JP2011079105A - Method, device and program for interference check - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly process the evaluation of the distance of a space and the closest position between three-dimensional objects in addition to the evaluation of presence/absence of any interference between them. <P>SOLUTION: An interference checking device 10 includes: a space segmentation unit 11 for dividing a virtual space into meshes and segmenting it into small areas; a shortest distance map preparation unit 12 for preparing a shortest distance map to a reference body object by calculating each apex of the mesh and the shortest distance and the direction to a surface of the reference body object, and registering them as information associated with each mesh apex; a shortest distance evaluation point setting unit 13 for setting the evaluation point for evaluating the shortest distance to the reference body object on a mobile body object; and an interference checking unit 14 for acquiring the shortest distance to the reference body object by referring the shortest distance map based on the coordinate values of the shortest distance evaluation point. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、仮想空間上に定義された三次元オブジェクト同士の衝突の有無を判定する干渉チェック方法、干渉チェック装置、及び干渉チェックプログラムに関する。   The present invention relates to an interference check method, an interference check device, and an interference check program for determining the presence or absence of a collision between three-dimensional objects defined in a virtual space.

仮想空間上に定義された三次元オブジェクト同士の衝突の有無を判定することを一般に干渉チェックと呼んでおり、三次元CADや、ロボットや機械の動作シミュレーション、ゲームソフトウェア、コンピュータグラフィックスなどの分野で広く使われている。   Determining whether or not there is a collision between three-dimensional objects defined in the virtual space is generally called interference check. In the fields of three-dimensional CAD, robot and machine operation simulation, game software, computer graphics, etc. Widely used.

例えば、ロボットのシミュレーションは、実際のロボットを動作させる前にシミュレータ上で動きを確認するために使用される。垂直多関節型ロボットやスカラ型ロボットに代表されるロボットマニピュレータは、作業対象物や周辺構造物と干渉しないようにロボットの動作を設定する必要がある。そのような動作をシミュレータ上で決定するオフラインティーチングと呼ばれる作業に対して干渉チェックの機能が必要となる。この際には、単に干渉の有無の確認だけではなく、干渉が無い場合でも干渉する可能性のある物体までの最短距離や最近傍位置などの情報が得られるとオフラインティーチングの作業性を向上させることができる。   For example, robot simulation is used to confirm movement on a simulator before operating an actual robot. Robot manipulators typified by vertical articulated robots and SCARA robots need to set the operation of the robot so as not to interfere with work objects and surrounding structures. An interference check function is required for an operation called off-line teaching that determines such an operation on the simulator. In this case, not only checking for the presence or absence of interference, but also improving the offline teaching workability if information such as the shortest distance and the nearest position to an object that may interfere even if there is no interference is obtained. be able to.

一般に、仮想空間上の三次元オブジェクトは、三角形状などの多角形ポリゴンで表現する。ポリゴンで構成された物体同士の干渉チェックは、各ポリゴン同士の干渉を幾何学的な条件に基づいて判定すれば可能であるが、ポリゴンの総数が増加すると膨大な計算量となることから、計算量を削減するための手法が提案されている。   In general, a three-dimensional object in a virtual space is represented by a polygon such as a triangle. Interference checks between objects made up of polygons can be performed by determining the interference between polygons based on geometric conditions, but the calculation amount increases as the total number of polygons increases. Techniques for reducing the amount have been proposed.

例えば、物体オブジェクトの外形を包括する球を定義して球同士の半径を比較することで干渉チェックを行い、干渉があれば包括する球を細分化して詳細なチェックを行う方法(特許文献1参照)や、同様に球領域で干渉チェックを行う手法でも非凸形状の物体に対しても凸形状に分解することで計算効率を高めたもの(特許文献2、3参照)などが提案されている。また、球領域による干渉チェックのほかにも直方体領域で評価する手法なども知られており、評価領域を細分化することにより厳密な評価を行う手法は広く使われているものである。   For example, a method of performing interference check by defining a sphere that includes the outer shape of an object object and comparing the radii of the spheres, and performing a detailed check by subdividing the included sphere if there is interference (see Patent Document 1). In the same way, a method of performing interference check in a spherical region and a method in which calculation efficiency is improved by decomposing a non-convex object into a convex shape (see Patent Documents 2 and 3) have been proposed. . In addition to the interference check by the sphere region, a method of evaluating in a rectangular parallelepiped region is also known, and a method of performing strict evaluation by subdividing the evaluation region is widely used.

一方、物体同士の厳密な干渉チェックを行うのではなく、動作空間をセル状に分割して障害物が無いセクタを動作可能空間として定義する方法(特許文献4参照)や、空間をセル状に細分化して物体オブジェクトが置かれている領域のセルにフラグを立てて複数の物体オブジェクトで同じセルにフラグを立てた場合は干渉と判断する方法(特許文献5参照)なども提案されている。   On the other hand, instead of performing a strict interference check between objects, a method of dividing an operation space into cells and defining a sector without an obstacle as an operable space (see Patent Document 4), or making a space into a cell There has also been proposed a method of determining that interference occurs when a flag is set on a cell in an area where a body object is subdivided and a plurality of body objects are flagged (see Patent Document 5).

特開平08−287292号公報JP 08-287292 A 特許第2915826号公報Japanese Patent No. 2915826 特許第3556644号公報Japanese Patent No. 3556644 特開平10−20916号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-20916 特開2008−305347号公報JP 2008-305347 A

上述した干渉チェック方法では、単純にポリゴン同士の干渉チェックを総組み合わせで行うよりも格段に少ない計算量で行える。しかし、干渉の有無の確認だけでなく物体間の最短距離や最近傍点の評価を行いたい場合には、干渉チェックの計算とは別に処理を行う必要があり、計算量の増加を招くという課題があった。   In the above-described interference check method, it is possible to perform the check of interference between polygons with a much smaller amount of calculation than simply performing the interference check between polygons. However, in addition to checking for the presence or absence of interference, if you want to evaluate the shortest distance between objects or the nearest point, it is necessary to perform processing separately from the calculation of interference check, which increases the amount of calculation. there were.

また、複雑な形状の物体について干渉チェックの精度を上げるためには、構成ポリゴン数を増やして三次元形状の表現精度を上げざるを得ないが、従来の技術では計算量の増加に伴い、処理速度の低下を招くという課題があった。   In addition, in order to increase the accuracy of interference check for objects with complex shapes, the number of constituent polygons must be increased to improve the representation accuracy of the 3D shape. There was a problem that the speed was reduced.

先に述べたロボットシミュレーションでは、実際にロボットを動作させる際に、並行して干渉チェックや障害物までの最短距離の評価を行い、ロボットが障害物に干渉する前に停止させる衝突防止機能として活用することも想定されるが、このような利用においてはリアルタイムに干渉チェックを行えるように、短時間で処理を完了できるようにする必要がある。   In the robot simulation described above, when actually operating the robot, it is used as an anti-collision function that performs interference check and evaluation of the shortest distance to the obstacle in parallel and stops the robot before it interferes with the obstacle. However, in such use, it is necessary to complete the processing in a short time so that the interference check can be performed in real time.

従って、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、三次元物体同士の干渉の有無の評価と併せて、両者の隙間距離や最近傍位置の評価を高速に処理することのできる干渉チェック方法、干渉チェック装置、及び干渉チェックプログラムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and in addition to evaluating the presence or absence of interference between three-dimensional objects, it is possible to process the evaluation of the gap distance between them and the nearest position at high speed. An object of the present invention is to provide an interference check method, an interference check device, and an interference check program.

上述の目的を達成するため、本発明の干渉チェック方法は、仮想空間上で三次元形状物体同士の干渉をチェックする方法であって、演算装置が以下の各々のステップ、すなわち、仮想空間をメッシュ分割して小さな領域に細分化する空間細分化ステップと、前記メッシュの各頂点と基準対象物である基準物体オブジェクトの表面までの最短距離と方向を算出し、各メッシュ頂点に付随する情報として登録することにより、基準物体オブジェクトまでの最短距離マップを作成する最短距離マップ作成ステップと、前記仮想空間上を移動する移動物体オブジェクト上に、前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を評価するための評価点を設定する最短距離評価点設定ステップと、前記最短距離評価点の座標値に基づいて最短距離マップを参照することにより前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を取得して、移動物体オブジェクトと基準物体オブジェクトとの干渉の有無を評価する干渉チェックステップと、を実行することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an interference check method according to the present invention is a method for checking interference between three-dimensional objects in a virtual space, and an arithmetic unit meshes the following steps, that is, a virtual space: Spatial subdivision step to divide and subdivide into small areas, calculate the shortest distance and direction from each vertex of the mesh to the surface of the reference object that is the reference object, and register it as information accompanying each mesh vertex A shortest distance map creating step for creating a shortest distance map to the reference object, and an evaluation point for evaluating the shortest distance to the reference object on the moving object moving in the virtual space A shortest distance evaluation point setting step, and a reference to the shortest distance map based on the coordinate value of the shortest distance evaluation point. To obtain the shortest distance to the reference object object by, and executes a interference checking step of assessing the presence or absence of interference between the moving body object and the reference object object.

また、本発明の干渉チェック装置は、仮想空間上で三次元形状物体同士の干渉をチェックする装置であって、仮想空間をメッシュ分割して小さな領域に細分化する空間細分化部と、前記メッシュの各頂点と基準対象物である基準物体オブジェクトの表面までの最短距離と方向を算出し、各メッシュ頂点に付随する情報として登録することにより、基準物体オブジェクトまでの最短距離マップを作成する最短距離マップ作成部と、前記仮想空間上を移動する移動物体オブジェクト上に、前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を評価するための評価点を設定する最短距離評価点設定部と、前記最短距離評価点の座標値に基づいて最短距離マップを参照することにより前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を取得して、移動物体オブジェクトと基準物体オブジェクトとの干渉の有無を評価する干渉チェック部と、を備えることを特徴とする。   Further, the interference check device of the present invention is a device for checking interference between three-dimensional objects in a virtual space, the space subdivision unit for dividing the virtual space into meshes and subdividing it into small regions, and the mesh The shortest distance to create the shortest distance map to the reference object by calculating the shortest distance and direction to each vertex of the reference object and the surface of the reference object that is the reference object, and registering it as information accompanying each mesh vertex A map creation unit; a shortest distance evaluation point setting unit for setting an evaluation point for evaluating the shortest distance to the reference object object on a moving object that moves in the virtual space; and The shortest distance to the reference object is acquired by referring to the shortest distance map based on the coordinate value, and the moving object Characterized in that it comprises a interference checking unit for evaluating the presence or absence of interference between the reference physical object and.

更に、本発明の干渉チェックプログラムは、演算装置を、仮想空間上で三次元形状物体同士の干渉をチェックする装置として動作させる干渉チェックプログラムであって、前記演算装置を、仮想空間をメッシュ分割して小さな領域に細分化する空間細分化部と、前記メッシュの各頂点と基準対象物である基準物体オブジェクトの表面までの最短距離と方向を算出し、各メッシュ頂点に付随する情報として登録することにより、基準物体オブジェクトまでの最短距離マップを作成する最短距離マップ作成部と、前記仮想空間上を移動する移動物体オブジェクト上に、前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を評価するための評価点を設定する最短距離評価点設定部と、前記最短距離評価点の座標値に基づいて最短距離マップを参照することにより前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を取得して、移動物体オブジェクトと基準物体オブジェクトとの干渉の有無を評価する干渉チェック部とを備えた干渉チェック装置として動作させることを特徴とする。   Furthermore, the interference check program of the present invention is an interference check program for operating an arithmetic device as a device for checking interference between three-dimensional objects in a virtual space, and the arithmetic device is configured to divide the virtual space into meshes. A spatial subdivision section that subdivides the image into small areas, and calculates the shortest distance and direction from each vertex of the mesh to the surface of the reference object that is the reference object, and registers the information as information associated with each mesh vertex. To set a shortest distance map creating unit for creating a shortest distance map to the reference object and an evaluation point for evaluating the shortest distance to the reference object on the moving object moving in the virtual space. A shortest distance evaluation point setting unit, and a reference to the shortest distance map based on the coordinate value of the shortest distance evaluation point Ri to obtain the shortest distance to the reference object object, characterized in that to operate as interference checking apparatus provided with an interference check section for evaluating the presence or absence of interference between the moving body object and the reference object object.

本発明によれば、三次元物体同士の干渉の有無の評価を高速に処理することができる。   According to the present invention, the evaluation of the presence or absence of interference between three-dimensional objects can be processed at high speed.

また、本発明によれば、三次元物体同士の隙間距離や最近傍位置の評価を高速に処理することができる。   Further, according to the present invention, the evaluation of the gap distance between the three-dimensional objects and the nearest position can be processed at high speed.

基準物体オブジェクトと移動物体オブジェクトの形状を説明する斜視図。The perspective view explaining the shape of a standard object object and a moving object object. 本発明に係る干渉チェック装置の一実施の形態の機能構成を示すブロック図。The block diagram which shows the function structure of one Embodiment of the interference check apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る干渉チェック方法の一実施の形態の詳細処理を示すフロー図。The flowchart which shows the detailed process of one Embodiment of the interference check method which concerns on this invention. 本発明に係る干渉チェック方法の一実施の形態において使用する最短距離マップ図であり、(a)はxy断面図における最短距離マップ、(b)はA−A位置における最短距離を示すグラフ。It is the shortest distance map figure used in one Embodiment of the interference check method which concerns on this invention, (a) is the shortest distance map in xy sectional drawing, (b) is a graph which shows the shortest distance in an AA position. OBBの分割方法及び最短距離評価点の設定方法の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the division | segmentation method of OBB, and the setting method of the shortest distance evaluation point. OBBTreeの一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of OBBTTree. 図4の最短距離マップ図に対して基準物体オブジェクトを追加した際の最短距離マップ図であり、(a)はxy断面図における最短距離マップ、(b)はA−A位置における最短距離を示すグラフ。FIG. 5 is a shortest distance map when a reference object is added to the shortest distance map of FIG. 4, where (a) shows the shortest distance map in the xy sectional view, and (b) shows the shortest distance at the AA position. Graph.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
三角形ポリゴン群によって構成される2つの物体オブジェクト同士の干渉チェック方法について説明する。片方のオブジェクトを環境構造物などの動かない物体とし、もう片方をその構造物の周囲を動作する移動物体とし、前者を基準物体オブジェクト、後者を移動物体オブジェクトと呼ぶものとする。
[First Embodiment]
A method for checking interference between two object objects constituted by triangular polygon groups will be described. One object is an immovable object such as an environmental structure, the other object is a moving object that moves around the structure, the former is a reference object, and the latter is a moving object.

物体オブジェクトにはポリゴンによって構成される任意の形状のものを用いることができる。   An object object having an arbitrary shape constituted by polygons can be used.

本実施の形態では、図1に示すように、基準物体オブジェクト101をz軸方向に高さを持つ円柱形状の物体とし、移動物体オブジェクト102をロボットマニピュレータのハンドを想定した形状として説明する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the reference object object 101 is assumed to be a cylindrical object having a height in the z-axis direction, and the moving object object 102 is assumed to be a shape assuming a robot manipulator hand.

図2は、本実施の形態に係る干渉チェック装置の機能構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the interference check apparatus according to the present embodiment.

この干渉チェック装置10では、仮想空間をメッシュ分割して小さな領域に細分化してメッシュ頂点を定義する空間細分化部11、該空間細分化部11において定義されたメッシュの各頂点のデータに基づき、基準対象物である基準物体オブジェクト101の表面までの最短距離と方向を算出して各メッシュ頂点に付随する情報として登録することで基準物体オブジェクト101までの最短距離マップを作成する最短距離マップ作成部12、仮想空間上を移動する移動物体オブジェクト102上に基準物体オブジェクト101までの最短距離を評価するための評価点を設定する最短距離評価点設定部13、及び最短距離評価点設定部13で設定された最短距離評価点の座標値に基づき、最短距離マップ作成部12において作成された最短距離マップを参照することで基準物体オブジェクト101までの最短距離を算出して、移動物体オブジェクト102と基準物体オブジェクト101との干渉の有無や干渉するまでの隙間距離を評価する干渉チェック部14を備えている。   In this interference check device 10, the virtual space is divided into meshes and subdivided into small areas to define mesh vertices, based on the data of each vertex of the mesh defined in the space subdivision unit 11, The shortest distance map creating unit that creates the shortest distance map to the reference object object 101 by calculating the shortest distance and direction to the surface of the reference object object 101 that is the reference object and registering it as information accompanying each mesh vertex. 12. Set by the shortest distance evaluation point setting unit 13 and the shortest distance evaluation point setting unit 13 for setting an evaluation point for evaluating the shortest distance to the reference object object 101 on the moving object object 102 moving in the virtual space. The shortest distance created in the shortest distance map creation unit 12 based on the coordinate value of the shortest distance evaluation point An interference check unit 14 that calculates the shortest distance to the reference object object 101 by referring to the top and evaluates the presence or absence of interference between the moving object object 102 and the reference object object 101 and the gap distance until the interference occurs. ing.

以下、干渉チェックの詳細処理を図3に基づき説明する。   Hereinafter, the detailed processing of the interference check will be described with reference to FIG.

(空間細分化部11)
空間細分化部11では、干渉チェックを行う必要のある空間範囲、つまり移動物体の移動範囲の空間をメッシュ分割することで細分化してメッシュ頂点を定義する(S2011)。
(Space segmentation part 11)
The space segmentation unit 11 subdivides the space range where the interference check needs to be performed, that is, the space of the moving range of the moving object, into meshes and defines mesh vertices (S2011).

メッシュの形状や大きさは、干渉チェックの要求精度に合わせて決定すれば良く、有限要素法などで利用されるメッシュ分割のように、基準物体オブジェクトの表面周辺領域では細かく生成する。一方で、表面から遠い領域では干渉が発生することは無く厳密な干渉チェックが必要無いため、粗いメッシュを設定しても良い。以降の説明では分かりやすいようにxyz空間を等間隔の格子状にメッシュ分割したものとして説明を行う。   The shape and size of the mesh may be determined in accordance with the required accuracy of the interference check, and are finely generated in the surface peripheral region of the reference object object, such as mesh division used in the finite element method or the like. On the other hand, in a region far from the surface, interference does not occur and a strict interference check is not required, so a coarse mesh may be set. In the following description, the xyz space is described as being mesh-divided into equidistant grids for easy understanding.

(最短距離マップ作成部12)
次に、最短距離マップ作成部12では、空間細分化ステップ2011で作成した各メッシュ頂点(i)(格子状に分割した場合は各格子点)から見た基準物体オブジェクト101までの最短距離と最近傍点を算出する(S2021)。
(Shortest distance map creation unit 12)
Next, in the shortest distance map creation unit 12, the shortest distance from the mesh vertex (i) created in the spatial subdivision step 2011 (or each grid point when divided into grids) to the reference object object 101 and the latest distance are displayed. A side point is calculated (S2021).

ここで、メッシュ頂点(i)が基準物体オブジェクト101の内部の点であれば、最短距離値をマイナスの値として再定義する(S2022)。   If the mesh vertex (i) is a point inside the reference object 101, the shortest distance value is redefined as a negative value (S2022).

次に、メッシュ頂点(i)に、最短距離、最近傍点座標を登録する(S2023)。   Next, the shortest distance and the nearest point coordinates are registered in the mesh vertex (i) (S2023).

メッシュ頂点から物体オブジェクトまでの最短距離は、物体オブジェクトを構成するポリゴン群との距離計算を行うことで求める。各ポリゴンは頂点座標とその頂点が為す面の法線ベクトルの情報を持っているため、メッシュ頂点とポリゴンまでの距離は幾何学的な条件から求めることができ、全ポリゴンまでの距離計算を行い、最小値を求めることで最短距離を決定する。なお、このときポリゴンの位置情報に基づいて計算対象ポリゴンを絞り込んで計算量を削減しても良い。   The shortest distance from the mesh vertex to the object is obtained by calculating the distance from the polygon group constituting the object. Since each polygon has information on the vertex coordinates and the normal vector of the surface made by that vertex, the distance between the mesh vertex and the polygon can be obtained from geometric conditions, and the distance to all polygons is calculated. The shortest distance is determined by obtaining the minimum value. At this time, the calculation amount may be reduced by narrowing down calculation target polygons based on the polygon position information.

ここで、メッシュ頂点が基準物体オブジェクト101の内部に位置する場合は、上述したように最短距離はマイナスの値として登録する。ポリゴンの面には表と裏の定義があり、物体オブジェクトの外表面がポリゴンの表となるようにした場合、最短距離算出時に対象とするポリゴン面の法線と、最短距離ベクトルとの為す角度が鋭角であれば、メッシュ頂点が基準物体オブジェクト101の内部の点であると判断できる。   Here, when the mesh vertex is located inside the reference object object 101, the shortest distance is registered as a negative value as described above. The polygon surface has front and back definitions, and when the outer surface of the object object is the front of the polygon, the angle between the normal of the target polygon surface and the shortest distance vector when calculating the shortest distance Is an acute angle, it can be determined that the mesh vertex is a point inside the reference object 101.

なお、メッシュ頂点に登録する情報は、最短距離及び最近傍点座標ではなく、最短距離及び方向、又は、メッシュ頂点から最近傍位置を結ぶベクトル情報としても良い。このベクトルを最短距離ベクトルと呼ぶものとする。   Note that the information registered in the mesh vertex may be vector information that connects the shortest distance and direction, or the nearest vertex position from the mesh vertex, instead of the shortest distance and nearest neighbor point coordinates. This vector is called the shortest distance vector.

本処理を全メッシュ頂点について実施する(S2024)ことで、基準物体オブジェクト101までの最短距離の空間分布のマップを作成する。   By executing this processing for all mesh vertices (S2024), a map of the spatial distribution of the shortest distance to the reference object object 101 is created.

図4に、最短距離の空間分布のマップの一例を示す。   FIG. 4 shows an example of a map of the spatial distribution of the shortest distance.

図4(a)のxy断面図において、格子状に示した点がメッシュ頂点401、斜線で表した範囲が円柱形状の基準物体オブジェクト101のxy平面断面である。基準物体オブジェクト101の外形に合わせて同心円状に記載した円は基準物体オブジェクト101からの等距離位置402を示したものである。あるメッシュ頂点p(x、y)における最短距離ベクトルを403として図中に示す。基準物体オブジェクト101の内部にあるメッシュ頂点に持たせる最短距離値はマイナスの値とするため、A−A位置においては縦軸を最短距離とすると図4(b)のグラフのようになる。最短距離値は、線407で示すように基準物体オブジェクト101の内部領域406の中心位置で最小値、表面位置でゼロとなり、表面から遠ざかるほど大きな値となる。   In the xy cross-sectional view of FIG. 4A, the points shown in a lattice form are the mesh vertices 401, and the range represented by diagonal lines is the xy plane cross-section of the cylindrical reference object 101. A circle described concentrically according to the outer shape of the reference object object 101 indicates an equidistant position 402 from the reference object object 101. The shortest distance vector at a certain mesh vertex p (x, y) is shown in the figure as 403. Since the shortest distance value to be given to the mesh vertex inside the reference object object 101 is a negative value, the graph shown in FIG. As indicated by the line 407, the shortest distance value is the minimum value at the center position of the internal region 406 of the reference object object 101, zero at the surface position, and increases as the distance from the surface increases.

(最短距離評価点設定部13)
次に、最短距離評価点設定部13では、移動物体オブジェクト102の外表面または外側に干渉チェックを行う評価点を定義する。
(Shortest distance evaluation point setting unit 13)
Next, the shortest distance evaluation point setting unit 13 defines an evaluation point for performing an interference check on the outer surface or outside of the moving object object 102.

ここでは、三次元オブジェクトの外形を包括する最小の直方体を定義する公知の手法として知られているOBB(Oriented Bounding Box)と、移動物体オブジェクトの外形状の近似精度を増やすためにOBBを分割することにより細分化してOBBの木構造を構成するOBBTreeを用いる。   Here, OBB (Oriented Bounding Box), which is known as a well-known technique for defining the smallest rectangular parallelepiped that encompasses the outline of a three-dimensional object, and OBB is divided to increase the approximation accuracy of the outer shape of a moving object. Thus, the OBBT tree that is subdivided to form the OBB tree structure is used.

図5にOBBの細分化の手法を示す。   FIG. 5 shows a method for subdividing the OBB.

先ず、OBBTreeを構成する全てのOBBについて各立体状OBBの頂点8点を干渉チェックの評価点501として設定する(階層1)。次に、最上位階層のOBB(1)を分割してOBB(2)と(3)を階層2のOBBとして生成する。更に、OBB(2)、(3)をそれぞれ分割して階層3のOBBとしてOBB(4)と(5)、OBB(6)と(7)を生成する。   First, eight vertices of each three-dimensional OBB are set as interference check evaluation points 501 for all OBBs constituting the OBBTTree (tier 1). Next, OBB (1) of the highest hierarchy is divided to generate OBB (2) and (3) as OBB of hierarchy 2. Further, OBB (2) and (3) are respectively divided to generate OBB (4) and (5) and OBB (6) and (7) as OBBs of the hierarchy 3.

図6にOBBTreeの木構造を示す。なお、図6に記載の番号は図5のOBBの番号に対応している。   FIG. 6 shows the tree structure of OBBTTree. The numbers shown in FIG. 6 correspond to the OBB numbers in FIG.

上記手法に基づき、図5に示すように、移動物体オブジェクト102のOBB(階層n)を作成し(S2031)、OBB(階層n)の頂点を最短距離評価点として定義する(S2032)。   Based on the above method, as shown in FIG. 5, an OBB (hierarchy n) of the moving object 102 is created (S2031), and the vertex of the OBB (hierarchy n) is defined as the shortest distance evaluation point (S2032).

次に、OBB(階層n)の頂点間距離が閾値以下かどうかを判定し(S2033)、閾値以下であれば、次ステップに移り、移動物体オブジェクト102を移動する(S2040)。閾値以下でなければOBBを細分化し(S2034)、再度、移動物体オブジェクト102のOBB(階層n)を作成する(S2031)。   Next, it is determined whether the distance between vertices of the OBB (hierarchy n) is equal to or smaller than a threshold value (S2033). If not below the threshold, the OBB is subdivided (S2034), and the OBB (hierarchy n) of the moving object 102 is created again (S2031).

移動物体オブジェクト102を移動すれば、それに合わせて評価点501の位置を更新する。なお、評価点の設定はOBBに限定されるものではなく、移動物体オブジェクト102のポリゴン頂点を用いても良いし、任意に設定しても良い。   If the moving object 102 is moved, the position of the evaluation point 501 is updated accordingly. The setting of the evaluation point is not limited to OBB, and the polygon vertex of the moving object object 102 may be used or may be set arbitrarily.

(干渉チェック部14)
最後に、干渉チェック部14では、最短距離評価点501の座標における最短距離情報について、最短距離マップを参照することで取得する。
(Interference check unit 14)
Finally, the interference check unit 14 acquires the shortest distance information at the coordinates of the shortest distance evaluation point 501 by referring to the shortest distance map.

最短距離マップは離散的なメッシュ頂点座標にしか登録されていないため、評価点座標の周囲のメッシュ頂点情報を補間することにより求める。メッシュが三次元の格子の場合、評価点座標を取り込む周囲の格子点8点に登録された最短距離情報を元に公知の線形空間補間方法により求めることができる。   Since the shortest distance map is registered only in discrete mesh vertex coordinates, it is obtained by interpolating mesh vertex information around the evaluation point coordinates. When the mesh is a three-dimensional lattice, it can be obtained by a known linear space interpolation method based on the shortest distance information registered at eight surrounding lattice points that take in the evaluation point coordinates.

このようにして求めた評価点の最短距離がマイナスの値であれば干渉状態、プラスの値であればその距離の隙間距離があることになる。   If the shortest distance of the evaluation points obtained in this way is a negative value, there is an interference state, and if the shortest distance is a positive value, there is a gap distance of that distance.

即ち、図3において、先ず、移動物体オブジェクトを移動させ(S2040)、全OBB(全階層)に対応する最短距離評価点を移動させる(S2041)。   That is, in FIG. 3, first, the moving object is moved (S2040), and the shortest distance evaluation point corresponding to all OBBs (all hierarchies) is moved (S2041).

次に、OBB(階層n)に対応する最短距離評価点について、基準物体オブジェクト101との最短距離を評価し(S2042)、OBB(階層n)のうち、基準物体オブジェクト101との最短距離が最小となるOBBを選定し(S2043)、この選択したOBBが最下層のものかどうかを判定する(S2044)。最下層であれば最終的に評価したOBBの頂点(評価点)において最短距離がマイナスの値かどうかを判定し(S2045)、最下層でなければ、選定したOBBの下層OBBで詳細評価を行い(S2046)、ステップS2042へ戻り、再度下層OBBに対応する最短距離評価点について、基準物体オブジェクト101との最短距離を評価する。   Next, the shortest distance from the reference object object 101 is evaluated for the shortest distance evaluation point corresponding to OBB (hierarchy n) (S2042), and the shortest distance from the reference object object 101 in OBB (hierarchy n) is the smallest. Is selected (S2043), and it is determined whether or not the selected OBB is the lowest layer (S2044). If it is the lowest layer, it is determined whether or not the shortest distance is a negative value at the vertex (evaluation point) of the finally evaluated OBB (S2045). If it is not the lowest layer, detailed evaluation is performed with the lower layer OBB of the selected OBB. (S2046), the process returns to step S2042, and the shortest distance from the reference object object 101 is evaluated again for the shortest distance evaluation point corresponding to the lower layer OBB.

ステップS2044では、1番上の階層のOBBの頂点から評価を行い、8点の頂点(評価点)のうち干渉状態と判断された場合や、最短距離(基準物体との隙間距離)が設定した閾値よりも小さい点があった場合は、その頂点8点の中で最短距離が最も小さい頂点(評価点)を抽出し、その点を含む下層の細分化されたOBBで再評価を行う。同様にして必要な精度に至るまでOBBの細分化と最短距離の評価を繰り返す。   In step S2044, the evaluation is performed from the top of the OBB in the top layer, and when the interference state is determined among the eight vertices (evaluation points), the shortest distance (gap distance from the reference object) is set. If there is a point smaller than the threshold value, the vertex (evaluation point) having the shortest shortest distance is extracted from the eight vertices, and re-evaluation is performed with the subdivided OBB including the point. Similarly, the subdivision of the OBB and the evaluation of the shortest distance are repeated until the required accuracy is reached.

次に、最終的に評価したOBBの頂点(評価点)において最短距離がマイナスの値かどうかを判定し(S2045)、マイナスの値であれば移動物体オブジェクト102と基準物体オブジェクト101とは干渉状態であると判定する(S2047)。逆に、OBBの頂点8点が全てプラスの値であれば非干渉状態と判定し(S2048)、図4に示すように、頂点8点のうち最短距離が最も小さな点を最近傍点404、その最短距離を両物体オブジェクトの最短距離405とする(S2049)。   Next, it is determined whether or not the shortest distance is a negative value at the finally evaluated OBB vertex (evaluation point) (S2045), and if it is a negative value, the moving object object 102 and the reference object object 101 are in an interference state. (S2047). On the contrary, if all the 8 vertices of OBB are positive values, it is determined as a non-interference state (S2048). As shown in FIG. The shortest distance is set as the shortest distance 405 between both object objects (S2049).

ポリゴンの大きさよりも小さなOBBは作成できないため、より詳細な干渉チェックを行いたい場合は、ポリゴンを細分化してより小さなOBBを作成したり、評価点501をOBBの頂点だけでなくポリゴン上に追加したり、などすればよい。   Since an OBB smaller than the size of the polygon cannot be created, if you want to perform a more detailed interference check, you can subdivide the polygon to create a smaller OBB, or add an evaluation point 501 on the polygon as well as the OBB vertex Or just do it.

以上の処理により基準物体オブジェクト101と移動物体オブジェクト102との干渉チェックを行うことができる。   The interference check between the reference object object 101 and the moving object object 102 can be performed by the above processing.

なお、本実施の形態では、移動物体オブジェクト102の形状は変化しないものとしたが、ロボットマニピュレータのように動作に伴い全体の形状が変化する場合は、稼動単位であるリンク構造毎にOBBTreeを作成して評価点501を定義すれば良い。   In this embodiment, it is assumed that the shape of the moving object object 102 does not change. However, when the overall shape changes with movement like a robot manipulator, an OBTree is created for each link structure that is an operation unit. Then, the evaluation point 501 may be defined.

(本実施の形態の効果)
本実施の形態による干渉チェックでは、初めに基準物体オブジェクト101に対して最短距離マップの作成と移動物体オブジェクト102に対してOBBTreeによる評価点を作成する必要がある。しかし、一度作成してしまえば、後は移動物体オブジェクト102の移動量に合わせた評価点501の座標変換と、最短距離マップの参照および参照データの補間処理のみによって最短距離を求めることができるので、計算量が少なく高速に処理を行うことができる。また、最短距離を取得することで干渉チェックを行うため、干渉の有無だけでなく隙間距離も計算負荷を増やすことなく評価することができる。
(Effect of this embodiment)
In the interference check according to the present embodiment, it is first necessary to create a shortest distance map for the reference object object 101 and to create an evaluation point by OBBTTree for the moving object object 102. However, once created, the shortest distance can be obtained only by coordinate conversion of the evaluation point 501 in accordance with the amount of movement of the moving object object 102, reference of the shortest distance map, and interpolation processing of the reference data. The calculation amount is small and the processing can be performed at high speed. Moreover, since the interference check is performed by acquiring the shortest distance, not only the presence / absence of interference but also the gap distance can be evaluated without increasing the calculation load.

また、本実施の形態による干渉チェックでは、物体オブジェクト同士の最短距離で干渉状態を判断するため、両オブジェクトの最短距離が設定した閾値よりも小さければ干渉状態と見なすこともできる。これにより、任意の隙間距離を確保することを前提とした干渉チェックを行うことができるため、例えばロボットシミュレータに適用した場合は隙間距離が保証された安全な動作設計に活用することができる。   In the interference check according to the present embodiment, the interference state is determined based on the shortest distance between the object objects. Therefore, if the shortest distance between the two objects is smaller than a set threshold value, the interference state can be regarded as an interference state. Thereby, since it is possible to perform an interference check on the assumption that an arbitrary gap distance is ensured, for example, when applied to a robot simulator, it can be used for safe operation design in which the gap distance is guaranteed.

上述したように本実施の形態による干渉チェックでは、メッシュ頂点401と基準物体オブジェクト101との最短距離を、基準物体オブジェクト101を構成するポリゴンとメッシュ頂点401との距離計算により求めており、物体形状に依存しない処理となっている。そのため、基準物体オブジェクト101の形状として上述した単純な形状の円柱体のみならず、複雑な形状の物体に対しても同様に適用することができる。   As described above, in the interference check according to the present embodiment, the shortest distance between the mesh vertex 401 and the reference object object 101 is obtained by calculating the distance between the polygon constituting the reference object object 101 and the mesh vertex 401, and the object shape It does not depend on the process. Therefore, the present invention can be similarly applied not only to the simple cylindrical body described above as the shape of the reference object object 101 but also to an object having a complicated shape.

また、ポリゴンで構成された三次元形状オブジェクトは一般的な三次元CADで作成することができるので、特別な前処理を必要とせずに適用することができる。   In addition, since a three-dimensional shape object composed of polygons can be created by a general three-dimensional CAD, it can be applied without requiring special preprocessing.

なお、本実施の形態では、基準物体オブジェクト101は静止しているものとして説明したが、移動する物体にも適用することができ、その場合は移動量に合わせて最短距離マップの位置と姿勢を更新すれば良い。   In the present embodiment, the reference object object 101 is described as being stationary. However, the present invention can also be applied to a moving object. In this case, the position and orientation of the shortest distance map are set in accordance with the movement amount. Update it.

[第2の実施の形態]
第1の実施の形態で説明した最短距離マップ作成部12では、単一の基準物体オブジェクト101に対して最短距離マップを作成した。本実施の形態では、始めに作成した最短距離マップに対し、新たに別の基準物体オブジェクトからの最短距離情報を追加する方法について説明する。
[Second Embodiment]
The shortest distance map creating unit 12 described in the first embodiment creates a shortest distance map for a single reference object 101. In the present embodiment, a method of newly adding shortest distance information from another reference object to the shortest distance map created first will be described.

先ず、第1の実施の形態で説明した方法と同様に追加する基準物体オブジェクトについても、独立した最短距離マップを作成する。初めに作成した最短距離マップを最短距離マップA、追加で作成したものを最短距離マップBと呼ぶものとする。元の最短距離マップAと追加で作成した最短距離マップBについて各メッシュ頂点に登録した最短距離情報を比較し、距離の小さい方を新たな最短距離マップCのメッシュ頂点の情報として登録する。全メッシュ頂点において前記処理を行うことで、合成した新しい最短距離マップCを作成する。   First, an independent shortest distance map is created for a reference object object to be added in the same manner as the method described in the first embodiment. The shortest distance map created first is called the shortest distance map A, and the additionally created shortest distance map is called the shortest distance map B. The shortest distance information registered in each mesh vertex is compared between the original shortest distance map A and the additionally created shortest distance map B, and the smaller distance is registered as mesh vertex information of the new shortest distance map C. By performing the above process on all mesh vertices, a new combined shortest distance map C is created.

図7に、図4の最短距離マップ図に対して基準物体オブジェクト701を追加した際の最短距離マップ図を示す。   FIG. 7 shows a shortest distance map when a reference object 701 is added to the shortest distance map of FIG.

これにより、例えば、第1の実施の形態で示した円柱形状基準物体オブジェクト101がある空間の横に同形状の基準物体オブジェクト701を追加する場合、合成した最短距離マップにおいて基準物体オブジェクトからの等距離線402は図7(a)のようになる。このときの、A−A位置における最短距離の変化は図7(b)の線408のようになり、線408で示すように基準物体オブジェクト101の内部領域406及び基準物体オブジェクト701の内部領域702の中心位置で最小値、表面位置でゼロとなる。また、2つの基準物体オブジェクトに挟まれた空間では、両オブジェクトから等距離になる位置にて最短距離が最も大きくなる。   Thereby, for example, when the reference object object 701 having the same shape is added to the side of the space where the cylindrical reference object object 101 shown in the first embodiment is present, the reference object object from the synthesized shortest distance map, etc. The distance line 402 is as shown in FIG. At this time, the change in the shortest distance at the A-A position is as shown by a line 408 in FIG. 7B, and as indicated by the line 408, the internal area 406 of the reference object object 101 and the internal area 702 of the reference object object 701. The minimum value is at the center position, and zero at the surface position. In a space between two reference object objects, the shortest distance is the largest at a position that is equidistant from both objects.

なお、本実施の形態ではメッシュ頂点401は格子状にあるものとしたが、最短距離マップAとBのメッシュ形状が異なる場合は頂点位置が一致しなくなる。この場合は、両マップのメッシュ頂点をすべて含むように最短距離マップCのメッシュ頂点を定義する。これにより必要以上にメッシュ頂点の密度が多くなる場合は、メッシュの切り方の定義に則って頂点数を間引く処理を行えば良い。   In the present embodiment, the mesh vertices 401 are assumed to be in a lattice shape, but when the shortest distance maps A and B have different mesh shapes, the vertex positions do not match. In this case, the mesh vertices of the shortest distance map C are defined so as to include all the mesh vertices of both maps. When the density of mesh vertices increases more than necessary, the number of vertices may be thinned according to the definition of how to cut the mesh.

このように定義した最短距離マップCのメッシュ頂点位置座標について、最短距離マップAとBの両方の持つ最短距離値を第1の実施の形態で示したように空間補間処理により求め、距離の小さい方を最短距離マップCに登録してマップを合成する。   With respect to the mesh vertex position coordinates of the shortest distance map C defined in this way, the shortest distance value of both the shortest distance maps A and B is obtained by spatial interpolation processing as shown in the first embodiment, and the distance is small. Are registered in the shortest distance map C to synthesize the map.

この合成した最短距離マップを利用することで、複数の基準物体オブジェクトがある環境においても、第1の実施の形態と同様に移動物体オブジェクトの干渉チェックを行うことができる。また、片方の基準物体オブジェクトが移動した際も、そのオブジェクト固有の最短距離マップを移動させた後に、もう片方の最短距離マップと再び合成することにより、最短距離マップを更新することができる。   By using this synthesized shortest distance map, it is possible to perform the interference check of the moving object object in the same manner as in the first embodiment even in an environment where there are a plurality of reference object objects. Also, when one reference object object moves, the shortest distance map can be updated by moving the shortest distance map specific to that object and then combining it again with the other shortest distance map.

なお、本実施の形態では2つの基準物体オブジェクトを例に記述したが、3つ以上になっても同様に処理することができる。   In the present embodiment, two reference object objects are described as an example, but the same processing can be performed even when there are three or more objects.

[第3の実施の形態]
第1の実施の形態では、移動物体が移動するごとに干渉チェック部14の処理により干渉チェックを実施した。
[Third Embodiment]
In the first embodiment, the interference check is performed by the process of the interference check unit 14 every time the moving object moves.

しかし、移動物体オブジェクト102が移動する前に評価した最短距離(隙間距離)と、移動物体の移動量を比較し、移動量が隙間距離よりも小さい場合は、基準物体オブジェクトと干渉することは有り得ない。   However, the shortest distance (gap distance) evaluated before the moving object object 102 moves is compared with the moving amount of the moving object. If the moving amount is smaller than the gap distance, it is possible that the reference object object will interfere. Absent.

そこで、上記条件が成立する場合は、干渉チェック部14の処理を省略する。これにより、基準物体オブジェクトと移動物体オブジェクトの位置が大きく離れている場合や、隙間距離の大きさに対して移動速度が小さいときなどの干渉が発生する恐れが無い場合に、干渉チェックに必要な計算量を削減して処理の高速化を図ることができる。   Therefore, when the above condition is satisfied, the process of the interference check unit 14 is omitted. This is necessary for the interference check when there is no risk of interference such as when the position of the reference object is far away from the moving object or when the moving speed is small relative to the gap distance. The calculation amount can be reduced and the processing speed can be increased.

10…干渉チェック装置、11…空間細分化部、12…最短距離マップ作成部、13…最短距離評価点設定部、14…干渉チェック部、101…基準物体オブジェクト、102…移動物体オブジェクト、401…メッシュ頂点、402…基準物体オブジェクトからの等距離線、403…メッシュ頂点pから見た最短距離ベクトル、404…移動物体オブジェクトの再近傍点、405…最短距離ベクトル、406…基準物体オブジェクトの内部領域、407…基準物体オブジェクトまでの最短距離、408…基準物体オブジェクトまでの最短距離、501…最短距離評価点、701…追加の基準物体オブジェクト、702…追加の基準物体オブジェクトの内部領域   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Interference check apparatus, 11 ... Spatial subdivision part, 12 ... Shortest distance map preparation part, 13 ... Shortest distance evaluation point setting part, 14 ... Interference check part, 101 ... Reference | standard object object, 102 ... Moving object object, 401 ... Mesh vertex, 402 ... equidistant line from reference object, 403 ... shortest distance vector seen from mesh vertex p, 404 ... re-neighbor point of moving object, 405 ... shortest distance vector, 406 ... internal region of reference object 407: shortest distance to the reference object, 408: shortest distance to the reference object, 501 ... shortest distance evaluation point, 701 ... additional reference object, 702 ... internal area of the additional reference object

Claims (15)

仮想空間上で三次元形状物体同士の干渉をチェックする方法であって、
演算装置が以下の各々のステップ、すなわち、
仮想空間をメッシュ分割して小さな領域に細分化する空間細分化ステップと、
前記メッシュの各頂点と基準対象物である基準物体オブジェクトの表面までの最短距離と方向を算出し、各メッシュ頂点に付随する情報として登録することにより、基準物体オブジェクトまでの最短距離マップを作成する最短距離マップ作成ステップと、
前記仮想空間上を移動する移動物体オブジェクト上に、前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を評価するための評価点を設定する最短距離評価点設定ステップと、
前記最短距離評価点の座標値に基づいて最短距離マップを参照することにより前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を取得して、移動物体オブジェクトと基準物体オブジェクトとの干渉の有無を評価する干渉チェックステップと、
を実行することを特徴とする干渉チェック方法。
A method for checking interference between three-dimensional objects in a virtual space,
The computing device has each of the following steps:
A spatial subdivision step that subdivides the virtual space into smaller areas, and
The shortest distance map to the reference object object is created by calculating the shortest distance and direction from each vertex of the mesh to the surface of the reference object that is the reference object, and registering it as information associated with each mesh vertex. The shortest distance map creation step,
A shortest distance evaluation point setting step for setting an evaluation point for evaluating the shortest distance to the reference body object on the moving object that moves in the virtual space;
An interference check step for obtaining the shortest distance to the reference object by referring to the shortest distance map based on the coordinate value of the shortest distance evaluation point and evaluating the presence or absence of interference between the moving object and the reference object When,
An interference check method comprising:
前記干渉チェックステップにおいて、更に干渉するまでの隙間距離を評価することを特徴とする請求項1記載の干渉チェック方法。   The interference check method according to claim 1, wherein in the interference check step, a gap distance until further interference is evaluated. 前記干渉チェックステップにおいて、評価した隙間距離が設定した閾値よりも小さいときは、前記演算装置が前記移動物体オブジェクト上の最短距離評価点の数を増やして密度が高くなるように再定義することで、前記基準物体オブジェクトとの干渉の有無及び干渉するまでの隙間距離を再評価することを特徴とする請求項1又は2記載の干渉チェック方法。   In the interference check step, when the evaluated gap distance is smaller than the set threshold value, the arithmetic device redefines the density so that the density is increased by increasing the number of shortest distance evaluation points on the moving object object. The interference check method according to claim 1, wherein the presence or absence of interference with the reference object and the gap distance until the interference is reevaluated. 前記最短距離マップ作成ステップにおいて、前記演算装置が前記基準物体オブジェクトまでの最短距離マップを作成した後、別の基準物体オブジェクトについて同様に最短距離マップを作成し、元の最短距離マップに設定されている最短距離と比較して距離の小さい方を採用することにより、最短距離マップを合成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の干渉チェック方法。   In the shortest distance map creating step, after the computing device creates the shortest distance map to the reference object, the shortest distance map is similarly created for another reference object, and the original shortest distance map is set. The interference check method according to any one of claims 1 to 3, wherein the shortest distance map is synthesized by adopting a smaller distance compared to the shortest distance. 前記移動物体オブジェクトの移動量が、移動前に評価した隙間距離よりも小さいときは、前記演算装置が干渉チェックステップを省略することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の干渉チェック方法。   5. The interference according to claim 1, wherein when the moving amount of the moving object is smaller than a gap distance evaluated before the movement, the arithmetic unit omits the interference check step. Method for checking. 仮想空間上で三次元形状物体同士の干渉をチェックする装置であって、
仮想空間をメッシュ分割して小さな領域に細分化する空間細分化部と、
前記メッシュの各頂点と基準対象物である基準物体オブジェクトの表面までの最短距離と方向を算出し、各メッシュ頂点に付随する情報として登録することにより、基準物体オブジェクトまでの最短距離マップを作成する最短距離マップ作成部と、
前記仮想空間上を移動する移動物体オブジェクト上に、前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を評価するための評価点を設定する最短距離評価点設定部と、
前記最短距離評価点の座標値に基づいて最短距離マップを参照することにより前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を取得して、移動物体オブジェクトと基準物体オブジェクトとの干渉の有無を評価する干渉チェック部と、
を備えることを特徴とする干渉チェック装置。
A device for checking interference between three-dimensional objects in a virtual space,
A space segmentation unit that subdivides the virtual space into smaller areas and
The shortest distance map to the reference object object is created by calculating the shortest distance and direction from each vertex of the mesh to the surface of the reference object that is the reference object, and registering it as information associated with each mesh vertex. The shortest distance map generator,
A shortest distance evaluation point setting unit for setting an evaluation point for evaluating the shortest distance to the reference object object on the moving object moving in the virtual space;
An interference check unit that obtains the shortest distance to the reference object by referring to the shortest distance map based on the coordinate value of the shortest distance evaluation point, and evaluates the presence or absence of interference between the moving object and the reference object When,
An interference check device comprising:
前記干渉チェック部において、更に干渉するまでの隙間距離を評価することを特徴とする請求項6記載の干渉チェック装置。   The interference check apparatus according to claim 6, wherein the interference check unit evaluates a gap distance until further interference occurs. 前記干渉チェック部において、評価した隙間距離が設定した閾値よりも小さいときは、前記移動物体オブジェクト上の最短距離評価点の数を増やして密度が高くなるように再定義することで、前記基準物体オブジェクトとの干渉の有無及び干渉するまでの隙間距離を再評価することを特徴とする請求項6又は7記載の干渉チェック装置。   In the interference check unit, when the evaluated gap distance is smaller than a set threshold value, the number of shortest distance evaluation points on the moving object object is increased to redefine the reference object so as to increase the density. 8. The interference check apparatus according to claim 6, wherein the presence / absence of interference with the object and the gap distance until the interference are reevaluated. 前記最短距離マップ作成部において、前記基準物体オブジェクトまでの最短距離マップを作成した後、別の基準物体オブジェクトについて同様に最短距離マップを作成し、元の最短距離マップに設定されている最短距離と比較して距離の小さい方を採用することにより、最短距離マップを合成することを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項記載の干渉チェック装置。   In the shortest distance map creating unit, after creating the shortest distance map to the reference object, the shortest distance map is similarly created for another reference object, and the shortest distance set in the original shortest distance map The interference check apparatus according to claim 6, wherein the shortest distance map is synthesized by adopting the one having a smaller distance in comparison. 前記移動物体オブジェクトの移動量が、移動前に評価した隙間距離よりも小さいときは、干渉チェック部を使用しないことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項記載の干渉チェック装置。   The interference check device according to claim 6, wherein the interference check unit is not used when the moving amount of the moving object is smaller than the gap distance evaluated before the movement. 演算装置を、仮想空間上で三次元形状物体同士の干渉をチェックする装置として動作させる干渉チェックプログラムであって、
前記演算装置を、
仮想空間をメッシュ分割して小さな領域に細分化する空間細分化部と、
前記メッシュの各頂点と基準対象物である基準物体オブジェクトの表面までの最短距離と方向を算出し、各メッシュ頂点に付随する情報として登録することにより、基準物体オブジェクトまでの最短距離マップを作成する最短距離マップ作成部と、
前記仮想空間上を移動する移動物体オブジェクト上に、前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を評価するための評価点を設定する最短距離評価点設定部と、
前記最短距離評価点の座標値に基づいて最短距離マップを参照することにより前記基準物体オブジェクトまでの最短距離を取得して、移動物体オブジェクトと基準物体オブジェクトとの干渉の有無を評価する干渉チェック部とを備えた干渉チェック装置として動作させることを特徴とする干渉チェックプログラム。
An interference check program for operating an arithmetic device as a device for checking interference between three-dimensional objects in a virtual space,
The computing device,
A space segmentation unit that subdivides the virtual space into smaller areas and
The shortest distance map to the reference object object is created by calculating the shortest distance and direction from each vertex of the mesh to the surface of the reference object that is the reference object, and registering it as information associated with each mesh vertex. The shortest distance map generator,
A shortest distance evaluation point setting unit for setting an evaluation point for evaluating the shortest distance to the reference object object on the moving object moving in the virtual space;
An interference check unit that obtains the shortest distance to the reference object by referring to the shortest distance map based on the coordinate value of the shortest distance evaluation point, and evaluates the presence or absence of interference between the moving object and the reference object An interference check program which is operated as an interference check device comprising:
前記干渉チェック部において、更に干渉するまでの隙間距離を評価することを特徴とする請求項11記載の干渉チェックプログラム。   The interference check program according to claim 11, wherein the interference check unit evaluates a gap distance until further interference occurs. 前記干渉チェック部において、評価した隙間距離が設定した閾値よりも小さいときは、前記移動物体オブジェクト上の最短距離評価点の数を増やして密度が高くなるように再定義することで、前記基準物体オブジェクトとの干渉の有無及び干渉するまでの隙間距離を再評価することを特徴とする請求項11又は12記載の干渉チェックプログラム。   In the interference check unit, when the evaluated gap distance is smaller than a set threshold value, the number of shortest distance evaluation points on the moving object object is increased to redefine the reference object so as to increase the density. 13. The interference check program according to claim 11, wherein the presence or absence of interference with the object and the gap distance until the interference are reevaluated. 前記最短距離マップ作成部において、前記基準物体オブジェクトまでの最短距離マップを作成した後、別の基準物体オブジェクトについて同様に最短距離マップを作成し、元の最短距離マップに設定されている最短距離と比較して距離の小さい方を採用することにより、最短距離マップを合成することを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項記載の干渉チェックプログラム。   In the shortest distance map creating unit, after creating the shortest distance map to the reference object, the shortest distance map is similarly created for another reference object, and the shortest distance set in the original shortest distance map The interference check program according to any one of claims 11 to 13, wherein the shortest distance map is synthesized by adopting a smaller distance in comparison. 前記移動物体オブジェクトの移動量が、移動前に評価した隙間距離よりも小さいときは、干渉チェック部を使用しないことを特徴とする請求項11乃至14のいずれか1項記載の干渉チェックプログラム。   The interference check program according to any one of claims 11 to 14, wherein the interference check unit is not used when the moving amount of the moving object is smaller than the gap distance evaluated before the movement.
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