曲線を描画する場合、クロソイド曲線の曲率の小さいところに対応するオフセット点の間隔は、曲率の大きいところよりオフセット点の間隔が大きくなるので、この部分で分割ピッチpを小さくすること、オフセット線をより正確に描画することができる。
In the above description, the division pitch p is constant. However, the present invention is not limited to this. For example, the division pitch p may be changed according to the position on the clothoid curve.
When the offset curve is drawn outside the clothoid curve, the interval between the offset points corresponding to the portion where the curvature of the clothoid curve is small becomes larger than the portion where the curvature is large. That is, the offset line can be drawn more accurately.

次に、図4のフローチャートを用いて、クロソイド曲線の平行線を生成する手順について説明する。
以下の処理は、CAD装置に配設されたCPU(Central Processing Unit)が、所定のプログラムに従って行うものである。
Next, a procedure for generating a clothoid parallel line will be described with reference to the flowchart of FIG.
The following processing is performed by a CPU (Central Processing Unit) arranged in the CAD device according to a predetermined program.

まず、CAD装置は、平行線の基準となるクロソイド曲線を特定する(ステップ5)。
これは、例えば、ディスプレイ上に表示したクロソイド曲線をユーザがマウス操作などを行って指定することにより行われる。このように、CAD装置は指定手段を備えている。
First, the CAD device specifies a clothoid curve serving as a reference for parallel lines (step 5).
This is performed, for example, when the user designates a clothoid curve displayed on the display by operating the mouse or the like. As described above, the CAD apparatus includes a designation unit.

次に、CAD装置は、ステップ5で特定したクロソイド曲線を所定のピッチpで分割し、分割点の座標値を算出する(ステップ10)。この機能は、CAD装置が備えた点特定手段によるものである。
ピッチpは、曲線の描画ピッチに等しく設定されており、予めCAD装置に記憶されている。
Next, the CAD device divides the clothoid curve specified in step 5 at a predetermined pitch p, and calculates the coordinate value of the dividing point (step 10). This function is based on the point specifying means provided in the CAD device.
The pitch p is set equal to the drawing pitch of the curve and is stored in advance in the CAD device.

次に、CAD装置は、クロソイド曲線の平行線を描画する側で、各分割点からクロソイド曲線(の接線)に垂直な方向にあり、分割点からの距離がW(オフセット値)であるオフセット点の座標値を計算する(ステップ15)。このように、CAD装置はオフセット点特定手段を備えている。
これら平行線を描画する側の指定、及びオフセット値Wの指定は、例えば、基準となるクロソイド曲線を選択する際に、ユーザが行う。
Next, the CAD device draws parallel lines of the clothoid curve, and is an offset point that is in a direction perpendicular to the clothoid curve (its tangent) from each division point and whose distance from the division point is W (offset value). Is calculated (step 15). As described above, the CAD apparatus includes an offset point specifying unit.
The designation of the drawing side of the parallel lines and the designation of the offset value W are performed by the user, for example, when selecting a reference clothoid curve.

次に、CAD装置は、ステップ15で求めたオフセット点の点間を直線で補完し、クロソイド曲線の平行線を描画する(ステップ20)。このように、CAD装置は、オフセット線を描画して提示する提示手段を備えている。
なお、本実施の形態では、オフセット点の点間を直線で補完したが、円弧やベジェ曲線など、他の曲線で補完しても良い。
Next, the CAD device complements the interval between the offset points obtained in step 15 with a straight line, and draws a parallel line of the clothoid curve (step 20). As described above, the CAD apparatus includes a presentation unit that draws and presents an offset line.
In the present embodiment, the offset points are complemented by straight lines, but may be complemented by other curves such as arcs or Bezier curves.

次に、CAD装置が保持しているデータについて説明する。
CAD装置は、クロソイド曲線を描画するために、各クロソイド曲線に対してクロソイドパラメータ(始点の座標、始点の方向、A、左右回りの別)などのデータを保持している。
ここで、「始点の方向」は、始点からクロソイド曲線を描き始める方向であり、「A」は、式(1)のAである。
Next, data held by the CAD device will be described.
In order to draw a clothoid curve, the CAD device holds data such as clothoid parameters (start point coordinates, start point direction, A, separate left and right) for each clothoid curve.
Here, the “starting point direction” is a direction in which a clothoid curve starts to be drawn from the starting point, and “A” is A in Expression (1).

CAD装置は、クロソイド曲線の平行線を描画するために、これらクロソイドパラメータに加え、オフセット値Wを保持する。
クロソイドパラメータとオフセット値Wを記憶しておけば、CAD装置は、図4の手順に従って平行線を描画することができる。
そのため、道路計画変更などにより、クロソイド曲線の形状や位置が変更された場合でも、CAD装置は、クロソイドパラメータの該当箇所を変更するだけで変更後のクロソイド曲線の平行線を描画することができる。
In order to draw a parallel line of a clothoid curve, the CAD device holds an offset value W in addition to these clothoid parameters.
If the clothoid parameter and the offset value W are stored, the CAD apparatus can draw parallel lines according to the procedure of FIG.
Therefore, even when the shape or position of the clothoid curve is changed due to a road plan change or the like, the CAD device can draw the parallel lines of the changed clothoid curve simply by changing the corresponding part of the clothoid parameter.

即ち、CAD装置は、情報保持の方法が、中心線情報とオフセット情報という抽象的なものであり、オフセット線自体の幾何学情報をそのまま保持しているわけではない。
そのため、オフセット線を更新する場合は、中心線の情報を変更するだけで済む。道路設計業務において、中心線の設計変更はたびたび発生するため有用である。
That is, in the CAD apparatus, the information holding method is an abstract method of center line information and offset information, and the geometric information of the offset line itself is not held as it is.
Therefore, when updating the offset line, it is only necessary to change the information of the center line. In road design work, the design change of the center line often occurs, which is useful.

(2)クロソイド曲線を基準とし、拡幅線を描画する方法。
図5を用いて、本実施の形態のCAD装置が、拡幅線9bを描画する方法について説明する。
始点側と終点側のオフセット値が異なる場合も、図3と同様にしてクロソイド曲線7bを分割ピッチpにて分割し、分割点を求める。そして、各分割点からクロソイド曲線に垂直な方向に、所定のオフセット量だけ離れたオフセット点の座標値を求める。
このとき、始点側からn番目のオフセット点のオフセット値Wnを次の式(2)で定義する。
(2) A method of drawing a widening line on the basis of a clothoid curve.
With reference to FIG. 5, description will be given of a method in which the CAD apparatus of the present embodiment draws the widening line 9b.
Even when the offset values on the start point side and the end point side are different, the clothoid curve 7b is divided at the division pitch p in the same manner as in FIG. Then, the coordinate value of the offset point that is separated by a predetermined offset amount in the direction perpendicular to the clothoid curve from each division point is obtained.
At this time, the offset value Wn of the nth offset point from the start point side is defined by the following equation (2).

Wn=Ws+Ln(We−Ws)/L …(2)   Wn = Ws + Ln (We−Ws) / L (2)

ただし、Lはクロソイド曲線7bの全長であり、Lnは、始点側からn番目の分割点までのクロソイド曲線7bに沿った距離である。
このように定義すると、オフセット値Wnは、始点側オフセット値Wsと終点側オフセット値Weの差をクロソイド曲線上の距離で比例配分した値となる。
However, L is the full length of the clothoid curve 7b, and Ln is the distance along the clothoid curve 7b from the start point side to the nth division point.
If defined in this way, the offset value Wn is a value obtained by proportionally distributing the difference between the start point side offset value Ws and the end point side offset value We by the distance on the clothoid curve.

このようにしてオフセット点を求め、これらを直線で結んで補完すると、図5に示したような、始点側のオフセット値がWs、終点側のオフセット値がWeであり、始点側から終点側にかけて、始点側からの距離に比例してオフセット値が大きくなる拡幅線9bを描画することができる。   When the offset points are obtained in this way and are connected by a straight line, the offset value on the start point side is Ws and the offset value on the end point side is We as shown in FIG. 5, and from the start point side to the end point side. It is possible to draw the widening line 9b whose offset value increases in proportion to the distance from the starting point side.

拡幅線9dに関しても同様にして描画することができる。
ただし、拡幅線9dの場合は、始点側から終点側にかけて幅が狭くなるので、次の式(3)により、Wnを定義すればよい。
The widening line 9d can be similarly drawn.
However, in the case of the widening line 9d, the width becomes narrower from the start point side to the end point side, so Wn may be defined by the following equation (3).

Wn=We−Ln(We−Ws)/L …(3)   Wn = We−Ln (We−Ws) / L (3)

本実施の形態では、オフセット値Wnを比例配分したが、これに限定するものではなく、他の方法を用いてオフセット値Wnを定義することもできる。   In the present embodiment, the offset value Wn is proportionally distributed. However, the present invention is not limited to this, and the offset value Wn can be defined using other methods.

次に、図6のフローチャートを用いて、始点側と終点側でオフセット値が異なる場合に拡幅線を描画する手順を説明する。ただし、始点側のオフセット値が終点側のオフセット値より小さいものとする。   Next, a procedure for drawing the widening line when the offset value is different between the start point and the end point will be described using the flowchart of FIG. However, the offset value on the start point side is smaller than the offset value on the end point side.

まず、CAD装置は、曲線の基準となるクロソイド曲線を特定する(ステップ50)。これは、ユーザがマウス操作などにより指定することにより特定する。
更に、ユーザは、始点側のオフセット値Wsと終点側のオフセット値We、及び、曲線を描画する側を指定し、CAD装置はこれらを記憶する。
First, the CAD device specifies a clothoid curve serving as a curve reference (step 50). This is specified when the user designates it with a mouse operation or the like.
Further, the user designates the offset value Ws on the start point side, the offset value We on the end point side, and the drawing side of the curve, and the CAD device stores them.

次に、CAD装置は、ステップ50で特定したクロソイド曲線を所定の分割ピッチpで分割し、分割点の座標値を算出する(ステップ55)。
ここで、CAD装置は、分割点の総数Nを数えて記憶しておく。
Next, the CAD device divides the clothoid curve identified in step 50 at a predetermined division pitch p, and calculates the coordinate value of the division point (step 55).
Here, the CAD device counts and stores the total number N of division points.

次に、CAD装置は、カウンタnを0にセットする(ステップ60)。
そして、CAD装置は、n番目の分割点に対し、式(2)を用いてWnを算出する(ステップ65)。
なお、分割点は、始点側から順に0番目、1番目、…、n−1番目となる。
Next, the CAD device sets a counter n to 0 (step 60).
Then, the CAD device calculates Wn for the nth division point using equation (2) (step 65).
The dividing points are 0th, 1st,..., N−1th in order from the start point side.

n番目の分割点から、ユーザが指定した側で、クロソイド曲線(の接線)から垂直方向に距離Wnの位置にあるオフセット点の座標値を算出する(ステップ70)。
CAD装置は、算出したオフセット点の座標値を記憶しておく。
次に、CAD装置は、n=n+1としてnを1だけインクリメントする(ステップ75)。
From the nth division point, the coordinate value of the offset point located at the distance Wn in the vertical direction from the clothoid curve (its tangent) is calculated on the side designated by the user (step 70).
The CAD device stores the calculated coordinate value of the offset point.
Next, the CAD device sets n = n + 1 and increments n by 1 (step 75).

次に、CAD装置は、nがNより小さいか否かを判断する(ステップ80)。
nがNより小さい場合は(ステップ80;N)、まだ、オフセット点を求めていない分割点が存在するのでステップ65に戻り、次の分割点に対するオフセット点を求める。
Next, the CAD device determines whether n is smaller than N (step 80).
If n is smaller than N (step 80; N), there is a division point for which an offset point has not yet been obtained, so the process returns to step 65 to obtain an offset point for the next division point.

nがN以上(より詳細にはnがn=Nを満たしたとき)である場合は、全ての分割点に対してオフセット点を求めたので、CAD装置は、隣り合う各オフセット点の点間を直線で結んで拡幅線を描画する(ステップ85)。   When n is greater than or equal to N (more specifically, when n satisfies n = N), since the offset points have been obtained for all the dividing points, the CAD apparatus determines the interval between adjacent offset points. Are connected by a straight line to draw a widening line (step 85).

以上の手順により、始点側のオフセット値Wsと終点側のオフセット値Weが異なる場合に、オフセット値を基準となるクロソイド曲線に対して、WeとWsの差を所定比率で配分(ここでは比例配分)した曲線を描くことができる。
また、始点側でのオフセット値が終点側でのオフセット値より大きい場合は、ステップ65において式(3)を用いれば良い。
According to the above procedure, when the offset value Ws on the start point side and the offset value We on the end point side are different, the difference between We and Ws is distributed in a predetermined ratio to the clothoid curve based on the offset value (here, proportional distribution) ) Can be drawn.
If the offset value on the start point side is larger than the offset value on the end point side, equation (3) may be used in step 65.

CAD装置は、始点側と終点側でのオフセット値が異なる場合、基準となるクロソイド曲線のクロソイドパラメータ(始点の座標、始点の方向、A、左右回りの別)と、始点側のオフセット値Ws、及び終点側のオフセット値Weを保持している。
これらのデータを保持していれば、式(2)、又は式(3)から拡幅線を描くことができる。
When the offset values on the start point side and the end point side are different, the CAD device uses the clothoid parameters of the reference clothoid curve (start point coordinates, start point direction, A, separate from left and right) and the start point side offset value Ws, And the offset value We on the end point side.
If these data are held, the widening line can be drawn from the formula (2) or the formula (3).

次に、図7を用いて、本実施の形態のCAD装置のハードウェア的な構成について説明する。
CAD装置は、制御部76にバスライン77を介して入力部82、出力部83、通信制御部84、記憶部85、記憶媒体駆動部88、入出力I/F(インターフェース)89などが接続して構成されている。
Next, the hardware configuration of the CAD apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the CAD device, an input unit 82, an output unit 83, a communication control unit 84, a storage unit 85, a storage medium driving unit 88, an input / output I / F (interface) 89, and the like are connected to the control unit 76 via a bus line 77. Configured.

制御部76は、ユーザが製図作業を行う上で、各種の計算やデータ管理、画面表示などの各種の情報処理を行う他、印刷装置や入力装置など制御する。
制御部76は、CPU78、ROM(Read Only Memory)80、RAM(Random Access Memory)81などから構成されている。
The control unit 76 performs various types of information processing such as various calculations, data management, and screen display when the user performs the drafting work, and controls the printing apparatus and the input apparatus.
The control unit 76 includes a CPU 78, a ROM (Read Only Memory) 80, a RAM (Random Access Memory) 81, and the like.

CPU78は、所定のプログラムに従って、情報処理やCAD装置の制御を行ったりする。CPU78は、レジスタと呼ばれる記憶部を有しており、このレジスタにROM80やRAM81などからプログラムを読み込んで、このプログラムに従って動作することにより制御部76の各種機能が発揮される。
CPU78は、上述したように、クロソイド曲線を基準としてクロソイド曲線の平行線や、始点側と終点側でのオフセット値が異なる曲線を描くことができる。
The CPU 78 performs information processing and control of the CAD device according to a predetermined program. The CPU 78 has a storage unit called a register. A program is read into the register from the ROM 80, the RAM 81, and the like, and various functions of the control unit 76 are exhibited by operating according to the program.
As described above, the CPU 78 can draw a parallel line of the clothoid curve based on the clothoid curve and a curve having different offset values on the start point side and the end point side.

ROM80は、CPU78が各種演算や制御を行うための各種プログラム、データ及びパラメータなどを格納したリードオンリーメモリである。CPU78は、ROM80からプログラムやデータ、パラメータなどを読み込むことはできるが、これらを書き換えたり消去することは行わない。   The ROM 80 is a read-only memory that stores various programs, data, parameters, and the like for the CPU 78 to perform various calculations and controls. The CPU 78 can read programs, data, parameters, and the like from the ROM 80, but does not rewrite or delete them.

RAM81は、CPU78にワーキングメモリとして使用されるランダムアクセスメモリである。CPU78は、RAM81にプログラムやデータなどを書き込んだり消去したりすることができる。
本実施の形態では、RAM81には、クロソイド曲線のオフセット線を描くためのエリアが確保可能となっている。
The RAM 81 is a random access memory used as a working memory for the CPU 78. The CPU 78 can write and erase programs and data in the RAM 81.
In the present embodiment, an area for drawing the clothoid curve offset line can be secured in the RAM 81.

入力部82は、例えばキーボードやマウス、タブレットなどの入力装置から構成されている。
入力部82は、CAD装置に対して文字や数字などの各種データを入力するための装置であり、クロソイド曲線のオフセット線を描く側を指定したり、オフセット値を入力したるすることができる。
キーボードは、カナや英文字などを入力するためのキーや数字を入力するためのテンキー、各種機能キー、カーソルキー及びその他のキーによって構成されている。
The input unit 82 includes an input device such as a keyboard, a mouse, or a tablet.
The input unit 82 is a device for inputting various data such as characters and numbers to the CAD device, and can designate a side on which an offset line of a clothoid curve is drawn and can input an offset value.
The keyboard includes keys for inputting kana and English characters, numeric keys for inputting numbers, various function keys, cursor keys, and other keys.

マウス、タブレットは、ポインティングデバイスである。GUI(Graphical User Interface)などを用いてCAD装置を操作する場合、表示装置上に表示されたボタンやアイコンなどをマウスでクリックすることにより、所定の情報の入力を行うことができる。
例えば、オフセット線を描く基準となるクロソイド曲線をクリックすることにより選択することができる。
A mouse and a tablet are pointing devices. When operating a CAD apparatus using a GUI (Graphical User Interface) or the like, predetermined information can be input by clicking a button or icon displayed on the display apparatus with a mouse.
For example, it can be selected by clicking on a clothoid curve serving as a reference for drawing an offset line.

出力部83は、例えば表示装置、印刷装置などから構成されており、CAD装置が検証した検証結果を出力する際に使用する。
表示装置は、例えば例えばCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどで構成された情報を画面上に提示するための装置である。
表示装置には、作成中や作成後の設計図を表示することができ、ユーザは、表示装置に表示された設計図を対象に設計操作を行う。
印刷装置は、例えば、プロッタの他、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ、熱転写プリンタ、ドットプリンタなどの各種プリンタ装置によって構成されている。
The output unit 83 includes, for example, a display device, a printing device, and the like, and is used when outputting a verification result verified by the CAD device.
The display device is a device for presenting information on a screen, for example, a CRT (Cathode Ray Tube) display, a liquid crystal display, a plasma display, or the like.
The display device can display a design drawing being created or after creation, and the user performs a design operation on the design drawing displayed on the display device.
The printing apparatus includes, for example, various printer apparatuses such as an inkjet printer, a laser printer, a thermal transfer printer, and a dot printer in addition to a plotter.

通信制御部84は、CAD装置をインターネットなどのネットワークに接続するための装置であって、モデム、ターミナルアダプタ、その他の接続装置によって構成されている。
CAD装置は、通信制御部84を用いて、外部の端末やサーバにアクセスすることが可能である。
通信制御部84を介して、他のコンピュータと図面データを送受信することができる。
また、通信制御部84を介して、作成した図面を電子納品することもできる。
The communication control unit 84 is a device for connecting the CAD device to a network such as the Internet, and includes a modem, a terminal adapter, and other connection devices.
The CAD device can access an external terminal or server using the communication control unit 84.
The drawing data can be transmitted / received to / from another computer via the communication control unit 84.
Also, the created drawing can be delivered electronically via the communication control unit 84.

記憶部85は、読み書き可能な記憶媒体と、その記憶媒体に対してプログラムやデータを読み書きするための駆動装置によって構成されている。当該記憶媒体として主にハードディスクが使用されるが、その他に、例えば、光磁気ディスク、磁気ディスク、半導体メモリなどの他の読み書き可能な記憶媒体によって構成することも可能である。   The storage unit 85 includes a readable / writable storage medium and a drive device for reading / writing programs and data from / to the storage medium. A hard disk is mainly used as the storage medium, but other storage media that can be read and written, such as a magneto-optical disk, a magnetic disk, and a semiconductor memory, can also be used.

記憶部85には、プログラム格納部86、データ格納部87などが形成されており、それぞれ、プログラム、データが格納されている。
プログラム格納部86には、CAD装置に設計図面作成機能を発揮させるためのCADプログラムや、メモリ管理や入出力管理などCAD装置を動作させるための基本的なプログラムであるOS(Operating System)、通信制御部84を制御する通信プログラム、その他の各種プログラムが記憶されている。
データ格納部87には、ユーザが設計した、あるいは設計中のCADデータが格納されている。
The storage unit 85 includes a program storage unit 86, a data storage unit 87, and the like, which store programs and data, respectively.
The program storage unit 86 includes a CAD program for causing the CAD device to exhibit a design drawing creation function, an OS (Operating System) that is a basic program for operating the CAD device such as memory management and input / output management, and communication. A communication program for controlling the control unit 84 and other various programs are stored.
The data storage unit 87 stores CAD data designed or being designed by the user.

記憶媒体駆動部88は、着脱可能な記憶媒体を駆動してデータの読み書きを行うための駆動装置である。着脱可能な記憶媒体としては、例えば、光磁気ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、半導体メモリ、データをパンチした紙テープ、CD−ROMなどがある。なお、CD−ROMや紙テープは、読み込みのみ可能である。   The storage medium driving unit 88 is a driving device for driving a removable storage medium to read / write data. Examples of the removable storage medium include a magneto-optical disk, a magnetic disk, a magnetic tape, a semiconductor memory, a paper tape punched with data, and a CD-ROM. Note that CD-ROMs and paper tapes can only be read.

入出力I/F89は、例えば、シリアルインターフェースやその他の規格のインターフェースにより構成されている。入出力I/F89に当該インターフェースに対応した外部機器を接続することにより、CAD装置の機能を拡張することができる。   The input / output I / F 89 is configured by, for example, a serial interface or another standard interface. By connecting an external device corresponding to the interface to the input / output I / F 89, the function of the CAD device can be expanded.

以上に説明した本実施の形態により、以下のような効果を得ることができる。
(1)クロソイド曲線のオフセット線を近似を用いずに描画することができる。そのため、本来の曲線を描くことができる。
(2)始点側と終点側のオフセット値が違う場合でも、オフセット値を比例配分するなどして、オフセット線を描くことができる。そのため、内輪差を考慮した道路設計を行う場合でも、本来の曲線を描画することができる。
(3)クロソイド曲線のオフセット線を描くために、クロソイド曲線(道路の中心線)を描くためのデータの他、始点側オフセット値と終点側オフセット値(始点側と終点側でオフセット値が等しい場合は、そのオフセット値だけ)を保持するだけでよい。そのため、中心線(クロソイド曲線)に関するデータを変更するだけで、変更後のクロソイド曲線に対するオフセット線を描画することができる。
According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) It is possible to draw an offset line of a clothoid curve without using approximation. Therefore, an original curve can be drawn.
(2) Even when the offset values on the start point side and the end point side are different, an offset line can be drawn by proportionally allocating the offset value. Therefore, an original curve can be drawn even when the road is designed in consideration of the inner ring difference.
(3) In order to draw the offset line of the clothoid curve, in addition to the data for drawing the clothoid curve (road center line), the start point side offset value and the end point side offset value (when the start point side and the end point side are the same offset value) Need only hold its offset value). Therefore, the offset line for the changed clothoid curve can be drawn only by changing the data regarding the center line (clothoid curve).

また、以上では、一例として土木設計用CADでクロソイド曲線をオフセットする場合について説明したが、これに限定するものではなく、クロソイド曲線をオフセットする他の分野のCADに対しても広く適用できる。   Moreover, although the case where a clothoid curve is offset by CAD for civil engineering design as an example was demonstrated above, it is not limited to this, It can apply widely also to CAD of the other field | area which offsets a clothoid curve.

クロソイド曲線を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a clothoid curve. 本実施の形態のCAD装置によるカーブ箇所の描画の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the drawing of the curve location by the CAD apparatus of this Embodiment. クロソイド曲線の平行線を描画する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of drawing the parallel line of a clothoid curve. クロソイド曲線の平行線を生成する手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure which produces | generates the parallel line of a clothoid curve. クロソイド曲線の拡幅線を描画する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of drawing the widening line of a clothoid curve. クロソイド曲線の拡幅線を描画する手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure which draws the widening line of a clothoid curve. 本実施の形態のCAD装置のハードウェア的な構成の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the hardware constitutions of the CAD apparatus of this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 直線区間
2 円弧区間
3 クロソイド曲線区間
7a 直線
7b クロソイド曲線
7c 円弧
7d クロソイド曲線
7e 直線
8a 直線
8b 平行線
8c 円弧
8d 平行線
8e 直線
9a 直線
9b 拡幅線
9c 円弧
9d 拡幅線
9e 直線
1 straight section 2 arc section 3 clothoid curve section 7a straight line 7b clothoid curve 7c arc 7d clothoid curve 7e straight line 8a straight line 8b parallel line 8c circular arc 8d parallel line 8e straight line 9a straight line 9b widening line 9c circular line 9d widening line 9d

Claims (6)

電子情報により構成された設計図面でクロソイド曲線を指定するクロソイド曲線指定手段と、
前記指定したクロソイド曲線の線上で複数の点を特定する点特定手段と、
オフセット値を取得するオフセット値取得手段と、
前記クロソイド曲線の所定の側にあり、前記特定した点の各々から、前記クロソイド曲線の前記点における接線に垂直な方向に、前記取得したオフセット値の距離にあるオフセット点を特定するオフセット点特定手段と、
前記取得したオフセット点の点間を直線、又は曲線で補完して、前記クロソイド曲線と共に提示する提示手段と、
を具備したことを特徴とするCAD装置。
Clothoid curve designating means for designating a clothoid curve in a design drawing composed of electronic information;
Point specifying means for specifying a plurality of points on the specified clothoid curve line;
An offset value acquisition means for acquiring an offset value;
Offset point specifying means for specifying an offset point at a distance of the acquired offset value in a direction perpendicular to a tangent at the point of the clothoid curve from each of the specified points on the predetermined side of the clothoid curve When,
The presenting means for complementing the acquired offset points with a straight line or a curve and presenting it together with the clothoid curve,
A CAD apparatus comprising:
前記オフセット値取得手段で取得したオフセット値が、前記クロソイド曲線の一端と他端で異なる場合に、
前記オフセット点特定手段は、
前記クロソイド曲線の前記一端からの距離に応じて、前記一端と前記他端のオフセット値の差を、前記特定した点のオフセット値に所定比率で配分することを特徴とする請求項1に記載のCAD装置。
When the offset value acquired by the offset value acquisition unit is different at one end and the other end of the clothoid curve,
The offset point specifying means includes
The difference between the offset values of the one end and the other end is distributed to the offset value of the specified point at a predetermined ratio according to the distance from the one end of the clothoid curve. CAD equipment.
前記点特定手段は、前記クロソイド曲線に沿って所定間隔ごとに前記点を特定することを特徴とする請求項1、又は請求項2に記載のCAD装置。   The CAD device according to claim 1, wherein the point specifying unit specifies the point at predetermined intervals along the clothoid curve. 前記提示手段は、前記クロソイド曲線に沿って所定間隔ごとに点を特定し、前記特定した点を直線、又は曲線で補完して前記クロソイド曲線を提示し、
前記オフセット点特定手段が前記クロソイド曲線上で点を特定する所定間隔は、前記提示手段が前記クロソイド曲線上で点を特定する所定間隔に等しいことを特徴とする請求項3に記載のCAD装置。
The presenting means identifies points at predetermined intervals along the clothoid curve, and presents the clothoid curve by complementing the identified points with a straight line or a curve,
4. The CAD apparatus according to claim 3, wherein the predetermined interval at which the offset point specifying means specifies points on the clothoid curve is equal to the predetermined interval at which the presentation means specifies points on the clothoid curve.
クロソイド曲線指定手段と、点特定手段と、オフセット値取得手段と、提示手段と、を備え、コンピュータで構成されたCAD装置において、
前記クロソイド曲線指定手段によって、電子情報により構成された設計図面でクロソイド曲線を指定するクロソイド曲線指定ステップと、
前記点特定手段によって、前記指定したクロソイド曲線の線上で複数の点を特定する点特定ステップと、
前記オフセット値取得手段によって、オフセット値を取得するオフセット値取得ステップと、
前記オフセット値取得手段によって、前記クロソイド曲線の所定の側にあり、前記特定した点の各々から、前記クロソイド曲線の前記点における接線に垂直な方向に、前記取得したオフセット値の距離にあるオフセット点を特定するオフセット点特定ステップと、
前記提示手段によって、前記取得したオフセット点の点間を直線、又は曲線で補完して、前記クロソイド曲線と共に提示する提示ステップと、
から構成されたことを特徴とするオフセット線描画方法。
In a CAD device comprising a clothoid curve specifying means, a point specifying means, an offset value acquiring means, and a presenting means, and configured by a computer,
A clothoid curve specifying step of specifying a clothoid curve in a design drawing composed of electronic information by the clothoid curve specifying means;
A point specifying step of specifying a plurality of points on the line of the specified clothoid curve by the point specifying means;
An offset value acquisition step of acquiring an offset value by the offset value acquisition means;
An offset point that is on the predetermined side of the clothoid curve by the offset value acquisition means and is at a distance of the acquired offset value from each of the identified points in a direction perpendicular to a tangent at the point of the clothoid curve Offset point identifying step for identifying
The presenting means complements the obtained offset points with a straight line or a curve, and presents it together with the clothoid curve,
An offset line drawing method comprising:
電子情報により構成された設計図面でクロソイド曲線を指定するクロソイド曲線指定機能と、
前記指定したクロソイド曲線の線上で複数の点を特定する点特定機能と、
オフセット値を取得するオフセット値取得機能と、
前記クロソイド曲線の所定の側にあり、前記特定した点の各々から、前記クロソイド曲線の前記点における接線に垂直な方向に、前記取得したオフセット値の距離にあるオフセット点を特定するオフセット点特定機能と、
前記取得したオフセット点の点間を直線、又は曲線で補完して、前記クロソイド曲線と共に提示する提示機能と、
をコンピュータで実現するCADプログラム。
A clothoid curve designation function that designates a clothoid curve in a design drawing composed of electronic information,
A point specifying function for specifying a plurality of points on the specified clothoid curve line;
An offset value acquisition function for acquiring an offset value;
An offset point specifying function that specifies an offset point that is on the predetermined side of the clothoid curve and that is at a distance of the acquired offset value in a direction perpendicular to a tangent at the point of the clothoid curve from each of the specified points When,
A presentation function that complements the acquired offset points with a straight line or a curve, and presents it together with the clothoid curve,
CAD program that realizes the above on a computer.
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