JPH0498367A

JPH0498367A - ３次元形状作成方式

Info

Publication number: JPH0498367A
Application number: JP2210990A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Sakakibara; 伸介榊原
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1990-08-09
Filing date: 1990-08-09
Publication date: 1992-03-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ロボット用オフラインプログラミングシステ
ムまたはＣＡＤシステムにおいて使用される３次元形状
作成方式に関し、特に対象物体の３次元形状を画面上で
対話的に作成する３次元形状作成方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、物体の３次元形状を作成して、そのデータをオフ
ラインプログラミングシステムやＣＡＤシステムに人力
する方法として、距離画像を使用する方法、倣い制御装
置におけるスタイラスを使用する方法、キーボードから
直接手で入力する方法等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の３次元形状作成方法、特に距離画像を使
用する方法や倣い制御装置におけるスタイラスを使用す
る方法では、システムが高価なものとなる。さらに、操
作が複雑なため３次元形状を得るまでに時間を要してい
た。

また、キーボードから直接手で入力する方法でも、入力
データ数が多いことなどにより、長時間を要していた。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、対
象物体の３次元形状を容易にかつ短時間に作成すること
ができる３次元形状作成方式を提供することを目的とす
る。

また、本発明の他の目的は、簡単かつ低コストのシステ
ムで３次元形状を作成することができる３次元形状作成
方式を提供することである。

〔課題を解決するた約の手段〕

本発明では上記課題を解決するために、対象物体の３次
元形状を作成する３次元形状作成方式において、カメラ
が、光軸が互いに直交する３方向から撮像して得られた
、３面図に相当する対象物体の３画面を第１画面に表示
し、前記第１画面上の３画面において、前記対象物体の
頂点に対応する位置を指定することにより、前記対象物
体の頂点に対応する点を第２画面上に表示し、前記第２
画面上で、前記対象物体の稜線及び面に対応する位置を
指定し、前記対象物体の３次元形状を作成することを特
徴とする３次元形状作成方式が、提供される。

〔作用〕

カメラは、対象物体を、光軸が互いに直交する３方向か
ら撮像する。カメラが撮像・した３画面は図面の３面図
に相当する。その３画面は第１画面に表示される。対象
物体の頂点に対応する位置が、第１画面上の３画面にお
いて指定される。その結果、対象物体の頂点に対応する
点が、第２画面上に表示される。対象物体の稜線及び面
に対応する位置が、第２画面上で指定される。その結果
、第２画面上に対象物体の３次元形状が作成される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の３次元形状作成方式の構成を概略的に
示す図である。図において、対象物体１は、３台のＴＶ
カメラ２．３．４によって撮像される。

カメラ２．３．４は、光軸が互いに直交するように配置
され、対象物体１を３方向がら撮像する。

カメラ２．３．４の撮像信号は、後述するように画像処
理された後、ワークステーション５（第６図）のデイス
プレィ６に表示される。すなわち、カメラ２．３．４が
３方向から撮像した対象物体ｌの３画面２０．３０．４
０が、デイスプレィ６の第１画面６ａに表示される。こ
の３画面２０゜３０．４０は、図面の３面図に相当する
。

この第１画面６ａの３画面２０．３０．４０に基づいて
、対象物体１の３次元形状がデイスプレィ６の第２画面
６ｂ上に作成される。この３次元形状作成は、次のよう
にして、デイスプレィ６との対話形式において行われる
。

先ず、デイスプレィ６に、後述する頂点指定、稜線指定
及び面指定の選択枝（図示せず）が表示され、その選択
枝から頂点指定に該当するものをマウス９を用いて選ぶ
。

頂点指定は次のようにして行われる。対象物体１の頂点
Ａに対応する３画面２０．３０．４０上の各点Ａ１が、
３画面２０．３０．４０において指定される。この指定
は、キーボード８に接続されたマウス９を用いて行われ
る。すなわち、マウス９を用いてカーソル（図示せず）
を移動させ、カーソルが３画面２０．３０．４０上の各
点ＡＩの位置に来たとき、マウス９のボタンを押す。そ
の時点で点Ａ１が指定される。３画面２０．３０．４０
における各点Ａ１の指定が終了したとき、３次元形状に
おける点Ａ１の位置が確定され、第２画面６ｂに点ＡＩ
として表示される。このようにして、対象物体１の頂点
指定が行われる。

なお、３画面２０．３０．４０の各画像のスケールが異
なっているときには、スケールの補正を行う。例えば、
対象物体１の２頂点間の距離が３画面において同一にな
るように、各画面の補正係数が求ｔられ、その補正係数
に基づいて各画面が同一スケールに補正される。

次に、稜線指定及び面指定を順次行い、第２画面６ｂ上
に３次元形状を生成する。その詳細は後述する。

第２図乃至第４図は、第２画面上における３次元形状作
成の過程を示す図である。

第２図は頂点指定終了時の第２画面を示す図、第３図は
稜線指定終了時の第２画面を示す図、第４図は面指定終
了時の第２画面を示す図である。

第２図の各点は、対象物体１の各頂点に対応する。例え
ば、点Ａ１、Ｂ１、Ｃ１は、対象物体１の頂点Ａ、ＢＳ
Ｃ（第１図）に対応する。なお、第２図の２点鎖線は実
際には表示されない。

稜線指定は第２図に基づいて行われる。例えば、対象物
体１の稜線Ｄ（第１図）を指定するには、第２図の点Ａ
１、Ｂ１をマウス９を用いて指定すればよい。そのとき
、２点Ａ１、Ｂ１間の稜線Ｄｌが、第３図に示すように
描かれる。

面指定は第３図に基づいて行われる。例えば、対象物体
１の面Ｅ（第１図）を指定するには、第３図の点Ａ１、
Ｂ１、Ｃ１をマウス９を用いて指定すればよい。そのと
き、３点Ａ１、Ｂｌ、ＣＩによって形成される面Ｅ１が
、第４図に示すように指定される。

このようにして、稜線指定及び面指定が行われ、対象物
体１の３次元形状が、サーフェスモデルとしてデイスプ
レィ６の第２画面６ｂ上に生成される。

第５図は、本発明の３次元形状作成方式のフローチャー
トを示す図である。図において、Ｓに続く数値はステッ
プ番号を示す。

〔Ｓ１〕カメラ２．３．４による対象物体１の撮像が行
われ、３画面がデイスプレィ６の第１画面６ａに表示さ
れる。

〔８２〕頂点指定が、３画面上の各頂点に基づいて行わ
れ、対象物体１の各頂点が第２画面６ｂに表示される。

〔Ｓ３〕稜線指定が、第２画面６ｂに基づいて行われる
。

〔Ｓ４〕面指定が、稜線指定終了後の第２画面６ｂに基
づいて行われる。

［Ｓ５］３次元形状が生成される。

第６図は、本発明の３次元形状作成方式の全体構成を示
す図である。カメラ２．３．４は画像処理装置１０に接
続され、対象物体１を撮像してその画像信号を画像処理
装置１０に送る。

画像処理装置１０は、ワークステーション５に接続され
、カメラ２．３．４からの撮像信号をディジタルな画像
信号に変換し、ワークステーション５に送る。画像処理
装置１０には、画像をモニタするためのモニタテレビ１
１が接続されている。

ワークステーション５は、デイスプレィ６、本体７及び
キーボード８から成る。本体７は、画像処理装置１０か
らの画像信号を処理してデイスプレィ６に表示する。デ
イスプレィ６にはＣＲＴあるいは液晶表示装置が使用さ
れる。キーボード８は必要な指令、データ等を人力する
。このキーボード８にはマウス９が接続されている。マ
ウス９はデイスプレィ６の画面上のカーソルを移動する
。

第７図は、本発明の３次元形状作成方式を実行するワー
クステーションの概略構成を示す図である。

プロセッサ７１は、ＲＯＭ？　２に格納された本発明の
３次元形状作成方式のプログラム等に従って、ワークス
テーション全体の動作を制御する。

ＲＯＭ７２はＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭで構成され
る。ＲＡＭ７３はＤＲＡＭ等で構成され、本発明による
３次元形状に関するデータを含む各種データや演算処理
のだとのデータを一時的に格納する。

浮動小数点演算用プロセッサ７４は、座標変換等のだ約
の種々の計算を行う。

グラフィック制御回路７５はディジタル信号を表示用の
信号に変換し、デイスプレィ６に与える。

ハードディスク７８は、各種のデータを格納するために
１４０Ｍバイト以上の記憶容量を有し、ハードディスク
コントローラ７７によって制御される。

入出カポ−ドア９は各種のデータの入出力を行うもので
あり、キーボード８が接続されている。

キーボード８にはマウス９が接続される。入出カポ−ド
ア９には、さらに、画像処理装置１０が接続されている
。カメラ２．３．４からの撮像信号は、画像処理装置１
０を経由して入出カポ−ドア９に入力される。

これらの構成要素はバス７０によって互いに結合されて
いる。

本発明によって作成された３次元形状に関するデータは
、上述したように一時的にＲＡＭ７３に格納された後、
例えばロボットのオフラインプログラムに用いられる。

以上述べたように、本実施例によれば、対象物体をカメ
ラで撮像し、その撮像画面に基づいて対象物体の３次元
形状を作成するようにしたので、３次元形状を容易にか
つ短時間に作成することができる。さらに、そのための
システムも簡単であり、低コストとなる。

上記の説明では、３台のカメラを３方向に配置して使用
する構成にしたが、１台のカメラを３方向に移動させて
使用することもできる。

また、対象物体を３方向から撮像する構成にしたが、対
象物体の形状によっては、２方向からだけでもよし）。

例えば、正面及び側面から見たときの形状が同一になる
場合である。

〔発明の効果：以上説明したように本発明では、対象物体をカメラで撮
像し、その撮像画面に基づいて対象物体の３次元形状を
作成するようにしたので、３次元形状を容易にかつ短時
間に作成することができる。

さらに、システムを、簡単かつ低コストなものとするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の３次元形状作成方式の構成を概略的に
示す図、第２図は頂点指定終了時の第２画面を示す図、第３図は
稜線指定終了時の第２画面を示す図、第４図は面指定終
了時の第２画面を示す図、第５図は本発明の３次元形状
作成方式のフロチャートを示す図、第６図は本発明の３次元形状作成方式の全体構成を示す
図、第７図は本発明の３次元形状作成方式を実行するワーク
ステーションの概略構成を示す図である。対象物体２．３．４ａｂカメラワークステーションデイスプレィ第１画面第２画面キーボードマウス画像処理装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対象物体の３次元形状を作成する３次元形状作成
方式において、カメラが、光軸が互いに直交する３方向から撮像して得
られた、３面図に相当する対象物体の３画面を第１画面
に表示し、前記第１画面上の３画面において、前記対象物体の頂点
に対応する位置を指定することにより、前記対象物体の
頂点に対応する点を第２画面上に表示し、前記第２画面上で、前記対象物体の稜線及び面に対応す
る位置を指定し、前記対象物体の３次元形状を作成することを特徴とする
３次元形状作成方式。
（２）前記カメラは、光軸が互いに直交するように配置
された３台のカメラであることを特徴とする請求項１記
載の３次元形状作成方式。
（３）前記カメラは、１台の移動カメラであることを特
徴とする請求項１記載の３次元形状作成方式。
（４）前記対象物体の３画面は、同一スケールに補正さ
れることを特徴とする請求項１記載の３次元形状作成方
式。
（５）前記対象物体の頂点の前記第１画面上での指定、
並びに前記対象物体の稜線及び面の第２画面上での指定
は、マウスによって行われることを特徴とする請求項１
記載の３次元形状作成方式。
（６）対象物体の３次元形状を作成する３次元形状作成
方式において、カメラが、光軸が互いに直交する２方向から撮像して得
られた、対象物体の２画面を第１画面に表示し、前記第１画面上の２画面において、前記対象物体の頂点
に対応する位置を指定することにより、前記対象物体の
頂点に対応する点を第２画面上に表示し、前記第２画面上で、前記対象物体の稜線及び面に対応す
る位置を指定し、前記対象物体の３次元形状を作成することを特徴とする
３次元形状作成方式。