JP4707581B2 - Surface shape data conversion method and surface shape data conversion device - Google Patents
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本発明は、対象物の立体形状における表面形状を表す表面形状モデルの作成に関し、特に表面形状モデルを記述している点群データを操作性や利用性の高いＢ−ｒｅｐｓデータのような位相幾何データに変換する表面形状データの変換に関する。 The present invention relates to creation of a surface shape model representing a surface shape in a three-dimensional shape of an object, and in particular, point cloud data describing a surface shape model is converted into a topological geometry such as B-reps data that is highly operable and highly usable. The present invention relates to conversion of surface shape data to be converted into data.
対象物の立体形状を計測してその表面形状を記述するデータ（表面形状モデル）を生成するには、Ｘ線ＣＴ装置、表面計測プローブ、レーザ計測機、ＣＣＤカメラなどの３次元計測装置（３次元ディジタイザ）が用いられる。これらの３次元計測装置のなかで、Ｘ線ＣＴ装置は局所的なセルの集合であるビットマップデータを出力し、それ以外の装置は局所的な点の集合である点群データを出力する。これらビットマップデータや点群データは、表面形状についての局所的な情報を持つだけで大域的な位相幾何学的情報を持っていない。一方、表面形状を記述するデータ形式として、一般のＣＡＤにおけるデータ形式がある。このＣＡＤにおけるデータ形式は、「Ｂ−ｒｅｐｓ」（Boundary-representations：境界表現）と呼ばれ、大域的な位相幾何学的情報を持つ位相幾何データであり、操作性や利用性においてビットマップデータや点群データよりも優れている。こうしたことから、３次元計測装置による計測で得られたビットマップデータや点群データを位相幾何データ、具体的にはＢ−ｒｅｐｓデータに変換して操作性や利用性を高めることが行われている。 In order to measure the three-dimensional shape of an object and generate data describing the surface shape (surface shape model), a three-dimensional measuring device (3 A dimensional digitizer) is used. Among these three-dimensional measuring apparatuses, the X-ray CT apparatus outputs bitmap data that is a set of local cells, and other apparatuses output point cloud data that is a set of local points. These bitmap data and point cloud data only have local information about the surface shape, and do not have global topological information. On the other hand, as a data format for describing the surface shape, there is a data format in general CAD. The data format in this CAD is called “B-reps” (Boundary-representations), and is topological data having global topological information. In terms of operability and usability, Better than point cloud data. For this reason, bitmap data and point cloud data obtained by measurement with a three-dimensional measuring device are converted into topological data, specifically B-reps data, to improve operability and usability. Yes.
ビットマップデータや点群データのように大域的な位相幾何学的情報を有しない表面形状データをＢ−ｒｅｐｓデータのように大域的な位相幾何学的情報を有する位相幾何データ形式の表面形状データに変換する技術としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載される例が代表的なものとして知られている。これらの表面形状データ変換技術では、変換対象の表面形状データから幾何学的な特徴形状の面要素（幾何学的に定義された平面や円柱面あるいは球面などの面要素）をフィーチャとして抽出し、そのフィーチャについての情報とフィーチャ間の位相情報から大域的な位相幾何学的情報を生成させてＢ−ｒｅｐｓデータへの変換を行う。この手法を仮にフィーチャ抽出法と呼ぶとして、フィーチャ抽出法では、変換対象の表面形状データにシード点を指定し、そのシード点から所定の条件の下で順次領域を探索して拡張しながら抽出すべきフィーチャを含む面であるフィーチャ包含面をまず求め、それからそのフィーチャ包含面を抽出すべきフィーチャの輪郭に沿ってトリミングしてフィーチャを抽出する。こうした一連の処理において従来のフィーチャ抽出法では、フィーチャ包含面からのフィーチャのトリミングを利用者によるマニュアル操作で行うようになっている。
Surface shape data in the form of topological data having global topological information such as B-reps data for surface shape data having no global topological information such as bitmap data and point cloud data As a technique for converting to, for example, the examples described in
図１３に示すのは、フィーチャ抽出法においてフィーチャ包含面からフィーチャをトリミングする操作の様子である。表示画面には変換対象の表面形状データＭがポリゴンデータ形式で表示されており、この表面形状データＭに利用者が指定したシード点（図示せず）からの領域拡張でフィーチャ包含面ＩＦが求められ、そのフィーチャ包含面ＩＦが表面形状データＭに重ねられて表示される。この状態で利用者は、抽出すべきフィーチャの輪郭の見当を表面形状データＭから付け、その見当付けした輪郭上に複数のトリミング点Ｔを指定する。これを受けて表面形状データ変換システムがフィーチャＦをフィーチャ包含面ＩＦから切り出すことでフィーチャの抽出がなされる。 FIG. 13 shows an operation of trimming a feature from a feature inclusion surface in the feature extraction method. The surface shape data M to be converted is displayed in a polygon data format on the display screen, and the feature inclusion surface IF is obtained by expanding the region from a seed point (not shown) designated by the user to the surface shape data M. The feature inclusion surface IF is superimposed on the surface shape data M and displayed. In this state, the user assigns a register of the outline of the feature to be extracted from the surface shape data M, and designates a plurality of trimming points T on the registered outline. In response to this, the surface shape data conversion system extracts the feature F by cutting out the feature F from the feature inclusion surface IF.
従来のフィーチャ抽出法では、上述のようにフィーチャを抽出するについてフィーチャ包含面からマニュアル操作でフィーチャをトリミングする処理を必要としており、そのトリミング処理では利用者が抽出すべきフィーチャについて輪郭の見当付けをして複数のトリミング点を指定する必要がある。このため従来のフィーチャ抽出法では利用者に大きな負担を強いる結果になっていた。すなわち表面形状データ変換の対象物が複雑な構造の機械部品などである場合には抽出すべきフィーチャの数が数千といった膨大な数に達することも少なくなく、マニュアル操作によるトリミング処理は利用者にとって大きな負担となる。 In the conventional feature extraction method, as described above, it is necessary to manually trim the feature from the feature inclusion surface in order to extract the feature. In the trimming process, the contour is located for the feature to be extracted by the user. It is necessary to specify a plurality of trimming points. For this reason, the conventional feature extraction method places a heavy burden on the user. In other words, when the object of surface shape data conversion is a machine part with a complicated structure, the number of features to be extracted often reaches an enormous number such as thousands, and trimming processing by manual operation is difficult for the user. A big burden.
またマニュアル操作によるトリミング処理は、膨大な数のフィーチャの抽出を個々に行う必要性を招くことにもなっていた。すなわちマニュアル操作によるトリミング処理を行う必要があることから、シード点の指定、フィーチャ包含面の抽出、フィーチャ包含面からのフィーチャのトリミングという一連の処理を個々のフィーチャごとに行わねばならず、このことも利用者に大きな負担を強いる結果になっていた。 In addition, the trimming process by manual operation has led to the necessity of individually extracting a huge number of features. In other words, since it is necessary to perform trimming by manual operation, a series of processes such as specifying seed points, extracting feature inclusion surfaces, and trimming features from feature inclusion surfaces must be performed for each individual feature. However, it was a result of imposing a heavy burden on users.
本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、フィーチャ抽出法による表面形状データ変換について、フィーチャの抽出に伴うトリミングを自動的に行えるようにすることで、利用者の操作負担をより少なくできるようにすることを第１の目的とし、またその自動トリミングにより、複数のフィーチャの一括的な抽出を可能とすることで、利用者の操作負担をさらに少なくできるようにすることを第２の目的としている。 The present invention has been made in the background as described above, and it is possible to perform trimming accompanying feature extraction automatically for surface shape data conversion by the feature extraction method, thereby reducing the operational burden on the user. The first objective is to reduce the number of features, and the automatic trimming enables batch extraction of a plurality of features, thereby further reducing the operation burden on the user. The second purpose.
本発明では上記第１の目的のために、点の集合として対象物の表面形状モデルを記述する点群データを大域的な位相幾何学的情報を有する位相幾何データに変換するについて、前記点群データから幾何学的な特徴形状の面要素をフィーチャとして抽出し、そのフィーチャに基づいて前記位相幾何データを生成させる表面形状データ変換方法において、前記フィーチャの抽出は、前記点群データの前記点に対して任意に指定したシード点から領域を拡張しながら抽出対象のフィーチャを含むフィーチャ包含面に属するフィーチャ包含面所属点を前記点群データから探索することで前記フィーチャ包含面を求める過程、および前記フィーチャ包含面について求めた境界に沿って前記フィーチャ包含面をトリミングして前記フィーチャを切り出す過程を含んでいることを特徴としている。 In the present invention, for the above first purpose, the point cloud is used to convert point cloud data describing a surface shape model of an object as a set of points into topological data having global topological information. In the surface shape data conversion method of extracting a geometric feature shape surface element as a feature from data and generating the topological data based on the feature, the feature extraction is performed on the point of the point cloud data. A process of obtaining the feature inclusion plane by searching for a feature inclusion plane belonging point belonging to a feature inclusion plane including a feature to be extracted while expanding a region from an arbitrarily designated seed point; and The feature inclusion surface is trimmed along the boundary obtained for the feature inclusion surface to cut out the feature. It is characterized in that it contains.
また本発明では上記第２の目的のために、点の集合として対象物の表面形状モデルを記述する点群データを大域的な位相幾何学的情報を有する位相幾何データに変換するについて、前記点群データから幾何学的な特徴形状の面要素をフィーチャとして抽出し、そのフィーチャに基づいて前記位相幾何データを生成させる表面形状データ変換方法において、 前記フィーチャの抽出は、前記点群データの前記点に対して任意に指定したシード点から領域を拡張しながら抽出対象のフィーチャを含むフィーチャ包含面に属するフィーチャ包含面所属点を前記点群データから探索することで前記フィーチャ包含面を求める過程、および前記フィーチャ包含面について求めた境界に沿って前記フィーチャ包含面をトリミングして前記フィーチャを切り出す過程を含んでおり、そして前記フィーチャ包含面を求める過程は、抽出対象とする複数のフィーチャのそれぞれについて前記シード点を一括的に指定する過程、前記過程でシード点を一括的に指定された複数のフィーチャのそれぞれについて前記フィーチャ包含面を求める過程を含んでいることを特徴としている。 In the present invention, for the second purpose, the point cloud data describing the surface shape model of the object as a set of points is converted into topological data having global topological information. In the surface shape data conversion method for extracting a geometric feature shape surface element from a group data as a feature and generating the topological data based on the feature, the feature extraction includes the point of the point group data. A process of obtaining the feature inclusion surface by searching for a feature inclusion surface belonging point belonging to a feature inclusion surface including a feature to be extracted while expanding a region from a seed point arbitrarily specified with respect to The feature inclusion surface is trimmed along the boundary obtained for the feature inclusion surface to cut the feature. The process of obtaining the feature inclusion plane is a process of collectively specifying the seed point for each of a plurality of features to be extracted, and the seed point is collectively specified in the process. The method includes the step of obtaining the feature inclusion surface for each of a plurality of features.
また本発明では上記第１の目的のために、点の集合として対象物の表面形状モデルを記述する点群データを大域的な位相幾何学的情報を有する位相幾何データに変換するについて、前記点群データから幾何学的な特徴形状の面要素をフィーチャとして抽出し、そのフィーチャに基づいて前記位相幾何データを生成させる表面形状データ変換装置において、 前記フィーチャの抽出を行うフィーチャ定義手段を備えており、前記フィーチャ定義手段は、前記点群データの前記点に対して任意に指定されたシード点から領域を拡張しながら抽出対象のフィーチャを含むフィーチャ包含面に属するフィーチャ包含面所属点を前記点群データから探索することで前記フィーチャ包含面を求めるフィーチャ包含面定義手段、および前記フィーチャ包含面について求めた境界に沿って前記フィーチャ包含面をトリミングして前記フィーチャを切り出すトリミング手段を備えていることを特徴としている。 In the present invention, for the first purpose, the point cloud data describing the surface shape model of the object as a set of points is converted into topological data having global topological information. A surface shape data conversion apparatus that extracts surface elements of geometric features from group data as features and generates the topological data based on the features, and includes a feature definition means for extracting the features. The feature defining means adds a feature inclusion surface belonging point belonging to a feature inclusion surface including a feature to be extracted while expanding a region from a seed point arbitrarily specified for the point of the point cloud data. Feature inclusion surface defining means for obtaining the feature inclusion surface by searching from data, and the feature inclusion surface It is characterized in that it comprises a trimming means for cutting said feature by trimming the features include surface along a boundary determined with.
また本発明では上記第２の目的のために、点の集合として対象物の表面形状モデルを記述する点群データを大域的な位相幾何学的情報を有する位相幾何データに変換するについて、前記点群データから幾何学的な特徴形状の面要素をフィーチャとして抽出し、そのフィーチャに基づいて前記位相幾何データを生成させる表面形状データ変換装置において、 前記フィーチャの抽出を行うフィーチャ定義手段を備えており、前記フィーチャ定義手段は、前記点群データの前記点に対して任意に指定されたシード点から領域を拡張しながら抽出対象のフィーチャを含むフィーチャ包含面に属するフィーチャ包含面所属点を前記点群データから探索することで前記フィーチャ包含面を求めるフィーチャ包含面定義手段、および前記フィーチャ包含面について求めた境界に沿って前記フィーチャ包含面をトリミングして前記フィーチャを切り出すトリミング手段を備え、そして前記フィーチャ包含面定義手段は、抽出対象とする複数のフィーチャのそれぞれについて前記シード点を一括的に指定できるようにされるとともにそのシード点を一括的に指定された複数のフィーチャのそれぞれについて前記フィーチャ包含面を求めるようにされていることを特徴としている。 In the present invention, for the second purpose, the point cloud data describing the surface shape model of the object as a set of points is converted into topological data having global topological information. A surface shape data conversion apparatus that extracts surface elements of geometric features from group data as features and generates the topological data based on the features, and includes a feature definition means for extracting the features. The feature defining means adds a feature inclusion surface belonging point belonging to a feature inclusion surface including a feature to be extracted while expanding a region from a seed point arbitrarily specified for the point of the point cloud data. Feature inclusion surface defining means for obtaining the feature inclusion surface by searching from data, and the feature inclusion surface Trimming means for trimming the feature inclusion surface along the determined boundary and cutting out the feature, and the feature inclusion surface definition means collectively sets the seed point for each of a plurality of features to be extracted. The feature inclusion plane is obtained for each of a plurality of features that can be specified and whose seed points are collectively specified.
本発明によれば、フィーチャ抽出法による表面形状データ変換について、フィーチャの抽出に伴うトリミングが自動的になされ、利用者の操作負担をより少なくすることができ、またその自動トリミング機能により、複数のフィーチャの一括的な抽出を行えるようにしているので、利用者の操作負担をさらに少なくすることができる。 According to the present invention, in the surface shape data conversion by the feature extraction method, trimming accompanying feature extraction is automatically performed, and the operation burden on the user can be further reduced. Since feature extraction can be performed collectively, the operation burden on the user can be further reduced.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１に、一実施形態による表面形状データ変換装置の構成を示す。本実施形態の表面形状データ変換装置は、入力された点群データＤ１またはビットマップデータＤ２をＢ−ｒｅｐｓデータに変換して出力する。そのために、ビットマップデータ／点群データ変換手段Ｃ１、点群データ記憶手段Ｃ２、フィーチャ記憶手段Ｃ３、入力手段Ｃ４、フィーチャ定義手段Ｃ５、位相関係定義手段Ｃ６、フィーチャ選択手段Ｃ７、拘束関係定義手段Ｃ８、Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成手段Ｃ９、コーナー定義手段Ｃ１０、コーナー選択手段Ｃ１１、基準部位指定手段Ｃ１２、シード点指定手段Ｃ１３および表示手段Ｃ１４を備えている。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. FIG. 1 shows a configuration of a surface shape data converter according to an embodiment. The surface shape data conversion apparatus of this embodiment converts the input point cloud data D1 or bitmap data D2 into B-reps data and outputs it. For this purpose, bitmap data / point cloud data conversion means C1, point cloud data storage means C2, feature storage means C3, input means C4, feature definition means C5, phase relation definition means C6, feature selection means C7, constraint relation definition means. C8, B-reps data construction means C9, corner definition means C10, corner selection means C11, reference part designation means C12, seed point designation means C13, and display means C14.
ビットマップデータ／点群データ変換手段Ｃ１は、ビットマップデータＤ２を点群データに変換して点群データ記憶手段Ｃ２に出力する。すなわち表面形状データ変換装置は、変換対象の表面形状データとして点群データＤ１とビットマップデータＤ２を扱えるものの、データ変換処理は点群データに対して行うようにされ、変換対象の表面形状データとして点群データＤ１が入力された場合、その点群データＤ１はそのまま点群データ記憶手段Ｃ２に格納し、一方、変換対象の表面形状データとしてビットマップデータＤ２が入力された場合、そのビットマップデータＤ２をビットマップデータ／点群データ変換手段Ｃ１で点群データＤ１に変換して点群データ記憶手段Ｃ２に格納する。なお、点群データの表示手段Ｃ１４への表示は、ポリゴンデータの形式で行われる。したがって、表面形状データ変換装置は、予めポリゴンデータ化されている表面形状データも扱うことができる。 The bitmap data / point cloud data conversion means C1 converts the bitmap data D2 into point cloud data and outputs it to the point cloud data storage means C2. That is, the surface shape data conversion apparatus can handle the point cloud data D1 and the bitmap data D2 as the surface shape data to be converted, but the data conversion processing is performed on the point cloud data, and the surface shape data to be converted is When the point cloud data D1 is input, the point cloud data D1 is stored as it is in the point cloud data storage means C2. On the other hand, when the bitmap data D2 is input as the surface shape data to be converted, the bitmap data D2 is converted into point cloud data D1 by the bitmap data / point cloud data conversion means C1 and stored in the point cloud data storage means C2. The point cloud data is displayed on the display means C14 in the form of polygon data. Therefore, the surface shape data conversion apparatus can also handle surface shape data that has been converted into polygon data in advance.
点群データ記憶手段Ｃ２は、メモリやハードディスクなどで構成されており、点群データを記憶して必要な時に出力する機能を持ち、入力された点群データＤ１またはビットマップデータ／点群データ変換手段Ｃ１でビットマップデータＤ２から生成された点群データＤ１を記憶する。 The point cloud data storage means C2 is composed of a memory, a hard disk, etc., and has a function of storing the point cloud data and outputting it when necessary, and converts the input point cloud data D1 or bitmap data / point cloud data The point cloud data D1 generated from the bitmap data D2 by the means C1 is stored.
フィーチャ記憶手段Ｃ３は、同様にメモリやハードディスクなどで構成されており、変換対象の表面形状データである点群データから後述のようにして抽出されるフィーチャについてフィーチャデータ１８を記憶して必要な時に出力する機能を持つ。ここで、フィーチャとは、上述のように、平面や円柱面あるいは球面などの幾何学的な特徴形状として変換対象の表面形状データから抽出される面要素である。幾何学的な特徴形状の面を定義するには、平面や円柱面といった形態（形状）の分類を表す種別情報と、それらの形態を詳細に規定する特徴量が必要である。したがってフィーチャは、種別情報と特徴量、および点群データを構成する点の内で当該フィーチャに属する点（フィーチャ所属点）の集合で定義される。またフィーチャデータ１８には、フィーチャ所属点の集合、フィーチャ包含面の求め方の分類を表す領域選択法、フィーチャの種別情報、フィーチャの特徴量に関する項目などが記述されている。 The feature storage means C3 is similarly composed of a memory, a hard disk or the like, and stores the feature data 18 for the features extracted as described later from the point cloud data that is the surface shape data to be converted, and when necessary. Has a function to output. Here, as described above, the feature is a surface element extracted from the surface shape data to be converted as a geometric characteristic shape such as a plane, a cylindrical surface, or a spherical surface. In order to define a surface having a geometric feature shape, type information indicating a classification of a form (shape) such as a plane or a cylindrical surface, and a feature amount defining the form in detail are required. Therefore, a feature is defined by a set of points belonging to the feature (feature belonging points) among the points constituting the type information, the feature amount, and the point cloud data. The feature data 18 includes a set of feature affiliation points, a region selection method representing classification of how to obtain a feature inclusion plane, feature type information, items related to feature features, and the like.
入力手段Ｃ４は、キーボードやマウスで構成され、利用者が必要なコマンドなどの入力操作をするのに用いられる。入力される主なコマンドとしては、コーナー定義コマンドＤ３、コーナー選択コマンドＤ４、基準部位指定コマンドＤ５、フィーチャ定義コマンドＤ６、フィーチャ選択コマンドＤ７、拘束関係定義コマンドＤ８、Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成コマンドＤ９などがある。 The input means C4 is composed of a keyboard and a mouse, and is used for a user to perform input operations such as necessary commands. As main commands to be input, there are a corner definition command D3, a corner selection command D4, a reference part designation command D5, a feature definition command D6, a feature selection command D7, a constraint relation definition command D8, a B-reps data configuration command D9, and the like. is there.
フィーチャ定義手段Ｃ５は、フィーチャ包含面定義手段Ｃ１５、トリミング手段Ｃ１６、および特徴量定義手段Ｃ１７を含んでおり、変換対象の点群データに対してフィーチャを定義する、つまり変換対象の点群データからフィーチャを抽出する。フィーチャ定義手段Ｃ５によるフィーチャの抽出は、フィーチャ包含面定義手段Ｃ１５がフィーチャ包含面を点群データから求めてフィーチャ包含面データＤ１６を出力する過程と、求めたフィーチャ包含面からトリミング手段Ｃ１６がトリミングによりフィーチャを切り出してフィーチャ所属点群データ１７をフィーチャ記憶手段Ｃ３に送る過程を含む。そして抽出されたフィーチャについて特徴量定義手段Ｃ１７が特徴量を定義してフィーチャ特徴量データＤ２０をフィーチャ記憶手段Ｃ３に送る。 The feature defining unit C5 includes a feature inclusion surface defining unit C15, a trimming unit C16, and a feature amount defining unit C17. The feature defining unit C5 defines a feature for the point cloud data to be converted, that is, from the point cloud data to be converted. Extract features. Feature extraction by the feature defining means C5 includes a process in which the feature inclusion surface defining means C15 obtains the feature inclusion surface from the point cloud data and outputs the feature inclusion surface data D16, and the trimming means C16 performs trimming from the obtained feature inclusion surface by trimming. This includes a process of cutting out the features and sending the feature affiliation point cloud data 17 to the feature storage means C3. The feature quantity defining means C17 defines the feature quantity for the extracted feature and sends the feature feature quantity data D20 to the feature storage means C3.
フィーチャ包含面とは、抽出対象のフィーチャを含む面、つまり抽出対象のフィーチャと同じ種別で境界（輪郭）が不確定な面であり、点群データの点に対して任意に指定したシード点から順次領域を拡張しながらフィーチャ包含面に属するフィーチャ包含面所属点を点群データから探索することで求められる。 A feature inclusion surface is a surface that contains the feature to be extracted, that is, a surface that is the same type as the feature to be extracted and has an indefinite boundary (contour). The feature inclusion surface belonging point belonging to the feature inclusion surface is searched from the point cloud data while sequentially expanding the area.
こうしたフィーチャの抽出は、フィーチャ定義コマンドＤ６とシード点の指定を受けて行われる。フィーチャ定義コマンドＤ６は、領域選択法とフィーチャの種別情報を利用者が指定するためのコマンドである。シード点の指定は、シード点指定手段Ｃ１３を用いて利用者により行われ、シード点指定手段Ｃ１３からはシード点指定データＤ１３がフィーチャ定義手段Ｃ５に送られる。 Such feature extraction is performed in response to a feature definition command D6 and a seed point designation. The feature definition command D6 is a command for the user to specify a region selection method and feature type information. The seed point is specified by the user using the seed point specifying means C13, and seed point specifying data D13 is sent from the seed point specifying means C13 to the feature defining means C5.
位相関係定義手段Ｃ６は、抽出したフィーチャ間の接続関係から各フィーチャ間の位相関係を決定し、その結果をフィーチャ位相関係データＤ２１としてフィーチャ記憶手段Ｃ３に送って記憶させる。 The phase relationship defining means C6 determines the phase relationship between the features from the extracted connection relationship between the features, and sends the result as feature phase relationship data D21 to the feature storage means C3 for storage.
フィーチャ選択手段Ｃ７は、フィーチャ選択コマンドＤ７を受け、選択フィーチャデータＤ１４をフィーチャ記憶手段Ｃ３に送り、利用者が選択したフィーチャをフィーチャ記憶手段Ｃ３に記憶させる。選択フィーチャデータＤ１４は、利用者が選択したフィーチャを記述するデータである。 The feature selection means C7 receives the feature selection command D7, sends the selected feature data D14 to the feature storage means C3, and stores the feature selected by the user in the feature storage means C3. The selected feature data D14 is data describing the feature selected by the user.
拘束関係定義手段Ｃ８は、拘束関係定義コマンドＤ８を受け、フィーチャ拘束関係定義データＤ１５をフィーチャ記憶手段Ｃ３に送って記憶させる。フィーチャ拘束関係定義データＤ１５は、フィーチャの組み合わせを指定し、その幾何学的な拘束関係を記述するデータである。 The constraint relationship definition means C8 receives the constraint relationship definition command D8, sends the feature constraint relationship definition data D15 to the feature storage means C3, and stores it. The feature constraint relationship definition data D15 is data that designates a combination of features and describes the geometric constraint relationship.
Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成手段Ｃ９は、大域的な位相幾何学的情報を有する位相幾何データであるＢ−ｒｅｐｓデータを生成する位相幾何データ構成手段であり、抽出された全てのフィーチャとそれらの位相関係に基づいてＢ−ｒｅｐｓデータＤ１９を生成させる。Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成手段Ｃ９によるＢ−ｒｅｐｓデータＤ１９の生成は、Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成コマンドＤ９を受けてなされる。 The B-reps data construction unit C9 is a topological data construction unit that generates B-reps data, which is topological data having global topological information, and all extracted features and their topological relationships. B-reps data D19 is generated based on the above. Generation of the B-reps data D19 by the B-reps data configuration means C9 is performed in response to the B-reps data configuration command D9.
コーナー定義手段Ｃ１０は、コーナー定義コマンドＤ３を受けてコーナー定義データＤ１１を点群データ記憶手段Ｃ２に送り、利用者が選択したコーナー位置に対応する点のコーナー属性を有効にして（例えば、コーナー属性＝１にして）、点群データ記憶手段Ｃ２に記憶させる。コーナー定義データＤ１１は、利用者が指定したコーナーの位置を記述するデータである。 The corner definition means C10 receives the corner definition command D3, sends the corner definition data D11 to the point cloud data storage means C2, and validates the corner attribute of the point corresponding to the corner position selected by the user (for example, the corner attribute = 1) and stored in the point cloud data storage means C2. The corner definition data D11 is data describing the position of the corner designated by the user.
コーナー選択手段Ｃ１１は、コーナー選択コマンドＤ４を受けて選択コーナーデータＤ１１を点群データ記憶手段Ｃ２に送り、利用者が選択したコーナーを点群データ記憶手段Ｃ２に記憶させる。選択コーナーデータＤ１１は、利用者が選択したコーナーの位置を記述するデータである。 The corner selection means C11 receives the corner selection command D4, sends the selected corner data D11 to the point cloud data storage means C2, and stores the corner selected by the user in the point cloud data storage means C2. The selected corner data D11 is data describing the position of the corner selected by the user.
基準部位指定手段Ｃ１２は、基準部位指定コマンドＤ５を受けて基準部位座標変換データＤ１２を点群データ記憶手段Ｃ２に送り、利用者が指定した基準部位が予め決められた向きとなるように、点群データ記憶手段Ｃ２に点群データＤ１を座標変換させる。基準部位座標変換データＤ１２は、利用者が指定した基準部位が予め決められた向きとなるような座標変換を記述するデータである。 The reference part designating unit C12 receives the reference part designation command D5 and sends the reference part coordinate conversion data D12 to the point cloud data storage unit C2, so that the reference part designated by the user has a predetermined orientation. The point data D1 is coordinate-transformed in the group data storage means C2. The reference part coordinate conversion data D12 is data describing coordinate conversion in which the reference part designated by the user has a predetermined orientation.
シード点指定手段Ｃ１３は、フィーチャ包含面を点群データに対して求める際のシード点を点群データに利用者が指定するのに用いられ、抽出対象とする複数のフィーチャのそれぞれについてシード点を一括的に指定できるようにされている。複数のフィーチャに対するシード点の一括的指定は、フィーチャの種別を単位として行うことも可能であり、また種別の異なるフィーチャについても一括的指定を行うことも可能である。 The seed point designating unit C13 is used by the user to designate a seed point for obtaining the feature inclusion plane with respect to the point cloud data in the point cloud data, and a seed point for each of a plurality of features to be extracted. Can be specified collectively. Batch designation of seed points for a plurality of features can be performed in units of feature types, and batch designation can also be performed for features of different types.
表示手段Ｃ１４は、後述するようなデータ変換処理過程でなされる利用者による操作で必要な各種データなどを所定の様式で表示する機能を持ち、点群データの表示は、上述のようにポリゴンデータの形式で行われる。 The display means C14 has a function of displaying various data necessary for the operation by the user in the data conversion process described later in a predetermined format, and the point cloud data is displayed as polygon data as described above. It is done in the form of
以上が表面形状データ変換装置の構成である。以下では表面形状データ変換装置における処理の内容を説明する。なお、表面形状データ変換装置における処理は３次元のデータに対して行われるのが通常であるが、ここでは理解を容易にするために２次元のデータを例にして説明する。但し、説明における用語は３次元データの処理における用語としてある。図２に表面形状データ変換装置でなされる表面形状データ変換処理の流れを示す。 The above is the configuration of the surface shape data converter. Below, the content of the process in a surface shape data converter is demonstrated. Note that the processing in the surface shape data converter is usually performed on three-dimensional data, but here, two-dimensional data will be described as an example for easy understanding. However, the terms used in the description are terms used in the processing of three-dimensional data. FIG. 2 shows a flow of surface shape data conversion processing performed by the surface shape data conversion apparatus.
変換対象のデータとしてビットマップデータＤ２が入力された場合、まずステップＰ１（ビットマップデータ／点群データ変換過程）として、ビットマップデータ／点群データ変換手段Ｃ１によるビットマップデータＤ２の点群データＤ１への変換がなされる。ビットマップデータＤ２は、対象物の内部形状も含むデータであるので、そこから表面形状データだけを取り出すことで点群データに変換する。その変換は、対象物の表面のすぐ内側に位置するセルの中心点を求める方法（第１の変換方法）と対象物の表面を挟んで隣接する２つのセルの中心点を求める方法（第２の変換方法）の何れかで行うことができる。 When the bitmap data D2 is input as the data to be converted, first, as step P1 (bitmap data / point cloud data conversion process), the point cloud data of the bitmap data D2 by the bitmap data / point cloud data conversion means C1. Conversion to D1 is made. Since the bitmap data D2 is data including the internal shape of the object, it is converted into point cloud data by taking out only the surface shape data therefrom. The conversion is performed by a method for determining the center point of the cell located immediately inside the surface of the object (first conversion method) and a method for determining the center point of two adjacent cells across the surface of the object (second The conversion method) can be performed.
図３に示すのは、ビットマップデータＤ２の例である。（ａ）はビットマップデータＤ２の全体図を示し、（ｂ）はビットマップデータＤ２の一部を拡大して示している。ビットマップデータＤ２は、直交格子に沿って配列した細かい立方体の領域によって構成されており、各領域は「セル」と呼ばれる。個々のセルは、その中心点が対象物の立体形状の内部か外部のどちらであるかを表す情報を有する。図３では、ハッチングを付けたセルが立体形状の内部であることを示し、ハッチングのないセルが立体形状の外部であることを示している。 FIG. 3 shows an example of the bitmap data D2. (A) shows an overall view of the bitmap data D2, and (b) shows an enlarged part of the bitmap data D2. The bitmap data D2 is composed of fine cubic regions arranged along an orthogonal lattice, and each region is called a “cell”. Each cell has information indicating whether the center point is inside or outside the three-dimensional shape of the object. FIG. 3 shows that the hatched cell is inside the three-dimensional shape, and the cell without hatching is outside the three-dimensional shape.
図４に、図３（ｂ）のビットマップデータＤ２から点群データＤ１を求めた例を示す。（ａ）は第１の変換方法で変換した例であり、（ｂ）は第２の変換方法で変換した例である。図４で●印が点群データＤ１における点に対応している。この変換によって得られる点群データＤ１は、点群データ記憶手段Ｃ２に記憶される。 FIG. 4 shows an example in which the point cloud data D1 is obtained from the bitmap data D2 in FIG. (A) is an example converted by the first conversion method, and (b) is an example converted by the second conversion method. In FIG. 4, the mark ● corresponds to the point in the point cloud data D1. The point cloud data D1 obtained by this conversion is stored in the point cloud data storage means C2.
第１の変換方法を用いて図３（ａ）のビットマップデータＤ２から得られる点群データＤ１の例を図５に示す。（ａ）は点群データＤ１の全体を示し、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部を拡大して示す。 FIG. 5 shows an example of the point cloud data D1 obtained from the bitmap data D2 of FIG. 3A using the first conversion method. (A) shows the entire point cloud data D1, and (b) shows an enlarged view of part A in (a).
点群データＤ１のデータ構成(構造）例を図６に示す。図６は、図５の(ｂ）における３つの点ａ、ｂ、ｃに関する点群データのデータ構成を示す。点群データＤ１は、個々の点を記述する点レコードＱの集合である。点レコードＱは、座標レコードＱ１、コーナーフラグレコードＱ２、点選択フラグレコードＱ３を有する。 An example of the data configuration (structure) of the point cloud data D1 is shown in FIG. FIG. 6 shows the data structure of the point cloud data related to the three points a, b, and c in FIG. The point cloud data D1 is a set of point records Q describing individual points. The point record Q has a coordinate record Q1, a corner flag record Q2, and a point selection flag record Q3.
座標レコードＱ１には、各点の座標が記述される。図６では、３つの点ａ、ｂ、ｃの座標として、（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）、（Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ）、（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）が記述されている。 The coordinates of each point are described in the coordinate record Q1. In FIG. 6, (Xa, Ya, Za), (Xb, Yb, Zb), (Xc, Yc, Zc) are described as the coordinates of the three points a, b, c.
コーナーフラグレコードＱ２には、各点がコーナー位置にあるかないかを示すフラグが記述される。図６では、点ａ及びｃに対してはコーナー位置にないことを示すフラグ０（無効）が記述され、点ｂに対してはコーナー位置にあることを示すフラグ１（有効）が記述されている。 In the corner flag record Q2, a flag indicating whether or not each point is at a corner position is described. In FIG. 6, a flag 0 (invalid) indicating that the points a and c are not in the corner position is described, and a flag 1 (valid) indicating that the points are in the corner position are described for the point b. Yes.
点選択フラグレコードＱ３には、コーナーまたは点が選択されているかいないかを示すフラグが記述される。図６では、点ａ及びｂに対しては選択されていないことを示すフラグ０（無効）が記述され、点ｃに対しては選択されていることを示すフラグ１（有効）が記述されている。 In the point selection flag record Q3, a flag indicating whether a corner or a point is selected is described. In FIG. 6, a flag 0 (invalid) indicating that the points a and b are not selected is described, and a flag 1 (valid) indicating that the points a and b are selected is described. Yes.
図２のステップＰ２（基準部位指定過程）では、基準部位の指定処理がなされる。基準部位指定処理では、基準部位指定手段Ｃ１２が点群データＤ１を表示手段Ｃ１４に表示し、基準部位を指定するかどうかを利用者に問い合わせる。利用者は、表示手段Ｃ１４に表示された点群データＤ１の中から基準部位としたい点（点群）を入力手段Ｃ４により選択することで基準部位を指定する。 In step P2 (reference part specifying process) in FIG. 2, a reference part specifying process is performed. In the reference part designating process, the reference part designating unit C12 displays the point cloud data D1 on the display unit C14 and asks the user whether or not to designate the reference part. The user designates the reference part by selecting the point (point group) to be set as the reference part from the point cloud data D1 displayed on the display means C14 by the input means C4.
表示手段Ｃ１４に表示される画面で基準部位指定処理を進める様子の例を図７に示す。図７の例では表示画面の左側にメニュー画面Ｍ１が表示される。メニュー画面Ｍ１は、利用者が指定可能な複数のコマンドを含んでいる。基準部位指定処理では「基準部位指定」コマンドが選択的に強調表示されている。選択的な強調表示は、例えばカーソルの点滅表示で行う。利用者は、基準部位を指定する場合、メニュー画面Ｍ１上で強調表示されている「基準部位指定」をマウスでクリックする（選択する）。基準部位を指定しない場合には、例えば表示画面に表示された「次の処理」（図示せず）をマウスでクリックすることにより、ステップＰ３に進む。 FIG. 7 shows an example of a state in which the reference part designation process is advanced on the screen displayed on the display unit C14. In the example of FIG. 7, the menu screen M1 is displayed on the left side of the display screen. The menu screen M1 includes a plurality of commands that can be specified by the user. In the reference part designation process, the “reference part designation” command is selectively highlighted. For example, selective highlighting is performed by blinking a cursor. When the user designates the reference part, the user clicks (selects) “reference part designation” highlighted on the menu screen M1 with the mouse. When the reference part is not designated, for example, the “next process” (not shown) displayed on the display screen is clicked with the mouse, and the process proceeds to Step P3.
「基準部位指定」が選択されると、点群データＤ１が表示画面の右側のデータ表示画面Ｍ２に表示される。利用者は、例えばマウスを用いて、表示画面Ｍ２に表示された点群データＤ１に対して、矢印カーソルをドラッグして領域Ｆ（点線で表示）を指定することにより、この領域内に含まれる点（点群）を基準部位として指定することができる。 When “reference part designation” is selected, the point cloud data D1 is displayed on the data display screen M2 on the right side of the display screen. The user includes, for example, a mouse by using the mouse to drag the arrow cursor to point cloud data D1 displayed on the display screen M2 to designate a region F (displayed with a dotted line). A point (point group) can be designated as a reference part.
この操作により、領域Ｆ内の点群ｄ１を基準部位とする基準部位指定コマンドＤ５が基準部位指定手段Ｃ１２に送られる。基準部位指定手段Ｃ１２は、基準部位に含まれる点の集合（点群ｄ１）を最もよく近似する平面を最小自乗法により求め、この平面が予め決められた向き（基準方向）となるように基準部位座標変換データＤ１２を決定する。基準方向は、水平方向、垂直方向などを予め決めておくか、予め利用者が指定する。 By this operation, a reference part specifying command D5 using the point group d1 in the region F as a reference part is sent to the reference part specifying means C12. The reference part designating means C12 obtains a plane that best approximates the set of points (point group d1) included in the reference part by the least square method, and sets the reference so that this plane has a predetermined direction (reference direction). The part coordinate conversion data D12 is determined. As the reference direction, a horizontal direction, a vertical direction, or the like is determined in advance or designated by the user in advance.
こうして求められた基準部位座標変換データＤ１２は、点群データ記憶手段Ｃ２に送られる。これを受けて、基準部位座標変換データＤ１２にしたがって点群データＤ１を座標変換した点群データ（座標変換後の点群データ）Ｄ１が点群データ記憶手段Ｃ２に保存されるとともに、座標変換後の点群データＤ１が表示手段Ｃ１４の表示画面に表示される。 The reference part coordinate conversion data D12 obtained in this way is sent to the point cloud data storage means C2. In response to this, point group data (point group data after coordinate conversion) D1 obtained by coordinate conversion of the point group data D1 according to the reference part coordinate conversion data D12 is stored in the point group data storage means C2 and after coordinate conversion. The point cloud data D1 is displayed on the display screen of the display means C14.
以上のようにして基準部位が基準方向となるように座標変換された点群データＤ１を表示画面に表示することにより、利用者は、基準部位に対して垂直、平行などの関係にある部位を表示画面上で容易に認識することができる。これにより、後述のフィーチャ間の幾何学的拘束関係を指定する操作をより行い易くなる。 By displaying the point cloud data D1 coordinate-transformed so that the reference part is in the reference direction as described above on the display screen, the user can select a part having a relationship such as vertical or parallel to the reference part. It can be easily recognized on the display screen. This makes it easier to perform an operation for designating a geometric constraint relationship between features described later.
図２のステップＰ３（コーナー定義過程）では、点群データＤ１を表示手段Ｃ１４に表示するとともに、新しいコーナーを定義するかどうかを利用者に問い合わせる。利用者は、表示手段Ｃ１４に表示の点群データＤ１の中から新しいコーナーとしたい点を入力手段Ｃ４により選択することで新しいコーナーを定義する。 In step P3 (corner definition process) in FIG. 2, the point cloud data D1 is displayed on the display means C14, and the user is inquired whether or not to define a new corner. The user defines a new corner by selecting a point to be set as a new corner from the point cloud data D1 displayed on the display means C14 by the input means C4.
コーナー定義処理を進める様子の例を図８に示す。コーナー定義処理では、図８(ａ)に示すように、メニュー画面Ｍ１に表示された複数のコマンドのうち「コーナー定義」が強調表示されている。利用者は、新しいコーナーを定義する場合、メニュー画面Ｍ１上で「コーナー定義」をマウスでクリックする（選択する）。新しいコーナーを定義しない場合には、例えば表示画面に表示された「次の処理」（図示せず）をマウスでクリックすることにより、ステップＰ４に進む。 An example of how the corner definition process proceeds is shown in FIG. In the corner definition process, “corner definition” among the plurality of commands displayed on the menu screen M1 is highlighted as shown in FIG. When defining a new corner, the user clicks (selects) “corner definition” on the menu screen M1 with the mouse. When a new corner is not defined, for example, the “next process” (not shown) displayed on the display screen is clicked with the mouse to proceed to step P4.
「コーナー定義」が選択されると、点群データＤ１がデータ表示画面Ｍ２に表示される。利用者は、データ表示画面Ｍ２に表示された点群データＤ１のうち利用者がコーナーであると判断した点（コーナー点）を選択することにより、その点をコーナーとして定義する。 When “corner definition” is selected, the point cloud data D1 is displayed on the data display screen M2. The user defines a point as a corner by selecting a point (corner point) that the user determines to be a corner from the point cloud data D1 displayed on the data display screen M2.
コーナー点の選択は、一例として以下のようにして行われる。図８（ａ）は、利用者がコーナーであると判断した点（コーナー点）Ｄｃを含む領域Ｆ（点線で表示）をデータ表示画面Ｍ２上での矢印カーソルによるドラッグで指定している状態を示している。利用者は、領域Ｆを指定後、例えば表示画面に表示された「拡大」（図示せず）をマウスでクリックすることにより、図８（ｂ）が表示される。利用者は、図８（ｂ）のデータ表示画面Ｍ２上で矢印カーソルによりコーナー点Ｄｃを選択することで、この点をコーナーとして定義する。 The corner point is selected as follows as an example. FIG. 8A shows a state in which a region F (displayed by a dotted line) including a point (corner point) Dc determined by the user as a corner is designated by dragging with an arrow cursor on the data display screen M2. Show. After the user designates the area F, for example, when the user clicks “enlarge” (not shown) displayed on the display screen with the mouse, FIG. 8B is displayed. The user defines this point as a corner by selecting the corner point Dc with the arrow cursor on the data display screen M2 of FIG. 8B.
この操作により、コーナー点Ｄｃをコーナーとして定義するコーナー定義コマンドＤ３がコーナー定義手段Ｃ１０に送られる。コーナー定義手段Ｃ１０は、コーナー定義コマンドＤ３に対応するコーナー定義データＤ１０を点群データ記憶手段Ｃ２に送り、点群データ記憶手段Ｃ２に保存されている点群データＤ１に対して、利用者が定義したコーナー位置と一致する点のコーナーフラグレコードＱ２を１（有効）にする。 By this operation, a corner definition command D3 for defining the corner point Dc as a corner is sent to the corner definition means C10. The corner definition means C10 sends corner definition data D10 corresponding to the corner definition command D3 to the point cloud data storage means C2, and the user defines the point cloud data D1 stored in the point cloud data storage means C2. The corner flag record Q2 of the point that matches the selected corner position is set to 1 (valid).
図２のステップＰ４（フィーチャ定義過程）では、表示手段Ｃ１４に点群データＤ１を表示するとともに、定義済み（抽出済み）のフィーチャがある場合にはそのフィーチャデータを表示し、新しいフィーチャの定義を行うか否かを利用者に問い合わせる。利用者は、入力手段Ｃ４を用いてフィーチャ定義コマンドＤ６、具体的には領域選択法と種別情報を入力することで新しいフィーチャの定義を指示する。 In step P4 (feature definition process) in FIG. 2, the point cloud data D1 is displayed on the display means C14, and if there is a defined (extracted) feature, the feature data is displayed to define a new feature. Ask the user whether to do it. The user instructs the definition of a new feature by inputting a feature definition command D6, specifically, a region selection method and type information using the input means C4.
領域選択についてはいくつかの方法が可能であるが、基本的にはシード点の指定によるシード点法を用いる。ここで、「シード点」は、フィーチャ包含面が最初に含む点のことである。 Several methods are possible for region selection. Basically, a seed point method by specifying a seed point is used. Here, the “seed point” is a point that the feature inclusion plane first includes.
フィーチャの種別情報は、例えば、法線が既知の平面、法線が未知の平面、半径が既知の円柱面、半径が未知の円柱面、半径が既知の球面、半径が未知の球面、２次曲面、自由曲面、回転面などの幾何形状の中から選択する。 Feature type information includes, for example, a plane with a known normal, a plane with an unknown normal, a cylindrical surface with a known radius, a cylindrical surface with an unknown radius, a spherical surface with a known radius, a spherical surface with an unknown radius, quadratic Select from geometric shapes such as curved surfaces, free-form surfaces, and rotating surfaces.
フィーチャ定義処理を進める様子の例を図９に示す。フィーチャ定義処理では、図９に示すように、メニュー画面Ｍ１に表示された複数のコマンドのうち「フィーチャ定義」が強調表示されている。利用者は、新しいフィーチャを定義する場合、メニュー画面Ｍ１上で「フィーチャ定義」をマウスでクリックする（選択する）。新しいフィーチャを定義しない場合には、例えば表示画面に表示された「次の処理」（図示せず）をマウスでクリックすることにより、ステップＰ５に進む。 An example of how the feature definition process proceeds is shown in FIG. In the feature definition process, as shown in FIG. 9, “feature definition” is highlighted among the plurality of commands displayed on the menu screen M1. When defining a new feature, the user clicks (selects) “feature definition” on the menu screen M1 with the mouse. If a new feature is not defined, for example, the “next process” (not shown) displayed on the display screen is clicked with the mouse to proceed to step P5.
「フィーチャ定義」が選択されると、指定することができる領域選択法と種別情報の一覧が画面の右側に表示される。すなわち、領域選択法が画面右側の上部に位置する選択情報画面（選択情報表示画面）Ｍ３に表示され、種別情報が画面右側の下部に位置する選択情報画面（選択情報表示画面）Ｍ４に表示される。なお領域選択法は、上述のようにシード点法を基本とするので、図の例では「シード点指定」だけが表示されている。 When “Feature Definition” is selected, a list of area selection methods and type information that can be specified is displayed on the right side of the screen. That is, the region selection method is displayed on the selection information screen (selection information display screen) M3 located at the upper right portion of the screen, and the type information is displayed on the selection information screen (selection information display screen) M4 located at the lower right portion of the screen. The Since the region selection method is based on the seed point method as described above, only “seed point designation” is displayed in the example in the figure.
利用者は、選択情報画面Ｍ３に表示された領域選択法をマウスでクリックする（選択する）ことにより、新しいフィーチャの定義のための領域選択法を定義する。また、利用者は、選択情報画面Ｍ４に表示された複数の種別情報のうち１つをマウスでクリックする（選択する）ことにより、新しいフィーチャの種別情報を定義する。図９では、選択情報画面Ｍ４上で「半径が未知の円柱面」が選択された状態を示している。 The user defines a region selection method for defining a new feature by clicking (selecting) the region selection method displayed on the selection information screen M3 with the mouse. Further, the user defines (types) new feature type information by clicking (selecting) one of a plurality of type information displayed on the selection information screen M4 with the mouse. FIG. 9 shows a state where “a cylindrical surface whose radius is unknown” is selected on the selection information screen M4.
この操作により、フィーチャ定義コマンドＤ６がフィーチャ定義手段Ｃ５に送られる。フィーチャ定義手段Ｃ５は、フィーチャ定義コマンドＤ６にしたがって１つまたは複数のフィーチャを一括的に定義してそれぞれのフィーチャデータＤ１８をフィーチャ記憶手段Ｃ３に送るとともに、各フィーチャの特徴量を定義してフィーチャ特徴量データＤ２０をフィーチャ記憶手段Ｃ３に送り、フィーチャ記憶手段Ｃ３に保存のフィーチャデータＤ１８を更新する。 By this operation, a feature definition command D6 is sent to the feature definition means C5. The feature defining means C5 collectively defines one or a plurality of features in accordance with the feature definition command D6 and sends each feature data D18 to the feature storage means C3, and also defines the feature quantity of each feature to define the feature features. The quantity data D20 is sent to the feature storage means C3, and the feature data D18 stored in the feature storage means C3 is updated.
フィーチャデータＤ１８のデータ構成（構造）例を図１０に示す。フィーチャデータＤ１８は、個々のフィーチャを記述するフィーチャレコードＲと個々の稜線を記述する稜線レコードＳの集合である。フィーチャレコードＲは、点群レコードＲ１、領域選択法レコードＲ２、種別情報レコードＲ３、特徴量レコードＲ４、位相情報レコードＲ５、フィーチャ選択レコードＲ６を有する。 An example of the data structure (structure) of the feature data D18 is shown in FIG. The feature data D18 is a set of feature records R describing individual features and ridge line records S describing individual ridge lines. The feature record R includes a point cloud record R1, an area selection method record R2, a type information record R3, a feature amount record R4, a phase information record R5, and a feature selection record R6.
点群レコードＲ１には、フィーチャに属する点が列記される。領域選択法レコードＲ２には、フィーチャの領域選択法が記述される。種別情報レコードＲ３には、フィーチャの種別情報が記述される。図１０の場合、フィーチャａは、点群レコードＲ１：点ａ１、ａ２、ａ３、…ａｐ、領域選択法レコードＲ２：シード点指定、種別情報レコードＲ３：法線が既知の平面、フィーチャｂは、点群レコードＲ１：点ｂ１、ｂ２、ｂ３、…ｂｑ、領域選択法レコードＲ２：シード点指定、種別情報レコードＲ３：法線が未知の平面である。 The point group record R1 lists points belonging to the feature. The region selection method record R2 describes a region selection method for features. Feature type information is described in the type information record R3. In the case of FIG. 10, the feature a is a point cloud record R1: points a1, a2, a3,... Ap, an area selection method record R2: seed point designation, a type information record R3: a plane whose normal is known, and a feature b is Point cloud record R1: Points b1, b2, b3,..., Bq, region selection method record R2: seed point designation, type information record R3: plane whose normal is unknown.
特徴量レコードＲ４には、フィーチャの幾何形状の形態を一意に規定するための特徴量が記述される。例えば種別情報が「法線が既知の平面」の場合、基準点を一つ定義すればフィーチャの幾何形状の形態を一意に規定できるので、特徴量レコードＲ４は基準点レコードを一つ持っていればよい。特徴量レコードＲ４の内容は、種別情報レコードＲ３に記述されたフィーチャの種別情報に応じて、次のように変わる。 In the feature quantity record R4, a feature quantity for uniquely defining the geometric shape of the feature is described. For example, when the type information is “a plane whose normal is known”, if one reference point is defined, the geometric shape of the feature can be uniquely defined. Therefore, the feature quantity record R4 has one reference point record. That's fine. The content of the feature quantity record R4 changes as follows according to the feature type information described in the type information record R3.
（種別情報） （特徴量レコードＲ４の内容）
法線が既知の平面 ： 基準点
法線が未知の平面 ： 基準点、単位法線ベクトル
半径が既知の円柱面： 中心軸の基準点、中心軸の単位方向ベクトル
半径が未知の円柱面： 中心軸の基準点、中心軸の単位方向ベクトル、半径
半径が既知の球面 ： 中心点
半径が未知の球面 ： 中心点、半径
２次曲面 ： Ｘ、Ｙ、Ｚを元とする２次方程式の係数
自由曲面 ： 曲面の次数、制御点、ノット列
回転面 ： 中心軸の基準点、中心軸の単位方向ベクトル、母線
図１０の場合、フィーチャａの特徴量レコードＲ４は基準点レコードＲ４１：（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）で、フィーチャｂの特徴量レコードＲ４は基準点レコードＲ４２：（Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ）と単位法線レコードＲ４３：（ＮＸｂ、ＮＹｂ、ＮＺｂ）である。
(Type information) (Contents of feature quantity record R4)
Plane with known normal: Reference point Plane with unknown normal: Reference point, unit normal vector Cylindrical surface with known radius: Center point reference point, central axis unit direction vector Cylindrical surface with unknown radius: Center Reference point of axis, unit direction vector of center axis, radius Spherical surface with known radius: Center point Spherical surface with unknown radius: Center point, radius Quadratic surface: Coefficient of quadratic equation based on X, Y, Z Curved surface: degree of curved surface, control point, knot sequence Rotating surface: reference point of central axis, unit direction vector of central axis, bus line In FIG. 10, feature quantity record R4 of feature a is reference point record R41: (Xa, Ya , Za), the feature amount record R4 of the feature b is a reference point record R42: (Xb, Yb, Zb) and a unit normal record R43: (NXb, NYb, NZb).
位相情報レコードＲ５には、フィーチャの境界を構成する稜線が記述される。フィーチャ選択レコードＲ６には、フィーチャが選択されているかいないかを示すフラグが記述されている。図１０の場合、フィーチャａは、位相情報レコードＲ５：稜線ａ、稜線ｃ、…、フィーチャ選択レコードＲ６：フィーチャが選択されていないことを示すフラグ０（無効）、フィーチャｂは、位相情報レコード５：稜線ａ、稜線ｂ、…、フィーチャ選択レコードＲ６：フィーチャが選択されていることを示すフラグ１（有効）、である。 In the phase information record R5, ridge lines constituting the boundary of the feature are described. The feature selection record R6 describes a flag indicating whether or not a feature is selected. In the case of FIG. 10, the feature a has a phase information record R5: edge line a, edge line c,..., Feature selection record R6: flag 0 (invalid) indicating that no feature is selected, and feature b has a phase information record 5 : Edge line a, edge line b,..., Feature selection record R6: flag 1 (valid) indicating that a feature is selected.
稜線レコードＳには、稜線を規定する二つの隣接するフィーチャが記述される。位相情報レコードＲ５と稜線レコードＳによりフィーチャ間の接続関係が規定される。図１０の場合、稜線ａの稜線レコードＳ：フィーチャａ、フィーチャｂ、稜線ｂの稜線レコードＳ：フィーチャｂ、フィーチャｄである。 In the ridge line record S, two adjacent features that define the ridge line are described. The connection relationship between features is defined by the phase information record R5 and the edge line record S. In the case of FIG. 10, the ridge line record S of the ridge line a: the feature a, the feature b, and the ridge line record S of the ridge line b: the feature b and the feature d.
次に、フィーチャ定義手段Ｃ５によるフィーチャの定義（抽出）の詳細について説明する。フィーチャ定義手段Ｃ５によるフィーチャの定義は、上述のように、フィーチャ包含面定義手段Ｃ１５がフィーチャ包含面を点群データから求める過程と、求めたフィーチャ包含面からトリミング手段Ｃ１６がフィーチャをトリミングする過程を含む。図１１に、こうしたフィーチャ定義における処理の流れを示す。 Next, details of feature definition (extraction) by the feature definition means C5 will be described. As described above, the feature definition means C5 defines the feature including the process in which the feature inclusion surface definition means C15 obtains the feature inclusion surface from the point cloud data and the process in which the trimming means C16 trims the feature from the obtained feature inclusion surface. Including. FIG. 11 shows the flow of processing in such feature definition.
ステップＰ４ａ（シード点指定過程）では、表示手段Ｃ１４の表示画面に表示された点群データＤ１に対して抽出対象のフィーチャについてのシード点を利用者が任意に指定する。シード点の指定は、点群データＤ１の中からシード点とすべき点をクリックすることで行い、また抽出対象のフィーチャが複数ある場合にはその複数のフィーチャに対してそれぞれシード点を指定するシード点の一括的指定を行う。なお、表示手段Ｃ１４への点群データＤ１の表示では、既に定義済みのフィーチャがある場合、その定義済みのフィーチャに属する点はシード点として指定できないものとして区別できるように、例えば淡色で表示される。 In step P4a (seed point designation process), the user arbitrarily designates a seed point for the feature to be extracted with respect to the point cloud data D1 displayed on the display screen of the display means C14. The seed point is specified by clicking a point to be a seed point from the point cloud data D1, and when there are a plurality of features to be extracted, the seed point is specified for each of the plurality of features. Specify the seed point collectively. In the display of the point cloud data D1 on the display means C14, when there are already defined features, for example, the points belonging to the defined features are displayed in a light color so that they can be distinguished as those that cannot be designated as seed points. The
ステップＰ４ｂ（代表面決定過程）では、フィーチャ種別情報に基づいて、フィーチャ、より具体的にはフィーチャ包含面に属する点つまりフィーチャ包含面所属点の集合を最もよく近似する面（代表面）を定義対象のフィーチャ包含面ごとに求める。代表面は、フィーチャ包含面の座標に基づいて最小自乗法で求める。この方法では、フィーチャ包含面が１つのシード点しか含んでいない場合に代表面を求めることができないが、ステップＰ４ｃ〜ステップＰ４ｊの処理でシード点に隣接するいくつかの点を追加することで代表面を求めることができるようになる。代表面決定処理は、後述のようにしてフィーチャ包含面にフィーチャ包含面所属点が追加されるごとになされ、フィーチャ包含面所属点の追加がなされなくなるまで繰り返される。 In step P4b (representative surface determination process), a surface (representative surface) that best approximates a feature, more specifically, a point belonging to the feature inclusion surface, that is, a set of feature inclusion surface affiliation points, is defined based on the feature type information. Obtained for each target feature inclusion plane. The representative plane is obtained by the least square method based on the coordinates of the feature inclusion plane. In this method, the representative surface cannot be obtained when the feature inclusion surface includes only one seed point, but the representative surface can be obtained by adding several points adjacent to the seed point in the processing of Step P4c to Step P4j. You will be able to find the face. The representative plane determination process is performed every time a feature inclusion plane affiliation point is added to the feature inclusion plane as described later, and is repeated until no feature inclusion plane affiliation point is added.
ステップＰ４ｃ〜ステップＰ４ｊでは、フィーチャ包含面の拡張を行う。具体的には、その時点までに求められたフィーチャ包含面について当該フィーチャ包含面に隣接している点を探索し（ステップＰ４ｃ：隣接点探索過程）、その隣接点が所定の所属条件を満たしていればフィーチャ包含面所属点としてフィーチャ包含面に追加する（ステップＰ４ｈ：所属点追加過程）。このフィーチャ包含面の拡張は、フィーチャ包含面に新たなフィーチャ包含面所属点が追加されなくなるまで繰り返される。隣接点の所属条件は、定義済みのフィーチャ包含面に含まれないこと、コーナー位置にないこと、代表面との距離がしきい値以下であること、隣接点における法線ベクトルと、および隣接点位置での代表面の法線ベクトルとのなす角度がしきい値以下であることである。これら所属条件を全て満たすか否かを隣接点ごとにステップＰ４ｄ〜ステップ４ｇの各条件評価過程で評価し、満たすと評価された隣接点をフィーチャ包含面所属点としてステップＰ４ｈでフィーチャ包含面に追加する。 In step P4c to step P4j, the feature inclusion plane is expanded. Specifically, for the feature inclusion surface obtained up to that point, a point adjacent to the feature inclusion surface is searched (step P4c: adjacent point search process), and the adjacent point satisfies a predetermined affiliation condition. Then, it is added to the feature inclusion surface as a feature inclusion surface affiliation point (step P4h: affiliation point addition process). This extension of the feature inclusion plane is repeated until no new feature inclusion plane affiliation point is added to the feature inclusion plane. Neighbor point affiliation conditions are not included in the defined feature inclusion plane, not at the corner position, the distance from the representative plane is less than or equal to the threshold value, the normal vector at the neighbor point, and the neighbor point The angle formed by the normal vector of the representative surface at the position is not more than a threshold value. Whether or not all the affiliation conditions are satisfied is evaluated for each adjacent point in each condition evaluation process of step P4d to step 4g, and the adjacent point evaluated if satisfied is added to the feature inclusion surface in step P4h as a feature inclusion surface affiliation point. To do.
隣接点における法線ベクトルは、隣接点とその周辺の点の座標値に基づいて、これらの点を最も良く近似する平面を最小自乗法により求め、この平面の法線ベクトルに一致するものとして求める。距離に関するしきい値は、例えば、図３に例示したセルの幅(一辺の長さ）の０.５倍〜０.７５倍(０.５倍以上０.７５倍以下）とすればよい。角度に関するしきい値は、例えば４５度とすればよい。 The normal vector at the adjacent point is obtained based on the coordinate values of the adjacent point and the surrounding points by obtaining a plane that best approximates these points by the least square method and matching the normal vector of this plane. . The threshold value regarding the distance may be 0.5 to 0.75 times (0.5 to 0.75 times) the cell width (length of one side) illustrated in FIG. The threshold value related to the angle may be 45 degrees, for example.
ステップＰ４ｉ（評価判定過程）では、１回のフィーチャ包含面拡張過程における全ての隣接点について評価したか判定する。そしてこの評価判定過程の結果が肯定的になるまでステップＰ４ｃ〜ステップＰ４ｊの処理を繰り返し、肯定的になったらステップ４ｊ（拡張判定過程）に進む。 In step P4i (evaluation determination process), it is determined whether all adjacent points in one feature inclusion surface expansion process have been evaluated. Then, the processing from step P4c to step P4j is repeated until the result of this evaluation determination process becomes affirmative, and if affirmative, the process proceeds to step 4j (expansion determination process).
拡張判定過程では、フィーチャ包含面に新たなフィーチャ包含面所属点が追加されたか否かを判定する。その結果が肯定的な場合にはステップＰ４ｂに戻り、フィーチャ包含面所属点の追加によって変化した代表面を求め直す。一方、拡張判定の結果が否定的となった場合にはステップ４ｋ（トリミング過程）に進む。 In the extended determination process, it is determined whether or not a new feature inclusion plane affiliation point has been added to the feature inclusion plane. If the result is affirmative, the process returns to step P4b, and the representative surface changed by adding the feature inclusion surface affiliation point is obtained again. On the other hand, if the result of the extension determination is negative, the process proceeds to step 4k (trimming process).
トリミング過程では、トリミング手段Ｃ１６がフィーチャ包含面をトリミングしてフィーチャを切り出す。フィーチャ包含面のトリミングでは、フィーチャ包含面について境界を求め、その境界に沿ってフィーチャ包含面をトリミングする。フィーチャ包含面の境界は、上記所属条件を満たす点と満たさない点の隣接関係から求める。すなわち所属条件を満たす点に隣接する点で所属条件を満たさない点を探索することで境界を求める。 In the trimming process, the trimming means C16 trims the feature inclusion surface to cut out the feature. In the trimming of the feature inclusion surface, a boundary is obtained for the feature inclusion surface, and the feature inclusion surface is trimmed along the boundary. The boundary of the feature inclusion surface is obtained from the adjacency relationship between the points that satisfy the affiliation condition and the points that do not satisfy the affiliation condition. That is, the boundary is obtained by searching for a point that does not satisfy the belonging condition among points adjacent to the point satisfying the belonging condition.
ステップ４ｋに続くステップ４ｌ（コーナー追加過程）では、フィーチャに隣接しかつコーナー位置にある点をフィーチャに追加する。 In step 4l (corner addition process) following step 4k, a point adjacent to the feature and located at the corner position is added to the feature.
図２に戻って、ステップＰ５（フィーチャ特徴量定義過程）では、ステップＰ４で抽出されたフィーチャについて特徴量定義手段Ｃ１７が特徴量の値を求める。具体的には、特徴量定義手段Ｃ１７が各フィーチャにおけるフィーチャ所属点の座標と種別情報に基づいて最小自乗法により特徴量を計算する。 Returning to FIG. 2, in step P5 (feature feature amount definition process), the feature amount definition means C17 obtains the value of the feature amount for the feature extracted in step P4. Specifically, the feature amount defining means C17 calculates the feature amount by the method of least squares based on the coordinates of the feature belonging point in each feature and the type information.
ステップＰ６（フィーチャ定義判定過程）では、指定したシード点に対応するフィーチャを全て定義し終えたかを判定する。その結果が否定的な場合にはステップＰ４に戻って処理を繰り返し、肯定的になった場合にはステップＰ７（フィーチャ位相関係定義過程）に進む。 In step P6 (feature definition determination process), it is determined whether all the features corresponding to the designated seed point have been defined. If the result is negative, the process returns to step P4 to repeat the process. If the result is affirmative, the process proceeds to step P7 (feature phase relationship defining process).
フィーチャ位相関係定義過程では、ステップＰ４で抽出されたフィーチャについて位相関係定義手段Ｃ６が位相関係を求める。具体的には、位相関係を求めようとするフィーチャに接続（隣接）するフィーチャを検出し、これらのフィーチャ間の接続関係から図１０における位相情報レコードＲ５と稜線レコードＳを更新する。 In the feature phase relationship defining process, the phase relationship defining means C6 obtains the phase relationship for the features extracted in step P4. Specifically, a feature connected (adjacent) to a feature whose phase relationship is to be obtained is detected, and the phase information record R5 and the edge line record S in FIG. 10 are updated from the connection relationship between these features.
ステップＰ８（位相関係定義判定過程）では、ステップＰ４で抽出されたフィーチャの全てについてフィーチャ位相関係を定義し終えたかを判定する。その結果が否定的な場合にはステップＰ７に戻って処理を繰り返し、肯定的になった場合にはステップＰ９（フィーチャ拘束関係定義過程）に進む。 In step P8 (phase relationship definition determination process), it is determined whether or not the feature phase relationship has been defined for all the features extracted in step P4. If the result is negative, the process returns to step P7 to repeat the process. If the result is affirmative, the process proceeds to step P9 (feature constraint relation defining process).
フィーチャ拘束関係定義過程では、フィーチャデータＤ１８の一覧を表示手段Ｃ１４に表示するとともに、拘束関係を定義するかどうかを利用者に問い合わせる。利用者は、入力手段Ｃ４を用いて拘束関係の種類とフィーチャの組合せを指定することでフィーチャ拘束関係を定義する。 In the feature constraint relationship definition process, a list of feature data D18 is displayed on the display means C14, and the user is inquired whether to define a constraint relationship. The user defines the feature constraint relationship by specifying the type of constraint relationship and the combination of features using the input means C4.
ステップＰ１０（フィーチャ特徴量再定義過程）では、ステップＰ９で拘束関係が指定されているフィーチャに対して、特徴量定義手段Ｃ１７がその拘束関係を満足するようにフィーチャの特徴量を再計算する。拘束関係は、拘束関係を指定するフィーチャの特徴量の間に成り立つ関係式で表現される。 In step P10 (feature feature amount redefinition process), the feature amount defining means C17 recalculates the feature amount of the feature for which the constraint relationship is designated in step P9 so that the constraint relationship is satisfied. The constraint relationship is expressed by a relational expression that is established between the feature quantities of the features that specify the constraint relationship.
ステップＰ１０では、フィーチャの特徴量に対して、制約条件つきの最小自乗計算を反復計算によって解く必要がある。この反復計算を確実に収束させるためには、フィーチャの特徴量の初期値を適切に設定する必要がある。本実施形態では、ステップＰ５で、各フィーチャについて特徴量を求めており、この値は初期値として適切なものである。これにより、幾何学的な拘束関係を指定した部位に対しても精度よく幾何形状を定義することができる。 In Step P10, it is necessary to solve the least square calculation with constraints for the feature amount of the feature by iterative calculation. In order to reliably converge this iterative calculation, it is necessary to appropriately set the initial value of the feature amount of the feature. In this embodiment, the feature amount is obtained for each feature in step P5, and this value is appropriate as an initial value. As a result, a geometric shape can be defined with high accuracy even for a part for which a geometric constraint relationship is designated.
ステップＰ１１（拘束関係判定過程）では、全ての拘束関係を指定し終えたかを判定する。その結果が否定的な場合は、ステップＰ９に戻って処理を繰り返す。一方、肯定的になった場合にはステップＰ１２（Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成過程）に進む。 In step P11 (restraint relationship determination process), it is determined whether all the constraint relationships have been specified. If the result is negative, the process returns to Step P9 and is repeated. On the other hand, if the result is affirmative, the process proceeds to Step P12 (B-reps data configuration process).
Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成過程では、Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成手段Ｃ９が、フィーチャデータとフィーチャ位相関係データに基づいてＢ−ｒｅｐｓデータＤ１９を生成させて出力する。 In the B-reps data construction process, the B-reps data construction unit C9 generates and outputs B-reps data D19 based on the feature data and the feature phase relation data.
以上のような処理で生成されるＢ−ｒｅｐｓデータの例を図１２に示す。図では、面要素の接続点を○印で示し、１階微分連続の拘束条件を指定した面要素を太線で示している。このＢ−ｒｅｐｓデータは１７個の面要素で記述されており、コーナーの形状情報が失われることがなく、しかも拘束関係を指定した部位でも精度よく幾何形状が定義されたＣＡＤデータが得られている。 An example of B-reps data generated by the above processing is shown in FIG. In the figure, the connection points of the surface elements are indicated by circles, and the surface elements for which the first-order differential continuous constraint conditions are designated are indicated by bold lines. This B-reps data is described by 17 plane elements, and the corner shape information is not lost, and the CAD data in which the geometric shape is accurately defined can be obtained even in the portion where the constraint relation is designated. Yes.
Ｃ２ 点群データ記憶手段
Ｃ３ フィーチャ記憶手段
Ｃ４ 入力手段
Ｃ５ フィーチャ定義手段
Ｃ６ 位相関係定義手段
Ｃ９ Ｂ−ｒｅｐｓデータ構成手段
Ｃ１３ シード点指定手段
Ｃ１４ 表示手段
Ｃ１５ フィーチャ包含面定義手段
Ｃ１６ トリミング手段
Ｃ１７ 特徴量定義手段
C2 Point cloud data storage means C3 Feature storage means C4 Input means C5 Feature definition means C6 Topological relationship definition means C9 B-reps data construction means C13 Seed point specification means C14 Display means C15 Feature inclusion surface definition means C16 Trimming means C17 Feature value definition means
Claims (4)
前記フィーチャの抽出は、前記点群データの前記点に対して任意に指定したシード点から領域を拡張しながら抽出対象のフィーチャを含むフィーチャ包含面に属するフィーチャ包含面所属点を前記点群データから探索することで前記フィーチャ包含面を求める過程、前記フィーチャ包含面について境界を求める過程、および前記過程で求めた境界に沿って前記フィーチャ包含面をトリミングして前記フィーチャを切り出す過程を含んでおり、
前記フィーチャ包含面所属点の探索は、当該時点までに求められたフィーチャ包含面に隣接している点である隣接点を前記点群データから探索とするとともに、探索された隣接点が所定の所属条件を満たすことを条件に当該隣接点を新たなフィーチャ包含面所属点とするようにしてなすようにされ、
前記フィーチャ包含面の境界は、前記所属条件を満たす点に隣接し、かつ前記所属条件を満たさない点を探索することで求めるようにされていることを特徴とする表面形状データ変換方法。 For converting point cloud data describing a surface shape model of an object as a set of points into topological data having global topological information, a surface element having a geometric feature shape is converted from the point cloud data. In a surface shape data conversion method for extracting as a feature and generating the topological data based on the feature,
In the feature extraction, a feature inclusion surface belonging point belonging to a feature inclusion surface including a feature to be extracted is expanded from the point cloud data while expanding a region from a seed point arbitrarily designated for the point of the point cloud data. A step of obtaining the feature inclusion surface by searching, a step of obtaining a boundary for the feature inclusion surface, and a step of trimming the feature inclusion surface along the boundary obtained in the step to cut out the feature.
The feature inclusion surface affiliation point search is performed by searching the point cloud data for an adjacent point that is adjacent to the feature inclusion surface obtained up to that point, and the searched adjacent point is a predetermined affiliation. The adjacent point is made a new feature inclusion surface affiliation point on condition that the condition is satisfied,
The surface shape data conversion method characterized in that the boundary of the feature inclusion surface is obtained by searching for a point adjacent to a point satisfying the belonging condition and not satisfying the belonging condition .
前記フィーチャの抽出は、前記点群データの前記点に対して任意に指定したシード点から領域を拡張しながら抽出対象のフィーチャを含むフィーチャ包含面に属するフィーチャ包含面所属点を前記点群データから探索することで前記フィーチャ包含面を求める過程、前記フィーチャ包含面について境界を求める過程、および前記過程で求めた境界に沿って前記フィーチャ包含面をトリミングして前記フィーチャを切り出す過程を含んでおり、
前記フィーチャ包含面を求める過程は、抽出対象とする複数のフィーチャのそれぞれについて前記シード点を一括的に指定する過程、前記過程でシード点を一括的に指定された複数のフィーチャのそれぞれについて前記フィーチャ包含面を求める過程を含んでおり、 前記フィーチャ包含面所属点の探索は、当該時点までに求められたフィーチャ包含面に隣接している点である隣接点を前記点群データから探索とするとともに、探索された隣接点が所定の所属条件を満たすことを条件に当該隣接点を新たなフィーチャ包含面所属点とするようにしてなすようにされ、
前記フィーチャ包含面の境界は、前記所属条件を満たす点に隣接し、かつ前記所属条件を満たさない点を探索することで求めるようにされていることを特徴とする表面形状データ変換方法。 For converting point cloud data describing a surface shape model of an object as a set of points into topological data having global topological information, a surface element having a geometric feature shape is converted from the point cloud data. In a surface shape data conversion method for extracting as a feature and generating the topological data based on the feature,
In the feature extraction, a feature inclusion surface belonging point belonging to a feature inclusion surface including a feature to be extracted is expanded from the point cloud data while expanding a region from a seed point arbitrarily designated for the point of the point cloud data. A step of obtaining the feature inclusion surface by searching, a step of obtaining a boundary for the feature inclusion surface, and a step of trimming the feature inclusion surface along the boundary obtained in the step to cut out the feature.
The process of obtaining the feature inclusion surface includes a process of collectively specifying the seed point for each of a plurality of features to be extracted, and the feature for each of a plurality of features for which the seed point has been collectively specified in the process. A process of obtaining an inclusion surface , and the search for the feature inclusion surface affiliation point is performed by searching for an adjacent point that is adjacent to the feature inclusion surface obtained up to the time point from the point cloud data. , The adjacent point searched is made to be a new feature inclusion surface affiliation point on condition that the predetermined affiliation condition is satisfied,
The surface shape data conversion method characterized in that the boundary of the feature inclusion surface is obtained by searching for a point adjacent to a point satisfying the belonging condition and not satisfying the belonging condition .
前記フィーチャの抽出を行うフィーチャ定義手段を備え、
前記フィーチャ定義手段は、前記点群データの前記点に対して任意に指定されたシード点から領域を拡張しながら抽出対象のフィーチャを含むフィーチャ包含面に属するフィーチャ包含面所属点を前記点群データから探索することで前記フィーチャ包含面を求めるフィーチャ包含面定義手段、および前記フィーチャ包含面について境界を求め、その求めた境界に沿って前記フィーチャ包含面をトリミングして前記フィーチャを切り出すトリミング手段を備え、
前記フィーチャ包含面定義手段による前記フィーチャ包含面所属点の探索は、当該時点までに求められたフィーチャ包含面に隣接している点である隣接点を前記点群データから探索とするとともに、探索された隣接点が所定の所属条件を満たすことを条件に当該隣接点を新たなフィーチャ包含面所属点とするようにしてなすようにされ、
前記トリミング手段は、前記所属条件を満たす点に隣接し、かつ前記所属条件を満たさない点を探索することで前記フィーチャ包含面の境界を求めるようにされていることを特徴とする表面形状データ変換装置。 For converting point cloud data describing a surface shape model of an object as a set of points into topological data having global topological information, a surface element having a geometric feature shape is converted from the point cloud data. In a surface shape data conversion apparatus that extracts as a feature and generates the topological data based on the feature,
Comprising feature defining means for extracting the features;
The feature defining means expands a region from a seed point arbitrarily specified for the point of the point cloud data, and adds a feature inclusion surface belonging point belonging to a feature inclusion surface including a feature to be extracted to the point cloud data. A feature inclusion surface defining unit that obtains the feature inclusion surface by searching from and a trimming unit that obtains a boundary for the feature inclusion surface and trims the feature inclusion surface along the obtained boundary to cut out the feature ,
The search of the feature inclusion surface affiliation point by the feature inclusion surface definition means is performed by searching the point cloud data for an adjacent point that is adjacent to the feature inclusion surface obtained up to that point. The adjacent point is made a new feature inclusion surface belonging point on condition that the adjacent point satisfies a predetermined belonging condition,
The surface trimming data conversion is characterized in that the trimming means obtains a boundary of the feature inclusion surface by searching for a point that is adjacent to a point that satisfies the belonging condition and does not satisfy the belonging condition. apparatus.
前記フィーチャの抽出を行うフィーチャ定義手段を備え、
前記フィーチャ定義手段は、前記点群データの前記点に対して任意に指定されたシード点から領域を拡張しながら抽出対象のフィーチャを含むフィーチャ包含面に属するフィーチャ包含面所属点を前記点群データから探索することで前記フィーチャ包含面を求めるフィーチャ包含面定義手段、および前記フィーチャ包含面について境界を求め、その求めた境界に沿って前記フィーチャ包含面をトリミングして前記フィーチャを切り出すトリミング手段を備え、
前記フィーチャ包含面定義手段は、抽出対象とする複数のフィーチャのそれぞれについて前記シード点を一括的に指定できるようにされるとともにそのシード点を一括的に指定された複数のフィーチャのそれぞれについて前記フィーチャ包含面を求めるようにされ、 前記フィーチャ包含面定義手段による前記フィーチャ包含面所属点の探索は、当該時点までに求められたフィーチャ包含面に隣接している点である隣接点を前記点群データから探索とするとともに、探索された隣接点が所定の所属条件を満たすことを条件に当該隣接点を新たなフィーチャ包含面所属点とするようにしてなすようにされ、
前記トリミング手段は、前記所属条件を満たす点に隣接し、かつ前記所属条件を満たさない点を探索することで前記フィーチャ包含面の境界を求めるようにされていることを特徴とする表面形状データ変換装置。 For converting point cloud data describing a surface shape model of an object as a set of points into topological data having global topological information, a surface element having a geometric feature shape is converted from the point cloud data. In a surface shape data conversion apparatus that extracts as a feature and generates the topological data based on the feature,
Comprising feature defining means for extracting the features;
The feature defining means expands a region from a seed point arbitrarily specified for the point of the point cloud data, and adds a feature inclusion surface belonging point belonging to a feature inclusion surface including a feature to be extracted to the point cloud data. A feature inclusion surface defining unit that obtains the feature inclusion surface by searching from and a trimming unit that obtains a boundary for the feature inclusion surface and trims the feature inclusion surface along the obtained boundary to cut out the feature ,
The feature inclusion surface defining means is configured to be able to collectively specify the seed point for each of a plurality of features to be extracted, and for each of the plurality of features for which the seed point is collectively specified. The feature inclusion surface defining means searches for the feature inclusion surface affiliation point by the feature inclusion surface definition means, and the point cloud data is determined as an adjacent point that is adjacent to the feature inclusion surface determined up to that time. And the search is performed so that the adjacent point found as a new feature inclusion surface affiliation point on condition that the searched adjacent point satisfies a predetermined affiliation condition,
The surface trimming data conversion is characterized in that the trimming means obtains a boundary of the feature inclusion surface by searching for a point that is adjacent to a point that satisfies the belonging condition and does not satisfy the belonging condition. apparatus.
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