JPS62103769A - Interference checking system for rectangular parallelepiped - Google Patents
Interference checking system for rectangular parallelepipedInfo
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- JPS62103769A JPS62103769A JP60243359A JP24335985A JPS62103769A JP S62103769 A JPS62103769 A JP S62103769A JP 60243359 A JP60243359 A JP 60243359A JP 24335985 A JP24335985 A JP 24335985A JP S62103769 A JPS62103769 A JP S62103769A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばＣＡＤで作成される３次元空間上の複
数の直方体間の干渉、つまり直方体でそれぞれ近似され
る上記複数の物体間の所謂ぶつかり関係を高速にチェッ
クすることのできる直方体の干渉チェック方式に関する
。Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention is directed to interference between a plurality of rectangular parallelepipeds in a three-dimensional space created, for example, by CAD, that is, so-called interference between the plurality of objects each approximated by a rectangular parallelepiped. This invention relates to a rectangular parallelepiped interference checking method that can check collision relationships at high speed.
近時、ＣＡＤシステムを用いて種々構造物の設計か行わ
れている。このＣＡＤでは、コンビュ−タグラフイツク
スとして設定される３次元空間上に種々の物体を定義し
ながら、例えば構造物の設計が行われる。尚、干渉のチ
ェックの際、上記物体は一般的には直方体で近似され、
上記３次元空間上における直方体の各頂点の座標をそれ
ぞれ特定する等して定義される。Recently, various structures have been designed using CAD systems. In this CAD, for example, a structure is designed while defining various objects in a three-dimensional space set as computer graphics. When checking interference, the above object is generally approximated by a rectangular parallelepiped,
It is defined by specifying the coordinates of each vertex of the rectangular parallelepiped in the three-dimensional space.
ところがＣＡＤ等において、その３次元空間上に痩数の
物体（直方体）を任意に定義していくと、これらの直方
体が相互にぶつかり合う可能性がある。この直方体のぶ
つかりは干渉と称される。しかしてＣＡＤ等にあっては
、３次元空間上に設定される少数の物体（直方体）間の
干渉チェックを行って、その空間的矛盾を防ぐことが必
要である。However, when thin objects (rectangular parallelepipeds) are arbitrarily defined in a three-dimensional space using CAD or the like, there is a possibility that these rectangular parallelepipeds collide with each other. This collision of the rectangular parallelepipeds is called interference. However, in CAD and the like, it is necessary to check for interference between a small number of objects (cuboids) set in a three-dimensional space to prevent spatial inconsistency.
ところで従来のシステムでは、厳密な干渉チェックは３
次元空間上に定義された複数の物体をそれぞれ構成する
線と面との交点を計算することにより、その干渉チェッ
クを行っている。このような線と面との交点計算は、様
々な形状の物体間の干渉チェックを可能とするべく一般
性を持たせたものである。By the way, in the conventional system, strict interference check is performed by 3
Interference checks are performed by calculating the intersections between lines and surfaces that constitute multiple objects defined in a dimensional space. Such calculation of intersections between lines and surfaces is general enough to enable interference checks between objects of various shapes.
然し乍ら、このような交点計算に費やす労力は相当なも
のであり、その演算処理に多大な時間を必要とする等の
不具合がある。However, there are disadvantages such as a considerable amount of effort is required for such intersection point calculations, and a large amount of time is required for the calculation processing.
本発明はこのような不具合に鑑み、直方体に固有な性質
に関する知識を積極的に利用して、３次元空間上に定義
された複数の物体をそれぞれ近似した直方体間の干渉チ
ェックを簡易に、且つ高速に実行することのできろ方式
を提供するものである。In view of these problems, the present invention proactively utilizes knowledge regarding the properties unique to rectangular parallelepipeds to easily check interference between rectangular parallelepipeds that each approximate a plurality of objects defined in a three-dimensional space. This provides a method that can be executed at high speed.
Ｃ問題点を解決する為の手段〕
本発明は、直方体の固有な性質に関する知識を利用して
、
■ ２つの直方体の一方を基準直方体とし、■ このＭ
準直方体の各面をそれぞれ含む６つの無ｎ平面にて前記
３次元空間を２７ （＝３３ ＞ｆｉｌの領域に区分し
、
■ 他方の直方体の各頂点が上記２７個の領域の中のど
の領域に含まれるかをそれぞれ求め、■ これらの各頂
点の領域に関する情報を有効に利用して上記２つの直方
体の干渉をチェックするようにしたものである。Means for Solving Problem C] The present invention makes use of the knowledge regarding the unique properties of a rectangular parallelepiped, ■ makes one of the two rectangular parallelepipeds a reference rectangular parallelepiped, and ■ this M
Divide the three-dimensional space into 27 (=33 > fil) regions using six n-free planes each containing each face of the quasi-cuboid, and determine which region among the 27 regions each vertex of the other rectangular parallelepiped corresponds to. (1) The interference between the two rectangular parallelepipeds is checked by effectively utilizing the information regarding the area of each of these vertices.
本発明によれば基準直方体の各面を基準とする６つの無
限平面によって分割された２７個の領域に対する、他方
の直方体の各頂点が含まれる領域情報が、上記２つの直
方体の干渉チェックに用いら机るので、
■ 例えば他方の直方体の成る頂点が基準直方体を為す
領域内に含まれると云う事実だけで、その２つの直方体
が干渉していることを判定することができる。According to the present invention, area information including each vertex of the other rectangular parallelepiped for 27 regions divided by six infinite planes with each face of the reference rectangular parallelepiped as a reference is used to check interference between the two rectangular parallelepipeds. For example, it is possible to determine that two rectangular parallelepipeds are interfering simply by the fact that the vertices of the other rectangular parallelepiped are included in the area of the reference rectangular parallelepiped.
■ また他方の直方体の辺の端点を為す２つの頂点が特
定の領域、例えば成る無限平面の基準直方体が存在しな
い側の領域に存在することでその辺が基準直方体の面と
の間で交点を持たないことが確認される。この事実が各
辺についてｉ Ｋ２される場合、２つの直方体が干渉し
ていない可能性があることが確認される。そしてこの場
合には他方の直方体の内部に基準直方体の全てが含まれ
ていることが想定されるので、２つの直方体の間で基準
直方体の入ａえを行い、同様な判定結果が得られた場合
に、これを２つの直方体が干渉していないと判定するこ
とができる。■ Also, if the two vertices that form the end points of the sides of the other rectangular parallelepiped exist in a specific area, for example, the area on the side where the reference rectangular parallelepiped of the infinite plane does not exist, the edges will have intersections with the faces of the reference rectangular parallelepiped. It is confirmed that they do not have it. If this fact is i K2 for each side, it is confirmed that the two cuboids may not interfere. In this case, it is assumed that the entire reference rectangular parallelepiped is contained inside the other rectangular parallelepiped, so the reference rectangular parallelepiped was inserted between the two rectangular parallelepipeds, and similar judgment results were obtained. In this case, it can be determined that the two rectangular parallelepipeds do not interfere.
■ その後、前記領域の情報から基準直方体の面と交わ
る可能性のある辺を選択し、その辺についてのみ、その
交わりを計算する。この結果、その計算ｍを大幅に削減
して直方体の干渉チェックを効果的に行い得る。(2) Then, from the information on the area, sides that are likely to intersect with the faces of the reference rectangular parallelepiped are selected, and the intersections are calculated only for those sides. As a result, the calculation m can be significantly reduced and the interference check of the rectangular parallelepiped can be effectively performed.
故に本方式によれば、直方体の干渉チェックを簡易に、
且つ高速に実行することができ、その干渉チェックに要
する労力の大幅な低減を図り得る。Therefore, according to this method, it is possible to easily check the interference of a rectangular parallelepiped.
Moreover, it can be executed at high speed, and the labor required for the interference check can be significantly reduced.
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は直方体の干渉チェックを実行する処理装置の概
略を示す図で、例えば小形計締機によって実現される演
算部１は、３次元空間上に設定されン、−２つの直方体
の各頂点と辺のデータ２、上記各直方体の位置と向きに
関するデータ３を入力とし、一方の直方体を基準として
設定される領域に対する他方の直方体の各頂点が含まれ
る領域のデータ４を生成し、且つこれらのデータを用い
て上記２つの直方体の干渉をチェックする。FIG. 1 is a diagram showing an outline of a processing device that performs interference checking on a rectangular parallelepiped. For example, a calculation unit 1 realized by a small-sized checker is set up in a three-dimensional space. and edge data 2, and data 3 regarding the position and orientation of each rectangular parallelepiped as input, generate data 4 of an area including each vertex of the other rectangular parallelepiped for an area set with one rectangular parallelepiped as a reference, and Interference between the two rectangular parallelepipeds is checked using the data.
これらのデータは、コンソール部５から対話的に入力さ
れたり、或いは入力された直方体の各頂点のデータ２か
ら計算したりして求められる。These data are obtained by being input interactively from the console unit 5 or by calculation from the input data 2 of each vertex of the rectangular parallelepiped.
そして上記演算部１にて干渉チェックされた結果は、上
記コンソール部５を介して表示出力される。The results of the interference check performed by the arithmetic unit 1 are displayed and output via the console unit 5.
ところで干渉チェックに用いられる上記各データは、例
えば第２図に示すようなフォーマットとして与えられる
。即ち、直方体に関するデータは、先ずその直方体を識
別するデータＡ、その直方体が設定される３次元空間、
つまり座標系（Ｌ、Ｍ、Ｎ）に対する該直方体の座標系
（ｘ、ｙ、ｚ）の回転と平行移動を示すデータ８１座標
系（Ｘ、Ｖ、Ｚ）における直方体の各頂点の位置データ
と、各頂点が属する領域に関する属性データＣ１および
前記直方体の各辺に関するデータＤとにより構成される
。By the way, each of the above-mentioned data used for the interference check is given in a format as shown in FIG. 2, for example. That is, the data regarding the rectangular parallelepiped first includes data A that identifies the rectangular parallelepiped, a three-dimensional space in which the rectangular parallelepiped is set,
In other words, data indicating the rotation and translation of the coordinate system (x, y, z) of the rectangular parallelepiped with respect to the coordinate system (L, M, N) 81 Position data of each vertex of the rectangular parallelepiped in the coordinate system (X, V, Z) , attribute data C1 regarding the area to which each vertex belongs, and data D regarding each side of the rectangular parallelepiped.
尚、上記各頂点の位置データは、座標系（Ｘ、Ｖ、Ｚ）
に関して各頂点をｉ
（ｉ 〜１．２．〜８）とした時、例えば（＞（ｉ、ｙ
ｉ、ｚｉ ）なる座標データとしてそれぞれ与えられる
。The position data of each vertex above is based on the coordinate system (X, V, Z)
When each vertex is i (i ~1.2.~8), for example, (>(i, y
i, zi), respectively.
また各辺に関するデータは、各辺をＷ
（〜Ｖ −１，２，〜１２）としたとき、その端点とな
る２つの頂点ｊ、ｋ （ｊ＝＃に、ｊ＝１．２．〜８゜
ｋ ＝ １．２．〜８）を特定するポインタ（Ｐｊ、Ｐ
ｋ ）ｗ等によって表現される。Furthermore, the data regarding each side is as follows: When each side is W (~V -1, 2, ~12), the two vertices j and k (j=#, j=1.2.~8 Pointers (Pj, P
k) expressed by w, etc.
更に各頂点が属する領域に関する属性データは、後述す
るように基準直方体の各面を含む６つの無限平面によっ
て分割される領域を（Ｘ ｐ、Ｙ Ｉ＋、Ｚ ｒ ）と
して、前記各頂点のデータにそれぞれ対応して付加され
る。但し、上記サフィックス１１．（１，ｒは、例えば
（１，２，３）なる値をそれぞれとり、その粗合せによ
って２７個の領域が表現される。Furthermore, the attribute data regarding the area to which each vertex belongs is determined by assuming that the area divided by six infinite planes including each face of the reference rectangular parallelepiped is (X p, Y I+, Z r ), as described later. They are added correspondingly. However, the above suffix 11. (1 and r each take the values (1, 2, 3), for example, and 27 regions are expressed by their rough combination.
以上が本方式で用いられる基本的な直方体に関するデー
タである。The above is the data regarding the basic rectangular parallelepiped used in this method.
次に本発明に係る干渉チェックの具体例につき説明する
。Next, a specific example of the interference check according to the present invention will be explained.
今、ＣＡＤ等において、例えば座標系
（Ｌ、Ｍ、Ｎ）で示される３次元空間上に、第３図に示
１ような２つの直方体１１．１２がそれぞれ設定（定義
）されたとする。Now, suppose that two rectangular parallelepipeds 11 and 12 as shown in FIG. 3 are respectively set (defined) in a three-dimensional space indicated by a coordinate system (L, M, N) in CAD or the like.
そこで一方の直方体、例えば直方体１１を基準直方体と
定義し、この基準直方体の座標系（ｘ、ｙ、ｚ）を基準
として上記２つの直方体を座標系変換してその相対的位
置関係を求めると、例えば第４図に示す如く表現するこ
とができる。Therefore, one of the rectangular parallelepipeds, for example, the rectangular parallelepiped 11, is defined as a reference rectangular parallelepiped, and the coordinate system of the two rectangular parallelepipeds is transformed using the coordinate system (x, y, z) of this reference rectangular parallelepiped as a reference to determine their relative positional relationship. For example, it can be expressed as shown in FIG.
尚、この座標系変換は、後述する領域判定処理を容易化
する為に行われる。Note that this coordinate system transformation is performed to facilitate the area determination process described later.
しかして座標系（ｘ、ｙ、ｚ）において、基準直方体１
１の各面をそれぞれ含む６つの無限平面にて上記座標系
（ｘ、ｙ、ｚ）をＡ域分割すると、その３次元空間は、
第５図に模式的に示すように２７ （〜３３ ＞個のｆ
ｉｎに分割することができる。Therefore, in the coordinate system (x, y, z), the reference rectangular parallelepiped 1
If the above coordinate system (x, y, z) is divided into A area by six infinite planes including each surface of 1, the three-dimensional space is
As schematically shown in Fig. 5, 27 (~33 > f
It can be divided into in.
ここで基準直方体１１の１つの頂点が座標系（Ｘ、Ｖ、
Ｚ）の座標原点であり、そのＸ軸方向に沿う辺の良さが
ａ、ｙ軸方向に沿う辺の長さがす、ｚ＠力方向沿う辺の
長さがＣであるとすると、Ｘ軸方向に分割された領域ｘ
ｐは
として表現することができる。同様にしてｙ ｆ１方向
、およびＺ軸方向にそれぞれ分割設定される各領域Ｙｑ
、Ｚｒは、
として表現することができる。従って、上記６つの無限
平面によって分ｖｊ設定される３次元空間上の２７個の
各領域は、上記各軸方向の分割領域の組合せとして
′Ｘｐ、Ｙｑ、Ｚｒ ）
（ｐ−１，２，３Ｑ＝１．２，３ ｒ＝１．２．３
）としてそれぞれ定義できる。ちなみにこの場合、基
準直方体１１を為ス領域は、（Ｘ２．Ｙ２．Ｚ２ ）と
なる。Here, one vertex of the reference rectangular parallelepiped 11 is in the coordinate system (X, V,
Z) is the coordinate origin, and the quality of the side along the divided area x
p can be expressed as. Each area Yq is divided and set in the y f1 direction and the Z axis direction in the same way.
, Zr can be expressed as. Therefore, each of the 27 regions on the three-dimensional space defined by the above six infinite planes is expressed as 'Xp, Yq, Zr) (p-1, 2, 3Q =1.2,3 r=1.2.3
) can be defined respectively. Incidentally, in this case, the area based on the reference rectangular parallelepiped 11 is (X2.Y2.Z2).
このようにして分割設定される各領域に対して、前述し
た他方の直方体１２の各頂点がどの領域に篇するかが判
定され、その領域情報が前述した各頂点の属性情報とし
てそれぞれ付加される。For each area divided and set in this way, it is determined which area each vertex of the other rectangular parallelepiped 12 described above should be placed in, and the area information is added as the attribute information of each of the aforementioned vertices. .
そしてこの領域に関する属性情報に従って、例えば第６
図に示す処理手順で前記２つの直方体１１゜１２に関す
る干渉チェックが行われる。Then, according to the attribute information regarding this area, for example, the sixth
An interference check regarding the two rectangular parallelepipeds 11 and 12 is performed according to the processing procedure shown in the figure.
この干渉チェックは、基本的には次のような性質を利用
して行われる。This interference check is basically performed using the following properties.
即ち、他方の直方体１２の成る頂点１２ａが存在する領
域が（Ｘ２．Ｙ２．Ｚ２ ）で示される場合、このこと
は第７図（ａ）に示すように他方の直方体１２の頂点１
２ａが基準直方体１１の領域内に存在することを意味す
る。従って、直方体１２の頂点の少なくとも１つが上記
領域（Ｘ２．Ｙ２．Ｚ２ ）に存在する場合、２つの直
方体１１．１２が相互に干渉していると云える。That is, when the area where the vertex 12a of the other rectangular parallelepiped 12 exists is indicated by (X2.Y2.Z2), this means that the vertex 12a of the other rectangular parallelepiped 12 exists as shown in FIG. 7(a).
This means that 2a exists within the area of the reference rectangular parallelepiped 11. Therefore, when at least one of the vertices of the rectangular parallelepiped 12 exists in the above region (X2.Y2.Z2), it can be said that the two rectangular parallelepipeds 11.12 interfere with each other.
一方、直方体１２の各頂点がそれぞれ前述した領［（Ｘ
２．Ｙ２．Ｚ２ ＞に存在しない場合には、直方体１２
の各辺の端点を為す２つの頂点が共に成る１つの無限平
面の、前記基準直方体１１が存在しない側に存在するか
否かが調べられる。このことは、直方体１２の辺が無限
平面の１つに対して交点を持たず、且つその辺が上記無
限平面の前記基準直方体１１が存在しない側に存在する
場合、その辺は前記基準直方体１１と交わることがない
線分であることに立脚している。On the other hand, each vertex of the rectangular parallelepiped 12 has the aforementioned area [(X
2. Y2. If Z2 > does not exist, the rectangular parallelepiped 12
It is checked whether or not the reference rectangular parallelepiped 11 exists on the side of one infinite plane formed by the two vertices forming the end points of each side. This means that if a side of the rectangular parallelepiped 12 does not have an intersection with one of the infinite planes, and that side exists on the side of the infinite plane where the reference rectangular parallelepiped 11 does not exist, then that side It is based on the fact that it is a line segment that never intersects.
そこで具体的には、例えばＸ軸に垂直に領域を分？（す
る２つの無限平面に関して、辺の端点となる２つの頂点
が共に領域（×１）に存在するか、或いは共に領域（Ｘ
３）に存在するかが調べられる。同様にしてその２つの
頂点がｙ軸方向に関して共に領域（Ｙｌ）、または共に
領１ａ（Ｙ３）に存在するか、更にはＺ軸方向に関して
共に領域（Ｚｌ）、または共に領域（ｚ３）に存在する
かが調べられる。So, specifically, for example, how to divide the area perpendicular to the X axis? (For two infinite planes, the two vertices that are the end points of the sides both exist in the area (
3) can be checked to see if it exists. Similarly, the two vertices both exist in region (Yl) or region 1a (Y3) in the y-axis direction, or both exist in region (Zl) or both in region (z3) in the Z-axis direction. You can find out whether
そしてこれらの各軸方向に関する条件の少なくとも１つ
が満された場合、例えば第７図（ｂ）に示すように、例
えば辺１２ｂは基準直方体１１と交わることがないと判
定される。また同図において辺１２ｃのように、上述し
た条件が満されない場合には、その辺１２Ｃは基準直方
体１１と交差している可能性があると判定される。If at least one of these conditions regarding each axis direction is satisfied, it is determined that, for example, the side 12b does not intersect with the reference rectangular parallelepiped 11, as shown in FIG. 7(b), for example. Further, in the case where the above-mentioned conditions are not satisfied, as with the side 12c in the figure, it is determined that the side 12C may intersect with the reference rectangular parallelepiped 11.
このような辺に関する判定処理が、直方体１２の各辺の
それぞれついて、その辺の端点を為す２つの頂点が属す
る領域の情報に基いて行われる。この結果、少なくとも
１つの辺が上記条件を満していないことが確認されると
、直方体１２の成る辺が基準直方体１１と交わっている
可能性があると判定される。Such side-related determination processing is performed for each side of the rectangular parallelepiped 12 based on information about the area to which the two vertices forming the end points of that side belong. As a result, if it is confirmed that at least one side does not satisfy the above condition, it is determined that there is a possibility that the side of the rectangular parallelepiped 12 intersects with the reference rectangular parallelepiped 11.
尚、直方体１２の全ての辺が上述した条件を満し、基準
直方体１１の各面と交わることがないとの判定結果を得
た場合、これから直ちに２つの直方体１１゜１２の間で
干渉がないと判定することはできない。Furthermore, if it is determined that all sides of the rectangular parallelepiped 12 satisfy the above-mentioned conditions and do not intersect with each surface of the reference rectangular parallelepiped 11, there will be no interference between the two rectangular parallelepipeds 11 and 12 immediately. cannot be determined.
具体的には、第７図（Ｃ）に示すように基準直方体１１
の（領域が他方の直方体１２の内部領域に全て含まれる
ことがあり、この場合にも直方体１２の各辺がそれぞれ
基準直方体１１と交わることがないとの結論を得る。Specifically, as shown in FIG. 7(C), the reference rectangular parallelepiped 11
The (area) may be entirely included in the internal area of the other rectangular parallelepiped 12, and in this case as well, it is concluded that each side of the rectangular parallelepiped 12 does not intersect with the reference rectangular parallelepiped 11.
そこでこのようなケースが想定されることから、前述し
た判定条件が直方体１２の各辺についてそれぞれ満され
た場合、基準となる直方体を相互に入替えて、同様なチ
ェックを行う。このような基準直方体の入替えによるチ
ェックを行った場合、上述した第７図（Ｃ）に示すケー
スの場合、その頂点の任意の１つが基準直方体１２の内
部領域に含まれることが速やかに確認されるので、これ
を以て２つの直方体１１．１２が干渉しているとの結論
をｊ移ることが可能となる。Therefore, since such a case is assumed, if the above-mentioned judgment conditions are satisfied for each side of the rectangular parallelepiped 12, the reference rectangular parallelepipeds are exchanged and a similar check is performed. When such a check is performed by replacing the reference rectangular parallelepipeds, in the case shown in FIG. Therefore, it becomes possible to move to the conclusion that the two rectangular parallelepipeds 11 and 12 are interfering.
また基準直方体の入替えによっても、その交わりが検出
されない場合には、その２回の検出結果をもって２つの
直方体１１．１２が干渉していないとの結論を得ること
が可能となる。Furthermore, if the intersection is not detected even after replacing the reference rectangular parallelepipeds, it is possible to conclude from the two detection results that the two rectangular parallelepipeds 11 and 12 do not interfere.
しかして辺の端点を為す２つの頂点の領域情報に基く上
記辺と無限平面との交わりチェックにおいて、成る辺が
基準直方体１１と交わる可能性があると判定された場合
、その辺について始めて前記基準直方体１１の各面との
交差のチェックが行われる。Therefore, in the intersection check between the edge and the infinite plane based on the area information of the two vertices forming the end points of the edge, if it is determined that there is a possibility that the edge intersects with the reference rectangular parallelepiped 11, then the reference Intersection with each face of the rectangular parallelepiped 11 is checked.
つまり直方体１２の各頂点の領域に関する情報を用いて
２つの直方体１１．１２の干渉チェックを行い、このチ
ェックで結論を見出すことができなかった場合にのみ、
以下に示す交点計算による直方体１１゜１２の干渉チェ
ックが行われる。In other words, information about the area of each vertex of the rectangular parallelepiped 12 is used to check the interference between the two rectangular parallelepipeds 11 and 12, and only if no conclusion can be found in this check,
An interference check of the rectangular parallelepipeds 11 and 12 is performed by the intersection point calculation shown below.
この交点のチェックは、基準直方体１１と交わる可能性
のある辺についてのみ、その辺を為す線分と基準直方体
１１の各面との交点を計算することによって行われる。This intersection point check is performed by calculating the intersection points between the line segments forming the sides and each surface of the reference rectangular parallelepiped 11 only for sides that may intersect with the reference rectangular parallelepiped 11.
この場合、基準直方体１１と交差する可能性のある辺の
端点を為す２つの頂点から上記基準直方体１１を見て、
その見える（交わる可能性のある）面の数が少ない方の
頂点側から、当該面に対する交点計算を行う。この配慮
によって、交点チェックの計算量の大幅な低減が図られ
る。In this case, looking at the reference rectangular parallelepiped 11 from two vertices that form the end points of sides that may intersect with the reference rectangular parallelepiped 11,
Intersection calculation for the surface is performed from the vertex side with fewer visible (possible intersecting) surfaces. With this consideration, the amount of calculation for checking the intersection can be significantly reduced.
即ち、基準直方体１１と交差する可能性のある辺が、該
基準直方体１１と交差する面は、その端点を為す頂点が
含まれる領域によって制限される。しかも、その辺を為
す線分を端点から辿った場合、最初に交差する基準直方
体１１の面が見出されれば、他の面との交点チェックを
行うまでもなく、その辺が基準直方体１１と交ｔしてい
るとの結論を得ることができる。そこで最初に交差する
可能性のある基準直方体１１の面に対してのみ、その交
点チェックを行うべく、端点から見える基準直方体１１
の面数の少ない方の頂点側から、その交点チェックを７
１う。従ってこの計算手続きによって、交点計算の実質
的な計算量の低減が図られる。That is, the plane where a side that may intersect with the reference rectangular parallelepiped 11 intersects with the reference rectangular parallelepiped 11 is limited by the area that includes the vertex that is the end point. Moreover, when tracing the line segment forming the side from the end point, if the first intersecting face of the reference rectangular parallelepiped 11 is found, there is no need to check the intersections with other faces, and that side intersects with the reference rectangular parallelepiped 11. It can be concluded that t. Therefore, in order to check the intersection of only the surfaces of the reference rectangular parallelepiped 11 that may intersect for the first time, the reference rectangular parallelepiped 11 that can be seen from the end points is
From the vertex side with fewer faces, check the intersection 7
1. Therefore, by this calculation procedure, it is possible to substantially reduce the amount of calculation for the intersection point calculation.
第６図はこのような直方体の性質に関する知識を用いて
実行される干渉チェックの流れを示すもので、先ず３次
元空間上に設定された２つの直方体の一方を基準直方体
として定義して、そのチェック手続きが開始される（ス
テップａ）。Figure 6 shows the flow of interference checking performed using knowledge about the properties of rectangular parallelepipeds. First, one of the two rectangular parallelepipeds set in three-dimensional space is defined as the reference rectangular parallelepiped, and then A checking procedure is started (step a).
尚、３次元空間上に３つ以上の直方体が設定されている
場合には、予め干渉チェックの対象とする２つの直方体
を特定してから、その干渉チェックが行われる。Note that when three or more rectangular parallelepipeds are set in the three-dimensional space, two rectangular parallelepipeds to be subjected to interference checking are identified in advance, and then the interference check is performed.
しかして前記基準直方体の座標系を基準とじてその３次
元空間の座標系変換を行い （ステップｂ）、座標系変
換された他方の直方体の各頂点位置をそれぞれ計算する
（ステップＣ）。Then, the coordinate system of the three-dimensional space is transformed using the coordinate system of the reference rectangular parallelepiped as a reference (step b), and the positions of the vertices of the other rectangular parallelepiped whose coordinate system has been transformed are calculated (step C).
そして基準直方体の各面を基準とする無限平面によって
３次元空間を領域分割し、上記他方の直方体の各頂点が
どの領域に含まれるかをそれぞれ調べる。そしてその領
域情報を、前記各頂点の属性情報として前記各頂点の位
置座標を示すデータにそれぞれ付加する（ステップｄ）
。Then, the three-dimensional space is divided into regions by an infinite plane based on each face of the reference rectangular parallelepiped, and it is determined in which region each vertex of the other rectangular parallelepiped is included. Then, the area information is added to the data indicating the position coordinates of each of the vertices as attribute information of each of the vertices (step d).
.
このような前処理手続きを経た後、先ず最初に、他方の
直方体の頂点の中で前記基準直方体の領域に含まれてい
る頂点が存在するか否かを、前記各頂点の領域情報に基
いてチェックする（ステップｅ）。After going through such a preprocessing procedure, first, it is determined whether or not there is a vertex included in the area of the reference rectangular parallelepiped among the vertices of the other rectangular parallelepiped, based on the area information of each of the vertices. Check (step e).
そしてこのチェック結果を判定し くステップｆ）、基
準直方体の領域に含まれている頂点が存在する場合、こ
れを２つの直方体が干渉しているとの判定結果（ステッ
プＱ）を得る。Then, the check result is determined (step f), and if there is a vertex included in the area of the reference rectangular parallelepiped, a determination result (step Q) is obtained that the two rectangular parallelepipeds are interfering with each other.
また全ての頂点が基準直方体の領域に含まれていない場
合には、次に前述した無限平面と辺との交差のチェック
により、他方の直方体の各辺について基準直方体と交点
を持たない辺であるか否かをチェックする（ステップｈ
）。そしてそのチェック結果を判定して（ステップｉ）
、全ての辺が基準直方体と交わらない場合、２つの直方
体が非干渉の可能性が成ると判定する。In addition, if all the vertices are not included in the area of the reference rectangular parallelepiped, then by checking the intersection of the edges with the infinite plane described above, each side of the other rectangular parallelepiped is found to be an edge that does not intersect with the reference rectangular parallelepiped. (step h)
). Then, judge the check result (step i)
, if all sides do not intersect with the reference rectangular parallelepiped, it is determined that there is a possibility that the two rectangular parallelepipeds do not interfere.
そしてその判定結果が、前記基準直方体の入替えによっ
て得られたものか否かを判定しくステップｊ）、入替え
が行われていない場合には、その塁″％直方体を入替え
設定しくステップｋ）、前述したステップｂからの処理
を繰返し実行する。また基準直方体の入替えによって１
ａられた判定結果である場合には、これを非干渉である
（ステップ２）との判定結果を得る。Then, it is determined whether or not the determination result is obtained by exchanging the reference rectangular parallelepiped (step j), and if no exchanging has been performed, the base''% rectangular parallelepiped is set to be exchanged or not (step k), as described above. The process from step b is repeated.Also, by replacing the reference rectangular parallelepiped, 1
If the determination result is that there is no interference (step 2), the determination result is that there is no interference (step 2).
一方、上述したチェックによって干渉の判定結果が得ら
れなかった場合、基準直方体の面との間で交点を持つ可
能性のある辺を求める（ステップｍ）。この場合、その
辺の端点を為す２つの頂点について、それぞれその頂点
が含まれる領域から基準直方体を見たとき、基準直方体
の面の見える数の少ない方の頂点を選択し、その頂点側
からその辺と基準直方体面との間の交点をベクｔ・ル演
綽によって計算する（ステップｎ）。On the other hand, if no interference determination result is obtained by the above-described check, sides that may have intersections with the surfaces of the reference rectangular parallelepiped are determined (step m). In this case, for the two vertices that form the end points of that side, when looking at the reference rectangular parallelepiped from the area that includes each vertex, select the vertex that has fewer visible faces of the reference rectangular parallelepiped, and The intersection between the side and the reference rectangular parallelepiped surface is calculated by vector t-le operation (step n).
そしてその交点計算の結果を判定しくステップ０）、交
点が検出された場合には、これを２つの直方体の干渉が
ある（ステップρ）として結論する。Then, the result of the intersection calculation is judged (step 0), and if an intersection is detected, it is concluded that there is interference between the two rectangular parallelepipeds (step ρ).
また交点が検出されなかった場合には、全ての辺に対し
て交点計算を行ったか否かを判定しくステップｑ）、残
されている辺が存在する場合には、その辺について前述
したステップｍからの処理を繰返して交点計算を行う。If no intersection is detected, it is determined whether or not the intersection has been calculated for all edges (step q), and if there is a remaining edge, the step m described above is performed for that edge. Intersection calculation is performed by repeating the process from .
そしてこのチェックにおいて全ての辺について基準直方
体との間で交点がないと判定された場合、基準直方体の
入替えを行っても同様な結論が得られるか否かを判定し
くステップｒ）、基準直方体の入替えによっても交点が
検出されないことを確認して、２つの直方体が干渉して
いない（ステップＳ）との結論を得る。If it is determined in this check that there are no intersections with the reference rectangular parallelepiped for all sides, it is determined whether the same conclusion can be obtained even if the reference rectangular parallelepiped is replaced in step r). After confirming that no intersection point is detected even after switching, it is concluded that the two rectangular parallelepipeds do not interfere (step S).
尚、干渉チェックの処理手順は上述した例に限定されな
いことは云うまでもなく、要はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。It goes without saying that the interference check processing procedure is not limited to the example described above, and can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.
（発明の効果〕
以上説明したように、例えば上述した一連の干渉チェッ
ク手続きに示されるように、本方式にあっては、基準直
方体を基準として無限平面で分割される領域に対して、
他方の直方体の各頂点がどの領域に存在するかの情報を
積極的に利用して上記２つの直方体の干渉チェックを行
うので、そのＷＡ域情報から直方体の典型的な干渉、ま
たは非干渉を効果的に判定することができる。(Effects of the Invention) As explained above, for example, as shown in the series of interference check procedures described above, in this method, for a region divided by an infinite plane with the reference rectangular parallelepiped as a reference,
Since the interference check between the two rectangular parallelepipeds is performed by actively using the information on which region each vertex of the other rectangular parallelepiped exists, typical interference or non-interference of the rectangular parallelepiped can be detected from the WA area information. It can be determined based on
その上で、上記チェックによって干渉の有無の結論を得
なかったものについてだけ、基準直方体と辺との交点計
算を行うので、その計算量を大幅に低減することができ
る。しかも基準直方体の面と交差する可能性のある辺だ
けを上記領域情報に基いて抽出してその計算処理を行い
、更にはその辺が基準直方体の最初に交わる可能性のあ
る面の数が少ない方の端点を選んで上述した交点計算を
行うので、その計算量の大幅な削減を図り得る。Then, the intersection point between the reference rectangular parallelepiped and the side is calculated only for those for which the presence or absence of interference has not been concluded through the above check, so the amount of calculation can be significantly reduced. Moreover, only the edges that may intersect with the faces of the reference rectangular parallelepiped are extracted and calculated based on the above area information, and furthermore, the number of faces that the edges may intersect with at the beginning of the reference rectangular parallelepiped is small. Since the above-mentioned intersection point calculation is performed by selecting one end point, the amount of calculation can be significantly reduced.
故に、一方の直方体の全ての辺と、使方の直方体の全て
の面との交点計算に帰着して、その２つの直方体の干渉
チェックを行う従来方式に比較して、その計算量を大幅
に少なくし、またその高速な干渉チェック処理を可能な
らしめる。従って小形計算礪を用いた実時間処理を可能
とする等の実用上多大なる効果が奏せられる。Therefore, compared to the conventional method of calculating the intersections between all sides of one rectangular parallelepiped and all faces of the rectangular parallelepiped being used, the amount of calculation can be significantly reduced compared to the conventional method of checking for interference between the two rectangular parallelepipeds. This also enables high-speed interference checking processing. Therefore, great practical effects can be achieved, such as enabling real-time processing using a small calculation unit.
図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は処理装置
の構成例を示す図、第２図は直方体のデータ構造を示す
図、第３図は３次元空間上に設定された２つの直方体の
関係を示す図、第４図は座標系変換された２つの直方体
の位置関係を示す図、第５図は基準直方体の面を含む無
限平面による３次元空間の領域分割を模式的に示す図、
第６図は本発明の一実施例に係る干渉チェック手続きの
手順を示す図、第７図は直方体の干渉に関する性質を模
式的に示す図である。
１１・・・基準直方体、１２・・・直方体。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第１図
′？２２ 図The figures show one embodiment of the present invention. Fig. 1 shows an example of the configuration of a processing device, Fig. 2 shows a data structure of a rectangular parallelepiped, and Fig. 3 shows a data structure set on a three-dimensional space. Figure 4 is a diagram showing the relationship between two rectangular parallelepipeds, Figure 4 is a diagram showing the positional relationship between two rectangular parallelepipeds whose coordinate system has been transformed, and Figure 5 is a diagram schematically showing the division of a three-dimensional space by an infinite plane that includes the faces of the reference rectangular parallelepiped. The figure shown in
FIG. 6 is a diagram showing the procedure of an interference check procedure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram schematically showing the properties regarding interference of a rectangular parallelepiped. 11... Reference rectangular parallelepiped, 12... Rectangular parallelepiped. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1'? 22 Figure
Claims (3)
基準直方体とし、この基準直方体の各面をそれぞれ含む
無限平面にて上記３次元空間を複数の領域に区分する手
段と、前記３次元空間上に設定された他方の直方体の各
頂点が上記区分設定された複数の領域中のどの領域に含
まれるかをそれぞれ求める手段と、これらの各頂点が含
まれる領域の情報から前記２つの直方体の干渉を調べる
手段とを具備したことを特徴とする直方体の干渉チェッ
ク方式。(1) Means for dividing the three-dimensional space into a plurality of regions by using an infinite plane that includes one of the two rectangular parallelepipeds set on the three-dimensional space as a reference rectangular parallelepiped, and each of the three surfaces of the reference rectangular parallelepiped. Means for determining in which region each vertex of the other rectangular parallelepiped set on the dimensional space is included in the plurality of regions set as above, and information on the region including each of these vertices. A method for checking interference of a rectangular parallelepiped, characterized by comprising means for checking interference of a rectangular parallelepiped.
上記他方の直方体と基準直方体との干渉を調べる手段は
、上記各頂点がそれぞれ含まれる領域の１つが基準直方
体を為す領域であることを判定して、上記２つの直方体
が干渉していることを検出するものである特許請求の範
囲第１項記載の直方体の干渉チェック方式。(2) The means for checking the interference between the other rectangular parallelepiped and the reference rectangular parallelepiped based on the information of the region containing each vertex of the other rectangular parallelepiped is that one of the regions containing each of the above vertices is an area forming the reference rectangular parallelepiped. 2. A rectangular parallelepiped interference check method according to claim 1, wherein interference between the two rectangular parallelepipeds is detected by determining the interference between the two rectangular parallelepipeds.
上記他方の直方体と基準直方体との干渉を調ベる手段は
、上記各頂点によってそれぞれ規定される他方の直方体
の各辺が基準直方体の各面とそれぞれ交わらないことを
上記各頂点が含まれる領域の情報から判定して、上記２
つの直方体が干渉していない可能性があることを検出す
るものである特許請求の範囲第１項記載の直方体の干渉
チェック方式。(3) The means for investigating the interference between the other rectangular parallelepiped and the reference rectangular parallelepiped based on the information of the area including each vertex of the other rectangular parallelepiped is such that each side of the other rectangular parallelepiped defined by each of the vertices is a reference rectangular parallelepiped. The above 2.
2. A rectangular parallelepiped interference check method according to claim 1, which detects that two rectangular parallelepipeds may not be interfering with each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60243359A JPS62103769A (en) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | Interference checking system for rectangular parallelepiped |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60243359A JPS62103769A (en) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | Interference checking system for rectangular parallelepiped |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62103769A true JPS62103769A (en) | 1987-05-14 |
Family
ID=17102663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60243359A Pending JPS62103769A (en) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | Interference checking system for rectangular parallelepiped |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62103769A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009072383A1 (en) * | 2007-12-07 | 2009-06-11 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot movement regulating method, robot system, and robot movement regulating device |
-
1985
- 1985-10-30 JP JP60243359A patent/JPS62103769A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009072383A1 (en) * | 2007-12-07 | 2009-06-11 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot movement regulating method, robot system, and robot movement regulating device |
| US8180488B2 (en) | 2007-12-07 | 2012-05-15 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot system |
| JP5365524B2 (en) * | 2007-12-07 | 2013-12-11 | 株式会社安川電機 | Robot operation restriction method and robot system |
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