JP7446579B2 - 曲面のフィッティング処理方法、フィッティング処理装置およびフィッティング処理プログラム、並びに、該フィッティング処理プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体 - Google Patents
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Description
図1は、本開示に係る曲面のフィッティング処理装置(具体的には、その処理装置を構成するコンピュータ1)のハードウェア構成を例示する図であり、図2は、そのソフトウェア構成を例示する図である。
図3は、FFDの基本概念を説明するための図であり、図4は、曲面のフィッティング処理方法の基本的な手順を例示するフローチャートであり、図5は、曲面モデルSをボリュームVで覆う工程を説明するための図である。また、図6は、最近傍点Hの探索手順を例示するフローチャートであり、図7は、最近傍点Hの探索手順を説明するための図である。
以下、図4の各ステップについて順番に説明をする。
最初のステップS1では、コンピュータ1は、プログラムメモリに格納されたモデルデータ49と測定データ59を読み込む。モデルデータ49および測定データ59は、前述のように、3次元空間上に設定され、かつFFDによる変形対象となる曲面モデルSと、この曲面モデルSの変形目標となる複数の測定点Qと、を含んでいる。
続くステップS2では、制御点設定部31は、曲面モデルSおよび複数の測定点Qの少なくとも一部をボリュームVで覆い、かつ該ボリュームV内に複数の制御点Pijkを設定する。下式(3)に示すように、ボリュームVは、曲面モデルSと同様に、B-Spline基底関数を用いて展開することができる。
続くステップS3では、変形対象点設定部32は、曲面モデルS上に、複数の測定点Qの各々と対応する複数の変形対象点を設定する。本実施形態では、各変形対象点は、曲面モデルS上での、各測定点Qに対する最近傍点Hとして設定される。
以下、曲面モデルSの制御点Pijとの混同を防ぐべく、ボリュームVの制御点Pijkを“Rijk”と表記することに留意されたい。
ステップS4から続くステップS5では、FFD実行部34は、ステップS4で算出された移動量ΔRijkに基づいてFFDを実行することで、曲面モデルSを複数の測定点Qにフィッティングする。
図8は、FFDにおける多段階変形の手順を例示するフローチャートであり、図9は、FFDにおける多段階変形の手順を説明するための図である。
-トリム曲面に関連した構成-
図10は、トリム曲面Stによって構成される曲面モデルSを例示する図である。
図11は、複数の曲面S1,S2からなる曲面モデルを例示する図である。
このように、複数の曲面から構成される曲面モデルSであっても、FFDを用いてフィッティングすることができる。
図12は、曲面モデルSに曲面Seを外挿する構成について説明するための図である。
一般に、外板部品の金型の製作は、職人の手作業が介入する要素が多く、効率化が望まれている。特に、金型が劣化し、再び同じ金型を製造する際には、最初に製造したときと同様の手作業を行ったのでは非効率的である。そこで、いわゆる1番型を3次元測定し、その測定結果をCADシステムにフィードバックすることで、2番型以降の職人による手作業を効率化することができる。
前記実施形態では、自由曲面としてB-Spline曲面を用いた構成について説明したが、本開示は、その構成に限定されない。例えば、式(1)等で例示したB-Spline曲面の代わりに、ベジエ曲面、NURBS曲面等を用いることもできる。
3 CPU(演算部)
31 制御点設定部
32 変形対象点設定部
33 移動量決定部
34 FFD実行部
19 記憶媒体
H 最近傍点(変形対象点)
Rijk 制御点
ΔRijk 移動量
Q 測定点(目標点)
Qe 追加される測定点
S 曲面モデル
S1,S2 複数の曲面
Sd 曲面(定義域を区画する曲面)
St トリム曲面
Se 外挿面(外挿された曲面)
V ボリューム
Claims (19)
- コンピュータが自由形状変形を実行することで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理方法であって、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する制御点設定工程と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する変形対象点設定工程と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する移動量決定工程と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングするFFD実行工程と、を備え、
前記変形対象点は、前記曲面モデル上における、前記目標点に対する最近傍点として設定される
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理方法。 - コンピュータが自由形状変形を実行することで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理方法であって、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する制御点設定工程と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する変形対象点設定工程と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する移動量決定工程と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングするFFD実行工程と、を備え、
前記曲面モデルは、複数の曲面を組み合わせてなり、
前記複数の曲面が同時に変形されるように、前記制御点設定工程、前記変形対象点設定工程、前記移動量決定工程および前記FFD実行工程を実行する
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理方法。 - コンピュータが自由形状変形を実行することで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理方法であって、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する制御点設定工程と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する変形対象点設定工程と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する移動量決定工程と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングするFFD実行工程と、を備え、
前記曲面モデルは、該曲面モデルの定義域を区画する曲面と、該曲面を切り抜くトリム曲面と、を組み合わせてなり、
前記曲面と前記トリム曲面との境界線に対し、前記制御点設定工程、前記変形対象点設定工程、前記移動量決定工程および前記FFD実行工程を実行する
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理方法。 - コンピュータが自由形状変形を実行することで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理方法であって、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する制御点設定工程と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する変形対象点設定工程と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する移動量決定工程と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングするFFD実行工程と、を備え、
前記移動量決定工程において決定された移動量を分割し、かつ該分割された各移動量に基づいて前記FFD実行工程を実行することで、前記自由形状変形を複数回にわたり繰り返し実行する
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理方法。 - コンピュータが自由形状変形を実行することで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理方法であって、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する制御点設定工程と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する変形対象点設定工程と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する移動量決定工程と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングするFFD実行工程と、
前記曲面モデルに曲面を外挿する工程と、
前記外挿された曲面上に、前記変形対象点を設定する工程と、を備える
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理方法。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載された曲面のフィッティング処理方法において、
前記複数の目標点は、金型の表面形状を測定することにより得られる複数の測定点からなる
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理方法。 - 請求項5に記載された曲面のフィッティング処理方法において、
前記外挿された曲面と対応するように、前記目標点を追加する工程を備える
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理方法。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載された曲面のフィッティング処理方法において、
前記制御点設定工程は、前記曲面モデルを覆うボリュームを設定し、該ボリューム内に前記複数の制御点を配置する
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理方法。 - 演算部を有するコンピュータによって構成され、該コンピュータが自由形状変形を実行することで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理装置であって、
前記演算部は、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する制御点設定部と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する変形対象点設定部と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する移動量決定部と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングするFFD実行部と、を有し、
前記変形対象点は、前記曲面モデル上における、前記目標点に対する最近傍点として設定される
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理装置。 - 演算部を有するコンピュータによって構成され、該コンピュータが自由形状変形を実行することで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理装置であって、
前記演算部は、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する制御点設定部と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する変形対象点設定部と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する移動量決定部と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングするFFD実行部と、を有し、
前記曲面モデルは、複数の曲面を組み合わせてなり、
前記演算部は、前記複数の曲面が同時に変形されるように、前記制御点設定部、前記変形対象点設定部、前記移動量決定部および前記FFD実行部による処理を実行する
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理装置。 - 演算部を有するコンピュータによって構成され、該コンピュータが自由形状変形を実行することで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理装置であって、
前記演算部は、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する制御点設定部と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する変形対象点設定部と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する移動量決定部と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングするFFD実行部と、を有し、
前記曲面モデルは、該曲面モデルの定義域を区画する曲面と、該曲面を切り抜くトリム曲面と、を組み合わせてなり、
前記演算部は、前記曲面と前記トリム曲面との境界線に対し、前記制御点設定部、前記変形対象点設定部、前記移動量決定部および前記FFD実行部による処理を実行する
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理装置。 - 演算部を有するコンピュータによって構成され、該コンピュータが自由形状変形を実行することで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理装置であって、
前記演算部は、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する制御点設定部と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する変形対象点設定部と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する移動量決定部と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングするFFD実行部と、を有し、
前記演算部は、前記移動量決定部によって決定された移動量を分割し、かつ該分割された各移動量に基づいて前記FFD実行部による処理を実行することで、前記自由形状変形を複数回にわたり繰り返し実行する
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理装置。 - 演算部を有するコンピュータによって構成され、該コンピュータが自由形状変形を実行することで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理装置であって、
前記演算部は、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する制御点設定部と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する変形対象点設定部と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する移動量決定部と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングするFFD実行部と、を有し、
前記演算部はさらに、
前記曲面モデルに曲面を外挿し、
前記外挿された曲面上に、前記変形対象点を設定する
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理装置。 - コンピュータに自由形状変形を実行させることで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する第1の手順と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する第2の手順と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する第3の手順と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングする第4の手順と、を実行させ、
前記変形対象点は、前記曲面モデル上における、前記目標点に対する最近傍点として設定される
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理プログラム。 - コンピュータに自由形状変形を実行させることで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する第1の手順と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する第2の手順と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する第3の手順と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングする第4の手順と、を実行させ、
前記曲面モデルは、複数の曲面を組み合わせてなり、
前記コンピュータに、前記複数の曲面が同時に変形されるように、前記第1の手順、前記第2の手順、前記第3の手順および前記第4の手順を実行させる
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理プログラム。 - コンピュータに自由形状変形を実行させることで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する第1の手順と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する第2の手順と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する第3の手順と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングする第4の手順と、を実行させ、
前記曲面モデルは、該曲面モデルの定義域を区画する曲面と、該曲面を切り抜くトリム曲面と、を組み合わせてなり、
前記コンピュータに、前記曲面と前記トリム曲面との境界線に対し、前記第1の手順、前記第2の手順、前記第3の手順および前記第4の手順を実行させる
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理プログラム。 - コンピュータに自由形状変形を実行させることで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する第1の手順と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する第2の手順と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する第3の手順と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングする第4の手順と、を実行させ、
前記コンピュータに、前記第3の手順によって決定された移動量を分割させ、かつ該分割された各移動量に基づいて前記第4の手順を実行させることで、前記自由形状変形を複数回にわたり繰り返し実行させる
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理プログラム。 - コンピュータに自由形状変形を実行させることで、3次元空間上に設定される曲面モデルを、3次元空間上に設定される複数の目標点にフィッティングする曲面のフィッティング処理プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記曲面モデルの少なくとも一部を囲むように、前記自由形状変形における複数の制御点を設定する第1の手順と、
前記曲面モデル上に、前記複数の目標点の各々と対応する複数の変形対象点を設定する第2の手順と、
前記変形対象点と、該変形対象点に対応する目標点との距離の2乗を積算してなる積算値が最小になるように最小2乗法を実行することにより、前記複数の制御点それぞれの移動量を決定する第3の手順と、
前記移動量に基づいて前記自由形状変形を実行することで、前記曲面モデルを前記複数の目標点にフィッティングする第4の手順と、を実行させ、
前記コンピュータにさらに、
前記曲面モデルに曲面を外挿させ、
前記外挿された曲面上に、前記変形対象点を設定させる
ことを特徴とする曲面のフィッティング処理プログラム。 - 請求項14から18のいずれか1項に記載されたフィッティング処理プログラムを記憶している
ことを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
Priority Applications (5)
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