JPH11339071A - System for automatic polygon generation from dot group - Google Patents

System for automatic polygon generation from dot group

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JPH11339071A
JPH11339071A JP10147456A JP14745698A JPH11339071A JP H11339071 A JPH11339071 A JP H11339071A JP 10147456 A JP10147456 A JP 10147456A JP 14745698 A JP14745698 A JP 14745698A JP H11339071 A JPH11339071 A JP H11339071A
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JP
Japan
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polygon mesh
generating
point group
point
points
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Tsukasa Matsuoka
司 松岡
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate detailed polygon meshes from a group of unarrayed dots distributed on the surface of a body in phase structure obtained by taking measurements through a measuring instrument, etc. SOLUTION: The minimum surface density of the unarrayed dot group distributed on the surface of the body obtained by taking measurements through the measuring instrument, etc., is calculated, a voxel size is determined according to the minimum surface density to generate a volume model of the voxel size, and a grating point connecting method is implemented for it to generate basic meshes. Then surface properties for relating the surface of the obtained basic meshes to the dot group are found and polygon meshes having all the dots of the dot group as vertexes are made detailed through vertex dividing operation to generate polygon meshes.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、3次元形状モデル
生成装置、特に、既存製品の流用設計のための形状入力
装置、インターネットVRMLコンテンツ作成装置、非
接触測定結果解析装置に用いることができるCAD/C
AMを用いた3次元形状モデル自動生成システム及び、
同モデルの自動生成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CAD which can be used for a three-dimensional shape model generating device, particularly a shape input device for diverting design of existing products, an Internet VRML content generating device, and a non-contact measurement result analyzing device. / C
3D shape model automatic generation system using AM, and
The present invention relates to a method for automatically generating the model.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、インターネット上でマルチメディ
ア利用の広がりとともに、3次元表現の利用は拡大して
おり、3次元モデリングの重要性が高まっている。その
なかでも2次元イメージを基にした3次元モデリング手
法が数多く提案されている。2次元イメージを基にした
3次元点群の特徴としては、まばらで密度が一定してい
ないことがあげられる。整列していない3次元点群から
ポリゴンモデルを自動生成する手法としては、過去にい
くつかの方法が提案されている。Hoppeらの方法
[[3]Hugues Hoppe,Tony DeRose,Tom Duchamp,John
McDonald,and Werner Stuetzle,Surfacereconstruction
from unorganized points.In Edwin E.Catmull,edito
r,Computer Graphics(SIGGRAPH'92 Proceedings),volum
e 26,pages 71-78,July 1992.]では密度が高く一定し
ている、測定器で取り込んだ点群を想定している。Marc
hing Cubes法(3次元空間に格子状に存在する0か1の
値をもつ参照点の集合から境界面(0と1を隔てるポリ
ゴンメッシュ)を生成するアルゴリズムである。まず、
直方体を形成するような隣接する参照点8個の集合(Ce
ll)において、各参照点の値が0か1かを調べ、そのパ
ターンにより部分的なポリゴンメッシュを生成する。こ
の操作をすべてのCellにおいて行うことですべての参照
点の境界面を表すポリゴンメッシュを生成することがで
きる)[[5]William E.Lorensen and Harvey E. Cli
ne.Marching cubes:A hige resolution 3D surface con
struction algorithm.In Maureen C.Stone,editor,Comp
uter Graphics(SIGGRAPH'87 Proceedigs),volume 21,pa
ges 163-169,July 1987.]を用いる彼らの手法では、ま
ばらな密度が一定していない点群では最も密度が低いと
ころに合わせて格子間隔を広げることを余儀なくされ、
精度のよいメッシュを作成できない点群から生成したポ
リゴンメッシュは、雑音除去,特徴抽出,最適化,簡単
化など様々な後処理が行われるが、精度の悪いメッシュ
はいずれの処理においても不利である。一般にはポリゴ
ンメッシュ生成後も点群データを保存してそれを補うた
めに用いており、[[1]Matthias Eck,Tony DeRose,T
om Duchamp,Hugues Hoppe,Michael Lounsbery, and Wer
ner Stuetzle. Multiresolution analysis of arbitrar
y meshes.InRobert Cook,editor,SIGGRAPH 95 Conferen
ce Proceedings,Annual ConferenceSeries,pages 173-1
82.ACM SIGGRAPH,Addison Wesley,August 1995.held in
LosAngeles,California,06-11 August 1995.]及び、
[4]Hugues Hoppe,Tony DeRose,Tom Duchamp,John Mc
Dnald,and Werner Stuetzle.Meshoptimization.In Jame
s T.Kajiya,editor,Computer Graphics(SIGGRAPH'93 Pr
oceedings),volume 27,pages 19-26,August 1993.]の
処理が複雑になる要因になっている。一方、Veltkampの
方法[[7]Remco C.Veltkamp.Boundaries through sc
attered points of unknown density.Graphical Models
and Image processing,57(6):441-452,1995.]では、
γ-neighborhood graph[[6]R.C.Veltkamp.The γ-n
eighborhood graph.Comput.Geom.Theory Appl.,1(4):22
7 -246,1992.]を用いて与えられた点群の点をすべてポ
リゴンメッシュの頂点にすることができる。すなわち、
まばらな点群からでも精度のよいポリゴンメッシュを作
成できるが、単純な位相を持った物体に限定され貫通穴
などを再現できない。位相構造を失ったポリゴンメッシ
ュは視覚的にはさほど問題がないが、工学的には構造解
析できないという問題がある。3次元表現利用の拡大に
つれて視覚利用以外の利用方法も増加しており、この問
題は拡大する傾向がある。
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of multimedia on the Internet, the use of three-dimensional expressions has expanded, and the importance of three-dimensional modeling has increased. Among them, many three-dimensional modeling methods based on two-dimensional images have been proposed. A feature of a three-dimensional point group based on a two-dimensional image is that the density is sparse and not constant. Several methods have been proposed in the past for automatically generating a polygon model from a three-dimensional point group that is not aligned. [3] Hugues Hoppe, Tony DeRose, Tom Duchamp, John
McDonald, and Werner Stuetzle, Surfacereconstruction
from unorganized points.In Edwin E. Catmull, edito
r, Computer Graphics (SIGGRAPH'92 Proceedings), volum
e 26, pages 71-78, July 1992] assumes a point cloud of high and constant density, captured by a measuring instrument. Marc
hing Cubes method (an algorithm that generates a boundary surface (polygon mesh that separates 0 and 1) from a set of reference points having a value of 0 or 1 existing in a grid in a three-dimensional space.
A set of eight adjacent reference points that form a rectangular parallelepiped (Ce
In ll), it is checked whether the value of each reference point is 0 or 1, and a partial polygon mesh is generated based on the pattern. By performing this operation on all cells, a polygon mesh representing the boundary surface of all reference points can be generated. [[5] William E. Lorensen and Harvey E. Cli
ne.Marching cubes: A hige resolution 3D surface con
struction algorithm.In Maureen C.Stone, editor, Comp
uter Graphics (SIGGRAPH'87 Proceedigs), volume 21, pa
ges 163-169, July 1987.], they have to extend the grid spacing to the lowest density point cloud with sparsely varying density,
A polygon mesh generated from a point cloud that cannot create an accurate mesh is subjected to various post-processing such as noise removal, feature extraction, optimization, and simplification, but a mesh with poor accuracy is disadvantageous in any of the processes. . In general, point cloud data is stored and used to supplement it even after polygon mesh generation. [[1] Matthias Eck, Tony DeRose, T
om Duchamp, Hugues Hoppe, Michael Lounsbery, and Wer
ner Stuetzle.Multiresolution analysis of arbitrar
y meshes.InRobert Cook, editor, SIGGRAPH 95 Conferen
ce Proceedings, Annual ConferenceSeries, pages 173-1
82.ACM SIGGRAPH, Addison Wesley, August 1995.held in
LosAngeles, California, 06-11 August 1995.] and
[4] Hugues Hoppe, Tony DeRose, Tom Duchamp, John Mc
Dnald, and Werner Stuetzle.Meshoptimization.In Jame
s T. Kajiya, editor, Computer Graphics (SIGGRAPH'93 Pr
oceedings), volume 27, pages 19-26, August 1993]. On the other hand, the method of Veltkamp [[7] Remco C. Veltkamp. Boundaries through sc
attered points of unknown density.Graphical Models
and Image processing, 57 (6): 441-452,1995.]
γ-neighborhood graph [[6] RCVeltkamp.The γ-n
eighborhood graph.Comput.Geom.Theory Appl., 1 (4): 22
7 -246,1992.] Can be used as all the vertices of the polygon mesh. That is,
Although accurate polygon meshes can be created from sparse point clouds, they are limited to objects with simple phases and cannot reproduce through-holes. Polygon meshes that have lost their topological structure are not very problematic visually, but have the problem that they cannot be structurally analyzed technically. As the use of three-dimensional expressions expands, the use methods other than visual use also increase, and this problem tends to increase.

【0003】輪郭ボクセル内に点群を含むボリュームモ
デルの生成については、芹田らの方法[[8]芹田陽一
郎,渡邊大地,and 千代倉弘明.ボリューミング手法を用
いた点群データからのポリゴンおよび曲面モデル自動再
生成.In 第13回 NICOGRAPH/MULTIMEDIA 論文コンテスト
論文集,volume 13,pages 70-79,1997.]があるが、ボク
セルサイズの大きさを自動的に決定できないため、位相
構造を再現できない場合や、輪郭ボクセルの欠損が発生
する場合がある。このようなボクセルやそのボクセルが
生成したポリゴンメッシュでは実際の物体を再現したソ
リッドモデルとして構造解析などに用いることができな
い。ボリュームモデルからポリゴンメッシュの生成につ
いては、前掲[8]芹田らの方法があるが、一旦ボクセ
ルの中心同士を結んだ線上にできる中間点を頂点とする
ポリゴンメッシュを生成した後で、アジャストメントに
より頂点をボクセル内の代表点に移動し、代表点を頂点
とするポリゴンメッシュを生成している。しかし、この
際、頂点の移動に伴って、面や稜線を消去しなければな
らない。面や稜線の除去は専用の位相構造をもったシス
テムを構築しない限り、煩雑な処理が必要になる。ポリ
ゴンメッシュの詳細度を位相構造を保存したまま変更す
る方法については、Hoppeら[[2]Hugues Hoppe.Prog
ressive meshes.In Holly Rushmeier,editor,SIGGRAPH
96 Conference Proceedings,Annual Conference Serie
s,pages 99-108.ACM SIGGRAPH,Addision Wesley,August
1996.held in New Orleans,Louisiana,04-09 August 1
996.]により提案されている。ここでProgressive mesh
esとは、詳細なポリゴンメッシュの表示の際に、まず簡
略化したメッシュを表示し、徐々に複雑なメッシュにし
ていくことを表現する技術である。まず詳細なポリゴン
メッシュをベースとなる粗いメッシュと、詳細なメッシ
ュから粗いメッシュに変更するまでの情報(頂点分割情
報)の集まりに分解する。次に粗いメッシュの頂点を分
割して稜線を元どおり復活させる(頂点分割処理)こと
により、任意の詳細度のメッシュを得ることができる。
しかし、彼らは詳細なポリゴンメッシュから簡単化する
手法は提案しているが、簡単なポリゴンメッシュから詳
細化する手法は簡単化の履歴を逆にたどることでしか実
現していない。従って、粗いポリゴンメッシュと物体の
表面に分布する点が与えられた前提では詳細化手法とし
て使えない。点群から任意の詳細度ポリゴンメッシュを
得る方法については、前掲Eckら[1]、前掲Hoppeら
[2]により提案されているが、いずれも一旦詳細なポ
リゴンメッシュを生成し、その後、簡単なメッシュにし
ていく。従って、点群から直接任意の詳細度のポリゴン
メッシュを生成できないので、前処理に計算コストがか
かる。
A method of generating a volume model including a point cloud in a contour voxel is described in the method of Serita et al. [8] Yoichiro Serita, Daichi Watanabe, and Hiroaki Chiyokura. Automatic Model Regeneration.In 13th NICOGRAPH / MULTIMEDIA Contest Proceedings, volume 13, pages 70-79, 1997.], but the voxel size cannot be determined automatically, so the topological structure cannot be reproduced In some cases, contour voxels may be lost. Such a voxel or a polygon mesh generated by the voxel cannot be used for structural analysis or the like as a solid model reproducing an actual object. Regarding the generation of a polygon mesh from a volume model, there is the method described in [8] Serita et al., But once a polygon mesh having a vertex at an intermediate point formed on a line connecting the centers of voxels is adjusted, and then adjusted. The vertex is moved to the representative point in the voxel, and a polygon mesh having the representative point as the vertex is generated. However, at this time, the faces and ridge lines must be erased as the vertices move. Removal of faces and ridges requires complicated processing unless a system having a dedicated phase structure is constructed. For details on how to change the degree of detail of a polygon mesh while preserving its topological structure, see Hoppe et al. [[2] Hugues Hoppe. Prog
ressive meshes.In Holly Rushmeier, editor, SIGGRAPH
96 Conference Proceedings, Annual Conference Serie
s, pages 99-108.ACM SIGGRAPH, Addision Wesley, August
1996.held in New Orleans, Louisiana, 04-09 August 1
996.]. Where Progressive mesh
es is a technique for displaying a simplified mesh when displaying a detailed polygon mesh, and gradually creating a complex mesh. First, a detailed polygon mesh is decomposed into a set of a coarse mesh as a base and information (vertex division information) from the change of the detailed mesh to the coarse mesh. Next, a mesh having an arbitrary level of detail can be obtained by dividing the vertices of the coarse mesh and restoring the ridge line to the original (vertex division processing).
However, they propose a method for simplifying from a detailed polygon mesh, but a method for refining from a simple polygon mesh is realized only by following the history of simplification in reverse. Therefore, it cannot be used as a detailing method on the premise that a rough polygon mesh and points distributed on the surface of the object are given. Eck et al. [1] supra and Hoppe et al. [2] suppose that a method of obtaining an arbitrary detail polygon mesh from a point cloud is described. Make a mesh. Therefore, since a polygon mesh having an arbitrary level of detail cannot be directly generated from the point group, calculation cost is required for the pre-processing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以下の7点
の問題点の解決を目的とする。 1.計測器等で計測することにより得られた位相構造を
持った物体の表面に分布する整列していない点群からポ
リゴンメッシュを自動生成する場合、密度が一定でない
まばらな点群に対してMarching Cubes法を用いると、精
度が悪くなる。 2.計測器等で計測することにより得られた物体の表面
に分布する整列していない点群から精度のよいポリゴン
メッシュを自動生成する場合、位相構造を持った物体の
表面に分布する点群に対してγ-neighborhood graphを
用いると位相構造が失われてしまう。 3.計測器等で計測することにより得られた物体の表面
に分布する整列していない点群からボリュームモデルを
自動生成する場合、ボクセル間隔の設定が適切に行われ
ないと、位相構造が失われてしまう。 4.計測器等で計測することにより得られた物体の表面
に分布する整列していない点群からボリュームモデルを
自動生成する場合、ボクセル間隔の設定が適切に行われ
ないと、輪郭ボクセルに欠損がでてしまう。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the following seven problems. 1. When automatically generating a polygon mesh from an unaligned point cloud distributed on the surface of an object having a topological structure obtained by measuring with a measuring instrument, etc., Marching Cubes If the method is used, the accuracy becomes worse. 2. When automatically generating an accurate polygon mesh from unaligned points distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring instrument, etc., the points distributed on the surface of an object with a topological structure If a γ-neighborhood graph is used, the phase structure is lost. 3. When automatically generating a volume model from unaligned point clouds distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring instrument, if the voxel spacing is not set properly, the phase structure will be lost I will. 4. When automatically generating a volume model from unaligned point clouds distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring instrument, contour voxels will be missing if the voxel spacing is not set properly. Would.

【0005】5.輪郭ボクセルにより立体表面を覆い尽
くしたボリュームモデルから輪郭ボクセル内の代表点を
頂点とするポリゴンメッシュを自動生成する場合、ボク
セルの中心点を頂点とするポリゴンメッシュを一旦生成
する必要がある。 6.計測器等で計測することにより得られた物体の表面
に分布する整列していない点群の一部を頂点とする粗い
ポリゴンメッシュから残りの点群の点を利用して詳細な
ポリゴンメッシュを生成する場合、従来の手法では実現
できない。 7.計測器等で計測することにより得られた、物体の表
面に分布する整列していない点群の一部を頂点とする任
意の詳細度のポリゴンメッシュを生成する場合、点群の
点をすべて利用した詳細なポリゴンメッシュを一旦生成
する必要がある。
[0005] 5. When automatically generating a polygon mesh having a representative point in a contour voxel as a vertex from a volume model in which a three-dimensional surface is completely covered by a contour voxel, it is necessary to once generate a polygon mesh having a vertex at a center point of the voxel. 6. Generates a detailed polygon mesh from the coarse polygon mesh that has some of the unaligned points distributed on the surface of the object obtained by measurement with a measuring instrument and has the vertices as the points, and uses the remaining points in the points. In this case, it cannot be realized by the conventional method. 7. When generating a polygon mesh with an arbitrary degree of detail that has a part of the unaligned point group distributed on the surface of the object obtained by measurement with a measuring device, all points of the point group are used It is necessary to generate a detailed polygon mesh once.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、計測
器等で計測することにより得られた物体の表面に分布す
る整列していない点群からポリゴンメッシュを自動生成
するシステムであって、前記点群から基本ポリゴンメッ
シュを生成する手段、及び得られた基本ポリゴンメッシ
ュから、前記点群の点全てを頂点とする操作によりポリ
ゴンメッシュを詳細化する手段、を有することを特徴と
するポリゴンメッシュを生成するシステム。
A first aspect of the present invention is a system for automatically generating a polygon mesh from an unaligned point group distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring instrument or the like. A polygon generating means for generating a basic polygon mesh from the point group, and a means for refining the polygon mesh from the obtained basic polygon mesh by using all the points of the point group as vertices. A system that generates meshes.

【0007】請求項2の発明は、請求項1に記載された
ポリゴンメッシュを生成するシステムにおいて、前記点
群から基本ポリゴンメッシュを生成する手段は、前記点
群の最小表面密度を計算する手段、該最小表面密度から
ボクセルサイズを決定する手段、該ボクセルサイズのボ
リュームモデルを生成する手段、及び、格子点を設定す
る手段、及び格子点からポリゴンメッシュを生成する手
段から成り、かつ、ポリゴンメッシュを詳細化する手段
は、基本ポリゴンメッシュの面と前記点群とを関係付け
る面属性を求める手段及び、頂点分割操作によりポリゴ
ンメッシュを詳細化する手段から成ることを特徴とする
ポリゴンメッシュを生成するシステムである。
According to a second aspect of the present invention, in the system for generating a polygon mesh according to the first aspect, the means for generating a basic polygon mesh from the point group includes: means for calculating a minimum surface density of the point group; Means for determining a voxel size from the minimum surface density, means for generating a volume model of the voxel size, means for setting grid points, and means for generating a polygon mesh from the grid points, and A system for generating a polygon mesh, comprising: means for obtaining a surface attribute relating a surface of a basic polygon mesh to the point group; and means for refining the polygon mesh by a vertex dividing operation. It is.

【0008】請求項3の発明は、請求項2に記載された
ポリゴンメッシュを生成するシステムにおいて、前記面
属性を求める手段は、点の座標と面との距離を面の属性
として求めるものであることを特徴とする、ポリゴンメ
ッシュを生成するシステムである。
According to a third aspect of the present invention, in the system for generating a polygon mesh according to the second aspect, the means for obtaining the surface attribute obtains a distance between a point coordinate and the surface as an attribute of the surface. This is a system for generating a polygon mesh.

【0009】請求項4の発明は、請求項2又は3に記載
されたポリゴンメッシュを生成するシステムにおいて、
前記ポリゴンメッシュを詳細化する手段は、点群中の全
ての点の中で、面との距離が最大である点及び該点が属
する面のうち、距離エネルギーが最小となるものを詳細
化することを特徴とするポリゴンメッシュを生成するシ
ステムである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a system for generating a polygon mesh according to the second or third aspect,
The means for refining the polygon mesh refines, of all the points in the point cloud, a point having the largest distance to the surface and a surface to which the point belongs to which has the smallest distance energy. This is a system for generating a polygon mesh characterized by the following.

【0010】請求項5の発明は、計測器等で計測するこ
とにより得られた物体の表面に分布する整列していない
点群からポリゴンメッシュを自動生成する方法であっ
て、前記点群から基本ポリゴンメッシュを生成する工
程、得られた基本ポリゴンメッシュから、前記点群の点
全てを頂点とする操作によりポリゴンメッシュを詳細化
する工程を含むことを特徴とするポリゴンメッシュを生
成する方法である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for automatically generating a polygon mesh from a group of unaligned points distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring instrument or the like. A method of generating a polygon mesh, comprising: a step of generating a polygon mesh; and a step of refining the polygon mesh from the obtained basic polygon mesh by using all points of the point group as vertices.

【0011】請求項6の発明は、請求項5に記載された
ポリゴンメッシュを生成する方法において、前記点群か
ら基本ポリゴンメッシュを生成する工程は、前記点群の
最小表面密度を計算し、該最小表面密度からボクセルサ
イズを決定し、該ボクセルサイズのボリュームモデルを
生成し、格子点を設定しかつ格子点からポリゴンメッシ
ュを生成する工程から成り、かつ、基本ポリゴンメッシ
ュからポリゴンメッシュを詳細化する工程は、基本ポリ
ゴンメッシュの面と前記点群とを関係付ける面属性を求
め、頂点分割操作によりポリゴンメッシュを詳細化する
各工程から成ることを特徴とするポリゴンメッシュを生
成するシステムである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for generating a polygon mesh according to the fifth aspect, the step of generating a basic polygon mesh from the point group includes calculating a minimum surface density of the point group. Determining a voxel size from the minimum surface density, generating a volume model of the voxel size, setting grid points and generating a polygon mesh from the grid points, and refining the polygon mesh from the basic polygon mesh The system is a system for generating a polygon mesh, comprising the steps of: obtaining a surface attribute relating a surface of a basic polygon mesh to the point group; and refining the polygon mesh by a vertex division operation.

【0012】請求項7の発明は、請求項6に記載された
ポリゴンメッシュを生成する方法において、前記頂点分
割操作は、点群中の全ての点の中で、面との距離が最大
である点及び該点が属する面のうち、距離エネルギーが
最小となるものについて行うことを特徴とする、ポリゴ
ンメッシュを生成する方法である。
According to a seventh aspect of the present invention, in the method of generating a polygon mesh according to the sixth aspect, the vertex dividing operation has a maximum distance to a surface among all points in a point group. A method for generating a polygon mesh, wherein the method is performed for a point and a plane to which the point belongs, with a minimum distance energy.

【0013】請求項8の発明は、計測機等で計測するこ
とにより得られた物体の表面に分布する整列していない
点群の一部を頂点とする任意の詳細度のポリゴンメッシ
ュを生成する方法において、点群の点をすべて利用した
詳細なポリゴンメッシュを一旦生成することなく、任意
の詳細度のポリゴンメッシュを直接生成することを特徴
とするポリゴンメッシュを生成する方法である。
According to the present invention, a polygon mesh having an arbitrary level of detail is generated having a part of an unaligned point group distributed on the surface of an object obtained by measurement with a measuring machine or the like as a vertex. The method is a method of generating a polygon mesh characterized by directly generating a polygon mesh having an arbitrary level of detail without once generating a detailed polygon mesh using all points of a point group.

【0014】請求項9の発明は、計測器等で計測するこ
とにより得られた物体の表面に分布する整列していない
点群からポリゴンメッシュを自動生成する方法であっ
て、前記点群から基本ポリゴンメッシュを生成する工
程、得られた基本ポリゴンメッシュから、前記点群の点
全てを頂点とする操作によりポリゴンメッシュを詳細化
する工程を含むことを特徴とするポリゴンメッシュを生
成する方法を、コンピュータに実施させるコンピュータ
読取り可能なプログラムを記録した記録媒体である。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for automatically generating a polygon mesh from an unaligned point group distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring instrument or the like. A method for generating a polygon mesh, comprising: a step of refining the polygon mesh by an operation of setting all the points of the point group as vertices from the obtained basic polygon mesh. Is a recording medium recording a computer-readable program to be executed by the computer.

【0015】請求項10の発明は、計測器等で計測する
ことにより得られた物体の表面に分布する整列していな
い点群からポリゴンメッシュを自動生成する方法であっ
て、前記点群の最小表面密度を計算し、該最小表面密度
からボクセルサイズを決定し、該ボクセルサイズのボリ
ュームモデルを生成し、格子点を設定しかつ格子点から
基本ポリゴンメッシュを生成しかつ、得られた基本ポリ
ゴンメッシュの面と前記点群とを関係付ける面属性を求
め、頂点分割操作によりポリゴンメッシュを詳細化する
各工程から成る方法をコンピュータに実施させるため
の、コンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記
録媒体である。
A tenth aspect of the present invention is a method for automatically generating a polygon mesh from a non-aligned point group distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring instrument or the like. Calculate the surface density, determine the voxel size from the minimum surface density, generate a volume model of the voxel size, set grid points, generate a basic polygon mesh from the grid points, and obtain the obtained basic polygon mesh A recording medium storing a computer-readable program for causing a computer to execute a method including a step of determining a surface attribute relating the surface and the point group and refining a polygon mesh by a vertex dividing operation. .

【0016】以上、本発明によれば次のような作用が得
られる。即ち、計測器等で計測することにより得られた
物体の表面に分布する整列していない点群からポリゴン
メッシュを自動生成するシステム及び方法において、
(1)点群内の点をすべてポリゴンの頂点とする精度の
よいポリゴンメッシュ生成ができ、(2)穴などの位相
構造を持った物体の場合でも位相構造を再現でき、
(3)穴などの位相構造を持った物体の場合でも位相構
造を再現できるボリュームモデルを生成できる。(4)
輪郭ボクセルにより立体を覆い尽くしたソリッドモデル
を自動的に生成できる。(5)ボクセルの中心点を頂点
とするポリゴンメッシュを一旦生成することなく、直接
輪郭ボクセル内の代表点をすべてポリゴンメッシュの頂
点にできる。(6)粗いポリゴンメッシュの位相構造を
保存したまま詳細なポリゴンメッシュを生成できる。
(7)残りの点群の点をすべて利用した詳細なポリゴン
メッシュを一旦生成することなく、任意の詳細度のポリ
ゴンメッシュを直接生成できる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. That is, in a system and method for automatically generating a polygon mesh from an unaligned point group distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring instrument,
(1) An accurate polygon mesh can be generated with all the points in the point group as the vertices of the polygon. (2) The topological structure can be reproduced even in the case of an object having a topological structure such as a hole.
(3) A volume model capable of reproducing a phase structure can be generated even in the case of an object having a phase structure such as a hole. (4)
A solid model that completely covers a solid with contour voxels can be automatically generated. (5) All representative points in a contour voxel can be directly set as vertices of the polygon mesh without once generating a polygon mesh having the center point of the voxel as a vertex. (6) A detailed polygon mesh can be generated while retaining the topological structure of the coarse polygon mesh.
(7) A polygon mesh having an arbitrary level of detail can be directly generated without once generating a detailed polygon mesh using all the points of the remaining point group.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面を参照し
て説明する。本発明の実施形態において、計測器等で計
測することにより得られた物体の表面に分布する点群に
ついて、(1)点群は物体の表面に分布している、
(2)点群は整列していない、即ち、隣の点は順番,周
期などで明らかではない、(3)点群の密度は一定では
ない、の各条件に合致したものであることを前提として
いる。本発明を前記前提に基づき、図1のフローチャー
トを参照して説明する。まず、基本メッシュの生成につ
いて説明し、その後詳細メッシュの生成について説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment of the present invention, regarding the point group distributed on the surface of the object obtained by measuring with a measuring instrument or the like, (1) the point group is distributed on the surface of the object.
(2) Point clouds are not aligned, that is, adjacent points are not clear in order, period, etc. (3) The density of point clouds is not constant And The present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. First, generation of a basic mesh will be described, and then generation of a detailed mesh will be described.

【0018】1.基本メッシュ生成について、まず、位
相構造が再現された粗い基本メッシュを生成する。基本
メッシュの生成は次の工程から成っている。 (a)点群の最小表面密度計算(S101) 例えば、図5に示す点群(5000点)の最小表面密度
を計算する。点群P=(p1,p2,…,pn)内のある
点piについてk個の近傍の点(K-neighborhood)を求
める。K-neighborhoodとは、ある点からの距離が近い順
にk個の点を取得したものである。kは点群の性質によ
り決定する。密度が一定の点群では比較的小さな数、密
度がまばらで一定していない点群では大きな数を設定す
る。K-neighborhoodの中でもとの点Piから最も遠い点
nfと、もとの点Piの間の距離を半径とする円の面積
discを計算する。
1. Regarding basic mesh generation, first, a coarse basic mesh in which a topological structure is reproduced is generated. The generation of a basic mesh consists of the following steps. (A) Calculation of Minimum Surface Density of Point Group (S101) For example, the minimum surface density of the point group (5000 points) shown in FIG. 5 is calculated. With respect to a certain point p i in the point group P = (p 1 , p 2 ,..., Pn ), k neighboring points (K-neighborhood) are obtained. The K-neighborhood is obtained by acquiring k points in ascending order of the distance from a certain point. k is determined by the properties of the point cloud. A relatively small number is set for a point cloud having a constant density, and a large number is set for a point cloud having a sparse and inconsistent density. And P nf farthest point from P i the original point in K-neighborhood, calculates the area A while discs of a circle the distance between the original point P i and radius.

【0019】[0019]

【数1】 (Equation 1)

【0020】点Pnfと点Piの間の距離を半径とし、点
iを中心とする球の内部にK-neighborhoodのすべての
点は含まれる。また、点は物体の表面に分布するため、
局所的には平面になるものと考えられる。従って、点P
iにおける表面密度ρは
The radius between the point P nf and the point P i is defined as a radius, and all points of the K-neighborhood are included in a sphere centered at the point P i . Also, since the points are distributed on the surface of the object,
It is thought that it becomes a plane locally. Therefore, the point P
The surface density ρ at i is

【0021】[0021]

【数2】 (Equation 2)

【0022】となる。以上の計算を全ての点または代表
的な点について行い、その中で得られた最小の表面密度
ρminを点群の最小表面密度とする。
## EQU1 ## The above calculation is performed for all points or representative points, and the minimum surface density ρ min obtained therein is defined as the minimum surface density of the point group.

【0023】(b)ボクセルサイズの決定(S102) ボクセルの1辺の大きさLvxを最小表面密度ρminを用
いた以下の条件を満たすように決定する。
(B) Determination of Voxel Size (S102) The size L vx of one side of the voxel is determined so as to satisfy the following condition using the minimum surface density ρ min .

【0024】[0024]

【数3】 (Equation 3)

【0025】Cαはマージンをあらわす1より大きな定
数である。点群の最小表面密度に基づいてボクセルの大
きさを決定しているので、輪郭ボクセルにより物体の表
面を覆い尽くすことができる。また、貫通穴などの位相
構造はボクセルサイズが大きいと再現できないことがあ
るが、本発明の方法だと表面を覆う輪郭ボクセルに欠損
のない範囲で最小限の大きさにボクセルサイズが設定さ
れるので、位相は全て再現できる。
C α is a constant larger than 1 representing a margin. Since the size of the voxel is determined based on the minimum surface density of the point cloud, the surface of the object can be completely covered by the contour voxel. In addition, a phase structure such as a through-hole may not be reproduced when the voxel size is large. However, according to the method of the present invention, the voxel size is set to a minimum size as long as the contour voxel covering the surface does not have a defect. Therefore, all phases can be reproduced.

【0026】(c)ボリュームモデルの生成(S10
3) (b)で定めたボクセルサイズのボリュームモデルを生
成する。ボリュームモデルの生成は前掲の芹田らの方法
[8]を用いる。その結果、属性1を持ったボクセルを
内部,属性0のボクセルを外部とする、例えば、図6に
示すボリュームモデルが生成される。
(C) Generation of volume model (S10
3) Generate a volume model of the voxel size determined in (b). The volume model is generated using the method [8] of Serita et al. As a result, for example, a volume model shown in FIG. 6 is generated in which voxels having attribute 1 are inside and voxels having attribute 0 are outside.

【0027】(d)基本メッシュの生成 格子点連結法を実施しボリュームモデルから、例えば、
図7に示す基本メッシュを生成する。我々は、基本メッ
シュの頂点を点群内の点にのせるため、Marching Cubes
法を修正した格子点連結法(Marching Lattice Points
Method)を開発した。この方法ではポリゴン生成後に頂
点移動,稜線削除,面削除を行うことなく、頂点座標に
点群内の点群座標を採用したポリゴンメッシュを直接生
成できる。 ・格子点および値の決定(S104) 隣接する8つのボクセルの代表点をMarching Cubesの一
つのCellにあてはめ、格子点に値を設定する。格子点の
値はボクセルの属性値0,1をそのまま利用する。代表
点はボクセル内に含まれる点のなかから、ボクセルの中
心に近い点を選ぶ。 ・ポリゴン生成(S105) 格子点の値は属性値0が立体の外部、属性値1が立体の
内部としてポリゴンを生成する。格子点の属性の組み合
わせは256通りあるが、回転により同じ位相になるも
のを省くと、23通りになる。このなかでポリゴンを生
成するものは、図2に示す13通りである。これらに従
ってポリゴン生成を行う。
(D) Generation of Basic Mesh The grid point connection method is performed, and from the volume model, for example,
The basic mesh shown in FIG. 7 is generated. We use Marching Cubes to place the vertices of the basic mesh on the points in the point cloud.
Marching Lattice Points
Method). In this method, a polygon mesh in which the vertex coordinates adopt the point group coordinates in the point group can be directly generated without performing vertex movement, edge line deletion, and surface deletion after polygon generation. Determination of Grid Points and Values (S104) The representative points of eight adjacent voxels are applied to one Cell of Marching Cubes, and values are set to the grid points. The values of the grid points use the voxel attribute values 0 and 1 as they are. As the representative point, a point close to the center of the voxel is selected from the points included in the voxel. -Polygon generation (S105) A polygon is generated with the lattice point value being attribute value 0 outside the solid and attribute value 1 being inside the solid. There are 256 combinations of the attributes of the grid points, but if there are no combinations having the same phase due to rotation, there are 23 combinations. Among them, polygons are generated in 13 types as shown in FIG. A polygon is generated according to these.

【0028】2.細密メッシュの生成 基本メッシュから以下の工程により点群の点全てを頂点
とする細密メッシュを生成する。 (a)面属性登録(S106) 点群を基本メッシュを構成する面に射影することで面と
関係づけ、点の座標と面との距離を面の属性として登録
する。点群内の点は全て、いずれかの面の属性になる。
すべての点の中で面との距離が最大である点Pf、およ
びPfが属する面、すなわち点との距離が最大である面
fについては、後述する頂点分割操作が行われても常
に最新のものが参照できるように保持,更新できるよう
にしておく。射影方法は三角形面の法線ベクトル方向に
行い、次の条件を同時に満たす面に点を登録する。 (1)内部に射影できた三角形面 (2)最短距離で射影できた三角形面 どの面にも射影できない点に関しては、面に射影できな
い点と最短距離になる稜線上の点または頂点を求め、そ
の点と元の点を結ぶベクトルと、稜線または頂点に隣接
する面の法線ベクトルのなす角度が最も小さな面に属性
として登録する。
2. Generation of Fine Mesh A fine mesh having all the points of the point group as vertices is generated from the basic mesh by the following steps. (A) Registration of Surface Attribute (S106) The point group is associated with the surface by projecting it onto the surface constituting the basic mesh, and the coordinates of the point and the distance between the surface are registered as the attribute of the surface. All points in the point cloud are attributes of any of the faces.
Regarding the point P f having the largest distance to the surface among all the points and the surface to which the P f belongs, that is, the surface F f having the largest distance to the point, even if the vertex dividing operation described later is performed, Always keep and update so that the latest one can be referenced. The projection method is performed in the direction of the normal vector of the triangular surface, and points are registered on a surface that simultaneously satisfies the following conditions. (1) Triangular surface that can be projected inside (2) Triangular surface that can be projected at the shortest distance For points that cannot be projected on any surface, find the point or vertex on the ridge line that is the shortest distance from the point that cannot be projected on the surface, A vector connecting the point and the original point and a normal vector of a surface adjacent to the ridge line or the vertex are registered as attributes to a surface having the smallest angle.

【0029】(b)頂点分割操作によるポリゴンメッシ
ュの詳細化 基本メッシュの位相を保ちながら詳細化操作を行うため
に、我々は頂点分割操作(vertex split)(前掲
[2])を順方向操作に使えるようにポリゴンメッシュ
変形機能として拡張した。もともと頂点分割操作(vert
ex split)は、前掲[2](Progressive Mesh)におけ
る稜線分割操作(edge collapse)に対する逆操作であ
るが、次のような関数仕様に変更し、詳細化の基本操作
として用いる。
(B) Refinement of Polygon Mesh by Vertex Split Operation In order to perform the refinement operation while maintaining the phase of the basic mesh, we have replaced the vertex split operation (vertex split) (see above [2]) with the forward operation. Expanded as a polygon mesh deformation function so that it can be used. The vertex split operation (vert
ex split) is an inverse operation to the edge line dividing operation (edge collapse) in the above [2] (Progressive Mesh), but is changed to the following function specification and used as a basic operation of detailing.

【0030】[0030]

【数4】 (Equation 4)

【0031】ここで↓は入力引数を、↑は出力引数を表
わす。Vs,Vt,Vuは頂点、Fl,Fr,Flt,Flu
rt,Fruは面、CVt,CVu,CVsは座標をそれぞれ表
わしており、要素間の関係を図3に示す。この頂点分割
操作関数vsplitに対し、Vsに点との距離が最大である
面Ff内の頂点VFfを、CVtに頂点VFfの座標を、CVu
に面との距離が最大である点Pfの座標を、それぞれ与
える。その結果、ポリゴンメッシュから最も遠い点Pf
を新たな頂点Vnとする詳細化ができる(S108)。
図4にその様子を示す。点Pfが射影される面Ffの頂点
Ffは3点存在する。また、Flt,Flu,Frt,Fru
候補も頂点VFfのまわりの面の組み合わせにより複数存
在する。このように、点に対する頂点分割操作にいくつ
かの候補があるが、頂点分割操作を行った際に距離エネ
ルギーが最小となるような候補を選択する(S10
9)。ポリゴンメッシュMの距離エネルギーE
dist(M)は、点群内の点とポリゴンメッシュの面との
距離の2乗和になる。頂点分割操作前後に変化する面が
存在する領域は限られているので、その範囲内の面につ
いてのみエネルギーの差分計算を行えばよい。頂点分割
操作を適用した際に変化する面の範囲を図4の太線内に
示す。以上のように、ポリゴンメッシュから最も離れて
いる点から順にポリゴンメッシュに取り込み(11
0)、その操作を取り込み点がなくなるまで続ければ、
点群内のすべての点を頂点とする、例えば、図8に示す
細密メッシュが得られる。また、以上で説明したポリゴ
ンメッシュの生成方法をコンピュータで実施することが
できる。即ち、前記方法をコンピュータに実施させるた
めのプログラムを記録媒体に記録することにより、任意
のコンピュータで前記方法を容易に実施することができ
る。
Here, ↓ indicates an input argument, and ↑ indicates an output argument. V s , V t , V u are vertices, F l , F r , F lt , F lu ,
F rt and F ru represent surfaces, and C Vt , C Vu and C Vs represent coordinates, respectively, and the relationship between the elements is shown in FIG. For this vertex split operation function vsplit, V s represents the vertex V Ff in the plane F f having the largest distance to the point, C Vt represents the coordinates of the vertex V Ff , and C Vu represents the vertex V Ff.
Distance between the surface to have the coordinates of the point P f is the maximum, giving respectively. As a result, the point P f farthest from the polygon mesh
It is a refinement of a new vertex V n (S108).
FIG. 4 shows this state. Vertex V Ff surface F f to point P f is projected exist three points. In addition, a plurality of candidates for F lt , F lu , F rt , and F ru exist depending on a combination of surfaces around the vertex V Ff . As described above, there are several candidates for the vertex division operation for a point, and a candidate having the minimum distance energy when the vertex division operation is performed is selected (S10).
9). Distance energy E of polygon mesh M
dist (M) is the sum of squares of the distance between the points in the point group and the surface of the polygon mesh. Since the area where the surface that changes before and after the vertex division operation exists is limited, the energy difference calculation may be performed only for the surface within the range. The range of the surface that changes when the vertex division operation is applied is shown in the bold line in FIG. As described above, the points farthest from the polygon mesh are sequentially taken into the polygon mesh (11
0), if you continue that operation until there are no more capture points,
For example, a fine mesh shown in FIG. 8 in which all points in the point group are vertices is obtained. Further, the method for generating a polygon mesh described above can be implemented by a computer. That is, by recording a program for causing a computer to execute the method on a recording medium, the method can be easily performed on any computer.

【0032】[0032]

【発明の効果】請求項1乃至8に対応する効果:計測器
等で計測することにより得られた位相構造を持った物体
の表面に分布する整列していない密度が一定でないまば
らなポリゴンメッシュを自動生成する場合、 (1)点群内の点が全て頂点になる精度のよい、もとの
物体の位相構造を再現した、輪郭ボクセルに欠損のない
ボリュームモデルが得られる。 (2)輪郭ボクセルにより立体表面を覆い尽くしたボリ
ュームモデルから輪郭ボクセル内の代表点を頂点とする
ポリゴンメッシュを自動生成する場合、ボクセルの中心
点を頂点とするポリゴンメッシュを一旦生成することな
しに輪郭ボクセル内の代表点を頂点とするポリゴンメッ
シュが得られる。 (3)計測器等で計測することにより得られた物体の表
面に分布する整列していない点群の一部を頂点とする、
粗いポリゴンメッシュからの残りの点群の点を利用して
詳細なポリゴンメッシュが生成できる。 (4)計測器等で計測することにより得られた物体の表
面に分布する整列していない点群の一部を頂点とする、
粗いポリゴンメッシュからの残りの点群の点を利用して
詳細度の異なるポリゴンメッシュを生成する場合に、残
りの点群の点をすべて利用した詳細なポリゴンメッシュ
を一旦生成することなしに任意の詳細度のポリゴンメッ
シュが得られる。 (5)本発明を3次元CADシステムなどに実現するこ
とによって、点群からの3次元形状モデルを自動生成で
きる。 請求項9,10に対応する効果:任意のコンピュータに
より、本発明のポリゴンメッシュを生成する方法を容易
に実施することができる。
According to the present invention, a sparse polygon mesh having a non-uniform density and a non-uniform density distributed on the surface of an object having a phase structure obtained by measuring with a measuring instrument or the like. In the case of automatic generation, (1) a volume model with high accuracy, in which all points in the point group become vertices, which reproduces the topological structure of the original object and has no loss in contour voxels, is obtained. (2) When automatically generating a polygon mesh having a representative point in a contour voxel as a vertex from a volume model in which a three-dimensional surface is completely covered by a contour voxel, without once generating a polygon mesh having a vertex at a center point of the voxel. A polygon mesh having the representative point in the contour voxel as a vertex is obtained. (3) A part of an unaligned point cloud distributed on the surface of the object obtained by measuring with a measuring device or the like is defined as a vertex.
A detailed polygon mesh can be generated using the points of the remaining point group from the coarse polygon mesh. (4) A part of an unaligned point group distributed on the surface of the object obtained by measuring with a measuring device or the like is defined as a vertex.
When generating polygon meshes with different levels of detail using the points of the remaining point group from the coarse polygon mesh, any arbitrary polygon mesh using the points of the remaining point group without generating a detailed polygon mesh A polygon mesh with a detailed level is obtained. (5) By implementing the present invention in a three-dimensional CAD system or the like, a three-dimensional shape model can be automatically generated from a point cloud. Effects corresponding to the ninth and tenth aspects: The method for generating a polygon mesh according to the present invention can be easily implemented by an arbitrary computer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明によるポリゴン自動作成行程を説明す
るためのフロー図である。
FIG. 1 is a flowchart for explaining an automatic polygon creation process according to the present invention.

【図2】 格子点連結法におけるポリゴン生成方法を説
明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a polygon generation method in a grid point connection method.

【図3】 本発明による頂点分割操作の一例を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a vertex splitting operation according to the present invention.

【図4】 本発明による頂点分割操作による詳細化の一
例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of refinement by a vertex division operation according to the present invention.

【図5】 物体の表面に分布した点群を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a point cloud distributed on the surface of an object.

【図6】 本発明のボリュームモデルの例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a volume model according to the present invention.

【図7】 本発明による基本メッシュの例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a basic mesh according to the present invention.

【図8】 本発明による細密メッシュの例を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a fine mesh according to the present invention.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 計測器等で計測することにより得られた
物体の表面に分布する整列していない点群からポリゴン
メッシュを自動生成するシステムであって、前記点群か
ら基本ポリゴンメッシュを生成する手段、及び得られた
基本ポリゴンメッシュから、前記点群の点全てを頂点と
する操作によりポリゴンメッシュを詳細化する手段、を
有することを特徴とするポリゴンメッシュを生成するシ
ステム。
1. A system for automatically generating a polygon mesh from an unaligned point group distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring device or the like, wherein a basic polygon mesh is generated from the point group. And a means for refining the polygon mesh from the obtained basic polygon mesh by using all the points of the point group as vertices.
【請求項2】 請求項1に記載されたポリゴンメッシュ
を生成するシステムにおいて、前記点群から基本ポリゴ
ンメッシュを生成する手段は、前記点群の最小表面密度
を計算する手段、該最小表面密度からボクセルサイズを
決定する手段、該ボクセルサイズのボリュームモデルを
生成する手段、及び、格子点を設定する手段、及び格子
点からポリゴンメッシュを生成する手段から成り、か
つ、ポリゴンメッシュを詳細化する手段は、基本ポリゴ
ンメッシュの面と前記点群とを関係付ける面属性を求め
る手段及び、頂点分割操作によりポリゴンメッシュを詳
細化する手段から成ることを特徴とするポリゴンメッシ
ュを生成するシステム。
2. The system for generating a polygon mesh according to claim 1, wherein said means for generating a basic polygon mesh from said point group comprises: means for calculating a minimum surface density of said point group; The means for determining a voxel size, the means for generating a volume model of the voxel size, the means for setting grid points, and the means for generating a polygon mesh from grid points, and the means for refining the polygon mesh are And a means for obtaining a surface attribute for associating the surface of the basic polygon mesh with the point group, and a means for refining the polygon mesh by a vertex dividing operation.
【請求項3】 請求項2に記載されたポリゴンメッシュ
を生成するシステムにおいて、前記面属性を求める手段
は、点の座標と面との距離を面の属性として求めるもの
であることを特徴とする、ポリゴンメッシュを生成する
システム。
3. The system for generating a polygon mesh according to claim 2, wherein said means for obtaining a surface attribute obtains a distance between a coordinate of a point and a surface as an attribute of the surface. , A system that generates polygon meshes.
【請求項4】 請求項2又は3に記載されたポリゴンメ
ッシュを生成するシステムにおいて、前記ポリゴンメッ
シュを詳細化する手段は、点群中の全ての点の中で、面
との距離が最大である点及び該点が属する面のうち、距
離エネルギーが最小となるものを詳細化することを特徴
とするポリゴンメッシュを生成するシステム。
4. The system for generating a polygon mesh according to claim 2, wherein said means for refining said polygon mesh has a maximum distance to a surface among all points in a point cloud. A system for generating a polygon mesh characterized by refining a point and a plane to which the point belongs to which has the smallest distance energy.
【請求項5】 計測器等で計測することにより得られた
物体の表面に分布する整列していない点群からポリゴン
メッシュを自動生成する方法であって、前記点群から基
本ポリゴンメッシュを生成する工程、得られた基本ポリ
ゴンメッシュから、前記点群の点全てを頂点とする操作
によりポリゴンメッシュを詳細化する工程を含むことを
特徴とするポリゴンメッシュを生成する方法。
5. A method for automatically generating a polygon mesh from an unaligned point group distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring instrument or the like, wherein a basic polygon mesh is generated from the point group. A method for generating a polygon mesh, comprising the step of: refining a polygon mesh from the obtained basic polygon mesh by an operation of setting all points of the point group as vertices.
【請求項6】 請求項5に記載されたポリゴンメッシュ
を生成する方法において、前記点群から基本ポリゴンメ
ッシュを生成する工程は、前記点群の最小表面密度を計
算し、該最小表面密度からボクセルサイズを決定し、該
ボクセルサイズのボリュームモデルを生成し、格子点を
設定しかつ格子点からポリゴンメッシュを生成する工程
から成り、かつ、基本ポリゴンメッシュからポリゴンメ
ッシュを詳細化する工程は、基本ポリゴンメッシュの面
と前記点群とを関係付ける面属性を求め、頂点分割操作
によりポリゴンメッシュを詳細化する各工程から成るこ
とを特徴とするポリゴンメッシュを生成する方法。
6. The method for generating a polygon mesh according to claim 5, wherein the step of generating a basic polygon mesh from the point group comprises calculating a minimum surface density of the point group and voxel from the minimum surface density. Determining a size, generating a volume model of the voxel size, setting grid points and generating a polygon mesh from the grid points, and refining the polygon mesh from the basic polygon mesh. A method for generating a polygon mesh, comprising: obtaining a surface attribute that associates a surface of a mesh with the point group; and refining the polygon mesh by a vertex dividing operation.
【請求項7】 請求項6に記載されたポリゴンメッシュ
を生成する方法において、前記頂点分割操作は、点群中
の全ての点の中で、面との距離が最大である点及び該点
が属する面のうち、距離エネルギーが最小となるものに
ついて行うことを特徴とするポリゴンメッシュを生成す
る方法。
7. The method for generating a polygon mesh according to claim 6, wherein the vertex dividing operation includes, among all the points in the point group, a point having the largest distance to the surface and the point having the largest distance to the surface. A method of generating a polygon mesh, which is performed on a surface to which distance energy becomes minimum among belonging surfaces.
【請求項8】 計測機等で計測することにより得られた
物体の表面に分布する整列していない点群の一部を頂点
とする任意の詳細度のポリゴンメッシュを生成する方法
において、点群の点をすべて利用した詳細なポリゴンメ
ッシュを一旦生成することなく、任意の詳細度のポリゴ
ンメッシュを直接生成することを特徴とするポリゴンメ
ッシュを生成する方法。
8. A method for generating a polygon mesh having an arbitrary degree of detail and having a vertex as a part of an unaligned point group distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring machine or the like. A method for generating a polygon mesh characterized by directly generating a polygon mesh of an arbitrary level of detail without once generating a detailed polygon mesh using all the points.
【請求項9】 計測器等で計測することにより得られた
物体の表面に分布する整列していない点群からポリゴン
メッシュを自動生成する方法であって、前記点群から基
本ポリゴンメッシュを生成し、得られた基本ポリゴンメ
ッシュから、前記点群の点全てを頂点とする操作により
ポリゴンメッシュを詳細化する各工程を含むポリゴンメ
ッシュを生成する方法を、コンピュータに実施させるコ
ンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒
体。
9. A method for automatically generating a polygon mesh from an unaligned point group distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring device or the like, wherein a basic polygon mesh is generated from the point group. And recording a computer-readable program for causing a computer to execute a method for generating a polygon mesh from the obtained basic polygon mesh, which includes the steps of refining the polygon mesh by operating all the points of the point group as vertices. Recording medium.
【請求項10】 計測器等で計測することにより得られ
た物体の表面に分布する整列していない点群からポリゴ
ンメッシュを自動生成する方法であって、前記点群の最
小表面密度を計算し、該最小表面密度からボクセルサイ
ズを決定し、該ボクセルサイズのボリュームモデルを生
成し、格子点を設定しかつ格子点から基本ポリゴンメッ
シュを生成しかつ、得られた基本ポリゴンメッシュの面
と前記点群とを関係付ける面属性を求め、頂点分割操作
によりポリゴンメッシュを詳細化する各工程から成る方
法をコンピュータに実施させるための、コンピュータ読
取り可能なプログラムを記録した記録媒体。
10. A method for automatically generating a polygon mesh from an unaligned point group distributed on the surface of an object obtained by measuring with a measuring instrument or the like, wherein a minimum surface density of the point group is calculated. Determining a voxel size from the minimum surface density, generating a volume model of the voxel size, setting grid points and generating a basic polygon mesh from the grid points, and obtaining the surface of the obtained basic polygon mesh and the points A recording medium storing a computer-readable program for causing a computer to execute a method including a step of determining a surface attribute relating a group and refining a polygon mesh by a vertex dividing operation.
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