KR100231357B1 - Method for converting curved surface of point group data and method for measuring shape using the curved surface .... - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3차원측정기에 의해 계측된 피측정물의 곡면의 실측점군데이터로부터, 곡면데이터를 얻는 곡면변환방법에 관한 것으로서 종래 필요로하고 있던 실측점군데이터로부터 곡면변환에 필요한 데이터를 사람손에 의해서 선택하는 작업을 삭감할 수 있고, 매우 단시간에 실측점군데이터로부터 곡면데이터를 얻는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한것이며, 그구성에 있어서, 3차원측정기에 의해 계측된 피측정물(10)의 곡면의 3차원좌표의 실측점군데이터P로부터 곡면데이터S를 얻는 곡면변환방법으로서, 3차원좌표상에 있어서, 실측점군데이터P의 분포면(10a)의 근처 또는 주변위치에 소정패턴형상을 가진 기본형상면(5a)을 설정하고, 기본형상면(5a)상에 다수의 기준점Q를 정하고, 이들 각기준점Q에 실측점군데이터P의 분포면(10a)을 향해서 방향부여된 방향벡터(6a)를 설정하고, 기본형상면(5a)의 각기준점Q를 상기 방향벡터(6a)가 표시한 방향으로 연장한 선과 실측점군데이터P의 분포면(10a)이 교차하는 처리점군데이터D를 구하고, 이 처리점군데이터D에 의거해서 곡면데이터S를 얻는 것을 특징으로한 것이다.The present invention relates to a surface conversion method for obtaining curved surface data from measured point group data of a curved object to be measured by a three-dimensional measuring apparatus. The human hand selects data required for curved surface conversion from measured point group data previously required. It is an object of the present invention to provide a method for obtaining curved surface data from measured point group data in a very short time, and in the configuration, the curved surface of the measured object 10 measured by the three-dimensional measuring instrument. A surface transformation method for obtaining curved surface data S from actual point group data P of three-dimensional coordinates, comprising: a basic shape surface having a predetermined pattern shape at or near the distribution plane 10a of the actual point group data P on a three-dimensional coordinate ( 5a) are set, a plurality of reference points Q are defined on the basic shape surface 5a, and each reference point Q is oriented toward the distribution surface 10a of the measured point group data P. The processing point group data D where the direction vector 6a is set and the reference point Q of the basic shape surface 5a extends in the direction indicated by the direction vector 6a and the distribution plane 10a of the measured point group data P intersects. Is obtained, and the curved surface data S is obtained based on this processing point group data D.
Description
제1도는 본 발명의 제1실시예를 표시한 블록도.1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
제2도는 그방법을 표시한 순서도.2 is a flow chart showing the method.
제3도는 측정대상물을 표시한 사시도.3 is a perspective view showing an object to be measured.
제4도는 기본형상면을 표시한 설명도.4 is an explanatory diagram showing a basic shape plane.
제5도는 방향벡터를 표시한 설명도.5 is an explanatory diagram showing a direction vector.
제6도는 점의이동을 표시한 설명도.6 is an explanatory diagram showing the movement of a point.
제7도는 상부곡면을 표시한 사시도.7 is a perspective view showing the upper curved surface.
제8도는 다른면을 구하는 방법을 표시한 사시도.8 is a perspective view showing a method of obtaining the other side.
제9도는 본 발명의 제2실시예를 표시한 구성도.9 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
제10도는 그 미소면을 표시한 설명도.10 is an explanatory diagram showing the micro surface.
제11도는 그 방법을 표시한 순서도.11 is a flowchart showing the method.
제12도 다른 적용예를 표시한 사시도.12 is a perspective view showing another application example.
제13도는 그 출력예를 표시한 사시도.13 is a perspective view showing an output example thereof.
제14도는 종래예인 실측점군데이터의 샘플링방법을 표시한 설명도.14 is an explanatory diagram showing a sampling method of measured point group data according to a conventional example.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
5a : 기본형상면 6a : 방향벡터5a: Basic shape plane 6a: Direction vector
10 : 피측정물 10a : 분포면(상부면)10: measured object 10a: distributed surface (upper surface)
Di : 처리점군데이터 Pi : 실측점데이터Di: Treatment Point Group Data Pi: Actual Point Data
Qi : 기준점데이터 Sa : 곡면데이터Qi: Reference point data Sa: Surface data
B : 미소면B: smile side
본 발명은, 3차원측정기에 의해 계측된 피측정물의 곡면의 실측점군데이터로부터, 곡면데이터를 얻는 곡면변환방법에 관한 것이다.The present invention relates to a curved surface conversion method for obtaining curved surface data from measured point group data of curved surfaces of an object under measurement measured by a three-dimensional measuring instrument.
종래, 3차원측정기로부터 계측된 피측정물의 곡면의 3차원좌표(х, у, z) 데이터(이하 실측점군데이터라 부름)에 의거하여, 스플라인수법이나 NURBS수법등에 의해서, 그피측정물의 곡면의 데이터를 얻는 방법이 알려져 있다.Conventionally, based on three-dimensional coordinates (х, у, z) data (hereinafter referred to as measured point group data) of a curved surface measured by a three-dimensional measuring instrument, data of the curved surface of the measured object by a spline method, a NURBS method, or the like. A method of obtaining is known.
제14도에 표시한 3차원측정기는, 도면의 A로 표시한 방향으로부터 레이저광 (12)을 사용해서 피측정물(10)의 곡면(10a)의 반사광으로부터 각 포인트의 점좌표 P1(х1, у1, z1), P2(х2, у2, z2), ..., Pi(хi, уi, zi)를 얻고 있다. 이들 P1(х1, у1, z1)∼Pi(хi, уi, zi)는 도면의 (10a)로 표시한 면의 실측점군데이터Pa(х, у, z)가 된다. 그리고, 피측정물(10) 또는 레이저스캐너(11)의 어느 한쪽율 90°회전시켜서, 도면의 B로 표시한 방향으로부터 도면의 점선으로 표시한 레이저광(12)에 의해, 곡면(10b)의 실측점군데이터Pb(х, у, z)를 샘플링하고, 순차도면의 C, D로 표시한 방향으로부터도 실측점군데이터The three-dimensional measuring device shown in FIG. 14 uses the laser light 12 from the direction indicated by A in the drawing to determine the point coordinates P1 (х1, 1) of each point from the reflected light of the curved surface 10a of the object to be measured 10. у1, z1), P2 (х2, у2, z2), ..., Pi (хi, уi, zi) are obtained. These P1 (х1, у1, z1) to Pi (хi, ui, zi) become actual point group data Pa (х, у, z) of the surface shown by (10a) of a figure. Then, either one of the object to be measured 10 or the laser scanner 11 is rotated by 90 degrees, and the laser beam 12 shown by the dotted line in the drawing shows the curved surface 10b in the direction indicated by B in the drawing. Actual point group data Pb (х, у, z) was sampled and also measured from the direction indicated by C and D in the sequential drawing.
Pc(х, у, z), Pd(х, у, z)를 샘플링하고 있다. 이상과 같이 피측정물(10)의 전체면에 대하여 샘플링을 행하여 3차원의 실측점군데이터P(х, у, z)를 얻고 있다.Pc (х, у, z) and Pd (х, у, z) are sampled. As described above, sampling is performed on the entire surface of the measurement object 10 to obtain three-dimensional actual point group data P (х, у, z).
이와 같이 해서 얻어진 3차원 실측점군데이터는 많은 점의 집합으로 된다. 이 점의 집합의 가운데서부터 각방향(예를들면 A방향과 B방향)으로부터 샘플링한 데이터중에서 경계선의 중북데이나 불필요데이터를 작업자는 정리하고, 선택하고, 질서서게된 처리점군데이터만을 마우스등에 의해 3차원적으로 컴퓨터디스플레이상에서 플롯(plot)하고 있었다.The three-dimensional measured point group data obtained in this manner is a set of many points. From among the data sampled from each direction (for example, A and B directions) from the center of the set of points, the operator arranges and selects the north-south or unnecessary data of the boundary line, and only the ordered processing point group data is set by the mouse or the like. We were plotting on a computer display in dimensions.
그래서, 컴퓨터는 디스플레이상에 플롯된 처리점군데이터에 의거하여, NURBS수법 등에 의해 곡면데이터를 얻고 있었다.Therefore, the computer obtained the curved surface data by the NURBS method or the like based on the processing point group data plotted on the display.
이 곡면데이터는, 예를들면 3차원조형가공기등의 3차원형상물의 가공에 이용되고 있다.This curved data is used for processing three-dimensional shaped objects, such as a three-dimensional molding machine.
상기 종래의 곡면데이터를 얻는 방법에 있어서는, 3차원측정기로부터 샘플링되는 3차원의 실측점군데이터는 많은 점의 집합으로되고, 각면방향으로부터 얻어진 점을 처리가능한 처리점군데이터로 가공하지 않으면 안되어, 손작업에 의한 정리나 선택을 필요로 하는 문제가 있다.In the conventional method of obtaining curved surface data, the three-dimensional actual point group data sampled from the three-dimensional measuring instrument is a set of many points, and the points obtained from each surface direction must be processed into processing point group data that can be processed. There is a problem that requires sorting and selection.
즉, 각방면으로부터 얻게된 점은, 그 경계부등에서는 데이터가 반드시 일치하지 않고, 3차원의 점군을 표현하기 위하여 중복데이터나 불필요데이터를 정리하지 않으면 안되었다.In other words, the points obtained from the various directions do not necessarily coincide with data at the boundary, and duplicate data and unnecessary data have to be arranged in order to express a three-dimensional point group.
이때문에, 컴퓨터에의 입력작업이나 플롯작업을 필요로 하여 방대한 작업공수를 요하는 동시에, 처리점군데이터는 입력미스나 선택미스 또는 플롯오차나 필요한 데이터의 결락이 발생하는 등의 요인으로, 곡면데이터는 작업자의 역량에 좌우되어 버린다고하는 문제가 있었다.For this reason, inputting and plotting a computer is required, and a large amount of work is required, and processing point group data is a curved surface due to input miss, selective miss, plot error, or missing data. There was a problem that the data depends on the competence of the worker.
그래서, 사람손을 개재하는 일없이 3차원측정기에 의해 얻게된 미정리의 실측점군데이터로부터 용이하게 곡면을 얻는 방법이 요망되고 있었다.Thus, there has been a demand for a method for easily obtaining curved surfaces from unarranged measured point group data obtained by a three-dimensional measuring instrument without interposing a human hand.
본 발명은 상기 종래예의 문제점을 해결하기 위하여 3차원측정기에 의해 계측된 피측정물의 곡면의 3차원좌표의 실측점군데이터로부터 곡면데이터를 얻는 곡면변환방법으로서, 3차원좌표상에 있어서, 실측점군데이터의 분포면의 근처 또는 주변위치에 소정패턴형상을 가진 기본형상면을 설정하고, 기본형상면상에 다수의 기준점을 정하고, 이들 각기준점에 실측점군데이터의 분포면을 향해서 방향부여된 방향벡터를 설정하고, 기본형상면의 각기준점을 상기 방향벡터가 표시한 방향으로 연장한 선과 실측점군데이터의 분포면이 교차하는 처리점군데이터를 구하고, 이 처리점군데이터에 의거해서 곡면데이터를 얻는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a surface conversion method for obtaining curved surface data from measured point group data of three-dimensional coordinates of a surface to be measured measured by a three-dimensional measuring device, in order to solve the problems of the conventional example. Set a basic shape surface having a predetermined pattern shape at or near the distribution plane of, define a plurality of reference points on the basic shape plane, and set the direction vector oriented to the distribution plane of actual point group data at each reference point. And processing point group data where a line extending each reference point of the basic shape plane in the direction indicated by the direction vector and a distribution plane of measured point group data intersect, and curved surface data is obtained based on the processing point group data.
또, 방향벡터에 의해 표시된 방향으로 연장한 근처에 있는 실측점군데이터에 의해 만들어지는 미소면과 교차하는 점을 처리점군데이터로 하는 것이 호적하다.Moreover, it is suitable to make into a process point group data the point which intersects the micro surface created by the measured point group data in the vicinity extended in the direction shown by the direction vector.
본 발명은 상기 구성에 의해서, 다음과 같은 작용을 영위할 수 있다. 즉 본 발명에 의하면, 3차원좌표상에 설정된 소정패턴형상을 가진 기본형상면상의 다수의 기준점을 실측점군데이터의 분포면을 향해서 방향부여된 방향벡터가 표시하는 방향으로 연장한 선과 실측점군데이터의 분포면을 교차시키므로써, 처리점군데이터를 구할 수 있다. 그리고 구체적으로는 각종패턴의 기본형상면을 복수준비해놓고, 그 1개를 대상물곡면에 따라서 선택하고, 또한 그 기본형상면상에 다수의 기준점을 설정하고, 이 기준점을 방향벡터가 표시한 실측점군데이터의 분포면과 교차하는 점까지 이동시키므로써, 실측처리점군데이터의 중복, 불일치 등에 상관없이 기본형상면상의 기본점군으로부터, NURBS수법 등을 이용하는 데 필요하고, 질서가선점군데이터(처리점군데이터)를 구할 수 있고, 용이하게 3차원표면의 곡면을 산출할 수 있다.The present invention can perform the following actions by the above configuration. In other words, according to the present invention, a distribution of lines and measured point group data in which a plurality of reference points on a basic shape plane having a predetermined pattern shape set on three-dimensional coordinates extend in a direction indicated by a direction vector imparted toward a distribution plane of measured point group data. By intersecting the surfaces, processing point group data can be obtained. Specifically, a plurality of basic shape planes of various patterns are prepared, one of which is selected according to the object curved surface, and a plurality of reference points are set on the basic shape plane, and the reference point is used to determine the actual point group data. By moving it to the point where it intersects the distribution plane, it is necessary to use the NURBS method or the like from the base point group on the basic shape plane regardless of overlapping or inconsistency of the measured process point group data, and to obtain order point preemptive group data (process point group data). It is possible to easily calculate the curved surface of the three-dimensional surface.
또, 방향벡터에 의해 표시된 방향으로 연장된 근처에 있는 실측점군데이터에 의해 만들어지는 미소면과 교차하는 점을 처리점군데이터로 한느 것이라면, 방향벡터에 의해 표시된 근처에 위치하는 실측점군데이터에 의해 만들어지는 미소면은, 방향벡터가 표시한 분포면상에 가상의 점을 설정할 수 있어, 불완전하고 오차나 결락이 있는 미정리의 실측점군데이터라도 확실하게 처리가능한 처리점군데이터를 얻을 수 있다.If the processing point group data is a point that intersects the minute surface created by the adjacent point group data extending in the direction indicated by the direction vector, the point is created by the measured point group data located in the vicinity indicated by the direction vector. The lost micro plane can set a virtual point on the distribution plane indicated by the direction vector, and can obtain processing point group data that can be processed reliably even incomplete and unsorted actual point group data with errors or missing results.
이하 본 발명이 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 제1도∼제8도는 본 발명의 제1실시예를 표시한 것이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail, referring drawings. 1 to 8 show a first embodiment of the present invention.
제1도에 표시한 연산장치(1)는, 3차원측정기에 의해 자유곡면의 측정대상물(10)의 실측점군데이터P의 각좌표(х, у, z)를 입력하는 실측점군데이터입력부와, 사전등록완료의 직사각형평면, 원기둥면, 구면, 직방기둥면, 각통(角筒)면 등의 소정패턴의 형상을 구비한 기본형상면(5a) 및 그방향을 표시한 방향벡터(6a)의 메모리데이터(9)와, 실측점군데이터입력부(2)의 실측점군데이터P와 메모이데이터(9)로부터, 실측점군데이터P를 곡면데이터S로 변환하는 연산처리부(3)와, 연산된 곡면데이터S를 격납하여, 3차원조형가공기(8)에 출력하는 곡면데이터출력부(4)를 구비하고 있다.The arithmetic unit 1 shown in FIG. 1 includes a measured point group data input unit for inputting angular coordinates х, у, z of measured point group data P of the measurement target 10 on a free-form surface by a three-dimensional measuring instrument; Memory data of a basic shape surface 5a having a predetermined pattern such as a rectangular plane, a cylinder surface, a spherical surface, a rectangular cylinder surface, a square cylinder surface, and the direction vector 6a indicating the direction of the pre-registration completed. 9), from the measured point group data P and the memo data 9 of the measured point group data input unit 2, a calculation processing unit 3 for converting the measured point group data P into curved data S, and the calculated curved data S And a curved data output section 4 output to the three-dimensional molding machine 8.
제2도는 그처리순서를 표시한 것으로서, 스텝 1에 있어서 3차원측정기(7)에 의해 측정된 실측점군데이터P가 실측점군데이터입력부(2)에 부하된다. 제 3도에 표시한 P1∼P33은 측정대상물인 수화기(10)의 상부면(10a)의 실측점군데이터P의 위치를 표시하고 있다. 또한 제3도에 있어서는, 지면형편상 실측점군데이터P를 33개 표시하였으나, 실제로는 실측점군데이터P는 수만개의 데이터가 채취되는 것이다.2 shows the processing procedure, in which the measured point group data P measured by the three-dimensional measuring device 7 is loaded on the measured point group data input unit 2. P1-P33 shown in FIG. 3 has shown the position of the measurement point group data P of the upper surface 10a of the receiver 10 which is a measurement object. In addition, in FIG. 3, although 33 measurement point group data P were displayed on the surface shape, in fact, tens of thousands of pieces of data are collected.
그래서 작업자는 수화기(10)의 상부면(10a)의 형상에 적합한 기본형상면(5a)을 메모리데이터(9)로부터 선택하고, 제4도의 (5a)로 표시한 직사각형평면을 실측점군데이터P의 근처의 3차원공간에 설정한다(스텝2).Thus, the operator selects a basic shape surface 5a suitable for the shape of the upper surface 10a of the receiver 10 from the memory data 9, and displays a rectangular plane indicated by (5a) in FIG. 4 near the measurement point group data P. Is set in the three-dimensional space (step 2).
스텝 3에서는, 직사각형평면(5a)상의 기준점군데이터Q마다 실측점구데이터P의 분포면방향으로 직교하도록 방향벡터(6a)를 설정한다.In step 3, the direction vector 6a is set so as to be orthogonal to the distribution plane direction of the measured point sphere data P for each reference point group data Q on the rectangular plane 5a.
이상과 같이 직사각형평면(5a)과 방향벡터(6a)가 설정된 메모리데이터(9)는, 실측점군데이터입력부(2)의 실측점군데이터P와 함께 연산처리부(3)에 입력된다.The memory data 9 in which the rectangular plane 5a and the direction vector 6a are set as described above is input to the calculation processing unit 3 together with the measured point group data P of the measured point group data input unit 2.
연산처리부(3)에서는, 직사각형평면(5a)의 각기준점군데이터Q를 방향벡터(6a)가 가르키는 방향으로 이동해서, 분포면(10a)상에서 실측점군데이터P와 교차하는 처리점군데이터D를 연산하고있다.In the arithmetic processing section 3, each reference point group data Q of the rectangular plane 5a is moved in the direction indicated by the direction vector 6a, and the processing point group data D intersects the measured point group data P on the distribution plane 10a. I'm operating
제1실시예에 있어서는, 실측점군데이터P의 중복, 불일치등에 관계없이, 제6도에 표시한 직사각형평면(5a)의 기준점Q1∼Q33으로부터 각각 분포면(10a)상에 있는 수많이 있는 실측점군데이터P중에서, 도면의 P1∼P33으로 표시한 곡면으로 변환하는데 있어서 필요로하는 실측점군데이터P만을 구하고 있다.In the first embodiment, there are a large number of actual point groups on the distribution plane 10a from the reference points Q1 to Q33 of the rectangular plane 5a shown in FIG. 6, regardless of overlapping or inconsistency of the actual point group data P, respectively. Of the data P, only the measured point group data P required for conversion to the curved surface indicated by P1 to P33 in the drawing are obtained.
즉, 제6도에 있어서의 직사각형평면(5a)은 수평방향으로 11분할되고, 수직방향으로 2분할된 위치에 있는 각기준점Q1∼Q33이 방향벡터(6a)에 따라서, 각각 네귀퉁이의 정점Q1, Q3, Q31, Q33이 분표면(10a)의 꼭지점P1, P3, P31, P33에 교차한다. 또, 변(邊)위의 점Q2 및 Q32가 P2 및 P32에, Q6, Q9…Q30이 P6, P9…P30에, Q4, Q7…Q28이 P4, P7…P28에 각각 교차하고 있다. 그리고 내부점 Q5, Q8…Q29는 P5, P8…P29에 교차하게 된다.That is, the rectangular planes 5a in FIG. 6 are divided into 11 in the horizontal direction, and the respective reference points Q1 to Q33 at positions divided in the vertical direction are divided into four corners Q1 according to the direction vector 6a. , Q3, Q31, and Q33 intersect the vertices P1, P3, P31, and P33 of the powder surface 10a. Further, the points Q2 and Q32 on the sides are connected to P2 and P32. Q30 is P6, P9... To P30, Q4, Q7... Q28 is P4, P7... Each crosses P28. And internal points Q5, Q8... Q29 represents P5, P8... It crosses P29.
이상과 같이 연산된 교차하는 위치만이 곡면에 처리가능한 처리점군데이터Di로서 구하게되고, 직사각형평면(5a)의 상기 각 기준점Q가 분포면(10a) 의 처리점군데이터Di위치에 이동하므로서, 제7도에 표시한 곡면Sa을 생성하고 있다(스텝5). 즉, 연산처리부(3)는 NURBS수법으로 상기 처리점군데이터Di에 의거하여, 분포면(10a)의 3차원서페이스데이터의 곡면데이터를 얻고 있는 것이다.Only the intersected positions calculated as described above are obtained as the processing point group data Di that can be processed on the curved surface, and the respective reference points Q of the rectangular plane 5a move to the processing point group data Di position of the distribution plane 10a, and thus, the seventh. The curved surface Sa shown in FIG. Is produced (step 5). That is, the calculation processing unit 3 obtains curved surface data of the three-dimensional surface data of the distribution surface 10a based on the processing point group data Di using the NURBS method.
제 7도에 표시한 분포면(10a)은, 상기 연산처리가 실시되어서 실측점군데이터P가 곡면데이터Sa로 변환된 것이다.In the distribution surface 10a shown in FIG. 7, the calculation process is performed and the actual point group data P is converted into the curved data Sa.
이상과 같이 구하게된 수화기(10)의 상부면을 표시한 곡면데이터sa는, 곡면데이터출력부(4)에 이단 격납된다.The curved surface data sa which displayed the upper surface of the handset 10 calculated | required as mentioned above is stored by the curved data output part 4 in two stages.
계속해서, 제8도에 표시한 수화기(10)의 밑바닥면(10b)에 대하여 기본형상면으로서의 직사각형평면(5b)이, 방향벡터로서 분포면(10b)에 직교하는 방향(6b)이 각각 적용되고, 상기 상부면(10a)과 마찬가지로, 직사각형평면(5b)상의 각기준점군데이터Q와 교차한 필요로하는 실측데이터P만이 처리점군데이터D로서 구하게되고, 처리점군데이터D로부터 곡면데이터Sb가 연산된다.Subsequently, with respect to the bottom surface 10b of the earpiece 10 shown in FIG. 8, the direction 6b in which the rectangular plane 5b as the basic shape plane is orthogonal to the distribution plane 10b as the direction vector is applied, respectively. Similarly to the upper surface 10a, only actual measurement data P required to intersect each reference point group data Q on the rectangular plane 5b is obtained as the processing point group data D, and the curved surface data Sb is calculated from the processing point group data D. .
또 수화기(10)의 양단부면(10c), (10d)에 각각 일부결손원통면(5c), (5d)와 제8도의 (6c), (6d)로 표시된 축심방향으로 방향벡터가 각각 적용되어서, 필요로하는 각 실측점군데이터P로부터 각부의 곡면데이터Sb, Sc, Sd를 구하게 되고, 순차적으로 곡면데이터출력부(4)에 격납되어 간다. 상기 공정을 반복하여 전체면에 대해서 곡면데이터를 구하게되면, 곡면데이터출력부(4)는 곡면데이터S를 3차원조형가공기(8)에 출력하고 있다.In addition, a direction vector is applied to both end surfaces 10c and 10d of the receiver 10 in the axial direction indicated by partially missing cylindrical surfaces 5c and 5d and 6c and 6d of FIG. The curved surface data Sb, Sc, and Sd of each part are calculated | required from each measured point group data P required, and are stored in the curved data output part 4 sequentially. When the curved surface data is obtained for the entire surface by repeating the above process, the curved surface data output unit 4 outputs the curved surface data S to the three-dimensional molding machine 8.
이상과 같이 상기 제1실시예에 의하면 3차원측정기(7)에 의해 얻게된 측정대상물 (10)의 실측점군데이터P에 대해서, 기본형상면(5a)과 그 방향벡터(6a)를 부여하는 것만으로, 필요로 하는 처리점군데이터를 구해서, 각기준점Q를 이동시키므로서 측정대상물(10)의 곡면데이터S를 구할 수 있다.As described above, according to the first embodiment, only the basic shape surface 5a and the direction vector 6a are given to the measured point group data P of the measurement object 10 obtained by the three-dimensional measuring instrument 7. The curved surface data S of the measurement object 10 can be obtained by obtaining the processing point group data required and moving each reference point Q.
다음에 본 발명의 제2실시예를 제9도∼제13도를 참조해서 설명한다Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 13.
제2실시예는 제1실시예의 기준점Q가 필요로하는 실측점군데이터P와 교차하는 점의 구하는 방법을 실측점군데이터P의 분포면에 가상적인 미소면B를 설정해서, 미소면B와 교차는 점을 구하는 점에 특징이 있다. 즉, 제6도에 표시한 실측점Qi와 실측점군데이터Pi가 반드시 일치하지 않고, 제9도에 표시한 실측점군데이터P(중복이나 결락, 오차를 포함하는 경우)에, 교차근처의 점군으로부터 만들어지는 미소면B에서 교차위치를 잡도록 구성한 것이다.In the second embodiment, a method for finding a point that intersects the actual point group data P required by the reference point Q of the first embodiment is to set a virtual small plane B on the distribution plane of the actual point group data P, It is characterized by finding a point. In other words, the measured point Qi shown in FIG. 6 and the measured point group data Pi do not necessarily coincide with each other, and the measured point group data P (including duplicates, missing or errors) shown in FIG. It is configured to take the intersecting position on the micro surface B to be made.
따라서, 제2실시예의 기타의 구성은 제1실시예의 그것과 공통해 있으므로, 제9도∼제13도에 있어서 공통부분에 동일 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.Therefore, since the other configurations of the second embodiment are common to those of the first embodiment, the same reference numerals are given to common parts in FIGS. 9 to 13, and detailed description thereof will be omitted.
제11도에 표시한 순서는 제1실시예와 마찬가지로 스텝1∼스텝3에서, 실측점군데이터P에 대하여 기본형상면(5a)과 그방향벡터(6a)가 설정되어 있다.In the procedure shown in FIG. 11, the basic shape surface 5a and the direction vector 6a are set for the measured point group data P in steps 1 to 3 as in the first embodiment.
제2실시예에 있어서는, 제9도에 표시한 직사각형평면(5a)의 기준점Qi가 각각 분포면(10a)상의 Pi에 반드시 대응하지 않는 경우의 처리방법에 대해서 설명한다.In the second embodiment, a description will be given of a processing method when the reference point Qi of the rectangular plane 5a shown in FIG. 9 does not necessarily correspond to Pi on the distribution plane 10a, respectively.
제11도에 표시한 스텝4a∼스텝4b는 미소면B의 형성에 관한 부분이다. 여기서 제9도에 표시한 Qi점은 방향벡터(6a)의 방향으로 실측점군데이터P와 교차하는 교차점Pi가 존재하지 않는다. 그래서, 기준점Qi로부터 방향벡터(6a)의 방향으로 연장해서 분포면(10a)과 교차한 위치의 근처에 있는 점(제 10도에 있어서는 P1, P2점)을 취득해서, 그점으로부터 가상적인 미소면B을 연선해서, 처리가능한 점Di(처리점군데이터D)를 구하고 있다.Steps 4a to 4b shown in FIG. 11 are parts related to the formation of the microsurface B. As shown in FIG. Here, in the Qi point shown in FIG. 9, there is no intersection point Pi intersecting the actual point group data P in the direction of the direction vector 6a. Therefore, a point (P1 and P2 points in FIG. 10) near a position extending from the reference point Qi in the direction of the direction vector 6a and intersecting with the distribution plane 10a is obtained, and the virtual minute surface is obtained from the point. A twisted pair B is used to obtain a process point Di (processing point group data D).
그리고, 스텝5a에서 이동할 곳이 불명료한 기본형상면(5a)의 꼭지점이나 변상점(邊上点) 및 내부점의 각 점이 각각 교차하는 미소면B의 위치까지 이동시켜서 곡면을 생성하고 있다.In step 5a, the curved surface is generated by moving to the position of the microsurface B where the vertices of the basic shape surface 5a where the movement point is not clear, or the points of the reversal point and the internal point intersect, respectively.
제10도에 표시한 Di점은, P1과P2점이 이루는 미소면B위에 Qi점이 이동하는 상황을 표시하고 있다.Di point shown in FIG. 10 shows the situation where Qi point moves on the micro surface B which P1 and P2 point make up.
이상과 같이 상기 제2실시예에 의하면 이동할 곳이 불명료한 경우도, 주위의 점으로부터 이동할 곳을 확실하게 확정할 수 있고, NURBS수법등에 의해 곡면데이터S를 얻을 수 있다.According to the second embodiment as described above, even when the moving place is unclear, the moving place can be reliably determined from the surrounding points, and the curved surface data S can be obtained by the NURBS method or the like.
즉, 실측점군데이터P가 많은점의 집합이고, 중복이나 불필요데이터 또는 결락등을 포함하여 정리되어 있지 않는 데이터군이어도, 근처의 데이터로부터 미소면B를 만들어서 대응하므로써, 처리가능한 이동할 곳으로 되는 처리점군데이터D를 확실하게 구하여 곡면S를 얻을 수 있다.That is, even if the measured point group data P is a set of many points and is not a data group including duplicates, unnecessary data, or missing data, the process becomes a moveable place by making a small surface B from the nearby data and responding. The surface S can be obtained by reliably obtaining the point group data D.
제12도는 본 발명을 사람의 귀구멍의 모형에 적용한 것으로서, 귀의 부자유한 쪽으로부터 실리콘재로 귀구멍의 모형을 만들고, 3차원측정기로 구멍축방향으로 45˚씩 스캔해서 측정한 실측점군데이터P에 원동면형상의 기본형상면(5a)을 적용해서, 원통면을 격자형상으로 분할하여 각기준점Qi에 대해서 중심축을 향해서 방향벡터(6a)를 설정한 것이다. 이 경우 실측점군데이터P는 총수약 5만점에 의해서 표시되며, 종래의 사람손을 개재해서 손작업에 의해 처리가능한 데이터를 구해서 곡면을 생성하는데는 3시간이상을 소요하고 있었으나, 본 발명의 실측점군데이터의 곡면변환방법에 의하면, 주위의 점으로부터 미소면B를 작성해서 교차점을 구하기 때문에, 실측점군데이터P의 수나 분포형상에 거의 의존하지 않고, 결락이나 오차 또는 중복에 관계없이, 약 5만점의 실측점군데이터P를 약1분에 제13도에 표시한 곡면데이터S로 변활할 수 있었다. 이 귀구멍의 곡면데이터S는, 맞춤에 의해 보청기를 작성하는 경우에 3차원 조형가공기의 조형가공데이터로서 이용되고 있다.FIG. 12 shows the present invention applied to a model of a human ear hole. The measured point group data P was measured by making a model of the ear hole with a silicon material from an inconvenient side of the ear, and scanning by 45 ° in the direction of the hole axis with a three-dimensional measuring instrument. The cylindrical surface is divided into a lattice shape by applying the basic surface 5a of the cylindrical surface shape to set the direction vector 6a toward the central axis with respect to each reference point Qi. In this case, the measured point group data P is represented by a total of about 50,000 points, and it took more than 3 hours to generate a curved surface by obtaining data that can be processed by hand work through a conventional human hand, but the measured point group data of the present invention. According to the curve conversion method of Fig. 2, since a small surface B is created from surrounding points to find an intersection point, almost 50,000 points are measured regardless of the number or distribution shape of the measured point group data P, regardless of the missing, error or overlapping. The point group data P can be changed into the curved surface data S shown in FIG. 13 in about one minute. The curved surface data S of the ear hole is used as modeling data of a three-dimensional modeling machine when a hearing aid is produced by fitting.
또한, 상기 실시예에 있어서 미소면B는 직사각형평면에 한정되는 것은 아니며, 3각형평면, 원현평면, 자유곡면이어도 상관없다. 또, 미소면B의 작성는 근처의 좌표점의 일부를 평군화해서 구한 좌표점군에 의해 만드는 면이어도 된다. 또, 미소면B의 크기는 고정이어도 실측점군데이터에 따라서 변동해서 구하는 것이어도 상관없다. 또 연산처리부(3)는 NURBS수법을 사용해서 곡면을 얻는 방법을 표시하였으나, NURBS수법에 한정되는 것은 아니며, 스플라인수법등 다른 방법으로 곡면을 얻는 것이어도 상관없다. 즉 본 발명은 사기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지에 의거하여 여러가지의 변형이 가능하며, 이들을 본 발명의 범위로부터 배제하는 것은 아니다.In addition, in the said Example, the microsurface B is not limited to a rectangular plane, A triangular plane, a circular plane, or a free curved surface may be sufficient. In addition, the preparation of the microsurface B may be a surface made of a group of coordinate points obtained by flattening a part of adjacent coordinate points. In addition, the size of the microsurface B may be fixed or it may be calculated | required fluctuate | varied according to the measured point group data. In addition, the arithmetic processing unit 3 has shown a method of obtaining a curved surface using the NURBS method, but is not limited to the NURBS method, and may be obtained by other methods such as a spline method. That is, the present invention is not limited to the fraudulent embodiment, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
본 발명에 의하면, 종래 필요로 하고 있던 실측점군데이터로부터 곡면변환에 필요한 데이터를 사람손에 의해서 선택하는 작업을 삭감할 수 있고, 매우 단시간에 실측점군데이터로부터 곡면데이터를 얻는 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the work of selecting the data required for the surface transformation by the human hand from the actual measurement point group data conventionally required, and to provide a method for obtaining curved data from the measurement point group data in a very short time. .
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