JPH07244745A - ３次元物体の再構成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 デザイナのモックを削るという動作に極めて
近い形でデザインモックの形状データをＣＡＤ上に取り
込む。 【構成】 予め用意しておいた３次元形状測定機によっ
て得られたデザインモックの点群からなる形状データと
該デザインモックの形状の基本骨格となるガイドカーブ
のデータとを入力し、前記ガイドカーブのデータに基づ
いて該ガイドカーブに沿った複数個の法面を生成すると
共に、前記点群のデータからストリングを生成し、法面
とストリングとの交点を算出して物体の表面を形成する
サブカーブを生成し、ガイドカーブ及びサブカーブに基
づいて物体の表面を形成する曲面を生成する。形状デー
タ及びガイドカーブのデータは、３次元形状測定機によ
って、まず物体の形状全体を測定し、次に物体の形状の
骨格となる部分を測定するとともに、これら形状データ
とガイドカーブのデータとを分けて３次元形状測定機内
の記憶手段に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデザイン部門で手作りで
作成されたモックから３次元形状データを作製するＣＡ
Ｄ(Computer Aided Design) 装置に係かり、この種ＣＡ
Ｄ装置による該モックの再構成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からデザイナの手によってデザイン
モックは形成材料を盛ったり、削ったりしながら、デザ
イナの頭に描かれたイメージに仕上げられる。こうして
形成されたモックは、その形状を計測され、ＣＡＤ装置
に計測データが取り込まれてデザインのモニター状での
検証や変形に使われ、決まったデザインは次の機構ある
いは回路設計に使われる。

【０００３】また従来のＣＡＤ装置においては、例えば
特開平３−２４０１７０号公報に示されるように３次元
の測定データから自動的に特徴点を選び出し、これら少
ない特徴点で測定データとの誤差の少ない物体表面を自
動的に再構成する方法や特開平３−１６３６６８号公報
に示されるように空間上に配置されたいくつかの断面形
状からこれらの断面を滑らかにつないだ立体が生成され
る方法がある。

【０００４】しかしながら、これらの従来ＣＡＤ装置で
は、ＣＡＤ上で「材料を削りながらモックを生成する」
というデザイナ特有の物体形成方法を反映することがで
きていないため、デザイナのモック形成時のノウハウを
ＣＡＤ上での物体生成に生かすことが難しいという問題
点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点に鑑みてなされたものであり、デザイナのモッ
クを削るという動作に極めて近い形でデザインモックの
形状データをＣＡＤ上に取り込むことのできる方法を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、予め用意して
おいた３次元形状測定機によって得られたデザインモッ
クの点群からなる形状データと該デザインモックの形状
の基本骨格となるガイドカーブのデータとを入力し、前
記ガイドカーブのデータに基づいて該ガイドカーブに沿
った複数個の法面を生成すると共に、前記点群のデータ
からストリングを生成し、前記法面とストリングとの交
点を算出し、こうして得られた交点を用いて物体の表面
を形成するサブカーブを生成し、前記ガイドカーブ及び
サブカーブに基づいて物体の表面を形成する曲面を生成
することを特徴とする３次元物体の再構成方法である。

【０００７】そして、前記形状データ及びガイドカーブ
のデータは、３次元形状測定機によって、まず物体の形
状全体を測定し、次に物体の形状の骨格となる部分を測
定するとともに、これら形状データとガイドカーブのデ
ータとを分けて前記３次元形状測定機内の記憶手段に保
持されたものであることが望ましい。

【０００８】

【作用】上記構成において、３次元形状測定機によって
得られたデザインモックの点群からなる形状データと、
該デザインモックの形状の基本骨格となるガイドカーブ
のデータとは夫々独立して３次元形状測定機内の記憶手
段に格納される。

【０００９】ＣＡＤ装置は前記記憶手段に格納されてい
る点群の基本データと、ガイドカーブのデータとを取り
前記ガイドカーブのデータに基づいて該ガイドカーブに
沿った複数個の法面を形成する。

【００１０】また前記点群のデータからはストリングが
形成される。こうして得られた法面とストリングとの交
点を用いて物体の表面を形成する曲面が生成される。

【００１１】

【実施例】以下本発明の３次元物体の再構成方法につい
てその一実施例に基づいて図面に沿って詳細に説明す
る。

【００１２】図１は本発明方法の全体の流れを示す図で
ある。同図においてデザイナの作成した手加工の物体と
しての立体モデル（デザインモック）はステップＳ１に
てデジタイザ等の周知の３次元形状測定機にてその表面
形状が測定され、測定点の点群データが生成される。

【００１３】そして測定された表面形状等の点群データ
はステップＳ２にてＣＡＤ装置内に取り込まれる。ＣＡ
Ｄ装置内ではステップＳ３において、後述する骨格とな
るガイドカーブに応じた断面（法面）を生成すると共
に、前記点群データからストリングを生成する。

【００１４】そしてステップＳ４において、前記法面と
ストリングとの交点を算出し、この交点に基づいて目的
とする前記立体モデルの再構成された表面カーブを生成
する。

【００１５】最後にステップＳ４において得られた表面
カーブによって曲面を生成することによりモデルの表面
形状がＣＡＤ上に構築される。次に上記各ステップＳ１
〜Ｓ５についてその細部をフローチャートとイメージ図
に基づいて説明する。

【００１６】図２は前記ステップＳ１の詳細を示すフロ
ーチャートであり、図３はそのイメージ図である。これ
らの図において、ステップＳ１１にてモデルの形状測定
開始命令が出されると、デジタイザによってモデル１の
表面形状を接触測定する。この時ステップＳ１２におい
てモデルの形状全体を測定し、且つステップＳ１３にお
いて人為的に定めた当該モデルの形状の骨格となる部分
を測定する。

【００１７】なお、測定データは図３の２で示されるよ
うに点群のデータと、３で示されるような骨格カーブの
データである。こうして測定された形状全体の点群デー
タ２及び骨格データ３はステップＳ１４において夫々独
立して分けてデジタイザ内の記憶手段としてのメモリに
取り込まれ、ここで保持される。

【００１８】データの格納が終わるとステップＳ１５の
終了命令が出され終了する。図４は前記ステップＳ２の
詳細を示すフローチャートであり、図５及び図６はその
イメージ図である。

【００１９】図４においてまずステップＳ２１でデータ
入力開始命令が出されると、ステップＳ２２で物体形状
の骨格となる測定データ３からまずＣＡＤ内に取り込
み、続いてステップＳ２３において物体形状全体の点群
の測定データ２をＣＡＤ内に取り込む。

【００２０】尚、取り込まれた骨格カーブのデータ３の
イメージは図５のようなものであり、この骨格データ３
は３次元の情報を持っているから物体を見る視点を変え
れば図６の斜視図のようなイメージとなる。

【００２１】全てのデータの取り込みが終わるとステッ
プＳ２４の終了命令が出され終了する。図７は前記ステ
ップＳ３の詳細を示すフローチャートであり、図８〜１
２はそのイメージ図である。

【００２２】図７においてまずステップＳ３１で法面の
生成開始命令が出されるとステップＳ３２にて基準線８
の入力作業を行う。この基準線８は前記骨格カーブ３を
元にして作成される次の法面の形成作業に使用するため
の線であり、骨格カーブ３の曲率を算出するときにこの
基準線８に対してどれだけ曲がっているかを算出して骨
格カーブの各部の曲率を求めるのに利用される。

【００２３】そしてステップＳ３３に示すように前記基
準線８に対する骨格カーブ３の曲率変化を参照したポイ
ント９を算出し、このポイント９を前記骨格カーブ３上
に反映させる。

【００２４】ステップＳ３４では前記発生した骨格カー
ブ３上のポイント９を通過する該カーブ３に直交する法
面５を演算により生成する。この法面５の形成は骨格カ
ーブ３上にポイントがある間繰り返され、ステップＳ３
５で法面５が骨格カーブ３の端点を越えたと判断されれ
ばステップＳ３６で法面生成の終了命令が出され終了す
る。

【００２５】図８は骨格カーブ３に対する基準線８のイ
メージ図、図８は該基準線８の別の方向から見たイメー
ジ斜視図、図１０は前記基準線８を参照して抽出された
ポイント９を骨格カーブ３上に反映したイメージ図、図
１１は同じく別の方向から見た骨格カーブ３上のポイン
ト９のイメージ斜視図、図１２は形成された法面５のイ
メージ図である。

【００２６】そしてこの一連の法面生成の作業と同時に
前記物体形状の点群の測定データに基づいてストリング
が生成される。図１３は前記ステップＳ４の詳細を示す
フローチャートであり、図１４〜１６はそのイメージ図
である。

【００２７】図１３において、まずステップＳ４１で表
面カーブ７生成の開始命令が出されると、ステップＳ４
２で前記生成した法面５とストリングとの交点６が算出
される。

【００２８】そしてステップＳ４３で算出された交点６
を用いて最構成する物体の表面カーブ７を生成する。こ
の作業は前段で生成された全ての法面５について繰り返
し行われ、ステップＳ４４で次に交点６を算出すべき法
面５がないと判断されればステップＳ４５にて作業終了
の命令が出され、表面カーブ７生成の作業が終了する。

【００２９】図１４は前段で形成された法面５のイメー
ジ図、図１５（ａ）は骨格カーブ３、法面５、及びスト
リング上の交点６との関係を示すイメージ図、図１５
（ｂ）は前記法面５とストリングとの交点に６よって生
成された表面カーブ７を示すイメージ図、図１６は図１
５（ｂ）の表面カーブ７４によって再構成された物体の
曲面形状を示す前記ステップＳ５の出力となるイメージ
図である。

【００３０】上述の説明から明らかなように本実施例の
ＣＡＤ内の一連の処理は、デザイナのモック形成作業に
極めて近い処理になっている。即ちデザイナはモック形
成作業時に材料の塊からまず基準となる骨格カーブを決
め、これに沿ってその他の部分の形状を削り、加工して
いく。そして本発明においては、同じく骨格カーブを基
にして、この骨格カーブから他の部分の表面カーブを生
成していくという過程をとる点で良く似ているというこ
とができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上の説明のごとく、デザイナ
ーの作成したデザインモックをＣＡＤに取り込んで図面
化する際、デザイナーのモック作成作業を反映した感覚
で図面化することによって、より忠実にモックのＣＡＤ
上での再構成を図ることが可能となる効果が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体の操作の流れを示すフローチャートであ
る。

【図２】図１のステップＳ１の詳細を示すフローチャー
トである。

【図３】図２のステップＳ１２及びＳ１３のイメージ図
である。

【図４】図１のステップＳ２の詳細を示すフローチャー
トである。

【図５】図４のステップＳ２２のイメージ図である。

【図６】図４のステップＳ２２の見る視点を変えたイメ
ージ斜視図である。

【図７】図１のステップＳ３の詳細を示すフローチャー
トである。

【図８】図７のステップＳ３２のイメージ図である。

【図９】図７のステップＳ３２の見る視点を変えたイメ
ージ斜視図である。

【図１０】図７のステップＳ３３のイメージ図である。

【図１１】図７のステップＳ３３の見る視点を変えたイ
メージ斜視図である。

【図１２】図７のステップＳ３４のイメージ図である。

【図１３】図１のステップＳ４の詳細を示すフローチャ
ートである。

【図１４】図１３のステップＳ４２のイメージ図であ
る。

【図１５】（ａ）は図１３のステップＳ４２の法面とス
トリングとの関係を示すイメージ図であり、（ｂ）は法
面とストリングとの交点から生成されたカーブを示すイ
メージ図である。

【図１６】図１５（ｂ）のカーブによって再構成された
物体の表面形状のイメージ図である。

【符号の説明】

１ 物体 ２ 点群 ３ 骨格カーブ（ガイドカーブ） ５ 法面 ６ 交点 ７ 再構成された表面カーブ（サブカー
ブ） ９ ポイント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池野 健治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め用意しておいた３次元形状測定機に
   よって得られたデザインモックの点群からなる形状デー
   タと該デザインモックの形状の基本骨格となるガイドカ
   ーブのデータとを入力し、 前記ガイドカーブのデータに基づいて該ガイドカーブに
   沿った複数個の法面を生成すると共に、前記点群のデー
   タからストリングを生成し、 前記法面とストリングとの交点を算出し、こうして得ら
   れた交点を用いて物体の表面を形成するサブカーブを生
   成し、 前記ガイドカーブ及びサブカーブに基づいて物体の表面
   を形成する曲面を生成することを特徴とする３次元物体
   の再構成方法。
2. 【請求項２】 前記形状データ及びガイドカーブのデー
   タは、３次元形状測定機によって、まず物体の形状全体
   を測定し、次に物体の形状の骨格となる部分を測定する
   とともに、これら形状データとガイドカーブのデータと
   を分けて前記３次元形状測定機内の記憶手段に保持され
   たものであることを特徴とする上記請求項１記載の３次
   元物体の再構成方法。