KR100261277B1 - Polyhedral solid translator and method from three orthographic views - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A polyhedron conversion system from a three-face drawing and a method for the same are provided to convert all possible polyhedron solids by generating all candidate sides corresponding to each area of a three-face drawing and quickly obtaining all solutions by using a combinatorial search method. CONSTITUTION: A method for converting a polyhedron from a three-face drawing. An area is recognized from a two-dimensional input drawing. A vertex, an edge, a plane, and a side as three-dimensional information are extracted by using consistency with the drawing. A polyhedron is generated to recover a polyhedron solid from a candidate side. The generated polyhedron is verified.

Description

삼면도로부터 다면체 솔리드 변환 시스템 및 방법Polyhedral solid transformation system and method from three views

본 발명은 삼면도로부터 다면체 솔리드 변환 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히, 삼면도로 표현된 도면을 3차원 다면체로 자동으로 변환하는 시스템으로 도면을 이용한 3차원 솔리드 모델 자동 변환은 도면 인식 결과 또는 CAD 시스템을 이용하여 작성된 도면 데이터가 표현하고 있는 3차원 다면체의 형상을 자동 복원 하는 방법이다.The present invention relates to a system and method for converting polyhedral solids from a three-sided view. In particular, a three-dimensional solid model automatic conversion using a drawing is a system for automatically converting a drawing represented by a three-sided view to a three-dimensional polyhedron. It is a method of automatically restoring the shape of the three-dimensional polyhedron represented by the drawing data created by using.

일반적으로 삼면도로부터 솔리드 변환하는 기술로써 volume-oriented 기술과 wireframe-oriented 기술이 존재한다. Volume-oriented 기술은 3차원 후보면으로 이루어진 간단한 블록에 대한 Boolean 연산을 통하여 3차원 다면체를 구성하는 방법으로써 비교적 효율적인 탐색 과정을 거치지만, 일반적으로 간단한 다면체를 복원하는 데 사용된다. 그에 반해 Wireframe-oriented 기술은 모든 후보면에 대한 조합 탐색을 통하여 후보면을 하나씩 붙임으로써 3차원 다면체를 생성한다. 일반적으로 wireframe-oriented 기술은 복잡한 다면체를 효율적으로 복원한다. 그러나, 탐색 후보면의 수가 volume-oriented 방법에서의 블록의 수에 비하여 상대적으로 많기 때문에 조합 검사 비용이 많이 드는 문제점이 존재한다.In general, there are volume-oriented techniques and wireframe-oriented techniques for converting solids from three views. Volume-oriented technology is a relatively efficient way of constructing three-dimensional polyhedrons through Boolean operations on simple blocks consisting of three-dimensional candidate planes, but is generally used to recover simple polyhedrons. In contrast, the Wireframe-oriented technique generates three-dimensional polyhedrons by attaching candidate faces one by one through a combination search for all candidate faces. In general, wireframe-oriented techniques efficiently restore complex polyhedrons. However, since the number of search candidate surfaces is relatively large compared to the number of blocks in the volume-oriented method, a combinatorial check cost is high.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 투영과정에서 소실된 3차원 정보를 추출하여 도면에 정합성이 존재하는 3차원 다면체로 변환하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method of extracting three-dimensional information lost in a projection process and converting the three-dimensional polyhedron with consistency in the drawing.

도 1 본 발명에 관한 삼면도로부터 다면체 솔리드 변환 시스템 전체 개요도1 is a schematic overview of a polyhedral solid conversion system from a three-sided view according to the present invention

도 2 다면체의 형상을 나타내는 점과 점들간의 연결관계를 표시하는 선분으로 표현된 삼면도2 is a three-sided view represented by a line representing a shape of a polyhedron and a line segment indicating a connection relationship between the points

도 3 도 2의 삼면도로부터 추출된 인식 영역의 예시도3 is an exemplary view of a recognition region extracted from the three views of FIG. 2.

도 4 복원 와이어프레임 예시도Figure 4 restore wireframe example

도 5 도 4의 와이어 프레임으로부터 추출한 복원 3차원 후보 면의 예시도5 is an exemplary view of a reconstructed three-dimensional candidate surface extracted from the wire frame of FIG.

도 6 복원 3차원 후보면에 대한 조합 탐색 알고리즘Fig. 6 Combination search algorithm for reconstructed three-dimensional candidate surface

도 7 도 5의 모든 후보면에 대한 도 6의 탐색과정을 거친 다면체 솔리드 예시도7 is an exemplary view of a polyhedron solid obtained through the search process of FIG. 6 for all candidate surfaces of FIG. 5.

도 8 삼면도로부터 변환된 다면체 솔리드 복원 예시도Figure 8 polyhedral solid restoration example converted from three views

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention for achieving the above object is as follows.

자동 변환 시스템은 3차원 정보가 소실된 2차원 도면을 다면체 솔리드로 변환하는 시스템으로써 본 발명은 새로운 2차원 도면 인식 방법, 3차원 정보(꼭지점, 모서리, 평면, 면) 추출 방법, 다면체 생성 방법 및 다면체 검증 방법 등을 발명하였다. 발명된 방법들은 기하학적으로 3차원 다면체가 존재하기 위한 입체의 생성 조건과 입체와 삼면도의 일치 조건을 이용한 후보면의 진위를 판정하는 지식 기반 규칙을 이용한다.The automatic conversion system is a system for converting a two-dimensional drawing that has lost three-dimensional information into a polyhedral solid. The present invention provides a new two-dimensional drawing recognition method, three-dimensional information (vertex, edge, plane, plane) extraction method, polyhedron generation method, and Polyhedral verification method and the like were invented. The invented methods utilize knowledge-based rules for determining the authenticity of candidate faces using geometrically generated conditions for matching three-dimensional polyhedrons and matching conditions between three-dimensional and three-sided views.

본 발명은 2차원 입력 도면으로부터 영역을 인식하고, 3차원 후보 꼭지점, 모서리, 평면, 면을 도면과의 정합성을 이용하여 추출한다. 추출한 후보면에 대한 트리 탐색을 통하여 삼면도에 타당한 다면체를 생성하기 위하여 다면체 존재 조건, 다면체와 삼면도의 일치 조건, 다면체 생성 조건들을 규칙화 하여 빠르게 타당한 다면체 솔리드로 변환한다.The present invention recognizes an area from a two-dimensional input drawing and extracts three-dimensional candidate vertices, edges, planes, and faces using the matching with the drawing. In order to generate a polyhedron valid for the three-view through tree search for the extracted candidate faces, the conditions for polyhedron existence, matching conditions of polyhedrons and three-sided views, and polyhedron-generating conditions are regularized and quickly converted into valid polyhedral solids.

본 발명은 2차원 삼면도 입력 데이터의 변환 및 영역 추출 및 3차원 꼭지점, 모서리, 평면, 후보면을 추출하는 전처리 단계와 트리 탐색 방법을 이용하여 삼면도에 일치하는 솔리드 모델을 구성하는 후보면의 조합체, 즉, 모든 해의 집합을 탐색하는 다면체 생성 단계 및 생성된 다면체의 검증 단계로 나눌 수 있다.The present invention uses a preprocessing step of transforming and extracting two-dimensional three-dimensional input data, extracting three-dimensional vertices, edges, planes, and candidate surfaces, and using a tree search method. It can be divided into a combination, that is, a polyhedron generation step for searching a set of all solutions, and a verification step of the generated polyhedron.

도 1과 같이 삼면도는 본 발명에서 제안한 방법을 이용하여 삼면도에 정합성이 존재하는 모든 다면체로 변환된다.As shown in FIG. 1, the three views are converted to all polyhedra having conformity in the three views using the method proposed by the present invention.

〈삼면도와 자동 변환 다면체의 정의〉〈Definition of three-sided view and automatic conversion polyhedron〉

본 발명에서 자동 변환 대상 도면은 다면체의 형상을 나타내는 점과 점들간의 연결 관계를 표시하는 선분으로 표현된 삼면도이다. 삼면도는 서로 직각인 ZX, XY, YZ 평면에 대하여 다면체를 정투영한 3개의 면도로 이루어져 있으며, 각각 정면도, 평면도, 그리고 측면도라고 칭한다(도 2). 3차원 다면체를 각각의 평면에 대하여 정투영하여 표현한 것이 도면이고, 본 시스템은 투영 과정에서 소실된 3차원 정보를 추출하여 도면에 정합성이 존재하는 3차원 다면체로 변환하는 것이다.In the present invention, the automatic object to be converted is a three-sided view represented by a line representing the shape of the polyhedron and a line segment indicating the connection relationship between the points. The three views consist of three shavings that orthogonally project a polyhedron with respect to the ZX, XY, and YZ planes perpendicular to each other, and are referred to as a front view, a plan view, and a side view, respectively (FIG. 2). 3D polyhedra are orthogonally projected for each plane, and the present system extracts 3D information lost in the projection process and converts it into 3D polyhedrons having consistency in the drawing.

본 시스템에서 삼면도로부터 변환된 다면체는 3차원 공간상에 놓여진 1개 이상의 다면체로써 각 다면체는 4개 이상의 면의 집합에 의해 닫혀진 폐공간으로써 체적이 존재한다. 각 면은 동일 평면상 모서리의 순회에 의해 경계 되어진 유향 평면이며 면을 이루는 모서리는 두 개 이상의 면에 대응한다. 각 모서리는 두 개의 꼭지점으로 이루어져 있으며, 각 꼭지점은 3개 이상의 모서리가 만나는 3차원 공간상의 점이다.In this system, the polyhedron transformed from three views is one or more polyhedrons placed in three-dimensional space, and each polyhedron is a closed space closed by a set of four or more faces. Each face is a directed plane bounded by traversal of coplanar edges, and the edges that make up the face correspond to two or more faces. Each corner consists of two vertices, each of which is a point in three-dimensional space where three or more corners meet.

〈영역 인식 방법〉<Area recognition method>

영역은 1개의 면도에서 선분들의 순회로써 닫혀진 폐영역이다. 영역을 구하는데 필요한 용어는 다음과 같다.The area is a closed area closed by a traversal of line segments in one shave. The terms required to find the domain are as follows.

● Valency of a point p : 임의의 끝점을 지나는 선분들의 개수• Valency of a point p: The number of segments passing through any end point

● Normalized line : 단위 길이인 선분● Normalized line: Line segment in unit length

● Right-most(left-most) line : 주어진 임의의 점에서 right- most(left-most) line 결정하려면 그 점을 (0,0)로, 이전의 선분이 (-)x축인 것으로 간주하여 좌표계를 갱신한다. 그 때 그 점을 지나는 두 선분들 중에서 right-most(left -most) line을 결정하는 세 가지 경우가 있다. 새로운 좌표계에서 다음을 조사한다.• Right-most (left-most) line: To determine the right-most (left-most) line at a given point, consider the point as (0,0) and assume that the previous line segment is the (-) x axis. Update the. There are three cases in which the right-most (left-most) line is determined among the two segments passing through that point. In the new coordinate system, examine

1. 만약 두 normalized line의 두 번째 좌표값이 모두 양수이면 첫 번째 좌표값이 더 큰(작은) 선분이 right-most(left-most) line이다.If the second coordinate value of both normalized lines is positive, the line segment with the larger first coordinate value is the right-most (left-most) line.

2. 만약 두 normalized line의 두 번째 좌표값이 모두 음수이면 첫 번째 좌표값이 더 작은(큰) 선분이 right-most(left-most) line이다.2. If the second coordinate value of both normalized lines is negative, the line segment with the smaller first coordinate value is the right-most (left-most) line.

3. 만약 두 normalized line의 두 번째 좌표값의 부호가 서로 다르면 두 번째 좌표값이 음수(양수) 인 선분이 right-most(left-most) line이다.3. If the sign of the second coordinate value of the two normalized lines is different from each other, the line segment of which the second coordinate value is negative (positive) is the right-most (left-most) line.

영역을 구하는 과정은 다음과 같다. 먼저, 주어진 면도에 대해 임의의 시작점에서 시작한다. 이 임의의 시작점은 첫 번째와 두 번째 좌표값이 가장 작은 것을 선택한다. 시작점에서 다음 점으로는 left- most line을 따라가 그 선분의 다른 끝점을 선택한다. 이 끝점의 좌표를 (0,0)로, 이전의 left-most line을 (-)x축으로 한 좌표계로 갱신시킨 후, 다음 끝점을 선택하는데 이때부터 시작점에 도달할 때까지 right-most line을 선택한다. 시작점에서 다시 그 시작점으로 도착되면 그 동안 거친 점들이 한 영역을 구성하게 된다. 한 영역을 구성하는 점들로 선택된 점들은 그 valency를 1씩 감소 시킨다. 하나의 영역이 구성되면 다음 영역을 위한 시작점을 결정한다. 다음 시작점은 이전 구성된 영역 탐색 중 valency가 3보다 큰 처음 도착되었던 점으로 한다. 시작점 선택 후 영역을 찾는 과정은 위와 동일하다. 도 3는 도 2의 삼면도로부터 추출된 영역의 예를 보여준다.The process of finding the domain is as follows. First, it starts at any starting point for a given shave. This random starting point selects the one with the smallest first and second coordinates. From the start point to the next point follow the left-most line and select the other end point of the line segment. Update the coordinates of this end point to (0,0), update the previous left-most line to the coordinate system on the (-) x axis, and select the next end point from which the right-most line is drawn until the start point is reached. Choose. When you arrive from the starting point back to the starting point, the rough points make up an area. Points selected as points that make up an area decrement the valency by one. Once one region is configured, the starting point for the next region is determined. The next starting point is the point where the valency of the previously configured area search is first greater than three. The process of finding the area after selecting the starting point is the same as above. FIG. 3 shows an example of regions extracted from the three views of FIG. 2.

〈후보 꼭지점 복원 방법〉<Candidate vertex restoration method>

꼭지점은 삼면도의 각 면도에 점으로 나타난다. 꼭지점은 모서리를 분리시키며 적어도 3개 이상의 모서리의 한 끝점이다. 꼭지점과 투영 점은 공통 좌표계에 있어서 동일한 좌표값을 가진다. 즉, P, Q, 그리고 R을 각각 평면도, 정면도, 그리고 측면도의 점들의 집합이라 할 때, P의 각 점 p의 x와 z좌표를 x(p)와 z(p)로, Q의 각 점 q의 x와 y좌표를 x(q)와 y(q)로, R의 각 점 r의 y와 z좌표를 y(r)와 z(r)로 표현하면 꼭지점은 수식 1을 만족하는 세 점 (p, q, r)으로 구성된다.Vertices appear as dots on each shave in three views. A vertex separates an edge and is one end of at least three edges. Vertices and projection points have the same coordinate values in a common coordinate system. That is, when P, Q, and R are sets of points of plan view, front view, and side view, respectively, the x and z coordinates of each point p of P are x (p) and z (p), and the angle of Q If the x and y coordinates of point q are expressed as x (q) and y (q), and the y and z coordinates of each point r of R as y (r) and z (r), the vertices satisfy the equation 1 It consists of points (p, q, r).

Figure kpo00000
Figure kpo00000

〈후보 모서리 복원 방법〉<How to restore candidate edges>

복원된 후보 꼭지점의 가능한 모든 2진 쌍과 대응하는 삼면도의 점에 대한 선분 데이터를 이용하여 후보 모서리를 추출한다. 예를 들어, 임의의 두 꼭지점 V1(p1, q1, r1)와 V2(p2, q2, r2)가 있을 때, p1와 p2는 평면도의 점이고, q1과 q2는 정면도의 점이고, r1과 r2는 측면도의 점이므로 이들 대응하는 각각의 두 대응점에 선분이 존재하면 모서리를 생성한다. 즉, 평면도에서 두 점 p1과 p2, 정면도에서는 q1과 q2, 그리고 측면도에서는 r1과 r2를 연결하는 선분이 존재해야 한다. 또한 도면의 성질에서 모서리는 투영 평면에 대하여 수직일 때 서로 다른 두 점은 투영 면도에 하나의 점으로 투영되므로 선분이 존재하는 것으로 간주한다. 도 4는 도 2로부터 추출된 와이어프레임을 도시한 것이다.Candidate edges are extracted using line segment data for all possible binary pairs of the reconstructed candidate vertices and the corresponding triangular points. For example, when there are any two vertices V1 (p1, q1, r1) and V2 (p2, q2, r2), p1 and p2 are points in the plan view, q1 and q2 are points in the front view, and r1 and r2 are side views Since a point exists at each of the two corresponding points, the edge is created. In other words, there should be a line segment connecting two points p1 and p2 in the plan view, q1 and q2 in the front view, and r1 and r2 in the side view. Also, in the nature of the drawing, when the edge is perpendicular to the projection plane, two different points are projected as one point in the projection plane, so that the line segment is considered to exist. 4 illustrates a wireframe extracted from FIG. 2.

〈후보 면 복원 방법〉〈Method for Restoring Candidates〉

3차원 후보면 추출에서는 2차원 영역, 3차원 꼭지점과 모서리를 이용한다. 먼저 평면 위의 모든 모서리를 수직이 아닌 임의의 투영 평면에 투영 시킨다. 이때, 투영되는 모서리와 투영된 선분 사이에는 일대일 대응이 성립한다. 따라서 면을 추출하는 과정은 이차원 투영 평면상에서 선분들로 이루어진 영역을 구하는 과정으로 대치된다. 즉, 모서리와 선분이 일대일 관계이므로 구하고자 하는 면을 이루는 모서리의 순회는 영역을 이루는 선분에 대응하는 모서리들의 집합이다. 예를 들어, 임의의 평면 P 위에 놓여진 m개의 모서리의 집합을 E(P) = {e1, e2, ... , em-1, em}라고 할 때, 평면 P와 수직이 아닌 임의의 투영 평면에 투영한 선분들의 집합 L = {l1, l2, ..., lm-1, lm}가 된다. 그리고 각 모서리의 투영 선분은 일대일 대응이므로 투영 함수를 Fprojection이라고 한다면, li = Fprojection(ei) (1≤i≤m)이다. 따라서 투영 선분 L로 이루어진 하나의 영역을 a = { l1, l2, ..., ln-1, ln} (n≤m)이라고 한다면 영역 a에 대응되는 평면 P위의 모서리의 집합, 즉, 하나의 후보면 f = { Fprojection-1 (l1), Fprojection-1 (l2), ... , Fprojection-1 (ln-1), Fprojection-1 (ln)}이다. 도 5는 도 4의 와이어프레임으로부터 추출한 면의 예를 보여준다.Three-dimensional candidate surface extraction uses two-dimensional regions, three-dimensional vertices and edges. First, project all edges on the plane onto any projection plane that is not vertical. At this time, a one-to-one correspondence is established between the projected edge and the projected line segment. Therefore, the process of extracting the face is replaced by the process of finding an area of line segments on the two-dimensional projection plane. That is, since the edge and the line segment have a one-to-one relationship, the traversal of the edge forming the plane to be obtained is a set of edges corresponding to the line segment forming the area. For example, given a set of m edges placed on any plane P, E (P) = {e1, e2, ..., em-1, em}, any projection plane that is not perpendicular to plane P The set of line segments projected onto L = {l1, l2, ..., lm-1, lm}. Since the projection line segments of each corner correspond to one-to-one correspondence, if the projection function is called Fprojection, li = Fprojection (ei) (1 ≦ i ≦ m). Therefore, if one region of the projection line L is a = {l1, l2, ..., ln-1, ln} (n≤m), a set of edges on the plane P corresponding to the region a, that is, one Candidate planes of f = {Fprojection-1 (l1), Fprojection-1 (l2), ..., Fprojection-1 (ln-1), Fprojection-1 (ln)}. FIG. 5 shows an example of a surface extracted from the wireframe of FIG. 4.

〈다면체 생성 방법〉<How to generate polyhedrons>

후보면의 combinatorial search를 통하여 후보면의 진위 판정을 해나간다. 후보면의 진위 판정을 빨리 하기 위해 후보면 사이의 관계를 정의한 지식을 이용한다. 모든 후보면의 판정이 끝났을 때, 진으로 판정된 후보면의 집합이 다면체를 이후는 면의 집합이다. 2n을 모두 조사하는 탐색 트리는 완전 2분 탐색 트리가 된다. 그러나, 단순한 백트래킹에 의한 방법에서는 불필요한 탐색이 많아 처리 효율이 나쁘다. 그래서 기하학적으로 3차원 물체가 존재하기 위한 국소적 구속 조건이나 특징을 규칙화 하여 다음과 같은 다면체 생성 규칙을 이용하여 후보면의 진위를 결정한다.The authenticity of the candidate is determined through the combinatorial search of the candidate. In order to speed up the determination of the authenticity of candidate surfaces, knowledge that defines the relationship between candidate surfaces is used. When the determination of all candidate faces is completed, the set of candidate faces determined as true is a polyhedron, and then the set of faces. The search tree that examines 2n all becomes a full two-minute search tree. However, in the simple backtracking method, unnecessary search is required, resulting in poor processing efficiency. So, by geometrically localizing local constraints or features for the existence of three-dimensional objects geometrically, the authenticity of the candidate surface is determined using the following polyhedron generation rules.

〈다면체 생성 규칙〉<Polyhedron generation rule>

1. 3차원 물체의 투영도에 있어서 영역의 대응면은, 그 영역이 윤곽을 경계성분으로 포함하지 않는 경우는 0 이상의 짝수개이며, 포함하는 경우 2 이상의 짝수개이고, 대응면이 2 개뿐일 때에는 그 어느 것이나 진이다.1. In the projection of a three-dimensional object, the corresponding faces of an area are an even number of zero or more if the area does not include the contour as a boundary component, and two or more even numbers if it contains, and there are only two corresponding surfaces. Anything is jean.

2. 파선을 경계 선분으로 하는 영역에 대응하는 면은 그 파선 위치에 있어서, 어떤 면을 은폐하는, 시점에 보다 가까운 다른 면이 존재한다.2. The surface corresponding to the area having the broken line as the boundary line segment has another surface closer to the viewpoint, which conceals a certain surface at the broken line position.

3. 선분에 대응하는 모서리가 1 개이고 그 모서리에 접속하는 면이 2 면인 경우, 그 어느 것이나 진이다.3. If there is only one corner corresponding to a line segment and two sides connected to the corner, either is true.

2분 트리 탐색에 rule을 적용한 탐색 알고리즘을 도 6과 같다. 탐색 트리에 있어서 각 노드에서는 그에 있어서의 가능한 면의 진위 결정을 다면체의 생성 규칙에 대한 함수인 polyhedral_solid_check를 이용해서 한다.6 is a search algorithm applying a rule to a 2-minute tree search. Each node in the search tree uses the polyhedral_solid_check function, which is a function of the polyhedron generation rule, to determine the trueness of its possible face.

도 6의 메인 프로그램에서는 (1)에서 우선 집합에 초기치를 설정한다. T는 진의 면의 집합, F는 위의 면의 집합, U는 상태 미결정인 면의 집합이다. 우선 determination1(a)에서 탐색 개시 노드를 선택하고, 프로시쥬어 search를 부른다.In the main program of Fig. 6, the initial value is set in the first set in (1). T is the set of faces of the true, F is the set of faces above, and U is the set of faces that are undetermined. First, a search start node is selected in determination1 (a), and a procedure search is called.

프로시쥬어 search는 탐색의 중심으로 면의 진위를 결정한다. polyhedral_solid_check 에서 가능한 면의 진위 결정을 행한다. 만일 여기서 모순을 발견하면 기하학적으로 틀린 분기(3)이다. U가 공집합이면(4) T가 1 개의 해이다. 그렇지 않으면, determination2(b)에서 분기를 위한 면을 U로부터 1개 결정하고, determination3(c)에서 그 면으로 우선 상태를 결정 후 분기하여 탐색(5)한다.The procedure search determines the authenticity of the face as the center of the search. Use polyhedral_solid_check to determine the trueness of the face. If you find a contradiction here, it is a geometrically wrong branch (3). If U is empty (4), T is one solution. Otherwise, one surface for branching is determined from U in determination2 (b), and the branch is searched (5) after determining the state first in that surface in determination3 (c).

프로시쥬어 branch는 분기를 행하는 프로시쥬어이다. 인수의 상태에 맞추어 분기면을 집합 U로부터 이동(6)시킨다. branch와 search는 서로를 부르고, 재귀 프로시쥬어를 형성(7)하고 있다.Procedure branch is a procedure that does branching. The branch plane is moved (6) from the set U in accordance with the state of the argument. branch and search call each other and form a recursive procedure (7).

〈다면체 검증 방법〉<Polyhedral verification method>

물체를 구성하는 모든 면의 조합을 구하는 일종의 combinatorial search 문제라 할 수 있는 3차원 다면체의 변환에 몇 가지 규칙을 정해 이를 만족하는 후보면들만을 트리 탐색하여 빠르게 삼면도에 타당한 다면체 솔리드로 변환한다.We define some rules for the transformation of three-dimensional polyhedron, which is a kind of combinatorial search problem that finds a combination of all the faces that make up an object, and then search the tree only candidate candidates that satisfy the three-dimensional polyhedron solid.

이는 3차원 다면체에 관한 기하학적 성질을 프로그램으로 구현 가능한 형태의 규칙으로 체계화시키는 것이다. 이 규칙은 3차원 다면체로 성립되기 위한 기본적 성질과 3차원 공간에 있는 후보면의 제약 및 특징에 근거한 것이다. 따라서, 기하학적으로 3차원 다면체가 존재하기 위한 국소적 구속 조건이나 특징을 규칙화 하여 후보면의 진위를 결정한다. 도 7은 도 5의 모든 후보면에 대한 도 6의 탐색 과정을 거친 다면체 해를 보여 주며, 도 8은 삼면도와 변환된 다면체 해를 보여준다.This is to organize the geometrical properties of three-dimensional polyhedrons into rules of the form that can be implemented programmatically. This rule is based on the fundamental properties of three-dimensional polyhedrons and the constraints and characteristics of candidate faces in three-dimensional space. Therefore, the local constraints or features for geometrically present three-dimensional polyhedrons are regularized to determine the authenticity of candidate surfaces. FIG. 7 shows a polyhedral solution through the search process of FIG. 6 for all candidate surfaces of FIG. 5, and FIG. 8 shows a polyhedral solution converted to a three-sided view.

〈다면체의 존재 조건〉<Condition of existence of polyhedron>

1. 임의의 모서리에 대하여, 그 모서리를 공유하는 면의 개수는 2 이상의 짝수개이다.1. For any corner, the number of faces sharing that corner is two or more even.

2. 모서리를 매개하지 않고 존재하는 복수개의 후보면, 즉 교차면 중에 그러한 것은 많아야 1 개의 면만이 존재할 수 있다.2. There may be at most one candidate face among a plurality of candidate planes, that is, intersecting planes, which exist without mediating edges.

〈다면체와 삼면도의 일치 조건〉<Conditions for Polyhedrons and Three Sides>

1. 삼면도를 구성하는 모든 선분에 대해서 대응하는 모서리가 반드시 존재한다.1. There is a corresponding edge for all the segments that make up the three view.

2. 구한 해를 삼면도에 투영했을 때, 투영면도는 원래의 삼면도와 동일하다.2. When the solution is projected on three planes, the projection plane is the same as the original three planes.

이상과 같이 본 발명은 삼면도의 영역에 대응하는 모든 후보 면을 생성하고, combinatorial search를 이용하여 모든 해를 복원한다. 더불어, 탐색 효율을 높이기 위한 제약 및 규칙을 생성하여 빠르게 해를 구한다. 또한 본 발명에서 제시한 방법은 곡면체 생성 규칙을 첨가하여 삼면도로부터 곡면체 솔리드 변환에도 사용될 수 있다.As described above, the present invention generates all candidate faces corresponding to the area of the three views, and restores all solutions using a combinatorial search. In addition, the solution is quickly obtained by generating constraints and rules for improving the search efficiency. In addition, the method proposed in the present invention can be used to convert a solid from a three-sided view by adding a rule for generating a surface.

Claims (5)

삼면도로 표현된 도면을 3차원 다면체로 자동으로 표현하는 시스템에 있어서, 2차원 입력 도면으로부터 영역을 인식하는 제 1과정과, 3차원 정보인 꼭지점, 모서리, 평면, 면을 도면과의 정합성을 이용하여 추출하는 제 2과정과, 후보면으로부터 다면체 솔리드를 복원하기 위한 다면체를 생성하고 이를 검증하는 제 3과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 삼면도로부터 다면체 솔리드 변환 시스템A system for automatically expressing a drawing represented by a three-sided view as a three-dimensional polyhedron, the first process of recognizing a region from a two-dimensional input drawing, and using the three-dimensional information of vertices, edges, planes, and faces with the drawing And a third process of generating and verifying a polyhedron for restoring the polyhedron solid from the candidate surface and extracting the polyhedron solid from the candidate surface. 제 1항에 있어서, 제 2과정에서의 후보 꼭지점 추출 방법은The method of claim 1, wherein the candidate vertex extraction method in the second process 평면도(P)의 각 점 p의 x와 z좌표를 x(p)와 z(p)로, 정면도(Q)의 각 점 q의 x와 y좌표를 x(q)와 y(q)로, 측면도(R)의 각 점 r의 y와 z좌표를 y(r)와 z(r)로 표현하면 꼭지점은 수학식 을 만족하는 세 점 (p, q, r)을 이용하여 후보 꼭지점을 추출하는 것을 특징으로 삼면도로부터 다면체 솔리드 변환 시스템The x and z coordinates of each point p in the plan view P are x (p) and z (p), and the x and y coordinates of each point q in the front view Q are x (q) and y (q). If the y and z coordinates of each point r of the side view (R) are expressed as y (r) and z (r), the vertex is extracted from candidate vertices using three points (p, q, r) satisfying the equation. Polyhedral solid conversion system from three views 제 1항에 있어서, 제 2과정에서의 후보 모서리 추출 방법은The method of claim 1, wherein the candidate edge extraction method in the second process 복원된 후보 꼭지점의 가능한 모든 2진 쌍과 대응하는 삼면도의 점에 대한 선분 데이터를 이용하여 후보 모서리를 추출하는 것을 특징으로 하는 삼면도로부터 다면체 솔리드 변환 방법A method of converting polyhedral solids from three-sided views to extract candidate edges using line segment data for all possible binary pairs of the restored candidate vertices and corresponding three-sided points. 제 1항에 있어서, 제 2과정에서의 후보면 추출 방법은The method of claim 1, wherein the candidate surface extraction method in the second process is 평면 위의 모든 모서리를 수직이 아닌 임의의 투영 평면에 투영 시키고, 이때 투영되는 모서리와 투영된 선분 사이에는 일대일 대응관계를 이용하여 후보면을 추출하는 것을 특징으로 하는 삼면도로부터 다면체 솔리드 변환 방법.A method of converting polyhedral solids from three views, wherein all edges on a plane are projected onto an arbitrary projection plane, not vertical, and a candidate surface is extracted using a one-to-one correspondence between the projected edges and the projected line segments. 제 1항에 있어서, 다면체 생성 및 검증 방법은The method of claim 1, wherein the polyhedron generation and verification method is 추출한 후보면에 대한 트리 탐색을 통하여 삼면도에 타당한 다면체를 생성하기 위하여 다면체 존재 조건, 다면체와 삼면도의 일치 조건, 다면체 생성 조건들을 규칙화 하여 다면체 솔리드로 변환하는 것을 특징으로 하는 삼면도로부터 다면체 솔리드 변환 방법.In order to generate a polyhedron suitable for three-view through tree search on the extracted candidate faces, the polyhedron from polyhedron is converted into a polyhedron by regularizing polyhedron existence conditions, matching conditions of polyhedrons and three-sided views, and generating polyhedron solids. Solid transformation method.
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