JP2005157777A - Ｃａｄデータ作成装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータを簡易に統合する。
【解決手段】ＣＡＤデータ作成装置１０は、記憶部１４，１６を参照することによって、統合対象となる複数のＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得手段と、前記ＣＡＤデータ取得手段によって取得した統合対象となる複数のＣＡＤデータの座標系のうちから、統合後に基準となる座標系を指定する座標系指定手段と、記憶部１８を参照することによって、変換対象となるＣＡＤデータの座標系を前記座標系指定手段によって指定された座標系に変換するための座標変換係数を取得し、この座標変換係数を用いて変換対象となるＣＡＤデータの座標系を統一した座標系に変換する座標系変換手段と、前記座標系変換手段によって座標系が統一された複数のＣＡＤデータを統合して統合ＣＡＤデータを作成するＣＡＤデータ統合手段と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＡＤデータ作成装置および方法に関し、特に、基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータを統合する際に実施される座標系の統一作業を簡易に行うことができるＣＡＤデータ作成装置および方法に関するものである。

従来から、コンピュータシステムを利用して設計作業を行うＣＡＤ（Computer Aided Design：コンピュータ支援設計）システムが広く知られている。ＣＡＤとは、文字どおり、コンピュータを利用して、例えば、自動車や機械、家屋、橋などの設計を行うシステムであり、自動車をはじめとする機械・電化製品のほとんどは、ＣＡＤで設計されている。また、テレビコマーシャルやテレビゲームなどで多用される３次元ＣＧ（3 Dimension Computer Graphics）でも、基礎データとしてＣＡＤが利用されている。

ＣＡＤは、複雑で手間のかかる製図作業の自動化を目的に開発されたシステムであり、仮想あるいは既存の「物」の形状を２次元あるいは３次元の座標値と、座標相互の関連を示す線で表現するシステムである。したがって、ＣＡＤを用いて「物」の形状をデータ化することによって、製図図面の修正や変更が容易になり、設計から製造・建設までの期間が短縮されるほか、実際に製造・建設する前にその形状の内外観のデザインを検証したり、強度、動作などの物理特性を解析したりすることも可能になるのである。

なお、この分野における先行技術として、例えば、下記特許文献１に記載の発明が存在する。

特開平０５−１５１３６５号公報

ところで、各種機械・装置を製造する工業分野では、製品の企画・設計の場面でＣＡＤが広く利用されているが、このＣＡＤによる設計作業は、複数の作業者が共同・分担して行うのが一般的である。

例えば、自動車を例に説明すると、自動車の車体設計とエンジン設計は異なる部署の設計者によって設計されている。したがって、車体のＣＡＤデータとエンジンのＣＡＤデータとは、異なる基準座標系のもとに設計されるものである。最終的にこれらのＣＡＤデータは、組み合わせることによってエンジンの搭載性や自動車全体のバランスなどを検討しなければならないので、異なる基準座標系を共通の座標系に変換する作業が必ず必要となる。

しかしながら、このような座標系の変換作業は設計者がＣＡＤシステムを用いてＣＡＤデータごとに行わなければならず、大変な工数を必要とするものであった。特に、自動車などの設計対象となる部品点数が多い機械・装置などでは、この座標系変換作業の負荷が大きくならざるを得ない。そこで、座標系の変換作業を効率的に行う仕組みの実現が求められていた。

本発明に係るＣＡＤデータ作成装置は、基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータの座標系を統一し、前記複数のＣＡＤデータを統合した統合ＣＡＤデータを作成可能な装置であって、コンピュータと、前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータを記憶する第１の記憶部と、前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータ間の相対的な位置関係を表す指標としてあらかじめ定義された座標変換係数を記憶する第２の記憶部と、を備えるとともに、前記コンピュータは、前記第１の記憶部を参照することによって、統合対象となる複数のＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得手段と、前記ＣＡＤデータ取得手段によって取得した統合対象となる複数のＣＡＤデータの座標系のうちから、統合後の統合ＣＡＤデータで基準となる座標系を指定する座標系指定手段と、前記第２の記憶部を参照することによって、変換対象となるＣＡＤデータの座標系を前記座標系指定手段によって指定された座標系に変換するための座標変換係数を取得し、この座標変換係数を用いて変換対象となるＣＡＤデータの座標系を統一した座標系に変換する座標系変換手段と、前記座標系変換手段によって座標系が統一された複数のＣＡＤデータを統合して統合ＣＡＤデータを作成するＣＡＤデータ統合手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る別のＣＡＤデータ作成装置は、車両の設計に用いられ、基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータとエンジンＣＡＤデータの座標系を統一し、前記車体ＣＡＤデータとエンジンＣＡＤデータを統合した車両ＣＡＤデータを作成可能な装置であって、コンピュータと、前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを記憶する第１の記憶部と、前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータ間の相対的な位置関係を表す指標としてあらかじめ定義された座標変換係数を記憶する第２の記憶部と、を備えるとともに、前記コンピュータは、前記第１の記憶部を参照することによって、統合対象となる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得手段と、前記ＣＡＤデータ取得手段によって取得した統合対象となる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータの座標系のうちから、統合後の車両ＣＡＤデータで基準となる座標系を指定する座標系指定手段と、前記第２の記憶部を参照することによって、変換対象となるいずれか一方のＣＡＤデータの座標系を前記座標系指定手段によって指定された他方のＣＡＤデータと同一の座標系に変換するための座標変換係数を取得し、この座標変換係数を用いて変換対象となる一方のＣＡＤデータの座標系を、統合後の基準座標系となる他方のＣＡＤデータと同一の座標系に変換する座標系変換手段と、前記座標系変換手段によって座標系が統一された車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを統合して車両ＣＡＤデータを作成するＣＡＤデータ統合手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るＣＡＤデータ作成方法は、基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータの座標系を統一し、前記複数のＣＡＤデータを統合した統合ＣＡＤデータを、コンピュータを用いて作成する場合に用いられる方法であって、前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータを記憶する記憶部を参照することにより、統合対象となる前記基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータを取得する第１ステップと、取得した統合対象となる複数のＣＡＤデータの座標系のうちから、統合後の統合ＣＡＤデータで基準となる座標系を指定する第２ステップと、前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータ間の相対的な位置関係を表す指標としてあらかじめ定義された座標変換係数を記憶する記憶部を参照することにより、変換対象となるＣＡＤデータの座標系を、前記第２ステップにおいて指定された基準座標系に変換するための座標変換係数を取得する第３ステップと、前記取得した座標変換係数を用いることにより、変換対象となるＣＡＤデータの座標系を統一した座標系に変換する第４ステップと、座標系が統一された複数のＣＡＤデータを統合して統合ＣＡＤデータを作成する第５ステップと、を含む処理を実行することを特徴とする。

本発明に係る別のＣＡＤデータ作成方法は、車両の設計に用いられ、基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータとエンジンＣＡＤデータの座標系を統一し、前記車体ＣＡＤデータとエンジンＣＡＤデータを統合した車両ＣＡＤデータを、コンピュータを用いて作成する場合に用いられる方法であって、前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを記憶する記憶部を参照することにより、統合対象となる前記基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを取得する第１ステップと、取得した統合対象となる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータの座標系のうちから、統合後の車両ＣＡＤデータで基準となる座標系を指定する第２ステップと、前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータ間の相対的な位置関係を表す指標としてあらかじめ定義された座標変換係数を記憶する記憶部を参照することにより、変換対象となるいずれか一方のＣＡＤデータの座標系を、前記第２ステップにおいて指定された他方の基準座標系と同一の座標系に変換するための座標変換係数を取得する第３ステップと、前記取得した座標変換係数を用いることにより、変換対象となる一方のＣＡＤデータの座標系を他方の基準座標系と同一の座標系に変換する第４ステップと、座標系が統一された車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを統合して車両ＣＡＤデータを作成する第５ステップと、を含む処理を実行することを特徴とする。

本発明によれば、基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータを統合する際に実施される座標系の統一作業を簡易に行うことができるので、ＣＡＤシステムを用いた設計作業の効率化を図ることが可能となる。

本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るＣＡＤデータ作成装置の全体概要を説明するためのブロック図である。また、図２は、本実施形態に係るＣＡＤデータ作成装置および方法の処理内容を説明するためのフローチャートである。

なお、本実施形態では、車両設計、特に、基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを統合して車両ＣＡＤデータを作成する際に本発明が適用される場合を例示して説明するが、本発明の技術的範囲は下記実施形態に記載の範囲には限定されず、下記実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

まず、図１を参照して、本実施形態に係るＣＡＤデータ作成装置１０の装置構成を説明する。本実施形態に係るＣＡＤデータ作成装置１０は、ホストコンピュータ１２と、このホストコンピュータ１２に接続される記憶部１４，１６，１８とから構成されている。

ホストコンピュータ１２は、ＣＡＤデータ作成装置１０全体の制御を行うことが可能である。したがって、車両設計者は、ホストコンピュータ１２を操作することによってＣＡＤシステムを利用することが可能となっている。

一方、図１で例示される記憶部１４，１６，１８については、複数の車体ＣＡＤデータ群が記憶されている記憶部１４と、複数のエンジンＣＡＤデータ群が記憶されている記憶部１６と、基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータ間の相対的な位置関係を表す指標としてあらかじめ定義された座標変換係数が記憶されている記憶部（車体×エンジン搭載位置定義データベース）１８とから構成されている。ただし、本実施形態に係る記憶部１４，１６，１８は、このような構成に限定されるものではなく、ホストコンピュータ１２に接続もしくは内蔵される少なくとも１つ以上の記憶媒体であればどのような構成を採っても良い。すなわち、１つの記憶媒体に番地を分けて記憶部１４，１６，１８が設けられても良いし、複数の記憶媒体に記憶部１４，１６，１８が設けられても良い。また、ホストコンピュータ１２と記憶部１４，１６，１８との接続方法については、有線接続や無線接続、電気通信回線を通じた接続など、あらゆる方法を採用することが可能である。

次に、本実施形態に係るＣＡＤデータ作成装置１０の処理について、図２に示したフローチャートを用いて詳細に説明する。

本実施形態では、まず、第１ステップとして、ホストコンピュータ１２に接続されている記憶部１４，１６を参照することによって、車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを取得することになる（ステップ１０）。これらＣＡＤデータの選別は、例えば、車両設計者がホストコンピュータ１２に車体ＣＡＤデータ選別のための「車種」およびエンジンＣＡＤデータ選別のための「総排気量」など、ＣＡＤデータ選別のためのキーワードをインプットすることによって行うことが可能である。このようなデータ選別を行うことによって、数多くのＣＡＤデータ群が記憶されている記憶部１４，１６から、統合作業の対象となる所望の車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを取得することができるのである。ちなみに、取得した統合対象となる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータの現段階での座標系は互いに異なったものであり、そのまま統合することは従来同様多くの工数を要するものである。

次に、第２ステップとして、取得した統合対象となる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータの座標系のうちから、統合後の車両ＣＡＤデータで基準となる座標系を指定する（ステップ１１）。なお、図２では、基準座標系としてエンジンＣＡＤデータの座標系を指定した場合を例示している。この座標系の指定についても、車両設計者がホストコンピュータ１２を通じて行うことができる。

続いて、第３ステップとして、ホストコンピュータ１２に接続されている記憶部（車体×エンジン搭載位置定義データベース）１８を参照することによって、座標変換係数を取得する（ステップ１２）。

ここで、座標変換係数とは、基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータ間の相対的な位置関係を表す指標としてあらかじめ定義されたものである。例えば、車体とこの車体に搭載されるエンジンとの位置関係は、車両の回転半径や車室内の居住性、運動性能確保のための走行安定性、衝突時の安全性確保などの様々な条件から、あらかじめ選択的に条件付けが可能なものである。したがって、この条件付けを座標変換係数としてあらかじめ定義することによって、一括して座標系を変換することが可能となるのである。

このようにして取得した座標変換係数を用いることにより、第４ステップとして、変換対象となる車体ＣＡＤデータの座標系をエンジンＣＡＤデータの基準座標系と同一の座標系に変換することが可能となる（ステップ１３）。

図２を参照して具体的に説明すると、図２においては、座標変換係数を「Ａ」、変換前の３次元座標系を「ａ」、変換後の３次元座標系を「ａ'」として示されている。これらは「ａ×Ａ＝ａ'」という関係を有している。つまり、３次元座標系「ａ」で作成されている車体ＣＡＤデータに対して座標変換係数「Ａ」を乗ずることにより、エンジンＣＡＤデータと座標系が統一された３次元座標系「ａ'」を有する新たな車体ＣＡＤデータが完成したことになる。

最後に、第５ステップとして、座標系が統一された車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを統合して車両ＣＡＤデータを作成する（ステップ１４）。ちなみに、このときの車体ＣＡＤデータの座標系は「ａ'」、エンジンＣＡＤデータの座標系は「ｂ」であり、「ａ'＝ｂ」という関係が成立している。

作成された車両ＣＡＤデータは、エンジン部品が車体に搭載された状態を表現したＣＡＤデータとなっている。したがって、座標系が統一された形で車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータが統合されているので、車両設計者は車体におけるエンジンの搭載性など、各種の車両設計作業を容易に行うことが可能となるのである。

以上、本実施形態に係るＣＡＤデータ作成装置１０の処理について説明した。上記説明から、かかる装置を制御しているホストコンピュータ１２は、

(1) 記憶部１４，１６を参照することによって、統合対象となる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得手段、

(2) ＣＡＤデータ取得手段によって取得した統合対象となる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータの座標系のうちから、統合後の車両ＣＡＤデータで基準となる座標系を指定する座標系指定手段、

(3) 記憶部１８を参照することによって、変換対象となるいずれか一方のＣＡＤデータの座標系を前記座標系指定手段によって指定された他方のＣＡＤデータと同一の座標系に変換するための座標変換係数を取得し、この座標変換係数を用いて変換対象となる一方のＣＡＤデータの座標系を、統合後の基準座標系となる他方のＣＡＤデータと同一の座標系に変換する座標系変換手段、

(4) 前記座標系変換手段によって座標系が統一された車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを統合して車両ＣＡＤデータを作成するＣＡＤデータ統合手段、

という手段を備えることが明らかである。

本実施形態に係るＣＡＤデータ作成装置の全体概要を説明するためのブロック図である。 本実施形態に係るＣＡＤデータ作成装置および方法の処理内容を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ ＣＡＤデータ作成装置、１２ ホストコンピュータ、１４，１６，１８ 記憶部。

Claims (4)

1. 基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータの座標系を統一し、前記複数のＣＡＤデータを統合した統合ＣＡＤデータを作成可能なＣＡＤデータ作成装置であって、
   コンピュータと、
   前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータを記憶する第１の記憶部と、
   前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータ間の相対的な位置関係を表す指標としてあらかじめ定義された座標変換係数を記憶する第２の記憶部と、
   を備えるとともに、前記コンピュータは、
   前記第１の記憶部を参照することによって、統合対象となる複数のＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得手段と、
   前記ＣＡＤデータ取得手段によって取得した統合対象となる複数のＣＡＤデータの座標系のうちから、統合後の統合ＣＡＤデータで基準となる座標系を指定する座標系指定手段と、
   前記第２の記憶部を参照することによって、変換対象となるＣＡＤデータの座標系を前記座標系指定手段によって指定された座標系に変換するための座標変換係数を取得し、この座標変換係数を用いて変換対象となるＣＡＤデータの座標系を統一した座標系に変換する座標系変換手段と、
   前記座標系変換手段によって座標系が統一された複数のＣＡＤデータを統合して統合ＣＡＤデータを作成するＣＡＤデータ統合手段と、
   を備えることを特徴とするＣＡＤデータ作成装置。
2. 車両の設計に用いられ、基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータとエンジンＣＡＤデータの座標系を統一し、前記車体ＣＡＤデータとエンジンＣＡＤデータを統合した車両ＣＡＤデータを作成可能なＣＡＤデータ作成装置であって、
   コンピュータと、
   前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを記憶する第１の記憶部と、
   前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータ間の相対的な位置関係を表す指標としてあらかじめ定義された座標変換係数を記憶する第２の記憶部と、
   を備えるとともに、前記コンピュータは、
   前記第１の記憶部を参照することによって、統合対象となる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得手段と、
   前記ＣＡＤデータ取得手段によって取得した統合対象となる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータの座標系のうちから、統合後の車両ＣＡＤデータで基準となる座標系を指定する座標系指定手段と、
   前記第２の記憶部を参照することによって、変換対象となるいずれか一方のＣＡＤデータの座標系を前記座標系指定手段によって指定された他方のＣＡＤデータと同一の座標系に変換するための座標変換係数を取得し、この座標変換係数を用いて変換対象となる一方のＣＡＤデータの座標系を、統合後の基準座標系となる他方のＣＡＤデータと同一の座標系に変換する座標系変換手段と、
   前記座標系変換手段によって座標系が統一された車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを統合して車両ＣＡＤデータを作成するＣＡＤデータ統合手段と、
   を備えることを特徴とするＣＡＤデータ作成装置。
3. 基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータの座標系を統一し、前記複数のＣＡＤデータを統合した統合ＣＡＤデータを、コンピュータを用いて作成する場合に用いられるＣＡＤデータ作成方法であって、
   前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータを記憶する記憶部を参照することにより、統合対象となる前記基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータを取得する第１ステップと、
   取得した統合対象となる複数のＣＡＤデータの座標系のうちから、統合後の統合ＣＡＤデータで基準となる座標系を指定する第２ステップと、
   前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる複数のＣＡＤデータ間の相対的な位置関係を表す指標としてあらかじめ定義された座標変換係数を記憶する記憶部を参照することにより、変換対象となるＣＡＤデータの座標系を、前記第２ステップにおいて指定された基準座標系に変換するための座標変換係数を取得する第３ステップと、
   前記取得した座標変換係数を用いることにより、変換対象となるＣＡＤデータの座標系を統一した座標系に変換する第４ステップと、
   座標系が統一された複数のＣＡＤデータを統合して統合ＣＡＤデータを作成する第５ステップと、
   を含む処理を実行することを特徴とするＣＡＤデータ作成方法。
4. 車両の設計に用いられ、基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータとエンジンＣＡＤデータの座標系を統一し、前記車体ＣＡＤデータとエンジンＣＡＤデータを統合した車両ＣＡＤデータを、コンピュータを用いて作成する場合に用いられるＣＡＤデータ作成方法であって、
   前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを記憶する記憶部を参照することにより、統合対象となる前記基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを取得する第１ステップと、
   取得した統合対象となる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータの座標系のうちから、統合後の車両ＣＡＤデータで基準となる座標系を指定する第２ステップと、
   前記コンピュータに接続され、前記基準座標系が異なる車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータ間の相対的な位置関係を表す指標としてあらかじめ定義された座標変換係数を記憶する記憶部を参照することにより、変換対象となるいずれか一方のＣＡＤデータの座標系を、前記第２ステップにおいて指定された他方の基準座標系と同一の座標系に変換するための座標変換係数を取得する第３ステップと、
   前記取得した座標変換係数を用いることにより、変換対象となる一方のＣＡＤデータの座標系を他方の基準座標系と同一の座標系に変換する第４ステップと、
   座標系が統一された車体ＣＡＤデータおよびエンジンＣＡＤデータを統合して車両ＣＡＤデータを作成する第５ステップと、
   を含む処理を実行することを特徴とするＣＡＤデータ作成方法。
   
   
   
   

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