JP6508733B2 - 3dモデルの比較方法および装置 - Google Patents
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Description
本願の第二のカテゴリーは、参照3D(三次元)モデル(reference 3D model)とのそれらの類似性に基づいて前記3D(三次元)モデルを順序整理する(order)ため、参照する3D(三次元)モデルを一連の3D(三次元)モデルと比較対比することにより、3D(三次元)モデルを見つけることに照準を定めている。見つけられた類似性は、通常は、これらの3Dモデルを順序整理する(order)ために用いられる定量値で表現される。様々な方法が類似性を計算処理するために利用できる。最初は、各々の3Dモデルの分析は、後の比較を効果的に実施するために用いられる表示(representation)を生成する。この場合、この表示(representation)は、しばしば、記述子(ディスクリプタ)、表示(representation)および指数(インデックス index)を含む様々な条件(terms)で参照される。名称は何であれ、表示図面(representation)は、グラフ(US2004/0249809 A1)、あらかじめ定義されたN次元のベクトル(US6,625,607 B1)または3D(三次元)モデルによる変更(変数)などのように、いくつかの形をとる。記述子(ディスクリプタ descriptors)は、通常、比較対比の実行中保存される(saved)。1つの3D(三次元)モデルが、参照(参考用)として選択される。参照する3D(三次元)モデルは、画像、写真または2次元の図面に置き換えられる[3Dモデル検索エンジン、パトリック ミン、博士論文、プリンストン大学、2004年]。必要であれば、記述子(ディスクリプタ descriptors)は計算される。記述子(ディスクリプタ descriptors)は比較される。繰り返して述べるが、いくつかの方法は、[コンテンツベースの3次元工学形状検索、K.ルー、S.プラボカー、K.ラマニ、第20回データエンジニアリング国際会議2004 議事録]で説明されている。比較結果を基に、類似する3D(三次元)モデルは、通常、類似性の指数(インデックス index)として我々が参照する量に基づいて整理順序付けられる(ordered)。これらの結果は、その後、様々な形式(通常は、小サイズ(アイコン、縮小図)の画像)で表示される。
本願中、次の用語は、以下の意味合いを持つ。
この明細書では、3D(三次元)モデルの語句(expression)は、オブジェクト(対象物)の三次元空間におけるデジタル表示(representations)であることを表現することに用いられる。3D(三次元)モデルは、一または複数のオブジェクト(対象物)とそれらの周囲との間の境界線を描画(表現)する。例えば、境界線は、一般的には、例えばCADシステムやCAMシステムのSTEP規格や幾何学的(ジオメトリック)モデラにおける境界表現(B−Rep)や、STLやVRML形式としてのテッセレーションを基礎としている。境界線は、一以上の端(境界 edge)によって限定される表面である、一以上の面(フェース)からなる。面(フェース)は3D(三次元)モデルである。接合された或は接合されていない複数の面(フェース)は、3D(三次元)モデルである。ソリッドボディ(solid body)として一般的に知られる三次元のユークリッドサブ空間を表す一組の面(フェース)は、3D(三次元)モデルである。複数のソリッド(solids)を表す一組の面(フェース)は、3D(三次元)モデルである。現在の定義において、3D(三次元)モデルのあらゆる部品(パーツ)は3D(三次元)モデルであり、またあらゆる3D(三次元)モデルの合成は3D(三次元)モデルである。3D(三次元)モデルは、製造プロセスにおいて用いられ、或は推奨される材質の性質のような純粋な幾何学的形状(ジオメトリック)以外の情報を包含し得る。
記述子(ディスクリプタ descriptors)は、表示(representation)が通常は3D(三次元)モデル自身よりもより効率的でより簡潔であるという特有の(specific)目的に適している3D(三次元)モデルの表示(representation)形式であり得る。記載(description)は、3D(三次元)モデルまたはその部分を特徴付ける一組の情報を包含することができる。場合によっては、記述子(ディスクリプタ)は、網羅的ではないが例えば、3D(三次元)モデルの境界ボックス(bounding box)の面積(体積、寸法 dimensions)、その体積(volume)、その領域、その主慣性モーメント、その重心、その慣性主軸、3D(三次元)モデル中のソリッドボディのリスト、そして同様に3D(三次元)モデルである各々の体積、全体の領域、主慣性モーメント、重心、慣性主軸など、3D(三次元)モデルの体積測定(ボリューメトリック volumetric)の特性のリストを包含する。場合によっては、記述子(ディスクリプタ)は(網羅的ではないが)、例えば、3Dモデルの面(フェース)のリスト、および、内在する(下部の)面とそのパラメータのタイプを含む特徴リスト、境界ボックス(bounding box)の面積(体積、寸法 dimensions)、領域、外周(perimeter)、慣性モーメント、重心、慣性主軸などを含む。3Dモデル間の相違点や類似点は、記述子(ディスクリプタ)の比較と呼ばれるプロセスから得られる。3Dモデルもまた、記述子(ディスクリプタ)であり得る。3Dモデルは、いくつかの(several)異なる記述子(ディスクリプタ)を持つことができる。
形状特性(フォームフィーチャー form features)は、特定の処理のための特定の目的(利害:interest)を持った記述子(ディスクリプタ)(3Dモデルのため)の部分または属性(所以)として理解され得るであろう。形状特性(form features)または輪郭の特徴は、同様に、記述子(ディスクリプタ)または、記述子(ディスクリプタ)の、複数(多数)の要素のいくつかの結合体として定義される。例として、円筒形状の面(フェース)の直径の値が基本形状特性(form features)であり、2つの孔の中心間距離の値も形状特性(form features)であり、そして、円形終端の鍵穴も形状特性(form features)である。これらの例は何れも、記述子(ディスクリプタ)の一部分に一致(correspond)し、そこでは、形状特性(form features)は、記述子(ディスクリプタ)によって決定される。その最も基本的なフォームにおいて、形状特性(form features)は、よりシンプルに、特徴(フィーチャー)や特性(キャラクタリスティック)と呼ばれる。特性(キャラクタリスティック)は、もし、前記3D(三次元)モデルかその記述子(ディスクリプタ)のみに依存し、および環境(コンテキスト)(例えば、特徴(フィーチャー)を包含する3Dモデル)からではなくそれ自身によって決定されるのであれば、3D(三次元)モデルまたはその記述子(ディスクリプタ)に内在的特質(本来備わっていた)と称される。それ以外の特徴(フィーチャー)は、外因性特質(エクストリンシック)と称される。
ペアリング(符合)は、2つの記述子(ディスクリプタ)の間の特性(キャラクタリスティック)の一致を決定するためのプロセス(工程)を意味する。例えば、記述子(ディスクリプタ)の一部分は、ソリッドボディ(固体)や面(フェース)の特性を示し得る。ペアリング(符合)プロセス(工程)は、2つの記述子(ディスクリプタ)の一部分が類似の特性(例えば、同一であるか、または数値の中間のものを含む)を共有するとき、記述子(ディスクリプタ)の一部分と他の記述子(ディスクリプタ)の一部分(同じものか他の記述子(ディスクリプタ))とを照合する。そのようなプロセス(工程)は、とりわけ、空間中のそれらの位置を考慮する事なしに、個別の記述子(ディスクリプタ)、ソリッドボディ(固体)、または3Dモデルの面(フェース)を通して、対(ペア)にすることを可能にする。ペアリング(符合)プロセス(工程)は、3Dモデルが同じ幾何学的(ジオメトリック)な表示(representation)(例えば、STEPおよびパラソリッド)に示されている事や、一般的な整合システム(coordinate system)に示されている事を必要としない。
調整(突合)は、対(ペア)にされた記述子(ディスクリプタ)の一部分と関連付けられる形状特性(form features)の空間中の相対的位置を考慮することによる、要素(構成部分)の集積のプロセス(工程)を意味する。該プロセス(工程)は、一般的な整合システム(coordinate system)における形状特性(form features)の位置調整(positioning)を可能にする変換行列(transformation matrices)のグループを決定する事によって進行する。前記プロセス(工程)は、とりわけ、3Dモデル間の同一または類似の形状(フォーム forms)の特性の認識を可能にする。従って、面(フェース)のレベルにおける一例として、ペアリング(符合)は、内在する(固有の)特性を共有する面(フェース)を識別する。例として、いくつかの面(フェース)のタイプ(種類)が円筒形状であれば、直径は5から6mmの間で長さは20mmであり得る。調整(突合)の間、外因性のパラメータが考慮される。例として、円筒形状の面(フェース)の軸の方向は、Z軸に等しく、中心間距離は20mmと等しくなる。ペアリング(符合)−調整(突合)プロセス(工程)は、反復して適用される。
記述子(ディスクリプタ)の比較分析は、オペレータ(操作者)によって指定(特定)されるクエリ(疑問:query)に従い、記述子(ディスクリプタ)間の同一または相違する特性を決定し、記述(掲載)するプロセス(工程)である。比較は、記述子(ディスクリプタ)の全体または一部分のみにおいて実行される。オペレータ(操作者)によって指定(特定)される相違の重要性(重み付け:weighting)は、それぞれの部分の特定の形状特性(form features)を強調すること、または、単に3D(三次元)モデルの一部分のみを考慮することの所以になると考えられる。各部に起因し得る。類似指数(インデックス index)は、記述子(ディスクリプタ)の比較分析から決定される。
オペレータ(操作者)とは、他のコンピュータシステムにおける人間のオペレータと、システムと対話形式またはオフライン(バッチモード)でやり取りをすること、の両方を指す。
Claims (15)
- 参照3D(三次元)モデルと多数の(a plurality of)3D(三次元)モデルを比較対比するためのコンピュータに実装される方法において、該コンピュータに実装される方法は:
参照3D(三次元)モデルの記述子(ディスクリプタ descriptors)と、少なくとも多数の3D(三次元)モデルのうちの1つの一の記述子(ディスクリプタ)との間で、幾何学的(ジオメトリック)特性の類似性および相違性に従って信頼水準(信頼度 confidence level)を計算処理し、各々の記述子(ディスクリプタ)は、少なくとも3Dモデルの1つの面(フェース)と関連付けられる多数の特性を包含する工程と、
参照3D(三次元)モデルの記述子(ディスクリプタ)の特性と、少なくとも多数の3Dモデルのうちの1つの一の記述子(ディスクリプタ)の特性との間で、計算処理された信頼水準(信頼度 confidence level)を使用して、類似値を計算処理する工程と、
からなることを特徴とする参照3Dモデルと多数の3Dモデルを比較対比するためのコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。 - 請求項1に記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法は、更に、参照3D(三次元)モデルの幾何学的(ジオメトリック)特性に従って多数の3D(三次元)モデルを再配置することからなることを特徴とする、請求項1に記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。
- 請求項2に記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法において、各々の記述子(ディスクリプタ)は、更に:
調和(座標)システムに依存する幾何学的(ジオメトリック)特性と、調和(座標)システムの不変量(invariant)である幾何学的(ジオメトリック)特性と、からなるとともに;
多数の3D(三次元)モデルの再配置において:
少なくとも参照3D(三次元)モデルの記述子(ディスクリプタ)の不変量(invariant)である幾何学的(ジオメトリック)特性、および、少なくとも多数の3Dモデルのうちの1つの記述子(ディスクリプタ)の一つの不変量(invariant)である幾何学的(ジオメトリック)特性に基づいた、参照3D(三次元)モデルの記述子(ディスクリプタ)のサブセット(sub sets)と、多数の3Dモデルのうちの1つの記述子(ディスクリプタ)の一つのサブセットと、をペアリング(符合)させる工程と、
参照3Dモデルの記述子(ディスクリプタ)の従属(依存)する幾何学的(ジオメトリック)特性と、少なくとも多数の3Dモデルのうちの1つの記述子(ディスクリプタ)の一つの従属(依存)する幾何学的(ジオメトリック)特性とを用いて、ペアリング(符合)を調整(突合)するために、変換グループを決定する工程と、とからなるとともに;
変換グループから第一の類似変換を識別する工程
を包含することを特徴とするコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。 - 請求項3に記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法において、該方法は、更に:
参照3Dモデルの記述子(ディスクリプタ)の不変量(invariant)である幾何学的(ジオメトリック)特性と、多数の3Dモデルのうちの1つの記述子(ディスクリプタ)の不変量(invariant)である幾何学的(ジオメトリック)特性との間の類似点および相違点に従って、各々のペアリング(符合)の信頼水準(信頼度 confidence level)の計算処理(工程)を含むことを特徴とする請求項3に記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。 - 請求項3または請求項4に記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法において、類似点および相違点を識別するために、第一の変換グループを用いて類似値を計算処理する工程(ステップ)を含むことを特徴とする請求項3または請求項4に記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。
- 請求項3乃至請求項5の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法において、該方法は、更に:
参照3Dモデルの記述子(ディスクリプタ)と、多数の3Dモデルのうちの1つの記述子(ディスクリプタ)の、従属(依存)する幾何学的(ジオメトリック)特性の類似点に従って、参照3Dモデルの記述子(ディスクリプタ)の調整(突合)されたサブセットの各ペアの信頼水準(信頼度 confidence level)を計算処理する工程を含むことを特徴とする請求項3乃至請求項5の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。 - 請求項3乃至請求項6の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法において、該方法は、更に:
変換のグループから類似変換の第二グループを識別する工程と、
該第二変換グループを使用して調整(突合)の信頼水準(信頼度 confidence level)を計算処理する工程と、
第一および第二変換グループを用いて参照3D(三次元)モデルと多数の3D(三次元)モデル中の一または複数の3Dモデルとの間の類似性と相違性を識別する工程と、
第一および第二変換グループを基礎とする結合された(combined)類似値の計算処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする請求項3乃至請求項6の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。 - 請求項3乃至請求項7の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法において、
調和(座標)システムの不変量である幾何学的(ジオメトリック)特性として、少なくとも領域(エリア)、境界(外周)のうちの1つの幾何学的(ジオメトリック)特性を含むとともに、
調和(座標)システムに依存する幾何学的(ジオメトリック)特性として、少なくとも重心と慣性モーメントの軸のうちの1つの幾何学的(ジオメトリック)特性を含む
ことを特徴とする請求項3乃至請求項7の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。 - 請求項1乃至請求項8の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法において、記述子(ディスクリプタ)は、更に、G2連続性(G2 continuity)を有する一組の面(フェース)に関係するG2連続(G2 continuity)の幾何学的(ジオメトリック)特性を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。
- 請求項1乃至請求項9の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法において、記述子(ディスクリプタ)の一部(portion)は、信頼水準(信頼度 confidence level)の計算処理に使用されることを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。
- 請求項1乃至請求項10の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法において、記述子(ディスクリプタ)は、少なくとも参照3Dモデルの選択された面(フェース)として(のために)生成される事を特徴とする請求項1乃至請求項10の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。
- 請求項1乃至請求項10の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法において、信頼水準(信頼度 confidence level)の計算処理は、3Dモデルの一または複数の特性、および/または、3Dモデルの特性間における少なくとも一つの制約(条件)、によって影響を受けることを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れかに記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。
- 請求項12に記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法において、制約(条件)は、オペレータ(操作者)によって入力されることを特徴とする請求項12に記載のコンピュータに実装される3D(三次元)モデルの比較方法。
- データ処理システムが、同一または類似の3D(三次元)モデルの探索(検索)、3Dモデルの類似性および相違性の決定、分類、順位付け、順序付け、分類(ソート)、フィルタリングのため、2以上の3D(三次元)モデルを比較対比する処理を達成するように構成されていることを特徴とする前記請求項1乃至13のいずれかに記載の3D(三次元)モデルの比較方法を使用したデータ処理システム。
- 製品の製造工程(方法)が、少なくとも製品の一部を製造する3D(三次元)モデルの操作として特徴付けられる工程であって、前記請求項1乃至13のいずれかに記載の3D(三次元)モデルの比較方法を用いて直接3D(三次元)モデルを選択する、または、選択した3Dモデルを修正することを特徴とする製品の製造方法。
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