JP2017207869A - Data output restriction device for solid object molding - Google Patents
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Description
本発明は、立体物を表すデータを基に、樹脂等を加工して立体物を造形する3Dプリンタ等の立体物造形装置の利用に際して、立体物造形装置からの出力に不適切なものを判別するための技術に関する。 In the present invention, when using a three-dimensional object forming apparatus such as a 3D printer that processes a resin or the like to form a three-dimensional object based on data representing the three-dimensional object, it is determined which is inappropriate for output from the three-dimensional object forming apparatus. It relates to technology.
近年、立体物を表すデータをもとに、樹脂や石膏等を加工して造形する3Dプリンタが立体物造形装置として普及してきている。3Dプリンタは、立体物の三次元形状をポリゴンの集合で表現したポリゴンモデルを用いて立体物の出力を行う。3Dプリンタの医療応用として、医療診断で撮影されるCT/MRI画像(DICOM形式3次元ボクセルデータ)を基に、3Dプリンタ出力用モデリングデータ(ポリゴンモデル)を作成し、手術シミュレーション・医学教育・インフォームドコンセント向けの臓器模型を出力したり、体内埋め込み用の人工臓器(血管、骨、関節など)を作成したりする試みが始まっている。 In recent years, 3D printers that process and model resin, gypsum, and the like based on data representing a three-dimensional object have become widespread as three-dimensional object modeling apparatuses. The 3D printer outputs a three-dimensional object using a polygon model that represents a three-dimensional shape of the three-dimensional object as a set of polygons. As a medical application of 3D printer, 3D printer output modeling data (polygon model) is created based on CT / MRI image (DICOM format 3D voxel data) taken by medical diagnosis. Attempts have been made to output organ models for informed consent or to create artificial organs (blood vessels, bones, joints, etc.) for implantation in the body.
3Dプリンタには、インターネットを介して情報だけでなく、モノを遠隔地に間接的に伝搬できる革新性を備えている。そのため、これまで税関で規制されていた銃砲・刀剣などの危険物がデータ形態で国境を越えて流布され、3Dプリンタによりモノとして容易に入手可能になるという問題が発生している。 3D printers have an innovation that can propagate not only information but also things remotely to the remote location via the Internet. For this reason, there has been a problem that dangerous materials such as guns and swords that have been regulated by customs have been distributed across the border in the form of data and can be easily obtained as 3D printers.
3Dプリンタは、複雑なフィギュアを表面の絵柄を含めて完成形態で一括出力できるという従来の製造方法では実現できない優れた特徴があるが、拳銃などの危険物の製造においては、部品単位にばらして3Dプリンタ出力される方法が一般的にとられる。理由としては、人手による調整が必要な精度が要求される可動機構があるためである。その他、3Dプリンタで出力できない金属材料部品・電子部品などが必要な場合、プリンタ出力サイズの制約から一括出力できない場合、完成モデルの形態が不安定で造形中に崩れやすい場合などにも、部品単位にばらして3Dプリンタ出力される。そのため、特許文献1のように、3Dプリンタ出力規制システムの実現において、ブラックリストに登録されている全体モデルと3Dプリンタ出力される部品モデルとの部分照合が要求される。 The 3D printer has an excellent feature that cannot be realized by the conventional manufacturing method that can output complex figures in a complete form including the surface pattern, but in the production of dangerous goods such as pistols, it is divided into parts. A method of outputting to a 3D printer is generally used. The reason is that there is a movable mechanism that requires precision that requires manual adjustment. In addition, if you need metal parts or electronic parts that cannot be output by a 3D printer, if you cannot output all at once due to printer output size restrictions, or if the completed model is unstable and easily collapses during modeling 3D printer output. For this reason, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-260, partial verification of the entire model registered in the black list and the part model output by the 3D printer is required in realizing the 3D printer output restriction system.
しかし、特許文献1の適用は、DBに登録されているポリゴンモデルと同一のポリゴン構成のポリゴンデータを部品として包含している場合に限定されるため、モデル形状に若干の変形が加わるとポリゴンの対応関係がとれなくなり、適切な判定が行えないという問題があった。また、別な対策として、DB側には全体モデルと全ての構成部品モデルのポリゴンデータを登録する方法が考えられる。これにより、3Dプリンタ出力対象のモデルがDB登録されている部品モデルであれば阻止できる。しかし、複数の部品を合成した形態で3Dプリンタ出力される場合には対応できない。といって、あらゆる部品の組み合わせでDB登録することは、構成部品の数が多くなると、実現困難である。 However, since the application of Patent Document 1 is limited to the case where polygon data having the same polygon configuration as that of the polygon model registered in the DB is included as a part, if the model shape is slightly deformed, the polygon There was a problem that the correspondence could not be taken and proper judgment could not be made. As another countermeasure, a method of registering the polygon data of the entire model and all the component model on the DB side can be considered. As a result, if the 3D printer output target model is a part model registered in the DB, it can be blocked. However, it is not possible to output a 3D printer in a form in which a plurality of parts are combined. However, it is difficult to register the DB with any combination of parts as the number of components increases.
そこで、特許文献2において、与えられたポリゴンモデルを部品単位に分割して照合する方法が提案されている。DB側には全体モデルと全ての構成部品モデルの特徴データ(特徴ベクトルなどとも呼ばれる)を登録しておき、出力対象の3Dモデルを部品に分割し、部品単位に照合するものである。特許文献2の技術では次の2つの問題がある。
(1)細分化された多数の部品で構成されているモデルの場合、個々の部品単体では違法性を判別することが難しい(各部品は適正なモデルでも使用されるため、適正なモデルを違法性ありと誤判定しやすい)。
(2)複合部品に対して分離不能な形態に連結させる改変が加えられるか、単体部品に対して分離可能な状態に分割する改変が加えられると、DB登録されている部品と整合性がとれず判定できなくなる。
Therefore, Patent Document 2 proposes a method of dividing a given polygon model into parts and collating them. On the DB side, feature data (also referred to as feature vectors) of the entire model and all component model are registered, and the 3D model to be output is divided into parts and collated in parts. The technique of Patent Document 2 has the following two problems.
(1) In the case of a model composed of a large number of subdivided parts, it is difficult to determine the illegality of individual parts alone (because each part is also used in an appropriate model, the appropriate model is illegal) It is easy to misjudg that there is a sex).
(2) If a modification is made to connect a composite part in an inseparable form, or a modification is made to divide a single part into a separable state, consistency with the parts registered in the DB is reduced. Cannot be judged.
そこで、本発明は、出力対象の3DのポリゴンモデルがDB登録されている全体モデルを構成する複数の部品により構成される形態で出力されるような場合であっても、出力の適否を適切に判定することが可能な立体物造形用データ出力規制装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention appropriately determines whether output is appropriate even when a 3D polygon model to be output is output in a form constituted by a plurality of parts constituting an overall model registered in the DB. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional object shaping data output regulation device that can be determined.
上記課題を解決するため、本発明第1の態様では、
ポリゴンの集合として表現されたポリゴンモデルを立体物造形装置に立体物造形用データとして出力する際に、規制すべきか否かを判定する装置であって、
出力を規制すべきポリゴンモデルである規制モデル内の3つのポリゴンに基づいて形成される三角形を特徴付けるパラメータの度数分布が登録されたデータベースと、
出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、当該対象モデル内から選択された3つのポリゴン上の所定の点により形成される三角形を特徴付けるパラメータを算出し、前記3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて重み付けしながら、当該パラメータの度数分布を算出する度数分布算出手段と、
前記対象モデルの度数分布の前記パラメータのスケールを、前記データベースに登録されている規制モデルの度数分布の前記パラメータのスケールに整合させる処理を行い、前記整合された対象モデルの度数分布を作成する度数分布整合手段と、
前記整合された対象モデルの度数分布を、前記規制モデルの度数分布と照合し、出力を規制すべきか否かを判定する度数分布照合手段と、
を有することを特徴とする立体物造形用データ出力規制装置を提供する。
In order to solve the above problems, in the first aspect of the present invention,
A device for determining whether or not to regulate when outputting a polygon model expressed as a set of polygons to a three-dimensional object modeling apparatus as three-dimensional object modeling data,
A database in which a frequency distribution of parameters characterizing a triangle formed based on three polygons in a restriction model, which is a polygon model whose output is to be restricted, is registered;
For a target model that is a polygon model to be output, parameters that characterize a triangle formed by predetermined points on three polygons selected from the target model are calculated, and the areas and normals of the three polygons are calculated. A frequency distribution calculating means for calculating a frequency distribution of the parameter while weighting based on a vector;
The frequency of creating the frequency distribution of the matched target model by performing processing for matching the scale of the parameter of the frequency distribution of the target model with the scale of the parameter of the frequency distribution of the regulatory model registered in the database Distribution matching means;
A frequency distribution matching unit that matches the frequency distribution of the matched target model with the frequency distribution of the restriction model and determines whether or not the output should be restricted;
There is provided a three-dimensional object shaping data output regulation device characterized by comprising:
本発明第1の態様によれば、規制モデル内の3つのポリゴンに基づいて形成される三角形を特徴付けるパラメータの度数分布が登録されたデータベースを備え、出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、対象モデル内から選択された3つのポリゴン上の所定の点により形成される三角形を特徴付けるパラメータを算出し、3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて重み付けしながら、当該パラメータの度数分布を算出し、対象モデルの度数分布のパラメータのスケールを、データベースに登録されている規制モデルの度数分布のパラメータのスケールに整合させる処理を行い、前記整合された対象モデルの度数分布を作成し、整合された対象モデルの規制モデルの度数分布と照合し、出力を規制すべきか否かを判定するようにしたので、3つのポリゴンが同一の部品に対応するポリゴンモデルに属する場合と3つのポリゴンが複数の部品に対応するポリゴンモデルに属する場合とで算出される度数分布に差が生じ、度数分布における個々の部品の識別性が向上し、出力対象の3Dのポリゴンモデルがデータベースに登録されている規制モデルを構成する複数の部品により構成される形態で出力されるような場合であっても、出力の適否を適切に判定することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a database in which a frequency distribution of parameters characterizing a triangle formed based on three polygons in a restriction model is registered, and an object model that is a polygon model to be output is provided. The parameter characterizing the triangle formed by the predetermined points on the three polygons selected from the target model is calculated, and the frequency distribution of the parameter is calculated while weighting based on the area and normal vector of the three polygons. Calculate and adjust the frequency distribution parameter scale of the target model to the frequency distribution parameter scale of the regulated model registered in the database, create the frequency distribution of the matched target model, and match Check whether the output should be regulated by checking against the frequency distribution of the regulated model of the target model Therefore, there is a difference in the frequency distribution calculated when the three polygons belong to the polygon model corresponding to the same part and when the three polygons belong to the polygon model corresponding to a plurality of parts. Even if the identification of individual parts is improved and the 3D polygon model to be output is output in a form composed of a plurality of parts constituting the restriction model registered in the database It is possible to appropriately determine whether or not this is appropriate.
また、本発明第2の態様では、前記三角形を特徴付けるパラメータは、前記3つのポリゴンそれぞれの所定の点により構成される三角形の外接円半径であることを特徴とする。 In the second aspect of the present invention, the parameter characterizing the triangle is a circumscribed circle radius of a triangle constituted by a predetermined point of each of the three polygons.
本発明第2の態様によれば、規制モデル内の3つのポリゴンに基づいて形成される三角形を特徴付けるパラメータが、3つのポリゴンそれぞれの所定の点により構成される三角形の外接円半径であるので、ポリゴンモデルを基に立体物の出力を行う際に、出力を規制すべきか否かの判定をポリゴンモデルの形状に鋭敏に反映する外接円半径の度数分布を用いて高精度に行うことが可能となる。ここで、ポリゴンモデルの形状に鋭敏に反映するとは、以下のような意味である。例えば、3D形状の基本である球体では、当該球体の半径に対応する最大距離の1箇所にピークが現れる簡素な度数分布になる。しかし、3D形状が球体からずれるに伴い、種々の箇所にピークが加わり、形状差異に明確に反応する複雑な度数分布になる。 According to the second aspect of the present invention, the parameter characterizing the triangle formed based on the three polygons in the restriction model is the circumscribed circle radius of the triangle formed by the predetermined points of each of the three polygons. When outputting a three-dimensional object based on a polygon model, it is possible to determine whether the output should be regulated with high accuracy using the frequency distribution of the circumscribed circle radius that sharply reflects the shape of the polygon model Become. Here, the sharp reflection in the shape of the polygon model has the following meaning. For example, a sphere that is the basis of a 3D shape has a simple frequency distribution in which a peak appears at one place of the maximum distance corresponding to the radius of the sphere. However, as the 3D shape deviates from the sphere, peaks are added at various locations, resulting in a complex frequency distribution that clearly reacts to shape differences.
また、本発明第3の態様では、前記整合された対象モデルの度数分布に対して各度数の値を所定の範囲に収まるように補正し、補正した度数の値に1未満の値で累乗を施した強調成分を作成する強調成分作成手段と、前記整合された対象モデルの度数分布および前記規制モデルの度数分布に対して前記強調成分を各々乗算し、対象モデルの強調度数分布および規制モデルの強調度数分布を作成する度数分布強調手段と、をさらに備え、前記度数分布照合手段は、前記対象モデルの強調度数分布と前記規制モデルの強調度数分布を照合することを特徴とする。 In the third aspect of the present invention, each frequency value is corrected so as to be within a predetermined range with respect to the frequency distribution of the matched target model, and the corrected frequency value is raised to a power less than 1. An emphasis component creating means for creating an emphasis component, and a frequency distribution of the matched target model and a frequency distribution of the regulation model are multiplied by the emphasis component, respectively. Frequency distribution emphasizing means for creating an emphasis frequency distribution, and the frequency distribution collating means collates the emphasis frequency distribution of the target model with the emphasis frequency distribution of the restriction model.
本発明第3の態様によれば、整合された対象モデルの度数分布に対して各度数の値を所定の範囲に収まるように補正し、補正した度数の値に1未満の値で累乗を施した強調成分を作成し、整合された対象モデルの度数分布および前記規制モデルの度数分布に対して前記強調成分を各々乗算することにより、対象モデルの強調度数分布および規制モデルの強調度数分布を作成し、対象モデルの強調度数分布および規制モデルの強調度数分布を照合するようにしたので、規制モデルの度数分布から、対象モデルの度数分布に対応する成分を概ね抽出し、規制モデルの度数分布と部分的に照合を行うことができる。このため、対象モデルが規制モデルの一構成部品に相当する場合であっても出力を規制すべきか否かの判定を高精度に行うことが可能となる。実際には、規制モデルの度数分布に強調成分を乗算すると、対象モデルの度数分布に対応する成分だけでなく、対象モデルの度数分布に対応しない他の部品に対応する成分も部分的に強調されることになる。この強調を抑えるため、補正した度数の値を累乗する値を1未満の実数値とすることにより、強調処理後の成分の変化をなだらかにする。したがって、規制モデルの度数分布に、補正した度数の値を累乗する値を1未満の実数値とした強調成分を乗算すると、対象モデルの度数分布に対応しない他の部品に対応する成分に対する強調処理を抑えることができる。補正した度数の値を累乗する値は、1/5〜1/3の範囲の実数値とすることがより好ましい。 According to the third aspect of the present invention, the frequency value of the matched target model is corrected so as to be within a predetermined range, and the corrected frequency value is raised to a power of less than 1. To create the emphasis frequency distribution of the target model and the emphasis frequency distribution of the regulation model by multiplying the frequency distribution of the matched target model and the frequency distribution of the regulation model by the emphasis component, respectively. However, since the emphasis frequency distribution of the target model and the emphasis frequency distribution of the regulatory model are collated, components corresponding to the frequency distribution of the target model are generally extracted from the frequency distribution of the regulatory model, and the frequency distribution of the regulatory model is Partial verification can be performed. For this reason, even when the target model corresponds to one component of the restriction model, it is possible to determine with high accuracy whether or not the output should be restricted. In fact, when the frequency distribution of the regulatory model is multiplied by the emphasis component, not only the component corresponding to the frequency distribution of the target model but also the component corresponding to other parts not corresponding to the frequency distribution of the target model are partially emphasized. Will be. In order to suppress this emphasis, the value obtained by increasing the power of the corrected frequency is set to a real value less than 1, thereby smoothing the change in the component after the emphasis process. Accordingly, when the frequency distribution of the regulated model is multiplied by an emphasis component in which a value obtained by raising the corrected frequency value to a real value of less than 1, emphasis processing is performed on components corresponding to other parts not corresponding to the frequency distribution of the target model Can be suppressed. The value obtained by raising the corrected frequency value to a power is more preferably a real value in the range of 1/5 to 1/3.
また、本発明第4の態様では、前記度数分布算出手段は、前記対象モデルに対して、当該対象モデル内のポリゴンを第1グループ、第2グループ、第3グループの3つのグループに分類し、各グループから1つずつポリゴンを選択することにより、前記3つのポリゴンを選択することを特徴とする。 In the fourth aspect of the present invention, the frequency distribution calculating unit classifies the polygons in the target model into three groups of a first group, a second group, and a third group for the target model, The three polygons are selected by selecting one polygon from each group.
本発明第4の態様によれば、対象モデル内のポリゴンを第1グループ、第2グループ、第3グループの3つのグループに分類し、各グループから1つずつポリゴンを選択するようにしたので、三角形を形成するための3つのポリゴンの組み合わせを互いに重複することなく作成することができ、効率的な処理を行うことが可能となる。グループに分類せずにランダムに選択すれば、ある確率で重複が発生してしまうことが多くなる。第2の態様では、重複が発生しないように、各グループからポリゴンを1つずつ選択している。 According to the fourth aspect of the present invention, the polygons in the target model are classified into three groups of the first group, the second group, and the third group, and one polygon is selected from each group. A combination of three polygons for forming a triangle can be created without overlapping each other, and efficient processing can be performed. If a random selection is made without classifying into groups, duplication often occurs with a certain probability. In the second mode, one polygon is selected from each group so that no overlap occurs.
また、本発明第5の態様では、前記度数分布算出手段は、前記各グループのポリゴン数をN/3個とした際、N/3個の連続する整数をランダムに入れ替えた(シャッフル)乱数配列を作成するとともに、前記乱数配列の先頭から末尾への順序を逆にした反転乱数配列を作成し、前記3つのグループのうち、1つのグループに前記乱数配列、他の1つのグループに前記反転乱数配列をそれぞれ適用してグループ内のポリゴンの順序を入れ替えた後、各グループの先頭から順に、前記ポリゴンの選択を行うことを特徴とする。 Further, in the fifth aspect of the present invention, the frequency distribution calculating means, when the number of polygons in each group is N / 3, is a random number array in which N / 3 consecutive integers are randomly replaced (shuffled). And generating an inverted random number array in which the order of the random number array from the beginning to the end is reversed, and among the three groups, the random number array is included in one group, and the inverted random number array is included in the other group. The polygons are selected in order from the top of each group after the order of the polygons in the group is changed by applying each array.
本発明第5の態様によれば、各グループのポリゴン数N/3の連続する整数をランダムに入れ替えた乱数配列を作成するとともに、乱数配列の先頭から末尾への順序を逆にした反転乱数配列を作成し、3つのグループのうち、1つのグループに乱数配列、他の1つのグループに反転乱数配列をそれぞれ適用してグループ内のポリゴンの順序を入れ替えた後、各グループの先頭から順に、ポリゴンの選択を行うようにしたので、3つのグループのポリゴンの配列順序を、三次元空間における位置からランダムに設定することができ、ランダムかつ互いに重複しないポリゴンの組み合わせで算出された三角形を特徴付けるパラメータに基づいて、度数分布を求めることが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, an inverted random number array in which a random number array in which consecutive integers of the number of polygons N / 3 in each group are randomly replaced is created and the order from the beginning to the end of the random number array is reversed After applying the random number array to one group and the inverted random number array to the other group, and changing the order of the polygons in the group, the polygons in order from the top of each group Since the selection order of the polygons of the three groups can be set at random from the position in the three-dimensional space, the parameter that characterizes the triangle calculated by the combination of random and non-overlapping polygons can be used. Based on this, the frequency distribution can be obtained.
また、本発明第6の態様では、前記度数分布算出手段は、
前記第1グループのポリゴンに前記乱数配列、前記第2グループのポリゴンに前記反転乱数配列をそれぞれ適用して順序を入れ替え、前記第3グループのポリゴンの順序を入れ替えずに前記ポリゴンの選択を行ってN/3個の三角形を形成し、
前記第2グループのポリゴンに前記乱数配列、前記第3グループのポリゴンに前記反転乱数配列をそれぞれ適用して順序を入れ替え、前記第1グループのポリゴンの順序を入れ替えずに前記ポリゴンの選択を行ってN/3個の三角形を形成し、
前記第3グループのポリゴンに前記乱数配列、前記第1グループのポリゴンに前記反転乱数配列をそれぞれ適用して順序を入れ替え、前記第2グループのポリゴンの順序を入れ替えずに前記ポリゴンの選択を行ってN/3個の三角形を形成することを特徴とする。
In the sixth aspect of the present invention, the frequency distribution calculating means includes
The random number array is applied to the first group of polygons and the inverted random number array is applied to the second group of polygons to change the order, and the polygons are selected without changing the order of the third group of polygons. N / 3 triangles are formed,
The random number array is applied to the second group of polygons and the inverted random number array is applied to the third group of polygons to change the order, and the polygons are selected without changing the order of the first group of polygons. N / 3 triangles are formed,
The random number array is applied to the third group of polygons and the inverted random number array is applied to the first group of polygons to change the order, and the polygons are selected without changing the order of the second group of polygons. N / 3 triangles are formed.
本発明第6の態様によれば、第1グループのポリゴンに乱数配列、第2グループのポリゴンに反転乱数配列をそれぞれ適用して順序を入れ替え、第3グループのポリゴンの順序を入れ替えずにポリゴンの選択を行ってN/3個の三角形を形成し、第2グループのポリゴンに乱数配列、第3グループのポリゴンに反転乱数配列をそれぞれ適用して順序を入れ替え、第1グループのポリゴンの順序を入れ替えずにポリゴンの選択を行ってN/3個の三角形を形成し、第3グループのポリゴンに乱数配列、第1グループのポリゴンに反転乱数配列をそれぞれ適用して順序を入れ替え、第2グループのポリゴンの順序を入れ替えずにポリゴンの選択を行ってN/3個の三角形を形成するようにしたので、ポリゴンモデルのポリゴン数Nと同数のトータルN個の三角形をランダムかつ互いに重複することなく形成することが可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, the random number array is applied to the first group of polygons and the inverted random number array is applied to the second group of polygons to change the order of the polygons without changing the order of the third group of polygons. Select to form N / 3 triangles, apply a random number array to the second group of polygons, and apply an inverted random number array to the third group of polygons to change the order, and change the order of the first group of polygons The polygons are selected to form N / 3 triangles, the order is changed by applying a random number array to the third group of polygons and an inverted random number array to the first group of polygons, and the second group of polygons. Since polygons are selected without changing the order of N / 3 triangles, the number of totas equal to the number N of polygons in the polygon model is set. N pieces of triangular can be formed without overlapping random and each other.
また、本発明第7の態様では、
前記度数分布算出手段は、
前記度数分布を1回算出するごとに、前記3つのグループのうち2つのグループ内のポリゴンの順序を変化させて、前記度数分布を改めて算出する処理を所定の回数、繰り返し行い、算出された度数分布の平均値を、照合対象の度数分布とするものであることを特徴とする。
In the seventh aspect of the present invention,
The frequency distribution calculating means includes:
Each time the frequency distribution is calculated, the order of polygons in two groups out of the three groups is changed, and the frequency distribution is recalculated a predetermined number of times, and the calculated frequency is calculated. The average value of the distribution is a frequency distribution to be verified.
本発明第7の態様によれば、度数分布を1回算出するごとに、3つのグループのうち2つのグループ内のポリゴンの順序を変化させて、度数分布を改めて算出する処理を所定の回数、繰り返し行い、算出された度数分布の平均値を、照合対象の度数分布とするようにしたので、既に算出されたN個の三角形とは重複しない新規なN個の三角形を基に度数分布が算出され、度数分布が更新されるようになるため、3つのポリゴンの組み合わせである三角形のサンプルが少な過ぎることにより度数分布が特異な形態に偏らないように的確な度数分布を得ることが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, every time the frequency distribution is calculated, the process of calculating the frequency distribution again by changing the order of the polygons in two groups out of the three groups a predetermined number of times, Since the average value of the calculated frequency distribution is repeatedly set as the frequency distribution to be collated, the frequency distribution is calculated based on the new N triangles that do not overlap with the already calculated N triangles. Therefore, since the frequency distribution is updated, it is possible to obtain an accurate frequency distribution so that the frequency distribution is not biased to a peculiar form when there are too few triangular samples that are combinations of three polygons. .
また、本発明第8の態様では、
前記度数分布算出手段は、
前記度数分布を1回算出するごとに、前記3つのグループのうち2つのグループ内のポリゴンの順序を変化させて、前記度数分布を改めて算出する処理を繰り返し行い、
算出直後の度数分布と、その直前に得られた前記度数分布を比較し、比較の結果で類似性が認められる場合に、前記算出直後の度数分布を、照合対象の度数分布とするものであることを特徴とする。
In the eighth aspect of the present invention,
The frequency distribution calculating means includes:
Each time the frequency distribution is calculated, the order of polygons in two groups among the three groups is changed, and the process of calculating the frequency distribution is repeated.
When the frequency distribution immediately after the calculation is compared with the frequency distribution obtained immediately before that, and the similarity is found as a result of the comparison, the frequency distribution immediately after the calculation is the frequency distribution to be verified. It is characterized by that.
本発明第8の態様によれば、度数分布を1回算出するごとに、3つのグループのうち2つのグループ内のポリゴンの順序を変化させて、度数分布を改めて算出する処理を繰り返し行い、算出直後の度数分布と、その直前に得られた度数分布を比較し、比較の結果で類似性が認められる場合に、算出直後の度数分布を、照合対象の度数分布とするようにしたので、3つのポリゴンの組み合わせである三角形のサンプルが少な過ぎることにより度数分布が特異な形態に偏りそうか否かを自動的に判断しながら最適な度数分布を得ることが可能となる。 According to the eighth aspect of the present invention, every time the frequency distribution is calculated, the order of the polygons in two groups among the three groups is changed, and the process of calculating the frequency distribution is repeated to calculate the frequency distribution. When the frequency distribution immediately after and the frequency distribution obtained immediately before are compared, and the similarity is found as a result of the comparison, the frequency distribution immediately after the calculation is set as the frequency distribution to be verified. It is possible to obtain an optimal frequency distribution while automatically determining whether or not the frequency distribution is likely to be biased to a peculiar form when there are too few triangular samples that are combinations of two polygons.
また、本発明第9の態様では、
前記度数分布算出手段は、前記度数分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元の配列を準備し、前記算出されたパラメータの最大値の範囲を前記所定数に均等に分割した上で、前記各パラメータを当該パラメータの値に基づいて前記所定数のいずれかの要素(ma)に割り当て、当該要素に前記3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて算出した重み値を加算することにより、前記度数分布を算出するようにしていることを特徴とする。
In the ninth aspect of the present invention,
In calculating the frequency distribution, the frequency distribution calculating unit prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements, and equally divides the calculated parameter maximum value range into the predetermined number Above, each parameter is assigned to one of the predetermined number of elements (ma) based on the value of the parameter, and a weight value calculated based on the area and normal vector of the three polygons is added to the element. Thus, the frequency distribution is calculated.
本発明第9の態様によれば、度数分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元の配列を準備し、算出されたパラメータの最大値の範囲を所定数に均等に分割した上で、各パラメータを当該パラメータの値に基づいて所定数のいずれかの要素に割り当て、当該要素に前記3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて算出した重み値を加算することにより、度数分布を算出するようにしたので、3つのポリゴンが同一の部品に対応するポリゴンモデルに属する場合と3つのポリゴンが複数の部品に対応するポリゴンモデルに属する場合とで算出される度数分布に差が生じ、度数分布における個々の部品の識別性を向上させることが可能となる。 According to the ninth aspect of the present invention, in calculating the frequency distribution, a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements is prepared, and the range of the maximum value of the calculated parameter is equally divided into the predetermined number By assigning each parameter to a predetermined number of elements based on the value of the parameter and adding the weight value calculated based on the area and normal vector of the three polygons to the element, the frequency Since the distribution is calculated, there is a difference in the frequency distribution calculated when the three polygons belong to the polygon model corresponding to the same part and when the three polygons belong to the polygon model corresponding to a plurality of parts. It is possible to improve the discriminability of individual parts in the frequency distribution.
また、本発明第10の態様では、前記度数分布算出手段は、前記3つのポリゴンに基づいて形成される三角形の平均点から各頂点への単位ベクトルと当該頂点を含むポリゴンの法線ベクトルとの内積値を当該ポリゴンの面積に乗算した値の、前記3つのポリゴンについての平均値を重み値として、前記3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて重み付けを行うことを特徴とする。 Further, in the tenth aspect of the present invention, the frequency distribution calculating means includes a unit vector from the average point of the triangle formed based on the three polygons to each vertex and a normal vector of the polygon including the vertex. Weighting is performed based on the area of the three polygons and the normal vector, with an average value for the three polygons obtained by multiplying the area of the polygon by the inner product value as a weight value.
本発明第10の態様によれば、度数分布を算出するにあたり、3つのポリゴンに基づいて形成される三角形の3つの頂点の平均座標をもつ点である平均点から各頂点への単位ベクトルと頂点を含むポリゴンの法線ベクトルとの内積値を当該ポリゴンの面積に乗算した値の、3つのポリゴンについての平均値を重み値として、3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて重み付けを行うようにしたので、ポリゴン分割の精細度の差異が、度数分布に大きく影響せず、代わりに3つのポリゴンが複数の部品で構成される規制モデル内の同一の部品に属するか否かが度数分布に大きく影響し、ポリゴン分割の精細度が異なる複数のポリゴンモデルに対して同一(出力を規制すべき)であると判定させるとともに、対象モデルが部品に相当する場合に、度数分布における個々の部品の識別性を向上させることが可能となる。 According to the tenth aspect of the present invention, in calculating the frequency distribution, unit vectors and vertices from the average point, which is a point having the average coordinates of the three vertices of the triangle formed based on the three polygons, to each vertex Weighting is performed based on the area of the three polygons and the normal vector, with the average value for the three polygons obtained by multiplying the area of the polygon by the inner product value of the normal vector of the polygon including Therefore, the difference in the resolution of polygon division does not greatly affect the frequency distribution. Instead, whether the three polygons belong to the same part in the regulatory model composed of a plurality of parts depends on the frequency distribution. When multiple polygon models that have a large effect and have different polygon divisions are judged to be the same (the output should be restricted), and the target model corresponds to a part , It becomes possible to improve the identification of individual components in the frequency distribution.
また、本発明第11の態様では、前記度数分布算出手段は、前記各対象モデルを構成する各ポリゴンについての前記重み値の総和値(重み総和値SQsum)により、前記各要素の値(Hd(md)、Ha(ma))を除算し、当該要素が負の値である場合は、絶対値として与えることにより、前記度数分布を算出することを特徴とする。 In the eleventh aspect of the present invention, the frequency distribution calculating means may calculate the value of each element (Hd () by the sum of weight values (weight sum value SQsum) for each polygon constituting each target model. The frequency distribution is calculated by dividing md) and Ha (ma)) and giving the absolute value when the element is a negative value.
本発明第11の態様によれば、度数分布を算出するにあたり、各対象モデルを構成する各ポリゴンについての重み値により、各要素の値を除算し、当該要素が負の値である場合は、正の値に変化させるようにしたので、対象モデルの表面積や容積の影響を排除し、対象モデルが部品に相当する場合に、個々の部品の識別性を向上させた度数分布を得ることが可能となる。 According to the eleventh aspect of the present invention, in calculating the frequency distribution, the value of each element is divided by the weight value for each polygon constituting each target model, and when the element is a negative value, Since it is changed to a positive value, the influence of the surface area and volume of the target model is eliminated, and when the target model corresponds to a part, it is possible to obtain a frequency distribution with improved identification of individual parts It becomes.
また、本発明第12の態様では、前記三角形を特徴付けるパラメータとして、2種のパラメータである第1パラメータ、第2パラメータを用いるようにし、前記度数分布は、第1パラメータに対応する第1度数分布、第2パラメータに対応する第2度数分布の2種の度数分布であることを特徴とする。 In the twelfth aspect of the present invention, the first parameter and the second parameter, which are two kinds of parameters, are used as parameters characterizing the triangle, and the frequency distribution is a first frequency distribution corresponding to the first parameter. , Two frequency distributions of the second frequency distribution corresponding to the second parameter.
本発明第12の態様によれば、三角形を特徴付けるパラメータとして、2種のパラメータである第1パラメータ、第2パラメータを用いるようにし、度数分布は、第1パラメータに対応する第1度数分布、第2パラメータに対応する第2度数分布の2種の度数分布であるので、複数の観点から2つのポリゴンモデルの類似性を判定することになり、出力を規制すべきか否かの判定をより的確に行うことが可能となる。 According to the twelfth aspect of the present invention, the first parameter and the second parameter which are two kinds of parameters are used as the parameters characterizing the triangle, and the frequency distribution includes the first frequency distribution corresponding to the first parameter, Since there are two types of frequency distributions of the second frequency distribution corresponding to the two parameters, the similarity between the two polygon models is determined from a plurality of viewpoints, and the determination as to whether or not the output should be regulated is more accurate. Can be done.
また、本発明第13の態様では、前記第1パラメータとして前記三角形の外接円の半径を用い、前記第2パラメータとして前記三角形の内接円の半径を用い、前記第1度数分布として前記外接円の半径の度数分布である外接円分布を用い、前記第2度数分布として前記内接円の半径の度数分布である内接円分布を用いることを特徴とする。 In the thirteenth aspect of the present invention, the radius of the circumscribed circle of the triangle is used as the first parameter, the radius of the inscribed circle of the triangle is used as the second parameter, and the circumscribed circle is used as the first frequency distribution. A circumscribed circle distribution that is a frequency distribution of the radius of the inscribed circle is used, and an inscribed circle distribution that is a frequency distribution of the radius of the inscribed circle is used as the second frequency distribution.
本発明第13の態様によれば、第1パラメータとして三角形の外接円の半径を用い、第2パラメータとして三角形の内接円の半径を用い、第1度数分布として外接円の半径の度数分布である外接円分布を用い、第2度数分布として内接円の半径の度数分布である内接円分布を用いるようにしたので、ポリゴンモデルを基に立体物の出力を行う際に、出力を規制すべきか否かの判定をポリゴンモデルの形状に鋭敏に反映する外接円分布を用いて高精度に行うことが可能となるとともに、複数の観点から2つのポリゴンモデルの類似性を判定することになり、出力を規制すべきか否かの判定をより的確に行うことが可能となる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, the radius of the circumscribed circle of the triangle is used as the first parameter, the radius of the inscribed circle of the triangle is used as the second parameter, and the frequency distribution of the radius of the circumscribed circle is used as the first frequency distribution. Since a circumscribed circle distribution is used and the inscribed circle distribution, which is the frequency distribution of the radius of the inscribed circle, is used as the second frequency distribution, the output is restricted when a solid object is output based on the polygon model. The determination of whether or not to be performed can be performed with high accuracy using a circumscribed circle distribution that sharply reflects the shape of the polygon model, and the similarity between the two polygon models is determined from a plurality of viewpoints. Therefore, it is possible to more accurately determine whether the output should be regulated.
また、本発明第14の態様では、前記度数分布算出手段は、前記内接円分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元の配列を準備し、前記算出された外接円の半径の最大値の35%〜50%の値で正規化された範囲を前記所定数に均等に分割した上で、前記各内接円の半径を当該内接円の半径の値に基づいて前記所定数のいずれかの要素に割り当て、当該要素に前記3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて算出した重み値を加算することにより、前記内接円分布を算出するようにしていることを特徴とする。 In the fourteenth aspect of the present invention, the frequency distribution calculating means prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements when calculating the inscribed circle distribution, and calculates the calculated circumscribed circle. A range normalized with a value of 35% to 50% of the maximum value of the radius is equally divided into the predetermined number, and the radius of each inscribed circle is determined based on the radius value of the inscribed circle. The inscribed circle distribution is calculated by assigning to a predetermined number of elements and adding a weight value calculated based on the area and normal vector of the three polygons to the element. Features.
本発明第14の態様によれば、内接円分布を算出するにあたり、所定数の要素で構成される1次元の配列を準備し、算出された外接円の半径の最大値の35%〜50%の値で正規化された範囲を所定数に均等に分割した上で、各内接円の半径を当該内接円の半径の値に基づいて所定数のいずれかの要素に割り当て、当該要素に3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて算出した重み値を加算することにより、内接円分布を算出するようにしたので、外接円半径と内接円半径との間のスケール比が維持された分布ができ、分布の広がりが狭くシャープになり、形状識別性が高くなる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, in calculating the inscribed circle distribution, a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements is prepared, and 35% to 50% of the calculated maximum value of the radius of the circumscribed circle The range normalized by the value of% is equally divided into a predetermined number, and the radius of each inscribed circle is assigned to one of the elements of the predetermined number based on the value of the radius of the inscribed circle. Since the inscribed circle distribution is calculated by adding the weight values calculated based on the area of the three polygons and the normal vector, the scale ratio between the circumscribed circle radius and the inscribed circle radius is A maintained distribution is achieved, the distribution spread becomes narrower and sharper, and the shape distinguishability becomes higher.
また、本発明第15の態様では、前記度数分布照合手段は、前記整合された対象モデルの度数分布を、前記規制モデルの度数分布と照合するにあたり、各々最大値を与えるピーク位置を算出し、算出されたピーク位置どうしの差分に基づいて出力を規制すべきか否かを判定することを特徴とする。 Further, in the fifteenth aspect of the present invention, the frequency distribution matching unit calculates a peak position that gives each maximum value when matching the frequency distribution of the matched target model with the frequency distribution of the regulatory model, It is characterized in that it is determined whether or not the output should be regulated based on the difference between the calculated peak positions.
本発明第15の態様によれば、整合された対象モデルの度数分布を規制モデルの度数分布と照合するにあたり、各々最大値を与えるピーク位置を算出し、算出されたピーク位置どうしの差分に基づいて出力を規制すべきか否かを判定するようにしたので、規制モデルの度数分布が多数の部品からなる物体の特徴を表したものであっても、整合された対象モデルの度数分布が表す部品に相当する特徴を規制モデルの度数分布から特定し、的確な照合を行うことが可能となる。 According to the fifteenth aspect of the present invention, when collating the frequency distribution of the matched target model with the frequency distribution of the regulatory model, the peak position that gives the maximum value is calculated, and based on the difference between the calculated peak positions. Therefore, even if the frequency distribution of the restriction model represents the characteristics of an object consisting of many parts, the part represented by the frequency distribution of the matched target model It is possible to specify a feature corresponding to the above from the frequency distribution of the regulation model and perform accurate matching.
また、本発明第16の態様では、前記規制モデルに対して、当該規制モデル内から選択された3つのポリゴン上の所定の点により形成される三角形を特徴付けるパラメータを算出し、前記3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて重み付けしながら、前記パラメータの度数分布を算出する規制モデル度数分布算出装置により算出された度数分布を受信し、受信した度数分布を前記データベースに登録する登録手段を更に有することを特徴とする。 In the sixteenth aspect of the present invention, a parameter characterizing a triangle formed by a predetermined point on three polygons selected from the restriction model is calculated for the restriction model, and the three polygons are calculated. Registration means for receiving the frequency distribution calculated by the regulatory model frequency distribution calculating device that calculates the frequency distribution of the parameter while weighting based on the area and the normal vector, and registering the received frequency distribution in the database. It is characterized by having.
本発明第16の態様によれば、規制モデルに対して、規制モデル内から選択された3つのポリゴン上の所定の点により形成される三角形を特徴付けるパラメータを算出し、3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて重み付けしながら、パラメータの度数分布を算出する規制モデル度数分布算出装置を別途用意し、この規制モデル度数分布算出装置から規制モデルの度数分布を受信し、データベースに登録するようにしたので、データベースの更新を遠隔地から迅速に行うことが可能となる。 According to the sixteenth aspect of the present invention, a parameter that characterizes a triangle formed by a predetermined point on three polygons selected from within the restriction model is calculated for the restriction model, and the area and method of the three polygons are calculated. A separate regulation model frequency distribution calculation device that calculates the frequency distribution of parameters while weighting based on the line vector is prepared, and the frequency distribution of the regulation model is received from the regulation model frequency distribution calculation device and registered in the database. As a result, the database can be updated quickly from a remote location.
また、本発明第17の態様では、
前記対象モデルを、接続された立体物造形装置に出力する手段と、
前記立体物造形装置による立体物の造形処理と並行して実行される前記度数分布照合手段により、出力を規制すべきである(出力不適)と判定された場合に、前記立体物造形装置に、前記対象モデルの出力中止命令を出力する手段と、
を更に有することを特徴とする。
In the seventeenth aspect of the present invention,
Means for outputting the target model to a connected three-dimensional object shaping apparatus;
When it is determined that the output should be regulated (output inappropriate) by the frequency distribution matching unit executed in parallel with the three-dimensional object modeling process by the three-dimensional object modeling apparatus, Means for outputting an output stop command of the target model;
It further has these.
本発明第17の態様によれば、対象モデルを、接続された立体物造形装置に出力し、並行して実行される度数分布照合手段による照合の結果、出力を規制すべきであると判定された場合に、立体物造形装置に、対象モデルの出力中止命令を出力するようにしたので、時間のかかる立体物の造形を遅延させることなく、出力不適の場合にのみ、出力を中止することが可能となる。 According to the seventeenth aspect of the present invention, the target model is output to the connected three-dimensional object shaping apparatus, and it is determined that the output should be restricted as a result of the collation performed by the frequency distribution collation means executed in parallel. In this case, since the output stop command for the target model is output to the three-dimensional object modeling apparatus, the output can be canceled only when the output is inappropriate without delaying the modeling of the three-dimensional object that takes time. It becomes possible.
また、本発明第18の態様では、
出力制御用端末と、処理サーバがネットワークを介して接続された構成であって、
前記出力制御用端末は、前記度数分布算出手段を有し、
前記処理サーバは、
前記データベースと、
ネットワークを介して前記出力制御用端末から前記対象モデルの度数分布を受信する受信手段と、
前記度数分布照合手段と、
前記度数分布照合手段により判定された、出力を規制すべきか否かに基づくデータを前記出力制御用端末に送信する出力適否データ送信手段と、
を有することを特徴とする。
In the eighteenth aspect of the present invention,
The output control terminal and the processing server are connected via a network,
The output control terminal has the frequency distribution calculating means,
The processing server
The database;
Receiving means for receiving a frequency distribution of the target model from the output control terminal via a network;
The frequency distribution matching means;
Output suitability data transmission means for transmitting data based on whether the output should be regulated or not, determined by the frequency distribution matching means, to the output control terminal;
It is characterized by having.
本発明第18の態様によれば、ネットワークを介して対象モデルの度数分布を受信し、出力を規制すべきか否かの判定により得られた判定結果を対象モデルの度数分布の送信元に送信するようにしたので、出力を規制すべきか否かの判定をクラウド型で提供することができ、出力側における処理を軽減することができる。更に、データベースをクラウド側で一元管理でき、3Dプリンタ等の立体物造形装置ごとに接続されている出力制御用端末内でデータベースを管理する必要がないため、常に最新のデータベースに基づいて出力を規制すべきか否かの判定を行うことが可能になる。 According to the eighteenth aspect of the present invention, the frequency distribution of the target model is received via the network, and the determination result obtained by determining whether the output should be regulated is transmitted to the transmission source of the frequency distribution of the target model. Since it did in this way, the judgment whether an output should be controlled can be provided by a cloud type, and the process in the output side can be reduced. In addition, the database can be centrally managed on the cloud side, and there is no need to manage the database in the output control terminal connected to each 3D object shaping device such as a 3D printer, so the output is always regulated based on the latest database. It is possible to determine whether or not to do so.
また、本発明第19の態様では、
前記立体物造形用データ出力規制装置と、
前記立体物造形用データ出力規制装置で出力が許可されたポリゴンモデルを用いて立体物を造形する立体物造形装置と、
を有することを特徴とする立体物造形システムを提供する。
In the nineteenth aspect of the present invention,
The three-dimensional object shaping data output restriction device;
A three-dimensional object modeling apparatus that models a three-dimensional object using a polygon model whose output is permitted by the three-dimensional object modeling data output restriction device;
There is provided a three-dimensional object forming system.
本発明第19の態様によれば、立体物造形用データ出力規制装置と、立体物造形用データ出力規制装置で出力が許可されたポリゴンモデルを用いて立体物を造形する立体物造形装置により立体物造形システムを実現するようにしたので、ボードコンピュータを組み込んだ3Dプリンタ等の形態で、立体物造形システムを提供することが可能となる。 According to the nineteenth aspect of the present invention, the three-dimensional object modeling data output restricting device and the three-dimensional object modeling device that models the three-dimensional object using the polygon model whose output is permitted by the three-dimensional object modeling data output restricting device. Since the object modeling system is realized, the three-dimensional object modeling system can be provided in the form of a 3D printer or the like incorporating a board computer.
また、本発明第20の態様では、
ポリゴンの集合として表現されたポリゴンモデルを立体物造形装置に立体物造形用データとして出力する際に、規制すべきか否かを判定するために、前記ポリゴンモデルを基に度数分布を作成する装置であって、
出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、当該対象モデル内から選択された3つのポリゴン上の所定の点により形成される三角形を特徴付けるパラメータを算出し、前記3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて重み付けしながら、当該パラメータの度数分布を算出する度数分布算出装置を提供する。
In the twentieth aspect of the present invention,
A device that creates a frequency distribution based on the polygon model in order to determine whether or not to restrict when a polygon model expressed as a set of polygons is output to the three-dimensional object modeling device as three-dimensional object modeling data. There,
For a target model that is a polygon model to be output, parameters that characterize a triangle formed by predetermined points on three polygons selected from the target model are calculated, and the areas and normals of the three polygons are calculated. Provided is a frequency distribution calculation device that calculates a frequency distribution of the parameter while weighting based on a vector.
本発明第20の態様によれば、出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、当該対象モデル内から選択された3つのポリゴン上の所定の点により形成される三角形を特徴付けるパラメータを算出し、3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて重み付けしながら、当該パラメータの度数分布を算出するようにしたので、3つのポリゴンが同一の部品に対応するポリゴンモデルに属する場合と3つのポリゴンが複数の部品に対応するポリゴンモデルに属する場合とで算出される度数分布に差が生じ、度数分布における個々の部品の識別性が向上し、出力対象の3Dのポリゴンモデルがデータベースに登録されている規制モデルを構成する複数の部品により構成される形態で出力されるような場合であっても、出力の適否を適切に判定することが可能となる。 According to the twentieth aspect of the present invention, a parameter that characterizes a triangle formed by predetermined points on three polygons selected from the target model is calculated for a target model that is a polygon model to be output. Since the frequency distribution of the parameter is calculated while weighting based on the area and normal vector of the three polygons, the three polygons belong to the polygon model corresponding to the same part and the three polygons There is a difference in the frequency distribution calculated between the case belonging to the polygon model corresponding to a plurality of parts, the individual parts in the frequency distribution are improved in identification, and the output 3D polygon model is registered in the database. Appropriate output propriety even when output in a form composed of multiple parts that make up the regulatory model It is possible to constant.
また、本発明第21の態様では、コンピュータを、前記のいずれか一つの態様の立体物造形用データ出力規制装置として機能させるためのプログラムを提供する。 According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a program for causing a computer to function as the three-dimensional object formation data output restriction device according to any one of the above aspects.
本発明第21の態様によれば、コンピュータを、立体物造形用データ出力規制装置として機能させるためのプログラムを提供するので、このプログラムを組み込むことにより、コンピュータが立体物造形用データ出力規制装置として機能する。 According to the twenty-first aspect of the present invention, a program for causing a computer to function as a three-dimensional object shaping data output restriction device is provided. By incorporating this program, the computer becomes a three-dimensional object shaping data output restriction device. Function.
本発明によれば、ポリゴンモデルを基に立体物の出力を行う際に、構成部品単位に分割した状態で出力を行う場合においても、出力を規制すべきか否かの判定を少ない処理負荷で高速に行うことが可能となる。 According to the present invention, when outputting a three-dimensional object based on a polygon model, even when outputting in a state of being divided into component parts, it is possible to quickly determine whether or not to restrict output with a small processing load. Can be performed.
<1.本発明の基本概念>
まず、本発明の基本概念について説明する。図1は、3D形状のポリゴンモデルと、選定される三角形との関係を示す図である。図1においては、説明の便宜上、3D形状を2次元に投影した状態で示している。図1(a)、図1(b)における上側の五角形は10個のポリゴン(図面上は5つのポリゴンしか見えていないが、裏側に5つのポリゴンが隠れている)で構成される構成部品Aを示し、図1(a)、図1(b)における下側の六角形は12個のポリゴン(図面上は6つのポリゴンしか見えていないが、裏側に6つのポリゴンが隠れている)で構成される構成部品Bを示している。図1(a)は、十面体の部品と十二面体の部品で構成される複合部品を単体として扱う場合を示し、図1(b)は、十面体の部品、十二面体の部品それぞれを単体として扱う場合を示している。
<1. Basic concept of the present invention>
First, the basic concept of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a 3D-shaped polygon model and a selected triangle. In FIG. 1, for convenience of explanation, a 3D shape is shown in a two-dimensionally projected state. The upper pentagon in FIGS. 1A and 1B is a component A composed of 10 polygons (only 5 polygons are visible on the drawing, but 5 polygons are hidden on the back side). The lower hexagon in FIGS. 1A and 1B is composed of 12 polygons (only 6 polygons are visible on the drawing, but 6 polygons are hidden on the back side). The component B is shown. FIG. 1 (a) shows a case where a composite part composed of a dodecahedron part and a dodecahedron part is handled as a single unit, and FIG. 1 (b) shows each of the dodecahedron part and the dodecahedron part. The case of handling as a single unit is shown.
図1(a)においては、3つのポリゴン上の点で構成される三角形が3個、図1(b)においては、3つのポリゴン上の点で構成される三角形が2個示されている。また、図1(a)、図1(b)においては、これら計5個の三角形のそれぞれの外接円、内接円を破線で示している。後述するように、これらの外接円、内接円の半径は、3次元のポリゴンモデルの特徴を表現した特徴データ(特徴ベクトルなどとも呼ばれる。具体的には、外接円、内接円の半径の度数分布・ヒストグラム)を算出するのに使用される。 FIG. 1A shows three triangles composed of points on three polygons, and FIG. 1B shows two triangles composed of points on three polygons. In FIGS. 1A and 1B, the circumscribed circle and the inscribed circle of each of these five triangles are indicated by broken lines. As will be described later, the radius of these circumscribed circles and inscribed circles is also referred to as feature data (feature vector, etc.) representing the characteristics of the three-dimensional polygon model. Used to calculate frequency distribution (histogram).
3つのポリゴン上の点で構成される三角形を特徴データの基礎として選定しようとするとき、図1(b)のような単体部品では、言うまでもなく、各構成部品内だけで三角形が選定される。これに対して、図1(a)のような複合部品では、構成部品間にも三角形が選定されるが、各構成部品内でも三角形が選定される。図1(a)と図1(b)を比較するとわかるように、図1(a)のような複合部品で選定された三角形の中には、図1(b)のように各構成部品内だけで選定された三角形が含まれることが多い。ただし、複合部品、構成部品とも三角形の選定はランダムに行われるため、図1(b)の各構成部品内で選定された全ての三角形が、必ずしも図1(a)の複合部品で選定された三角形の中に含まれる訳ではない。即ち、複合部品のポリゴンモデルの特徴データには、各構成部品のポリゴンモデルの特徴データの成分が含まれるため、データベースに複合部品の形態でポリゴンモデルの特徴データを登録しておけば、部品単位のポリゴンモデルにより立体形状の出力を行う際、部品単位のポリゴンモデルの特徴データをデータベースに登録されている複合部品のポリゴンモデルの特徴データと部分的に一致するか否かを照合することができ、一致するものを出力規制することができる。 When trying to select a triangle composed of points on three polygons as the basis of the feature data, it goes without saying that a single component as shown in FIG. 1B selects a triangle only within each component. On the other hand, in the composite part as shown in FIG. 1A, a triangle is also selected between the component parts, but a triangle is also selected in each component part. As can be seen by comparing FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b), some of the triangles selected for the composite part as shown in FIG. 1 (a) are included in each component as shown in FIG. 1 (b). In many cases, the selected triangle is included alone. However, since triangles are selected at random for both the composite part and the component parts, all the triangles selected in each component part of FIG. 1B are not necessarily selected by the composite part of FIG. It is not included in the triangle. That is, since the feature data of the polygon model of each component part includes the components of the feature data of the polygon model of each component, if the feature data of the polygon model is registered in the database in the form of the composite part, When outputting a 3D shape using a polygon model, it is possible to verify whether or not the feature data of the polygon model for each part partially matches the feature data of the polygon model of the composite part registered in the database. , It is possible to regulate the output of those that match.
ここで、3つのポリゴン上の点により互いに合同な三角形が選定される場合を考えてみる。図2は、互いに合同な三角形が選定される場合における、3D形状の構成部品と、選定される三角形との関係を示す図である。図2(a)に示すポリゴンモデルは図1(a)に示すポリゴンモデルとは説明の都合上、形状を若干変えているが多面体の構成は同一であり、図2(b)に示すポリゴンモデルと図1(b)に示すポリゴンモデルも同様に形状が若干異なるが多面体の構成は同一である。したがって、図2(a)は、十面体の部品と十二面体の部品で構成される複合部品を単体として扱う場合を示し、図2(b)は、十面体の部品、十二面体の部品それぞれを単体として扱う場合を示している。 Here, consider a case where congruent triangles are selected by points on three polygons. FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a 3D-shaped component and a selected triangle when congruent triangles are selected. The polygon model shown in FIG. 2A is slightly different in shape from the polygon model shown in FIG. 1A for convenience of explanation, but the configuration of the polyhedron is the same. The polygon model shown in FIG. Similarly, the polygon model shown in FIG. 1B is slightly different in shape, but the configuration of the polyhedron is the same. Accordingly, FIG. 2 (a) shows a case where a composite part composed of a dodecahedron part and a dodecahedron part is handled as a single unit, and FIG. 2 (b) shows a dodecahedron part and a dodecahedron part. The case where each is handled as a single unit is shown.
図2(a)においては、3つのポリゴン上の点で構成される三角形が3個、図2(b)においては、3つのポリゴン上の点で構成される三角形が2個示されているが、図2(a)における下2つの三角形は互いに合同な三角形となっている。この場合、互いに合同な三角形は、外接円半径、内接円半径ともに同一であるため、図2(a)における下2つの三角形は外接円半径、内接円半径に基づく特徴データにおいては、差が付かないことになる。 In FIG. 2A, three triangles composed of points on three polygons are shown. In FIG. 2B, two triangles composed of points on three polygons are shown. The lower two triangles in FIG. 2A are congruent triangles. In this case, since the congruent triangles have the same circumscribed circle radius and inscribed circle radius, the lower two triangles in FIG. 2A are different in the feature data based on the circumscribed circle radius and the inscribed circle radius. Will not be attached.
そこで、本発明では、特徴データを作成する際に、ポリゴンの法線ベクトルを考慮するようにした。図3は、図2と同一のポリゴンモデルにおいて、三角形とポリゴンとの位置関係と、ポリゴンの法線ベクトルとの関係を示す図である。図3(a)は、3つのポリゴン上の点で構成される三角形がポリゴンとどのように交差しているかを示している。図3(a)において、実線は三角形がポリゴンより手前に位置している部分を示し、破線は三角形がポリゴンより奥に位置している部分を示す。図3(a)の下2つの三角形を比較すると、互いに合同ではあるが、ポリゴンとの位置関係では、異なっていることがわかる。 Therefore, in the present invention, the normal vector of the polygon is taken into consideration when creating the feature data. FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a positional relationship between a triangle and a polygon and a normal vector of the polygon in the same polygon model as FIG. FIG. 3A shows how a triangle composed of points on three polygons intersects the polygon. In FIG. 3A, a solid line indicates a portion where the triangle is located in front of the polygon, and a broken line indicates a portion where the triangle is located behind the polygon. Comparing the lower two triangles in FIG. 3 (a), it can be seen that although they are congruent with each other, the positional relationship with the polygon is different.
図3(a)に示す3つの三角形のうち、上と下の三角形は、それぞれ10面体の構成部品、12面体の構成部品におけるポリゴンに基づいて作成された三角形であるため、三角形の全てが、手前側のポリゴンより奥に位置する。しかし、図3(a)に示す3つの三角形のうち、真ん中の三角形は、10面体におけるポリゴン1つと12面体におけるポリゴン2つに基づいて作成された三角形であるため、三角形の上側の頂点が、10面体における下方の手前側のポリゴンよりさらに手前に位置することになる。 Of the three triangles shown in FIG. 3A, the upper and lower triangles are triangles created based on the polygons in the 10-sided component and the 12-sided component, respectively. Located behind the polygon. However, among the three triangles shown in FIG. 3 (a), the middle triangle is a triangle created based on one polygon in the decahedron and two polygons in the dodecahedron, so the top vertex of the triangle is It will be located in front of the lower polygon in the decahedron.
図3(b)では、図3(a)に示した三角形を構成する基礎となったポリゴンの法線ベクトルと、三角形の3つの頂点の平均座標をもつ点である平均点から各ポリゴンへのベクトルを示している。図3(b)において、Na1、Na2、Na3、Nb1、Nb2、Nb3、Nb4、Nb5は、ポリゴンの法線ベクトルであり、Ta1、Ta2、Ta3、Tab1、Tab2、Tab3、Tb1、Tb2、Tb3は、三角形の3つの頂点の平均座標をもつ点である平均点から各ポリゴンの3つの頂点の平均座標をもつ点である平均点へのベクトルである。これらのベクトルを利用して特徴データを作成することにより、互いに合同または類似する三角形が存在した場合であっても、構成部品内のものであるか、構成部品に跨るものであるかの違いを考慮することができ、ポリゴンモデル同士の的確な類似判定を行うことが可能となる。 In FIG. 3B, the polygon normal vector that forms the basis of the triangle shown in FIG. 3A and the average point that is the point having the average coordinates of the three vertices of the triangle are transferred to each polygon. Shows vector. In FIG. 3B, Na1, Na2, Na3, Nb1, Nb2, Nb3, Nb4, and Nb5 are polygon normal vectors, and Ta1, Ta2, Ta3, Tab1, Tab2, Tab3, Tb1, Tb2, and Tb3 are , A vector from an average point which is a point having the average coordinates of the three vertices of the triangle to an average point which is a point having the average coordinates of the three vertices of each polygon. By creating feature data using these vectors, even if there are triangles that are congruent or similar to each other, the difference between whether they are within a component or across components Therefore, it is possible to accurately determine similarity between polygon models.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
<2.装置構成>
図4は、本発明の一実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置100を含む立体物造形システムのハードウェア構成図である。本実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置100は、汎用のコンピュータで実現することができ、図4に示すように、CPU(Central Processing Unit)1と、コンピュータのメインメモリであるRAM(Random Access Memory)2と、CPU1が実行するプログラムやデータを記憶するためのハードディスク、フラッシュメモリ等の大容量の記憶装置3と、キーボード、マウス等のキー入力I/F(インターフェース)4と、3Dプリンタやデータ記憶媒体等の外部装置とデータ通信するためのデータ入出力I/F(インターフェース)5と、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである表示部6と、を備え、互いにバスを介して接続されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
<2. Device configuration>
FIG. 4 is a hardware configuration diagram of a three-dimensional object formation system including the three-dimensional object formation data output restriction device 100 according to an embodiment of the present invention. The three-dimensional object modeling data output restriction device 100 according to the present embodiment can be realized by a general-purpose computer. As shown in FIG. 4, a CPU (Central Processing Unit) 1 and a RAM (a main memory of the computer) Random Access Memory) 2, a large-capacity storage device 3 such as a hard disk or flash memory for storing programs and data executed by the CPU 1, a key input I / F (interface) 4 such as a keyboard and a mouse, and 3D A data input / output I / F (interface) 5 for data communication with an external device such as a printer or a data storage medium and a display unit 6 which is a display device such as a liquid crystal display are connected to each other via a bus. ing.
3Dプリンタ7は、汎用の3Dプリンタであり、立体物の三次元形状をポリゴンの集合で表現したポリゴンモデルである立体物造形用データを基に樹脂、石膏等の素材を加工して立体物を造形する立体物造形装置である。3Dプリンタ7は、データ処理部7aと出力部7bを有している。3Dプリンタ7のデータ処理部7aは、データ入出力I/F5に接続されており、データ入出力I/F5から受け取った立体物造形用データを基に、出力部7bが立体物を造形するようになっている。 The 3D printer 7 is a general-purpose 3D printer, which processes a material such as resin and gypsum on the basis of data for modeling a three-dimensional object, which is a polygon model expressing the three-dimensional shape of the three-dimensional object as a set of polygons. It is a three-dimensional object modeling apparatus to model. The 3D printer 7 includes a data processing unit 7a and an output unit 7b. The data processing unit 7a of the 3D printer 7 is connected to the data input / output I / F 5 so that the output unit 7b models the three-dimensional object based on the three-dimensional object modeling data received from the data input / output I / F 5. It has become.
図4では、立体物造形用データ出力規制装置100と3Dプリンタ7は分離した形態で示されているが、現在市販されている殆どの3Dプリンタ製品には立体物造形用データ出力規制装置100の構成要素である、CPU1、RAM2、記憶装置3、キー入力I/F4(汎用コンピュータ向けキーボード・マウスではなく、テンキーレベルの数種のボタン)、データ入出力I/F5、表示部6(数行の文字を表示可能な小型液晶パネルやタッチパネルを重畳させてキー入力I/F4を兼ねることも多い)も小規模ながら重複して備えている。従って、3Dプリンタ7自体が外部記憶媒体経由で立体物造形用データを直接受け取り、単独で立体物を造形する運用も可能になっている(特に民生用の3Dプリンタではこちらの形態の方が多い)。すなわち、図4に示した立体物造形システムを1つの筐体に収めて、“3Dプリンタ”という製品として流通することも多い。 In FIG. 4, the three-dimensional object modeling data output restriction device 100 and the 3D printer 7 are shown in a separated form. However, most of the currently available 3D printer products include the three-dimensional object modeling data output restriction device 100. Constituent elements, such as CPU1, RAM2, storage device 3, key input I / F4 (not a keyboard / mouse for general-purpose computers, but several buttons at a numeric keypad level), data input / output I / F5, display unit 6 (several lines) A small liquid crystal panel or a touch panel capable of displaying the above characters is often used as a key input I / F 4 in an overlapping manner. Accordingly, the 3D printer 7 itself can directly receive the three-dimensional object modeling data via the external storage medium, and can be operated to model the three-dimensional object alone (particularly this is more common in a 3D printer for consumer use). ). That is, the three-dimensional object modeling system shown in FIG. 4 is often housed in a single casing and distributed as a product called “3D printer”.
図5は、本実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置の構成を示す機能ブロック図である。図5において、10は度数分布算出手段、20は度数分布整合手段、30は強調成分作成手段、40は度数分布強調手段、50は度数分布照合手段、60は対象モデル記憶手段、70は規制モデルデータベースである。度数分布算出手段10は、出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、対象モデル内から選択された3つのポリゴン上の所定の点により形成される三角形を特徴付けるパラメータを算出し、そのパラメータの度数分布を算出する。本実施形態では、パラメータとして第1パラメータと、第2パラメータの2種のパラメータを用いる。より具体的には、第1パラメータとして、対象モデル内から選択された3つのポリゴン上の所定の点により形成される三角形の外接円の半径を用い、第2パラメータとして、対象モデル内から選択された3つのポリゴン上の所定の点により形成される三角形の内接円の半径を用いる。したがって、度数分布算出手段10は、第1度数分布として外接円の半径の度数分布である外接円分布と、第2度数分布として内接円の半径の度数分布である内接円分布の2種の度数分布を算出することになる。 FIG. 5 is a functional block diagram illustrating a configuration of the three-dimensional object formation data output restriction device according to the present embodiment. In FIG. 5, 10 is a frequency distribution calculating means, 20 is a frequency distribution matching means, 30 is an emphasis component creating means, 40 is a frequency distribution emphasizing means, 50 is a frequency distribution matching means, 60 is a target model storage means, and 70 is a regulatory model. It is a database. The frequency distribution calculating means 10 calculates a parameter characterizing a triangle formed by predetermined points on three polygons selected from within the target model for the target model that is a polygon model to be output, and the parameter Calculate the frequency distribution. In the present embodiment, two types of parameters, a first parameter and a second parameter, are used as parameters. More specifically, the radius of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points on three polygons selected from the target model is used as the first parameter, and the radius is selected from the target model as the second parameter. The radius of the inscribed circle of the triangle formed by the predetermined points on the three polygons is used. Therefore, the frequency distribution calculating means 10 has two types, a circumscribed circle distribution that is a frequency distribution of the radius of the circumscribed circle as the first frequency distribution and an inscribed circle distribution that is the frequency distribution of the radius of the inscribed circle as the second frequency distribution. The frequency distribution is calculated.
度数分布整合手段20は、対象モデルの度数分布の横軸のパラメータの半径のスケールを、データベースに登録されている規制モデルの度数分布の横軸のパラメータの半径のスケールに整合させる処理を行う。度数分布の横軸の最大値は、各モデルごとに算出される外接円半径の最大値で正規化されているため、対象モデルと規制モデルとでは度数分布の横軸のスケールが通常一致しない。そこで、度数分布整合手段20は、対象モデルと規制モデルの各々を3Dプリンタで出力する際に、対象モデルの度数分布の横軸の最大値に対応する実寸法を実寸法α、規制モデルの度数分布の横軸の最大値に対応する実寸法を実寸法βとするとき、対象モデルの度数分布の横軸を実寸法α/実寸法βだけ縮小させるように度数分布を横方向に縮小させる処理を行う。度数分布は外接円分布と内接円分布で構成されているが、両者の横軸のスケールは一致しているため、双方の度数分布とも横軸を実寸法α/実寸法βだけ縮小させれば良い。強調成分作成手段30は、整合された対象モデルの度数分布に対して各度数の値を所定の範囲に収まるように補正し、所定の1未満の実数値で累乗した強調成分を作成する。度数分布強調手段40は、整合された対象モデルの度数分布および規制モデルの度数分布に対して強調成分を各々乗算し、対象モデルの強調度数分布および規制モデルの強調度数分布を作成する。強調度数分布としては、上述のように、外接円の半径の度数分布である外接円分布と、内接円の半径の度数分布である内接円分布の2種の強調度数分布が算出されることになる。度数分布照合手段50は、対象モデルについて算出された強調度数分布を、規制モデルについて算出された強調度数分布と照合し、出力を規制すべきか否か、すなわち出力不適であるか出力適正であるかを判定する。 The frequency distribution matching means 20 performs processing for matching the scale of the parameter radius on the horizontal axis of the frequency distribution of the target model with the scale of the parameter radius on the horizontal axis of the frequency distribution of the regulatory model registered in the database. Since the maximum value of the horizontal axis of the frequency distribution is normalized by the maximum value of the circumscribed circle radius calculated for each model, the scale of the horizontal axis of the frequency distribution does not usually match between the target model and the regulation model. Therefore, when the frequency distribution matching unit 20 outputs each of the target model and the restriction model by the 3D printer, the actual dimension corresponding to the maximum value on the horizontal axis of the frequency distribution of the target model is the actual dimension α, and the frequency of the restriction model. When the actual dimension corresponding to the maximum value on the horizontal axis of the distribution is the actual dimension β, the frequency distribution is reduced in the horizontal direction so that the horizontal axis of the frequency distribution of the target model is reduced by the actual dimension α / actual dimension β. I do. The frequency distribution is composed of a circumscribed circle distribution and an inscribed circle distribution. Since the scales of the horizontal axes of both are the same, the horizontal axes of both frequency distributions can be reduced by the actual dimension α / actual dimension β. It ’s fine. The emphasis component creating means 30 corrects the frequency values of the matched target model so as to fall within a predetermined range, and creates an emphasis component that is raised to a predetermined real value less than 1. The frequency distribution emphasizing means 40 multiplies the frequency distribution of the matched target model and the frequency distribution of the regulation model by the emphasis component, respectively, and creates the enhancement frequency distribution of the target model and the enhancement frequency distribution of the regulation model. As the enhancement frequency distribution, two types of enhancement frequency distributions are calculated, as described above, the circumscribed circle distribution that is the frequency distribution of the radius of the circumscribed circle and the inscribed circle distribution that is the frequency distribution of the radius of the inscribed circle. It will be. The frequency distribution matching unit 50 matches the enhancement frequency distribution calculated for the target model with the enhancement frequency distribution calculated for the restriction model, and whether or not the output should be regulated, that is, whether the output is inappropriate or appropriate. Determine.
度数分布算出手段10、度数分布整合手段20、強調成分作成手段30、度数分布強調手段40、度数分布照合手段50は、CPU1が、記憶装置3に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。対象モデル記憶手段60は、出力を規制すべきか否かの判定対象となるポリゴンモデルである対象モデルを記憶した記憶手段であり、記憶装置3により実現される。ポリゴンモデルとは、ポリゴンの集合により三次元空間における所定の立体形状を表現したデータであり、3Dプリンタ等の立体物造形装置に立体物造形用データとして出力されるものである。本実施形態では、ポリゴンモデルのデータ形式としてSTL(Standard Triangulated Language)を採用している。 The frequency distribution calculating means 10, the frequency distribution matching means 20, the emphasis component creating means 30, the frequency distribution emphasizing means 40, and the frequency distribution matching means 50 are realized by the CPU 1 executing a program stored in the storage device 3. The The target model storage unit 60 is a storage unit that stores a target model that is a polygon model that is a determination target of whether or not to restrict output, and is realized by the storage device 3. The polygon model is data representing a predetermined three-dimensional shape in a three-dimensional space by a set of polygons, and is output as three-dimensional object modeling data to a three-dimensional object modeling apparatus such as a 3D printer. In this embodiment, STL (Standard Triangulated Language) is adopted as the data format of the polygon model.
規制モデルデータベース70は、出力を規制すべきポリゴンモデルである規制モデルに対して2種の度数分布として算出された外接円分布および内接円分布を記憶して、データベース化したものであり、記憶装置3により実現される。2種の度数分布である外接円分布および内接円分布は、規制モデルの特徴を表現した特徴データとしての役割を果たすものとなる。すなわち、2種の度数分布により、元の規制モデルの相違を識別可能であるが、元の規制モデルを復元できるわけではない。これは、指紋(フィンガープリント)により個人の相違を識別可能であるが、人物の姿そのものを復元できるわけではないのと同様である。したがって、2種の度数分布は、著作物としての役割は果たさないが、2つの著作物の同一性を証明する、いわゆるフィンガープリントとしての役割も果たすことになる。規制モデルデータベース70には、外接円分布および内接円分布だけでなく、外接円分布および内接円分布の算出の基になった規制モデル自体を登録しておくことも可能であるが、通常は、著作権の問題から規制モデル自体は登録されていない。 The restriction model database 70 stores a circumscribed circle distribution and an inscribed circle distribution calculated as two types of frequency distributions for a restriction model that is a polygon model whose output is to be restricted, and is converted into a database. This is realized by the device 3. The circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution, which are two kinds of frequency distributions, serve as feature data expressing the features of the regulation model. That is, the difference between the original restriction models can be identified by the two types of frequency distributions, but the original restriction model cannot be restored. This is similar to the fact that individual differences can be identified by fingerprints, but the figure of the person itself cannot be restored. Therefore, the two frequency distributions do not play a role as a work, but also play a role as a so-called fingerprint that proves the identity of the two works. In the regulation model database 70, it is possible to register not only the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution but also the regulation model itself that is a basis for calculating the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution. The regulatory model itself is not registered due to copyright issues.
図5に示した各構成手段は、現実には図4に示したように、コンピュータおよびその周辺機器等のハードウェアに専用のプログラムを搭載することにより実現される。すなわち、コンピュータが、専用のプログラムに従って各手段の内容を実行することになる。なお、本明細書において、コンピュータとは、CPU等の演算処理部を有し、データ処理が可能な装置を意味し、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータだけでなく、製品としての“3Dプリンタ”に組み込まれたボードコンピュータも含む。 Each component means shown in FIG. 5 is actually realized by installing a dedicated program in hardware such as a computer and its peripheral devices as shown in FIG. That is, the computer executes the contents of each means according to a dedicated program. In this specification, the computer means an apparatus having an arithmetic processing unit such as a CPU and capable of data processing, and is incorporated not only in a general-purpose computer such as a personal computer but also in a “3D printer” as a product. Board computer included.
図4に示した記憶装置3には、CPU1を動作させ、コンピュータを、立体物造形用データ出力規制装置として機能させるための専用のプログラムが実装されている。この専用のプログラムを実行することにより、CPU1は、度数分布算出手段10、度数分布整合手段20、強調成分作成手段30、度数分布強調手段40、度数分布照合手段50としての機能を実現することになる。また、記憶装置3は、対象モデル記憶手段60、規制モデルデータベース70として機能するだけでなく、立体物造形用データ出力規制装置としての処理に必要な様々なデータを記憶する。 In the storage device 3 shown in FIG. 4, a dedicated program for operating the CPU 1 and causing the computer to function as a three-dimensional object formation data output restriction device is mounted. By executing this dedicated program, the CPU 1 realizes functions as the frequency distribution calculating means 10, the frequency distribution matching means 20, the emphasis component creating means 30, the frequency distribution emphasizing means 40, and the frequency distribution matching means 50. Become. The storage device 3 not only functions as the target model storage unit 60 and the restriction model database 70 but also stores various data necessary for processing as the three-dimensional object formation data output restriction device.
図4に示したハードウェア構成において、コンピュータを、度数分布算出手段10として機能させるための専用のプログラムのみを記憶装置3に実装しておくことにより、度数分布を算出するための度数分布算出装置を実現することもできる。度数分布算出装置は、対象モデル記憶手段60から読み込んだ対象モデルを基に、2種の度数分布を算出して出力する。出力された度数分布は、別途、度数分布整合手段20、強調成分作成手段30、度数分布強調手段40、度数分布照合手段50、規制モデルデータベース70を備えた装置に入力され、照合および出力規制の判定を行うことができる。 In the hardware configuration shown in FIG. 4, the frequency distribution calculating device for calculating the frequency distribution is implemented by mounting only a dedicated program for causing the computer to function as the frequency distribution calculating means 10 in the storage device 3. Can also be realized. The frequency distribution calculation device calculates and outputs two types of frequency distributions based on the target model read from the target model storage unit 60. The output frequency distribution is separately input to an apparatus including a frequency distribution matching unit 20, an emphasis component creating unit 30, a frequency distribution emphasizing unit 40, a frequency distribution matching unit 50, and a regulation model database 70, and is used for collation and output regulation. Judgment can be made.
<3.処理動作>
<3.1.前処理>
次に、図4、図5に示した立体物造形用データ出力規制装置の処理動作について説明する。まず、規制対象とするポリゴンモデルである規制モデルについて、2種の度数分布である外接円分布および内接円分布を作成する。ポリゴンモデルからの外接円分布および内接円分布の作成については、後述する立体物造形用データ出力規制装置における処理と同様にして行うことができる。規制モデルからの外接円分布および内接円分布の作成は、立体物造形用データ出力規制装置で行ってもよいし、別のコンピュータで同様のプログラムを実行することにより行ってもよい。作成された外接円分布および内接円分布は、規制モデルデータベース70に登録される。
<3. Processing action>
<3.1. Pretreatment>
Next, the processing operation of the three-dimensional object formation data output restriction device shown in FIGS. 4 and 5 will be described. First, a circumscribed circle distribution and an inscribed circle distribution, which are two types of frequency distributions, are created for a regulated model that is a polygon model to be regulated. The creation of the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution from the polygon model can be performed in the same manner as the processing in the three-dimensional object formation data output restriction device described later. Creation of the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution from the restriction model may be performed by the three-dimensional object formation data output restriction device, or may be performed by executing a similar program on another computer. The created circumscribed circle distribution and inscribed circle distribution are registered in the regulation model database 70.
出力規制の対象は、銃砲・刀剣などの危険物だけでなく、キャラクターなどの著作物となることもある。いずれの場合においても、制作されたポリゴンモデルは、著作権者が存在する著作物になる。したがって、著作物であるポリゴンモデルをデータベースに登録するためには、その行為自体に著作者の許諾が必要となる。外接円分布および内接円分布の形式により、元のポリゴンモデルの相違を識別可能であるが、元のポリゴンモデルを復元できるわけではない。これは、指紋(フィンガープリント)により個人の相違を識別可能であるが、人物の姿そのものを復元できるわけではないのと同様であり、外接円分布および内接円分布の形式はフィンガープリントに相当し、著作物には該当しない。そこで、本発明のように、外接円分布および内接円分布の形式で登録することにより、著作者の許諾を必要とせずに、規制モデルの特徴を記録したデータベースを構築することができる。 The target of output regulation may be not only dangerous materials such as guns and swords, but also copyrighted materials such as characters. In any case, the produced polygon model becomes a copyrighted work with a copyright holder. Therefore, in order to register a polygon model, which is a work, in the database, permission for the author is required for the act itself. Although the difference between the original polygon model can be identified by the forms of the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution, the original polygon model cannot be restored. This is similar to the fact that individual differences can be identified by fingerprints, but the figure of the person itself cannot be restored, and the circumscribed circle distribution and inscribed circle distribution form is equivalent to the fingerprint. However, it does not fall under the copyrighted work. Thus, by registering in the form of circumscribed circle distribution and inscribed circle distribution as in the present invention, it is possible to construct a database that records the characteristics of the regulatory model without requiring the author's permission.
<3.2.処理概要>
次に、図4、図5に示した立体物造形用データ出力規制装置の処理動作について説明する。図6は、本発明の一実施形態に係る立体物造形用データ出力規制装置の処理概要を示すフローチャートである。まず、度数分布算出手段10が、ポリゴンモデルである対象モデルについて、2種の度数分布である外接円分布および内接円分布を算出する(ステップS100)。次に、算出された2種の度数分布に対して、規制モデルデータベース70に登録された規制モデルの度数分布を用いて整合処理する(ステップS130)。続いて、整合された2種の度数分布を用いて強調成分の作成処理を行う(ステップS150)。さらに、作成された強調成分を用いて、ステップS130で作成された2種の度数分布の強調処理を行う(ステップS170)。そして、強調処理された対象モデルの強調度数分布と、強調処理された規制モデルの強調度数分布との照合を行う(ステップS200)。
<3.2. Process Overview>
Next, the processing operation of the three-dimensional object formation data output restriction device shown in FIGS. 4 and 5 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a processing outline of the three-dimensional object formation data output restriction device according to the embodiment of the present invention. First, the frequency distribution calculating means 10 calculates a circumscribed circle distribution and an inscribed circle distribution that are two types of frequency distributions for the target model that is a polygon model (step S100). Next, the calculated two types of frequency distributions are matched using the frequency distribution of the restriction model registered in the restriction model database 70 (step S130). Subsequently, an emphasis component creation process is performed using the two matched frequency distributions (step S150). Further, using the created enhancement component, enhancement processing of the two frequency distributions created in step S130 is performed (step S170). Then, the enhancement frequency distribution of the target model subjected to the enhancement process is collated with the enhancement frequency distribution of the restriction model subjected to the enhancement process (step S200).
図6に示した処理による2つのポリゴンモデルの照合の様子を、図7を用いて説明する。図7は、対象モデルと規制モデルの照合の様子を示す図である。図7の例では、規制モデル(1)として全体をデータベースに登録しておき、対象モデル(2)として規制モデル(1)の一部を用いた場合を示している。この場合、ステップS100の処理により、規制モデル(1)から2種の度数分布(3)、対象モデル(2)から2種の度数分布(4)がそれぞれ得られる。このときの、度数分布の横軸は、最大外接円半径(後述、図7では最大半径a、最大半径bと表記)を示しており、3Dプリンタ出力時のスケールを反映していないため、全体と部分では、最大外接円半径のスケールが大きく異なる。そのため、ステップS130の処理により、実寸の最大外接円半径を用いて対象モデルの度数分布を規制モデルの度数分布に整合させる処理を行う(5)。具体的には、対象モデルと規制モデルの各々を3Dプリンタで出力する際に、対象モデルの最大外接円半径の実寸法を実寸法α、規制モデルの最大外接円半径の実寸法を実寸法βとするとき、対象モデルの度数分布の横軸を実寸法α/実寸法β(最大半径b/最大半径a)となるように度数分布を横方向に縮小させる処理を行う。度数分布は外接円分布と内接円分布で構成されているが、両者の横軸のスケールは一致しているため、双方の度数分布とも横軸を実寸法α/実寸法βとなるように縮小させれば良い。その後、ステップS150の処理により、強調成分を作成し(6)、強調処理を行った後(7)(8)、照合処理を行う(9)。 The manner in which the two polygon models are collated by the processing shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a state of matching between the target model and the restriction model. In the example of FIG. 7, the whole is registered as a restriction model (1) in the database, and a part of the restriction model (1) is used as the target model (2). In this case, two kinds of frequency distributions (3) are obtained from the restriction model (1) and two kinds of frequency distributions (4) are obtained from the target model (2) by the process of step S100. At this time, the horizontal axis of the frequency distribution indicates the maximum circumscribed circle radius (described later as maximum radius a and maximum radius b in FIG. 7) and does not reflect the scale at the time of 3D printer output. And the scale of the maximum circumscribed circle radius is greatly different. Therefore, the process of step S130 performs the process of matching the frequency distribution of the target model with the frequency distribution of the restriction model using the actual maximum circumscribed circle radius (5). Specifically, when each of the target model and the regulated model is output by the 3D printer, the actual dimension α of the maximum circumscribed circle radius of the target model is the actual dimension α, and the actual dimension of the maximum circumscribed circle radius of the regulated model is the actual dimension β. , The frequency distribution is reduced in the horizontal direction so that the horizontal axis of the frequency distribution of the target model is the actual dimension α / the actual dimension β (maximum radius b / maximum radius a). The frequency distribution is composed of a circumscribed circle distribution and an inscribed circle distribution, but the scales of the horizontal axes are the same, so that both frequency distributions have the actual dimension α / actual dimension β. What is necessary is just to reduce. After that, an emphasis component is created by the process of step S150 (6), the emphasis process is performed (7) (8), and a collation process is performed (9).
<3.3.度数分布の算出処理>
以下、度数分布の算出処理について具体的に説明していく。
<3.3.1.第1の手法>
まず、ステップS100の度数分布の算出処理について説明する。度数分布の算出処理としては、第1の手法と第2の手法の2通りが存在する。まず、第1の手法について説明する。図8は、第1の手法による度数分布の算出処理の詳細を示すフローチャートである。ここでは、対象モデルのポリゴン数N、ポリゴンを特定する変数i(i=0,・・・,N−1)とし、各ポリゴンiの頂点を(Xu(i),Yu(i),Zu(i))、各ポリゴンiの法線ベクトルを(Xn(i),Yn(i),Zn(i))と定義されたものとする。uは頂点番号を示しており、本実施形態では、ポリゴンが三角形状であるため、u=0,1,2の3つの値をとる。したがって、例えばXu(i)は、X0(i)、X1(i)、X2(i)とも表記される。頂点を特定したポリゴンおよび法線ベクトルは、立体物造形装置である3Dプリンタによる出力に必要なものであり、法線ベクトルの方向が造形面の外側(材料から空中方向)を示す。法線ベクトルは、3Dプリンタに出力用のポリゴンモデルにおいては、各ポリゴンについて記録されているのが普通である。対象モデルは、その出力スケール情報Soutも有している。出力スケール情報Soutは、対象モデルを立体物として出力する際の実寸法であり、頂点を定義している3次元座標系の単位長(長さ1)あたりの実寸法で、単位はmmで表現されている。度数分布算出手段10は、まず、対象モデルを構成する各ポリゴンiの面積Sp(i)を以下の〔数式1〕に従った処理を実行することにより算出する(ステップS501)。
<3.3. Frequency distribution calculation processing>
The frequency distribution calculation process will be specifically described below.
<3.3.1. First Method>
First, the frequency distribution calculation process in step S100 will be described. There are two types of frequency distribution calculation processing: the first method and the second method. First, the first method will be described. FIG. 8 is a flowchart showing details of the frequency distribution calculation processing by the first method. Here, the number of polygons of the target model is N, and the variable i (i = 0,..., N−1) for specifying the polygon is used, and the vertices of each polygon i are (Xu (i), Yu (i), Zu ( i)), the normal vector of each polygon i is defined as (Xn (i), Yn (i), Zn (i)). u indicates a vertex number. In this embodiment, since the polygon is triangular, three values of u = 0, 1, and 2 are taken. Therefore, for example, Xu (i) is also expressed as X0 (i), X1 (i), and X2 (i). The polygons and normal vectors specifying the vertices are necessary for output by a 3D printer, which is a three-dimensional object forming apparatus, and the direction of the normal vectors indicates the outside of the forming surface (from the material to the air). The normal vector is normally recorded for each polygon in a polygon model for output to a 3D printer. The target model also has its output scale information Sout. The output scale information Sout is an actual dimension when the target model is output as a three-dimensional object, and is an actual dimension per unit length (length 1) of the three-dimensional coordinate system defining the vertex, expressed in mm. Has been. First, the frequency distribution calculating means 10 calculates the area Sp (i) of each polygon i constituting the target model by executing processing according to the following [Equation 1] (step S501).
〔数式1〕
Vx=[Y1(i)−Y0(i)][Z2(i)−Z0(i)]−[Z1(i)−Z0(i)][ Y2(i)−Y0(i)]
Vy=[Z1(i)−Z0(i)][X2(i)−X0(i)]−[X1(i)−X0(i)][ Z2(i)−Z0(i)]
Vz=[X1(i)−X0(i)][Y2(i)−Y0(i)]−[Y1(i)−Y0(i)][X2(i)−X0(i)]
Sp(i)=[Vx(i)2+Vy(i)2+Vz(i)2]1/2
[Formula 1]
Vx = [Y1 (i) -Y0 (i)] [Z2 (i) -Z0 (i)]-[Z1 (i) -Z0 (i)] [Y2 (i) -Y0 (i)]
Vy = [Z1 (i) -Z0 (i)] [X2 (i) -X0 (i)]-[X1 (i) -X0 (i)] [Z2 (i) -Z0 (i)]
Vz = [X1 (i) -X0 (i)] [Y2 (i) -Y0 (i)]-[Y1 (i) -Y0 (i)] [X2 (i) -X0 (i)]
Sp (i) = [Vx (i) 2 + Vy (i) 2 + Vz (i) 2 ] 1/2
次に、対象モデルを構成する各ポリゴンについて、頂点の平均座標をもつ点となる平均点を算出する(ステップS502)。具体的には、以下の〔数式2〕に従った処理を実行することにより、各ポリゴンの平均点であるポリゴン平均点(Xc(i),Yc(i),Zc(i))を算出する。 Next, an average point that is a point having the average coordinates of the vertices is calculated for each polygon constituting the target model (step S502). Specifically, a polygon average point (Xc (i), Yc (i), Zc (i)) that is an average point of each polygon is calculated by executing processing according to the following [Equation 2]. .
〔数式2〕
Xc(i)={X0(i)+X1(i)+X2(i)}/3
Yc(i)={Y0(i)+Y1(i)+Y2(i)}/3
Zc(i)={Z0(i)+Z1(i)+Z2(i)}/3
[Formula 2]
Xc (i) = {X0 (i) + X1 (i) + X2 (i)} / 3
Yc (i) = {Y0 (i) + Y1 (i) + Y2 (i)} / 3
Zc (i) = {Z0 (i) + Z1 (i) + Z2 (i)} / 3
上記〔数式2〕において、X0(i)、X1(i)、X2(i)はそれぞれXu(i)において、頂点番号u=0,1,2の場合を示し、Y0(i)、Y1(i)、Y2(i)はそれぞれYu(i)において、頂点番号u=0,1,2の場合を示し、Z0(i)、Z1(i)、Z2(i)はそれぞれZu(i)において、頂点番号u=0,1,2の場合を示している。上記〔数式2〕に示すように、ポリゴン平均点は、ポリゴンの各頂点の平均座標をもつ点として算出される。 In the above [Equation 2], X0 (i), X1 (i), and X2 (i) represent the cases of vertex numbers u = 0, 1, and 2 in Xu (i), respectively, and Y0 (i), Y1 ( i) and Y2 (i) respectively indicate the cases of vertex numbers u = 0, 1, and 2 in Yu (i), and Z0 (i), Z1 (i), and Z2 (i) are in Zu (i), respectively. , Vertex numbers u = 0, 1, and 2 are shown. As shown in the above [Equation 2], the polygon average point is calculated as a point having the average coordinates of each vertex of the polygon.
ここで、三角形の平均点と三角形の各頂点への単位ベクトルについて説明しておく。3つのポリゴンi1,i2,i3(i1,i2,i3は、iとして0からN−1の値をとる互いに異なる整数)のポリゴン平均点により構成される三角形の平均点を(Xo(i1,i2,i3)、Yo(i1,i2,i3)、Zo(i1,i2,i3))とする。すなわち、三角形の平均点(Xo(i1,i2,i3)、Yo(i1,i2,i3)、Zo(i1,i2,i3))は、以下の〔数式3〕により定義される。 Here, an average point of the triangle and a unit vector to each vertex of the triangle will be described. An average point of a triangle formed by polygon average points of three polygons i1, i2, i3 (i1, i2, i3 are different integers where i takes a value from 0 to N-1) (Xo (i1, i2 , I3), Yo (i1, i2, i3), Zo (i1, i2, i3)). That is, the average points of the triangles (Xo (i1, i2, i3), Yo (i1, i2, i3), Zo (i1, i2, i3)) are defined by the following [Equation 3].
〔数式3〕
Xo(i1,i2,i3)={Xc(i1)+Xc(i2)+Xc(i3)}/3
Yo(i1,i2,i3)={Yc(i1)+Yc(i2)+Yc(i3)}/3
Zo(i1,i2,i3)={Zc(i1)+Zc(i2)+Zc(i3)}/3
[Formula 3]
Xo (i1, i2, i3) = {Xc (i1) + Xc (i2) + Xc (i3)} / 3
Yo (i1, i2, i3) = {Yc (i1) + Yc (i2) + Yc (i3)} / 3
Zo (i1, i2, i3) = {Zc (i1) + Zc (i2) + Zc (i3)} / 3
そして、以下の〔数式4〕により、三角形の平均点からポリゴンi1のポリゴン平均点(Xc(i1),Yc(i1),Zc(i1))への単位ベクトル(Ex(i2,i3,i1),Ey(i2,i3,i1),Ez(i2,i3,i1))を定義する。 The unit vector (Ex (i2, i3, i1) from the average point of the triangle to the polygon average point (Xc (i1), Yc (i1), Zc (i1)) of the polygon i1 is obtained by the following [Equation 4]. , Ey (i2, i3, i1), Ez (i2, i3, i1)).
〔数式4〕
E(i2,i3,i1)=[{Xc(i1)−Xo(i1,i2,i3)}2+{Yc(i1)−Yo(i1,i2,i3)}2+{Zc(i1)−Zo(i1,i2,i3)}2]1/2
Ex(i2,i3,i1)={Xc(i1)−Xo(i1,i2,i3)}/E(i2,i3,i1)
Ey(i2,i3,i1)={Yc(i1)−Yo(i1,i2,i3)}/E(i2,i3,i1)
Ez(i2,i3,i1)={Zc(i1)−Zo(i1,i2,i3)}/E(i2,i3,i1)
[Formula 4]
E (i2, i3, i1) = [{Xc (i1) −Xo (i1, i2, i3)} 2 + {Yc (i1) −Yo (i1, i2, i3)} 2 + {Zc (i1) − Zo (i1, i2, i3)} 2 ] 1/2
Ex (i2, i3, i1) = {Xc (i1) -Xo (i1, i2, i3)} / E (i2, i3, i1)
Ey (i2, i3, i1) = {Yc (i1) −Yo (i1, i2, i3)} / E (i2, i3, i1)
Ez (i2, i3, i1) = {Zc (i1) −Zo (i1, i2, i3)} / E (i2, i3, i1)
三角形の平均点と三角形の各頂点への単位ベクトルは、上記〔数式3〕、〔数式4〕に従った処理を実行することにより、後述するステップS508において度数分布の算出に用いられる。 The unit vector to the average point of the triangle and each vertex of the triangle is used for calculation of the frequency distribution in step S508, which will be described later, by executing the processing according to [Formula 3] and [Formula 4].
次に、ポリゴンモデルを構成するポリゴンの集合を3つのグループに分け、各グループのポリゴンの順序を入れ替える(ステップS503)。3つのグループへの分け方としては、同数に分けることができれば、どのような手法を用いてもよい。本実施形態では、ポリゴンモデルのデータ配列における順序に基づき、3で除して余りが0となる順番のポリゴンの第1グループと、3で除して余りが1となる順番のポリゴンの第2グループと、3で除して余りが2となる順番のポリゴンの第3グループに分けている。これにより、ポリゴンモデルを構成するN個のポリゴンは、N/3個ずつのグループに分けられることになる。各グループのポリゴン数が同数になるように、元のポリゴン数Nの3の剰余が2の場合、先頭のポリゴン0を、最後尾のポリゴンN=ポリゴン0として重複してもたせ、全ポリゴン数がN+1個になるように修正する。また、元のポリゴン数Nの3の剰余が1の場合、先頭のポリゴン0および2番目のポリゴン1を、最後尾から2番目のポリゴンN=ポリゴン0、最後尾のポリゴンN+1=ポリゴン1として重複してもたせ、全ポリゴン数がN+2個になるように修正する。各グループのポリゴン数が同数になるように、ポリゴンを重複して追加し、全ポリゴン数がN+1個またはN+2個となった場合であっても、以下では、全ポリゴン数をN個として置き換えて説明していく。 Next, a set of polygons constituting the polygon model is divided into three groups, and the order of the polygons in each group is changed (step S503). As a method of dividing into three groups, any method may be used as long as it can be divided into the same number. In this embodiment, based on the order in the polygon model data array, the first group of polygons in the order in which the remainder is 0 when divided by 3 and the second group of polygons in the order in which the remainder is 1 after being divided by 3 are used. It is divided into a group and a third group of polygons in the order in which the remainder is 2 divided by 3. As a result, N polygons constituting the polygon model are divided into groups of N / 3. When the remainder of 3 of the original polygon number N is 2 so that the number of polygons in each group is the same, the top polygon 0 is overlapped as the last polygon N = polygon 0, and the total number of polygons is Modify to be N + 1. If the remainder of 3 of the original polygon number N is 1, the first polygon 0 and the second polygon 1 are overlapped as the second polygon N = polygon 0 from the tail and the last polygon N + 1 = polygon 1 In any case, the total number of polygons is corrected to N + 2. Even if the number of polygons is duplicated and the total number of polygons is N + 1 or N + 2 so that the number of polygons in each group is the same, the total number of polygons will be replaced with N in the following. I will explain.
3で除した余りによりグループ分けすることにより、3つの配列G1(h)=3h、G2(h)=3h+1、G3(h)=3h+2(h=0,・・・,N/3−1)が得られる。次に、各グループのポリゴンの配列の順序を入れ替える。順序の入れ替えは無作為に行われる。すなわち、シャッフルされる。ポリゴンの配列の順序を入れ替えることができれば、どのような手法を用いてもよいが、本実施形態では、以下のような手法によりポリゴンの配列の順序を入れ替えている。まず、3種類の乱数配列R1(k)、R2(k)、R3(k)を作成する。具体的には、k=0,・・・,N/3−1について、R1(k)=kに初期化する。続いて、0≦Rnd(k)<1の範囲で実数値の一様乱数をN/3回発生させ、1回発生させるごとに、pp=Rnd(k)×N/3なる演算で0≦pp≦N/3の整数値を算出し、R1(k)の値とR1(pp)の値を交換する処理をN/3回繰り返す。繰り返しの結果、N/3個の連続する整数をランダムに入れ替えた乱数配列R1(k)が得られる。これにより、例えば、第1グループのポリゴンの配列G1(h)に対して、h=R1(k)で与え、G1(R1(k))=3R1(k)(k=0,・・・,N/3−1)のように、順序が入れ替えられた配列を得ることができる。第2の乱数配列R2(k)に対しては、R2(k)=R1(N/3−1−k)で与える。すなわち、第1の乱数配列R1(k)の先頭から末尾への順序を逆にしたものが乱数配列R2(k)である。乱数配列R1(k)、乱数配列R2(k)は、互いに他方の反転乱数配列となる。また、乱数配列R3(k)=kとし乱数にせず、k=0,・・・,N/3−1なるシーケンシャルな値に設定する。このように、ポリゴンの配列の順序を入れ替えることにより、各グループのポリゴンの配列順序を、3次元空間である対象モデル内のポリゴンからランダムに設定することができ、ランダムなポリゴン上の点の組み合わせで作成された三角形の外接円の半径および内接円の半径に基づいて、外接円分布および内接円分布を求めることが可能となる。 By grouping by the remainder divided by 3, three arrays G1 (h) = 3h, G2 (h) = 3h + 1, G3 (h) = 3h + 2 (h = 0,..., N / 3-1) Is obtained. Next, the arrangement order of the polygons in each group is changed. The order is changed randomly. That is, it is shuffled. Any method may be used as long as the order of polygon arrangement can be changed. In this embodiment, the order of polygon arrangement is changed by the following method. First, three types of random number arrays R1 (k), R2 (k), and R3 (k) are created. Specifically, k = 0,..., N / 3-1 are initialized to R1 (k) = k. Subsequently, a real-valued uniform random number is generated N / 3 times within a range of 0 ≦ Rnd (k) <1, and every time it is generated, pp = Rnd (k) × N / 3 is calculated as 0 ≦ An integer value of pp ≦ N / 3 is calculated, and the process of exchanging the value of R1 (k) and the value of R1 (pp) is repeated N / 3 times. As a result of repetition, a random number array R1 (k) in which N / 3 consecutive integers are randomly replaced is obtained. Accordingly, for example, h = R1 (k) is given to the polygon array G1 (h) of the first group, and G1 (R1 (k)) = 3R1 (k) (k = 0,..., As in (N / 3-1), an array in which the order is changed can be obtained. The second random number array R2 (k) is given by R2 (k) = R1 (N / 3-1-k). That is, the random number array R2 (k) is obtained by reversing the order from the beginning to the end of the first random number array R1 (k). The random number array R1 (k) and the random number array R2 (k) are the other inverted random number arrays. In addition, the random number array R3 (k) = k is set to a sequential value of k = 0,..., N / 3-1 without using random numbers. In this way, by rearranging the polygon arrangement order, the polygon arrangement order of each group can be set randomly from the polygons in the target model that is a three-dimensional space, and a combination of points on the random polygons. The circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution can be obtained based on the radius of the circumscribed circle and the radius of the inscribed circle of the triangle created in step (1).
このように3つのグループにポリゴンを分類するのは、3つのポリゴンをランダムに選択して三角形を作成する際、互いに重複しないようにするためである。ポリゴンモデルを構成する全てのポリゴンの組み合わせで三角形を順次構成することも可能であるが、ポリゴン数が多いと組み合わせが膨大な数になり実用的ではない。また、グループ分けをせず、ポリゴンモデルを構成する全てのポリゴンよりランダムに3つのポリゴンを選択して三角形を構成する方法も考えられるが、ある確率で同一の三角形が発生してしまう。ランダムに抽出される三角形のサンプル数が十分に多くないと、偏った度数分布が算出される可能性がある。本実施形態のように、3つのグループに分類し、各グループから1つずつポリゴンを選択して計3つ選択するようにすることにより、三角形を形成するための3つのポリゴンを互いに重複することなくランダム性をもたせながら効率的に選択することが可能になる。 The reason why the polygons are classified into the three groups in this way is to prevent the polygons from overlapping each other when the three polygons are randomly selected to create a triangle. Although it is possible to sequentially form triangles by combining all polygons constituting the polygon model, if the number of polygons is large, the number of combinations becomes enormous, which is not practical. A method of forming a triangle by randomly selecting three polygons from all the polygons constituting the polygon model without grouping is also conceivable, but the same triangle is generated with a certain probability. If the number of triangle samples extracted at random is not large enough, a biased frequency distribution may be calculated. As in this embodiment, the three polygons for forming a triangle are overlapped with each other by classifying into three groups, selecting one polygon from each group and selecting a total of three. It is possible to select efficiently while providing randomness.
次に、初期設定を行う(ステップS504)。具体的には、算出する外接円分布、内接円分布の初期化、ループカウンタの初期化、重み総和値の初期化を行う。本実施形態で算出される外接円分布は、ポリゴンの面積を加重した、三角形の外接円の半径の分布であり、要素数をMDとし、各要素md(md=0,・・・,MD−1)の度数をHd(md)と表す。Hd(md)は、所定数MDの要素で構成される1次元配列である。要素数MDとしては、任意の値を設定することができるが、本実施形態では、MD=360としている。このような1次元の配列を準備した後、度数分布算出手段10は、初期値をHd(md)=0と設定する。本実施形態で算出される内接円分布は、ポリゴンの面積を加重した、三角形の内接円の半径の分布であり、要素数をMAとし、各要素ma(ma=0,・・・,MA−1)の度数をHa(ma)と表す。Ha(ma)は、所定数MAの要素で構成される1次元配列である。要素数MAは、上記要素数MDと同一であっても異なっていてもよい。要素数MAとしては、任意の値を設定することができるが、本実施形態では、要素数MDと同一とし、MA=360としている。このような1次元の配列を準備した後、度数分布算出手段10は、初期値をHa(ma)=0と設定する。ループカウンタLCについては、初期値LC=0と設定する。また、重み値SQの総和値である重み総和値SQsum=0と設定する。 Next, initial setting is performed (step S504). Specifically, the circumscribed circle distribution to be calculated, the inscribed circle distribution are initialized, the loop counter is initialized, and the weight sum value is initialized. The circumscribed circle distribution calculated in the present embodiment is a distribution of the radius of a triangular circumscribed circle obtained by weighting the area of the polygon. The number of elements is MD, and each element md (md = 0,..., MD− The frequency of 1) is expressed as Hd (md). Hd (md) is a one-dimensional array composed of a predetermined number of MD elements. An arbitrary value can be set as the number of elements MD, but in this embodiment, MD = 360. After preparing such a one-dimensional array, the frequency distribution calculating means 10 sets the initial value as Hd (md) = 0. The inscribed circle distribution calculated in the present embodiment is a distribution of the radius of a triangular inscribed circle obtained by weighting the area of a polygon. The number of elements is MA, and each element ma (ma = 0,..., The frequency of MA-1) is expressed as Ha (ma). Ha (ma) is a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements. The element number MA may be the same as or different from the element number MD. Although an arbitrary value can be set as the element number MA, in the present embodiment, it is the same as the element number MD, and MA = 360. After preparing such a one-dimensional array, the frequency distribution calculating means 10 sets the initial value as Ha (ma) = 0. For the loop counter LC, an initial value LC = 0 is set. Further, the weight sum value SQsum = 0, which is the sum value of the weight values SQ, is set.
次に、度数分布算出手段10は、3つのグループ間における各ポリゴン平均点を頂点とする三角形の作成を行う(ステップS505)。3つのポリゴンを用いて三角形を作成する際、ポリゴン平均点に限らず、ポリゴン上の点としては、様々な点を用いることができる。しかし、ポリゴン平均点が、1つのポリゴンを代表する点として好ましいため、本実施形態では、ポリゴン平均点を頂点として三角形を作成する。ポリゴン上の点とは、ポリゴンを構成する頂点を全て通る面上であって、これらの頂点に囲まれる範囲に位置する点を意味する。ステップS505においては、三角形の数がポリゴン総数Nと同一になるように、グループ間の組み合わせを変えて3通り作成する。具体的には、第1グループのh(h=0,・・・,N/3−1)番目のポリゴンG1(h)に対して乱数配列R1(k)によりランダムに順番を入れ替えたG1(R1(k))の平均点(Xc(G1(R1(k))),Yc(G1(R1(k))),Zc(G1(R1(k))))、第2グループの対応する順序hのポリゴンG2(h)に対して乱数配列R2(k)によりランダムに順番を入れ替えたG2(R2(k))の平均点(Xc(G2(R2(k))),Yc(G2(R2(k))),Zc(G2(R2(k))))、第3グループの対応する順序hのポリゴンG3(h)に対して乱数配列R3(k)によりランダムに順番を入れ替えたG3(R3(k))の平均点(Xc(G3(R3(k))),Yc(G3(R3(k))),Zc(G3(R3(k))))の3点を頂点とする第1三角形をN/3個作成する。 Next, the frequency distribution calculating unit 10 creates a triangle having the vertexes of the respective polygon average points among the three groups (step S505). When creating a triangle using three polygons, various points can be used as points on the polygon, not limited to the polygon average point. However, since the polygon average point is preferable as a point representing one polygon, in this embodiment, a triangle is created with the polygon average point as a vertex. The point on the polygon means a point located on a plane passing through all the vertices constituting the polygon and within a range surrounded by these vertices. In step S505, three combinations are created by changing the combinations between groups so that the number of triangles is the same as the total number N of polygons. Specifically, the first group G1 (h = 0,..., N / 3-1) -th polygon G1 (h) is randomly replaced by a random number array R1 (k) (G1 ( R1 (k)) average points (Xc (G1 (R1 (k))), Yc (G1 (R1 (k))), Zc (G1 (R1 (k)))), the corresponding order of the second group The average points (Xc (G2 (R2 (k))), Yc (G2 (R2) of G2 (R2 (k)) obtained by randomly changing the order of the polygon G2 (h) of h by the random number array R2 (k). (K))), Zc (G2 (R2 (k)))), G3 (3) in which the order is randomly changed by the random number array R3 (k) with respect to the polygon G3 (h) in the corresponding order h of the third group. R3 (k)) average points (Xc (G3 (R3 (k))), Yc (G3 (R3 (k))), Z (G3 (R3 (k)))) the first triangle to N / 3 pieces created as vertices the three points.
同様に、第2グループのh番目のポリゴンG2(h)に対して乱数配列R1(k)によりランダムに順番を入れ替えたG2(R1(k))の平均点(Xc(G2(R1(k))),Yc(G2(R1(k))),Zc(G2(R1(k))))、第3グループの対応する順序hのポリゴンG3(h)に対して乱数配列R2(k)によりランダムに順番を入れ替えたG3(R2(k))の平均点(Xc(G3(R2(k))),Yc(G3(R2(k))),Zc(G3(R2(k))))、第1グループの対応する順序hのポリゴンG1(h)に対して乱数配列R3(k)によりランダムに順番を入れ替えたG1(R3(k))の平均点(Xc(G1(R3(k))),Yc(G1(R3(k))),Zc(G1(R3(k))))の3点を頂点とする第2三角形をN/3個作成する。 Similarly, the average point (Xc (G2 (R1 (k)) of G2 (R1 (k)) obtained by randomly changing the order of the h-th polygon G2 (h) of the second group by the random number array R1 (k). )), Yc (G2 (R1 (k))), Zc (G2 (R1 (k)))), and the third group corresponding to the polygon G3 (h) in the order h by the random number array R2 (k). G3 (R2 (k)) average points (Xc (G3 (R2 (k))), Yc (G3 (R2 (k))), Zc (G3 (R2 (k)))) whose order was randomly changed The average point (Xc (G1 (R3 (k)) of G1 (R3 (k)) obtained by randomly changing the order of the polygon G1 (h) corresponding to the order h in the first group by the random number array R3 (k). )), Yc (G1 (R3 (k))), Zc (G1 (R3 (k)))) The second triangle to a point N / 3 pieces to create.
さらに、第3グループのh番目のポリゴンG3(h)に対して乱数配列R1(k)によりランダムに順番を入れ替えたG3(R1(k))の平均点(Xc(G3(R1(k))),Yc(G3(R1(k))),Zc(G3(R1(k))))、第1グループの対応する順序hのポリゴンG1(h)に対して乱数配列R2(k)によりランダムに順番を入れ替えたG1(R2(k))の平均点(Xc(G1(R2(k))),Yc(G1(R2(k))),Zc(G1(R2(k))))、第2グループの対応する順序hのポリゴンG2(h)に対して乱数配列R3(k)によりランダムに順番を入れ替えたG2(R3(k))の平均点(Xc(G2(R3(k))),Yc(G2(R3(k))),Zc(G2(R3(k))))の3点を頂点とする第3三角形をN/3個作成する。 Further, the average point (Xc (G3 (R1 (k))) of G3 (R1 (k)) obtained by randomly changing the order of the h-th polygon G3 (h) of the third group by the random number array R1 (k). ), Yc (G3 (R1 (k))), Zc (G3 (R1 (k)))), random corresponding to the polygon G1 (h) in the corresponding order h of the first group by the random number array R2 (k). G1 (R2 (k)) average points (Xc (G1 (R2 (k))), Yc (G1 (R2 (k))), Zc (G1 (R2 (k)))), The average point (Xc (G2 (R3 (k))) of G2 (R3 (k)) in which the order is randomly changed by the random number array R3 (k) with respect to the polygon G2 (h) in the corresponding order h of the second group. ), Yc (G2 (R3 (k))), Zc (G2 (R3 (k)))) A third triangle to a point N / 3 pieces to create.
次に、度数分布算出手段10は、ポリゴン平均点を頂点とする三角形の外接円の半径の算出を行う(ステップS506)。具体的には、まず、以下の〔数式5〕に従った処理を実行することにより、k=0,・・・,N/3−1の範囲で、第1三角形の面積S(k)を算出する。 Next, the frequency distribution calculating means 10 calculates the radius of a circumscribed circle of a triangle having the polygon average point as a vertex (step S506). Specifically, first, by executing the processing according to the following [Formula 5], the area S (k) of the first triangle is set in the range of k = 0,..., N / 3-1. calculate.
〔数式5〕
D12=[[Xc(G2(R2(k)))−Xc(G1(R1(k)))]2+[Yc(G2(R2(k)))−Yc(G1(R1(k)))]2]1/2
D23=[[Xc(G3(R3(k)))−Xc(G2(R2(k)))]2+[Yc(G3(R3(k)))−Yc(G2(R2(k)))]2]1/2
D31=[[Xc(G1(R1(k)))−Xc(G3(R3(k)))]2+[Yc(G1(R1(k)))−Yc(G3(R3(k)))]2]1/2
D=(D12+D23+D31)/2
S(k)=[D・(D−D12)・(D−D23)・(D−D31)]1/2
[Formula 5]
D12 = [[Xc (G2 (R2 (k)))-Xc (G1 (R1 (k)))] 2 + [Yc (G2 (R2 (k)))-Yc (G1 (R1 (k))) ] 2 ] 1/2
D23 = [[Xc (G3 (R3 (k))) − Xc (G2 (R2 (k)))] 2 + [Yc (G3 (R3 (k))) − Yc (G2 (R2 (k))) ] 2 ] 1/2
D31 = [[Xc (G1 (R1 (k))) − Xc (G3 (R3 (k)))] 2 + [Yc (G1 (R1 (k))) − Yc (G3 (R3 (k))) ] 2 ] 1/2
D = (D12 + D23 + D31) / 2
S (k) = [D · (D−D12) · (D−D23) · (D−D31)] 1/2
上記〔数式5〕において、“・”は乗算を示す。以下の〔数式〕においても同様である。そして、以下の〔数式6〕に従った処理を実行することにより、k=0,・・・,N/3−1の範囲で、第1三角形の外接円の半径D(k)を算出する。 In the above [Formula 5], “·” indicates multiplication. The same applies to the following [Formula]. Then, by executing the processing according to the following [Equation 6], the radius D (k) of the circumscribed circle of the first triangle is calculated in the range of k = 0,..., N / 3-1. .
〔数式6〕
D(k)=D12・D23・D31/(4・S(k))
[Formula 6]
D (k) = D12 · D23 · D31 / (4 · S (k))
度数分布算出手段10は、同様に、以下の〔数式7〕に従った処理を実行することにより、k=0,・・・,N/3−1の範囲で、第2三角形の面積S(k)を算出する。 Similarly, the frequency distribution calculating means 10 executes a process according to the following [Equation 7], whereby the area S (2) of the second triangle in the range of k = 0,..., N / 3-1. k) is calculated.
〔数式7〕
D12=[[Xc(G3(R2(k)))−Xc(G2(R1(k)))]2+[Yc(G3(R2(k)))−Yc(G2(R1(k)))]2]1/2
D23=[[Xe(G1(R3(k)))−Xc(G3(R2(k)))]2+[Yc(G1(R3(k)))−Yc(G3(R2(k)))]2]1/2
D31=[[Xc(G2(R1(k)))−Xc(G1(R3(k)))]2+[Yc(G2(R1(k)))−Yc(G1(R3(k)))]2]1/2
D=(D12+D23+D31)/2
S(k)=[D・(D−D12)・(D−D23)・(D−D31)]1/2
[Formula 7]
D12 = [[Xc (G3 (R2 (k))) − Xc (G2 (R1 (k)))] 2 + [Yc (G3 (R2 (k))) − Yc (G2 (R1 (k))) ] 2 ] 1/2
D23 = [[Xe (G1 (R3 (k)))-Xc (G3 (R2 (k)))] 2 + [Yc (G1 (R3 (k)))-Yc (G3 (R2 (k))) ] 2 ] 1/2
D31 = [[Xc (G2 (R1 (k))) − Xc (G1 (R3 (k)))] 2 + [Yc (G2 (R1 (k))) − Yc (G1 (R3 (k))) ] 2 ] 1/2
D = (D12 + D23 + D31) / 2
S (k) = [D · (D−D12) · (D−D23) · (D−D31)] 1/2
そして、上記〔数式6〕に従った処理を実行することにより、k=0,・・・,N/3−1の範囲で、第2三角形の外接円の半径D(k)を算出する。度数分布算出手段10は、同様に、以下の〔数式8〕に従った処理を実行することにより、k=0,・・・,N/3−1の範囲で、第3三角形の面積S(k)を算出する。 Then, the radius D (k) of the circumscribed circle of the second triangle is calculated in the range of k = 0,..., N / 3-1 by executing the processing according to the above [Equation 6]. Similarly, the frequency distribution calculating means 10 executes the process according to the following [Equation 8], whereby the area S (3) of the third triangle in the range of k = 0,..., N / 3-1. k) is calculated.
〔数式8〕
D12=[[Xc(G1(R2(k)))−Xc(G3(R1(k)))]2+[Yc(G1(R2(k)))−Yc(G3(R1(k)))]2]1/2
D23=[[Xc(G2(R3(k)))−Xc(G1(R2(k)))]2+[Yc(G2(R3(k)))−Yc(G1(R2(k)))]2]1/2
D31=[[Xc(G3(R1(k)))−Xc(G2(R3(k)))]2+[Yc(G3(R1(k)))−Yc(G2(R3(k)))]2]1/2
D=(D12+D23+D31)/2
S(k)=[D・(D−D12)・(D−D23)・(D−D31)]1/2
[Formula 8]
D12 = [[Xc (G1 (R2 (k)))-Xc (G3 (R1 (k)))] 2 + [Yc (G1 (R2 (k)))-Yc (G3 (R1 (k))) ] 2 ] 1/2
D23 = [[Xc (G2 (R3 (k))) − Xc (G1 (R2 (k)))] 2 + [Yc (G2 (R3 (k))) − Yc (G1 (R2 (k))) ] 2 ] 1/2
D31 = [[Xc (G3 (R1 (k))) − Xc (G2 (R3 (k)))] 2 + [Yc (G3 (R1 (k))) − Yc (G2 (R3 (k))) ] 2 ] 1/2
D = (D12 + D23 + D31) / 2
S (k) = [D · (D−D12) · (D−D23) · (D−D31)] 1/2
そして、上記〔数式6〕に従った処理を実行することにより、k=0,・・・,N/3−1の範囲で、第3三角形の外接円の半径D(k)を算出する。上記〔数式5〕〔数式7〕〔数式8〕においては、三角形の各辺の長さD12、D23、D31が、以下の〔数式9〕に示した6条件全てを満たした三角形のみ、外接円半径の度数分布の対象とする。したがって、〔数式9〕に示した6条件のうち1つでも満たさなかった三角形については、外接円半径の度数分布の対象としない。下記〔数式9〕に示した6条件を満たさない場合は、外接円の半径D(k)が極端に大きくなり、精度のよい度数分布を求めることができないためである。 Then, by executing the processing according to the above [Equation 6], the radius D (k) of the circumscribed circle of the third triangle is calculated in the range of k = 0,..., N / 3-1. In the above [Equation 5], [Equation 7] and [Equation 8], only the triangle in which the lengths D12, D23 and D31 of each side of the triangle satisfy all the six conditions shown in the following [Equation 9] The target of the frequency distribution of the radius. Therefore, a triangle that does not satisfy even one of the six conditions shown in [Formula 9] is not subject to the frequency distribution of the circumscribed circle radius. This is because when the six conditions shown in [Equation 9] below are not satisfied, the radius D (k) of the circumscribed circle becomes extremely large, and a highly accurate frequency distribution cannot be obtained.
〔数式9〕
D12>0
D23>0
D31>0
|D12−D23−D31|/D12>0.1
|D23−D31−D12|/D23>0.1
|D31−D12−D23|/D31>0.1
[Formula 9]
D12> 0
D23> 0
D31> 0
| D12-D23-D31 | / D12> 0.1
| D23-D31-D12 | / D23> 0.1
| D31-D12-D23 | / D31> 0.1
上記〔数式9〕に示すように、6条件のうち前半3条件は、全ての辺が0でない正の値をとること、すなわち三角形を形成することを意味する。6条件のうち後半3条件は、作成される三角形が極端に偏平な形状にならないことを意味する。三角形が極端に偏平な形状になると、外接円の半径が無限大に近付き、精度のよい度数分布が得られないことになる。上記〔数式9〕に示した6条件を満たさない場合は、三角形を形成しないか(いずれかの辺が0の場合)、外接円の半径D(k)が極端に大きくなり、精度のよい度数分布を求めることができないためである。 As shown in the above [Equation 9], the first three conditions out of the six conditions mean that all sides have positive values other than 0, that is, form a triangle. The latter half of the six conditions means that the triangle to be created does not have an extremely flat shape. If the triangle becomes extremely flat, the radius of the circumscribed circle will approach infinity, and a highly accurate frequency distribution will not be obtained. When the six conditions shown in [Equation 9] are not satisfied, a triangle is not formed (when either side is 0), or the radius D (k) of the circumscribed circle becomes extremely large, and the frequency with high accuracy This is because the distribution cannot be obtained.
上記〔数式6〕により算出されたN/3個の第1三角形の外接円の半径と、N/3個の第2三角形の外接円の半径と、N/3個の第3三角形の外接円の半径の3種のN/3個の配列D(k)に対し、第2三角形のN/3個の配列にはN/3だけオフセットを加え、第3三角形のN/3個の配列には2N/3だけオフセットを加えた上で、通し番号iでまとめて、その範囲をi=0,・・・,N−1に設定し直してN個の三角形の外接円半径D(i)(i=0,・・・,N−1)を得る。そして、i=0,・・・,N−1のN個の外接円半径D(i)のうち最大のものを最大外接円半径Dmaxとする。 The radius of the circumscribed circle of N / 3 first triangles, the radius of the circumscribed circle of N / 3 second triangles, and the circumscribed circle of N / 3 third triangles calculated by the above [Equation 6] The N / 3 array D (k) of the second triangle is offset by N / 3 for the N / 3 array D of the second triangle, and the N / 3 array of the third triangle is added to the N / 3 array of the third triangle. Is added with an offset of 2N / 3, and is grouped with a serial number i, the range is reset to i = 0,..., N−1, and the circumscribed circle radius D (i) ( i = 0,..., N-1). And the largest one among the N circumscribed circle radii D (i) of i = 0,..., N−1 is set as the maximum circumscribed circle radius Dmax.
次に、度数分布算出手段10は、ポリゴン平均点を頂点とする三角形の内接円の半径の算出を行う(ステップS507)。具体的には、以下の〔数式10〕に従った処理を実行することにより、k=0,・・・,N/3−1の範囲で第1三角形、第2三角形、第3三角形の内接円の半径A(k)を算出する。 Next, the frequency distribution calculation means 10 calculates the radius of the inscribed circle of the triangle having the polygon average point as a vertex (step S507). Specifically, by executing the processing according to the following [Equation 10], within the range of k = 0,..., N / 3-1, the first triangle, the second triangle, and the third triangle. The radius A (k) of the tangent circle is calculated.
〔数式10〕
A(k)=2・S(k)/(D12+D23+D31)
[Formula 10]
A (k) = 2 · S (k) / (D12 + D23 + D31)
上記〔数式10〕において、D12、D23、D31およびS(k)は、上記〔数式5〕〔数式7〕〔数式8〕に従った処理により算出された第1三角形、第2三角形、第3三角形の三辺の長さと面積である。なお、〔数式9〕に示した6条件のうち1つでも満たさなかった三角形については、内接円半径の度数分布の対象としない。 In the above [Expression 10], D12, D23, D31 and S (k) are the first triangle, the second triangle, the third triangle calculated by the processing according to the above [Expression 5], [Expression 7], and [Expression 8]. The length and area of the three sides of the triangle. Note that a triangle that does not satisfy even one of the six conditions shown in [Equation 9] is not subject to the frequency distribution of the inscribed circle radius.
上記〔数式10〕により算出されたN/3個の第1三角形の内接円の半径A(k)と、N/3個の第2三角形の内接円の半径A(k)と、N/3個の第3三角形の内接円の半径A(k)の3種のN/3個の配列A(k)に対し、第2三角形についてのN/3個の配列にはN/3だけオフセットを加え、第3三角形についてのN/3個の配列には2N/3だけオフセットを加えた上で、通し番号iの範囲をi=0,・・・,N−1に設定し直してN個の三角形の内接円の半径A(i)(i=0,・・・,N−1)を得る。 The radius A (k) of the inscribed circle of N / 3 first triangles calculated by the above [Equation 10], the radius A (k) of the inscribed circle of N / 3 second triangles, and N / 3 of N / 3 arrays A (k) of inscribed circle radius A (k) of 3rd 3 triangles, N / 3 for N / 3 arrays of 2nd triangle Add an offset only, add an offset of 2N / 3 to the N / 3 array for the third triangle, and reset the range of serial number i to i = 0, ..., N-1 The radius A (i) (i = 0,..., N−1) of N inscribed circles of N triangles is obtained.
次に、度数分布算出手段10は、三角形の外接円の半径の度数分布である外接円分布を算出する(ステップS508)。具体的には、以下の〔数式11〕に従った処理を実行することにより、要素mdの度数Hd(md)を、i=0,・・・,N−1について、算出する。 Next, the frequency distribution calculating means 10 calculates a circumscribed circle distribution that is a frequency distribution of the radius of the circumscribed circle of the triangle (step S508). Specifically, the frequency Hd (md) of the element md is calculated for i = 0,..., N−1 by executing processing according to the following [Equation 11].
〔数式11〕
Dmax・md/MD≦D(i)<Dmax・(md+1)/MDならば、
Hd(md)←Hd(md)+SQ、SQsum←SQsum+SQ
0≦i≦N/3−1の場合
SQ=[Sp(G1(R1(i)))・{Ex(G2(R2(i)),G3(R3(i)),G1(R1(i)))・Xn(G1(R1(i)))+Ey(G2(R2(i)),G3(R3(i)),G1(R1(i)))・Yn(G1(R1(i)))+Ez(G2(R2(i)),G3(R3(i)),G1(R1(i)))・Zn(G1(R1(i)))}+Sp(G2(R2(i)))・{Ex(G3(R3(i)),G1(R1(i)),G2(R2(i)))・Xn(G2(R2(i)))+Ey(G3(R3(i)),G1(R1(i)),G2(R2(i)))・Yn(G2(R2(i)))+Ez(G3(R3(i)),G1(R1(i)),G2(R2(i)))・Zn(G2(R2(i)))}+Sp(G3(R3(i)))・{Ex(G1(R1(i)),G2(R2(i)),G3(R3(i)))・Xn(G3(R3(i)))+Ey(G1(R1(i)),G2(R2(i)),G3(R3(i)))・Yn(G3(R3(i)))+Ez(G1(R1(i)),G2(R2(i)),G3(R3(i)))・Zn(G3(R3(i)))}]/3
N/3≦i≦2N/3−1の場合
SQ=[Sp(G2(R2(i)))・{Ex(G3(R3(i)),G1(R1(i)),G2(R2(i)))・Xn(G2(R2(i)))+Ey(G3(R3(i)),G1(R1(i)),G2(R2(i)))・Yn(G2(R2(i)))+Ez(G3(R3(i)),G1(R1(i)),G2(R2(i)))・Zn(G2(R2(i)))}+Sp(G3(R3(i)))・{Ex(G1(R1(i)),G2(R2(i)),G3(R3(i)))・Xn(G3(R3(i)))+Ey(G1(R1(i)),G2(R2(i)),G3(R3(i)))・Yn(G3(R3(i)))+Ez(G1(R1(i)),G2(R2(i)),G3(R3(i)))・Zn(G3(R3(i)))}+Sp(G1(R1(i)))・{Ex(G2(R2(i)),G3(R3(i)),G1(R1(i)))・Xn(G1(R1(i)))+Ey(G2(R2(i)),G3(R3(i)),G1(R1(i)))・Yn(G1(R1(i)))+Ez(G2(R2(i)),G3(R3(i)),G1(R1(i)))・Zn(G1(R1(i)))}]/3
2N/3≦i≦N−1の場合
SQ=[Sp(G3(R3(i)))・{Ex(G1(R1(i)),G2(R2(i)),G3(R3(i)))・Xn(G3(R3(i)))+Ey(G1(R1(i)),G2(R2(i)),G3(R3(i)))・Yn(G3(R3(i)))+Ez(G1(R1(i)),G2(R2(i)),G3(R3(i)))・Zn(G3(R3(i)))}+Sp(G1(R1(i)))・{Ex(G2(R2(i)),G3(R3(i)),G1(R1(i)))・Xn(G1(R1(i)))+Ey(G2(R2(i)),G3(R3(i)),G1(R1(i)))・Yn(G1(R1(i)))+Ez(G2(R2(i)),G3(R3(i)),G1(R1(i)))・Zn(G1(R1(i)))}+Sp(G2(R2(i)))・{Ex(G3(R3(i)),G1(R1(i)),G2(R2(i)))・Xn(G2(R2(i)))+Ey(G3(R3(i)),G1(R1(i)),G2(R2(i)))・Yn(G2(R2(i)))+Ez(G3(R3(i)),G1(R1(i)),G2(R2(i)))・Zn(G2(R2(i)))}]/3
[Formula 11]
If Dmax · md / MD ≦ D (i) <Dmax · (md + 1) / MD,
Hd (md) ← Hd (md) + SQ, SQsum ← SQsum + SQ
In case of 0 ≦ i ≦ N / 3-1 SQ = [Sp (G1 (R1 (i))) · {Ex (G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i)] )). Xn (G1 (R1 (i))) + Ey (G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i))). Yn (G1 (R1 (i))) + Ez (G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i))). Zn (G1 (R1 (i)))} + Sp (G2 (R2 (i))). { Ex (G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i))). Xn (G2 (R2 (i))) + Ey (G3 (R3 (i)), G1 (R1) (I)), G2 (R2 (i))) Yn (G2 (R2 (i))) + Ez (G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i))) Zn (G2 (R2 (i)) )} + Sp (G3 (R3 (i))). {Ex (G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i))). Xn (G3 (R3 (i)) ) + Ey (G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i))). Yn (G3 (R3 (i))) + Ez (G1 (R1 (i)), G2 ( R2 (i)), G3 (R3 (i))). Zn (G3 (R3 (i)))}] / 3
When N / 3 ≦ i ≦ 2N / 3-1 SQ = [Sp (G2 (R2 (i))) · {Ex (G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i)), G2 (R2 ( i))). Xn (G2 (R2 (i))) + Ey (G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i))). Yn (G2 (R2 (i) )) + Ez (G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i))). Zn (G2 (R2 (i)))} + Sp (G3 (R3 (i))) · {Ex (G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i))) · Xn (G3 (R3 (i))) + Ey (G1 (R1 (i))), G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i))) Yn (G3 (R3 (i))) + Ez (G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i)) )) Zn (G3 (R3 ( i)))} + Sp (G1 (R1 (i))). {Ex (G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i))). Xn (G1 (R1 ( i))) + Ey (G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i))). Yn (G1 (R1 (i))) + Ez (G2 (R2 (i)) , G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i))). Zn (G1 (R1 (i)))}] / 3
In the case of 2N / 3 ≦ i ≦ N−1 SQ = [Sp (G3 (R3 (i))) · {Ex (G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i) )). Xn (G3 (R3 (i))) + Ey (G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i))). Yn (G3 (R3 (i))) + Ez (G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i))). Zn (G3 (R3 (i)))} + Sp (G1 (R1 (i))). { Ex (G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i))). Xn (G1 (R1 (i))) + Ey (G2 (R2 (i)), G3 (R3 (I)), G1 (R1 (i))) Yn (G1 (R1 (i))) + Ez (G2 (R2 (i)), G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i))) Zn (G1 (R1 (i) ))} + Sp (G2 (R2 (i))). {Ex (G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i))). Xn (G2 (R2 (i)) )) + Ey (G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i))). Yn (G2 (R2 (i))) + Ez (G3 (R3 (i)), G1 (R1 (i)), G2 (R2 (i))). Zn (G2 (R2 (i)))}] / 3
上記〔数式11〕において、SQは、三角形の平均点から各頂点へのベクトル(Ex(),Ey(),Ez())と各ポリゴンの法線ベクトルXn()の内積値に各ポリゴンの面積Sp()を乗じた重み値である。三角形の平均点から各頂点へのベクトル(Ex(),Ey(),Ez())は、上記〔数式3〕、〔数式4〕を用いて算出される三角形の平均点から各頂点への単位ベクトルを用いて算出される。上記〔数式11〕は、三角形の外接円半径D(i)が、最大外接円半径Dmaxにmd/MDを乗じた値以上で、(md+1)/MDを乗じた値より小さい場合に、三角形の頂点をポリゴン平均点として有する3つのポリゴンに基づく重み値SQをHd(md)に加算することを意味している。また、重み値SQを同様に、重み総和値SQsumに加算する。この重み値SQは、三角形の平均点から各頂点へのベクトルと各ポリゴンの法線ベクトルの方向が異なると小さな値になり、更に方向が逆になると、負の値をとる場合がある。そうすると、度数Hd(md)に加算される値が小さくなったり、減算されたりする。このような現象は、三角形を構成する3つのポリゴンが異なる部品のポリゴンモデルに属する場合に起こりやすく、結果的に三角形を構成する3つのポリゴンが同一の部品のポリゴンモデルに属するものが度数Hd(md)にカウントされやすくなる。即ち、度数分布には複数の部品を跨る特徴は抑圧され、個々の部品の特徴が残りやすくなる。 In the above [Expression 11], SQ is the inner product value of the vectors (Ex (), Ey (), Ez ()) from the average point of the triangle to each vertex and the normal vector Xn () of each polygon. It is a weight value multiplied by the area Sp (). The vectors (Ex (), Ey (), Ez ()) from the average point of the triangle to each vertex are calculated from the average point of the triangle calculated using the above [Equation 3] and [Equation 4] to each vertex. Calculated using unit vectors. [Equation 11] indicates that the circumscribed circle radius D (i) of the triangle is equal to or greater than the value obtained by multiplying the maximum circumscribed circle radius Dmax by md / MD and smaller than the value obtained by multiplying (md + 1) / MD. This means that a weight value SQ based on three polygons having vertices as polygon average points is added to Hd (md). Similarly, the weight value SQ is added to the weight sum value SQsum. The weight value SQ becomes a small value when the direction from the average point of the triangle to each vertex and the normal vector direction of each polygon are different, and may take a negative value when the direction is further reversed. If it does so, the value added to frequency Hd (md) will become small or will be subtracted. Such a phenomenon is likely to occur when the three polygons constituting the triangle belong to the polygon models of different parts, and as a result, the three polygons constituting the triangle belong to the polygon model of the same part with the frequency Hd ( It tends to be counted in md). That is, the features that cross a plurality of parts are suppressed in the frequency distribution, and the characteristics of the individual parts are likely to remain.
上記〔数式11〕に従った処理を、N個の三角形について実行することにより、外接円分布Hd(md)(md=0,・・・,MD−1)が算出される。各要素には、単なる頻度ではなく、三角形の平均点から各頂点へのベクトルと各ポリゴンの法線ベクトルの内積値に、ポリゴンの面積を乗じた重み値が加算されているため、外接円分布Hd(md)は、重み値加重の外接円分布を示すことになる。単に1を加算する場合や、単にポリゴンの面積を加算した場合では、同一のポリゴンモデルに対してポリゴン構成が粗い場合と細かい場合とで、外接円分布に顕著な差が生じてしまう。そこで、本実施形態では、外接円分布算出時に上記重み値SQを加算するようにしている。 The circumscribed circle distribution Hd (md) (md = 0,..., MD-1) is calculated by executing the processing according to the above [Equation 11] for N triangles. Each element is not just a frequency, but a weight value obtained by multiplying the area of the polygon by the inner product of the vector from the average point of the triangle to each vertex and the normal vector of each polygon. Hd (md) represents a circumscribed circle distribution weighted by a weight value. When only 1 is added or when the area of the polygon is simply added, there is a significant difference in the circumscribed circle distribution between the case where the polygon configuration is coarse and the case where the polygon is coarse for the same polygon model. Therefore, in this embodiment, the weight value SQ is added when the circumscribed circle distribution is calculated.
次に、度数分布算出手段10は、各三角形の内接円の半径の度数分布である内接円分布を算出する(ステップS509)。具体的には、以下の〔数式12〕に従った処理を実行することにより、要素maの度数Ha(ma)を、i=0,・・・,N−1について、算出する。 Next, the frequency distribution calculation means 10 calculates an inscribed circle distribution that is a frequency distribution of the radius of the inscribed circle of each triangle (step S509). Specifically, the frequency Ha (ma) of the element ma is calculated for i = 0,..., N−1 by executing processing according to the following [Equation 12].
〔数式12〕
Dmax・ma/2MA≦A(i)<Dmax・(ma+1)/2MAならば、
Ha(ma)←Ha(ma)+SQ
[Formula 12]
If Dmax · ma / 2MA ≦ A (i) <Dmax · (ma + 1) / 2MA,
Ha (ma) ← Ha (ma) + SQ
上記〔数式12〕における、三角形の平均点から各頂点へのベクトルと各ポリゴンの法線ベクトルの内積値に、ポリゴンの面積を乗じた重み値SQについても、上記〔数式11〕に従った処理により算出したものを用いる。上記〔数式12〕は、三角形の内接円の半径A(i)が、最大外接円半径Dmaxにma/2MAを乗じた値以上で、(ma+1)/2MAを乗じた値より小さい場合に、三角形の頂点を平均点として有する3つのポリゴンを用いた重み値SQをHa(ma)に加算することを意味している。これは、最大外接円半径Dmaxの半分の長さであるDmax/2にma/MAを乗じた値以上で、(ma+1)/MAを乗じた値より小さい場合に、三角形の頂点を平均点として有する3つのポリゴンを用いた重み値SQをHa(ma)に加算することと同じである。 In the above [Equation 12], the weight value SQ obtained by multiplying the inner product value of the vector from the average point of the triangle to each vertex and the normal vector of each polygon by the area of the polygon is also processed according to [Equation 11]. Use the one calculated by. [Expression 12] is obtained when the radius A (i) of the inscribed circle of the triangle is equal to or larger than the value obtained by multiplying the maximum circumscribed circle radius Dmax by ma / 2MA and smaller than the value obtained by multiplying (ma + 1) / 2MA. This means that the weight value SQ using three polygons having the triangle vertices as average points is added to Ha (ma). This is because the vertex of the triangle is taken as the average point when the value is equal to or greater than the value obtained by multiplying Dmax / 2, which is half the maximum circumscribed circle radius Dmax, by ma / MA and less than (ma + 1) / MA. This is the same as adding the weight value SQ using the three polygons to Ha (ma).
結局、上記〔数式12〕に従った処理を実行することにより、度数分布算出手段10は、所定数MAの要素で構成される1次元の配列を準備し、算出された外接円の半径の最大値(最大外接円半径Dmax)の50%の値で正規化された範囲を、所定数MAに均等に分割した上で、各内接円の半径A(i)を、その値に基づいて所定数MAのいずれかの要素maに割り当て、要素maに該当する数を計数することにより、内接円分布を算出している。 Eventually, by executing the processing according to the above [Equation 12], the frequency distribution calculating means 10 prepares a one-dimensional array composed of elements of a predetermined number MA, and calculates the maximum radius of the circumscribed circle calculated. A range normalized by a value of 50% of the value (maximum circumscribed circle radius Dmax) is equally divided into a predetermined number MA, and the radius A (i) of each inscribed circle is determined based on the value. The inscribed circle distribution is calculated by assigning to any element ma of the number MA and counting the number corresponding to the element ma.
外接円半径や内接円半径はポリゴンモデルのスケールに依存するため、横軸を最大値の範囲に正規化して分布を作成すると、スケールに依存しない分布ができる。この時、外接円半径と内接円半径とで異なる最大値で独立して正規化した分布を作成すると、外接円半径と内接円半径との間のスケールにも依存しない分布ができ、形状変形に対するロバストが強くなる反面、形状識別性が弱くなる。本発明では、内接円半径も外接円半径と同一の基準値である最大外接円半径を用いて正規化した分布を作成するようにしたため、外接円半径と内接円半径との間のスケール比が維持された分布ができ、外接円半径と内接円半径とで異なる最大値で独立して正規化した場合よりも、分布の広がりが狭くシャープになり、形状識別性が高くなる。実際には、内接円半径は外接円半径の最大値(最大外接円半径)の1/2(50%)以上の値はとらないため、最大値の1/2の範囲で正規化するようにする。本実施形態では、上記〔数式12〕に示したように、最大外接円半径Dmaxの1/2の長さであるDmax/2で正規化している。正規化の範囲は、適宜設定することが可能であるが、外接円半径の最大値の35%〜50%、すなわち、7/20〜10/20(1/2)であることが好ましい。35%未満の場合は、内接円半径が要素ma(スケール)の最大値(外接円半径の最大値の35%)を超える割合が増えて分布が要素maの最大値に集中してしまい、形状を正確に反映しなくなる。また、50%を超える場合は、要素maの最大値側の空白が大きい分布ができてしまう。 Since the circumscribed circle radius and the inscribed circle radius depend on the scale of the polygon model, if the distribution is created by normalizing the horizontal axis to the range of the maximum value, a distribution independent of the scale can be obtained. At this time, if you create an independently normalized distribution with different maximum values for the circumscribed circle radius and the inscribed circle radius, you can create a distribution that does not depend on the scale between the circumscribed circle radius and the inscribed circle radius. On the other hand, the robustness against deformation becomes strong, but the shape discrimination becomes weak. In the present invention, since the distribution in which the inscribed circle radius is normalized using the maximum circumscribed circle radius, which is the same reference value as the inscribed circle radius, is created, a scale between the inscribed circle radius and the inscribed circle radius is obtained. A distribution in which the ratio is maintained is obtained, and the spread of the distribution becomes narrower and sharper and the shape discriminability becomes higher than in the case of independently normalizing with maximum values different between the circumscribed circle radius and the inscribed circle radius. Actually, since the inscribed circle radius does not take a value that is 1/2 (50%) or more of the maximum value of the circumscribed circle radius (maximum circumscribed circle radius), normalization should be performed within the range of 1/2 of the maximum value. To. In the present embodiment, as shown in the above [Equation 12], normalization is performed with Dmax / 2, which is ½ of the maximum circumscribed circle radius Dmax. The normalization range can be set as appropriate, but is preferably 35% to 50% of the maximum value of the circumscribed circle radius, that is, 7/20 to 10/20 (1/2). If it is less than 35%, the ratio of the inscribed circle radius exceeding the maximum value of the element ma (scale) (35% of the maximum value of the circumscribed circle radius) increases and the distribution is concentrated on the maximum value of the element ma. Does not accurately reflect the shape. Further, when it exceeds 50%, a distribution in which the blank on the maximum value side of the element ma is large is formed.
上記〔数式12〕に従った処理を、N個の三角形について実行することにより、内接円分布Ha(ma)(ma=0,・・・,MA−1)が算出される。各要素には、単なる頻度ではなく、三角形の平均点から各頂点へのベクトルと各ポリゴンの法線ベクトルの内積値に、ポリゴンの面積を乗じた重み値が加算されているため、内接円分布Ha(ma)は、重み値加重の内接円分布を示すことになる。単に1を加算する場合や、単にポリゴンの面積を加算した場合では、同一のポリゴンモデルに対してポリゴン構成が粗い場合と細かい場合とで、内接円分布に顕著な差が生じてしまう。そこで、本実施形態では、内接円分布算出時に上記重み値SQを加算するようにしている。 The inscribed circle distribution Ha (ma) (ma = 0,..., MA-1) is calculated by executing the processing according to the above [Equation 12] for N triangles. Each element is not just a frequency, but a weight value obtained by multiplying the inner product of the vector from the average point of the triangle to each vertex and the normal vector of each polygon by the area of the polygon. The distribution Ha (ma) indicates a weighted weighted inscribed circle distribution. When only 1 is added or when the area of the polygon is simply added, there is a significant difference in the inscribed circle distribution between the case where the polygon configuration is coarse and the case where the polygon is coarse for the same polygon model. Therefore, in the present embodiment, the weight value SQ is added when calculating the inscribed circle distribution.
外接円分布および内接円分布が算出されたら、次に、ループカウンタLCが規定値以上であるかどうかを判定する(ステップS510)。判定の結果、ループカウンタLCが規定値未満である場合は、2つのグループの配列を1だけずらす処理を行う(ステップS511)。例えば、第1グループの順序を固定する場合、本実施形態では、以下の〔数式13〕に従った処理を実行することにより、第2、第3グループの2つのグループに用いる乱数配列R2(k)、乱数配列R3(k)の順序をずらしている。 If the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution are calculated, it is next determined whether or not the loop counter LC is equal to or greater than a specified value (step S510). As a result of the determination, if the loop counter LC is less than the specified value, a process of shifting the arrangement of the two groups by 1 is performed (step S511). For example, when the order of the first group is fixed, in the present embodiment, the random number array R2 (k used for the two groups, the second group and the third group, is executed by executing the processing according to the following [Formula 13]. ), The order of the random number array R3 (k) is shifted.
〔数式13〕
Ro=R2(0)、Ro3=R3(0)とし、
k=0,・・・,N/3−2に対して、
R2(k)←R2(k+1)、R3(k)←R3(k+1)を繰り返し、
R2(N/3−1)=Ro、R3(N/3−1)=Ro3とする。
[Formula 13]
Ro = R2 (0), Ro3 = R3 (0),
For k = 0, ..., N / 3-2,
R2 (k) ← R2 (k + 1), R3 (k) ← R3 (k + 1) are repeated,
It is assumed that R2 (N / 3-1) = Ro and R3 (N / 3-1) = Ro3.
第2グループの順序を固定する場合、第3グループの順序を固定する場合については、グループの関係を変えて、〔数式13〕に従った処理を実行することにより行われる。併せて、ループカウンタLCをインクリメント(LC←LC+1)する処理も行う。既に算出された度数分布が存在する場合は、その度数分布の各要素について、各要素に該当する度数の値を加算する。ステップS511において、2つのグループの配列をずらした後、2つのグループともう1つのグループのポリゴンの組み合わせを1回目とは変えて、ステップS505〜ステップS509の処理を実行し、外接円分布および内接円分布を算出する。ステップS505〜ステップS509の外接円分布および内接円分布の算出処理は、規定値として設定された所定回数だけ繰り返される。規定値としては、適宜設定することが可能であるが、ポリゴン総数N=10000の場合、10程度である。 When the order of the second group is fixed or when the order of the third group is fixed, the relationship between the groups is changed and the process according to [Equation 13] is executed. In addition, a process of incrementing the loop counter LC (LC ← LC + 1) is also performed. When there is a frequency distribution that has already been calculated, the frequency value corresponding to each element is added to each element of the frequency distribution. In step S511, after shifting the arrangement of the two groups, the combination of the polygons of the two groups and the other group is changed from the first, and the processing of steps S505 to S509 is executed, and the circumscribed circle distribution and the inner Calculate the tangent circle distribution. The circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution calculation process in steps S505 to S509 is repeated a predetermined number of times set as the specified value. The specified value can be set as appropriate, but is about 10 when the total number of polygons N = 10000.
すなわち、外接円分布および内接円分布を1回算出するごとに、3つのグループのうち2つのグループ内のポリゴンの順序を変化させて、外接円分布および内接円分布を改めて算出する処理を繰り返し行うことになる。ループカウンタLCが規定値に達した場合、ステップS510において、ループカウンタLCが規定値以上であると判定されるため、2種の度数分布の正規化を行う(ステップS512)。 That is, every time the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution are calculated once, the process of calculating the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution again by changing the order of the polygons in two of the three groups is performed. Repeatedly. When the loop counter LC reaches the specified value, it is determined in step S510 that the loop counter LC is equal to or greater than the specified value, so that the two frequency distributions are normalized (step S512).
具体的には、上記〔数式11〕で算出されたHd(md)に、更に100/{SQsum×LC}を乗じてHd(md)と置き換えることにより、単位を率[%]に正規化している。すなわち、上記重み値SQの総和値である重み総和値SQsumとループ回数LCの乗算値により、各要素の値Hd(md)を除算している。重み値SQはポリゴンの面積を用いて得られているので、ポリゴンの面積の総和値が異なる、即ちスケールが異なるポリゴンモデルであっても同一スケールの外接円分布に変換され、同一スケール基準のポリゴンモデルとして判定が可能になる。また、ループ回数LCで除算していることになるため、ループ回数分の平均値が得られることになる。Hd(md)は度数分布であるため、0以上の値である必要がある。しかし、〔数式11〕で算出される重み値SQは負の値をとりうるため、得られたHd(md)が負の値になる場合があり、その場合は、絶対値を取り(すなわち−1を乗じる)、Hd(md)を0以上の値に変更する。 Specifically, by multiplying Hd (md) calculated by the above [Equation 11] by 100 / {SQsum × LC} and replacing it with Hd (md), the unit is normalized to the rate [%]. Yes. That is, the value Hd (md) of each element is divided by the multiplication value of the weight sum value SQsum, which is the sum value of the weight values SQ, and the loop count LC. Since the weight value SQ is obtained by using the area of the polygon, even if the polygon model has a different total area area, that is, a polygon model with a different scale, it is converted to a circumscribed circle distribution of the same scale, Judgment is possible as a model. In addition, since it is divided by the loop number LC, an average value for the loop number is obtained. Since Hd (md) has a frequency distribution, it needs to be a value of 0 or more. However, since the weight value SQ calculated by [Equation 11] can take a negative value, the obtained Hd (md) may be a negative value. In this case, an absolute value (that is, − 1), and Hd (md) is changed to a value of 0 or more.
また、上記〔数式12〕で算出されたHa(ma)に、更に100/{SQsum×LC}を乗じてHa(ma)と置き換えることにより、単位を率[%]に正規化している。すなわち、上記重み値SQの総和値である重み総和値SQsumとループ回数LCの乗算値により、各要素の値Ha(ma)を除算している。重み値SQはポリゴンの面積を用いて得られているので、ポリゴンの面積の総和値が異なる、即ちスケールが異なるポリゴンモデルであっても同一スケールの内接円分布に変換され、同一スケール基準のポリゴンモデルとして判定が可能になる。また、ループ回数LCで除算していることになるため、ループ回数分の平均値が得られることになる。Ha(ma)は度数分布であるため、0以上の値である必要がある。しかし、〔数式11〕で算出される重み値SQは負の値をとりうるため、〔数式12〕で得られたHa(ma)が負の値になる場合があり、その場合は、絶対値を取り(すなわち−1を乗じる)、Ha(ma)を0以上の値に変更する。 Further, the unit is normalized to the rate [%] by multiplying Ha (ma) calculated by the above [Equation 12] by 100 / {SQsum × LC} and replacing it with Ha (ma). That is, the value Ha (ma) of each element is divided by the multiplication value of the weight sum value SQsum, which is the sum value of the weight values SQ, and the loop count LC. Since the weight value SQ is obtained by using the area of the polygon, even polygon models having different total area values of polygons, that is, different scales, are converted into inscribed circle distributions of the same scale, Judgment is possible as a polygon model. In addition, since it is divided by the loop number LC, an average value for the loop number is obtained. Since Ha (ma) has a frequency distribution, it needs to be a value of 0 or more. However, since the weight value SQ calculated by [Equation 11] can take a negative value, Ha (ma) obtained by [Equation 12] may be a negative value. (Ie, multiply by -1), and change Ha (ma) to a value of 0 or more.
2種の度数分布の正規化が行われたら、次に、実寸最大外接円半径を算出する(ステップS513)。具体的には、以下の〔数式14〕に従った処理を実行することにより、実寸最大外接円半径Wmaxを算出する。 After normalization of the two kinds of frequency distributions, next, the actual size maximum circumscribed circle radius is calculated (step S513). Specifically, the actual size maximum circumscribed circle radius Wmax is calculated by executing processing according to the following [Equation 14].
〔数式14〕
Wmax=Dmax・Sout
[Formula 14]
Wmax = Dmax · Sout
上記〔数式14〕において、Dmaxは最大外接円半径、Soutは出力スケール情報である。実寸最大外接円半径Wmaxは、最大外接円半径Dmaxに、出力スケール情報Soutを乗じたものとなっている。 In the above [Equation 14], Dmax is the maximum circumscribed circle radius, and Sout is output scale information. The actual maximum circumscribed circle radius Wmax is obtained by multiplying the maximum circumscribed circle radius Dmax by the output scale information Sout.
本実施形態では、三角形の外接円の半径と、三角形の内接円の半径の算出に際し、ポリゴンの平均点を3つの頂点とする三角形を作成するようにした。三角形の頂点は、ポリゴンの各頂点の平均点とすることが好ましいが、平均点以外のポリゴン上の所定の点同士を結んだ三角形とすることも可能である。ポリゴン上の所定の点としては、例えば、ポリゴンを構成するいずれかの頂点、ポリゴンの重心点、ポリゴンの頂点のxyz座標別の最大値と最小値の丁度中間となる値をもつ点、等を用いることができる。 In this embodiment, when calculating the radius of the circumscribed circle of the triangle and the radius of the inscribed circle of the triangle, a triangle having three vertexes as the average point of the polygon is created. The vertices of the triangles are preferably the average points of the vertices of the polygons, but can also be triangles connecting predetermined points on the polygons other than the average points. The predetermined points on the polygon include, for example, any vertex constituting the polygon, the center of gravity of the polygon, a point having a value that is exactly halfway between the maximum value and the minimum value of each vertex of the polygon, and the like. Can be used.
<3.3.2.第2の手法>
次に、第2の手法について説明する。図9は、第2の手法による度数分布の算出処理の詳細を示すフローチャートである。第1の手法と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。第2の手法においても、ステップS501〜ステップS509までは、第1の手法と同様に行われる。そして、第1の手法のステップS512と同様に、2種の度数分布の正規化を行う(ステップS512)。第2の手法では、2種の度数分布の算出後、強制的に正規化を行う。具体的には、上記〔数式11〕で算出されたHd(md)に、更に100/SQsumを乗じてHd(md)と置き換えることにより、単位を率[%]に正規化している。また、上記〔数式12〕で算出されたHa(ma)に、更に100/SQsumを乗じてHa(ma)と置き換えることにより、単位を率[%]に正規化している。第1の手法とは異なり、ループカウンタLCによる除算は行わない。
<3.3.2. Second method>
Next, the second method will be described. FIG. 9 is a flowchart showing details of the frequency distribution calculation processing by the second method. The same processes as those in the first method are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Also in the second method, steps S501 to S509 are performed in the same manner as in the first method. Then, as in step S512 of the first method, normalization of the two types of frequency distribution is performed (step S512). In the second method, normalization is forcibly performed after the calculation of the two types of frequency distributions. Specifically, the unit is normalized to the rate [%] by multiplying Hd (md) calculated by the above [Equation 11] by 100 / SQsum and replacing it with Hd (md). Further, the unit is normalized to the rate [%] by multiplying Ha (ma) calculated by the above [Equation 12] by 100 / SQsum and replacing it with Ha (ma). Unlike the first method, division by the loop counter LC is not performed.
外接円分布および内接円分布の正規化が行われたら、次に、ループカウンタLCが1以上であるかどうかを判定する(ステップS521)。これは、度数分布の算出が初回であるか否かの判定を行っている。ループカウンタLCが1未満である場合は、度数分布の算出が初回であることを意味するので、2つのグループの配列を1だけずらす処理を行う(ステップS511)。具体的には、第1の手法のステップS511と同様に、上記〔数式13〕に従った処理を実行することにより、配列R1(k)、R2(k)、R3(k)のうち2つの配列の順序をずらしている。 If normalization of the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution is performed, it is next determined whether or not the loop counter LC is 1 or more (step S521). This determines whether or not the frequency distribution is calculated for the first time. When the loop counter LC is less than 1, it means that the frequency distribution is calculated for the first time, so that the process of shifting the arrangement of the two groups by 1 is performed (step S511). Specifically, similarly to step S511 of the first method, by executing the process according to [Formula 13], two of the arrays R1 (k), R2 (k), and R3 (k) The order of the array is shifted.
ステップS511において、2つのグループの配列をずらした後、2つのグループともう1つのグループのポリゴンの組み合わせを1回目とは変えて、ステップS505〜ステップS509、S512、S521の処理を実行し、外接円分布および内接円分布の正規化を行う。すなわち、外接円分布および内接円分布を1回算出するごとに、3つのグループのうち2つのグループ内のポリゴンの順序を変化させて、外接円分布および内接円分布を改めて算出する処理を繰り返し行う。2回目以降では、ステップS521において、ループカウンタLCが1以上と判定されるため、直前の外接円分布および内接円分布との比較を行う(ステップS522)。まず、以下の〔数式15〕に従った処理を実行することにより、算出された外接円分布と直前の外接円分布のユークリッド距離DDを算出する。ユークリッド距離とは、各要素の度数同士の差分の絶対値を2乗した値で与えられるユークリッド空間上の距離である。ユークリッド距離DDは、MD次元ユークリッド空間内の2点の距離として求められる。 In step S511, after shifting the arrangement of the two groups, the combination of the polygons of the two groups and the other group is changed from the first time, and the processes of steps S505 to S509, S512, and S521 are executed. Normalize circular distribution and inscribed circle distribution. That is, every time the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution are calculated once, the process of calculating the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution again by changing the order of the polygons in two of the three groups is performed. Repeat. In the second and subsequent times, in step S521, since the loop counter LC is determined to be 1 or more, the immediately preceding circumscribed circle distribution and inscribed circle distribution are compared (step S522). First, the processing according to the following [Equation 15] is executed to calculate the Euclidean distance DD between the calculated circumscribed circle distribution and the immediately preceding circumscribed circle distribution. The Euclidean distance is a distance in the Euclidean space given as a value obtained by squaring the absolute value of the difference between the frequencies of each element. The Euclidean distance DD is obtained as a distance between two points in the MD dimensional Euclidean space.
〔数式15〕
DD=Σmd=0,MD-1[{Hd(md)−Hdp(md)}2/MD]1/2
[Formula 15]
DD = Σ md = 0, MD-1 [{Hd (md) −Hdp (md)} 2 / MD] 1/2
上記〔数式15〕において、Σの添え字の“md=0,MD−1”は、mdが0からMD−1の全ての整数をとる場合について、後続の[・・・]1/2の総和を求めることを示している。また、Hdp(md)は、直前の外接円分布を示している。 In the above [Formula 15], the subscript “md = 0, MD-1” of Σ is the following [...] 1/2 when md takes all integers from 0 to MD-1. The sum is calculated. Hdp (md) represents the circumscribed circle distribution just before.
続いて、以下の〔数式16〕に従った処理を実行することにより、算出された内接円分布と直前の内接円分布のユークリッド距離DAを算出する。ユークリッド距離DAは、MA次元ユークリッド空間内の2点の距離として求められる。 Subsequently, the Euclidean distance DA between the calculated inscribed circle distribution and the immediately preceding inscribed circle distribution is calculated by executing processing according to the following [Equation 16]. The Euclidean distance DA is obtained as a distance between two points in the MA dimensional Euclidean space.
〔数式16〕
DA=Σma=0,MA-1[{Ha(ma)−Hap(ma)}2/MA]1/2
[Formula 16]
DA = Σ ma = 0, MA-1 [{Ha (ma) −Hap (ma)} 2 / MA] 1/2
上記〔数式16〕において、Σの添え字の“ma=0,MA−1”は、maが0からMA−1の全ての整数をとる場合について、後続の[・・・]1/2の総和を求めることを示している。また、Hap(ma)は、直前の内接円分布を示している。 In the above [Expression 16], the subscript “ma = 0, MA-1” of Σ is the following [...] 1/2 when ma takes all integers from 0 to MA-1. The sum is calculated. Hap (ma) indicates the immediately preceding inscribed circle distribution.
次に、度数分布算出手段10は、ステップS522において算出された外接円分布、内接円分布のユークリッド距離と、それぞれの判定しきい値との比較を行う(ステップS523)。具体的には、ユークリッド距離DD、DAが判定しきい値よりともに小さい場合は、飽和状態と判定し、ユークリッド距離DD、DAのいずれか一方が判定しきい値以上である場合は、生成途上と判定する。判定しきい値としては、任意に設定可能であるが、ここでは、0.05としてある。 Next, the frequency distribution calculating means 10 compares the circumscribed circle distribution calculated in step S522, the Euclidean distance of the inscribed circle distribution, and the respective determination threshold values (step S523). Specifically, when both of the Euclidean distances DD and DA are smaller than the determination threshold value, the saturated state is determined. When either one of the Euclidean distances DD and DA is equal to or greater than the determination threshold value, the generation is in progress. judge. The determination threshold can be arbitrarily set, but here it is set to 0.05.
ステップS523において飽和状態と判定された場合、すなわち両者に類似性が認められる場合には、度数分布算出手段10は、最後に算出された外接円分布および内接円分布を、正式に2種の度数分布とすることを決定する(ステップS524)。すなわち、算出直後の外接円分布および内接円分布と、その直前に得られた外接円分布および内接円分布を比較し、比較の結果で類似性が認められる場合に、算出直後の外接円分布および内接円分布を、照合対象の外接円分布および内接円分布とする。この際、Hd(md)は度数分布であるため、0以上の値である必要がある。そのため、得られたHd(md)が負の値である場合は、絶対値を取り(すなわち−1を乗じる)、Hd(md)を0以上の値に変更する。また、Ha(ma)は度数分布であるため、0以上の値である必要がある。そのため、得られたHa(ma)が負の値である場合は、絶対値を取り(すなわち−1を乗じる)、Ha(ma)を0以上の値に変更する。 When it is determined in step S523 that the state is saturated, that is, when similarity is recognized between the two, the frequency distribution calculating unit 10 officially converts the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution calculated last into two types. The frequency distribution is determined (step S524). That is, the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution immediately after the calculation are compared with the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution obtained immediately before the circumscribed circle immediately after the calculation. The distribution and the inscribed circle distribution are set as a circumscribed circle distribution and an inscribed circle distribution to be verified. At this time, since Hd (md) has a frequency distribution, it needs to be a value of 0 or more. Therefore, when the obtained Hd (md) is a negative value, the absolute value is taken (that is, multiplied by -1), and Hd (md) is changed to a value of 0 or more. Further, since Ha (ma) has a frequency distribution, it needs to be a value of 0 or more. Therefore, when the obtained Ha (ma) is a negative value, the absolute value is taken (that is, multiplied by -1), and Ha (ma) is changed to a value of 0 or more.
ステップS523において生成途上と判定された場合には、2つのグループの配列を1だけずらす処理を行った後(ステップS511)、ステップS505〜ステップS509、S512、S521、S522の処理を繰り返し実行する。 If it is determined in step S523 that the group is in the process of generation, a process for shifting the arrangement of the two groups by 1 is performed (step S511), and then the processes in steps S505 to S509, S512, S521, and S522 are repeatedly executed.
2種の度数分布が決定したら、第1の手法と同様、上記〔数式14〕に従った処理を実行して実寸最大外接円半径を算出する(ステップS513)。 When the two types of frequency distributions are determined, the actual size maximum circumscribed circle radius is calculated by executing the processing according to [Formula 14] as in the first method (step S513).
対象モデルから得られた外接円分布と内接円分布における外接円と内接円を図10に示す。図10は、ポリゴンが三角形状の場合のポリゴンモデルを示している。ポリゴンモデル上から選択された3つのポリゴンについて、それぞれのポリゴンの頂点の平均座標をもつ平均点を結ぶことにより三角形が作成される。図10(a)と図10(b)のポリゴンモデルおよび三角形は同じものである。そして、三角形の外接円と内接円を求める。図10(a)は、三角形とその外接円と半径の関係を示し、図10(b)は、三角形とその内接円と半径の関係を示している。図10(a)(b)において、下向きの矢印は、それぞれ外接円の半径、内接円の半径を示している。 The circumscribed circle and the inscribed circle in the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution obtained from the target model are shown in FIG. FIG. 10 shows a polygon model when the polygon is triangular. For the three polygons selected from the polygon model, a triangle is created by connecting the average points having the average coordinates of the vertices of each polygon. The polygon model and the triangle in FIG. 10A and FIG. 10B are the same. Then, a circumscribed circle and an inscribed circle of a triangle are obtained. FIG. 10A shows the relationship between the triangle and its circumscribed circle and the radius, and FIG. 10B shows the relationship between the triangle and its inscribed circle and the radius. 10A and 10B, downward arrows indicate the radius of the circumscribed circle and the radius of the inscribed circle, respectively.
一般に、ポリゴンモデルが球体に限りなく近い形状の場合、ランダムに選択された3つのポリゴンの中心を結ぶ三角形の外接円は、当該球体を3つの中心で形成される平面で切断したときの円になる。即ち、球体の場合、外接円半径は当該球体の半径に一致する場合が多く、外接円分布では球の半径に相当する箇所にピークが1ヶ所に現れる形態になる。ただし、ポリゴンの密度が粗くなって多面体に近づくにつれ、外接円分布は外接円半径が短い方に広がり、ポリゴンモデルが球体から逸脱するにつれ、外接円分布は複雑な形態になる。そのため、外接円半径を用いた外接円分布は3D形状を識別するのに極めて有効である。これに対して、内接円半径はポリゴンモデルが球体の場合でも種々の値をもち、内接円分布では広範に広がった形態になるため、外接円分布に比べ3D形状の改変に対するロバスト性が高い反面、形状の識別性は弱くなる。そこで、本発明では、外接円分布と内接円分布の横軸の半径のスケールを所定の比率に維持するようにした。そうすると、内接円分布が半径0の方向に局所的に偏るようになり、内接円分布の識別性が改善される。 In general, when the polygon model has a shape close to a sphere, the circumscribed circle of a triangle connecting the centers of three randomly selected polygons is a circle when the sphere is cut by a plane formed by the three centers. Become. That is, in the case of a sphere, the circumscribed circle radius often coincides with the radius of the sphere, and in the circumscribed circle distribution, a peak appears at one location corresponding to the radius of the sphere. However, as the polygon density gets closer to the polyhedron, the circumscribed circle distribution spreads toward the shorter circumscribed circle radius, and the circumscribed circle distribution becomes more complex as the polygon model deviates from the sphere. Therefore, the circumscribed circle distribution using the circumscribed circle radius is extremely effective for identifying the 3D shape. On the other hand, the inscribed circle radius has various values even when the polygon model is a sphere, and the inscribed circle distribution has a wide spread form. Therefore, the inscribed circle radius is more robust to modification of the 3D shape than the circumscribed circle distribution. On the other hand, shape discrimination is weak. Therefore, in the present invention, the scale of the radius of the horizontal axis of the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution is maintained at a predetermined ratio. As a result, the inscribed circle distribution is locally biased in the direction of radius 0, and the distinguishability of the inscribed circle distribution is improved.
<3.4.度数分布の整合処理>
次に、ステップS130の度数分布の整合処理について説明する。まず、度数分布整合手段20は、規制モデルデータベース70に記憶されているRE個のレコードの中からレコードre(re=0,・・・,RE−1)に登録されている度数分布の実寸最大外接円半径を抽出する。レコードreの実寸最大外接円半径は、Wmaxo(re)で表現される。そして、度数分布整合手段20は、以下の〔数式17〕に従った処理を実行することにより、対象モデルから算出された外接円分布Hd(md)を整合処理する。
<3.4. Frequency distribution matching processing>
Next, the frequency distribution matching process in step S130 will be described. First, the frequency distribution matching unit 20 calculates the maximum actual size of the frequency distribution registered in the record re (re = 0,..., RE−1) from the RE records stored in the restriction model database 70. Extract the circumscribed circle radius. The actual size maximum circumscribed circle radius of the record re is expressed by Wmaxo (re). Then, the frequency distribution matching unit 20 executes processing according to the following [Equation 17] to match the circumscribed circle distribution Hd (md) calculated from the target model.
〔数式17〕
MD´=MD・Wmax/Wmaxo(re)
MD1=md・Wmax/Wmaxo(re)
MD2=(md+1)・Wmax/Wmaxo(re)−1
md≦MD´の場合、Hd´(md)=Σmd=MD1,MD2Hd(md)
MD´<md<MDの場合、Hd´(md)=0
[Formula 17]
MD ′ = MD · Wmax / Wmaxo (re)
MD1 = md · Wmax / Wmaxo (re)
MD2 = (md + 1) · Wmax / Wmaxo (re) −1
When md ≦ MD ′, Hd ′ (md) = Σ md = MD1, MD2 Hd (md)
When MD ′ <md <MD, Hd ′ (md) = 0
上記〔数式17〕に従った処理を実行した結果、整合処理された外接円分布Hd´(md)が得られる。続いて、度数分布整合手段20は、以下の〔数式18〕に従った処理を実行することにより、対象モデルから算出された内接円分布Ha(ma)を整合処理する。 As a result of executing the process according to the above [Equation 17], a circumscribed circle distribution Hd ′ (md) subjected to the matching process is obtained. Subsequently, the frequency distribution matching unit 20 executes processing according to the following [Equation 18], thereby matching the inscribed circle distribution Ha (ma) calculated from the target model.
〔数式18〕
MA´=MA・Wmax/Wmaxo(re)
MA1=ma・Wmax/Wmaxo(re)
MA2=(ma+1)・Wmax/Wmaxo(re)−1
ma≦MA´の場合、Ha´(ma)=Σma=MA1,MA2Ha(ma)
MA´<ma<MAの場合、Ha´(ma)=0
[Formula 18]
MA ′ = MA · Wmax / Wmaxo (re)
MA1 = ma · Wmax / Wmaxo (re)
MA2 = (ma + 1) · Wmax / Wmaxo (re) −1
When ma ≦ MA ′, Ha ′ (ma) = Σ ma = MA1, MA2 Ha (ma)
If MA ′ <ma <MA, Ha ′ (ma) = 0
上記〔数式18〕に従った処理を実行した結果、整合処理された内接円分布Ha´(ma)が得られる。 As a result of executing the process according to the above [Equation 18], the inscribed circle distribution Ha ′ (ma) subjected to the matching process is obtained.
<3.5.強調成分の作成処理>
次に、ステップS150の強調成分の作成処理について説明する。まず、強調成分作成手段30は、整合処理された対象モデルの度数分布から強調成分の作成処理を行う。具体的には、強調成分作成手段30は、以下の〔数式19〕に従った処理を実行することにより、整合処理された外接円分布Hd´(md)を所定の範囲に収まるように補正して、強調成分を作成する。
<3.5. Emphasis component creation process>
Next, the emphasis component creation process in step S150 will be described. First, the emphasis component creation means 30 performs an emphasis component creation process from the frequency distribution of the target model subjected to the matching process. Specifically, the emphasis component creation means 30 performs processing according to the following [Equation 19] to correct the circumscribed circle distribution Hd ′ (md) subjected to the alignment processing so as to be within a predetermined range. To create an emphasis component.
〔数式19〕
Hmaxd=MAXmd=0,MD-1Hd´(md)
Nd(md)={Hd´(md)/Hmaxd}1/4
[Formula 19]
Hmaxd = MAX md = 0, MD-1 Hd ′ (md)
Nd (md) = {Hd ′ (md) / Hmaxd} 1/4
上記〔数式19〕に従った処理を実行した結果、所定の範囲に収まるように補正された外接円分布Nd(md)が得られる。これを強調成分とする。第1式において、MAXmd=0,MD-1Hd´(md)は、Hd´(md)の最大値を示す。したがって、Hd´(md)は、最小値として0をとることがあるので、強調成分Nd(md)は、所定の範囲として、0以上1以下の範囲に収まることになる。このように、0以上1以下の範囲に収まるように正規化した後、{Hd´(md)/Hmaxd}に1/4乗を施しているため、的確な強調成分を得ることができる。ここで、強調成分に実数値を累乗する理由は次の通りである。規制モデルが複数の部品により構成される物品を表現したポリゴンモデルである場合、規制モデルの度数分布には、対象モデルの度数分布に対応する成分だけでなく、対象モデルの度数分布に対応しない他の部品モデルに対応する成分も多く含まれている。そのため、規制モデルの度数分布にそのまま強調成分を乗算すると、対象モデルの度数分布に対応しない他の部品モデルに対応する成分も強調されてしまう。そこで、強調成分の変化をなだらかにし、規制モデルの度数分布に強調成分を乗算する際、規制モデルの度数分布に含まれる対象モデルの度数分布に対応しない他の部品モデルに対応する成分に対する強調処理を抑えるようにする。{Hd´(md)/Hmaxd}に累乗を施すべき値として、本実施形態では、〔数式19〕に示したように1/4を用いているが、1未満の実数値であればよい。できれば、1/5〜1/3の範囲の実数値を用いることが好ましい。1/5より小さいと強調処理後の成分の変化がなだらかになり過ぎて、対象モデルの度数分布に対応する成分も強調されなくなる。また、1/3より大きいと強調処理後の成分の変化が激し過ぎ、対象モデルの度数分布に対応しない他の部品モデルに対応する成分も強調されてしまう。続いて、強調成分作成手段30は、以下の〔数式20〕に従った処理を実行することにより、整合処理された内接円分布Ha´(ma)を所定の範囲に収まるように補正して、強調成分を作成する。 As a result of executing the processing according to the above [Equation 19], a circumscribed circle distribution Nd (md) corrected to fall within a predetermined range is obtained. This is an emphasis component. In the first equation, MAX md = 0, MD-1 Hd ′ (md) indicates the maximum value of Hd ′ (md). Therefore, since Hd ′ (md) may take 0 as a minimum value, the emphasis component Nd (md) falls within a range of 0 to 1 as a predetermined range. As described above, after normalization so as to fall within the range of 0 or more and 1 or less, {Hd ′ (md) / Hmaxd} is multiplied by the ¼ power, so that an accurate emphasis component can be obtained. Here, the reason why a real value is raised to the emphasis component is as follows. When the restriction model is a polygon model representing an article composed of multiple parts, the frequency distribution of the restriction model includes not only the component corresponding to the frequency distribution of the target model but also the frequency distribution of the target model. Many components corresponding to the part model are also included. Therefore, if the frequency distribution of the restriction model is multiplied by the emphasis component as it is, components corresponding to other component models that do not correspond to the frequency distribution of the target model are also emphasized. Therefore, when the emphasis component changes gently and the frequency distribution of the regulatory model is multiplied by the emphasis component, the emphasis processing for components corresponding to other component models that do not correspond to the frequency distribution of the target model included in the frequency distribution of the regulatory model Try to suppress. In this embodiment, ¼ is used as a value to be raised to {Hd ′ (md) / Hmaxd} as shown in [Equation 19], but it may be a real value less than 1. If possible, it is preferable to use a real value in the range of 1/5 to 1/3. If it is smaller than 1/5, the change in the component after the enhancement process becomes too gentle, and the component corresponding to the frequency distribution of the target model is not enhanced. On the other hand, if the ratio is larger than 1/3, the change in the component after the enhancement processing is too intense, and components corresponding to other component models that do not correspond to the frequency distribution of the target model are also emphasized. Subsequently, the emphasis component creation means 30 performs processing according to the following [Equation 20] to correct the inscribed circle distribution Ha ′ (ma) subjected to matching processing so as to be within a predetermined range. Create an emphasis component.
〔数式20〕
Hmaxa=MAXma=0,MA-1Ha´(ma)
Na(ma)={Ha´(ma)/Hmaxa}1/4
[Formula 20]
Hmaxa = MAX ma = 0, MA-1 Ha ′ (ma)
Na (ma) = {Ha ′ (ma) / Hmaxa} 1/4
上記〔数式20〕に従った処理を実行した結果、所定の範囲に収まるように補正された内接円分布Na(ma)が得られる。これを強調成分とする。第1式において、MAXma=0,MA-1Ha´(ma)は、Ha´(ma)の最大値を示す。したがって、Ha´(ma)は、最小値として0をとることがあるので、強調成分Na(ma)は、所定の範囲として、0以上1以下の範囲に収まることになる。このように、0以上1以下の範囲に収まるように正規化した後、{Ha´(ma)/Hmaxa}に1/4乗を施しているため、的確な強調成分を得ることができる。{Ha´(ma)/Hmaxa}に累乗を施すべき値として、本実施形態では、〔数式20〕に示したように1/4を用いているが、1未満の実数値であればよい。できれば、1/5〜1/3の範囲の実数値を用いることが好ましい。 As a result of executing the processing according to the above [Equation 20], an inscribed circle distribution Na (ma) corrected to fall within a predetermined range is obtained. This is an emphasis component. In the first equation, MAX ma = 0, MA-1 Ha ′ (ma) indicates the maximum value of Ha ′ (ma). Therefore, since Ha ′ (ma) may take 0 as a minimum value, the emphasis component Na (ma) falls within a range of 0 to 1 as a predetermined range. As described above, after normalization is performed so that it falls within the range of 0 or more and 1 or less, {Ha ′ (ma) / Hmaxa} is subjected to the ¼ power, so that an accurate emphasis component can be obtained. In this embodiment, ¼ is used as a value to be raised to {Ha ′ (ma) / Hmaxa}, as shown in [Equation 20], but it may be a real value less than 1. If possible, it is preferable to use a real value in the range of 1/5 to 1/3.
<3.6.度数分布の強調処理>
次に、ステップS170の度数分布の強調処理について説明する。まず、度数分布強調手段40は、整合された対象モデルの度数分布と規制モデルデータベース70に記憶されている度数分布に対して強調処理を行う。具体的には、度数分布強調手段40は、まず、規制モデルデータベース70に記憶されているRE個のレコードの中からレコードre(re=0,・・・,RE−1)に登録されている度数分布として、外接円分布Hdo(re,md)(md=0,・・・,MD−1)、内接円分布Hao(re,ma)(ma=0,・・・,MA−1)を抽出する。そして、以下の〔数式21〕に従った処理を実行することにより、整合された対象モデルの外接円分布Hd´(md)、規制モデルデータベース70に記憶されている各レコードreの外接円分布Hdo(re,md)に対して、md=0,・・・,MD−1の範囲の全ての値を更新するように、強調処理を行う。
<3.6. Frequency distribution enhancement processing>
Next, the frequency distribution enhancement processing in step S170 will be described. First, the frequency distribution enhancement means 40 performs enhancement processing on the frequency distribution of the matched target model and the frequency distribution stored in the restriction model database 70. Specifically, the frequency distribution emphasizing means 40 is first registered in a record re (re = 0,..., RE-1) among RE records stored in the restriction model database 70. As the frequency distribution, circumscribed circle distribution Hdo (re, md) (md = 0,..., MD-1), inscribed circle distribution Hao (re, ma) (ma = 0,..., MA-1). To extract. Then, by executing the processing according to the following [Equation 21], the circumscribed circle distribution Hd ′ (md) of the matched target model and the circumscribed circle distribution Hdo of each record re stored in the restriction model database 70 For (re, md), enhancement processing is performed so that all values in the range of md = 0,..., MD−1 are updated.
〔数式21〕
Hd´´(md)=Hd´(md)・Nd(md)
Hdo´(re,md)=Hdo(re,md)・Nd(md)
[Formula 21]
Hd ″ (md) = Hd ′ (md) · Nd (md)
Hdo ′ (re, md) = Hdo (re, md) · Nd (md)
上記〔数式21〕においては、整合された対象モデルの外接円分布Hd´(md)、規制モデルデータベース70に記憶されている各レコードreの外接円分布Hdo(re,md)それぞれに対して、md=0,・・・,MD−1の範囲の全ての値に強調成分Nd(md)を乗じる処理を行っている。強調成分Nd(md)は、データの特定の区間だけを抽出する、いわゆる窓関数としての役割を果たしており、上記〔数式21〕は、窓関数を掛ける処理を行っていることになる。上記〔数式21〕に従った処理を実行した結果、強調処理された対象モデルの外接円分布Hd´´(md)、強調処理された各規制モデルの外接円分布Hdo´(re,md)が強調度数分布として得られる。続いて、度数分布強調手段40は、以下の〔数式22〕に従った処理を実行することにより、整合された対象モデルの内接円分布Ha´(ma)、規制モデルデータベース70に記憶されている各レコードreの内接円分布Hao(re,ma)に対してma=0,・・・,MA−1の範囲の全ての値を更新するように、強調処理を行う。 In the above [Formula 21], the circumscribed circle distribution Hd ′ (md) of the matched target model and the circumscribed circle distribution Hdo (re, md) of each record re stored in the regulation model database 70 are as follows. A process of multiplying all values in the range of md = 0,..., MD-1 by the emphasis component Nd (md) is performed. The emphasis component Nd (md) plays a role as a so-called window function that extracts only a specific section of data, and the above [Equation 21] performs a process of multiplying the window function. As a result of executing the process according to the above [Equation 21], the circumscribed circle distribution Hd ″ (md) of the target model subjected to the emphasis process and the circumscribed circle distribution Hdo ′ (re, md) of each of the emphasized regulation models are obtained. Obtained as an emphasis frequency distribution. Subsequently, the frequency distribution emphasizing means 40 stores the inscribed circle distribution Ha ′ (ma) of the matched target model in the regulated model database 70 by executing processing according to the following [Equation 22]. Emphasis processing is performed so that all values in the range of ma = 0,..., MA-1 are updated with respect to the inscribed circle distribution Hao (re, ma) of each record re.
〔数式22〕
Ha´´(ma)=Ha´(ma)・Na(ma)
Hao´(re,ma)=Hao(re,ma)・Na(ma)
[Formula 22]
Ha ″ (ma) = Ha ′ (ma) · Na (ma)
Hao ′ (re, ma) = Hao (re, ma) · Na (ma)
上記〔数式22〕においては、正規化された対象モデルの内接円分布Ha´(ma)、規制モデルデータベース70に記憶されている各レコードreの内接円分布Hao(re,ma)それぞれに対して、ma=0,・・・,MA−1の範囲の全ての値に強調成分Na(ma)を乗じる処理を行っている。強調成分Na(ma)は、データの特定の区間だけを抽出する、いわゆる窓関数としての役割を果たしており、上記〔数式22〕は、上記〔数式21〕と同様、窓関数を掛ける処理を行っていることになる。上記〔数式22〕に従った処理を実行した結果、強調処理された対象モデルの内接円分布Ha´´(ma)、強調処理された各規制モデルの内接円分布Hao´(re,ma)が強調度数分布として得られる。 In the above [Equation 22], the inscribed circle distribution Ha ′ (ma) of the normalized target model and the inscribed circle distribution Hao (re, ma) of each record re stored in the regulation model database 70 are respectively shown. On the other hand, a process of multiplying all values in the range of ma = 0,..., MA-1 by the emphasis component Na (ma) is performed. The emphasis component Na (ma) plays a role as a so-called window function that extracts only a specific section of data, and the above [Equation 22] performs a process of multiplying the window function as in [Equation 21]. Will be. As a result of executing the processing according to the above [Equation 22], the inscribed circle distribution Ha ″ (ma) of the target model subjected to the emphasis process, and the inscribed circle distribution Hao ′ (re, ma) of each of the emphasized regulation models. ) Is obtained as an emphasis frequency distribution.
<3.7.度数分布の照合処理>
次に、ステップS200の度数分布の照合処理について説明する。図11は、度数分布の照合処理を示すフローチャートである。まず、度数分布照合手段50は、規制モデルデータベース70から抽出され、強調処理された度数分布(強調度数分布)を取得する(ステップS610)。強調処理された度数分布として、外接円分布Hdo´(re,md)(md=0,・・・,MD−1)、内接円分布Hao´(re,ma)(ma=0,・・・,MA−1)を取得する。なお、ステップS200の度数分布の照合処理においては、説明の簡便化のため、上記〔数式21〕〔数式22〕において算出された強調度数分布Hd´´(md)、Hdo´(re,md)、Ha´´(ma)、Hao´(re,ma)をそれぞれ、Hd(md)、Hdo(re,md)、Ha(ma)、Hao(re,ma)として扱うものとする。
<3.7. Frequency distribution matching process>
Next, the frequency distribution matching process in step S200 will be described. FIG. 11 is a flowchart showing the frequency distribution matching process. First, the frequency distribution matching unit 50 acquires a frequency distribution (emphasized frequency distribution) extracted from the restriction model database 70 and subjected to an emphasis process (step S610). As the frequency distribution subjected to the enhancement processing, the circumscribed circle distribution Hdo ′ (re, md) (md = 0,..., MD-1), the inscribed circle distribution Hao ′ (re, ma) (ma = 0,. ., MA-1) is acquired. In the frequency distribution matching processing in step S200, the enhancement frequency distributions Hd ″ (md) and Hdo ′ (re, md) calculated in the above [Formula 21] and [Formula 22] are described for the sake of simplicity. , Ha ″ (ma) and Hao ′ (re, ma) are treated as Hd (md), Hdo (re, md), Ha (ma), and Hao (re, ma), respectively.
次に、度数分布照合手段50は、強調処理された対象モデルの外接円分布と、規制モデルデータベース70から抽出されて強調処理された規制モデルの外接円分布同士でピーク位置相関を算出する(ステップS620)。ピーク位置相関とは、度数分布において、最も度数が高くなる位置であるピーク位置同士の相関を示している。度数分布照合手段50は、以下の〔数式23〕に従った処理を実行することにより、強調処理された対象モデルの外接円分布Hd(md)と強調処理された規制モデルの外接円分布Hdo(re,md)のピーク位置相関Pd(re)を算出する。 Next, the frequency distribution matching unit 50 calculates a peak position correlation between the circumscribed circle distribution of the emphasized target model and the circumscribed circle distribution of the regulated model extracted from the regulated model database 70 and enhanced (Step). S620). The peak position correlation indicates a correlation between peak positions that are positions where the frequency is highest in the frequency distribution. The frequency distribution matching unit 50 executes processing according to the following [Equation 23], thereby performing circumscribed circle distribution Hd (md) of the emphasized target model and circumscribed circle distribution Hdo ( The peak position correlation Pd (re) of (re, md) is calculated.
〔数式23〕
Pd(re)={MD/4−|mdM−mdoM(re)|}・400/MD
[Formula 23]
Pd (re) = {MD / 4- | mdM-mdoM (re) |} .400 / MD
上記〔数式23〕において、mdMは、Hd(md)が最大となるときのmdの値、mdoM(re)は、Hdo(re,md)が最大となるときのmdの値、すなわちピーク位置である。また、|mdM−mdoM(re)|は、ピーク位置どうしの差分を示すピーク位置差分である。mdMとmdoM(re)が一致するときは、ピーク位置差分|mdM−mdoM(re)|=0でピーク位置相関Pd(re)=100、mdMとmdoM(re)が最も離れるときは、理論上、ピーク位置差分|mdM−mdoM(re)|=MD−1でピーク位置相関はおおよそPd(re)が−300であるため、ピーク位置相関Pd(re)は、理論上、−300<Pd(re)≦100の値をとる。ただし、経験上、ピーク位置差分|mdM−mdoM(re)|がMD/2を超えるのは稀であるため、ピーク位置相関Pd(re)は、通常、−100<Pd(re)≦100の値をとる。ピーク位置相関Pd(re)は、ピーク位置差分|mdM−mdoM(re)|が小さくなる程大きくなる値であり、ピーク位置差分に基づいて決定される。 In the above [Equation 23], mdM is the value of md when Hd (md) is maximum, and mdoM (re) is the value of md when Hdo (re, md) is maximum, that is, the peak position. is there. Moreover, | mdM−mdoM (re) | is a peak position difference indicating a difference between peak positions. When mdM and mdoM (re) match, the peak position difference | mdM−mdoM (re) | = 0 and the peak position correlation Pd (re) = 100, and when mdM and mdoM (re) are farthest, theoretically Since the peak position difference | mdM−mdoM (re) | = MD−1 and the peak position correlation Pd (re) is approximately −300, the peak position correlation Pd (re) is theoretically −300 <Pd ( re) takes a value of ≦ 100. However, since it is rare that the peak position difference | mdM−mdoM (re) | exceeds MD / 2 based on experience, the peak position correlation Pd (re) is usually −100 <Pd (re) ≦ 100. Takes a value. The peak position correlation Pd (re) is a value that increases as the peak position difference | mdM−mdoM (re) | decreases, and is determined based on the peak position difference.
次に、度数分布照合手段50は、ステップS620において算出された外接円分布のピーク位置相関Pd(re)と、判定しきい値との比較を行う(ステップS630)。ピーク位置相関Pd(re)が判定しきい値以上である場合は、適合と判定し、ピーク位置相関Pd(re)が判定しきい値より小さい場合は、不適合と判定する。判定しきい値としては、正の値であれば任意に設定可能であるが、ここでは、+50.0としてある。 Next, the frequency distribution matching unit 50 compares the circumscribed circle distribution peak position correlation Pd (re) calculated in step S620 with the determination threshold (step S630). If the peak position correlation Pd (re) is greater than or equal to the determination threshold value, it is determined to be suitable, and if the peak position correlation Pd (re) is smaller than the determination threshold value, it is determined to be non-conforming. The determination threshold can be arbitrarily set as long as it is a positive value, but here it is +50.0.
ステップS630において適合と判定された場合には、度数分布照合手段50は、強調処理された対象モデルの内接円分布と、規制モデルデータベース70から抽出されて強調処理された規制モデルの内接円分布同士でピーク位置相関を算出する(ステップS640)。度数分布照合手段50は、以下の〔数式24〕に従った処理を実行することにより、強調処理された対象モデルの内接円分布Ha(ma)と強調処理された規制モデルの内接円分布Hao(re,ma)のピーク位置相関Pa(re)を算出する。 When it is determined to be suitable in step S630, the frequency distribution matching unit 50 determines the inscribed circle distribution of the emphasized target model and the inscribed circle of the regulated model extracted from the regulated model database 70 and enhanced. A peak position correlation is calculated between the distributions (step S640). The frequency distribution matching unit 50 executes processing according to the following [Equation 24], thereby performing the inscribed circle distribution Ha (ma) of the emphasized target model and the inscribed circle distribution of the emphasized restricted model. The peak position correlation Pa (re) of Hao (re, ma) is calculated.
〔数式24〕
Pa(re)={MA/4−|maM−maoM(re)|}・400/MA
[Formula 24]
Pa (re) = {MA / 4- | maM-maoM (re) |} .400 / MA
上記〔数式24〕において、maMは、Ha(ma)が最大となるときのmaの値、maoM(re)は、Hao(re,ma)が最大となるときのmaの値、すなわちピーク位置である。また、|maM−maoM(re)|は、ピーク位置どうしの差分を示すピーク位置差分である。maMとmaoM(re)が一致するときは、ピーク位置差分|maM−maoM(re)|=0でピーク位置相関Pa(re)=100、maMとmaoM(re)が最も離れるときは、理論上、ピーク位置差分|maM−maoM(re)|=MA−1でピーク位置相関はおおよそPa(re)が−300であるため、ピーク位置相関Pa(re)は、理論上、−300<Pa(re)≦100の値をとる。ただし、経験上、ピーク位置差分|maM−maoM(re)|がMA/2を超えるのは稀であるため、ピーク位置相関Pa(re)は、通常、−100<Pa(re)≦100の値をとる。ピーク位置相関Pa(re)は、ピーク位置差分|mdaM−maoM(re)|が小さくなる程大きくなる値であり、ピーク位置差分に基づいて決定される。 In the above [Equation 24], maM is the value of ma when Ha (ma) is maximum, and maoM (re) is the value of ma when Hao (re, ma) is maximum, that is, the peak position. is there. Further, | maM−maoM (re) | is a peak position difference indicating a difference between peak positions. When maM and maoM (re) match, the peak position difference | maM−maoM (re) | = 0 and the peak position correlation Pa (re) = 100, and when maM and maoM (re) are farthest, theoretically Since the peak position difference | maM−maoM (re) | = MA−1 and the peak position correlation Pa (re) is approximately −300, the peak position correlation Pa (re) is theoretically −300 <Pa ( re) takes a value of ≦ 100. However, since it is rare that the peak position difference | maM−maoM (re) | exceeds MA / 2 based on experience, the peak position correlation Pa (re) is normally −100 <Pa (re) ≦ 100. Takes a value. The peak position correlation Pa (re) is a value that increases as the peak position difference | mdaM−maoM (re) | becomes smaller, and is determined based on the peak position difference.
次に、度数分布照合手段50は、ステップS640において算出された内接円分布のピーク位置相関Pa(re)と、判定しきい値との比較を行う(ステップS650)。ピーク位置相関Pa(re)が判定しきい値以上である場合は、適合と判定し、ピーク位置相関Pa(re)が判定しきい値より小さい場合は、不適合と判定する。判定しきい値としては、正の値であれば任意に設定可能であるが、ここでは、+50.0としてある。ステップS650において適合と判定された場合には、度数分布照合手段50は、対象モデルとレコードreの規制モデルが適合することになるため、出力を規制すべきである(出力不適)との判定を行う。図12は、度数分布(ヒストグラム)とピーク位置との関係を示す図である。図12において、左側は規制モデル、右側は対象モデルを示している。また、上段は外接円分布、下段は内接円分布を示している。 Next, the frequency distribution matching unit 50 compares the peak position correlation Pa (re) of the inscribed circle distribution calculated in step S640 with the determination threshold value (step S650). If the peak position correlation Pa (re) is greater than or equal to the determination threshold, it is determined to be suitable, and if the peak position correlation Pa (re) is smaller than the determination threshold, it is determined to be non-conforming. The determination threshold can be arbitrarily set as long as it is a positive value, but here it is +50.0. If it is determined to be suitable in step S650, the frequency distribution matching unit 50 determines that the output should be restricted (output inappropriate) because the target model and the restriction model of the record re match. Do. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the frequency distribution (histogram) and the peak position. In FIG. 12, the left side shows the restriction model, and the right side shows the target model. The upper row shows the circumscribed circle distribution, and the lower row shows the inscribed circle distribution.
ステップS630、S650のいずれかにおいて不適合と判定された場合には、度数分布照合手段50は、対象モデルとレコードreの規制モデルの照合を終え、次のレコードre+1の規制モデルとの照合に移行する。図11のフローチャートに従った処理を、規制モデルデータベース70内の全レコードに対して実行し、適合となる規制モデルが1つでも存在したら、対象モデルを“出力を規制すべきである(出力不適)”としてステップS200の照合処理を終了することになる。 When it is determined as non-conforming in either step S630 or S650, the frequency distribution matching unit 50 finishes matching the target model with the restriction model of the record re, and proceeds to matching with the restriction model of the next record re + 1. . When the process according to the flowchart of FIG. 11 is performed on all records in the restriction model database 70 and there is at least one applicable restriction model, the output should be restricted to the target model (output inappropriate) ) ", The collation process in step S200 is terminated.
<3.7.1.他の指標を用いた照合処理>
上記実施形態では、度数分布のピーク位置相関どうしを照合するようにしたが、他の指標を用いて照合を行うようにすることも可能である。ここでは、その一例としてピーク位置相関に代えて、相関係数を用いる場合について説明しておく。
<3.7.1. Collation processing using other indices>
In the above embodiment, the peak position correlations of the frequency distribution are collated, but it is also possible to perform collation using another index. Here, as an example, a case where a correlation coefficient is used instead of the peak position correlation will be described.
この場合、度数分布照合手段50は、対象モデルから算出された外接円分布と、規制モデルデータベース70から抽出された規制モデルの外接円分布同士で各要素間の相関係数を算出する(ステップS620)。相関係数とは、二つの配列要素の関連性の強弱を示す指標である。ここでは、対象モデルと規制モデルの類似性の強弱を判定するために用いる。まず、以下の〔数式25〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの外接円分布Hd(md)の平均値Ad、規制モデルの外接円分布Hdo(re,md)の平均値Ado(re)を算出する。 In this case, the frequency distribution matching unit 50 calculates a correlation coefficient between each element between the circumscribed circle distribution calculated from the target model and the circumscribed circle distributions of the restriction model extracted from the restriction model database 70 (step S620). ). The correlation coefficient is an index indicating the strength of the relationship between two array elements. Here, it is used to determine the strength of similarity between the target model and the regulation model. First, by executing processing according to the following [Equation 25], the average value Ad of the circumscribed circle distribution Hd (md) of the target model and the average value Ado () of the circumscribed circle distribution Hdo (re, md) of the regulated model re) is calculated.
〔数式25〕
Ad=Σmd=0,MD-1Hd(md)/MD
Ado(re)=Σmd=0,MD-1Hdo(re,md)/MD
[Formula 25]
Ad = Σ md = 0, MD-1 Hd (md) / MD
Ado (re) = Σ md = 0, MD-1 Hdo (re, md) / MD
続いて、以下の〔数式26〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの外接円分布Hd(md)の標準偏差Sd、規制モデルの外接円分布Hdo(re,md)の標準偏差Sdo(re)を算出する。 Subsequently, by executing processing according to the following [Equation 26], the standard deviation Sd of the circumscribed circle distribution Hd (md) of the target model and the standard deviation Sdo of the circumscribed circle distribution Hdo (re, md) of the regulated model (Re) is calculated.
〔数式26〕
Sd=[Σmd=0,MD-1(Hd(md)−Ad)2]1/2
Sdo(re)=[Σmd=0,MD-1(Hdo(re,md)−Ado(re))2]1/2
[Formula 26]
Sd = [Σ md = 0, MD-1 (Hd (md) −Ad) 2 ] 1/2
Sdo (re) = [Σ md = 0, MD-1 (Hdo (re, md) −Ado (re)) 2 ] 1/2
厳密には、標準偏差は、上記〔数式26〕の{}内において、さらに定数MDで除算しておく必要がある。しかし、ここでは、相関係数を算出することが目的であるため、後述の〔数式27〕における分子の共分散を算出する項においても定数MDで除算する必要があり、分子と分母で重複して定数MDで除算する演算がキャンセルされる(分母は定数MDの平方根で2回除算)。 Strictly speaking, the standard deviation needs to be further divided by a constant MD within {} in the above [Equation 26]. However, since the purpose here is to calculate the correlation coefficient, it is necessary to divide by the constant MD in the term for calculating the covariance of the numerator in [Equation 27], which will be described later. The operation of dividing by the constant MD is canceled (the denominator is divided twice by the square root of the constant MD).
次に、算出された平均値および標準偏差を用いて、以下の〔数式27〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの外接円分布とレコードreに対応する規制モデルの外接円分布の相関係数Cd(re)を算出する。 Next, by using the calculated average value and standard deviation, a process according to the following [Equation 27] is executed, whereby the circumscribed circle distribution of the target model and the circumscribed circle distribution of the restriction model corresponding to the record re A correlation coefficient Cd (re) is calculated.
〔数式27〕
Cd(re)=[Σmd=0,MD-1(Hd(md)−Ad)・(Hdo(re,md)−Ado(re))]/(Sdo(re)・Sd)
[Formula 27]
Cd (re) = [Σ md = 0, MD-1 (Hd (md) −Ad) · (Hdo (re, md) −Ado (re))] / (Sdo (re) · Sd)
上記〔数式27〕において、Σの添え字の“md=0,MD−1”は、mdが0からMD−1の全ての整数をとる場合について、総和を求めることを示している。相関係数Cd(re)は、度数分布Hd(md)、Hdo(re,md)の共分散を、それぞれの標準偏差で除したものとなっている。上記〔数式27〕の演算のように、分母の平方根の割算を2回行うのは一般に処理負荷が高い。このため、画像処理の分野においては、分子の積和演算だけで済ますものを「相関係数」と呼び、上記〔数式27〕に示したCd(re)を「正規化相関係数」と呼ぶ習慣もある。 In the above [Expression 27], the subscript “md = 0, MD-1” of Σ indicates that the sum is obtained when md takes all integers from 0 to MD-1. The correlation coefficient Cd (re) is obtained by dividing the covariance of the frequency distributions Hd (md) and Hdo (re, md) by the respective standard deviations. In general, the processing load is high when the square root of the denominator is divided twice as in the above equation [27]. For this reason, in the field of image processing, what is required only by the product-sum operation of numerators is called “correlation coefficient”, and Cd (re) shown in the above [Equation 27] is called “normalized correlation coefficient”. There are also customs.
次に、度数分布照合手段50は、ステップS620において算出された外接円分布の相関係数Cd(re)と、判定しきい値との比較を行う(ステップS630)。相関係数Cd(re)が判定しきい値以上である場合は、適合と判定し、相関係数Dd(re)が判定しきい値より小さい場合は、不適合と判定する。判定しきい値としては、正の値であれば任意に設定可能であるが、ここでは、+5.0(−1から+1の範囲をとる相関係数値を100倍して%次元で表現した場合)としてある。 Next, the frequency distribution matching unit 50 compares the correlation coefficient Cd (re) of the circumscribed circle distribution calculated in step S620 with the determination threshold value (step S630). When the correlation coefficient Cd (re) is greater than or equal to the determination threshold value, it is determined as conforming, and when the correlation coefficient Dd (re) is smaller than the determination threshold value, it is determined as non-conforming. The determination threshold value can be arbitrarily set as long as it is a positive value, but here, when the correlation coefficient value taking a range of +5.0 (−1 to +1) is multiplied by 100 and expressed in% dimension ).
ステップS630において適合と判定された場合には、度数分布照合手段50は、対象モデルの内接円分布と、規制モデルの内接円分布で、各要素間の相関係数を算出する(ステップS640)。まず、以下の〔数式28〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの内接円分布Ha(ma)の平均値Aa、規制モデルの内接円分布Hao(re,ma)の平均値Aao(re)を算出する。 If it is determined in step S630 that it is suitable, the frequency distribution matching unit 50 calculates a correlation coefficient between the elements based on the inscribed circle distribution of the target model and the inscribed circle distribution of the restriction model (step S640). ). First, by executing the processing according to the following [Equation 28], the average value Aa of the inscribed circle distribution Ha (ma) of the target model and the average value of the inscribed circle distribution Hao (re, ma) of the regulated model Aao (re) is calculated.
〔数式28〕
Aa=Σma=0,MA-1Ha(ma)/MA
Aao(re)=Σma=0,MA-1Hao(re,ma)/MA
[Formula 28]
Aa = Σ ma = 0, MA-1 Ha (ma) / MA
Aao (re) = Σ ma = 0, MA-1 Hao (re, ma) / MA
続いて、以下の〔数式29〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの内接円分布Ha(ma)の標準偏差Sa、規制モデルの内接円分布Hao(re,ma)の標準偏差Sao(re)を算出する。 Subsequently, by executing processing according to the following [Equation 29], the standard deviation Sa of the inscribed circle distribution Ha (ma) of the target model and the standard of the inscribed circle distribution Hao (re, ma) of the regulated model Deviation Sao (re) is calculated.
〔数式29〕
Sa=[Σma=0,MA-1(Ha(ma)−Aa)2]1/2
Sao(re)=[Σma=0,MA-1(Hao(re,ma)−Aao(re))2]1/2
[Formula 29]
Sa = [ Σma = 0, MA-1 (Ha (ma) −Aa) 2 ] 1/2
Sao (re) = [Σma = 0, MA-1 (Hao (re, ma) −Aao (re)) 2 ] 1/2
厳密には、標準偏差は、上記〔数式29〕の{}内において、さらに定数MAで除算しておく必要がある。しかし、ここでは、相関係数を算出することが目的であるため、後述の〔数式30〕における分子の共分散を算出する項においても定数MAで除算する必要があり、分子と分母で重複して定数MAで除算する演算がキャンセルされる(分母は定数MAの平方根で2回除算)。 Strictly speaking, the standard deviation needs to be further divided by a constant MA within {} in the above [Equation 29]. However, since the purpose here is to calculate the correlation coefficient, it is necessary to divide by the constant MA in the term for calculating the covariance of the numerator in [Equation 30], which will be described later. The operation of dividing by the constant MA is canceled (the denominator is divided by the square root of the constant MA twice).
次に、算出された平均値および標準偏差を用いて、以下の〔数式30〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの内接円分布とレコードreに対応する規制モデルの内接円分布の相関係数Ca(re)を算出する。 Next, using the calculated average value and standard deviation, the process according to the following [Equation 30] is executed, whereby the inscribed circle distribution of the target model and the inscribed circle of the restriction model corresponding to the record re A distribution correlation coefficient Ca (re) is calculated.
〔数式30〕
Ca(re)=[Σma=0,MA-1(Ha(ma)−Aa)・(Hao(re,ma)−Aao(re))]/(Sao(re)・Sa)
[Formula 30]
Ca (re) = [Σma = 0, MA-1 (Ha (ma) -Aa). (Hao (re, ma) -Aao (re))] / (Sao (re) .Sa)
上記〔数式30〕において、Σの添え字の“ma=0,MA−1”は、maが0からMA−1の全ての整数をとる場合について、総和を求めることを示している。相関係数Ca(re)は、度数分布Ha(ma)、Hao(re,ma)の共分散を、それぞれの標準偏差で除したものとなっている。上記〔数式30〕の演算のように、分母の平方根の割算を2回行うのは一般に処理負荷が高い。このため、画像処理の分野においては、分子の積和演算だけで済ますものを「相関係数」と呼び、上記〔数式30〕に示したCa(re)を「正規化相関係数」と呼ぶ習慣もある。 In the above [Equation 30], the subscript “ma = 0, MA−1” of Σ indicates that the sum is obtained when ma takes all integers from 0 to MA−1. The correlation coefficient Ca (re) is obtained by dividing the covariance of the frequency distributions Ha (ma) and Hao (re, ma) by the respective standard deviations. Generally, the processing load is high when the division of the square root of the denominator is performed twice as in the calculation of [Expression 30]. For this reason, in the field of image processing, what is required only by the product-sum operation of numerators is called “correlation coefficient”, and Ca (re) shown in the above [Equation 30] is called “normalized correlation coefficient”. There are also customs.
次に、度数分布照合手段50は、ステップS640において算出された内接円分布の相関係数Ca(re)と、判定しきい値との比較を行う(ステップS650)。相関係数Ca(re)が判定しきい値以上である場合は、適合と判定し、相関係数Ca(re)が判定しきい値より小さい場合は、不適合と判定する。判定しきい値としては、正の値であれば任意に設定可能であるが、ここでは、+5.0(−1から+1の範囲をとる相関係数値を100倍して%次元で表現した場合)としてある。ステップS650において適合と判定された場合には、度数分布照合手段50は、対象モデルとレコードreの規制モデルが適合することになるため、出力を規制すべきである(出力不適)との判定を行う。 Next, the frequency distribution matching unit 50 compares the correlation coefficient Ca (re) of the inscribed circle distribution calculated in step S640 with a determination threshold value (step S650). When the correlation coefficient Ca (re) is greater than or equal to the determination threshold value, it is determined as conforming, and when the correlation coefficient Ca (re) is smaller than the determination threshold value, it is determined as non-conforming. The determination threshold value can be arbitrarily set as long as it is a positive value, but here, when the correlation coefficient value taking a range of +5.0 (−1 to +1) is multiplied by 100 and expressed in% dimension ). If it is determined to be suitable in step S650, the frequency distribution matching unit 50 determines that the output should be restricted (output inappropriate) because the target model and the restriction model of the record re match. Do.
上記のように、相関係数等の他の指標を用いたとしても的確な出力適否の判定を行うことはできる。しかし、ピーク位置相関を用いることにより、より高精度に出力適否の判定を行うことが可能となる。 As described above, even if another index such as a correlation coefficient is used, it is possible to accurately determine whether the output is appropriate. However, by using the peak position correlation, it is possible to determine the output suitability with higher accuracy.
<4.3Dプリンタへのデータ出力>
上記ステップS200において、度数分布照合手段50により“出力を規制すべきでない(出力適正)”と判定された場合には、立体物造形装置である3Dプリンタ7へ対象モデルを出力する。すなわち、立体物造形用データ出力規制装置で出力が許可されたポリゴンモデルである対象モデルを、立体物を造形する立体物造形装置に出力する。一方、度数分布照合手段50により“出力を規制すべきである(出力不適)”と判定された場合には、立体物造形装置である3Dプリンタ7へ対象モデルを出力しない。また、出力適正か出力不適かの判定に時間がかかる場合には、3Dプリンタ7に対象モデルを出力し、3Dプリンタ7の出力処理(立体物造形処理)と並行して出力適正か出力不適かの判定を行い、出力不適である場合に出力中止命令を3Dプリンタ7に出力するようにしてもよい。この際、利用者から見れば、対象モデルの出力という一つの命令を行うことにより、3Dプリンタにおける立体物造形処理が開始されることが確認できるだけで、並行して出力適正か出力不適かの判定のための処理の実行が開始されることは気付かない。
<Data output to 4.3D printer>
In step S200, if the frequency distribution matching unit 50 determines that “the output should not be restricted (output is appropriate)”, the target model is output to the 3D printer 7 which is a three-dimensional object modeling apparatus. That is, the target model that is a polygon model whose output is permitted by the three-dimensional object modeling data output restriction device is output to the three-dimensional object modeling device that models the three-dimensional object. On the other hand, if the frequency distribution matching means 50 determines that “the output should be regulated (output inappropriate)”, the target model is not output to the 3D printer 7 which is a three-dimensional object shaping apparatus. If it takes a long time to determine whether output is appropriate or not, whether the target model is output to the 3D printer 7 and whether the output is appropriate or inappropriate in parallel with the output process (three-dimensional object modeling process) of the 3D printer 7. If the output is unsuitable, an output stop command may be output to the 3D printer 7. At this time, from the user's point of view, it is only possible to confirm that the three-dimensional object shaping process in the 3D printer is started by issuing a single command to output the target model. I do not notice that the execution of the process for is started.
<5.規制モデルの度数分布算出および登録について>
変形例として、度数分布照合手段50を備えた立体物造形用データ出力規制装置とは別の場所で、規制モデルに対して算出された外接円分布および内接円分布を、立体物造形用データ出力規制装置にネットワークを介して送信して登録するようにしてもよい。
<5. Calculation and registration of regulatory model frequency distribution>
As a modified example, the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution calculated with respect to the restriction model at the place different from the three-dimensional object shaping data output restriction device provided with the frequency distribution matching means 50 are used as the three-dimensional object shaping data. You may make it transmit and register to an output control apparatus via a network.
図13は、変形例における立体物造形用データ出力規制装置を含む立体物造形システムのハードウェア構成図である。図13に示した立体物造形システムにおいて、立体物造形用データ出力規制装置101は、図4に示した立体物造形用データ出力規制装置100の構成に、インターネット等の公衆ネットワークと通信するためのネットワーク通信部8を備えた構成となっている。規制モデル度数分布算出装置102は、汎用のコンピュータで実現することができ、図13に示すように、CPU(Central Processing Unit)1aと、コンピュータのメインメモリであるRAM(Random Access Memory)2aと、CPU1aが実行するプログラムやデータを記憶するためのハードディスク、フラッシュメモリ等の大容量の記憶装置3aと、キーボード、マウス等のキー入力I/F(インターフェース)4aと、データ記憶媒体等の外部装置とデータ通信するためのデータ入出力I/F(インターフェース)5aと、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである表示部6aと、インターネット等の公衆ネットワークと通信するためのネットワーク通信部8aを備え、互いにバスを介して接続されている。立体物造形用データ出力規制装置101のネットワーク通信部8と規制モデル度数分布算出装置102のネットワーク通信部8aは互いに通信を行い、規制モデル度数分布算出装置102から立体物造形用データ出力規制装置101へ、規制モデルに対して算出された2種の度数分布の送信を行うことが可能になっている。 FIG. 13 is a hardware configuration diagram of a three-dimensional object formation system including a three-dimensional object formation data output restriction device according to a modification. In the three-dimensional object formation system shown in FIG. 13, the three-dimensional object formation data output restriction device 101 communicates with the public network such as the Internet in the configuration of the three-dimensional object formation data output restriction device 100 shown in FIG. 4. The network communication unit 8 is provided. The regulation model frequency distribution calculation device 102 can be realized by a general-purpose computer. As shown in FIG. 13, a CPU (Central Processing Unit) 1a, a RAM (Random Access Memory) 2a that is a main memory of the computer, A large-capacity storage device 3a such as a hard disk or flash memory for storing programs and data executed by the CPU 1a, a key input I / F (interface) 4a such as a keyboard and a mouse, and an external device such as a data storage medium A data input / output I / F (interface) 5a for data communication, a display unit 6a that is a display device such as a liquid crystal display, and a network communication unit 8a for communicating with a public network such as the Internet are provided. Connected through. The network communication unit 8 of the three-dimensional object formation data output restriction device 101 and the network communication unit 8a of the restriction model frequency distribution calculation device 102 communicate with each other, and the restriction model frequency distribution calculation device 102 transmits the three-dimensional object formation data output restriction device 101. Thus, it is possible to transmit two types of frequency distributions calculated for the regulatory model.
図13では、立体物造形用データ出力規制装置101と3Dプリンタ7は分離した形態で示されているが、現在市販されている殆どの3Dプリンタ製品には立体物造形用データ出力規制装置101の構成要素である、CPU1、RAM2、記憶装置3、キー入力I/F4(汎用コンピュータ向けキーボード・マウスではなく、テンキーレベルの数種のボタン)、データ入出力I/F5、表示部6(数行の文字を表示可能な小型液晶パネル、タッチパネルを重畳させてキー入力I/F4を兼ねることも多い)、ネットワーク通信部8(無線LAN機能)も小規模ながら重複して備えている。従って、3Dプリンタ自体が外部記憶媒体やインターネット経由で立体物造形用データを直接受け取り、単独で立体物を造形する運用も可能になっている(特に民生用の3Dプリンタではこちらの形態の方が多い)。すなわち、図13に示した立体物造形用データ出力規制装置101および3Dプリンタ7を1つの筐体に収めて、“3Dプリンタ”という製品として流通することも多い。 In FIG. 13, the three-dimensional object formation data output restriction device 101 and the 3D printer 7 are shown in a separated form. However, most of the currently available 3D printer products include the three-dimensional object formation data output restriction device 101. Constituent elements, such as CPU1, RAM2, storage device 3, key input I / F4 (not a keyboard / mouse for general-purpose computers, but several buttons at a numeric keypad level), data input / output I / F5, display unit 6 (several lines) A small liquid crystal panel capable of displaying the above-mentioned characters, a touch panel is often overlapped to serve also as a key input I / F 4), and a network communication unit 8 (wireless LAN function) is also provided in a small but overlapping manner. Accordingly, the 3D printer itself can directly receive the data for modeling a three-dimensional object via an external storage medium or the Internet, and can be operated to model a three-dimensional object alone (especially in the case of a 3D printer for consumer use, this form is preferred. Many). That is, the three-dimensional object formation data output restriction device 101 and the 3D printer 7 shown in FIG. 13 are often housed in a single casing and distributed as a product called “3D printer”.
規制モデル度数分布算出装置102においては、CPU1aが、記憶装置3aに記憶されているプログラムを実行することにより、第2の度数分布算出手段、度数分布送信手段が実現される。規制モデル度数分布算出装置102で実現される第2の度数分布算出手段は、立体物造形用データ出力規制装置100で実現される度数分布算出手段10と同様の機能を有し、規制モデルに対して2種の度数分布として外接円分布、内接円分布を算出する。度数分布送信手段は、規制モデルについて算出された2種の度数分布である外接円分布、内接円分布を立体物造形用データ出力規制装置101に送信する。立体物造形用データ出力規制装置101では、ネットワーク通信部8が、規制モデル度数分布算出装置102から度数分布を受信すると、CPU1が所定のプログラムを実行して度数分布登録手段として機能し、受信した度数分布を記憶装置3で実現される規制モデルデータベース70に登録する。 In the regulated model frequency distribution calculation device 102, the CPU 1a executes a program stored in the storage device 3a, thereby realizing a second frequency distribution calculation unit and a frequency distribution transmission unit. The second frequency distribution calculation means realized by the restriction model frequency distribution calculation device 102 has the same function as the frequency distribution calculation means 10 realized by the three-dimensional object formation data output restriction device 100, and is compatible with the restriction model. The circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution are calculated as two types of frequency distribution. The frequency distribution transmission unit transmits the circumscribed circle distribution and the inscribed circle distribution, which are two types of frequency distributions calculated for the restriction model, to the three-dimensional object formation data output restriction device 101. In the three-dimensional object shaping data output restriction device 101, when the network communication unit 8 receives the frequency distribution from the restriction model frequency distribution calculation device 102, the CPU 1 executes a predetermined program and functions as a frequency distribution registration unit. The frequency distribution is registered in the regulation model database 70 realized by the storage device 3.
<6.クラウド型の立体物造形システム>
本発明は、クラウド型の立体物造形システムに適用することも可能である。図14は、クラウド型の立体物造形システムのハードウェア構成図である。図14に示した立体物造形システムでは、出力制御用端末201と処理サーバ202により立体物造形用データ出力規制装置が実現される。図14に示した立体物造形システムにおいて、出力制御用端末201は、図13において立体物造形用データ出力規制装置101として示したコンピュータと同等のハードウェア構成を有する。すなわち、出力制御用端末201は、CPU11、RAM12、記憶装置13、キー入力I/F14、データ入出力I/F15、表示部16、ネットワーク通信部18を備え、互いにバスを介して接続されている。
<6. Cloud-type 3D object modeling system>
The present invention can also be applied to a cloud-type three-dimensional object modeling system. FIG. 14 is a hardware configuration diagram of a cloud-type three-dimensional object modeling system. In the three-dimensional object modeling system shown in FIG. 14, the three-dimensional object modeling data output restriction device is realized by the output control terminal 201 and the processing server 202. In the three-dimensional object formation system shown in FIG. 14, the output control terminal 201 has a hardware configuration equivalent to the computer shown as the three-dimensional object formation data output restriction device 101 in FIG. 13. That is, the output control terminal 201 includes a CPU 11, a RAM 12, a storage device 13, a key input I / F 14, a data input / output I / F 15, a display unit 16, and a network communication unit 18, which are connected to each other via a bus. .
処理サーバ202は、汎用のコンピュータに専用のプログラムを組み込むことにより実現することができる。図14に示すように、CPU11a、RAM12a、記憶装置13a、キー入力I/F14a、データ入出力I/F15a、表示部16a、ネットワーク通信部18aを備え、互いにバスを介して接続されている。出力制御用端末201のネットワーク通信部18と処理サーバ202のネットワーク通信部18aは互いに通信を行い、処理サーバ202から出力制御用端末201へ出力適否の判定に基づく出力適否データの送信を行うことが可能になっている。図14では、出力制御用端末201と3Dプリンタ7は分離した形態で示されているが、図13の例と同様、3Dプリンタ製品に出力制御用端末201の構成要素である、CPU11、RAM12、記憶装置13、キー入力I/F14、データ入出力I/F15、表示部16、ネットワーク通信部18を重複して備えていてもよい。 The processing server 202 can be realized by incorporating a dedicated program into a general-purpose computer. As shown in FIG. 14, a CPU 11a, a RAM 12a, a storage device 13a, a key input I / F 14a, a data input / output I / F 15a, a display unit 16a, and a network communication unit 18a are connected to each other via a bus. The network communication unit 18 of the output control terminal 201 and the network communication unit 18a of the processing server 202 communicate with each other, and send output suitability data from the processing server 202 to the output control terminal 201 based on the judgment of output suitability. It is possible. In FIG. 14, the output control terminal 201 and the 3D printer 7 are shown in a separated form. However, as in the example of FIG. 13, the CPU 11, the RAM 12, and the constituent elements of the output control terminal 201 are added to the 3D printer product. The storage device 13, the key input I / F 14, the data input / output I / F 15, the display unit 16, and the network communication unit 18 may be provided in an overlapping manner.
図15は、クラウド型の立体物造形システムの機能ブロック図である。クラウド型の立体物造形システムを構成する処理サーバ202は、図5に示した立体物造形用データ出力規制装置の各手段に加えて、対象モデル受信手段80、出力適否データ送信手段90を備えた構成となっている。対象モデル記憶手段61は、対象モデル自体ではなく、対象モデルについて算出された2種の度数分布を記憶する。また、度数分布算出手段10は、処理サーバ202ではなく、出力制御用端末201が備えた構成となっている。 FIG. 15 is a functional block diagram of a cloud-type three-dimensional object modeling system. The processing server 202 constituting the cloud-type three-dimensional object modeling system includes a target model receiving unit 80 and an output suitability data transmitting unit 90 in addition to the units of the three-dimensional object modeling data output restriction device shown in FIG. It has a configuration. The target model storage means 61 stores not the target model itself but two types of frequency distributions calculated for the target model. Further, the frequency distribution calculating means 10 is configured to be provided not in the processing server 202 but in the output control terminal 201.
図5に示した立体物造形用データ出力規制装置と同等の機能を有するものについては、同一符号を付して説明を省略する。対象モデル受信手段80は、出力制御用端末201から送信された対象モデルの度数分布を受信して対象モデル記憶手段61に登録する手段であり、CPU11aが所定のプログラムを実行するとともに、ネットワーク通信部18aを制御することにより実現される。出力適否データ送信手段90は、度数分布照合手段50により判定された“出力を規制すべきであるか否か”に基づき、出力適否データを出力制御用端末201に送信する手段であり、CPU11aが所定のプログラムを実行するとともに、ネットワーク通信部18aを制御することにより実現される。 Components having the same functions as those of the three-dimensional object shaping data output restricting device shown in FIG. The target model receiving unit 80 is a unit that receives the frequency distribution of the target model transmitted from the output control terminal 201 and registers it in the target model storage unit 61. The CPU 11a executes a predetermined program, and the network communication unit This is realized by controlling 18a. The output suitability data transmission means 90 is means for sending output suitability data to the output control terminal 201 based on “whether or not the output should be regulated” determined by the frequency distribution matching means 50, and the CPU 11 a This is realized by executing a predetermined program and controlling the network communication unit 18a.
処理サーバ202は、インターネット等のネットワークに接続され、多数の出力制御用端末からアクセス可能になっている。クラウド型の立体物造形システムの「クラウド型」とは、3Dプリンタにより立体物を出力する出力側でなく、出力側からネットワークを介した遠隔地のコンピュータにおいて、出力を規制すべきか否かを判定することを意味する。従来のサーバ型コンピュータでは多数の利用者のアクセスが集中すると応答性が遅くなり利用者に迷惑をかけることが多かったが、クラウド型では仮想化技術によりコンピュータの物理的構成を動的に変更することが可能になるため、常に安定した応答性を維持できるという特徴がある。処理サーバ202は物理的には複数台のコンピュータにより実現されるのが一般的である。 The processing server 202 is connected to a network such as the Internet and is accessible from a number of output control terminals. The “cloud type” of the cloud-type three-dimensional object modeling system determines whether the output should be regulated at the remote computer via the network from the output side instead of the output side that outputs the three-dimensional object by the 3D printer It means to do. In the conventional server type computer, when the access of many users is concentrated, the responsiveness becomes slow and it often causes trouble for the user. In the cloud type, the physical configuration of the computer is dynamically changed by the virtualization technology. This makes it possible to always maintain a stable response. Generally, the processing server 202 is physically realized by a plurality of computers.
図14、図15に示したクラウド型の立体物造形システムの処理動作について説明する。出力制御用端末201において、利用者がキー入力I/F14を介して出力したい対象モデルを指定すると、CPU11は、記憶装置13に記憶されている指定された対象モデルを抽出し、対象モデルを特定する識別情報であるモデルIDを付与する。そして、CPU11は、モデルIDが付与された対象モデルに対して、図8または図9に示したフローチャートに従って、度数分布算出手段10が処理を行い、外接円分布および内接円分布で構成される度数分布を生成する。さらにCPU11は、生成された度数分布を、記憶装置13に事前に設定されているURL等のアドレス宛に、ネットワーク通信部18を介して送信する。ポリゴンデータに比べ情報量が顕著に少ない度数分布を送信する方法をとることにより、伝送時間が大幅に短縮されるだけでなく、処理サーバ202側には著作物であるポリゴンデータが送信されず、処理サーバ202側に複製物が残らないため、著作権侵害を回避することができる。 The processing operation of the cloud-type three-dimensional object modeling system shown in FIGS. 14 and 15 will be described. In the output control terminal 201, when the user specifies a target model to be output via the key input I / F 14, the CPU 11 extracts the specified target model stored in the storage device 13 and specifies the target model. A model ID which is identification information to be assigned is assigned. Then, the CPU 11 performs processing on the target model to which the model ID is assigned according to the flowchart shown in FIG. 8 or FIG. Generate a frequency distribution. Further, the CPU 11 transmits the generated frequency distribution to an address such as a URL set in advance in the storage device 13 via the network communication unit 18. By using a method of transmitting a frequency distribution with a significantly smaller amount of information than polygon data, not only the transmission time is greatly shortened, but also the polygon data that is a copyrighted work is not transmitted to the processing server 202 side. Since no copy remains on the processing server 202 side, copyright infringement can be avoided.
並行してCPU11は、モデルIDが付与された対象モデルを、データ入出力I/F15を介して3Dプリンタ7のデータ処理部7aに送信する。データ処理部7a内のプリンタキューには、出力制御用端末201から受信した対象モデルが保持され、出力ジョブとして待機状態となる。この時、3Dプリンタ出力における前処理であるポリゴン形式のデータを積層形式のデータに変換する処理のみ実行させるようにし、積層形式のデータに変換された段階で待機状態にする手法もとることができる。このデータ処理負荷もそれなりに高いため、この間に出力適否判定が完了すれば、利用者側に余分な待ち時間を感じさせないようにすることができる。 In parallel, the CPU 11 transmits the target model to which the model ID is assigned to the data processing unit 7a of the 3D printer 7 via the data input / output I / F 15. The target model received from the output control terminal 201 is held in the printer queue in the data processing unit 7a, and enters a standby state as an output job. At this time, it is possible to execute only the process of converting the polygon format data, which is the pre-processing in the 3D printer output, into the data in the stack format, and to enter the standby state when the data is converted into the stack format data. . Since this data processing load is also reasonably high, if the output suitability determination is completed during this time, it is possible to prevent the user from feeling an extra waiting time.
処理サーバ202では、対象モデル受信手段80が、出力制御用端末201から送信された対象モデルの度数分布を受信すると、その度数分布を対象モデル記憶手段61に記憶する。ここで、図6に示したフローチャートに従って、度数分布整合手段20、強調成分作成手段30、度数分布強調手段40、度数分布照合手段50が処理を行い、受信した度数分布に対応する対象モデルの出力適否を判定する。出力適否の結果である出力適否データは、度数分布照合手段50から出力適否データ送信手段90に渡される。そして、出力適否データ送信手段90は、度数分布の送信元(アクセス元)である出力制御用端末201に、モデルIDを付加した出力適否データを送信する。 In the processing server 202, when the target model receiving unit 80 receives the frequency distribution of the target model transmitted from the output control terminal 201, it stores the frequency distribution in the target model storage unit 61. Here, according to the flowchart shown in FIG. 6, the frequency distribution matching means 20, the emphasis component creating means 30, the frequency distribution emphasizing means 40, and the frequency distribution matching means 50 perform processing, and output of the target model corresponding to the received frequency distribution. Judge suitability. Output propriety data as a result of output propriety is passed from the frequency distribution matching unit 50 to the output propriety data transmitting unit 90. Then, the output suitability data transmission means 90 transmits the output suitability data with the model ID added to the output control terminal 201 that is the transmission source (access source) of the frequency distribution.
出力制御用端末201では、ネットワーク通信部18が処理サーバ202から出力適否データを受信すると、CPU11が、受信した出力適否データを、データ入出力I/F15を介して3Dプリンタ7のデータ処理部7aに送信する。データ処理部7aは、受信した出力適否データに付与されたモデルIDでプリンタキュー内の出力ジョブを参照する。そして、出力適否データが“適(出力適正)”である場合、データ処理部7aは、その出力ジョブを待機状態から出力状態に変更し、出力部7bに対象モデルを出力する。出力適否データが“否(出力不適)”である場合、データ処理部7aは、その出力ジョブを破棄する。すなわち、プリンタキューから削除する。 In the output control terminal 201, when the network communication unit 18 receives the output suitability data from the processing server 202, the CPU 11 sends the received output suitability data to the data processing unit 7a of the 3D printer 7 via the data input / output I / F 15. Send to. The data processing unit 7a refers to the output job in the printer queue by using the model ID given to the received output suitability data. If the output suitability data is “appropriate (output proper)”, the data processing unit 7a changes the output job from the standby state to the output state, and outputs the target model to the output unit 7b. If the output suitability data is “No (output unsuitable)”, the data processing unit 7a discards the output job. That is, it is deleted from the printer queue.
<7.照合事例>
図16、図17に、モデルの全体とその部品の照合事例を示す。モデルの全体は前述の規制モデルに対応し、モデルの部品は前述の対象モデルに対応する。図16は、部品側の対象モデルの度数分布の整合処理を行っていないものであり、図17は、対象モデルの度数分布の整合処理を行ったものである。図中、2箇所の中段に記載されているCorr(D,A)およびPeak(D,A)の値は、強調処理を行う前(中段の中央に記載)と強調処理を行った後(中段の右端に記載)で上下に示される度数分布間の照合結果を示し、Corr(D,A)は、相関係数Cd(re)、Ca(re)をそれぞれ示し、Peak(D,A)は、ピーク位置相関Pd(re)、Pa(re)をそれぞれ示す。各々Dの値は外接円分布の照合結果、Aの値は内接円分布の照合結果を示す。整合処理を行う前は、不適合と判定されるべき異なる部品との照合結果を示し、整合処理を行うことにより、相関係数ではあまり差が生じないか、逆に相関が低くなる場合もあるが、ピーク位置相関を用いると、整合処理前後で差が開きプラス側になる。これは、整合処理を行った規制モデルには対象モデルに含まれない他の部品モデルの成分が含まれているためで、他の部品成分のモデルが多いと、むしろ整合処理を行った方が相関係数が低下してしまう。一方、ピーク位置相関は他の部品モデルの成分による影響を比較的受けにくい。また、強調処理を行うか否かでは、強調処理を行った方が整合処理前後でのピーク位置相関の差が更に開き、精度の高い照合が可能となっていることがわかる。これは、整合処理を行った規制モデルには対象モデルに含まれない他の部品モデルの成分が含まれているが、強調処理を行うことにより、対象モデルに含まれない他の部品モデルの成分が抑圧されるためである。
<7. Matching case>
16 and 17 show a collation example of the entire model and its parts. The entire model corresponds to the aforementioned regulatory model, and the model parts correspond to the aforementioned target model. FIG. 16 shows the case where the frequency distribution matching process of the target model on the part side is not performed, and FIG. 17 shows the case where the frequency distribution matching process of the target model is performed. In the figure, the values of Corr (D, A) and Peak (D, A) described in two middle stages are the values before performing the enhancement process (described in the center of the middle stage) and after performing the enhancement process (middle stage). (Corresponding to the right end of FIG. 4) shows the matching result between the frequency distributions shown above and below, Corr (D, A) shows the correlation coefficients Cd (re) and Ca (re), and Peak (D, A) shows , Peak position correlations Pd (re) and Pa (re) are shown, respectively. Each value of D indicates a matching result of the circumscribed circle distribution, and value of A indicates a matching result of the inscribed circle distribution. Before performing the matching process, the results of matching with different parts that should be judged as nonconforming are shown. By performing the matching process, there may be little difference in the correlation coefficient, or conversely, the correlation may be low. When the peak position correlation is used, the difference opens before and after the matching process and becomes a positive side. This is because the regulatory model that has undergone the alignment process includes components of other part models that are not included in the target model. If there are many other component component models, it is rather preferable to perform the alignment process. Correlation coefficient decreases. On the other hand, the peak position correlation is relatively less affected by the components of other component models. Further, it can be seen that whether or not the emphasis process is performed further increases the difference in peak position correlation before and after the matching process, thereby enabling highly accurate collation. This is because the regulated model that has undergone the alignment process includes components of other part models that are not included in the target model, but by performing the enhancement process, the components of other part models that are not included in the target model This is because is suppressed.
立体物造形用データ出力規制装置100では、単に適合・不適合を判定するだけでなく、図11に示したステップS620、S640において度数分布照合手段50が算出したピーク位置相関、相関係数等を、表示部6が出力するようにすることもできる。表示部6により表示出力されたピーク位置相関、相関係数を目視で確認することにより、例えば、不適合の場合、単に不適合であるというだけでなく、その不適合の度合を判断することが可能となる。 The three-dimensional object formation data output restriction device 100 not only determines conformity / nonconformity, but also includes the peak position correlation, correlation coefficient, and the like calculated by the frequency distribution matching unit 50 in steps S620 and S640 shown in FIG. The display unit 6 can also output. By visually confirming the peak position correlation and the correlation coefficient displayed and output by the display unit 6, for example, in the case of non-conformity, it is possible to determine not only the non-conformity but also the degree of the non-conformity. .
<8.変形例等>
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、処理対象のポリゴンを三角形状としたが、四角形状以上の多角形状であってもよい。
<8. Modified example>
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the polygon to be processed is a triangle, but it may be a polygon more than a quadrangle.
また、上記実施形態では、三角形を構成するためのポリゴン上の一点として、ポリゴンの各頂点の平均座標をもつポリゴン平均点を用いたが、ポリゴン上の点であれば、ポリゴン平均点以外の点であってもよい。例えば、ポリゴン上の点としては、ポリゴンの重心点、ポリゴンの頂点のxyz座標別の最大値と最小値の丁度中間となる値をもつ点、等を用いることができる。 In the above embodiment, a polygon average point having the average coordinates of each vertex of the polygon is used as one point on the polygon for constituting the triangle. However, if the point is on the polygon, a point other than the polygon average point is used. It may be. For example, as a point on the polygon, a barycentric point of the polygon, a point having a value that is exactly halfway between the maximum value and the minimum value of each vertex of the polygon, and the like can be used.
また、上記実施形態では、整合された対象モデルの度数分布に対して各度数の値を所定の範囲に収まるように補正した強調成分を作成し、元の度数分布に対して強調成分を各々乗算し、対象モデルの強調度数分布と規制モデルの強調度数分布を照合するようにしたが、このような強調処理を行わず、整合された対象モデルの度数分布と、データベースから抽出された規制モデルの度数分布を照合するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, an emphasis component is created by correcting the frequency value of the matched target model so that the value of each frequency falls within a predetermined range, and the original frequency distribution is multiplied by the emphasis component. However, the emphasis frequency distribution of the target model and the emphasis frequency distribution of the regulation model are collated, but without such emphasis processing, the frequency distribution of the matched target model and the regulation model extracted from the database You may make it collate frequency distribution.
1、1a、11、11a・・・CPU(Central Processing Unit)
2、2a、12、12a・・・RAM(Random Access Memory)
3、3a、13、13a・・・記憶装置
4、4a、14、14a・・・キー入力I/F
5、5a、15、15a・・・データ入出力I/F
6、6a、16、16a・・・表示部
7・・・3Dプリンタ(立体物造形装置)
7a・・・データ処理部
7b・・・出力部
8、8a、18、18a・・・ネットワーク通信部
10・・・度数分布算出手段(度数分布算出装置)
20・・・度数分布整合手段
30・・・強調成分作成手段
40・・・度数分布強調手段
50・・・度数分布照合手段
60、61・・・対象モデル記憶手段
70・・・規制モデルデータベース
80・・・対象モデル受信手段
90・・・出力適否データ送信手段
100、101・・・立体物造形用データ出力規制装置
102・・・規制モデル度数分布算出装置
201・・・出力制御用端末
202・・・処理サーバ
1, 1a, 11, 11a... CPU (Central Processing Unit)
2, 2a, 12, 12a ... RAM (Random Access Memory)
3, 3a, 13, 13a ... Storage device 4, 4a, 14, 14a ... Key input I / F
5, 5a, 15, 15a ... Data I / O I / F
6, 6a, 16, 16a ... display unit 7 ... 3D printer (three-dimensional object modeling apparatus)
7a: Data processing unit 7b: Output unit 8, 8a, 18, 18a: Network communication unit 10: Frequency distribution calculating means (frequency distribution calculating device)
20 ... Frequency distribution matching means 30 ... Emphasis component creation means 40 ... Frequency distribution enhancement means 50 ... Frequency distribution matching means 60, 61 ... Target model storage means 70 ... Regulatory model database 80 ... Target model receiving means 90 ... Output propriety data sending means 100, 101 ... Three-dimensional object shaping data output restricting device 102 ... Restricted model frequency distribution calculating device 201 ... Output control terminal 202 ..Processing server
Claims (21)
出力を規制すべきポリゴンモデルである規制モデル内の3つのポリゴンに基づいて形成される三角形を特徴付けるパラメータの度数分布が登録されたデータベースと、
出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、当該対象モデル内から選択された3つのポリゴン上の所定の点により形成される三角形を特徴付けるパラメータを算出し、前記3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて重み付けしながら、当該パラメータの度数分布を算出する度数分布算出手段と、
前記対象モデルの度数分布の前記パラメータのスケールを、前記データベースに登録されている規制モデルの度数分布の前記パラメータのスケールに整合させる処理を行い、前記整合された対象モデルの度数分布を作成する度数分布整合手段と、
前記整合された対象モデルの度数分布を、前記規制モデルの度数分布と照合し、出力を規制すべきか否かを判定する度数分布照合手段と、
を有することを特徴とする立体物造形用データ出力規制装置。 A device for determining whether or not to regulate when outputting a polygon model expressed as a set of polygons to a three-dimensional object modeling apparatus as three-dimensional object modeling data,
A database in which a frequency distribution of parameters characterizing a triangle formed based on three polygons in a restriction model, which is a polygon model whose output is to be restricted, is registered;
For a target model that is a polygon model to be output, parameters that characterize a triangle formed by predetermined points on three polygons selected from the target model are calculated, and the areas and normals of the three polygons are calculated. A frequency distribution calculating means for calculating a frequency distribution of the parameter while weighting based on a vector;
The frequency of creating the frequency distribution of the matched target model by performing processing for matching the scale of the parameter of the frequency distribution of the target model with the scale of the parameter of the frequency distribution of the regulatory model registered in the database Distribution matching means;
A frequency distribution matching unit that matches the frequency distribution of the matched target model with the frequency distribution of the restriction model and determines whether or not the output should be restricted;
A data output regulating device for three-dimensional object formation characterized by comprising:
前記整合された対象モデルの度数分布および前記規制モデルの度数分布に対して前記強調成分を各々乗算し、対象モデルの強調度数分布および規制モデルの強調度数分布を作成する度数分布強調手段と、をさらに備え、
前記度数分布照合手段は、前記対象モデルの強調度数分布と前記規制モデルの強調度数分布を照合することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の立体物造形用データ出力規制装置。 Emphasis component creation for correcting the frequency value of the matched target model so that the value of each frequency falls within a predetermined range, and creating an emphasis component that is a power of less than 1 to the corrected frequency value Means,
Frequency distribution emphasizing means for creating the frequency distribution of the target model and the frequency distribution of the regulatory model by multiplying the frequency distribution of the matched target model and the frequency distribution of the regulatory model by the emphasis component, respectively. In addition,
3. The three-dimensional object formation data output restriction device according to claim 1, wherein the frequency distribution collating unit collates the enhancement frequency distribution of the target model with the enhancement frequency distribution of the restriction model.
前記第1グループのポリゴンに前記乱数配列、前記第2グループのポリゴンに前記反転乱数配列をそれぞれ適用して順序を入れ替え、前記第3グループのポリゴンの順序を入れ替えずに前記ポリゴンの選択を行ってN/3個の三角形を形成し、
前記第2グループのポリゴンに前記乱数配列、前記第3グループのポリゴンに前記反転乱数配列をそれぞれ適用して順序を入れ替え、前記第1グループのポリゴンの順序を入れ替えずに前記ポリゴンの選択を行ってN/3個の三角形を形成し、
前記第3グループのポリゴンに前記乱数配列、前記第1グループのポリゴンに前記反転乱数配列をそれぞれ適用して順序を入れ替え、前記第2グループのポリゴンの順序を入れ替えずに前記ポリゴンの選択を行ってN/3個の三角形を形成することを特徴とする請求項5に記載の立体物造形用データ出力規制装置。 The frequency distribution calculating means includes:
The random number array is applied to the first group of polygons and the inverted random number array is applied to the second group of polygons to change the order, and the polygons are selected without changing the order of the third group of polygons. N / 3 triangles are formed,
The random number array is applied to the second group of polygons and the inverted random number array is applied to the third group of polygons to change the order, and the polygons are selected without changing the order of the first group of polygons. N / 3 triangles are formed,
The random number array is applied to the third group of polygons and the inverted random number array is applied to the first group of polygons to change the order, and the polygons are selected without changing the order of the second group of polygons. 6. The three-dimensional object formation data output restriction device according to claim 5, wherein N / 3 triangles are formed.
前記度数分布を1回算出するごとに、前記3つのグループのうち2つのグループ内のポリゴンの順序を変化させて、前記度数分布を改めて算出する処理を所定の回数、繰り返し行い、算出された度数分布の平均値を、照合対象の度数分布とするものであることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の立体物造形用データ出力規制装置。 The frequency distribution calculating means includes:
Each time the frequency distribution is calculated, the order of polygons in two groups out of the three groups is changed, and the frequency distribution is recalculated a predetermined number of times, and the calculated frequency is calculated. The three-dimensional object shaping data output restriction device according to claim 5 or 6, wherein an average value of the distribution is a frequency distribution to be collated.
前記度数分布を1回算出するごとに、前記3つのグループのうち2つのグループ内のポリゴンの順序を変化させて、前記度数分布を改めて算出する処理を繰り返し行い、
算出直後の度数分布と、その直前に得られた前記度数分布を比較し、比較の結果で類似性が認められる場合に、前記算出直後の度数分布を、照合対象の度数分布とするものであることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の立体物造形用データ出力規制装置。 The frequency distribution calculating means includes:
Each time the frequency distribution is calculated, the order of polygons in two groups among the three groups is changed, and the process of calculating the frequency distribution is repeated.
When the frequency distribution immediately after the calculation is compared with the frequency distribution obtained immediately before that, and the similarity is found as a result of the comparison, the frequency distribution immediately after the calculation is the frequency distribution to be verified. The three-dimensional object formation data output restriction device according to claim 5 or 6,
前記立体物造形装置による立体物の造形処理と並行して実行される前記度数分布照合手段により、出力を規制すべきであると判定された場合に、前記立体物造形装置に、前記対象モデルの出力中止命令を出力する手段と、
を更に有することを特徴とする請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。 Means for outputting the target model to a connected three-dimensional object shaping apparatus;
When it is determined that the output should be regulated by the frequency distribution matching unit that is executed in parallel with the three-dimensional object modeling process by the three-dimensional object modeling apparatus, the three-dimensional object modeling apparatus includes the target model. Means for outputting an output stop command;
The three-dimensional object formation data output restriction device according to any one of claims 1 to 16, further comprising:
前記出力制御用端末は、前記度数分布算出手段を有し、
前記処理サーバは、
前記データベースと、
ネットワークを介して前記出力制御用端末から前記対象モデルの度数分布を受信する受信手段と、
前記度数分布照合手段と、
前記度数分布照合手段により判定された、出力を規制すべきか否かに基づくデータを前記出力制御用端末に送信する出力適否データ送信手段と、
を有することを特徴とする請求項1から請求項17のいずれか一項に記載の立体物造形用データ出力規制装置。 The output control terminal and the processing server are connected via a network,
The output control terminal has the frequency distribution calculating means,
The processing server
The database;
Receiving means for receiving a frequency distribution of the target model from the output control terminal via a network;
The frequency distribution matching means;
Output suitability data transmission means for transmitting data based on whether the output should be regulated or not, determined by the frequency distribution matching means, to the output control terminal;
The three-dimensional object formation data output restriction device according to any one of claims 1 to 17, wherein the three-dimensional object formation data output restriction device is provided.
前記立体物造形用データ出力規制装置で出力が許可されたポリゴンモデルを用いて立体物を造形する立体物造形装置と、
を有することを特徴とする立体物造形システム。 A data output regulation device for three-dimensional object modeling according to any one of claims 1 to 18,
A three-dimensional object modeling apparatus that models a three-dimensional object using a polygon model whose output is permitted by the three-dimensional object modeling data output restriction device;
A three-dimensional object forming system characterized by comprising:
出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、当該対象モデル内から選択された3つのポリゴン上の所定の点により形成される三角形を特徴付けるパラメータを算出し、前記3つのポリゴンの面積と法線ベクトルに基づいて重み付けしながら、当該パラメータの度数分布を算出する度数分布算出装置。 A device that creates a frequency distribution based on the polygon model in order to determine whether or not to restrict when a polygon model expressed as a set of polygons is output to the three-dimensional object modeling device as three-dimensional object modeling data. There,
For a target model that is a polygon model to be output, parameters that characterize a triangle formed by predetermined points on three polygons selected from the target model are calculated, and the areas and normals of the three polygons are calculated. A frequency distribution calculation device that calculates a frequency distribution of the parameter while weighting based on a vector.
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CN108381912B (en) * | 2017-12-11 | 2020-05-05 | 中国科学院光电研究院 | 3D prints monitoring system based on laser-induced plasma spectrum |
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