JP4418426B2 - Shape correction method, shape correction program, and three-dimensional shape processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、コンピュータを用いて三次元形状モデルを表現する際に、三次元形状をより精確に表現するための形状補正方法及び形状補正プログラム並びに３次元形状処理装置に関するものである。 The present invention relates to a shape correction method, a shape correction program, and a three-dimensional shape processing apparatus for more accurately expressing a three-dimensional shape when a three-dimensional shape model is expressed using a computer.
従来、３次元形状モデルを取り扱うＣＡＤやＣＡＭ等の３次元形状処理装置に使用されるモデリング手法として、以下の２つのモデリング手法がよく知られている。
１つ目は、三次元形状を中身の詰まった立体として表現して取り扱うソリッドモデリングであり、プリミティブと呼ばれる制御量が予め決定されている種々の形状をコンピュータ内で保持し、その形状同士を組み合わせる操作を繰り返し行うことにより、複雑な形状を表現する。ここで、プリミティブとは、例えば、円柱、立方体、直方体、トーラス、球等であり、これらのプリミティブの集合演算によって形状表現を行う。
Conventionally, the following two modeling techniques are well known as modeling techniques used in 3D shape processing apparatuses such as CAD and CAM that handle 3D shape models.
The first is solid modeling in which three-dimensional shapes are expressed and handled as solid solids. Various shapes called primitives are stored in a computer, and the shapes are combined. A complicated shape is expressed by repeating the operation. Here, the primitives are, for example, a cylinder, a cube, a rectangular parallelepiped, a torus, a sphere, and the like, and shape representation is performed by a set operation of these primitives.
２つ目は、三次元形状を面データの集まりによって表現するサーフェスモデリングであり、ｂｅｚｉｅｒ、Ｂ−ｓｐｌｉｎｅ、有理ｂｅｚｉｅｒ、ＮＵＲＢＳ（Non-Uniform Rational B-spline）などのアルゴリズムを利用することにより、線や面を切る、繋げるといった操作を行い、この繰り返しにより複雑な自由曲線及び曲面を表現する。
ところで、上記ソリッドモデルの角部にフィレット面を作成する場合、フィレット面が複曲面（非可展面）になってしまうことがあるが、従来のＣＡＤ等では、複曲面を精確に表現することができないという問題があった。
例えば、ＮＵＲＢＳを用いてソリッドモデルを表現する場合、曲面は、制御点、ノットベクトル、ウェイト（Weight）等の制御量にて表される。このＮＵＲＢＳを用いて複曲面を表現する場合、本来ならば複曲面の場所ごとの特徴に応じて適切な制御量を設定することが必要となるが、従来は、どのような複曲面でもウェイトが一律に「１．０」に設定されてしまうため、適切な制御量の設定が行えず、複曲面を精確に表現できなかった。
更に、このようなモデリングデータを他の装置（例えば、ＣＡＭなど）に転送し、転送先にて３次元形状モデルを再生させると、再生された３次元形状モデルに誤差が顕著に現れてしまい、元の３次元形状モデルを再生できないという問題が生じていた。
By the way, when creating a fillet surface at the corner of the solid model, the fillet surface may be a double curved surface (non-developable surface). However, in conventional CAD and the like, the double curved surface must be accurately represented. There was a problem that could not.
For example, when a solid model is expressed using NURBS, the curved surface is represented by a control amount such as a control point, a knot vector, or a weight. When expressing a multi-curved surface using this NURBS, it is necessary to set an appropriate control amount according to the characteristics of each location of the double-curved surface. Since it is uniformly set to “1.0”, an appropriate control amount cannot be set, and the double curved surface cannot be expressed accurately.
Furthermore, when such modeling data is transferred to another device (for example, CAM) and the 3D shape model is reproduced at the transfer destination, errors appear remarkably in the reproduced 3D shape model, There has been a problem that the original three-dimensional shape model cannot be reproduced.
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、非可展面を制御量が適切に設定されているプリミティブ形状に置き換えることにより、非可展面を精確に表現することのできる形状補正方法及び形状補正プログラム並びに３次元形状処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and a shape that can accurately represent a non-developable surface by replacing the non-developable surface with a primitive shape in which a control amount is appropriately set. An object is to provide a correction method, a shape correction program, and a three-dimensional shape processing apparatus.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、コンピュータが、対象モデルから非可展面及び該非可展面に隣接する隣接曲面を抽出する曲面抽出処理と、前記非可展面の特徴に基づいて、前記非可展面の特徴と同じ特徴を持つプリミティブ形状を予め登録されている複数のプリミティブ形状の中から抽出するプリミティブ形状抽出処理と、前記非可展面と抽出した前記プリミティブ形状とを置換する置換処理と、置換後の前記プリミティブ形状が前記隣接曲面のそれぞれと接するように前記プリミティブ形状の制御量を調整する調整処理とを実行する形状補正方法を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention is a computer, and the curved surface extraction process for extracting the adjacent curved surface adjacent the object model to a non-developable surfaces, and non-friendly developable surface, based on the characteristics of the non-developable surfaces, wherein said non-developable surfaces A primitive shape extraction process for extracting a primitive shape having the same characteristics from a plurality of primitive shapes registered in advance, a replacement process for replacing the non-developable surface with the extracted primitive shape, and There is provided a shape correction method for executing an adjustment process for adjusting a control amount of the primitive shape so that the primitive shape is in contact with each of the adjacent curved surfaces.
上記形状補正方法によれば、曲面抽出過程では、例えば、対象モデルの形状解析を行うことによりガウス曲率分布を求め、このガウス曲率分布においてガウス曲率がゼロの範囲が可展面、ゼロでない範囲が非可展面として抽出される。続いて、抽出された非可展面の特徴に基づいて、この非可展面の特徴と同じ特徴を持つプリミティブ形状を予め登録されている複数のプリミティブ形状の中から抽出する。例えば、非可展面を詳細に形状解析し、非可展面における曲面の特徴量（曲率（例えば、最大曲率、最小曲率、ガウス曲率、主曲率、平均曲率等）、曲面に沿った長さ、及び面積等）を演算する。そして、それら特徴量と同じ特徴量を持つプリミティブ形状を抽出する。そして、このプリミティブ形状と非可展面とを置き換え、置き換えたプリミティブ形状がそれぞれの隣接曲面と接するように、プリミティブ形状の制御量を調整する。 According to the shape correction method, in the curved surface extraction process, for example, a Gaussian curvature distribution is obtained by performing shape analysis of the target model, and in this Gaussian curvature distribution, a range where the Gaussian curvature is zero is a developable surface, and a range which is not zero. Extracted as a non-developable surface. Subsequently, based on the extracted feature of the non-developable surface, a primitive shape having the same feature as the feature of the non-developable surface is extracted from a plurality of primitive shapes registered in advance. For example, the shape of a non-developable surface is analyzed in detail, and the surface features on the non-developable surface (curvature (for example, maximum curvature, minimum curvature, Gaussian curvature, principal curvature, average curvature, etc.), length along the curved surface , And area). Then, a primitive shape having the same feature quantity as those feature quantities is extracted. Then, the primitive shape and the non-developable surface are replaced, and the control amount of the primitive shape is adjusted so that the replaced primitive shape is in contact with each adjacent curved surface.
これにより、非可展面は、制御量が定義されているプリミティブ形状に置き換えられるので、対象モデルを構成する全ての面を精確な制御量で表現することが可能となる。更に、プリミティブ形状が隣接曲面と接するようにプリミティブ形状の制御量を調整するので、プリミティブ形状と隣接曲面とを滑らかに接続させることが可能となる。
また、このプリミティブ形状の制御量については、各装置間における変換が可能となっているため、データ転送の際に生じる形状誤差などの問題を解消することができる。
As a result, the non-developable surface is replaced with a primitive shape in which the control amount is defined, so that all surfaces constituting the target model can be expressed with an accurate control amount. Furthermore, since the control amount of the primitive shape is adjusted so that the primitive shape is in contact with the adjacent curved surface, the primitive shape and the adjacent curved surface can be smoothly connected.
In addition, since the control amount of the primitive shape can be converted between devices, problems such as a shape error caused during data transfer can be solved.
本発明は、対象モデルから非可展面及び該非可展面に隣接する隣接曲面を抽出する曲面抽出処理と、前記非可展面の特徴に基づいて、前記非可展面の特徴と同じ特徴を持つプリミティブ形状を予め登録されている複数のプリミティブ形状の中から抽出するプリミティブ形状抽出処理と、前記非可展面と抽出した前記プリミティブ形状とを置換する置換処理と、置換後の前記プリミティブ形状が前記隣接曲面のそれぞれと接するように前記プリミティブ形状の制御量を調整する調整処理とをコンピュータに実行させるための形状補正プログラムを提供する。 The present invention is based on a curved surface extraction process for extracting a non-developable surface and an adjacent curved surface adjacent to the non-developable surface from the target model, and the same feature as the feature of the non-developable surface A primitive shape extraction process for extracting a primitive shape having a shape from a plurality of primitive shapes registered in advance, a replacement process for replacing the non-developable surface with the extracted primitive shape, and the primitive shape after replacement Provides a shape correction program for causing a computer to execute an adjustment process for adjusting the control amount of the primitive shape so as to be in contact with each of the adjacent curved surfaces.
本発明は、対象モデルから非可展面及び該非可展面に隣接する隣接曲面を抽出する曲面抽出手段と、前記非可展面の特徴に基づいて、前記非可展面の特徴と同じ特徴を持つプリミティブ形状を予め登録されている複数のプリミティブ形状の中から抽出するプリミティブ形状抽出手段と、前記非可展面と抽出した前記プリミティブ形状とを置換する置換手段と、置換後の前記プリミティブ形状が前記隣接曲面のそれぞれと接するように前記プリミティブ形状の制御量を調整する調整手段とを具備する３次元形状処理装置を提供する。 The present invention provides a surface extraction means for extracting a non-developable surface and an adjacent curved surface adjacent to the non-developable surface from the target model, and the same feature as the feature of the non-developable surface based on the feature of the non-developable surface Primitive shape extraction means for extracting a primitive shape having a primitive shape from a plurality of primitive shapes registered in advance, replacement means for replacing the non-expandable surface with the extracted primitive shape, and the primitive shape after replacement Provides a three-dimensional shape processing apparatus comprising adjustment means for adjusting a control amount of the primitive shape so that each is in contact with each of the adjacent curved surfaces.
本発明の形状補正方法によれば、非可展面を制御量が適切に設定されているプリミティブ形状に置き換えることにより、精確に３次元形状を表現することができるという効果を奏する。
また、本発明の形状補正プログラムによれば、非可展面を制御量が適切に設定されているプリミティブ形状に置き換える処理をコンピュータ（例えば、ＣＡＤやＣＡＭ等）に実行させるので、コンピュータ上に３次元形状を精確に表現することができるという効果を奏する。
また、本発明の３次元形状処理装置によれば、非可展面を制御量が適切に設定されているプリミティブ形状に置き換えるので、精確に３次元形状を表現するができるという効果を奏する。
According to the shape correction method of the present invention, there is an effect that a three-dimensional shape can be accurately expressed by replacing a non-expandable surface with a primitive shape in which a control amount is appropriately set.
Further, according to the shape correction program of the present invention, the computer (for example, CAD, CAM, etc.) executes the process of replacing the non-expandable surface with the primitive shape with the control amount appropriately set. There is an effect that the dimensional shape can be accurately expressed.
In addition, according to the three-dimensional shape processing apparatus of the present invention, since the non-expandable surface is replaced with a primitive shape in which the control amount is appropriately set, the three-dimensional shape can be expressed accurately.
以下に、本発明にかかる３次元形状処理装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る３次元形状処理装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る３次元形状処理装置は、ＣＡＤ（Computer Aided Design）やＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）などのコンピュータシステムであり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの主記憶装置２、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの補助記憶装置３、キーボードやマウスなどの入力装置４、及びディスプレイ、プリンタなどの出力装置５などを備えて構成されている。
Hereinafter, an embodiment of a three-dimensional shape processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional shape processing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the three-dimensional shape processing apparatus according to the present embodiment is a computer system such as CAD (Computer Aided Design) or CAM (Computer Aided Manufacturing), and includes a CPU (Central Processing Unit) 1, RAM (
次に、上述のような構成を備える３次元形状処理装置により行われる形状補正方法について、図２を参照して説明する。
なお、以下に示す形状補正方法は、３次元形状処理装置が備えるＣＰＵ１が補助記憶装置３に格納されている形状補正プログラムをＲＡＭなどに読み出し、実行することにより、実現されるものである。
Next, a shape correction method performed by the three-dimensional shape processing apparatus having the above-described configuration will be described with reference to FIG.
The shape correction method described below is realized by the
まず、図２のステップＳＡ１では、ＣＰＵ１が上記補助記憶装置３又は図示しない通信ネットワークを介して受信された形状データファイルを読み込む処理を行う。ここで、読み込まれるデータファイルは、国際規格又は製造業者が仕様を公開するなどして記録されている内容が明らかになっているデータファイルであり、例えば、ＩＧＥＳ、ＳＴＥＰ、ＳＴＬ、ＤＸＦなどのデータファイルである。
続くステップＳＡ２では、読み込んだ形状データファイルにより表現される３次元形状モデルの形状解析を行う。例えば、図３に示すような３次元形状モデルであった場合、このモデルのガウス曲率分布を求める。ここで、ガウス曲率について、簡単に説明する。
First, in step SA1 in FIG. 2, the
In subsequent step SA2, the shape analysis of the three-dimensional shape model expressed by the read shape data file is performed. For example, in the case of a three-dimensional shape model as shown in FIG. 3, a Gaussian curvature distribution of this model is obtained. Here, the Gaussian curvature will be briefly described.
例えば、図４に示すような曲面Ｗ上の点Ｐにおいて、接平面に垂直に立てられた単位ベクトルを単位法線ベクトルｎ、この単位法線ベクトルｎを含む平面を法平面、この法平面と曲面Ｗとの交線を法断面という。この法断面の微分を曲率として、法平面を単位法線ベクトルｎの周りに回転させると、その回転角θと曲率との関係が、例えば、図５に示すようなグラフとして得られる。 For example, at a point P on the curved surface W as shown in FIG. 4, a unit vector standing perpendicular to the tangent plane is a unit normal vector n, a plane including this unit normal vector n is a normal plane, The line of intersection with the curved surface W is called the normal section. When the normal plane is rotated around the unit normal vector n using the differential of the normal cross section as the curvature, the relationship between the rotation angle θ and the curvature is obtained as a graph as shown in FIG. 5, for example.
ここで、最大曲率Ｋ１及び最小曲率Ｋ２を点Ｐにおける曲面Ｗの主曲率と呼び、これら主曲率Ｋ１及びＫ２を乗算した値がガウス曲率Ｋｇ、平均した値が平均曲率Ｋｍとなる。そして、これらガウス曲率Ｋｇ及び平均曲率Ｋｍにより、曲面Ｗの形状を把握することができる。図６に、ガウス曲率と平均曲率とにより決定される形状の一例を示す。この図に示すように、ガウス曲率Ｋｇ＝０であれば、つまり、一方又は両方の主曲率がゼロであれば、曲面Ｗは可展面となる。また、ガウス曲率Ｋｇがマイナスの値を取れば、曲面Ｗは鞍型であり、逆に、ガウス曲率Ｋｇがプラスの値を取れば、曲面Ｗは皿型となる。なお、上記主曲率の求め方は一例であり、他の公知の手法を用いて、形状解析を行なっても良い。 Here, the maximum curvature K 1 and the minimum curvature K 2 are referred to as the principal curvature of the curved surface W at the point P, and a value obtained by multiplying these principal curvatures K 1 and K 2 is a Gaussian curvature Kg, and an average value is an average curvature Km. . The shape of the curved surface W can be grasped from the Gaussian curvature Kg and the average curvature Km. FIG. 6 shows an example of a shape determined by the Gaussian curvature and the average curvature. As shown in this figure, if the Gaussian curvature Kg = 0, that is, if one or both main curvatures are zero, the curved surface W becomes a developable surface. If the Gaussian curvature Kg takes a negative value, the curved surface W has a bowl shape. Conversely, if the Gaussian curvature Kg takes a positive value, the curved surface W takes a dish shape. The method of obtaining the main curvature is an example, and the shape analysis may be performed using another known method.
図２に戻り、ステップＳＡ３では、上述のステップＳＡ２により行われた形状解析に基づいて、当該３次元形状モデルに非可展面があるか否かを判定する。具体的には、ステップＳＡ２による形状解析の結果、ガウス曲率Ｋｇがゼロでない領域が存在したか否かを判定する。
この結果、全ての領域においてガウス曲率Ｋｇがゼロであった場合には（ステップＳＡ３において「NO」）、当該３次元形状モデルは可展面のみで構成されていることから形状補正をする必要がないため、当該処理を終了する。
一方、ガウス曲率Ｋｇがゼロでない領域が存在した場合には（ステップＳＡ３において「YES」）、非可展面が存在することとなるため、次のステップＳＡ４に進む。
Returning to FIG. 2, in step SA3, it is determined whether or not the three-dimensional shape model has a non-expandable surface based on the shape analysis performed in step SA2. Specifically, it is determined whether or not there is a region having a non-zero Gaussian curvature Kg as a result of the shape analysis in step SA2.
As a result, when the Gaussian curvature Kg is zero in all the regions (“NO” in step SA3), it is necessary to correct the shape because the three-dimensional shape model is composed of only the developable surface. Therefore, the process is terminated.
On the other hand, if there is a region where the Gaussian curvature Kg is not zero (“YES” in step SA3), since a non-expandable surface exists, the process proceeds to the next step SA4.
ステップＳＡ４では、ガウス曲率Ｋｇがゼロでなかった領域、つまり非可展面の領域を抽出するとともに、この非可展面に隣接する曲面（以下「隣接曲面」という。）を抽出する（曲面抽出過程）。例えば、図３に示した３次元形状モデルにおいて、非可展面として曲面Ｃ２とＣ４とが抽出された場合、まずは、そのうちの１つである曲面Ｃ２を非可展面として抽出し、隣接曲面として曲面Ｃ１とＣ３とを抽出する。 In step SA4, a region where the Gaussian curvature Kg is not zero, that is, a non-developable surface region is extracted, and a curved surface adjacent to the non-developable surface (hereinafter referred to as an “adjacent curved surface”) is extracted (surface extraction). process). For example, when the curved surfaces C2 and C4 are extracted as non-developable surfaces in the three-dimensional shape model shown in FIG. 3, first, the curved surface C2, which is one of them, is extracted as a non-developable surface, and adjacent curved surfaces are extracted. The curved surfaces C1 and C3 are extracted as follows.
続いて、ステップＳＡ５では、上述のステップＳＡ４にて抽出した非可展面である曲面Ｃ２の詳細な形状解析を行う。具体的には、曲面Ｃ２の特徴量、例えば、ガウス曲率分布、平均曲率分布、主曲率（長手方向）分布、主曲率（幅方向）分布、曲面に沿った長さ、面積等を演算する。 Subsequently, in step SA5, a detailed shape analysis of the curved surface C2 that is the non-expandable surface extracted in step SA4 is performed. Specifically, the feature amount of the curved surface C2, for example, Gaussian curvature distribution, average curvature distribution, principal curvature (longitudinal direction) distribution, principal curvature (width direction) distribution, length along the curved surface, area, and the like are calculated.
続いて、ステップＳＡ６では、上記特徴量と同じ特徴量を持つプリミティブ形状をプリミティブ形状データベースから抽出する（プリミティブ形状抽出過程）。ここで、プリミティブ形状とは、制御量が定義された形状であり、例えば、ＮＵＲＢＳを用いて曲面表現する場合には、制御点、ノットベクトル、ウェイト等の制御量がそれぞれ明確に定義されている形状をいう。 Subsequently, in step SA6, a primitive shape having the same feature amount as the feature amount is extracted from the primitive shape database (primitive shape extraction process). Here, the primitive shape is a shape in which a control amount is defined. For example, when a curved surface is expressed using NURBS, control amounts such as control points, knot vectors, and weights are clearly defined. Refers to the shape.
プリミティブ形状としては、例えば、球、円柱、円錘、トーラス、楕円球、楕円柱、楕円錘、楕円トーラス、立方体、直方体等が挙げられる。例えば、補助記憶装置３（図１参照）には、これら各種プリミティブ形状の特徴量がそれぞれ登録されたプリミティブ形状データベースが格納されている。このプリミティブ形状データベースには、各種プリミティブ形状の特徴量、つまり、ガウス曲率分布、平均曲率分布、主曲率（長手方向）分布、主曲率（幅方向）分布、円周方向における回転方向の長さ、及び回転方向における円周の長さがそれぞれ登録されている。 Examples of the primitive shape include a sphere, a cylinder, a cone, a torus, an elliptic sphere, an elliptic cylinder, an elliptic cone, an elliptic torus, a cube, and a rectangular parallelepiped. For example, the auxiliary storage device 3 (see FIG. 1) stores a primitive shape database in which the feature values of these various primitive shapes are registered. In this primitive shape database, features of various primitive shapes, that is, Gaussian curvature distribution, average curvature distribution, principal curvature (longitudinal direction) distribution, principal curvature (width direction) distribution, length in the rotational direction in the circumferential direction, The length of the circumference in the rotation direction is registered.
図７乃至図１２に、プリミティブ形状データベースに登録されているトーラスの特徴量の一例を示す。図７はガウス曲率分布、図８は平均曲率分布、図９は主曲率（長手方向）分布、図１０は主曲率（幅方向）、図１１は円周方向における回転方向の長さ、図１２は回転方向における円周の長さを示している。 7 to 12 show examples of torus feature amounts registered in the primitive shape database. 7 is a Gaussian curvature distribution, FIG. 8 is an average curvature distribution, FIG. 9 is a main curvature (longitudinal direction) distribution, FIG. 10 is a main curvature (width direction), FIG. 11 is a length in a circumferential direction, and FIG. Indicates the length of the circumference in the direction of rotation.
ステップＳＡ６では、解析結果として得られた曲面Ｃ２の特徴量と同じ特徴量を有するプリミティブ形状を上述のプリミティブ形状データベースを参照することにより抽出する。具体的には、抽出されるプリミティブ形状は、プリミティブ形状データベースに格納されている各種プリミティブ形状を検索し、曲面Ｃ２と特徴量が一致する部分（例えば、トーラスの一部等）を抜き取る。なお、非可展面である曲面Ｃ２の特徴量と同じ特徴量を有するプリミティブ形状がない場合には、特徴量が最も近似するプリミティブ形状を抽出する。
続いて、ステップＳＡ７では、上述のステップＳＡ６にて抽出されたプリミティブ形状と曲面Ｃ２との置き換えが行われる（置換過程）。これにより、制御量が精確に表現されていない非可展面である曲面Ｃ２を制御量が明確に定義されているプリミティブ形状として表現することが可能となる。
In step SA6, a primitive shape having the same feature amount as the feature amount of the curved surface C2 obtained as an analysis result is extracted by referring to the primitive shape database. Specifically, for the primitive shape to be extracted, various primitive shapes stored in the primitive shape database are searched, and a portion (for example, a part of a torus) whose feature quantity matches the curved surface C2 is extracted. If there is no primitive shape having the same feature quantity as the feature quantity of the curved surface C2 that is a non-developable surface, the primitive shape that has the closest feature quantity is extracted.
Subsequently, in step SA7, the primitive shape extracted in step SA6 and the curved surface C2 are replaced (replacement process). As a result, the curved surface C2 that is a non-expandable surface in which the control amount is not accurately expressed can be expressed as a primitive shape in which the control amount is clearly defined.
続いて、ステップＳＡ８では、プリミティブ形状として表された曲面Ｃ２と隣接曲面Ｃ１及びＣ３とがそれぞれ接するように、つまり、プリミティブ形状として表された曲面Ｃ２と隣接曲面Ｃ１との境界及びプリミティブ形状として表された曲面Ｃ２と隣接曲面Ｃ３との境界がそれぞれ一致するように、プリミティブ形状の制御量を調整する（調整過程）。これにより、プリミティブ形状として表された曲面Ｃ２と隣接曲面Ｃ１及びＣ３とをそれぞれ滑らかに接続させることが可能となる。 Subsequently, in step SA8, the curved surface C2 represented as the primitive shape and the adjacent curved surfaces C1 and C3 are in contact with each other, that is, the boundary between the curved surface C2 represented as the primitive shape and the adjacent curved surface C1 and the primitive shape are represented. The control amount of the primitive shape is adjusted so that the boundaries between the curved surface C2 and the adjacent curved surface C3 coincide with each other (adjustment process). This makes it possible to smoothly connect the curved surface C2 represented as the primitive shape and the adjacent curved surfaces C1 and C3.
続いて、ステップＳＡ９では、ステップＳＡ４において抽出された全ての非可展面について、プリミティブ形状との置換が行われたか否かが判定される。この結果、全ての非可展面について上記ステップＳＡ４乃至ステップＳＡ８の処理が行われていない場合には、ステップＳＡ４に戻り、未処理の非可展面について同様の処理を行う。 Subsequently, in step SA9, it is determined whether or not all the non-developable surfaces extracted in step SA4 have been replaced with primitive shapes. As a result, if the processing of step SA4 to step SA8 has not been performed for all non-expandable surfaces, the process returns to step SA4, and the same processing is performed for unprocessed non-expandable surfaces.
一方、上記ステップＳＡ９において、全ての非可展面について上記処理が行われていると判定された場合には、続くステップＳＡ１０において、当該３次元形状モデルがトレランス内であるか否かが判定される。この結果、トレランス内でなければ、ステップＳＡ１１において、トレランス内でなかった箇所の制御量の調整が行われる。この調整の結果、３次元形状モデルがトレランス内となった場合には、続くステップＳＡ１２において、この時点における３次元形状モデルの形状データファイルを出力し、当該処理を終了する。 On the other hand, if it is determined in step SA9 that the above processing has been performed for all non-expandable surfaces, it is determined in subsequent step SA10 whether or not the three-dimensional shape model is within tolerance. The As a result, if it is not within the tolerance, in step SA11, the control amount of the portion that is not within the tolerance is adjusted. If the result of this adjustment is that the three-dimensional shape model is within tolerance, in the subsequent step SA12, the shape data file of the three-dimensional shape model at this time is output, and the processing is terminated.
以上説明してきたように、本実施形態に係る３次元形状処理装置によれば、以下の効果を有する。
第１に、非可展面は、制御量が定義されているプリミティブ形状に置き換えられるので、対象モデルを構成する全ての面を精確な制御量で表現することが可能となる。
第２に、プリミティブ形状の一辺と隣接曲面の一辺とが一致するようにプリミティブ形状の制御量を調整するので、滑らかにプリミティブ形状と隣接曲面とを接続させることが可能となる。
第３に、このプリミティブ形状の制御量については、各装置間における変換が可能となっているため、データ転送の際に生じる形状誤差などの問題を解消することができる。
第４に、非可展面をプリミティブ形状として置き換えることにより、データ量を大幅に低減することが可能となる。
As described above, the three-dimensional shape processing apparatus according to this embodiment has the following effects.
First, since the non-developable surface is replaced with a primitive shape in which a control amount is defined, all surfaces constituting the target model can be expressed with an accurate control amount.
Second, since the control amount of the primitive shape is adjusted so that one side of the primitive shape matches one side of the adjacent curved surface, the primitive shape and the adjacent curved surface can be connected smoothly.
Thirdly, since the control amount of the primitive shape can be converted between devices, problems such as a shape error caused during data transfer can be solved.
Fourth, the amount of data can be significantly reduced by replacing the non-developable surface with a primitive shape.
なお、上述の手法のほか、プリミティブ形状データベースに、プリミティブ形状を特定するための各パラメータを格納しておき、上述の解析結果として得られた曲面Ｃ２に基づいて、それぞれのパラメータを変更することにより、曲面Ｃ２と特徴量が一致するプリミティブ形状を作成するようにしても良い。
この場合、隣接面の特徴（境界曲線）の情報等を参照してプリミティブ形状を作成するため、隣接曲面に沿った境界曲線を持つプリミティブ形状を作成することが可能となる。これにより、上述した調整過程を行うことなく、プリミティブ形状として表された曲面Ｃ２と隣接曲面Ｃ１及びＣ３とを滑らかに接続させることが可能となる。
In addition to the above method, each parameter for specifying the primitive shape is stored in the primitive shape database, and each parameter is changed based on the curved surface C2 obtained as the above analysis result. Alternatively, a primitive shape whose feature amount matches the curved surface C2 may be created.
In this case, since the primitive shape is created with reference to information on the feature (boundary curve) of the adjacent surface, it is possible to create a primitive shape having a boundary curve along the adjacent curved surface. Thereby, it is possible to smoothly connect the curved surface C2 represented as the primitive shape and the adjacent curved surfaces C1 and C3 without performing the adjustment process described above.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the scope of the present invention.
１ ＣＰＵ
２ 主記憶装置
３ 補助記憶装置
４ 入力装置
５ 出力装置
1 CPU
2
Claims (3)
対象モデルから非可展面及び該非可展面に隣接する隣接曲面を抽出する曲面抽出処理と、
前記非可展面の特徴に基づいて、前記非可展面の特徴と同じ特徴を持つプリミティブ形状を予め登録されている複数のプリミティブ形状の中から抽出するプリミティブ形状抽出処理と、
前記非可展面と抽出した前記プリミティブ形状とを置換する置換処理と、
置換後の前記プリミティブ形状が前記隣接曲面のそれぞれと接するように前記プリミティブ形状の制御量を調整する調整処理と
を実行する形状補正方法。 Computer
A surface extraction process for extracting a non-developable surface and an adjacent curved surface adjacent to the non-developable surface from the target model;
Primitive shape extraction processing for extracting a primitive shape having the same characteristic as the feature of the non-developable surface from a plurality of pre-registered primitive shapes based on the feature of the non-developable surface;
A replacement process for replacing the non-developable surface with the extracted primitive shape;
A shape correction method for executing adjustment processing for adjusting a control amount of the primitive shape so that the primitive shape after replacement contacts each of the adjacent curved surfaces.
前記非可展面の特徴に基づいて、前記非可展面の特徴と同じ特徴を持つプリミティブ形状を予め登録されている複数のプリミティブ形状の中から抽出するプリミティブ形状抽出処理と、
前記非可展面と抽出した前記プリミティブ形状とを置換する置換処理と、
置換後の前記プリミティブ形状が前記隣接曲面のそれぞれと接するように前記プリミティブ形状の制御量を調整する調整処理と
をコンピュータに実行させるための形状補正プログラム。 A surface extraction process for extracting a non-developable surface and an adjacent curved surface adjacent to the non-developable surface from the target model;
Primitive shape extraction processing for extracting a primitive shape having the same characteristic as the feature of the non-developable surface from a plurality of pre-registered primitive shapes based on the feature of the non-developable surface;
A replacement process for replacing the non-developable surface with the extracted primitive shape;
A shape correction program for causing a computer to execute adjustment processing for adjusting a control amount of the primitive shape so that the primitive shape after replacement contacts each of the adjacent curved surfaces.
前記非可展面の特徴に基づいて、前記非可展面の特徴と同じ特徴を持つプリミティブ形状を予め登録されている複数のプリミティブ形状の中から抽出するプリミティブ形状抽出手段と、
前記非可展面と抽出した前記プリミティブ形状とを置換する置換手段と、
置換後の前記プリミティブ形状が前記隣接曲面のそれぞれと接するように前記プリミティブ形状の制御量を調整する調整手段と
を具備する３次元形状処理装置。 Surface extraction means for extracting a non-developable surface and an adjacent curved surface adjacent to the non-developable surface from the target model;
A primitive shape extraction means for extracting a primitive shape having the same characteristic as the feature of the non-developable surface from a plurality of pre-registered primitive shapes based on the feature of the non-developable surface;
Replacement means for replacing the non-developable surface with the extracted primitive shape;
A three-dimensional shape processing apparatus comprising: adjusting means for adjusting a control amount of the primitive shape so that the primitive shape after replacement is in contact with each of the adjacent curved surfaces.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005347704A JP4418426B2 (en) | 2005-12-01 | 2005-12-01 | Shape correction method, shape correction program, and three-dimensional shape processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005347704A JP4418426B2 (en) | 2005-12-01 | 2005-12-01 | Shape correction method, shape correction program, and three-dimensional shape processing apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007156603A JP2007156603A (en) | 2007-06-21 |
| JP4418426B2 true JP4418426B2 (en) | 2010-02-17 |
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ID=38240920
Family Applications (1)
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| JP2005347704A Active JP4418426B2 (en) | 2005-12-01 | 2005-12-01 | Shape correction method, shape correction program, and three-dimensional shape processing apparatus |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP4418426B2 (en) |
-
2005
- 2005-12-01 JP JP2005347704A patent/JP4418426B2/en active Active
Also Published As
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|---|---|
| JP2007156603A (en) | 2007-06-21 |
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