JPS6371778A - 三次元形状デ−タ入力装置 - Google Patents

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】 本発明はコンピュータ支援設計システム（ＣＡＤシステ
ム）用三次元形状データ入力装置に関し、一層詳細には
、ＣＡＤシステムにおいて三次元の部分立体形状モデル
を入力する装置であって、三次元測定器で測定された前
記部分形状モデルデータをオンラインリアルタイム処理
方式で前記ＣＡＤシステム内に取り込み、予めＣＡＤシ
ステムに構築されている全体形状モデルと前記部分形状
モデルを図形表示装置の同一画面に表示し、さらに全体
形状モデルと部分形状モデルとの整合を図ることを可能
としたＣＡＤ用三次元形状データ入力装置に関する。

従来、ＣＡＤシステムに縦、横、高さの三次元の座標値
データを入力する場合は、例えば、特公昭第６０−３６
４５号に開示されているように、縦と横の二次元入力装
置であるタブレット装置に高さに係る座標値のデータを
記録するレジスタを設け、高さ座標値設定用のボタンを
スタイラスペンに取り付け、当該スタイラスペンの操作
により三次元座標値をＣＰＵに入力する方式がある。然
しなから、この方式は比較的簡単な直線群からなる図形
の入力には適しているが、特に、車輌等の自由曲面を有
する複雑な三次元形状を入力しようとする場合には入力
作業を行うオペレータが形状を十分に理解出来る熟練者
でないと必要且つ十分な情報を入力することが極めて難
しいという不都合が存在している。

そこで、車輌等の全体形状部分の中、複雑な形状部分や
美観的に優れる形状部分を正確に入力しようとする場合
には、実際に当該複雑形状部分等に対して粘度等でモデ
ルを作成し、三次元測定器を用いてＣＡＤシステム内に
座標値データを入力する方法が用いられている。然しな
から、この従来の方法では、部分形状モデルの全ての座
標点を纏めて測定し、その測定値データを紙テープや磁
気テープ等の中間媒体へ書き込んだ後、ＣＡＤシステム
のデータベースに一括して入力処理するバッチ処理的な
方法であったため、非常に時間のかかる不都合があった
。

すなわち、三次元測定器からＣＡＤシステムを構成する
図形表示装置にリアルタイムでは表示出来ない難点が存
在している。

未発明は前記の種々の不都合を克服するためになされた
ものであって、三次元測定器とＣＡＤシステムの間に座
標値フォーマット変換装置を介装しＣＡＤシステムに部
分形状モデルデータをオンラインリアルタイム処理で転
送可能に構成し、これによって全体形状モデルと部分形
状モデルとを短時間でマツチングさせて全体の設計時間
を大幅に縮減することを可能とする三次元形状データ入
力装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明はＣＰＵと、入力
用端末と、全体形状データを記憶する記憶手段と、図形
表示手段を含むコンピュータ支援設計システム（ＣＡＤ
システム）および三次元測定器からなる三次元形状デー
タ入力装置であって、前記三次元測定器の出力信号を入
力信号とする座標値フォーマット変換手段と、当該座標
値フォーマント変換手段と前記入力用端末を切り換える
入力切換装置とを備え、前記記憶手段から読み出される
全体形状データと三次元測定器の出力信号データとを図
形表示手段に表示させて前記全体形状データと三次元測
定器の出力データとを整合させるために前記ＣＡＤシス
テムに対し前記三次元測定器の出力データをオンライン
リアルタイム処理可能に構成することを特徴とする。

次に、本発明に係るＣＡＤ用三次元形状データ入力装置
について好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。

第１図は本発明に係るＣＡＤ用三次元形状データ入力装
置のシステム概要図であって、参照符号２０は第１のＣ
ＰＵであり、この第１　ＣＰＵ２０には磁気ディスク等
の外部記憶装置２２および図形表示装置２４が接続され
ている。また、前記第１ＣＰＵ２０は入出力インタフェ
ース回路２６を含み、当該入出力インタフェース回路２
６にはスタイラスペン２８による二次元座標入力用のタ
ブレット装置３０および入力切換装置３２が接続されて
いる。当該入力切換装置３２にはキーボード３４、の出
力端子並びに座標値フォーマント変換装置３６の出力端
子が接続され、キーボード３４の出力信号と座標値フォ
ーマット変換装置３６の出力信号を切り換えるよう機能
するものである。次に、座標値フォーマット変換装置３
６の入力端子には部分形状モデル３８の表面を倣い当該
部分形状モデル３８の三次元座標値データを出力する三
次元測定器４０の出力信号が導入される。

第２図は本発明に係る座標値フォーマント変換装置３６
と入力切換装置３２の要部の詳細を示すブロック図であ
る。入力切換装置３２は２つの直列／並列変換インタフ
ェース回路５０．５２と、１つの並列／直列変換インタ
フェース回路５４を含む。当該並列／直列変換インタフ
ェース回路５４から出力される直列データは前記第１Ｃ
ＰＵ２０内の入出力インタフェース回路２６に導入され
る。

次に、前記並列／直列インタフェース回路５４の並列デ
ータ入力端子には座標値フォーマット変換装置３６から
供給される直列データを並列データに変換する直列／並
列変換インタフェース回路５０の並列データおよびキー
ボード３４から供給される直列データを並列データに変
換する直列／並列変換インタフェース回路５２の並列デ
ータが供給される。また、当該直列／並列変換インタフ
ェース回路５０と５２の選択端子はキーボード３４に接
続され、キーボード３４からの指令により、どちらかの
インタフェース回路が選択される。

前記入力切換装置３２内の一方の直列／並列インタフェ
ース回路５０に導入される直列データは座標値フォーマ
ント変換装置３６内のインタフェース回路６０から出力
される。前記座標値フォーマント変換装置３６は前記イ
ンタフェース回路６０と第２のＣＰＵ６２とＲＯＭ６４
とＲＡ　Ｍ　６６と記憶装置６８とインタフェース回路
７０とからなり、これらはパスラインで夫々接続され、
前記第２０ＰＵ６２により制御されるよう構成されてい
る。

なお、当該座標値フォーマント変換装置３６のインタフ
ェース回路７０には前記三次元測定器４０の出力信号が
導入される。

本発明に係るＣＡＤ用三次元形状データ入力装置は基本
的には以上のように構成されるものであり、次にその作
用並びに効果について第３図に示すフローチャートに沿
って説明する。

先ず、準備ステップとしてＣＡＤシステムの外部記憶装
置２２からＣＡＤシステムにより既に設計され構築され
ている全体形状モデルデータを第１のＣＰＵ２０内に読
み込み、図形表示装置２４に表示させる（ＳＴＰＩ）、
当該読込操作は図示しないオペレータのキーボード３４
からの指令によって行われ、このステップエの状態では
入力切換装置ｆ３２はキーボード３４側に切り換えられ
ている。

次に、オペレータは図形表示装置２４で全体形状の中で
複雑と想定される自由曲面形状部について、ＣＡＤシス
テムで作成するか若しくは実際に部分形状モデルを作り
全体形状モデルとのマツチングが必要かどうかを判断す
る（ＳｒＦ２）。

この場合、実際に製作してまで全体形状と部分形状との
マツチングを行う必要がない時はＣＡＤシステム内で部
分形状モデルをスタイラスペン２８、タブレット装置３
０を用いて作成する（ＳｒＦ３）。

この後、ＣＡＤシステム内で作成したステップ３のモデ
ル形状と全体形状とのマツチングを行う　（ＳｒＦ２）
。

前記ステップ２で、実際に部分形状モデルを作成して全
体形状とのマツチングを必要と判断した場合には、入力
切換装置３２の選択スイッチをキーボード３４により部
分形状モデル側、すなわち、前記座標値フォーマット変
換装置３６側に切り換える（ＳｒＦ４）。

次いで、三次元測定器４０でモデル形状面に沿って倣い
、形状の測定を行う。このように測定された部分形状モ
デル３８に関する座標値をＣＡＤシステム内の第１ＣＰ
Ｕ２０に入力する（ＳｒＦ２）。

さらに、この三次元測定器４０から入力されたモデル形
状とＣＡＤシステム内で構築した全体形状とのマツチン
グを前記図形表示装置２４を利用して行う（ＳｒＦ２）
。

次に、このマツチング結果により全体形状の修正が必要
かどうかを判断する（ＳｒＦ７）。

若し、全体形状の修正が必要な場合は全体形状の修正を
ＣＡＤシステムで行う（ＳｒＦ８）。

一方、全体形状の修正が必要でない場合は次のステップ
として部分形状モデルの変更が必要かどうかを判断する
（ＳｒＦ９）。

部分形状モデルの変更が必要であれば、部分形状モデル
を変更する（ＳＴＰＩＯ）。

この変更した部分形状モデルを全体形状モデルと再度照
合するため、ステップ２に戻りプログラムフローを実行
する。

然るに、前記ステップ９の判断により部分形状モデルの
変更が必要でないということになれば、ここまでの過程
で複雑な部分形状モデルを含む全体形状モデルが完成し
た訳であるから、前記第１ＣＰＵ２０によりこの結果を
外部記憶装置２２に格納して作業が完了する（ＥＮＤ）
。

以上が第１図に示される三次元形状データ入力システム
の第３図に示すフローチャートによる説明である。

次に、本発明の要部である第２図に示す座標値フォーマ
ット変換装置３６並びに入力切換装置３２０作用につい
て説明する。

先に述べたように、入力切換装置３２は３個のインタフ
ェース回路からなり、その中、直列／並列変換インタフ
ェース回路５０および５２はキーボード３４によって切
り換えられ、当該キーボード３４若しくは座標値フォー
マント変換装置３６のどちらかの装置の直列データが前
記入力切換装置３２に導入される。一方、並列／直列変
換インタフェース回路５４は前記直列／並列変換インタ
フェース回路５０と５２の並列データを直列データに変
換し、前記第１のＣＰ　Ｕ３Ｏに導入する。このように
、当該入力切換装置３２はそれに入力される直列データ
を同じく直列データとして出力するので、並列データ転
送方式と比較して入出力線の本数を減じることが出来る
。

次に、前述したように座標値フォーマント変換装置３６
は２つのインタフェース回路６０．７０と、ＲＯＭ６４
と、ＲＡＭ６６と、記憶装置６８と、第２のＣＰＵ６２
とからなり、これらはパスラインで相互に接続され、前
記第２　ＣＰ　Ｕ６２により制御される。

そこで、前記三次元測定器４０からの三次元数値データ
、例えば、（縦１００、横２００．高さ１５０）の測定
値セットが前記インタフェース回路７０を介して座標値
記憶装置６８に一次記憶される。すなわち、三次元測定
器４０が部分形状モデル３８を倣っている間は、このよ
うに横（Ｘ）、縦（Ｙ）、高さくＺ）からなる数値セン
トが次々に当該記憶装置６８に記憶される。三次元測定
器４０の倣い動作が全て終了するか、予め定められた所
定の倣い動作が終了すると、ＲＯＭ６４のプログラムに
より前記測定値セット（１００，２００，１５０）等は
ＲＡＭ６６を利用して符号化され、前記ＣＡＤシステム
内の第１　ＣＰ　Ｕ３Ｏのインタフェースフォーマット
に適合するデータ（Ｘ１００．　Ｙ２Ｏ０、Ｚ　１５０
）等に変換処理される。この処理されたデータは前記出
力インタフェース回路６０を介して入力切換装置３２内
のインタフェース回路５０．５４を通じ前記第１ｃＰＵ
２０のインタフェース回路２６に導入される。導入され
たデータは第１ＣＰＵ２０により直ちに解読され、既に
ＣＡＤシステム内で設計されている全体形状モデルと合
成されて図形表示装置２４に新たな全体形状モデルを作
成することが出来る。

本発明によれば、以上のように、三次元測定器４０とＣ
ＡＤシステムが座標値フォーマット変換装置３６、入力
切換装置３２により有機的に結合されているため、ＣＡ
Ｄシステムにより設計された全体形状モデルに対し実際
に作成した部分形状モデルをオンラインリアルタイム処
理により合成して図形表示装置上に表示出来る。そのた
め、ＣＡＤシステムにより作成した全体形状モデルと三
次元測定器４０からの部分形状部モデル３８とのマツチ
ング判定を極めて短時間に行うことが出来るという利点
がある。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る三次元座標入力装置のシステム概
要図、 第２図は本発明の要部である座標値フォーマット変換装
置と入力切換装置の詳細を示すブロンク図、 第３図は本発明装置の動作を説明するためのフローチャ
ートである。 ２０・・・ＣＰ　Ｕ　　　　　　　２２・・・外部記憶
装置２４・・・図形表示装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣＰＵと、入力用端末と、全体形状データを記憶
   する記憶手段と、図形表示手段を含むコンピュータ支援
   設計システム（ＣＡＤシステム）および三次元測定器か
   らなる三次元形状データ入力装置であって、前記三次元
   測定器の出力信号を入力信号とする座標値フォーマット
   変換手段と、当該座標値フォーマット変換手段と前記入
   力用端末を切り換える入力切換装置とを備え前記記憶手
   段から読み出される全体形状データと三次元測定器の出
   力信号データとを図形表示手段に表示させて前記全体形
   状データと三次元測定器の出力データとを整合させるた
   めに前記ＣＡＤシステムに対し前記三次元測定器の出力
   データをオンラインリアルタイム処理可能に構成するこ
   とを特徴とする三次元形状データ入力装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、入出
   力切換装置の入力インタフェースは直列／並列変換イン
   タフェースとし、出力インタフェースは並列／直列変換
   インタフェースとしてなる三次元形状データ入力装置。