JP2018075754A - Data output regulation device for molding three-dimensional object - Google Patents

Data output regulation device for molding three-dimensional object Download PDF

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茂出木 敏雄
Toshio Modegi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a data output regulation device for molding a three-dimensional object capable of more suitably determining the appropriateness of output of a 3D polygon model.SOLUTION: There is provided a data output regulation device for molding a three-dimensional object comprising: a regulation model data base 60 registered with an area ratio distribution as a frequency distribution based on a value obtained by dividing the area of the circumcircle of a triangle formed by the prescribed points of three polygons in a regulation model by the square root of the area of the triangle; frequency distribution calculation means 10 calculating an area ratio distribution as a frequency distribution based on a value obtained by dividing the area of the circumcircle of a triangle formed by the prescribed points of three polygons in an object model by the square root of the area of the triangle; and frequency distribution collation means 40 of collating the area ratio distribution of the object model with the area ratio distribution of the regulation model and deciding where output should be regulated or not.SELECTED DRAWING: Figure 4

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。これに対処するため、出願人は、3Dのポリゴンモデルを基に、3Dプリンタから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行う技術を開発している(特許文献1、2参照)。   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. In order to cope with this, the applicant has developed a technique for determining whether or not to restrict the output when outputting a three-dimensional object from a 3D printer based on a 3D polygon model (Patent Literature). 1 and 2).

特開2016−107471号公報JP, 2006-107471, A 特開2016−124241号公報JP, 2006-124241, A

特許文献1、2に記載の技術では、出力対象のポリゴンモデルである対象モデル、規制すべきポリゴンモデルである規制モデルそれぞれについて、所定のポリゴン間の関係から距離分布、角度分布を作成し、照合することにより、対象モデルの出力を規制すべきか否かを判定している。   In the techniques described in Patent Documents 1 and 2, distance distribution and angle distribution are created from the relationship between predetermined polygons for each of the target model that is the polygon model to be output and the restriction model that is the polygon model to be restricted, and collation is performed. By doing so, it is determined whether or not the output of the target model should be regulated.

しかしながら、特許文献1、2に記載の技術で照合した場合であっても、規制すべきものが出力されてしまったり、出力してもよいものが出力できない状態になってしまうという状況が生じることもあった。   However, even when collation is performed using the techniques described in Patent Documents 1 and 2, there may be a situation in which what should be regulated is output or what may be output cannot be output. there were.

そこで、本発明は、3Dのポリゴンモデルの出力の適否をより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, an object of the present invention is to provide a three-dimensional object formation data output restriction device that can more appropriately determine whether or not the output of a 3D polygon model is appropriate.

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つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比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、当該対象モデル内の3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比分布を算出する度数分布算出手段と、
前記対象モデルの面積比分布を、前記規制モデルの面積比分布と照合し、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,
Area that is a frequency distribution based on a value obtained by dividing the area of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points of three polygons in a restriction model that is a polygon model whose output is to be restricted, by the square root of the area of the triangle A database in which the ratio distribution is registered;
Based on a target model which is a polygon model to be output, a value obtained by dividing the area of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points of three polygons in the target model by the square root of the area of the triangle A frequency distribution calculating means for calculating an area ratio distribution which is a frequency distribution;
A frequency distribution matching unit that collates the area ratio distribution of the target model with the area ratio distribution of the regulation model and determines whether or not the output should be regulated;
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つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比分布が登録されたデータベースを備え、対象モデルに対して、当該対象モデル内の3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比分布を算出し、対象モデルの面積比分布を、前記規制モデルの面積比分布と照合し、出力を規制すべきか否かを判定するようにしたので、三角形と外接円によりポリゴン間の形状を的確に表現した面積比分布により、3Dのポリゴンモデルの出力の適否をより適切に判定することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, the frequency distribution is based on a value obtained by dividing the area of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points of three polygons in the restriction model by the square root of the area of the triangle. A database in which the area ratio distribution is registered is provided, and for the target model, the area of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points of three polygons in the target model is divided by the square root of the area of the triangle Since the area ratio distribution, which is a frequency distribution based on the value, is calculated, the area ratio distribution of the target model is compared with the area ratio distribution of the restriction model, and it is determined whether the output should be restricted. It is possible to more appropriately determine the suitability of the output of the 3D polygon model by the area ratio distribution that accurately represents the shape between the polygons by the circumscribed circle.

また、本発明第2の態様では、前記度数分布算出手段は、前記面積比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2乗の範囲を前記所定数に均等に分割した上で、前記各面積比を当該面積比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、当該要素に該当する数により、前記面積比分布を算出することを特徴とする。   In the second 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 area ratio distribution, and calculates the radius of the calculated circumscribed circle. The range of the square of the maximum value of E is evenly divided into the predetermined number, and each area ratio is assigned to one of the predetermined elements based on the value of the area ratio, and the number corresponding to the element To calculate the area ratio distribution.

本発明第2の態様によれば、面積比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2乗の範囲を前記所定数に均等に分割した上で、前記各面積比を当該面積比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、当該要素に該当する数により、前記面積比分布を算出するようにしたので、三角形の形状の相違に鋭敏に反映する面積比分布を算出することが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, in calculating the area ratio distribution, a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements is prepared, and the range of the square of the maximum value of the calculated radius of the circumscribed circle is prepared. Are equally divided into the predetermined number, and each area ratio is assigned to one of the predetermined number of elements based on the value of the area ratio, and the area ratio distribution is calculated based on the number corresponding to the element. Thus, it is possible to calculate an area ratio distribution that reflects sharply the difference in the shape of the triangle.

また、本発明第3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3個単位で取得してランダムに第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。   Further, in the third aspect of the present invention, the frequency distribution calculating means obtains polygons in the target model in units of three for the target model, and randomly selects the first group, the second group, the third group. The three polygons are selected by classifying them into three groups and selecting one polygon from each group.

本発明第3の態様によれば、対象モデル内のポリゴンを3個単位で取得してランダムに第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。特に3個単位で取得してランダムに3つのグループに分類することにより、特有の癖のない状態でグループ分類を行うことが可能になる。   According to the third aspect of the present invention, polygons in the target model are acquired in units of three and randomly classified into three groups of the first group, the second group, and the third group, one from each group. Since polygons are selected, a combination of three polygons for forming a triangle can be created without overlapping each other, and efficient processing can be performed. In particular, grouping can be performed in a state free from peculiar defects by acquiring three units and randomly classifying them into three groups.

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 fourth 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4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に基づいて、面積比分布を求めることが可能となる。   According to the fourth 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, based on triangles calculated by a combination of random and non-overlapping polygons, An area ratio distribution can be obtained.

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 fifth 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5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 fifth aspect of the present invention, the random number array is applied to the first group of polygons and the reverse 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6の態様では、
前記度数分布算出手段は、
前記面積比分布を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、前記面積比分布を改めて算出する処理を所定の回数、繰り返し行い、算出された面積比分布の平均値を、照合対象の面積比分布とするものであることを特徴とする。
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 sixth aspect of the present invention,
The frequency distribution calculating means includes:
Each time the area ratio distribution is calculated, the calculation of the area ratio distribution is repeated a predetermined number of times by changing the order of polygons in two of the three groups. The average value of the area ratio distribution is the area ratio distribution to be verified.
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6の態様によれば、面積比分布を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、面積比分布を改めて算出する処理を所定の回数、繰り返し行い、算出された面積比分布の平均値を、照合対象の面積比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個の三角形を基に面積比分布が算出され、面積比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面積比分布が特異な形態に偏らないように的確な面積比分布を得ることが可能となる。   According to the sixth aspect of the present invention, each time the area ratio distribution is calculated, the process of calculating the area ratio distribution again by changing the order of the polygons in two of the three groups is performed in a predetermined manner. Since the average value of the calculated area ratio distribution is set as the area ratio distribution to be collated, the number of repetitions is repeated a number of times. Therefore, based on the new N triangles that do not overlap with the already calculated N triangles. Since the area ratio distribution is calculated and the area ratio distribution is updated, the area ratio distribution is accurately adjusted so that the area ratio distribution is not biased to a peculiar form because there are too few triangle samples that are combinations of three polygons. A distribution can be obtained.

また、本発明第7の態様では、
前記度数分布算出手段は、
前記面積比分布を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、前記面積比分布を改めて算出する処理を繰り返し行い、
算出直後の面積比分布と、その直前に得られた前記面積比分布を比較し、比較の結果で類似性が認められる場合に、前記算出直後の面積比分布を、照合対象の面積比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 area ratio distribution is calculated, the order of polygons in two groups of the three groups is changed, and the process of calculating the area ratio distribution is repeated.
When the area ratio distribution immediately after the calculation is compared with the area ratio distribution obtained immediately before the comparison, and the similarity is recognized as a result of the comparison, the area ratio distribution immediately after the calculation is referred to as the area ratio distribution to be verified. It is a thing to do.

本発明第7の態様によれば、面積比分布を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、面積比分布を改めて算出する処理を繰り返し行い、算出直後の面積比分布と、その直前に得られた面積比分布を比較し、比較の結果で類似性が認められる場合に、算出直後の面積比分布を、照合対象の面積比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面積比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面積比分布を得ることが可能となる。   According to the seventh aspect of the present invention, each time the area ratio distribution is calculated, the process of calculating the area ratio distribution again is performed by changing the order of the polygons in two of the three groups. Compare the area ratio distribution immediately after calculation with the area ratio distribution obtained immediately before that, and if the comparison shows similarities, the area ratio distribution immediately after calculation is the area ratio distribution to be verified. As a result, it is possible to obtain the optimal area ratio distribution while automatically judging whether the area ratio distribution is likely to be biased to a peculiar form when there are too few triangular samples that are combinations of three polygons. It becomes.

また、本発明第8の態様では、
前記データベースは、前記面積比分布に加えて、前記三角形の外接円の度数分布である外接円分布が登録されたものであり、
前記度数分布算出手段は、前記対象モデルに対して、前記面積比分布に加えて、前記三角形の外接円の度数分布である外接円分布を算出するものであり、
前記度数分布照合手段は、前記面積比分布の照合に加えて、対象モデルの外接円分布を、規制モデルの外接円分布と照合し、出力を規制すべきか否かを判定するものであることを特徴とする。
In the eighth aspect of the present invention,
In the database, in addition to the area ratio distribution, a circumscribed circle distribution that is a frequency distribution of the circumscribed circle of the triangle is registered,
The frequency distribution calculating means calculates a circumscribed circle distribution that is a frequency distribution of the circumscribed circle of the triangle in addition to the area ratio distribution for the target model,
The frequency distribution matching means, in addition to the verification of the area ratio distribution, compares the circumscribed circle distribution of the target model with the circumscribed circle distribution of the restriction model, and determines whether or not the output should be regulated. Features.

本発明第8の態様によれば、面積比分布に加えて、前記三角形の外接円の度数分布である外接円分布が登録されており、前記対象モデルに対して、前記面積比分布に加えて、前記三角形の外接円の度数分布である外接円分布を算出するものであり、前記面積比分布の照合に加えて、対象モデルの外接円分布を、規制モデルの外接円分布と照合し、出力を規制すべきか否かを判定するようにしたので、面積比分布だけでは特定できないポリゴンモデルを絞り込むことができ、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、面積比分布とともに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。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、面積比分布および外接円分布とも、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、面積比分布と外接円分布では互いに異なった分布になり、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 eighth aspect of the present invention, in addition to the area ratio distribution, a circumscribed circle distribution that is a frequency distribution of the circumscribed circle of the triangle is registered, and in addition to the area ratio distribution, the target model is registered. A circumscribed circle distribution which is a frequency distribution of the circumscribed circle of the triangle, and in addition to the verification of the area ratio distribution, the circumscribed circle distribution of the target model is verified with the circumscribed circle distribution of the regulatory model, and output Since the polygon model that cannot be specified by the area ratio distribution alone can be narrowed down, whether or not the output should be regulated when outputting a three-dimensional object based on the polygon model. Can be determined with high accuracy using the circumscribed circle distribution that reflects the shape of the polygon model together with the area ratio distribution, and the similarity between the two polygon models can be determined from multiple viewpoints. It becomes possible to perform the determination of whether to regulate the output more accurately. Here, the sharp reflection in the shape of the polygon model has the following meaning. For example, in the sphere that is the basis of the 3D shape, both the area ratio distribution and the circumscribed circle distribution are simple frequency distributions 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, and the area ratio distribution and circumscribed circle distribution are different from each other, resulting in a complex frequency distribution that clearly reacts to the shape difference.

また、本発明第9の態様では、
前記度数分布算出手段は、前記外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範囲を前記所定数に均等に分割した上で、前記各外接円の半径を当該外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(md)に割り当て、当該要素に該当する数により、前記外接円分布を算出することを特徴とする。
In the ninth aspect of the present invention,
In calculating the circumscribed circle distribution, the frequency distribution calculating unit prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements, and sets the range of the calculated maximum value of the radius of the circumscribed circle to the predetermined number. After dividing equally, the radius of each circumscribed circle is assigned to one of the predetermined number of elements (md) based on the value of the radius of the circumscribed circle, and the circumscribed circle distribution is determined by the number corresponding to the element. Is calculated.

本発明第9の態様によれば、外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範囲を所定数に均等に分割した上で、各外接円の半径を当該外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、当該要素に該当する数により、外接円の半径分布を算出するようにしたので、三角形の形状の相違に鋭敏に反映する外接円分布を算出することが可能となる。   According to the ninth aspect of the present invention, in calculating the circumscribed circle distribution, a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements is prepared, and the range of the calculated maximum value of the radius of the circumscribed circle is set to the predetermined number. After dividing equally, the radius of each circumscribed circle is assigned to one of a predetermined number of elements based on the value of the radius of the circumscribed circle, and the radius distribution of the circumscribed circle is calculated based on the number corresponding to the element. Therefore, it is possible to calculate a circumscribed circle distribution that reflects sharply the difference in the shape of the triangle.

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つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の重心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平均値を重み値として算出し、前記要素に該当する数を得る際、前記重み値を用いて重み付けすることを特徴とする。
In the tenth aspect of the present invention,
The frequency distribution calculating means multiplies the area of the polygon by an inner product value of a unit vector from the center of gravity of a triangle formed by a predetermined point of the three polygons to each vertex and a normal vector of the polygon including the vertex. An average value of the obtained values is calculated as a weight value, and weighting is performed using the weight value when obtaining a number corresponding to the element.

本発明第10の態様によれば、3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の重心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平均値を重み値として算出し、前記要素に該当する数を得る際、前記重み値を用いて重み付け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 tenth aspect of the present invention, an inner product value of a unit vector from the center of gravity of a triangle formed by a predetermined point of three polygons to each vertex and a normal vector of the polygon including the vertex is calculated as the area of the polygon. The average value of the values multiplied by is calculated as a weight value, and when the number corresponding to the element is obtained, the weight value is used for weighting, so that three polygons are converted into polygon models corresponding to the same part. There is a difference in the frequency distribution calculated between the case where the polygon belongs and the case where the three polygons belong to a polygon model corresponding to a plurality of parts, so that the individual parts in the frequency distribution can be identified more clearly, and the output 3D polygon model Appropriately determine whether output is appropriate, even if the data is output in the form of multiple parts that make up the regulatory model registered in the database Theft is possible.

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、度数分布どうしの照合を簡便に行うことができる。   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 the value is changed to a positive value, the frequency distributions can be easily collated.

また、本発明第12の態様では、
前記対象モデルの度数分布の前記外接円の半径のスケールを、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外接円の半径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を更に備え、
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し、出力を規制すべきか否かを判定することを特徴とする。
In the twelfth aspect of the present invention,
A process of matching the scale of the radius of the circumscribed circle of the frequency distribution of the target model with the scale of the radius of the circumscribed circle of the frequency distribution of the regulatory model registered in the database, and the frequency of the matched target model A frequency distribution matching means for creating a distribution;
The frequency distribution matching unit is configured to match the frequency distribution of the matched target model with the frequency distribution of the restriction model to determine whether or not the output should be restricted.

本発明第12の態様によれば、対象モデルの面積比分布または外接円分布からなる度数分布の前記外接円の半径のスケールを、前記データベースに登録されている規制モデルの面積比分布または外接円分布からなる度数分布の外接円の半径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、前記整合された対象モデルの度数分布を、前記規制モデルの面積比分布または外接円分布からなる度数分布と照合するようにしたので、対象モデルと規制モデルのスケールを合わせることができ、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、対象モデルの度数分布が表す部品との大きさを合わせて、的確な照合を行うことが可能となる。   According to the twelfth aspect of the present invention, the scale of the radius of the circumscribed circle of the frequency distribution composed of the area ratio distribution or circumscribed circle distribution of the target model is used as the area ratio distribution or circumscribed circle of the restriction model registered in the database. Processing to match the radius of the circumscribed circle of the frequency distribution consisting of the distribution, creating the frequency distribution of the matched target model, the frequency distribution of the matched target model, the area ratio distribution of the regulatory model Alternatively, since the frequency distribution of the circumscribed circle distribution is collated, the scale of the target model and the regulatory model can be matched, and the frequency distribution of the regulatory model represents the characteristics of an object consisting of many parts. In addition, it is possible to perform accurate matching by matching the size with the part represented by the frequency distribution of the target model.

また、本発明第13の態様では、
前記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、要素の値が小さい程、値が大きくなり、0より大きく1以下の値をとる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 thirteenth aspect of the present invention,
With respect to the frequency distribution of the target model and the frequency distribution of the regulation model, the smaller the value of the element, the larger the value and the multiplication of the emphasis component that takes a value greater than 0 and less than or equal to 1, respectively. And a frequency distribution emphasizing means for creating an emphasis frequency distribution of the regulatory model,
The frequency distribution collating unit collates the emphasis frequency distribution of the target model with the emphasis frequency distribution of the restriction model.

本発明第13の態様によれば、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、要素の値が小さい程、値が大きくなり、0より大きく1以下の値をとる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し、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しない成分を減衰させ、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。   According to the thirteenth aspect of the present invention, with respect to the frequency distribution of the target model and the frequency distribution of the restriction model, the smaller the value of the element, the larger the value, and the emphasis component that takes a value greater than 0 and 1 or less. Multiplying, creating the emphasis frequency distribution of the target model and the emphasis frequency distribution of the regulatory model, and collating the emphasis frequency distribution of the target model with the emphasis frequency distribution of the regulatory model, so from the frequency distribution of the regulatory model, A component that does not correspond to the frequency distribution of the target model can be attenuated and partially verified with the frequency distribution of the restriction model. 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.

また、本発明第14の態様では、前記度数分布照合手段は、前記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、前記度数分布どうしの相関係数を算出し、算出された相関係数に基づいて、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 fourteenth aspect of the present invention, the frequency distribution matching means calculates a correlation coefficient between the frequency distributions when matching the frequency distribution of the 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 correlation coefficient.

本発明第14の態様によれば、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、度数分布どうしの相関係数を算出し、算出された相関係数に基づいて、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り、対象モデルの度数分布がその中の一部の部品に相当する特徴を表したものであっても、的確な照合を行うことが可能となる。   According to the fourteenth aspect of the present invention, when collating the frequency distribution of the target model with the frequency distribution of the restriction model, the correlation coefficient between the frequency distributions is calculated, and the output is regulated based on the calculated correlation coefficient. Because the frequency distribution of the regulatory model represents the characteristics of an object consisting of many parts, the frequency distribution of the target model corresponds to some of the parts in it. Even if it represents, accurate verification can be performed.

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 means calculates peak positions each giving a maximum value when matching the frequency distribution of the 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 a difference between peak positions.

本発明第15の態様によれば、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、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 target model with the frequency distribution of the restriction model, the peak position giving the maximum value is calculated, and the output is based on the difference between the calculated peak positions. Since it is determined whether or not it should be regulated, even if the frequency distribution of the regulated model represents the characteristics of an object consisting of many parts, the characteristics corresponding to the parts represented by the frequency distribution of the target model are regulated. It is possible to identify from the frequency distribution of the 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、当該規制モデル内の3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比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面積比分布を受信し、受信した面積比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, the area of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points of three polygons in the restriction model is divided by the square root of the area of the triangle with respect to the restriction model. And a registration means for receiving the area ratio distribution calculated by the regulatory model frequency distribution calculating device for calculating the area ratio distribution which is a frequency distribution based on the value, and registering the received area ratio distribution in the database. And

本発明第16の態様によれば、規制モデルに対して、規制モデル内の3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比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面積比分布を受信し、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, for the restriction model, a value obtained by dividing the area of the circumscribed circle of the triangle formed by the predetermined points of the three polygons in the restriction model by the square root of the area of the triangle; Since the regulation model frequency distribution calculation device that calculates the area ratio distribution that is a frequency distribution based on the above is prepared separately, the area ratio distribution of the regulation model is received from this regulation model frequency distribution calculation device, and is registered in the database. The database can be updated quickly from a remote location.

また、本発明第17の態様では、
前記規制モデル度数分布算出装置は、前記規制モデルに対して、当該規制モデル内のポリゴンを3個単位で取得してランダムに第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 seventeenth aspect of the present invention,
The regulation model frequency distribution calculating device acquires polygons in the regulation model in units of three for the regulation model, and randomly classifies them into three groups of a first group, a second group, and a third group. The three polygons are selected by selecting one polygon from each group.

本発明第17の態様によれば、規制モデル内のポリゴンを3個単位で取得してランダムに第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。特に3個単位で取得してランダムにグループに分類することにより、特有の癖のない状態でグループ分類を行うことが可能になる。   According to the seventeenth aspect of the present invention, polygons in the regulation model are acquired in units of three, and are randomly classified into three groups of the first group, the second group, and the third group, one from each group. Since polygons are selected, a combination of three polygons for forming a triangle can be created without overlapping each other, and efficient processing can be performed. In particular, grouping can be performed in a state free from peculiar wrinkles by acquiring three units and randomly classifying them into groups.

また、本発明第18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 eighteenth 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18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 eighteenth aspect of the present invention, the target model is output to the connected three-dimensional object shaping apparatus, and as a result of collation performed by the frequency distribution collating means executed in parallel, it is determined that the output should be restricted. 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19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面積比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 nineteenth 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 an area ratio 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19の態様によれば、ネットワークを介して対象モデルの面積比分布を受信し、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 nineteenth aspect of the present invention, the area ratio 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. As a result, it is possible to provide the cloud type determination as to whether or not the output should be regulated, and to reduce the processing on the output side. 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20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 twentieth 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20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 twentieth aspect of the present invention, the three-dimensional object modeling data output regulation 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 regulation 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21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算出する装置であって、
出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、当該対象モデル内の3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比分布を算出する度数分布算出装置を提供する。
In the twenty-first aspect of the present invention,
A device that calculates a frequency distribution based on the polygon model in order to determine whether or not to regulate when a polygon model expressed as a set of polygons is output to the three-dimensional object modeling apparatus as three-dimensional object modeling data. There,
Based on a target model which is a polygon model to be output, a value obtained by dividing the area of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points of three polygons in the target model by the square root of the area of the triangle Provided is a frequency distribution calculating device for calculating an area ratio distribution which is a frequency distribution.

本発明第21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つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比分布を算出するようにしたので、三角形と外接円によりポリゴン間の形状を的確に表現した面積比分布を算出することが可能となる。   According to the twenty-first aspect of the present invention, with respect to a target model that is a polygon model to be output, an area of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points of three polygons selected from the target model is Since the area ratio distribution, which is a frequency distribution based on the value divided by the square root of the area of the triangle, is calculated, it is possible to calculate the area ratio distribution that accurately represents the shape between the polygons by the triangle and the circumscribed circle. It becomes possible.

また、本発明第22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-second 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22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-second 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、3Dのポリゴンモデルの出力の適否をより適切に判定することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to more appropriately determine whether or not the output of the 3D polygon model is appropriate.

三角形と外接円、三角形と内接円の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a triangle and a circumscribed circle, and a triangle and an inscribed circle. 三角形、外接円、三角形と外接円の面積比の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship of the area ratio of a triangle, a circumcircle, and a triangle and a circumcircle. 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。1 is a hardware configuration diagram of a three-dimensional object formation system including a three-dimensional object formation data output restriction device 100 according to an embodiment of the present invention. 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構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the data output control apparatus for solid object modeling which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is a flowchart which shows the process outline | summary of the data output control apparatus for solid object shaping which concerns on one Embodiment of this invention. 対象モデル(部品)と規制モデル(全体)の照合の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of collation with a target model (parts) and a regulation model (whole). ステップS100の度数分布の算出処理の第1の手法の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the 1st method of the calculation process of the frequency distribution of step S100. 本実施形態におけるポリゴンのグループ分類を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the group classification | category of the polygon in this embodiment. データ配列における順序に基づき、3で除した余りによるグループ分類を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the group classification | category by the remainder divided by 3 based on the order in a data arrangement | sequence. 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。It is a figure which shows the relationship between the polygon model of 3D shape, and the selected triangle. 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。It is a figure which shows the relationship between the 3D-shaped structural component and the selected triangle in case a mutually congruent triangle is selected. 図11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。FIG. 12 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 in FIG. 11. ステップS100の度数分布の算出処理の第2の手法の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the 2nd method of calculation processing of the frequency distribution of step S100. 外接円分布と面積比分布を求めるための三角形とその外接円を示す図である。It is a figure which shows the triangle for calculating | requiring a circumcircle distribution and area ratio distribution, and its circumcircle. ステップS170の度数分布の強調処理による度数分布の変化の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a change of the frequency distribution by the emphasis process of the frequency distribution of step S170. ステップS200の度数分布の照合処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the collation process of the frequency distribution of step S200. 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。It is a figure which shows the relationship between frequency distribution (histogram) and a peak position. 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。It is a hardware block diagram of the solid object modeling system containing the data output control apparatus for solid object modeling in a modification. 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。It is a hardware block diagram of a cloud type solid thing modeling system. 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。It is a functional block diagram of a cloud type solid thing modeling system. 比較事例を示す図である。It is a figure which shows a comparative example. 照合事例1を示す図である。It is a figure which shows the collation example 1. FIG. 照合事例2を示す図である。It is a figure which shows the collation example 2. FIG.

<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。ポリゴンモデルの特徴を表現する度数分布として、上記特許文献1、2においては、距離分布、角度分布を用いたが、ポリゴンモデルの形状に鋭敏に反映する指標として、ポリゴンモデル(3Dモデル)内の3つのポリゴンの各々重心の点を結ぶことにより形成される三角形を定義し、その外接円の半径の度数分布を、外接円分布として算出し、この外接円分布を照合することが考えられる。外接円分布は、距離分布、角度分布に比較して、ポリゴンモデルの形状に鋭敏に反映するため、出力適否の判定のため、より的確な照合を行うことが可能になる。3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形は、度数分布を得るために演算上で用いられる三角形であるため、「仮三角形」と考えることもできる。
<1. Basic concept of the present invention>
First, the basic concept of the present invention will be described. In the above Patent Documents 1 and 2, the distance distribution and the angle distribution are used as the frequency distribution expressing the characteristics of the polygon model. However, as an index that reflects the shape of the polygon model sensitively, an index in the polygon model (3D model) is used. It is conceivable to define a triangle formed by connecting the center of gravity of each of the three polygons, calculate the frequency distribution of the radius of the circumscribed circle as the circumscribed circle distribution, and collate the circumscribed circle distribution. Since the circumscribed circle distribution is more sensitively reflected in the shape of the polygon model than the distance distribution and the angle distribution, it is possible to perform a more accurate collation for determining the output suitability. Since the triangle formed by the predetermined points of the three polygons is a triangle used in calculation to obtain the frequency distribution, it can also be considered as a “provisional triangle”.

外接円の半径が同一であっても、当該三角形の形状は特定できず無限のバリエーションが存在する。したがって、より的確な照合を行うためには、少なくとももう1つの指標があると好ましい。この指標として、内接円の半径の度数分布である内接円分布を用いることが考えられる。図1は、三角形と外接円、三角形と内接円の関係を示す図である。図1(a)に示すように、三角形の面積が同一である場合、三角形の形状を、正三角形から扁平な三角形に変化させていくことにより、外接円の半径は大きくなっていく。具体的には、正三角形の時が最小で、形状が扁平になると半径は無限大に近づく。すなわち、三角形の形状に対する外接円半径の変化幅は無限であり大きい。   Even if the circumscribed circle has the same radius, the shape of the triangle cannot be specified, and there are infinite variations. Therefore, it is preferable that there is at least another index in order to perform more accurate collation. As this index, it is conceivable to use an inscribed circle distribution which is a frequency distribution of the radius of the inscribed circle. FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship between a triangle and a circumscribed circle, and a triangle and an inscribed circle. As shown in FIG. 1A, when the areas of the triangles are the same, the radius of the circumscribed circle is increased by changing the triangle shape from a regular triangle to a flat triangle. Specifically, the time of equilateral triangle is the minimum, and when the shape becomes flat, the radius approaches infinity. That is, the range of change of the circumscribed circle radius with respect to the triangular shape is infinite and large.

一方、図1(b)に示すように、三角形の面積が同一である場合、三角形の形状を、正三角形から扁平な三角形に変化させていくことにより、内接円の半径は小さくなっていく。具体的には、正三角形の時が最大で、形状が扁平になると半径は0に近づく。すなわち、三角形の形状に対する内接円半径の変化幅は有限であり小さい。   On the other hand, as shown in FIG. 1B, when the areas of the triangles are the same, the radius of the inscribed circle becomes smaller by changing the triangle shape from a regular triangle to a flat triangle. . Specifically, the maximum is a regular triangle, and the radius approaches 0 when the shape becomes flat. That is, the change width of the inscribed circle radius with respect to the triangular shape is finite and small.

内接円半径に代えて、その外接円の面積を、三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比分布を用いる場合を考えてみる。図2は、三角形、その外接円、三角形と外接円の面積比の関係を説明するための図である。図2(a)は図1(a)と同じものである。上述のように、三角形の面積が同一である場合、三角形の形状を、正三角形から扁平な三角形に変化させていくことにより、外接円の半径は大きくなっていく。具体的には、正三角形の時が最小で、形状が扁平になると半径は無限大に近づく。すなわち、三角形の形状に対する外接円半径の変化幅は無限であり大きい。しかし、同一の外接円の半径をもつ三角形は無限に存在し、外接円の半径だけでは当該三角形を特定できない。   Consider the case of using an area ratio distribution which is a frequency distribution based on a value obtained by dividing the area of the circumscribed circle by the square root of the area of the triangle instead of the inscribed circle radius. FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the triangle, its circumscribed circle, and the area ratio between the triangle and the circumscribed circle. FIG. 2A is the same as FIG. As described above, when the areas of the triangles are the same, the radius of the circumscribed circle is increased by changing the shape of the triangle from a regular triangle to a flat triangle. Specifically, the time of equilateral triangle is the minimum, and when the shape becomes flat, the radius approaches infinity. That is, the range of change of the circumscribed circle radius with respect to the triangular shape is infinite and large. However, there are an infinite number of triangles having the same circumscribed circle radius, and the triangle cannot be specified only by the circumscribed circle radius.

そこで、図2(b)に示すように、外接円の半径が同一の条件で、三角形の形状を、正三角形から扁平な三角形に変化させていくと、外接円の面積を、三角形の面積の平方根で除した値である面積比は大きくなっていく。具体的には、正三角形の時が最小で、形状が扁平になると上記面積比は無限大に近づく。すなわち、三角形の形状に対する上記面積比の変化幅は外接円の半径と同様に無限であり大きい。したがって、外接円分布とともにもう1つの指標を用いる場合、外接円半径と反対の反応をする内接円分布よりも面積比分布の方が好ましい。そこで、本発明では、外接円の面積を、三角形の面積の平方根で除した値に基づく度数分布である面積比分布を、照合対象として用いる。ただし、外接円半径との次元を合わせるため、面積比分布で用いる面積比は、長さ(距離)の次元とすることが好ましい。そのため、本実施形態で用いる面積比分布は、外接円の面積を、三角形の面積そのもので除した正確な意味での面積比ではなく、外接円の半径の2乗(外接円の面積をπで除したもの)を、三角形の面積の平方根で除した値である「擬似的な面積比」を「面積比」として扱い、その度数分布を「面積比分布」と呼ぶことにする。結局、面積比分布は、外接円の面積と三角形の面積の比率を何等かの態様で反映させたものであればよい。したがって、「三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく値」には、「外接円の半径の2乗(外接円の面積をπで除したもの)を、三角形の面積の平方根で除した値」も含まれることになる。   Therefore, as shown in FIG. 2B, if the shape of the triangle is changed from a regular triangle to a flat triangle under the condition that the radius of the circumscribed circle is the same, the area of the circumscribed circle is reduced to the area of the triangle. The area ratio, which is the value divided by the square root, increases. Specifically, when the regular triangle is the smallest and the shape becomes flat, the area ratio approaches infinity. That is, the range of change in the area ratio with respect to the triangular shape is infinite and large as is the radius of the circumscribed circle. Therefore, when another index is used together with the circumscribed circle distribution, the area ratio distribution is preferable to the inscribed circle distribution that reacts oppositely to the circumscribed circle radius. Therefore, in the present invention, an area ratio distribution, which is a frequency distribution based on a value obtained by dividing the area of the circumscribed circle by the square root of the area of the triangle, is used as an object to be verified. However, in order to match the dimension with the circumscribed circle radius, the area ratio used in the area ratio distribution is preferably a length (distance) dimension. Therefore, the area ratio distribution used in the present embodiment is not an area ratio in an accurate sense obtained by dividing the area of the circumscribed circle by the area of the triangle itself, but the square of the radius of the circumscribed circle (the area of the circumscribed circle is represented by π). The “pseudo area ratio” which is a value obtained by dividing the divided area by the square root of the area of the triangle is treated as an “area ratio”, and the frequency distribution is called an “area ratio distribution”. Eventually, the area ratio distribution may be any one that reflects the ratio of the area of the circumscribed circle and the area of the triangle in some manner. Therefore, “the value based on the area of the circumscribed circle of the triangle divided by the square root of the area of the triangle” includes “the square of the radius of the circumscribed circle (the area of the circumscribed circle divided by π)”. , A value divided by the square root of the area of the triangle ”.

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3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3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. 3 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. 3, 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3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3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. 3, the three-dimensional object formation data output restriction device 100 and the 3D printer 7 are shown in a separated form, but most of the 3D printer products currently on the market include the three-dimensional object formation 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. 3 is often housed in one housing and distributed as a product called “3D printer”.

図4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4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は度数分布強調手段、40は度数分布照合手段、50は対象モデル記憶手段、60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つのポリゴン上の重心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つのポリゴンの重心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つのポリゴンの重心の点により形成される三角形の外接円の面積を、三角形の面積の平方根で除した値である面積比を用いる。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度数分布として外接円の面積を、三角形の面積の平方根で除した値である面積比の度数分布である面積比分布の2種の度数分布を算出することになる。   FIG. 4 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. 4, 10 is a frequency distribution calculating means, 20 is a frequency distribution matching means, 30 is a frequency distribution emphasizing means, 40 is a frequency distribution matching means, 50 is a target model storage means, and 60 is a regulation model database. The frequency distribution calculating means 10 calculates a parameter characterizing a triangle formed by points of the center of gravity on three polygons selected from within the target model for the target model which 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 the circumscribed circle of a triangle formed by the center of gravity of three polygons selected from within the target model is used as the first parameter, and the radius is selected from within the target model as the second parameter. An area ratio that is a value obtained by dividing the area of the circumscribed circle of the triangle formed by the points of the center of gravity of the three polygons by the square root of the area of the triangle is used. Therefore, the frequency distribution calculating means 10 is a value obtained by dividing the circumscribed circle distribution which is the frequency distribution of the radius of the circumscribed circle as the first frequency distribution and the area of the circumscribed circle as the second frequency distribution by the square root of the area of the triangle. Two types of frequency distribution of the area ratio distribution, which is the frequency distribution of the area ratio, are 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の2乗または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面積比分布で構成されているが、双方とも外接円半径の最大値(面積比分布は最大値の2乗を用いている)を用いて正規化されているため、両者の横軸のスケールは一致しており、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。度数分布強調手段30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、面積比の度数分布である面積比分布の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40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 unit 20 performs processing for matching the scale of the horizontal axis parameter of the frequency distribution of the target model with the scale of the horizontal axis parameter of the frequency distribution of the regulatory model registered in the database. The maximum value on the horizontal axis of the frequency distribution is normalized by the square of the maximum value of the circumscribed circle radius calculated for each model or the maximum value of the circumscribed circle radius. The horizontal scales of do not usually match. 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 consists of a circumscribed circle distribution and an area ratio distribution, both of which are normalized using the maximum value of the circumscribed circle radius (the area ratio distribution uses the square of the maximum value) The scales of the two horizontal axes coincide with each other, and both frequency distributions may be reduced by the actual dimension α / the actual dimension β. The frequency distribution emphasizing unit 30 multiplies the frequency distribution of the matched target model and the frequency distribution of the restriction model by the emphasis component, respectively, and creates the enhancement frequency distribution of the target model and the enhancement frequency distribution of the restriction model. As the enhancement frequency distribution, as described above, two types of enhancement frequency distributions are calculated: a circumscribed circle distribution that is a frequency distribution of the radius of the circumscribed circle and an area ratio distribution that is a frequency distribution of the area ratio. The frequency distribution collating means 40 collates 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、度数分布強調手段30、度数分布照合手段40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50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 unit 10, the frequency distribution matching unit 20, the frequency distribution emphasizing unit 30, and the frequency distribution matching unit 40 are realized by the CPU 1 executing a program stored in the storage device 3. The target model storage unit 50 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60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面積比分布を記憶して、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面積比分布は、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60には、外接円分布および面積比分布だけでなく、外接円分布および面積比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 60 stores a circumscribed circle distribution and an area ratio distribution calculated as two types of frequency distributions with respect to a restriction model which is a polygon model whose output is to be restricted, and is a database. 3 is realized. The circumscribed circle distribution and the area ratio 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 60, it is possible to register not only the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution but also the regulation model itself that is a basis for calculating the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution. The regulatory model itself is not registered due to copyright issues.

図4に示した各構成手段は、現実には図3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 shown in FIG. 4 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3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、度数分布強調手段30、度数分布照合手段40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50、規制モデルデータベース60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. 3, 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 frequency distribution emphasizing means 30, and the frequency distribution matching means 40. The storage device 3 not only functions as the target model storage unit 50 and the restriction model database 60 but also stores various data necessary for processing as the three-dimensional object formation data output restriction device.

図3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50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、度数分布強調手段30、度数分布照合手段40、規制モデルデータベース60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. 3, 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 50. The output frequency distribution is separately input to an apparatus including a frequency distribution matching unit 20, a frequency distribution emphasizing unit 30, a frequency distribution matching unit 40, and a regulation model database 60, and can be used for collation and output regulation determination. .

<3.処理動作>
<3.1.前処理>
次に、図3、図4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面積比分布を作成する。ポリゴンモデルからの外接円分布および面積比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面積比分布の作成は、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面積比分布は、規制モデルデータベース60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. 3 and 4 will be described. First, a circumscribed circle distribution and an area ratio distribution, which are two types of frequency distributions, are created for a restriction model that is a polygon model to be restricted. Creation of the circumscribed circle distribution and the area ratio 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 area ratio 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 area ratio distribution are registered in the regulation model database 60.

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。外接円分布および面積比分布の形式により、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、外接円分布および面積比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、外接円分布および面積比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. Differences in the original polygon model can be identified by the forms of the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution, but 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 area ratio distribution form correspond to fingerprints. This is not a copyrighted work. Thus, by registering in the form of circumscribed circle distribution and area ratio 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3、図4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5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面積比分布を算出する(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60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)。さらに、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. 3 and 4 will be described. FIG. 5 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 area ratio distribution, which 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 60 (step S130). Further, using the emphasis component, emphasis processing of the two types of 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5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6を用いて説明する。図6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6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6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面積比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、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. 5 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a state of matching between the target model and the restriction model. In the example of FIG. 6, 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. 6) 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 area ratio distribution, but the scales of the horizontal axes are the same, so both frequency distributions are reduced so that the horizontal axis is the actual dimension α / actual dimension β. You can do it. Thereafter, an emphasis component is created (6), the emphasis process is performed (7) (8), and then 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(ステップS100)について具体的に説明していく。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。
<3.3.1.第1の手法>
まず、第1の手法について説明する。図7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 (step S100) will be specifically described below. There are two types of frequency distribution calculation processing: the first method and the second method.
<3.3.1. First Method>
First, the first method will be described. FIG. 7 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(i)=[Y1(i)−Y0(i)][Z2(i)−Z0(i)]−[Z1(i)−Z0(i)][ Y2(i)−Y0(i)]
Vy(i)=[Z1(i)−Z0(i)][X2(i)−X0(i)]−[X1(i)−X0(i)][ Z2(i)−Z0(i)]
Vz(i)=[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 (i) = [Y1 (i) -Y0 (i)] [Z2 (i) -Z0 (i)]-[Z1 (i) -Z0 (i)] [Y2 (i) -Y0 (i)]
Vy (i) = [Z1 (i) -Z0 (i)] [X2 (i) -X0 (i)]-[X1 (i) -X0 (i)] [Z2 (i) -Z0 (i)]
Vz (i) = [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、ポリゴンの重心を算出する(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、各ポリゴンの頂点の平均座標をもつポリゴンの重心(Xc(i),Yc(i),Zc(i))を算出する。   Next, for each polygon constituting the target model, the gravity center of the polygon is calculated (step S502). Specifically, by executing the processing according to the following [Equation 2], the center of gravity (Xc (i), Yc (i), Zc (i)) of the polygon having the average coordinates of the vertices of each polygon is obtained. calculate.

〔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、ポリゴン重心は、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 centroid is calculated as a point having the average coordinates of each vertex of the polygon.

ここで、三角形の重心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)のポリゴン重心により構成される三角形の重心を(Xo(i1,i2,i3)、Yo(i1,i2,i3)、Zo(i1,i2,i3))とする。すなわち、三角形の重心(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, the center of gravity of the triangle and the unit vector to each vertex of the triangle will be described. The centroid of a triangle formed by the polygon centroids of three polygons i1, i2, i3 (i1, i2, i3 are different integers with i ranging from 0 to N-1) (Xo (i1, i2, i3 ), Yo (i1, i2, i3), Zo (i1, i2, i3)). That is, the center of gravity of the triangle (Xo (i1, i2, i3), Yo (i1, i2, i3), Zo (i1, i2, i3)) is 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、三角形の重心からポリゴンi1のポリゴン重心(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。   Then, by the following [Equation 4], unit vectors (Ex (i2, i3, i1), Ey) from the centroid of the triangle to the polygon centroid (Xc (i1), Yc (i1), Zc (i1)) of the polygon i1 (I2, i3, i1), Ez (i2, i3, i1)) are defined.

〔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)}21/2
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)

三角形の重心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 center vector of the triangle and the unit vector to each vertex of the triangle are used for calculating the frequency distribution in step S508, which will be described later, by executing the processing according to the above [Equation 3] and [Equation 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、特に好ましい態様として、ポリゴンモデルのデータ配列における順序に基づき、3個単位でランダムにグループ分けを行う。   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 the present embodiment, as a particularly preferable aspect, grouping is performed at random in units of three based on the order in the data arrangement of the polygon model.

具体的には、ポリゴンモデルを構成するポリゴンの集合から3個単位でポリゴンを取得し、3の剰余である0〜2の整数をランダムに発生する乱数に基づいて、第1グループ、第2グループ、第3グループのいずれかのグループに分類する。そして、この処理を、ポリゴンモデルを構成する全ポリゴンについて繰り返し実行することにより、ポリゴンモデルを構成するN個のポリゴンを、N/3個ずつのグループに分ける。乱数としては、必ずしも0〜2である必要はなく、1/3の確率で発生する状態を実現できればよい。   Specifically, a polygon is acquired in units of three from a set of polygons constituting a polygon model, and the first group, the second group are based on random numbers that randomly generate an integer of 0 to 2, which is the remainder of 3. And classify into any one of the third groups. Then, this process is repeatedly executed for all the polygons constituting the polygon model, thereby dividing the N polygons constituting the polygon model into N / 3 groups. The random number does not necessarily have to be 0 to 2 as long as a state that occurs with a probability of 1/3 can be realized.

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。   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+Q0(q)、G2(h)=3h+Q1(q)、G3(h)=3h+Q2(q)(h=0,・・・,N/3−1)が得られる。ここで、整数値q(q=0,・・・,N/3−1)にはG1(h)に与えた整数値hと同一値を与え、Q0(q)、Q1(q)、Q2(q)は整数値qを基に{0,1,2}のいずれかの整数値をとる。即ち、Q0(q)=q mod 3、Q1(q)=(q+1)mod 3、Q2(q)=(q+2)mod 3となる(“mod 3”は3の剰余を表す)。後述の通り、整数値qはランダムに与えるため、Q0(q)、Q1(q)、Q2(q)は互いに重複せずに、{0,1,2}のいずれかの整数値をランダムにとる。   By grouping by the remainder divided by 3, three arrays G1 (h) = 3h + Q0 (q), G2 (h) = 3h + Q1 (q), G3 (h) = 3h + Q2 (q) (h = 0,. .., N / 3-1) is obtained. Here, the integer value q (q = 0,..., N / 3-1) is given the same value as the integer value h given to G1 (h), and Q0 (q), Q1 (q), Q2 (Q) takes any integer value of {0, 1, 2} based on the integer value q. That is, Q0 (q) = q mod 3, Q1 (q) = (q + 1) mod 3, and Q2 (q) = (q + 2) mod 3 (“mod 3” represents a remainder of 3). As will be described later, since the integer value q is given randomly, Q0 (q), Q1 (q), and Q2 (q) do not overlap each other, and any integer value of {0, 1, 2} is randomly assigned. Take.

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/3−1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=q=R1(k)で与え、G1(R1(k))=3R1(k)+Q0(R1(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、第3の乱数配列R3(k)に対しては、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面積、三角形の外接円の半径(外接円の面積は外接円の半径の2乗で与える)に基づいて、外接円分布および面積比分布を求めることが可能となる。従って、第2グループのポリゴンの配列G2(h)に対して、h=R2(k)、q=R1(k)で与え、G2(R2(k))=3R2(k)+Q1(R1(k))となり、第3グループのポリゴンの配列G3(h)に対して、h=R3(k)、q=R1(k)で与え、G3(R3(k))=3R3(k)+Q2(R1(k))となり、3つのグループの順序が入れ替えられた配列を得ることができる。また、後述の通り、第1グループのポリゴンの配列G1(h)に対してh=q=R2(k)を与えてもよく、G1(R2(k))=3R2(k)+Q0(R2(k))のような順序が入れ替えられた配列を得ることもできる。   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 / 3-1 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 = q = R1 (k) is given to the polygon array G1 (h) of the first group, and G1 (R1 (k)) = 3R1 (k) + Q0 (R1 (k)) As in (k = 0,..., 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. Further, for the third random number array R3 (k), the random number array R3 (k) = k is set to a sequential value of k = 0,. 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 area ratio distribution can be obtained based on the area of the triangle and the radius of the circumscribed circle of the triangle (the area of the circumscribed circle is given by the square of the radius of the circumscribed circle). Accordingly, h = R2 (k) and q = R1 (k) are given to the polygon array G2 (h) of the second group, and G2 (R2 (k)) = 3R2 (k) + Q1 (R1 (k )), And h = R3 (k) and q = R1 (k) are given to the polygon array G3 (h) of the third group, and G3 (R3 (k)) = 3R3 (k) + Q2 (R1) (K)) and an array in which the order of the three groups is exchanged can be obtained. As will be described later, h = q = R2 (k) may be given to the polygon array G1 (h) of the first group, and G1 (R2 (k)) = 3R2 (k) + Q0 (R2 ( It is also possible to obtain an array in which the order is changed as in k)).

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.

図8は、本実施形態におけるポリゴンのグループ分類を説明するための図である。例えば、図8に示すようにP1〜P9の9個の原ポリゴン配列(ポリゴンの集合)をAグループ、Bグループ、Cグループの3つのグループに分類するものとする。この場合、最初の3個のポリゴンP1、P2、P3が[0,1,2]の乱数に基づいて、それぞれAグループ、Bグループ、Cグループに分類され、次の3個のポリゴンP4、P5、P6が[1,2,0]の乱数に基づいて、それぞれBグループ、Cグループ、Aグループに分類され、最後の3個のポリゴンP7、P8、P9が[2,0,1]の乱数に基づいて、それぞれCグループ、Aグループ、Bグループに分類される。そして、各グループのポリゴンの配列の順序を入れ替える(シャッフルする)。この結果、ポリゴンP6、P9、P3による三角形、ポリゴンP1、P2、P5による三角形、ポリゴンP8、P4、P7による三角形が得られることになる。   FIG. 8 is a diagram for explaining group classification of polygons in the present embodiment. For example, as shown in FIG. 8, it is assumed that nine original polygon arrays (a set of polygons) P1 to P9 are classified into three groups of A group, B group, and C group. In this case, the first three polygons P1, P2, and P3 are classified into an A group, a B group, and a C group, respectively, based on a random number of [0, 1, 2], and the next three polygons P4, P5. , P6 are classified into a B group, a C group, and an A group based on a random number of [1, 2, 0], respectively, and the last three polygons P7, P8, and P9 are random numbers of [2, 0, 1]. Are classified into C group, A group, and B group, respectively. Then, the arrangement order of the polygons in each group is changed (shuffled). As a result, a triangle formed by the polygons P6, P9, and P3, a triangle formed by the polygons P1, P2, and P5, and a triangle formed by the polygons P8, P4, and P7 are obtained.

図9は、乱数に基づいてグループを決定するのではなく、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、1、2のいずれであるかによるグループ分類を説明するための図である。例えば、図9に示すようにP1〜P9の9個の原ポリゴン配列(ポリゴンの集合)をAグループ、Bグループ、Cグループの3つのグループに分類するものとする。この場合、最初の3個のポリゴンP1、P2、P3が、整数部分を3で除した余り[0,1,2]に基づいて、それぞれAグループ、Bグループ、Cグループに分類され、次の3個のポリゴンP4、P5、P6が、整数部分を3で除した余り[0,1,2]に基づいて、それぞれAグループ、Bグループ、Cグループに分類され、最後の3個のポリゴンP7、P8、P9が、整数部分を3で除した余り[0,1,2]に基づいて、それぞれAグループ、Bグループ、Cグループに分類される。そして、各グループのポリゴンの配列の順序を入れ替える(シャッフルする)。この結果、ポリゴンP4、P8、P3による三角形、ポリゴンP1、P2、P6による三角形、ポリゴンP7、P5、P9による三角形が得られることになる。図9に示したように、3で除した余りに基づいてグループ分けした場合、図8に示したように、乱数を用いてランダムにグループ分けした場合に比べて、構成される三角形にポリゴン配列による癖が生じることになる。   FIG. 9 illustrates group classification based on whether the remainder is 0, 1 or 2 divided by 3 based on the order in the polygon model data array, rather than determining groups based on random numbers. FIG. For example, as shown in FIG. 9, it is assumed that nine original polygon arrays (a set of polygons) P1 to P9 are classified into three groups of A group, B group, and C group. In this case, the first three polygons P1, P2, and P3 are classified into an A group, a B group, and a C group based on the remainder [0, 1, 2] obtained by dividing the integer part by 3, respectively. Three polygons P4, P5, and P6 are classified into A group, B group, and C group, respectively, based on the remainder [0, 1, 2] obtained by dividing the integer part by 3, and the last three polygons P7 , P8, and P9 are classified into A group, B group, and C group, respectively, based on the remainder [0, 1, 2] obtained by dividing the integer part by 3. Then, the arrangement order of the polygons in each group is changed (shuffled). As a result, a triangle composed of polygons P4, P8, and P3, a triangle composed of polygons P1, P2, and P6 and a triangle composed of polygons P7, P5, and P9 are obtained. As shown in FIG. 9, when grouping is performed based on the remainder divided by 3, as shown in FIG. A habit will occur.

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、面積比分布の初期化、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面積比分布は、ポリゴンの面積を加重した、三角形、三角形の外接円、それぞれの面積の比率の分布であり、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, initialization of the circumscribed circle distribution and area ratio distribution to be calculated, initialization of the loop counter, and initialization of the weight sum value are performed. 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 area ratio distribution calculated in the present embodiment is a distribution of a triangle, a circumscribed circle of a triangle, and a ratio of the respective areas weighted with the area of the polygon. The number of elements is MA, and each element ma (ma = 0, 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重心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、ポリゴン重心に限らず、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、ポリゴン重心が、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、ポリゴン重心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に位置する点を意味する(外心のように三角形の外側に位置する点でも良い)。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、q=R1(k)として、第1グループのポリゴン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順序k(k=0,・・・,N/3−1)のポリゴンG1(R1(k))の重心(Xc(G1(R1(k))),Yc(G1(R1(k))),Zc(G1(R1(k))))、第2グループのポリゴン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対応する順序kのポリゴンG2(R2(k))の重心(Xc(G2(R2(k))),Yc(G2(R2(k))),Zc(G2(R2(k))))、第3グループのポリゴン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対応する順序kのポリゴンG3(R3(k))の重心(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 calculation unit 10 creates a triangle having the centroid of each polygon between the three groups as a vertex (step S505). When creating a triangle using three polygons, various points can be used as points on the polygon, not limited to the center of gravity of the polygon. However, since the polygon centroid is preferable as a point representing one polygon, in this embodiment, a triangle is created with the polygon centroid as a vertex. The point on the polygon means a point located on a plane passing through all the vertices constituting the polygon (a point located outside the triangle like an outer center). 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, assuming that q = R1 (k), the order k (k = 0,..., N) in which the order of the polygon G1 (h) of the first group is randomly changed by the random number array R1 (k). / 3-1) the center of gravity of the polygon G1 (R1 (k)) (Xc (G1 (R1 (k))), Yc (G1 (R1 (k))), Zc (G1 (R1 (k)))) , The center of gravity (Xc (G2 (R2 (k)) of the polygon G2 (R2 (k)) in the corresponding order k obtained by randomly changing the order of the polygon G2 (h) in the second group by the random number array R2 (k). )), Yc (G2 (R2 (k))), Zc (G2 (R2 (k)))), and the third group of polygons G3 (h), the order is randomly changed by the random number array R3 (k). The center of gravity (Xc (G3 (R3 ( ))), Yc (G3 (R3 (k))), Zc (G3 (R3 (k)))) a first triangle to N / 3 pieces created whose vertices three points.

同様に、q=R2(k)として、第1グループのポリゴン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順序kのポリゴンG1(R2(k))の重心(Xc(G1(R2(k))),Yc(G1(R2(k))),Zc(G1(R2(k))))、第2グループのポリゴン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対応する順序kのポリゴンG2(R3(k))の重心(Xc(G2(R3(k))),Yc(G2(R3(k))),Zc(G2(R3(k))))、第3グループのポリゴン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対応する順序kのポリゴンG3(R1(k))の重心(Xc(G3(R1(k))),Yc(G3(R1(k))),Zc(G3(R1(k))))の3点を頂点とする第2三角形をN/3個作成する。   Similarly, as q = R2 (k), the center of gravity of the polygon G1 (R2 (k)) in the order k obtained by randomly changing the order of the first group of polygons G1 (h) by the random number array R2 (k) ( Xc (G1 (R2 (k))), Yc (G1 (R2 (k))), Zc (G1 (R2 (k)))), the second group of polygons G2 (h), a random number array R3 ( k), the center of gravity (Xc (G2 (R3 (k))), Yc (G2 (R3 (k))), Zc (G2) (R3 (k)))), the center of gravity of the polygon G3 (R1 (k)) of the corresponding order k obtained by randomly changing the order of the third group of polygons G3 (h) by the random number array R1 (k) ( Xc (G3 (R1 (k))), Yc (G3 (R1 (k))) , Zc (G3 (R1 (k)))) a second triangle N / 3 pieces created whose vertices three points.

さらに、q=R3(k)として、第1グループのポリゴン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順序kのポリゴンG1(R3(k))の重心(Xc(G1(R3(k))),Yc(G1(R3(k))),Zc(G1(R3(k))))、第2グループのポリゴン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対応する順序kのポリゴンG2(R1(k))の重心(Xc(G2(R1(k))),Yc(G2(R1(k))),Zc(G2(R1(k))))、第3グループのポリゴン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対応する順序kのポリゴンG3(R2(k))の重心(Xc(G3(R2(k))),Yc(G3(R2(k))),Zc(G3(R2(k))))の3点を頂点とする第3三角形をN/3個作成する。   Further, assuming that q = R3 (k), the center of gravity (Xc) of the polygon G1 (R3 (k)) in the order k obtained by randomly changing the order of the polygon G1 (h) in the first group by the random number array R3 (k). (G1 (R3 (k))), Yc (G1 (R3 (k))), Zc (G1 (R3 (k)))), the second group of polygons G2 (h), a random number array R1 (k ) At the center of gravity (Xc (G2 (R1 (k))), Yc (G2 (R1 (k))), Zc (G2 () R1 (k)))), the center of gravity (Xc) of the polygon G3 (R2 (k)) of the corresponding order k, which is randomly changed in order by the random number array R2 (k) with respect to the polygon G3 (h) of the third group (G3 (R2 (k))), Yc (G3 (R2 (k)) , Zc (G3 (R2 (k)))) the third triangle to N / 3 pieces created as vertices the three points.

次に、度数分布算出手段10は、ポリゴン重心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 calculation means 10 calculates the radius of a circumscribed circle of a triangle having the polygon centroid 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〕
q=R1(k)として、
D12=[[Xc(G2(R2(k)))−Xc(G1(R1(k)))]2+[Yc(G2(R2(k)))−Yc(G1(R1(k)))]21/2
D23=[[Xc(G3(R3(k)))−Xc(G2(R2(k)))]2+[Yc(G3(R3(k)))−Yc(G2(R2(k)))]21/2
D31=[[Xc(G1(R1(k)))−Xc(G3(R3(k)))]2+[Yc(G1(R1(k)))−Yc(G3(R3(k)))]21/2
D=(D12+D23+D31)/2
S(k)=[D・(D−D12)・(D−D23)・(D−D31)]1/2
[Formula 5]
As q = R1 (k),
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〕
q=R2(k)として、
D23=[[Xc(G3(R1(k)))−Xc(G2(R3(k)))]2+[Yc(G3(R1(k)))−Yc(G2(R3(k)))]21/2
D31=[[Xe(G1(R2(k)))−Xc(G3(R1(k)))]2+[Yc(G1(R2(k)))−Yc(G3(R1(k)))]21/2
D12=[[Xc(G2(R3(k)))−Xc(G1(R2(k)))]2+[Yc(G2(R3(k)))−Yc(G1(R2(k)))]21/2
D=(D12+D23+D31)/2
S(k)=[D・(D−D12)・(D−D23)・(D−D31)]1/2
[Formula 7]
As q = R2 (k),
D23 = [[Xc (G3 (R1 (k))) − Xc (G2 (R3 (k)))] 2 + [Yc (G3 (R1 (k))) − Yc (G2 (R3 (k))) ] 2 ] 1/2
D31 = [[Xe (G1 (R2 (k))) − Xc (G3 (R1 (k)))] 2 + [Yc (G1 (R2 (k))) − Yc (G3 (R1 (k))) ] 2 ] 1/2
D12 = [[Xc (G2 (R3 (k))) − Xc (G1 (R2 (k)))] 2 + [Yc (G2 (R3 (k))) − Yc (G1 (R2 (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〕
q=R3(k)として、
D31=[[Xc(G1(R3(k)))−Xc(G3(R2(k)))]2+[Yc(G1(R3(k)))−Yc(G3(R2(k)))]21/2
D12=[[Xc(G2(R1(k)))−Xc(G1(R3(k)))]2+[Yc(G2(R1(k)))−Yc(G1(R3(k)))]21/2
D23=[[Xc(G3(R2(k)))−Xc(G2(R1(k)))]2+[Yc(G3(R2(k)))−Yc(G2(R1(k)))]21/2
D=(D12+D23+D31)/2
S(k)=[D・(D−D12)・(D−D23)・(D−D31)]1/2
[Formula 8]
As q = R3 (k),
D31 = [[Xc (G1 (R3 (k))) − Xc (G3 (R2 (k)))] 2 + [Yc (G1 (R3 (k))) − Yc (G3 (R2 (k))) ] 2 ] 1/2
D12 = [[Xc (G2 (R1 (k))) − Xc (G1 (R3 (k)))] 2 + [Yc (G2 (R1 (k))) − Yc (G1 (R3 (k))) ] 2 ] 1/2
D23 = [[Xc (G3 (R2 (k))) − Xc (G2 (R1 (k)))] 2 + [Yc (G3 (R2 (k))) − Yc (G2 (R1 (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、ポリゴン重心を頂点とする三角形と、その三角形の外接円との面積の比率である面積比の算出を行う(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3三角形について面積比A(k)を算出する。   Next, the frequency distribution calculating means 10 calculates an area ratio that is a ratio of an area between a triangle having the polygon centroid as a vertex and a circumscribed circle of the triangle (step S507). Specifically, by executing the processing according to the following [Equation 10], the areas of the first triangle, the second triangle, and the third triangle in the range of k = 0,..., N / 3-1. The ratio A (k) is calculated.

〔数式10〕
A(k)=D(k)2/S(k)1/2
[Formula 10]
A (k) = D (k) 2 / S (k) 1/2

上記〔数式10〕に示すように、面積比A(k)は、外接円の半径D(k)を二乗したものを、三角形の面積S(k)の平方根で除することにより、算出される。したがって、面積比A(k)は、三角形とその外接円の正確な面積比ではない。しかし、正確な面積比より三角形の形状差異に鋭敏に反映した値となっており、度数分布の横軸が外接円分布と同じ距離の次元となり、外接円分布とスケールを合わせることが可能になるため、本実施形態では、算出されたA(k)を面積比として扱うことにする。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、外接円の半径および面積比の度数分布にカウントしない。   As shown in the above [Equation 10], the area ratio A (k) is calculated by dividing the square of the radius D (k) of the circumscribed circle by the square root of the area S (k) of the triangle. . Therefore, the area ratio A (k) is not an accurate area ratio between the triangle and its circumscribed circle. However, it is a value that reflects sharply the shape difference of the triangle from the exact area ratio, the horizontal axis of the frequency distribution is the same distance dimension as the circumscribed circle distribution, it is possible to match the circumscribed circle distribution with the scale Therefore, in the present embodiment, the calculated A (k) is handled as the area ratio. Note that a triangle that does not satisfy even one of the six conditions shown in [Equation 9] is not counted in the frequency distribution of the radius and area ratio of the circumscribed circle.

上記〔数式10〕により算出されたN/3個の第1三角形の面積比A(k)と、N/3個の第2三角形の面積比A(k)と、N/3個の第3三角形の面積比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個の三角形の面積比A(i)(i=0,・・・,N−1)を得る。そして、i=0,・・・,N−1のN個の面積比A(i)のうち最大のものを最大面積比Amaxとする。   The area ratio A (k) of N / 3 first triangles calculated by the above [Equation 10], the area ratio A (k) of N / 3 second triangles, and N / 3 third triangles. For the N / 3 arrays A (k) of the three types of area ratio A (k) of the triangle, an offset of N / 3 is added to the N / 3 array for the second triangle, and the third triangle is After adding an offset of 2N / 3 to the N / 3 array of N, the range of the serial number i is reset to i = 0,..., N−1, and the area ratio A of N triangles A ( i) Obtain (i = 0,..., N−1). And the largest one among N area ratios A (i) of i = 0,..., N−1 is defined as a maximum area ratio Amax.

この後、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(ステップS508)を算出し、各三角形と、その外接円との面積の比率である面積比の度数分布である面積比分布を算出する(ステップS509)。本実施形態では、外接円分布、面積比分布を算出する際には、ポリゴンの法線ベクトルを考慮して行う。その理由について、説明しておく。   Thereafter, the frequency distribution calculating means 10 calculates a circumscribed circle distribution (step S508) which is a frequency distribution of the radius of the circumscribed circle of the triangle, and the frequency of the area ratio which is the ratio of the area of each triangle to the circumscribed circle. An area ratio distribution which is a distribution is calculated (step S509). In the present embodiment, the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution are calculated in consideration of the normal vector of the polygon. The reason will be explained.

図10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10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10(a)、図10(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10(a)、図10(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10(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10(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。   FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a 3D-shaped polygon model and a selected triangle. In FIG. 10, the 3D shape is shown in a two-dimensionally projected state for convenience of explanation. The upper pentagon in FIGS. 10A and 10B 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). 10A and 10B, the lower hexagon 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. 10 (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. 10 (b) shows a dodecahedron part and a dodecahedron part respectively. The case of handling as a single unit is shown.

図10(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10(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10(a)、図10(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を破線で示している。上述のように、これらの外接円の半径は、3次元のポリゴンモデルの特徴を表現した度数分布(外接円分布、面積比分布)を算出するのに使用される。   FIG. 10A shows three triangles composed of points on three polygons, and FIG. 10B shows two triangles composed of points on three polygons. In FIGS. 10A and 10B, the circumscribed circles of these five triangles are indicated by broken lines. As described above, the radii of these circumscribed circles are used to calculate a frequency distribution (circumscribed circle distribution, area ratio distribution) expressing the characteristics of a three-dimensional polygon model.

3つのポリゴン上の点で構成される三角形を度数分布の基礎として選定しようとするとき、図10(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10(a)のような複合部品では、構成部品内にも三角形が選定されるが、各構成部品間でも三角形が選定される。図10(a)と図10(b)を比較するとわかるように、図10(a)のような複合部品で選定された三角形の中には、図10(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10(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10(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度数分布には、各構成部品のポリゴンモデルの度数分布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度数分布を登録しておけば、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度数分布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度数分布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 frequency distribution, it goes without saying that a single component as shown in FIG. 10B selects a triangle only within each component. On the other hand, in the composite part as shown in FIG. 10A, a triangle is also selected in the component parts, but a triangle is also selected between the component parts. As can be seen by comparing FIG. 10 (a) and FIG. 10 (b), among the triangles selected for the composite part as shown in FIG. 10 (a), there is a component inside each component as shown in FIG. 10 (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. 10B are not necessarily selected by the composite part of FIG. 10A. It is not included in the triangle. That is, since the frequency distribution of the polygon model of each component part includes the frequency distribution component of the polygon model of each component part, if the polygon model frequency distribution is registered in the database in the form of the composite part, When outputting a 3D shape using multiple polygon models, it is possible to verify whether the frequency distribution of the polygon model for each part partially matches the frequency distribution 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11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11(a)に示すポリゴンモデルは図10(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11(b)に示すポリゴンモデルと図10(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11(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11(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. 11 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. 11 (a) is slightly different from the polygon model shown in FIG. 10 (a) for convenience of explanation, but the configuration of the polyhedron is the same, and the polygon model shown in FIG. 11 (b) is the same. Similarly, the polygon model shown in FIG. 10B is slightly different in shape but has the same polyhedron configuration. Accordingly, FIG. 11A shows a case where a composite part composed of a dodecahedron part and a dodecahedron part is handled as a single body, and FIG. 11B shows a dodecahedron part and a dodecahedron part. The case where each is handled as a single unit is shown.

図11(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11(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11(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、外接円半径が同一であるため、図11(a)における下2つの三角形は外接円半径に基づく度数分布においては、差が付かないことになる。   FIG. 11A shows three triangles composed of points on three polygons, and FIG. 11B shows two triangles composed of points on three polygons. The lower two triangles in FIG. 11A are congruent triangles. In this case, the triangles congruent with each other have the same circumscribed circle radius, and therefore the lower two triangles in FIG. 11A do not have a difference in the frequency distribution based on the circumscribed circle radius.

そこで、本実施形態では、外接円分布、面積比分布を作成する際に、ポリゴンの法線ベクトルを考慮するようにした。図12は、図11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12(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12(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12(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 embodiment, the normal vector of the polygon is taken into consideration when creating the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution. FIG. 12 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. 12A shows how a triangle composed of points on three polygons intersects the polygon. In FIG. 12A, 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. 12 (a), it can be seen that they are congruent but differ in positional relationship with the polygon.

図12(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12(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. 12 (a), the upper and lower triangles are triangles created based on the polygons of the icosahedron component and the dodecahedron component, respectively. Located behind the polygon. However, among the three triangles shown in FIG. 12 (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12(b)では、図12(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重心から各ポリゴンへのベクトルを示している。図12(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重心から各ポリゴンの3つの頂点の平均座標をもつ点である重心へのベクトルである。図12(a)に示す上側の同一の構成部品内で構成された三角形の3つの頂点における法線ベクトルと重心から各ポリゴンへのベクトルNa1とTa1、Na2とTa2、Na3とTa3は、ほぼ同じ方向を向いている。図12(a)に示す下側の同一の構成部品内で構成された三角形の3つの頂点における法線ベクトルと重心から各ポリゴンへのベクトルNb2とTb1、Nb3とTb2、Nb4とTb3も、ほぼ同じ方向を向いている。ところが、図12(a)に示す真ん中の上下の構成部品を跨って構成された三角形の3つの頂点における法線ベクトルと重心から各ポリゴンへのベクトルNb1とTab1、Nb1とTab2、Nb5とTab3は、90度から180度程度の隔たりがありTab2は反対方向を向いている。即ち、同一の構成部品内で構成された三角形との複数の構成部品を跨って構成された三角形とでは、各頂点において法線ベクトルと重心から各ポリゴンへのベクトルの方向に顕著な相違が生じる。これらのベクトルを利用して度数分布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. 12B, the normal vector of the polygon that forms the triangle shown in FIG. 12A and the vector from the center of gravity, which is the point having the average coordinates of the three vertices of the triangle, to each polygon. Is shown. In FIG. 12B, 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 the centroid, which is the point having the average coordinates of the three vertices of the triangle, to the centroid, which is the point having the average coordinates of the three vertices of each polygon. The normal vectors and the vectors Na1 and Ta1, Na2 and Ta2, and Na3 and Ta3 from the centroid to the polygons at the three vertices of the triangle formed in the same upper component shown in FIG. Facing the direction. The normal vectors and the vectors Nb2 and Tb1, Nb3 and Tb2, Nb3 and Tb2, Nb4 and Tb3 from the center of gravity to the polygons at the three vertices of the triangle formed in the same lower component shown in FIG. Facing the same direction. However, the normal vectors and the vectors Nb1 and Tab1, Nb1 and Tab2, Nb5 and Tab3 from the center of gravity to the polygons at the three vertices of the triangle formed across the upper and lower components shown in FIG. , There is a gap of about 90 to 180 degrees, and Tab2 faces in the opposite direction. In other words, a triangle that is formed by straddling a plurality of components with a triangle that is configured within the same component has a significant difference in the direction of the normal vector and the vector from the center of gravity to each polygon at each vertex. . By creating a frequency distribution 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.

図7のフローチャートに戻って、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。   Returning to the flowchart of FIG. 7, 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
SQ=[Sp(G1(i))・{Ex(G2(i),G3(i),G1(i))・Xn(G1(i))+Ey(G2(i),G3(i),G1(i))・Yn(G1(i))+Ez(G2(i),G3(i),G1(i))・Zn(G1(i))}+Sp(G2(i))・{Ex(G3(i),G1(i),G2(i))・Xn(G2(i))+Ey(G3(i),G1(i),G2(i))・Yn(G2(i))+Ez(G3(i),G1(i),G2(i))・Zn(G2(i))}+Sp(G3(i))・{Ex(G1(i),G2(i),G3(i))・Xn(G3(i))+Ey(G1(i),G2(i),G3(i))・Yn(G3(i))+Ez(G1(i),G2(i),G3(i))・Zn(G3(i))}]/3
ただし、0≦i≦N/3−1の場合、q=R1(i)として、G1(i)=G1(R1(i)),G2(i)=G2(R2(i)),G3(i)=G3(R3(i))とし、
N/3≦i≦2N/3−1の場合、q=R2(i)として、G1(i)=G1(R2(i)),G2(i)=G2(R3(i)),G3(i)=G3(R1(i))とし、
2N/3≦i≦N−1の場合、q=R3(i)として、G1(i)=G1(R3(i)),G2(i)=G2(R1(i)),G3(i)=G3(R2(i))とする。
[Formula 11]
If Dmax · md / MD ≦ D (i) <Dmax · (md + 1) / MD,
Hd (md) ← Hd (md) + SQ, SQsum ← SQsum + SQ
SQ = [Sp (G1 (i)). {Ex (G2 (i), G3 (i), G1 (i)). Xn (G1 (i)) + Ey (G2 (i), G3 (i), G1) (I)). Yn (G1 (i)) + Ez (G2 (i), G3 (i), G1 (i)). Zn (G1 (i))} + Sp (G2 (i)). {Ex (G3 (I), G1 (i), G2 (i)). Xn (G2 (i)) + Ey (G3 (i), G1 (i), G2 (i)). Yn (G2 (i)) + Ez (G3 (I), G1 (i), G2 (i)). Zn (G2 (i))} + Sp (G3 (i)). {Ex (G1 (i), G2 (i), G3 (i)) .. Xn (G3 (i)) + Ey (G1 (i), G2 (i), G3 (i)) Yn (G3 (i)) + Ez (G1 (i), G2 (i), G3 (i)) Zn (G3 (i))}] / 3
However, in the case of 0 ≦ i ≦ N / 3-1, as q = R1 (i), G1 (i) = G1 (R1 (i)), G2 (i) = G2 (R2 (i)), G3 ( i) = G3 (R3 (i))
In the case of N / 3 ≦ i ≦ 2N / 3-1, as q = R2 (i), G1 (i) = G1 (R2 (i)), G2 (i) = G2 (R3 (i)), G3 ( i) = G3 (R1 (i))
In the case of 2N / 3 ≦ i ≦ N−1, q = R3 (i) and G1 (i) = G1 (R3 (i)), G2 (i) = G2 (R1 (i)), G3 (i) = G3 (R2 (i)).

上記〔数式11〕において、SQは、三角形の重心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。三角形の重心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重心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重心として有する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、三角形の重心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 area of each polygon in the inner product value of vectors (Ex (), Ey (), Ez ()) from the centroid of the triangle to each vertex and the normal vector Xn () of each polygon. It is a weight value multiplied by Sp (). The vectors (Ex (), Ey (), Ez ()) from the centroid of the triangle to the vertices are unit vectors from the centroid of the triangle to the vertices calculated using the above [Equation 3] and [Equation 4]. Is calculated using [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 centroids 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 center of gravity of the triangle to each vertex is different from the normal vector direction of each polygon, 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、三角形の重心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。面積でなく単に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、複数の部品で構成されるポリゴンモデルに対して複数の部品を跨る特徴も残り、個々の部品の特徴が埋もれてしまう。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。ただし、対象とするポリゴンモデルが単一の部品で構成される場合、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あっても、ある程度の照合精度を保つことはできるが、法線ベクトルが考慮されていないため、ポリゴンモデルに空洞を含むか否か相違を識別できない。   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. Since each element is not simply a frequency, but a weight value obtained by multiplying the inner product value of the vector from the center of gravity of the triangle to each vertex and the normal vector of each polygon by the area of the polygon is added, the circumscribed circle distribution Hd (Md) represents a circumscribed circle distribution weighted by weight. When simply adding 1 instead of area, or simply adding the area of a polygon, the features that straddle multiple parts remain in the polygon model composed of multiple parts, and the characteristics of the individual parts are buried. End up. Therefore, in this embodiment, the weight value SQ is added when the circumscribed circle distribution is calculated. However, if the target polygon model is composed of a single part, it is possible to maintain a certain degree of collation accuracy even when adding 1 or simply adding the area of the polygon. Since the normal vector is not taken into account, it is impossible to identify the difference whether or not the polygon model includes a cavity.

結局、上記〔数式11〕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MD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)で正規化された範囲を、所定数MDに均等に分割した上で、各外接円の半径D(i)を、その値に基づいて所定数MDのいずれかの要素mdに割り当て、要素mdに該当する数を得て、3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の重心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平均値を重み値として算出し、重み付けを行うことにより、外接円分布を算出している。   Eventually, by executing the processing according to [Formula 11], the frequency distribution calculating means 10 prepares a one-dimensional array composed of elements of a predetermined number MD, and calculates the maximum radius of the circumscribed circle calculated. The range normalized by the value (maximum circumscribed circle radius Dmax) is divided equally into a predetermined number MD, and the radius D (i) of each circumscribed circle is set to any one of the predetermined number MD based on the value. Assigned to the element md, the number corresponding to the element md is obtained, and the inner product value of the unit vector from the center of gravity of the triangle formed by a predetermined point of the three polygons to each vertex and the normal vector of the polygon including the vertex The circumscribed circle distribution is calculated by calculating an average value of values obtained by multiplying the area of the polygon as a weight value and performing weighting.

次に、度数分布算出手段10は、各三角形と、その外接円との面積の比率である面積比の度数分布である面積比分布を算出する(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 calculating means 10 calculates an area ratio distribution that is a frequency distribution of an area ratio that is a ratio of the area between each triangle and its circumscribed circle (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〕
Dmax2・ma/MA≦A(i)<Dmax2・(ma+1)/MAならば、
Ha(ma)←Ha(ma)+SQ
A(i)≧Dmax2ならば、Ha(MA−1)←Ha(MA−1)+SQ
[Formula 12]
If Dmax 2 · ma / MA ≦ A (i) <Dmax 2 · (ma + 1) / MA,
Ha (ma) ← Ha (ma) + SQ
If A (i) ≧ Dmax 2 , Ha (MA-1) ← Ha (MA-1) + SQ

上記〔数式12〕における、三角形の重心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、面積比A(i)が、最大外接円半径の二乗Dmax2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、三角形の頂点を重心として有する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。 The weight value SQ obtained by multiplying the inner product value of the vector from the center of gravity of the triangle to each vertex and the normal vector of each polygon in [Equation 12] by the area of the polygon is also obtained by the processing according to [Equation 11]. Use the calculated value. The above [Equation 12] is obtained when the area ratio A (i) is equal to or larger than the value obtained by multiplying the square of the maximum circumscribed circle radius Dmax 2 by ma / MA and smaller than (ma + 1) / MA. This means that the weight value SQ using three polygons having vertices as centroids is added 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)を二乗した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、各面積比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、面積比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 obtained by squaring a value (maximum circumscribed circle radius Dmax) is equally divided into a predetermined number MA, and each area ratio A (i) is set to any one of the predetermined number MA based on the value. The area ratio distribution is calculated by assigning to the element ma and counting the number corresponding to the element ma.

外接円半径や面積比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、外接円半径と面積比とで独立した最大値で正規化した分布を作成すると、外接円半径と面積比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、面積比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定義した最大値で正規化した分布を作成するようにしたため、外接円半径と面積比とで最大値は異なるものの、両者の間のスケール比が維持された分布ができ、外接円半径と面積比とで独立した最大値で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、面積比は外接円半径の最大値(最大外接円半径)の二乗以上の値をとるため、最大値の二乗の範囲に飽和させるように正規化するようにする。本実施形態では、上記〔数式12〕の最終行に示したように、最大外接円半径Dmaxの二乗であるDmax2を超えた場合は、最大値に対応する要素でカウントしている。この設定により、球体の場合、面積比分布は最大値にピークをもち、外接円分布と殆ど同一の形態になる。しかし、球体から外れた形状になるにつれ、面積比分布と外接円分布の差が大きくなる。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3/2乗〜3乗であることが好ましい。3/2乗未満の場合は、面積比が要素ma(スケール)の最大値(外接円半径の最大値の3/2乗)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、3乗を超える場合は、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 area ratio 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 that does not depend on the scale can be obtained. At this time, if a distribution normalized by the maximum value independent of the circumscribed circle radius and the area ratio is created, a distribution that does not depend on the scale between the circumscribed circle radius and the area ratio can be obtained, and the robustness to shape deformation is increased. On the other hand, shape discrimination becomes weak. In the present invention, since the distribution is normalized by the maximum value defined using the maximum circumscribed circle radius, which is the same reference value as the circumscribed circle radius, the maximum value is obtained for the circumscribed circle radius and the area ratio. Although the distribution is different, the distribution maintains the scale ratio between the two, and the spread of the distribution is narrower and sharper than when normalized with independent maximum values of the circumscribed circle radius and area ratio, and the shape discrimination Becomes higher. Actually, since the area ratio takes a value equal to or larger than the square of the maximum value of the circumscribed circle radius (maximum circumscribed circle radius), the area ratio is normalized so as to be saturated in the range of the square of the maximum value. In the present embodiment, as shown in the last line of [Expression 12] above, when Dmax 2 that is the square of the maximum circumscribed circle radius Dmax is exceeded, the element corresponding to the maximum value is counted. With this setting, in the case of a sphere, the area ratio distribution has a peak at the maximum value, and has almost the same form as the circumscribed circle distribution. However, as the shape deviates from the sphere, the difference between the area ratio distribution and the circumscribed circle distribution increases. The range of normalization can be set as appropriate, but is preferably 3/2 to the third power of the maximum value of the circumscribed circle radius. If the ratio is less than 3/2, the ratio of the area ratio exceeding the maximum value of the element ma (scale) (3/2 of the maximum value of the circumscribed circle radius) increases, and the distribution is concentrated on the maximum value of the element ma. Therefore, the shape is not accurately reflected. Further, when it exceeds the third power, 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、面積比分布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、三角形の重心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、面積比分布Ha(ma)は、重み値加重の面積比分布を示すことになる。面積でなく単に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、複数の部品で構成されるポリゴンモデルに対して複数の部品を跨る特徴も残り、個々の部品の特徴が埋もれてしまう。そこで、本実施形態では、面積比分布算出時に上記重み値SQを加算するようにしている。ただし、対象とするポリゴンモデルが単一の部品で構成される場合、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あっても、ある程度の照合精度を保つことはできるが、法線ベクトルが考慮されていないため、ポリゴンモデルに空洞を含むか否か相違を識別できない。   The area ratio distribution Ha (ma) (ma = 0,..., MA−1) is calculated by executing the processing according to the above [Equation 12] for N triangles. Since each element is not simply a frequency, but a weight value obtained by multiplying the inner product value of the vector from the center of gravity of the triangle to each vertex and the normal vector of each polygon by the area of the polygon is added, the area ratio distribution Ha (Ma) indicates a weight value weighted area ratio distribution. When simply adding 1 instead of area, or simply adding the area of a polygon, the features that straddle multiple parts remain in the polygon model composed of multiple parts, and the characteristics of the individual parts are buried. End up. Therefore, in this embodiment, the weight value SQ is added when calculating the area ratio distribution. However, if the target polygon model is composed of a single part, it is possible to maintain a certain degree of collation accuracy even when adding 1 or simply adding the area of the polygon. Since the normal vector is not taken into account, it is impossible to identify the difference whether or not the polygon model includes a cavity.

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の2乗(Dmax2)で正規化された範囲を、所定数MAに均等に分割した上で、各面積比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に該当する数を得て、3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の重心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平均値を重み値として算出し、重み付けを行うことにより、面積比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. The range normalized by the square of the value (Dmax 2 ) is equally divided into a predetermined number MA, and each area ratio A (i) is set to any element ma of the predetermined number MA based on the value. To obtain the number corresponding to the element ma, and calculate the inner product value of the unit vector from the center of gravity of the triangle formed by the predetermined points of the three polygons to each vertex and the normal vector of the polygon including the vertex. An average value of values obtained by multiplying the area of the polygon is calculated as a weight value, and weighting is performed to calculate the area ratio distribution.

外接円分布および面積比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。   Once the circumscribed circle distribution and the area ratio 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、外接円分布および面積比分布を算出する。ステップS505〜ステップS509の外接円分布および面積比分布の算出処理は、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 time, and the processing of steps S505 to S509 is executed, and the circumscribed circle distribution and area are changed. Calculate the ratio distribution. The calculation process of circumscribed circle distribution and area ratio distribution in step S505 to step S509 is repeated a predetermined number of times set as a 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、外接円分布および面積比分布を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、外接円分布および面積比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 area ratio distribution are calculated once, the process of calculating the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution again by changing the order of the polygons in two of the three groups is repeatedly performed. It will be. 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面積比分布に変換され、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 if the polygon models have different total area values, that is, polygon models with different scales, they are converted to the same scale area ratio distribution, 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 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、三角形の面積比の算出に際し、3つのポリゴンの重心を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座標をもつ重心とすることが好ましいが、重心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、また、ポリゴンが三角形である場合、内心・外心・垂心・傍心等を用いることができる。   In the present embodiment, when calculating the radius of the circumscribed circle of the triangle and the area ratio of the triangle, a triangle having the three centroids of the three polygons as the three vertices is created. The vertices of the triangles are preferably centroids having the average coordinates of the vertices of the polygons, but can also be triangles connecting predetermined points on the polygons other than the centroids. The predetermined points on the polygon include, for example, any vertex constituting 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 polygon is a triangle. In some cases, inner, outer, vertical, side, etc. 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13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. 13 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.

外接円分布および面積比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 area ratio 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、外接円分布および面積比分布の正規化を行う。すなわち、外接円分布および面積比分布を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、外接円分布および面積比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面積比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 the circle distribution and area ratio distribution. That is, every time the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution are calculated once, the process of calculating the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution again by changing the order of the polygons in two of the three groups is repeatedly performed. . 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 area ratio 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、算出された面積比分布と直前の面積比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, by executing processing according to the following [Equation 16], the Euclidean distance DA between the calculated area ratio distribution and the immediately preceding area ratio distribution is calculated. 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、直前の面積比分布を示している。 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 area ratio 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、面積比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 calculation unit 10 compares the Euclidean distance of the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution calculated in step S522 with 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面積比分布を、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面積比分布と、その直前に得られた外接円分布および面積比分布を比較し、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面積比分布を、照合対象の外接円分布および面積比分布とする。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 area ratio distribution calculated last into two types of frequencies. The distribution is determined (step S524). That is, the circumscribed circle distribution and area ratio distribution immediately after the calculation are compared with the circumscribed circle distribution and area ratio distribution obtained immediately before the circumscribed circle distribution and area ratio distribution obtained immediately before the calculation. The area ratio distribution is a circumscribed circle distribution and an area ratio 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面積比分布を求めるための三角形とその外接円を図14に示す。図14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重心を結ぶことにより三角形が作成される。そして、三角形の外接円を求める。図14は、三角形とその外接円と半径の関係を示している。図14において、下向きの矢印は、外接円の半径を示している。   FIG. 14 shows a triangle for obtaining the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution obtained from the target model and the circumscribed circle. FIG. 14 shows a polygon model when the polygon is triangular. For three polygons selected from the polygon model, a triangle is created by connecting the centroids having the average coordinates of the vertices of each polygon. Then, a circumscribed circle of a triangle is obtained. FIG. 14 shows the relationship between the triangle and its circumscribed circle and radius. In FIG. 14, the downward arrow indicates the radius of the circumscribed circle.

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、面積比はポリゴンモデルが球体の場合には、殆どの値が最大値に設定した最大外接円半径の2乗を超えてしまい、面積比分布は最大値の箇所にピークが現れる外接円分布と殆ど同様な形態になるが、ポリゴンモデルが球体から外れた形状になるにつれ、最大外接円半径の2乗を超える値が少なくなり、面積比分布は0側にずれ、外接円分布と同等以上に形状の識別性を備える。ただし、球体以外では外接円分布とは異なる複雑な形態になるため、外接円分布を補足する機能をもつ。本発明では、面積比分布の最大値を最大外接円半径に依存した値に設定しているため、外接円分布と面積比分布の横軸のスケールは所定の比率に自動的に維持される。 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, when the polygon model is a sphere, most of the values exceed the square of the maximum circumscribed circle radius set to the maximum value, and the area ratio distribution has a peak at the maximum value. The shape is almost the same as the circumscribed circle distribution, but as the polygon model deviates from the sphere, the value that exceeds the square of the maximum circumscribed circle radius decreases, the area ratio distribution shifts to the 0 side, and the circumscribed circle distribution. Equipped with shape discrimination that is equivalent to or better than However, since it has a complicated form different from the circumscribed circle distribution except for the sphere, it has a function to supplement the circumscribed circle distribution. In the present invention, since the maximum value of the area ratio distribution is set to a value depending on the maximum circumscribed circle radius, the scale on the horizontal axis of the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution is automatically maintained at a predetermined ratio.

<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60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 60. 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面積比分布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 area ratio 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)=Σmd=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 md = 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、整合処理された面積比分布Ha´(ma)が得られる。   As a result of executing the processing according to the above [Equation 18], the matched area ratio distribution Ha ′ (ma) is obtained.

<3.5.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。この強調処理は、対象モデルが、ある製品の部品を表現しており、規制モデルデータベース60に製品全体の度数分布が登録されているような場合に特に有効である。まず、度数分布強調手段30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60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30は、まず、以下の〔数式20〕で定義される強調成分(窓関数)W(md)、W(ma)を準備する。
<3.5. Frequency distribution enhancement processing>
Next, the frequency distribution enhancement processing in step S170 will be described. This emphasis process is particularly effective when the target model represents a part of a product and the frequency distribution of the entire product is registered in the regulation model database 60. First, the frequency distribution enhancement means 30 performs enhancement processing on the frequency distribution of the matched target model and the frequency distribution stored in the restriction model database 60. Specifically, the frequency distribution enhancement means 30 first prepares enhancement components (window functions) W (md) and W (ma) defined by the following [Equation 20].

〔数式20〕
W(md)=1/(md+1)2
md=0,・・・,MD−1
W(ma)=1/(ma+1)2
ma=0,・・・,MA−1
[Formula 20]
W (md) = 1 / (md + 1) 2
md = 0,..., MD-1
W (ma) = 1 / (ma + 1) 2
ma = 0,..., MA-1

W(md)、W(ma)は、ともに0<W(md)、W(ma)≦1の値を取り得る。続いて、度数分布強調手段30は、規制モデルデータベース60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)、面積比分布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60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。   Both W (md) and W (ma) can take values of 0 <W (md) and W (ma) ≦ 1. Subsequently, the frequency distribution emphasizing means 30 uses the frequency distribution registered in the record re (re = 0,..., RE−1) among the RE records stored in the restriction model database 60 as a frequency distribution. A circumscribed circle distribution Hdo (re, md) (md = 0,..., MD-1) and an area ratio distribution Hao (re, ma) (ma = 0,..., MA-1) are extracted. Then, by executing the processing according to the following [Formula 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 60 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)・W(md)
Hdo´(re,md)=Hdo(re,md)・W(md)
[Formula 21]
Hd ″ (md) = Hd ′ (md) · W (md)
Hdo ′ (re, md) = Hdo (re, md) · W (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60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W(md)を乗じる処理を行っている。強調成分W(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30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面積比分布Ha´(ma)、規制モデルデータベース60に記憶されている各レコードreの面積比分布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 60 are as follows. Processing for multiplying all values in the range of md = 0,..., MD-1 by the emphasis component W (md) is performed. The enhancement component W (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 30 stores the area ratio distribution Ha ′ (ma) of the matched target model in the regulated model database 60 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 area ratio distribution Hao (re, ma) of each record re.

〔数式22〕
Ha´´(ma)=Ha´(ma)・W(ma)
Hao´(re,ma)=Hao(re,ma)・W(ma)
[Formula 22]
Ha ″ (ma) = Ha ′ (ma) · W (ma)
Hao '(re, ma) = Hao (re, ma) · W (ma)

上記〔数式22〕においては、正規化された対象モデルの面積比分布Ha´(ma)、規制モデルデータベース60に記憶されている各レコードreの面積比分布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W(ma)を乗じる処理を行っている。強調成分W(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面積比分布Ha´´(ma)、強調処理された各規制モデルの面積比分布Hao´(re,ma)が強調度数分布として得られる。   In the above [Equation 22], the area ratio distribution Ha ′ (ma) of the normalized target model and the area ratio distribution Hao (re, ma) of each record re stored in the restriction model database 60 are respectively calculated. , Ma = 0,..., MA-1 are multiplied by the emphasis component W (ma). The emphasis component W (ma) plays a role as a so-called window function that extracts only a specific section of data, and the above [Equation 22] performs processing for multiplying the window function as in [Equation 21]. Will be. As a result of executing the processing according to the above [Equation 22], the area ratio distribution Ha ″ (ma) of the target model subjected to the emphasis process and the area ratio distribution Hao ′ (re, ma) of each emphasizing regulation model are obtained. Obtained as an emphasis frequency distribution.

図15は、ステップS170の度数分布の強調処理による度数分布の変化の様子を示す図である。図15(a)(b)(d)(e)は、度数分布を示しており、横軸は要素mdまたはma、縦軸は、度数Hd(md)またはHa(ma)等を示している。図15(c)は、強調成分である窓関数W(m)=1/(m+1)2を示している(mは、mdまたはmaを一般化したもの)。 FIG. 15 is a diagram illustrating a change in the frequency distribution by the frequency distribution enhancement processing in step S170. 15 (a), (b), (d), and (e) show the frequency distribution, the horizontal axis shows the element md or ma, and the vertical axis shows the frequency Hd (md) or Ha (ma). . FIG. 15C shows a window function W (m) = 1 / (m + 1) 2 that is an enhancement component (m is a generalization of md or ma).

図15の例では、図15(a)に対応する規制モデルが、ある製品全体を表現しており、図15(b)に対応する対象モデルが、ある製品の部品を表現している状態を示している。このため、部品のみに比較して外接円の半径が大きい傾向がある規制モデルは、図15(a)に示すように、最大外接円半径を最大値とする横軸全体に渡って、分布が存在するが、製品全体に比較して外接円の半径が小さい傾向がある対象モデルは、図15(b)に示すように、最大外接円半径を最大値とする横軸においては、短距離域(低域)すなわち図面左方の部分にしか分布が存在しない。   In the example of FIG. 15, the regulation model corresponding to FIG. 15A represents an entire product, and the target model corresponding to FIG. 15B represents a part of a product. Show. For this reason, the regulation model in which the radius of the circumscribed circle tends to be larger than that of only the part has a distribution over the entire horizontal axis having the maximum circumscribed circle radius as the maximum value, as shown in FIG. As shown in FIG. 15 (b), the target model that exists but tends to have a smaller radius of the circumscribed circle compared to the entire product is a short-range region on the horizontal axis with the maximum circumscribed circle radius as the maximum value. The distribution exists only in the (low range), that is, the left part of the drawing.

図15(c)に示すように、本実施形態で用いる強調成分は、要素mの値が小さい程、値が大きくなる窓関数である。そのため、短距離域のみが強調され易い。このため、強調処理を行うと、製品全体を表現した規制モデルの度数分布は、短距離域のみが強調され、強調処理後の対象モデルとの照合を行った場合に、相関が高くなり易くなる。   As shown in FIG. 15C, the emphasis component used in the present embodiment is a window function whose value increases as the value of the element m decreases. Therefore, only the short distance area is easily emphasized. For this reason, when the emphasis process is performed, the frequency distribution of the regulatory model that represents the entire product is emphasized only in the short-range area, and the correlation is likely to increase when collation with the target model after the emphasis process is performed. .

<3.6.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16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40は、規制モデルデータベース60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)、面積比分布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。
<3.6. Frequency distribution matching process>
Next, the frequency distribution matching process in step S200 will be described. FIG. 16 is a flowchart showing the frequency distribution matching process. First, the frequency distribution matching unit 40 acquires a frequency distribution (emphasized frequency distribution) extracted from the restriction model database 60 and subjected to an emphasis process (step S610). As the frequency distribution subjected to enhancement processing, circumscribed circle distribution Hdo ′ (re, md) (md = 0,..., MD−1), area ratio distribution Hao ′ (re, ma) (ma = 0,. , MA-1). 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40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60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各要素間の相関係数を算出する(ステップS620)。度数分布照合手段40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)の平均値Ad、強調処理された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。   Next, the frequency distribution matching unit 40 calculates a correlation coefficient between each element 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 60 and enhanced. Calculate (step S620). The frequency distribution matching means 40 executes the process according to the following [Equation 23], whereby the average value Ad of the circumscribed circle distribution Hd (md) of the target model subjected to the emphasis process, the circumscribing of the emphasizing regulation model. An average value Ado (re) of the circle distribution Hdo (re, md) is calculated.

〔数式23〕
Ad=Σmd=0,MD-1Hd(md)/MD
Ado(re)=Σmd=0,MD-1Hdo(re,md)/MD
[Formula 23]
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24〕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 24], 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24〕
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 24]
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24〕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25〕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 24]. 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 25] to 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Dd(re)を算出する。   Next, using the calculated average value and standard deviation, a process according to the following [Equation 25] 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 Dd (re) is calculated.

〔数式25〕
Dd(re)=[Σmd=0,MD-1(Hd(md)−Ad)・(Hdo(re,md)−Ado(re))]/(Sdo(re)・Sd)
[Formula 25]
Dd (re) = [Σ md = 0, MD-1 (Hd (md) −Ad) · (Hdo (re, md) −Ado (re))] / (Sdo (re) · Sd)

上記〔数式25〕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Dd(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25〕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25〕に示したDd(re)を「正規化相関係数」と呼ぶ習慣もある。   In the above [Equation 25], 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 Dd (re) is obtained by dividing the covariance of the frequency distributions Hd (md) and Hdo (re, md) by their standard deviations. In general, the processing load is high when dividing the square root of the denominator twice as in the calculation of [Equation 25]. 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 Dd (re) shown in the above [Equation 25] is called “normalized correlation coefficient”. There are also customs.

次に、度数分布照合手段40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Dd(re)と、判定しきい値との比較を行う(ステップS630)。相関係数Dd(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、+20.0(−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 40 compares the correlation coefficient Dd (re) of the circumscribed circle distribution calculated in step S620 with the determination threshold value (step S630). When the correlation coefficient Dd (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. Here, the correlation coefficient value taking a range of +20.0 (−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40は、対象モデルの面積比分布と、規制モデルの面積比分布で、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26〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの面積比分布Ha(ma)の平均値Aa、規制モデルの面積比分布Hao(re,ma)の平均値Aao(re)を算出する。   If it is determined in step S630 that the data is suitable, the frequency distribution matching unit 40 calculates a correlation coefficient between the elements based on the area ratio distribution of the target model and the area ratio distribution of the restriction model (step S640). First, by executing processing according to the following [Equation 26], the average value Aa of the area ratio distribution Ha (ma) of the target model, and the average value Aao () of the area ratio distribution Hao (re, ma) of the regulated model re) is calculated.

〔数式26〕
Aa=Σma=0,MA-1Ha(ma)/MA
Aao(re)=Σma=0,MA-1Hao(re,ma)/MA
[Formula 26]
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27〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの面積比分布Ha(ma)の標準偏差Sa、規制モデルの面積比分布Hao(re,ma)の標準偏差Sao(re)を算出する。   Subsequently, by executing processing according to the following [Equation 27], the standard deviation Sa of the area ratio distribution Ha (ma) of the target model and the standard deviation Sao of the area ratio distribution Hao (re, ma) of the regulated model (Re) is calculated.

〔数式27〕
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 27]
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27〕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28〕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 27]. 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 28], 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28〕に従った処理を実行することにより、対象モデルの面積比分布とレコードreに対応する規制モデルの面積比分布の相関係数Da(re)を算出する。   Next, by using the calculated average value and standard deviation, the processing according to the following [Equation 28] is executed, whereby the area ratio distribution of the target model and the area ratio distribution of the regulation model corresponding to the record re A correlation coefficient Da (re) is calculated.

〔数式28〕
Da(re)=[Σma=0,MA-1(Ha(ma)−Aa)・(Hao(re,ma)−Aao(re))]/(Sao(re)・Sa)
[Formula 28]
Da (re) = [Σma = 0, MA-1 (Ha (ma) -Aa). (Hao (re, ma) -Aao (re))] / (Sao (re) .Sa)

上記〔数式28〕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Da(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28〕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28〕に示したDa(re)を「正規化相関係数」と呼ぶ習慣もある。   In the above [Equation 28], 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 Da (re) is obtained by dividing the covariance of the frequency distributions Ha (ma) and Hao (re, ma) by the respective standard deviations. In general, the processing load is high when dividing the square root of the denominator twice as in the calculation of [Equation 28]. 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 Da (re) shown in the above [Equation 28] is called “normalized correlation coefficient”. There are also customs.

次に、度数分布照合手段40は、ステップS640において算出された面積比分布の相関係数Da(re)と、判定しきい値との比較を行う(ステップS650)。相関係数Da(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Da(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、+20.0(−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 40 compares the correlation coefficient Da (re) of the area ratio distribution calculated in step S640 with the determination threshold value (step S650). If the correlation coefficient Da (re) is greater than or equal to the determination threshold value, it is determined as conforming, and if the correlation coefficient Da (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. Here, the correlation coefficient value taking a range of +20.0 (−1 to +1) is multiplied by 100 and expressed in% dimension. ).

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40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60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S660)。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40は、以下の〔数式29〕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。   When it is determined in step S650 that the data match, the frequency distribution matching unit 40 determines that the circumscribed circle distribution of the target model subjected to the enhancement process and the circumscribed circle distributions of the regulated model extracted from the regulation model database 60 and enhanced. To calculate the peak position correlation (step S660). 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 means 40 executes processing according to the following [Equation 29], 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29〕
Pd(re)={MD/4−|mdM−mdoM(re)|}・400/MD
[Formula 29]
Pd (re) = {MD / 4- | mdM-mdoM (re) |} .400 / MD

上記〔数式29〕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 29], 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40は、ステップS660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S670)。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 40 compares the peak position correlation Pd (re) of the circumscribed circle calculated in step S660 with the determination threshold value (step S670). 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S670において適合と判定された場合には、度数分布照合手段40は、強調処理された対象モデルの面積比分布と、規制モデルデータベース60から抽出されて強調処理された規制モデルの面積比分布同士でピーク位置相関を算出する(ステップS680)。度数分布照合手段40は、以下の〔数式30〕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面積比分布Ha(ma)と強調処理された規制モデルの面積比分布Hao(re,ma)のピーク位置相関Pa(re)を算出する。   If it is determined in step S670 that the data match, the frequency distribution matching unit 40 compares the area ratio distribution of the emphasized target model and the area ratio distribution of the restriction model extracted from the restriction model database 60 and emphasized. To calculate the peak position correlation (step S680). The frequency distribution matching means 40 executes the processing according to the following [Equation 30], whereby the area ratio distribution Ha (ma) of the emphasized target model and the area ratio distribution Hao ( The peak position correlation Pa (re) of re, ma) is calculated.

〔数式30〕
Pa(re)={MA/4−|maM−maoM(re)|}・400/MA
[Formula 30]
Pa (re) = {MA / 4- | maM-maoM (re) |} .400 / MA

上記〔数式30〕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|maM−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 30], 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 | maM−maoM (re) | becomes smaller, and is determined based on the peak position difference.

次に、度数分布照合手段40は、ステップS680において算出された面積比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S690)。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S690において適合と判定された場合には、度数分布照合手段40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17は、外接円分布(ヒストグラム)とピーク位置との関係を示す図である。図17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。ステップS690において適合と判定された場合には、度数分布照合手段40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 40 compares the peak position correlation Pa (re) of the area ratio distribution calculated in step S680 with the determination threshold (step S690). 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 S690, the frequency distribution matching unit 40 determines that the output should be restricted (output inappropriate) because the target model and the restriction model of the record re are compatible. Do. FIG. 17 is a diagram illustrating the relationship between the circumscribed circle distribution (histogram) and the peak position. In FIG. 17, the left side shows the restriction model, and the right side shows the target model. If it is determined to be suitable in step S690, the frequency distribution matching unit 40 determines that the output should be restricted (output inappropriate) because the target model and the restriction model of the record re are compatible. Do.

本実施形態では、図16を用いて説明したように、ピーク位置相関と相関係数の2つの手法を用いて度数分布の照合を行った。しかし、必ずしも2つの手法を用いる必要はなく、ピーク位置相関、相関係数のいずれか一方を用いて度数分布の照合を行ってもよい。どちらか一方を用いる場合、相関係数の方がより精度が高いと考えられるが、ピーク位置相関を用いた場合であっても、かなり高精度な照合を行うことができる。   In the present embodiment, as described with reference to FIG. 16, the frequency distributions are collated using two methods of the peak position correlation and the correlation coefficient. However, it is not always necessary to use the two methods, and the frequency distribution may be verified using either the peak position correlation or the correlation coefficient. When either one is used, the correlation coefficient is considered to be more accurate, but even with the use of the peak position correlation, it is possible to perform collation with considerably high accuracy.

ステップS630、S650、S670、S690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40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16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60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つでも存在した場合、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。   If it is determined as non-conforming in any one of steps S630, S650, S670, and S690, the frequency distribution matching unit 40 finishes matching the target model with the restriction model of the record re, and compares it with the restriction model of the next record re + 1. Move on to verification. When the process according to the flowchart of FIG. 16 is executed for all records in the restriction model database 60 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.

<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40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40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 40 determines that “the output should not be restricted (output appropriate)”, the target model is output to the 3D printer 7 which is a three-dimensional object formation 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 40 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40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面積比分布を、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 area ratio distribution calculated with respect to the restriction model are output to the three-dimensional object formation data output at a place different from the three-dimensional object formation data output restriction device provided with the frequency distribution matching means 40. You may make it register and transmit to a control apparatus via a network.

図18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18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3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18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. 18 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. 18, the three-dimensional object formation data output restriction device 101 communicates with a public network such as the Internet in the configuration of the three-dimensional object formation data output restriction device 100 shown in FIG. 3. The network communication unit 8 is provided. The regulation model frequency distribution calculating device 102 can be realized by a general-purpose computer. As shown in FIG. 18, 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18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18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. 18, 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, in many cases, the three-dimensional object formation data output restriction device 101 and the 3D printer 7 shown in FIG. 18 are housed in one housing 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、面積比分布を算出する。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、面積比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60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 area ratio distribution are calculated as the two types of frequency distribution. The frequency distribution transmission unit transmits the circumscribed circle distribution and the area ratio 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 60 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。「クラウド型の立体物造形システム」とは、ユーザが出力依頼する対象モデルをクラウドに上げると、クラウド上で出力可否の審査を行い(人手による目視審査、3Dプリンタ出力整合性検査も含む)、許可された対象モデルの立体物造形をクラウド上の3Dプリンタで出力して、出力造形物を依頼者に返却するという3Dプリンタ受託出力サービスの意味で一般に使用されるが、本願では、前者の出力可否の審査をクラウド上の遠隔地のコンピュータで実施することにフォーカスしており、立体物造形(3Dプリンタ出力)をクラウド上で行うことは必須ではない。図19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19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19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18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. “Cloud type 3D object modeling system” means that when the target model requested by the user is raised to the cloud, it will be checked for output on the cloud (including manual visual inspection and 3D printer output consistency check) Generally used in the sense of 3D printer consignment output service that outputs the 3D object modeling of the permitted target model with a 3D printer on the cloud and returns the output modeling object to the client. In this application, the former output The focus is on conducting a pass / fail examination on a remote computer on the cloud, and it is not essential to perform solid object modeling (3D printer output) on the cloud. FIG. 19 is a hardware configuration diagram of a cloud-type three-dimensional object modeling system. In the three-dimensional object formation system shown in FIG. 19, the three-dimensional object formation data output restriction device is realized by the output control terminal 201 and the processing server 202. In the three-dimensional object modeling system shown in FIG. 19, the output control terminal 201 has a hardware configuration equivalent to the computer shown as the three-dimensional object modeling data output restriction device 101 in FIG. 18. 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19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19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18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. 19, 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. 19, the output control terminal 201 and the 3D printer 7 are shown in a separated form. However, as in the example of FIG. 18, the CPU 11, the RAM 12, and the constituent elements of the output control terminal 201 are included in 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20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4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70、出力適否データ送信手段80を備えた構成となっている。対象モデル記憶手段51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. 20 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 70 and an output propriety data transmitting unit 80 in addition to each unit of the three-dimensional object modeling data output restriction device shown in FIG. It has a configuration. The target model storage unit 51 stores not the target model itself but two kinds 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4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70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51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80は、度数分布照合手段40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 formation data output restricting device shown in FIG. The target model receiving means 70 is means for receiving the frequency distribution of the target model transmitted from the output control terminal 201 and registering it in the target model storage means 51. The CPU 11a executes a predetermined program, and the network communication section This is realized by controlling 18a. The output suitability data transmission means 80 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 40, and the CPU 11a 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たクラウド型コンピュータで、多数の出力制御用端末からアクセス可能になっている。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 a cloud computer connected to a network such as the Internet and can be accessed from a number of output control terminals. 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19、図20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7または図13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、外接円分布および面積比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. 19 and 20 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. 7 or FIG. 13, and the frequency configured by the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution. Generate a 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70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51に記憶する。ここで、図5に示したフローチャートに従って、度数分布整合手段20、度数分布強調手段30、度数分布照合手段40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40から出力適否データ送信手段80に渡される。そして、出力適否データ送信手段80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 70 receives the frequency distribution of the target model transmitted from the output control terminal 201, the target model storage unit 51 stores the frequency distribution in the target model storage unit 51. Here, according to the flowchart shown in FIG. 5, the frequency distribution matching unit 20, the frequency distribution emphasizing unit 30, and the frequency distribution matching unit 40 perform processing to determine whether the output of the target model corresponding to the received frequency distribution is appropriate. Output propriety data as a result of output propriety is passed from the frequency distribution matching unit 40 to the output propriety data transmitting unit 80. Then, the output suitability data transmission unit 80 transmits the output suitability data with the model ID added to the output control terminal 201 which 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21、図22に、比較事例と本発明による照合事例1を示す。図21、図22のいずれにおいても、3D球体モデルbを、3D球体モデルa、3D達磨モデルと照合した事例を示している。上段は、各ポリゴンモデルの外観であり、下段は、各ポリゴンモデルから得られる2種の度数分布である。2種の度数分布は、図21における比較事例では、上側が外接円半径の度数分布(外接円分布)、下側が内接円半径の度数分布(内接円分布)である。2種の度数分布は、図22における照合事例1では、上側が外接円分布、下側が面積比分布である。3D球体モデルa、3D球体モデルbは、球体を模しているが、正確には正多面体のポリゴンモデルであり、3D球体モデルaは5040ポリゴン、3D球体モデルbは120ポリゴンで構成されている。3D達磨モデルは、達磨を模した多面体のポリゴンモデルであり、15944ポリゴンで構成されている。
<7. Matching case>
21 and 22 show a comparative case and a matching case 1 according to the present invention. In both FIG. 21 and FIG. 22, the 3D sphere model b is shown as an example collated with the 3D sphere model a and the 3D master model. The upper row shows the appearance of each polygon model, and the lower row shows two types of frequency distributions obtained from each polygon model. In the comparative example in FIG. 21, the two types of frequency distributions are a frequency distribution with a circumscribed circle radius on the upper side (circumscribed circle distribution) and a frequency distribution with an inscribed circle radius on the lower side (inscribed circle distribution). The two frequency distributions are the circumscribed circle distribution on the upper side and the area ratio distribution on the lower side in the matching example 1 in FIG. The 3D sphere model a and the 3D sphere model b imitate a sphere, but to be precise, it is a regular polyhedron polygon model. The 3D sphere model a is composed of 5040 polygons, and the 3D sphere model b is composed of 120 polygons. . The 3D Takuma model is a polyhedral polygon model that imitates Takuma and is composed of 15944 polygons.

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Dd(re)、Da(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。図21においては、Dの値は外接円分布の照合結果、Aの値は内接円半径の度数分布の照合結果を示す。図22においては、Dの値は外接円分布の照合結果、Aの値は面積比分布の照合結果を示す。   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 correlation coefficients Dd (re) and Da (re), and Peak (D, A) shows , Peak position correlations Pd (re) and Pa (re) are shown, respectively. In FIG. 21, the value D indicates the result of matching the circumscribed circle distribution, and the value A indicates the result of matching the frequency distribution of the inscribed circle radius. In FIG. 22, the value D represents the matching result of the circumscribed circle distribution, and the value A represents the matching result of the area ratio distribution.

3D球体モデルaと3D球体モデルbは、いずれも球体を模しているので、これらの相関が高くなることが好ましい。一方、3D球体モデルbと3D達磨モデルは、全く異なる形状を模したものであるので、相関が低くなることが好ましい。3D球体モデルaと3D球体モデルbの照合結果について、図21と図22を比較すると、特に面積比分布については、相関係数、ピーク位置相関どちらの手法においても、本発明の方が、相関が大きくなっていることがわかる。その理由は、図21の内接円分布は外接円分布に比べ顕著に異なる広範な分布になっているとともに、3D球体モデルaと3D球体モデルb間で相違が見られる。これに対して、図22の面積比分布は外接円分布と類似した分布になっていて、3D球体モデルaと3D球体モデルb間で相違が殆ど見られない。3D球体モデルbと3D達磨モデルの照合結果について、図21と図22を比較すると、特に面積比分布については、相関係数、ピーク位置相関どちらの手法においても、本発明の方が、相関が小さくなっていることがわかる。その理由は、図21の3D達磨モデルの内接円分布と図22の3D達磨モデルの面積比分布はピーク位置は似ているが、分布の広がりに差があり、図21の3D達磨モデルの内接円分布は外接円分布に比べ広範な分布になっている。そのため、図21の3D球体モデルbの内接円分布との差があまり大きくない。一方、図22の3D達磨モデルの面積比分布は外接円分布と同様にシャープな分布になっており、ピーク位置が図22の3D球体モデルbの面積比分布と顕著に異なり、3D球体モデルbと3D達磨モデル間の差が大きい。以上のことから、面積比分布を用いた本発明の方が、他方式に比較して、より識別精度が向上していることがわかる。   Since both the 3D sphere model a and the 3D sphere model b imitate a sphere, it is preferable that the correlation between them increases. On the other hand, since the 3D sphere model b and the 3D polishing model imitate completely different shapes, it is preferable that the correlation be low. Comparing the comparison results of the 3D sphere model a and the 3D sphere model b with FIG. 21 and FIG. 22, in particular, regarding the area ratio distribution, the present invention has a correlation between both the correlation coefficient and the peak position correlation. It can be seen that is increasing. The reason is that the inscribed circle distribution in FIG. 21 is a wide distribution that is significantly different from the circumscribed circle distribution, and a difference is seen between the 3D sphere model a and the 3D sphere model b. On the other hand, the area ratio distribution in FIG. 22 is similar to the circumscribed circle distribution, and there is almost no difference between the 3D sphere model a and the 3D sphere model b. Comparing the comparison results of the 3D sphere model b and the 3D duffing model, FIG. 21 and FIG. You can see that it is getting smaller. The reason is that the inscribed circle distribution of the 3D polishing model in FIG. 21 and the area ratio distribution of the 3D polishing model in FIG. 22 are similar in peak position, but there is a difference in the spread of the distribution. The inscribed circle distribution is wider than the inscribed circle distribution. Therefore, the difference from the inscribed circle distribution of the 3D sphere model b in FIG. 21 is not so large. On the other hand, the area ratio distribution of the 3D polishing model of FIG. 22 is a sharp distribution similar to the circumscribed circle distribution, and the peak position is significantly different from the area ratio distribution of the 3D sphere model b of FIG. There is a big difference between the 3D Tadashi model. From the above, it can be seen that the identification accuracy is more improved in the present invention using the area ratio distribution than in the other methods.

図23に、本発明による照合事例2を示す。図23においては、3D球体モデルaを、3D円柱モデル、3D楕円体モデルと照合した事例を示している。2種の度数分布は、図23における照合事例では、上側が外接円分布、下側が面積比分布である。3D球体モデルaは、図21(a)、図22(a)に示したものと同じものである。3D円柱モデルは、円柱を模しているが、正確には多角柱のポリゴンモデルである。3D楕円体モデルは、3D球体モデルaを上下方向に潰したような楕円状の球体を模しているが、正確には、多面体のポリゴンモデルである。3D球体モデルaは5040ポリゴン、3D円柱モデルは288ポリゴン、3D楕円体モデルは5040ポリゴンで構成されている。   FIG. 23 shows a matching case 2 according to the present invention. FIG. 23 shows a case where the 3D sphere model a is collated with the 3D cylindrical model and the 3D ellipsoid model. The two frequency distributions are a circumscribed circle distribution on the upper side and an area ratio distribution on the lower side in the collation example in FIG. The 3D sphere model a is the same as that shown in FIGS. 21 (a) and 22 (a). The 3D cylinder model imitates a cylinder, but it is precisely a polygon model of a polygonal cylinder. The 3D ellipsoidal model imitates an elliptical sphere that is obtained by squashing the 3D sphere model a in the vertical direction, but it is precisely a polyhedral polygon model. The 3D sphere model a is composed of 5040 polygons, the 3D cylinder model is composed of 288 polygons, and the 3D ellipsoidal model is composed of 5040 polygons.

3D球体モデルaと3D円柱モデルの照合結果を見ると、外接円分布についてはピーク位置がずれているものの、分布形状は類似していることがわかり、ピーク位置相関は正の値を示すことから、これだけでは両者は類似性ありと誤判断される可能性がある。一方、面積比分布についてはピーク位置も分布形状も全く異なり、相関係数、ピーク位置相関のどちらの値も負値を示し、両者は不適合と判断できる。即ち、3D球体モデルaと3D円柱モデルの相違は外接円分布だけでは判断できないことがわかる。続いて、3D球体モデルaと3D楕円体モデルの照合結果を見ると、面積比分布についてはピーク位置、分布形状とも殆ど同一であり、相関係数、ピーク位置相関のどちらの値も高い正の値を示すことから、これだけでは両者は適合と判断される。一方、外接円分布についてはピーク位置も分布形状も全く異なり、相関係数、ピーク位置相関どちらの値も負値を示し、両者は不適合と判断できる。即ち、3D球体モデルaと3D楕円体モデルの相違は面積比分布だけでは判断できないことがわかる。したがって、例えば、3D球体モデルaを規制モデルとして、その度数分布をデータベースに登録する際は、外接円分布と面積比分布の双方を登録しておき、3D円柱モデル、3D楕円体モデルを対象モデルとして、本実施形態の立体物造形用データ出力規制装置で出力適否の判定を行う際は、外接円分布と面積比分布の双方を用いて照合しないと、3D楕円体モデルおよび3D円柱モデルとも出力適正(不適合)と適切に判定されなくなる。   Looking at the collation result between the 3D sphere model a and the 3D cylinder model, it can be seen that although the peak positions of the circumscribed circle distribution are shifted, the distribution shapes are similar, and the peak position correlation shows a positive value. This alone may result in misjudgment that the two are similar. On the other hand, regarding the area ratio distribution, the peak position and the distribution shape are completely different, and both values of the correlation coefficient and the peak position correlation show negative values, and it can be determined that both are incompatible. That is, it can be seen that the difference between the 3D sphere model a and the 3D cylinder model cannot be determined only by the circumscribed circle distribution. Subsequently, when the comparison result between the 3D sphere model a and the 3D ellipsoid model is seen, the area ratio distribution is almost the same in both the peak position and the distribution shape, and both the correlation coefficient and the peak position correlation are high positive values. Since it shows a value, it is determined that both are compatible. On the other hand, with respect to the circumscribed circle distribution, the peak position and the distribution shape are completely different, and both the correlation coefficient and the peak position correlation are negative values. That is, it can be seen that the difference between the 3D sphere model a and the 3D ellipsoid model cannot be determined only by the area ratio distribution. Therefore, for example, when the frequency distribution is registered in the database using the 3D sphere model a as the restriction model, both the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution are registered, and the 3D cylinder model and the 3D ellipsoid model are the target models. As described above, when determining whether or not the output is appropriate in the three-dimensional object shaping data output restriction device of the present embodiment, both the 3D ellipsoid model and the 3D cylinder model are output unless collation is performed using both the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution. Appropriate (nonconforming) is not properly determined.

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16に示したステップS620、S640、S660、S680において度数分布照合手段40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 shaping data output restriction device 100 not only determines conformity / nonconformity, but also the peak position correlation and correlation calculated by the frequency distribution matching means 40 in steps S620, S640, S660, and S680 shown in FIG. The display unit 6 can output the numbers and the like. 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、2種の度数分布として外接円分布と面積比分布を用いて照合を行うようにしたが、外接円分布を用いず、面積比分布のみを用いて照合を行い、出力適否を判定するようにしてもよい。外接円分布と面積比分布の双方を用いた場合には、より照合の精度は高まるが、面積比分布のみであっても、照合対象のポリゴンモデルの特徴によっては、高い精度で出力適否を判定することができる。   Further, in the above embodiment, the matching is performed using the circumscribed circle distribution and the area ratio distribution as the two types of frequency distributions. However, the matching is performed using only the area ratio distribution without using the circumscribed circle distribution, and output. You may make it determine suitability. When both the circumscribed circle distribution and area ratio distribution are used, the accuracy of matching is further increased. However, even if only the area ratio distribution is used, output suitability is determined with high accuracy depending on the characteristics of the polygon model to be matched. can do.

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重心を用いた。重心を用いると三角形形状に限定されず、任意の頂点数をもつポリゴンにも適用可能であるが、ポリゴン上の点であれば、ポリゴン重心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, the polygon center of gravity having the average coordinates of each vertex of the polygon is used as one point on the polygon for forming the triangle. When the center of gravity is used, the shape is not limited to a triangular shape and can be applied to a polygon having an arbitrary number of vertices, but may be a point other than the center of gravity of the polygon as long as it is a point on the polygon. For example, as a point on the polygon, a point having a value that is exactly halfway between the maximum value and the minimum value of the vertex of the polygon for each xyz coordinate can be used.

また、上記実施形態では、規制モデルが複数の部品で構成され、対象モデルが規制モデルの一部品である場合に両者の部分照合を実現するため、対象モデルの度数分布のスケールを規制モデルのスケールに整合させる度数分布の整合処理を行った上で、各々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、規制モデルと対象モデルとの完全照合を行う際は、このような度数分布の整合処理や強調処理を行わず、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相関係数のみを用いて照合するようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, when the restriction model is composed of a plurality of parts and the target model is one part of the restriction model, the frequency distribution scale of the target model is changed to the scale of the restriction model in order to realize partial matching between the two. After matching the frequency distribution to be matched to each of the frequency distributions, each frequency distribution is multiplied by the emphasis component, and the emphasis frequency distribution of the target model and the emphasis frequency distribution of the regulatory model are collated. When performing full matching between the model and the target model, the frequency distribution matching and emphasis processing is not performed, and the frequency distribution of the target model and the frequency distribution of the regulatory model extracted from the database are only correlation coefficients. You may make it collate using.

また、上記実施形態では、三角形の外接円の面積を、ポリゴン間三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布の算出のため、〔数式10〕に示したように、外接円の半径を二乗したもの(外接円の面積をπで除したもの)を、三角形の面積の平方根で除することにより得られた擬似的な面積比を算出した。しかし、面積比分布算出のため〔数式10〕に示したものに限定されず、適当な係数を乗算したものであってもよい。   In the above embodiment, for calculating the frequency distribution based on the value obtained by dividing the area of the circumscribed circle of the triangle by the square root of the area of the triangle between the polygons, The pseudo area ratio obtained by dividing the square of (the area of the circumscribed circle by π) by the square root of the triangular area was calculated. However, it is not limited to the one shown in [Formula 10] for calculating the area ratio distribution, and may be one obtained by multiplying an appropriate coefficient.

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・・・度数分布強調手段
40・・・度数分布照合手段
50、51・・・対象モデル記憶手段
60・・・規制モデルデータベース
70・・・対象モデル受信手段
80・・・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 ... Frequency distribution enhancement means 40 ... Frequency distribution matching means 50, 51 ... Target model storage means 60 ... Regulatory model database 70 ... Target model receiving means 80 ... Output propriety data transmission means 100, 101 ... Solid object shaping data output restriction device 102 ... Restriction model frequency distribution calculation device 201 ... Output control terminal 202 ... Processing server

Claims (22)

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つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比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、当該対象モデル内の3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比分布を算出する度数分布算出手段と、
前記対象モデルの面積比分布を、前記規制モデルの面積比分布と照合し、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,
Area that is a frequency distribution based on a value obtained by dividing the area of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points of three polygons in a restriction model that is a polygon model whose output is to be restricted, by the square root of the area of the triangle A database in which the ratio distribution is registered;
Based on a target model which is a polygon model to be output, a value obtained by dividing the area of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points of three polygons in the target model by the square root of the area of the triangle A frequency distribution calculating means for calculating an area ratio distribution which is a frequency distribution;
A frequency distribution matching unit that collates the area ratio distribution of the target model with the area ratio distribution of the regulation model and determines whether or not the output should be regulated;
A data output regulating device for three-dimensional object formation characterized by comprising:
前記度数分布算出手段は、前記面積比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2乗の範囲を前記所定数に均等に分割した上で、前記各面積比を当該面積比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、当該要素に該当する数により、前記面積比分布を算出することを特徴とする請求項1に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   In calculating the area ratio distribution, the frequency distribution calculating unit prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements, and calculates the range of the square of the maximum value of the calculated radius of the circumscribed circle. After equally dividing into a predetermined number, each area ratio is assigned to one of the predetermined elements based on the value of the area ratio, and the area ratio distribution is calculated by the number corresponding to the element. The three-dimensional object modeling data output restriction device according to claim 1, wherein: 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3個単位で取得してランダムに第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。   The frequency distribution calculating means obtains polygons in the target model in units of three for the target model, randomly classifies them into three groups, a first group, a second group, and a third group, 3. The three-dimensional object formation data output restriction device according to claim 1, wherein the three polygons are selected by selecting polygons one by one from the group. 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請求項3に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The frequency distribution calculating means creates a random number array in which N / 3 consecutive integers are randomly replaced when the number of polygons in each group is N / 3, and from the beginning to the end of the random number array. The reverse random number array is created by reversing the order of the above, and the random number array is applied to one of the three groups, and the reverse random number array is applied to the other group, and the order of the polygons in the group is determined. 4. The three-dimensional object formation data output restriction device according to claim 3, wherein the polygons are selected in order from the top of each group after the replacement. 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請求項4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. 5. The three-dimensional object formation data output restriction device according to claim 4, wherein N / 3 triangles are formed.
前記度数分布算出手段は、
前記面積比分布を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、前記面積比分布を改めて算出する処理を所定の回数、繰り返し行い、算出された面積比分布の平均値を、照合対象の面積比分布とするものであることを特徴とする請求項4または請求項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:
Each time the area ratio distribution is calculated, the calculation of the area ratio distribution is repeated a predetermined number of times by changing the order of polygons in two of the three groups. 6. The three-dimensional object shaping data output regulating device according to claim 4, wherein the average value of the area ratio distribution is an area ratio distribution to be verified.
前記度数分布算出手段は、
前記面積比分布を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、前記面積比分布を改めて算出する処理を繰り返し行い、
算出直後の面積比分布と、その直前に得られた前記面積比分布を比較し、比較の結果で類似性が認められる場合に、前記算出直後の面積比分布を、照合対象の面積比分布とするものであることを特徴とする請求項4または請求項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:
Each time the area ratio distribution is calculated, the order of polygons in two groups of the three groups is changed, and the process of calculating the area ratio distribution is repeated.
When the area ratio distribution immediately after the calculation is compared with the area ratio distribution obtained immediately before the comparison, and the similarity is recognized as a result of the comparison, the area ratio distribution immediately after the calculation is referred to as the area ratio distribution to be verified. The three-dimensional object formation data output restriction device according to claim 4 or 5, wherein
前記データベースは、前記面積比分布に加えて、前記三角形の外接円の半径の度数分布である外接円分布が登録されたものであり、
前記度数分布算出手段は、前記対象モデルに対して、前記面積比分布に加えて、前記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ものであり、
前記度数分布照合手段は、前記面積比分布の照合に加えて、対象モデルの外接円分布を、規制モデルの外接円分布と照合し、出力を規制すべきか否かを判定するものであることを特徴とする請求項1から請求項7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。
In the database, in addition to the area ratio distribution, a circumscribed circle distribution that is a frequency distribution of the radius of the circumscribed circle of the triangle is registered.
The frequency distribution calculating means calculates a circumscribed circle distribution that is a frequency distribution of the radius of the circumscribed circle of the triangle in addition to the area ratio distribution for the target model,
The frequency distribution matching means, in addition to the verification of the area ratio distribution, compares the circumscribed circle distribution of the target model with the circumscribed circle distribution of the restriction model, and determines whether or not the output should be regulated. The three-dimensional object formation data output regulation device according to any one of claims 1 to 7, wherein
前記度数分布算出手段は、前記外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範囲を前記所定数に均等に分割した上で、前記各外接円の半径を当該外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、当該要素に該当する数により、前記外接円分布を算出することを特徴とする請求項8に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   In calculating the circumscribed circle distribution, the frequency distribution calculating unit prepares a one-dimensional array composed of a predetermined number of elements, and sets the range of the calculated maximum value of the radius of the circumscribed circle to the predetermined number. After dividing equally, the radius of each circumscribed circle is assigned to any one of the predetermined number of elements based on the value of the radius of the circumscribed circle, and the circumscribed circle distribution is calculated based on the number corresponding to the element. The three-dimensional object modeling data output regulation device according to claim 8. 前記度数分布算出手段は、前記3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の重心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平均値を重み値として算出し、前記要素に該当する数を得る際、前記重み値を用いて重み付けすることを特徴とする請求項9に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The frequency distribution calculating means multiplies the area of the polygon by an inner product value of a unit vector from the center of gravity of a triangle formed by a predetermined point of the three polygons to each vertex and a normal vector of the polygon including the vertex. The three-dimensional object formation data output restriction device according to claim 9, wherein an average value of the obtained values is calculated as a weight value, and weighting is performed using the weight value when obtaining a number corresponding to the element. 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により、前記各要素の値を除算し、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請求項10に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The frequency distribution calculating means divides the value of each element by the sum of the weight values for each polygon constituting each target model, and gives the absolute value if the element is a negative value The data output regulation apparatus for three-dimensional object formation according to claim 10, wherein the frequency distribution is calculated. 前記対象モデルの度数分布の前記外接円の半径のスケールを、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外接円の半径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を更に備え、
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し、出力を規制すべきか否かを判定することを特徴とする請求項8から請求項11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。
A process of matching the scale of the radius of the circumscribed circle of the frequency distribution of the target model with the scale of the radius of the circumscribed circle of the frequency distribution of the regulatory model registered in the database, and the frequency of the matched target model A frequency distribution matching means for creating a distribution;
The frequency distribution collating means collates 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 regulated. The data output regulation apparatus for solid object modeling as described in any one of these.
前記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、要素の値が小さい程、値が大きくなり、0より大きく1以下の値をとる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12に記載の立体物造形用データ出力規制装置。
With respect to the frequency distribution of the target model and the frequency distribution of the regulation model, the smaller the value of the element, the larger the value and the multiplication of the emphasis component that takes a value greater than 0 and less than or equal to 1, respectively. And a frequency distribution emphasizing means for creating an emphasis frequency distribution of the regulatory model,
13. The three-dimensional object formation data output restriction device according to claim 12, wherein the frequency distribution collating unit collates the enhancement frequency distribution of the target model with the enhancement frequency distribution of the restriction model.
前記度数分布照合手段は、前記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、前記度数分布どうしの相関係数を算出し、算出された相関係数に基づいて、出力を規制すべきか否かを判定することを特徴とする請求項1から請求項13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 frequency distribution collating means calculates a correlation coefficient between the frequency distributions when collating the frequency distribution of the target model with the frequency distribution of the regulatory model, and outputs an output based on the calculated correlation coefficient. The three-dimensional object formation data output restriction device according to any one of claims 1 to 13, wherein it is determined whether or not the restriction is to be performed. 前記度数分布照合手段は、前記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請求項1から請求項14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 frequency distribution matching means calculates a peak position that gives the maximum value when matching the frequency distribution of the target model with the frequency distribution of the regulatory model, and outputs an output based on the difference between the calculated peak positions. The three-dimensional object formation data output restriction device according to any one of claims 1 to 14, wherein it is determined whether or not the restriction is to be performed. 前記規制モデルに対して、当該規制モデル内の3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比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請求項1から請求項15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。   An area ratio that is a frequency distribution based on a value obtained by dividing an area of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points of three polygons in the restriction model by a square root of the area of the triangle with respect to the restriction model 16. The apparatus according to claim 1, further comprising a registration unit that receives the frequency distribution calculated by the regulatory model frequency distribution calculation device that calculates the distribution and registers the received frequency distribution in the database. The data output restriction apparatus for three-dimensional object modeling according to one item. 前記規制モデル度数分布算出装置は、前記規制モデルに対して、当該規制モデル内のポリゴンを3個単位で取得してランダムに第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請求項16に記載の立体物造形用データ出力規制装置。   The regulation model frequency distribution calculating device acquires polygons in the regulation model in units of three for the regulation model, and randomly classifies them into three groups of a first group, a second group, and a third group. The three-dimensional object shaping data output restriction device according to claim 16, wherein the three polygons are selected by selecting one polygon from each group. 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。
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 17, further comprising:
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面積比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18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 an area ratio 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 18, wherein the three-dimensional object formation data output restriction device is provided.
請求項1から請求項19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。
A data output regulation device for three-dimensional object modeling according to any one of claims 1 to 19,
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:
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算出する装置であって、
出力対象のポリゴンモデルである対象モデルに対して、当該対象モデル内の3つのポリゴンの所定の点により形成される三角形の外接円の面積を、当該三角形の面積の平方根で除した値、に基づく度数分布である面積比分布を算出する度数分布算出装置。
A device that calculates a frequency distribution based on the polygon model in order to determine whether or not to regulate when a polygon model expressed as a set of polygons is output to the three-dimensional object modeling apparatus as three-dimensional object modeling data. There,
Based on a target model which is a polygon model to be output, a value obtained by dividing the area of a circumscribed circle of a triangle formed by predetermined points of three polygons in the target model by the square root of the area of the triangle A frequency distribution calculation device that calculates an area ratio distribution that is a frequency distribution.
コンピュータを、請求項1から請求項19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として機能させるためのプログラム。   A program for causing a computer to function as the three-dimensional object formation data output restriction device according to any one of claims 1 to 19.
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