JP4119817B2 - パラメータ実長展開装置、方法及びそのプログラム - Google Patents
パラメータ実長展開装置、方法及びそのプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4119817B2 JP4119817B2 JP2003373691A JP2003373691A JP4119817B2 JP 4119817 B2 JP4119817 B2 JP 4119817B2 JP 2003373691 A JP2003373691 A JP 2003373691A JP 2003373691 A JP2003373691 A JP 2003373691A JP 4119817 B2 JP4119817 B2 JP 4119817B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coordinate value
- space
- parameter
- shape
- real space
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Image Generation (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
この展開の基線は中央部に設定し、中央部から順に前後方向に振って展開している。
この理由は、実長展開では、距離、角度、面積のすべてを同時に正確に展開できないため、形状毎にどれか一つ若しくは二つの保存量を保ちながら曲面を平面に展開しているためである。
この様子を図18を用いて説明すると、AB、AC、AD、BC、BDの実長は展開時に正確に求められるのに対して、CDは推定長であり、ここに誤差が含まれる。
このため、製作時にはこの誤差を補正する作業を行なう必要がある。この補正は形状毎に違うため、補修作業にも熟練を要することになる。
したがって、展開の違いによって、作業の方法が異なるため、形状毎に適切な展開方法を選択すること自体も熟練技能を必要とする作業となる。このため、現図展開作業者には経験と勘が要求され、経験の浅い作業者では所定の曲面を得ることができないという問題点があった。さらに、熟練技術者の減少により、技術伝承が問題となりつつあるという問題点もある。
また、本発明は、所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状及び部材形状の曲率線及び該曲率線を通過する実空間上の座標をそれぞれ求め、該曲率線及び該曲率線を通過する実空間上の座標を2次元空間で表されるパラメータ空間にそれぞれ写像する曲率線解析手段と、前記パラメータ空間上に写像した前記目標形状及び前記部材形状の座標値に対応する前記実空間上の座標値をそれぞれ算出する実空間座標値算出手段と、前記実空間座標値算出手段によって算出された前記実空間上の前記目標形状の座標値及び前記部材形状の座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する対応点間距離算出手段とを具備することを特徴とする。
したがって、目標形状と部材形状の実長の違いが加工変量として推定できる効果が得られる。またこの加工変量は、展開方法に近似方法を使わないので、展開誤差を含まず、高精度な製図が出力される。換言すれば、幾何学的な解法のため、高精度に展開作業が実施できるようになる。同時に形状毎に適切な展開手法を選択する必要が無くなるため、技能レス作業となり、経験の浅い作業者でも高精度に展開作業を実施できるようになる効果が得られる。
すなわち、図1に示すように、本実施形態のパラメータ実長展開装置は、目標形状曲面データ及び部材形状曲面データを入力して、NURBS(Non−Uniform Rational b−spline)表現設定部1及び曲率線解析部2で実長算出処理の前処理を行う。
曲率線解析部2は、NURBS表現設定部1と同様に入力データの前処理として、目標形状曲面データ及び部材形状曲面データについて、曲率線解析を実空間座標系及びパラメータ空間座標系で実行する。ここで、実空間座標系とは、図5に示すいわゆる3次元の(x、y、z)座標系をいうものであり、パラメータ空間座標系とは、図6(及び図4)に示すように、実空間座標系を2次元空間に写像変換したuv座標系をいう。
すなわち、曲率線解析部2は、実空間座標系における目標形状曲面データ及び部材形状曲面データを入力して、曲率線及び曲率線が通過する実空間座標を算出する曲率線解析を行う。本実施形態においては、一次基本量E,F,G及び二次基本量L,M,Nに基づいて、曲率線を算出する。
このとき、基本ベクトルSu、Svは、曲面の接平面を形成する。また、曲面上の2点s(u、v)からs(u+du、v+dv)を結ぶベクトルdsは
なお、式5を式12に代入すると、以下の式が得られる。
すなわち、まず上述の曲率κの極値を算出する。法平面と曲面との交線である法断面の形状は、その接線方向とともに変化し、それに伴って法曲率も変化する。この形状は法平面を半回転させたところでもとの状態に戻る。
今、γを
以上により、メッシュの主方向を示す曲率線の算出処理が行われる。
そして、曲率線解析部2は、算出した曲率線及びその通過する実空間座標値をパラメータ空間に写像する。これにより、所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状が、目標形状の接平面を形成する接線ベクトルによって定義されるパラメータ空間に写像される。
実空間座標値算出部4は、目標形状、部材形状それぞれについて、パラメータ空間座標値算出部3より入力するパラメータ空間における複数の曲率線間の交点の座標から実空間に逆写像して、交点の実空間座標値を算出する。あるいは、実空間座標値算出部4は、写像した目標形状のパラメータ空間座標値(交点と一致してもよい)を部材形状のパラメータ空間座標値として、この部材形状のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出する。
曲率線通過順序整列部5は、目標形状、部材形状それぞれについて、実空間座標値算出部4から入力する曲率線の通過する実空間座標と交点座標とを曲率線の通過する順序で並べ替える。
この目標形状と部材形状との対応点間距離の算出方法は、いずれも、実長算出部6において、目標形状のパラメータ空間座標値と部材形状のパラメータ空間座標値との間のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出し、この算出した実空間座標値と実空間座標値算出部4が算出した部材形状の実空間座標値との間の距離を累積加算して算出されるものである。
実長展開部8は、基線ライン設定部7によって決定された基線を中心に、実長算出部6が算出した交点間の距離を用いてタスキ掛け実長展開を行い、展開された実空間座標を算出する。
今、パラメータ実長展開装置に目標形状曲面データ及び部材形状曲面データが入力されると、NURBS表現設定部1において、上述した曲面表現パラメータ(コントロールポイント、ノットベクトル、階数)が設定され(図9のステップS1)、曲率線解析部2において、曲率線通過情報(実空間座標・パラメータ空間座標)が算出される(ステップS2)。
パラメータ空間座標値算出部3は、NURBS表現設定部1及び曲率線解析部2から入力するNURBS表現での曲面データ及び曲率線通過情報に基づいて、パラメータ空間における複数の曲率線間の交点の座標を算出する(ステップS4)。
すなわち、パラメータ空間座標値算出部3は、目標形状、部材形状それぞれについて、曲率線解析部2から入力する曲率線通過情報に基づいて、図4に示すパラメータ空間における複数の曲率線間(曲率線のパラメータ空間線分と、他の曲率線のパラメータ空間線分)の交点を算出する(ステップS10)。そして、曲率線メッシュの格子点パラメータ座標を代入し、曲率線の交点情報を求める(ステップS11)。
以上により、交点のパラメータおよび交差するライン情報が算出される。
すなわち、実空間座標値算出部4は、この逆写像目標点を通過する、u=一定の直線と、パラメータ空間上に写像された曲率線とのパラメータ空間上での交点の実空間座標を算出する(ステップS4)。具体的には、実空間座標値算出部4は、実空間上の曲率線が通過する実空間座標と、パラメータ空間上での曲率線の始点(v=0と曲率線の交点)から交点までの曲率線に沿った実長距離と曲率線全長との比、つまり、
(始点から交点までの距離)/(曲率線全長)
で示されるパラメータとに基づいて、交点の実空間座標を算出する。
図11は、この対応する交点間の距離の詳細な算出フローを示す。
実長算出部6は、まず目標形状、部材形状それぞれについて、特定された2つの交点に基づいて、パラメータ空間における指定パラメータ範囲を決定し、実空間座標値算出部4と同様の手法により、特定された2つの交点のパラメータ空間座標値に対応する実空間座標値を求める(ステップS20)。初回のループでは、前回の実空間上の座標値が存在しないため、ステップS21をスキップする。そして、特定された2つの交点間の距離に対して微小な、所定のパラメータ空間の刻み幅だけ、片方の指定パラメータを他方の指定パラメータに向かって進める、つまり、微小な刻み幅だけ指定パラメータに加算する(ステップS22)。
すなわち、片方の指定パラメータが加算された状態で、再度、これに対応する実空間座標値が算出され(ステップS20)、前回(初回)算出した実空間上の座標値との直線距離を算出し、これを累積加算していく(ステップS21)。以上のように、指定パラメータ範囲を超えない範囲で、微小な刻み幅だけ指定パラメータを加算しては、算出した実空間上の座標値との直線距離をさらに加算し、これを繰り返し実行することで、指定パラメータ範囲外になった時点、つまり、他方の指定パラメータを越えた時点で実長が算出される。
以上により、曲率線交点間の実長が算出される。
上述したように、パラメータ空間で曲率線によるメッシュを作成し、メッシュ格子辺の実長を算出すると(図12のステップS30)、基線ライン設定部7は、ガウス曲率分布解析を行い、曲率線解析結果に基づいて基線のラインを決定する(ステップS31)。
実長展開部8は、基線ライン設定部7によって決定された基線を中心に、実長算出部6が算出した交点間の距離を用いてタスキ掛け実長展開を行い、展開された実空間座標を算出する。すなわち、実長展開部8は、面のコントロールポイントとノットベクトルを読み込み(図13のステップS40)、図14に示すように基線Xを中心にして、図15に示すように長手方向に要素分割し(ステップS41)、分割された各要素に対して、4辺と対角線の長さを算出する(ステップS42)。
そして、基線Xから板幅方向に、中央のメッシュの展開が完了すると、さらに、中央から両端に向かって展開していく。
なお、基準としている点B点Cは、すでに求められている下要素の上部2点を代入している。
ここで、タスキ掛けで求めた線長ADとuvパラメータで求めた線長ADは異なる。したがって、図17に示すように、誤差を少なくするためそれぞれの平均(L−L´)/2を取る座標値に修正する。ただし、Lは曲面上の実長を示し、L´はタスキ掛けにより求めた2点間の距離を示す。
以上の算出処理をまず板幅方向の要素数だけ繰り返し実行した後(ステップS46でYes)、板長手方向の要素数だけ繰り返し実行して展開処理が完了する(ステップS47でYes)。
そして、パラメータ空間座標値算出部3は、パラメータ空間の(目標形状)u、v座標値を部材形状のu、v座標値とする、つまり、目標形状のu、v座標値を部材形状(パラメータ空間)に投影し、実空間座標値算出部4が、部材形状のu、v座標値から実空間座標値(x、y、z)に変換する。実空間座標値算出部4算出した実空間座標値は、同様に、曲率線通過順序整列部5によって、目標形状、部材形状それぞれについて、曲率線の通過する順序で並べ替えられ、実長算出部6により目標形状、部材形状の対応点間距離が算出される。
このように構成することで、目標形状と部材形状の実長の違いが加工変量として推定できる効果が得られる。またこの加工変量は、展開方法に近似方法を使わないので、展開誤差を含まず、高精度な製図が出力される。換言すれば、幾何学的な解法のため、高精度に展開作業が実施できるようになる。同時に形状毎に適切な展開手法を選択する必要が無くなるため、技能レス作業となり、経験の浅い作業者でも高精度に展開作業を実施できるようになる効果が得られる。
そして、上述したパラメータ実長展開処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。
すなわち、パラメータ実長展開装置における、各処理手段、処理部は、CPU等の中央演算処理装置がROMやRAM等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、実現されるものである。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
2…曲率線解析部
3…パラメータ空間座標値算出部
4…実空間座標値算出部
5…曲率線通過順序整列部
6…実長算出部
7…基線ライン設定部
8…実長展開部
Claims (7)
- 所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状の曲率線及び該曲率線を通過する実空間上の座標を求め、該曲率線及び該曲率線を通過する実空間上の座標を2次元空間で表されるパラメータ空間に写像する目標形状写像手段と、
前記パラメータ空間上に写像した前記目標形状の座標値を、前記目標形状を展開する部材形状の前記パラメータ空間上における座標値とし、この座標値に対応する前記実空間上の座標値を算出する実空間座標値算出手段と、
前記算出した部材形状の実空間上の座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する対応点間距離算出手段と
を具備することを特徴とするパラメータ実長展開装置。 - 前記対応点間距離算出手段は、
前記目標形状のパラメータ空間座標値、及び該目標形状のパラメータ空間座標値に対応する前記部材形状のパラメータ空間座標値を求め、一方の前記パラメータ空間座標値を他方の前記パラメータ空間座標値の方に所定刻み幅ずつ進ませるとともに、進ませた各位置に対応する前記実空間上の座標値を算出し、算出した前記実空間上の座標値間の距離を累積加算して前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載のパラメータ実長展開装置。 - 所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状及び部材形状の曲率線及び該曲率線を通過する実空間上の座標をそれぞれ求め、該曲率線及び該曲率線を通過する実空間上の座標を2次元空間で表されるパラメータ空間にそれぞれ写像する曲率線解析手段と、
前記パラメータ空間上に写像した前記目標形状及び前記部材形状の座標値に対応する前記実空間上の座標値をそれぞれ算出する実空間座標値算出手段と、
前記実空間座標値算出手段によって算出された前記実空間上の前記目標形状の座標値及び前記部材形状の座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する対応点間距離算出手段と
を具備することを特徴とするパラメータ実長展開装置。 - コンピュータが、
所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状の曲率線及び該曲率線を通過する実空間上の座標を求め、該曲率線及び該曲率線を通過する実空間上の座標を2次元空間で表されるパラメータ空間に写像し、
前記パラメータ空間上に写像した前記目標形状の座標値を、前記目標形状を展開する部材形状の前記パラメータ空間上における座標値とし、この座標値に対応する前記実空間上の座標値を算出し、
前記算出した部材形状の実空間上の座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出することを特徴とするパラメータ実長展開方法。 - 前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離は、
前記目標形状のパラメータ空間座標値、及び該目標形状のパラメータ空間座標値に対応する前記部材形状のパラメータ空間座標値を求め、
一方の前記パラメータ空間座標値を他方の前記パラメータ空間座標値の方に所定刻み幅ずつ進ませるとともに、進ませた各位置に対応する前記実空間上の座標値を算出し、算出した前記実空間上の座標値間の距離を累積加算して算出される
ことを特徴とする請求項4に記載のパラメータ実長展開方法。 - 所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状の曲率線及び該曲率線を通過する実空間上の座標を求め、該曲率線及び該曲率線を通過する実空間上の座標を2次元空間で表されるパラメータ空間に写像する処理と、
前記パラメータ空間上に写像した前記目標形状の座標値を、前記目標形状を展開する部材形状の前記パラメータ空間上における座標値とし、この座標値に対応する前記実空間上の座標値を算出する処理と、
前記算出した部材形状の実空間上の座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する処理と
をコンピュータに実行させるためのパラメータ実長展開プログラム。 - 前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離は、
前記目標形状のパラメータ空間座標値、及び該目標形状のパラメータ空間座標値に対応する前記部材形状のパラメータ空間座標値を求め、
一方の前記パラメータ空間座標値を他方の前記パラメータ空間座標値の方に所定刻み幅ずつ進ませるとともに、進ませた各位置に対応する前記実空間上の座標値を算出し、算出した前記実空間上の座標値間の距離を累積加算して算出される
ことを特徴とする請求項6に記載のパラメータ実長展開プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003373691A JP4119817B2 (ja) | 2003-10-31 | 2003-10-31 | パラメータ実長展開装置、方法及びそのプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003373691A JP4119817B2 (ja) | 2003-10-31 | 2003-10-31 | パラメータ実長展開装置、方法及びそのプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005135348A JP2005135348A (ja) | 2005-05-26 |
JP4119817B2 true JP4119817B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=34649640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003373691A Expired - Fee Related JP4119817B2 (ja) | 2003-10-31 | 2003-10-31 | パラメータ実長展開装置、方法及びそのプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4119817B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106989694A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-07-28 | 西安电子科技大学 | 一种考虑膜片褶皱的索膜电极面形面精度的估计方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5095531B2 (ja) * | 2008-07-08 | 2012-12-12 | 三星重工業株式会社 | 曲形部材の加工完成度評価システム及びその方法 |
JP6090849B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2017-03-08 | 国立大学法人横浜国立大学 | 曲率演算装置、曲率線書込装置、曲率演算方法およびプログラム |
JP6444141B2 (ja) * | 2014-11-10 | 2018-12-26 | 国立大学法人横浜国立大学 | 除去部分設定装置、曲面形成装置、曲面形状物生産方法およびプログラム |
JP6331207B2 (ja) * | 2015-11-27 | 2018-05-30 | 国立大学法人横浜国立大学 | 形状取得装置、目的面形状物製造装置、目的面形状物製造方法およびプログラム |
-
2003
- 2003-10-31 JP JP2003373691A patent/JP4119817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106989694A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-07-28 | 西安电子科技大学 | 一种考虑膜片褶皱的索膜电极面形面精度的估计方法 |
CN106989694B (zh) * | 2017-05-17 | 2020-01-14 | 西安电子科技大学 | 一种考虑膜片褶皱的索膜电极面形面精度的估计方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005135348A (ja) | 2005-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5892691A (en) | Method, apparatus, and software product for generating weighted deformations for geometric models | |
JP4934789B2 (ja) | 補間処理方法および補間処理装置 | |
KR100823900B1 (ko) | 컴퓨터-지원 설계 시스템에서 곡선을 드래프팅하는 프로세스 | |
KR100914218B1 (ko) | 3차원 스캔 데이터를 이용하여 로프트 서피스를 계산하기위한 시스템 및 방법 | |
JP4481931B2 (ja) | 三次元cadデータの近似および表示方法、その方法を実行するシステム | |
KR100717676B1 (ko) | Cad 시스템 및 cad 프로그램을 기록한 기록 매체 | |
CN102306397A (zh) | 点云数据网格化的方法 | |
US9483872B2 (en) | Graphical representation of roads and routes using hardware tessellation | |
JP4119817B2 (ja) | パラメータ実長展開装置、方法及びそのプログラム | |
JP4620565B2 (ja) | 解析メッシュ生成装置 | |
JP4175470B2 (ja) | Cadシステム、曲面解析装置、曲面再生装置、その方法及びそのプログラム | |
JP4771807B2 (ja) | コンピュータ支援設計装置、そのプログラム及び方法 | |
JP2007156604A (ja) | 曲面作成方法及び曲面作成プログラム並びに3次元形状処理装置 | |
JPH10153520A (ja) | 有限差分格子の自動最適化方式 | |
JPH05269956A (ja) | 任意の線に沿って組版する電子組版装置 | |
JP3463843B2 (ja) | 自由曲面生成装置および自由曲面生成方法 | |
KR100512761B1 (ko) | 전개가능곡면의 전개도 설계방법 | |
KR100440492B1 (ko) | 곡면을 평면으로 전개시키는 방법 | |
JPH11195139A (ja) | 自由曲面生成装置および方法、並びに提供媒体 | |
JP2003044528A (ja) | 物体の表面格子生成方法 | |
JP2745565B2 (ja) | 物体の形状を表す曲線データ作成方法 | |
JP2007286858A (ja) | 面モデルの作成装置と作成方法 | |
JPH01120675A (ja) | 物体の表面形状データ作成方法 | |
US11615590B2 (en) | Methods and systems for generating surfaces from polygonal data | |
JP4650000B2 (ja) | 車両用ボディーパネルの構造解析モデル作成システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070717 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071030 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080104 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080415 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080425 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110502 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120502 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140502 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |