JPH0614337B2

JPH0614337B2 - 形状モデルの変更方法

Info

Publication number: JPH0614337B2
Application number: JP61167347A
Authority: JP
Inventors: 二三男菊地; 修司井村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-07-16
Filing date: 1986-07-16
Publication date: 1994-02-23
Anticipated expiration: 2009-02-23
Also published as: JPS6324363A

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等における形状
モデルの作成方法に関し、一層詳細には、計算機システ
ム内において作成した車輌等の製品形状を設計変更やモ
デルチェンジ等により変える変更方法に関するものであ
って、特に、膨大なデータベースに納められた形状デー
タを効率よく最小限の範囲で取り扱い、所望の変更を加
えることを可能にした形状モデルの変更方法に関する。

近年、コンピュータ支援設計システム（以下、CAD/CAM
と称する）が普及しつつあり、種々の産業分野に適用さ
れている。特に、三次元形状モデルを扱うCAD/CAMシス
テムは、設計の構想段階から生産のシュミレーションま
で幅広く応用されている。

このようなCAD/CAMシステムは自動車等の車輌の設計に
も使用されている。そこで、このように自動車製造分野
において、計算機システム内に作成した車輌の製品形状
を設計変更やモデルチェンジ等により変更する必要が生
じる。このような形状モデルは自由曲面部から構成され
る図形データであり、膨大なデータ量としてデータベー
スに納められている。従って、形状変更の際の図形処理
には多大な時間を要していた。

すなわち、上記のような形状モデルの変更を行う場合、
一般的には、 (1)変更すべき形状部の範囲を作業者が線図から読み取
り、線図上の座標値で形状部の繋がり状態をチェックし
ている。このためにチェックに要する時間がかかり効率
が悪く、また、見落としミスが発生していた。

(2)変更すべき単位が面単位なので、変更に変る面全体
を削減する必要があり、変更のない範囲まで再定義する
要請が存する。また、面データに関連する各種情報デー
タについても削除し、さらにまた、再定義する必要があ
り、形状変更部分に対する処理の煩わさしさと処理に長
時間を要するという不都合を生じていた。本発明は前記
の不都合を克服するためになされたものであって、計算
機システム内に作成した形状モデルの一部を変更する変
更方法において、データベースに納められた膨大な形状
データを効率よく最小限の範囲で取り扱い、所要の変更
を行い、新しい形状モデルを短い処理時間で作成出来る
形状モデルの変更方法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、本発明は計算機システム
内に作成した全体形状モデルの一部を変更する形状モデ
ルの変更方法であって、前記計算機システムは、前記形
状モデルを格納した記憶装置を含み、形状変更前の全体
形状モデルの形状面データと、変更すべき新形状の構成
する新形状線データとを比較し不一致区間を得る第１の
ステップと、該不一致区間に基づき前記全体形状モデル
上に形状変更部分を含む範囲を切取線で特定し、該特定
された形状部分を前記全体形状モデルから切り取る第２
のステップと、新たに前記計算機システム内に作成した
新形状線を前記切取線で切り取る第３のステップと、該
新形状線データから部分形状面データを得る第４のステ
ップと、該部分形状面を前記全体形状モデルの切り取っ
た部分に埋め込む第５のステップとからなることを特徴
とする。

次に、本発明に係る形状モデルの変更方法について好適
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図は本発明に係る形状モデルを扱うコンピュータ支
援設計システム（CAD/CAM）の基本的構成を示す図であ
り、参照符号10は車輌等の製品形状を示す形状モデルデ
ータ等が格納される外部記憶装置を示す。

関係付けられた形状面の集まりである製品等の形状モデ
ルデータは全体形状モデル24と部分形状モデル26および
線データ28を含み、全体形状モデル24は形状ファイル内
で最終的に表現したい形状全体のデータであり、形状フ
ァイル内に唯１つ存在する。

全体形状モデル24は複数の部分形状モデル26によって構
成される。すなわち、部分形状モデル26は全体形状モデ
ル24のある一部の形状を表現したものであって、形状フ
ァイル内にｎ個存在し得る。全体形状モデル24は表現し
たい最終的な形状データであるのに対して、部分形状モ
デル26が表現する形状は作業の中間的な形状であり、所
望の形状変更を表現する変更形状もこの部分形状モデル
26となる。全体形状モデル24および部分形状モデル26は
図形処理、ファイル処理、表示処理において計算機で扱
う処理単位として取り扱われる。線データ28は形状変更
を行う作業の過程で必要となる曲線データで、全体形状
モデル24の切取線データと形状変更する際に作成される
新形状の線データがある。

参照符号12は電子計算機を示し、形状モデルの作成処理
および後述する形状変更に関する一連の処理を行うもの
であって、また、外部記憶装置10から所望の形状データ
を読み出し、図形表示装置16での立体イメージ表示を制
御するものである。

参照符号14はインタフェース装置であり、電子計算機12
と図形表示装置16、操作盤（キーボード）18、および座
標入力装置（タブレット）20等の入出力装置が接続され
ている。操作盤18はオペレータが電子計算機12に対して
処理コマンド、処理パラメータを入力する入力操作盤で
あり、座標入力装置20はスタイラスペン22によりオペレ
ータが全体形状モデル24から形状変更部分の切取範囲等
を指示するためのものである。

本発明に係るコンピュータ支援設計システムは概略以上
のように構成されるものであり、次に形状モデルの変更
に係る処理手順および効果について説明する。

本発明による形状モデルの変更方法は、形状変更前の全
体形状モデルから形状変更範囲を与えて部分的に図形を
切り取り、切り取った形状部分に変更すべき形状モデル
を新たに計算機システム内に作成し、切り取った形状部
分にこの新たな変更形状モデルを埋め込むことを基本と
している。

第２図は本発明に係る形状モデルの変更方法を示す概略
処理フローである。

形状モデルの変更にあたっては、先ず、ステップＡにお
いて形状変更部分の線データを座標入緑装置20等から電
子計算機12に入力する。次いで、ステップＢにおいて、
形状変更前の全体形状面データと新形状線データの不一
致区間のチェックを行う。すなわち、計算機12内で作成
される形状モデルは、通常、製品形状を表す線図から形
状線データとして取り込み三次元的な線と線の間を形状
面とし、これらの形状面が相互に繋がりをもつ形状モデ
ルとして表している。

従って、形状変更部を特定するには、形状変更前の形状
データと新形状データ不一致区間が形状変更前形状と違
う部分であり、その部分を特定し、図形表示装置16上に
得る。次いで、ステップＣにおいて形状変更部分を含む
範囲を形状変更前の全体形状モデル上に切取部分を切取
線で特定する全体形状モデルに対して形状変更部分を十
分に含んだ範囲で特定する。これは、形状面の素生に応
じて切取線を順次定義しつつ１本の閉曲線（多角形ウィ
ンドウ）を作る。

次に、ステップＤにおいて、ステップＣで特定した切取
線で形状変更前の全体形状モデルを切り取る。すなわ
ち、切取線で全体形状モデル中の分割された形状面を残
すものと、除くものとに分け、さらに、切取線で囲まれ
た形状面と前記で除くものとされた形状面を全体形状モ
デルから切り取る。

この時、切取線の内側、すなわち、切取線の進行方向に
対して左側を残す形状面とする。次いで、ステップＥに
おいてステップＣで特定した切取線で新形状線を切り取
る。すなわち、新形状線を切取線で切り取られた線上の
最短位置を求め、有効部分（形状として残る線）と、無
効部分（形状として残らない線）とに分割して無効部分
を切り取る。

次に、ステップＦにおいて、新形状線データから部分形
状面データを得る。すなわち、新形状線の最外線（切取
線）と各形状面を定義しようとする形状線の端点にリン
ク（接合）関係をつけて、さらに形状面が分割されるで
あろう位置に断面線を入れ、その交点にもリンク関係を
つける。

全てのリンク位置で最外線を細かい線に分割し、任意に
抽出した１辺をもとに左回りにたどる面ループを取り出
す。この線間を形状面として得る。さらに、隣り合った
形状面同士は互いの面の隣り関係を付ける。このことは
形状面が繋がって１つの形状であることをデータベース
上で関連付けるためである。

最後に、ステップＧにおいて、形状変更前の全体形状モ
デルの切取部分に新形状部分を埋め込む。すなわち、形
状変更後の部分形状モデルの各形状面を全体形状モデル
へ埋め込む。さらに、埋め込んだ形状面群と全体モデル
との繋がり関係を付ける。

概略、以上のように形状モデルの変更処理が行われるわ
けであるが、以下、各ステップをさらに詳述する。

第３図は第２図に示す形状モデルの変更処理におけるス
テップＡおよびステップＢの詳細処理手順を示す図であ
る。

形状変更に際して、座標入力装置20により、若しくは図
形表示装置16により変更すべき新形状を表す新形状線デ
ータＡを指示する（ＳＴＰ１）。次に、新形状線データ
Ａに関係すると予測される全体形状モデル24中の形状面
群Ｂ（Ｂ₁、Ｂ_２）を指示する（ＳＴＰ２）。第３図中
のＡは新形状線を概念的に示す図、また、Ｂ₁、Ｂ₂は全
体形状モデル中の形状面を概念的に示す図である。

電子計算機12に以上のデータが入力されると、該電子計
算機12は、先ず、指示された全体形状モデル中の形状面
群Ｂ（Ｂ_１、Ｂ_２）の各境界線Ｃ_１〜Ｃ_７を境界線群Ｃ
として抽出し（ＳＴＰ３）、この境界線群Ｃと指示され
た新形状線データＡとを逐次比較し、新形状線データＡ
に対応する境界線を特定し(図の例では境界線Ｃ₃、
Ｃ_４)両者の一致区間を求めＤ（Ｄ_１、Ｄ_２）とする
（ＳＴＰ４）。新形状線データＡに対する境界線Ｃの一
致区間Ｄ以外の部分を不一致区間Ｅとして求め（ＳＴＰ
５）、この不一致区間データを図形表示装置16に送りグ
ラフィック表示する（ＳＴＰ６）。

第４図は第２図におけるステップＣの詳細処理手順を示
す図である。ステップＣは全体形状モデル上で形状変更
部分、すなわち、ステップＢで求められた不一致区間を
含む範囲を切取線で特定する処理であり、図形表示装置
16に表示された全体形状モデル中の形状変更に関する部
分形状モデルおよびステップＢで得られた新形状線Ａと
境界線Ｃとの不一致区間Ｅをもとにして、入力操作盤18
により切取線の作成方法をタイプ(イ)乃至(ハ)から選択し
入力する（ＳＴＰ７）。タイプ(イ)は取り出す範囲の２
点の座標（Ｐ_１、Ｐ_２）を指示することにより形状面の
境界線の一部を切取線として特定する場合に使用する第
４図中の図形概念図中の線ａの特定がこの方法によって
行われる。タイプ(ロ)は取り出す線の１点の座標
（Ｑ_１）を指示することにより、指示された点から面の
構成線の一定の方向に形状面の境界線までたどり、切取
線として特定する場合に使用する。図形概念図中の線
ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｇ、ｈの特定がこの方法によって
行われる。タイプ(ハ)は取り出すべき線のプロファイル
に沿ってｎ個の点の座標（Ｒ_１乃至Ｒ_ｎ）を指示し、指
示された点群で表されるプロファイルを形状面上に投影
し切取線を特定する場合に使用する。図形概念図中の線
ｆの特定がこの方法によって行われる（ＳＴＰ８）。

ステップ７により切取方法が選択され、ステップ８によ
り必要な点の座標が入力されると、電子計算機12は各タ
イプに応じて前述の方法で切取線を特定し、特定された
線と形状面との間の相互関係を示す形状面とその面状に
存在する線、すなわち、面上線を示す相関データを付
し、以降の処理（部分形状の切り取り）に利用出来るよ
うに、例えば、記憶装置10の作業エリア等に格納する
（ＳＴＰ９）。

第４図の図形概念図中、線ａからステップ７乃至９の処
理を始め、順次左回りに部分切取線の特定を行い線ｈま
で終了すると、特定された切取線ａからｈまでを閉じた
１本の線データとして記憶装置10に格納しておく（ＳＴ
Ｐ10）。

第５図は第２図におけるステップＤの詳細処理手順を示
す図である。ステップＤはステップＣにより特定された
切取線により全体形状モデルから部分形状を切り取る処
理であり、第４図に図示の処理により得られた切取線ｉ
を図形表示装置16若しくは座標入力装置20から指示し
（ＳＴＰ11）、次いで、切り取られるべき全体形状モデ
ル24若しくは全体形状モデル24を構成する部分形状モデ
ルｊを指示する（ＳＴＰ12）。

これらの入力がなされると、電子計算機12は指示された
切取線ｉと形状モデルｊから面上線関係にある形状面群
ｋと、切取線ｉに全体が含まれる形状面ｌを検索する
（ＳＴＰ13）。上記ステップ13で得られた面上線の関係
にある形状面群を第４図の図形概念図に示した部分切取
線ａ乃至ｈの各々で順次形状面分割を行う。第５図の図
形概念図は部分切取線ｂによってこの部分切取線ｂを面
上に有する（面上線の関係にある）形状面ＳをＳ_１およ
びＳ_２に分割することを示している（ＳＴＰ14）。次い
で、各分割された形状面を切り取るべき（除く）面と、
残す面とに区分する。これは１つの閉じた線である切取
線ｉの内側（本例では切取線の進行方向に向かって左
側）になる形状面を切り取るべき面として特定すること
によって行われる（ＳＴＰ15）。部分切取線ａ乃至ｈま
で順次ステップ14およびステップ15の処理を繰り返すこ
とにより、面上線の関係にある形状面の全てが各部分切
取線ａ乃至ｈにより分割され、切り取るべき面が特定さ
れる。これによって切り取られるべき形状モデルｊから
切取線ｉに全体が含まれる形状面ｌと、前記ステップ1
4、15により得られた分割後の形状面の中、切り取るべ
き形状面として特定された形状面群を切り取る（ＳＴＰ
16）。

第６図は第２図のステップＥの詳細処理手順を示す図で
ある。ステップＥはステップＣにより特定された切取線
により新形状線を切り取る処理であり、第４図に図示の
処理により得られた切取線ｉを座標入力装置20から指示
し（ＳＴＰ18）、次いで、変更すべき形状を構成する新
形状線ｍを指示する（ＳＴＰ19）。これらの入力がなさ
れると、電子計算機12は切取線ｉと新形状線ｍの最短位
置の座標Ｐ₁、Ｐ_２を求め（ＳＴＰ20）、新形状線ｍを
ステップ20で求めた座標Ｐ₁、Ｐ₂により切り取るべき部
分（無効部分）ｎ_１、ｎ_３と残すべき部分（有効部分）
ｎ_２に分割する（ＳＴＰ21）。次いで、新形状線ｍから
無効部分ｎ_１、ｎ_３を切り取る（ＳＴＰ22）。この処理
を変更すべき形状モデルを構成する新形状線群各々につ
いて繰り返すことにより新形状線の切取処理が完了す
る。

第７図は第２図のステップＦの詳細処理手順を示す図で
ある。ステップＦはステップＥで得られた新形状線デー
タから変更すべき新形状、すなわち、新しい部分形状面
データを特定し、変更すべき形状モデルを作成する処理
である。先ず、第４図の処理で得られた切取線ｉを指示
し（ＳＴＰ23）、次いで、第６図の処理で得られた新形
状線ｎ_ｉを指示する（ＳＴＰ24）。この入力が行われる
と、電子計算機12は切取線ｉと新形状線ｎ_ｉの交叉点
（端点）にリンク（結合）関係を示すデータを付加する
（ＳＴＰ25）。この処理を全ての新形状線ｎ_ｉ（ｎ_１〜
ｎ₄）について行い、この処理が完了すると、次に、若
し、新形状線ｎ_ｉによって形状面が分割される部分が存
在すれば、その位置に断面線を加える。第７図に図示の
図形概念図では新形状線ｎ₂、ｎ₃により形状面が分割さ
れるので、新形状線ｎ₂、ｎ_３の交点を通り、新形状線
ｎ₁、ｎ₄に至る断面線ｏを加える（ＳＴＰ26）。次い
で、断面線ｏと新形状線ｎ₁乃至ｎ₄の交叉点にリンク
（結合）関係を示すデータを付加する（ＳＴＰ27）。

この処理が完了すると電子計算機12は全てのリンク（結
合）位置において切取線ｉおよび新形状線ｎ_１乃至
ｎ_４、断面線ｏを分割し、ｉ₁₁乃至ｉ₂₀、ｎ₁₁、ｎ₁₂、
ｎ₄₁、ｎ₄₂、ｏ₁₁、ｏ₁₂とする（ＳＴＰ28）。これらの
分割線の中、任意に抽出した１つの線（１辺）を元に、
左回りにたどり面ループを構成する線を検出する。例え
ば、分割された新形状線ｎ₁₁からスタートすると、切取
線ｉ₁₃、新形状線ｎ_２、断面線ｏ₁₁で１つの面を囲む閉
じたループの形状線が検出される（ＳＴＰ29）。次に、
この閉じたループ状の形状線によって囲まれた形状面を
特定し（ＳＴＰ30）、隣りに形状面が存在する時には、
隣接関係を示すデータを付加する（ＳＴＰ31）。この処
理を逐次繰り返し、変更すべき新形状モデルを構成す形
状面データが作成される。

第８図は第２図のステップＧの詳細処理手順を示す図で
ある。ステップＧはステップＤの処理によって切取線で
特定した部分を切り取った全体形状モデル24中にステッ
プＦの処理で作成された変更すべき新形状モデル（新形
状面群）を埋め込む処理である。

この処理においては、先ず、第５図の処理によって得ら
れた全体形状モデルＦを指示する（ＳＴＰ32）。この全
体形状モデルは変更すべき形状部分が切取線によって切
り取られたものである。次に、第８図の処理によって作
成された変更すべき新部分形状モデル（新形状面データ
群）Ｇを指示する（ＳＴＰ33）。このようにして全体形
状モデルＦと新部分形状モデルＧが指示されると、電子
計算機12は新部分形状モデルＧを構成する各形状面を全
体形状モデルＦの切り取られた部分にコピーし、新しい
形状変更された全体形状モデルＨを得る（ＳＴＰ34）。
そして、コピーされた新部分形状モデルを構成する形状
面群Ｇ′と全体形状モデルＦとの間における隣接関係を
示すデータを付加して処理を終了する。

以上説明したように、本発明に係る形状モデルの変更方
法は、形状変更前の全体形状モデルの形状面データと変
更すべき新形状を構成する新形状線データをチェック
し、この全体形状モデル上に形状変更部分を含む範囲を
切取線で特定して全体形状モデルから切り取り、変更す
べき新形状線を切り取り新形状面データを得て、前記変
更すべき部分を切り取った全体形状モデルに新形状面デ
ータから構成される新形状モデルを埋め込むようにした
ため、膨大なデータベースに納められた形状データから
変更に関係する最小限の形状データを検索して取り扱う
ことが出来、形状変更部分の範囲のみの処理で形状変更
が可能となるため、処理時間を大幅に短縮出来、また、
形状変更に関係しない他の形状データには何等影響を与
えることがないため、計算機システム内の形状データベ
ースの管理も容易であるという利点を有する。

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、例
えば、新規に線データから面データを作成する方法に応
用することも出来る等、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図は本発明に係る形状モデルを扱うコンピュータ支
援設計システムの基本的構成図、第２図は本発明に係る形状モデルの変更方法を示す概略
処理フロー、第３図乃至第８図は第２図に示す処理フローの各ステッ
プの詳細処理手順を示す図である。 10……外部記憶装置、12……電子計算機 14……インタフェース装置、16……図形表示装置 18……操作盤、20……座標入力装置 22……スタイラスペン、24……全体形状モデル 26……部分形状モデル、28……線データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計算機システム内に作成した全体形状モデ
ルの一部を変更する形状モデルの変更方法であって、前
記計算機システムは、前記形状モデルを格納した記憶装
置を含み、形状変更前の全体形状モデルの形状面データ
と、変更すべき新形状を構成する新形状線データとを比
較し不一致区間を得る第１のステップと、該不一致区間
に基づき前記全体形状モデル上に形状変更部分を含む範
囲を切取線で特定し、該特定された形状部分を前記全体
形状モデルから切り取る第２のステップと、新たに前記
計算機システム内に作成した新形状線を前記切取線で切
り取る第３のステップと、該新形状線データから部分形
状面データを得る第４のステップと、該部分形状面を前
記全体形状モデルの切り取った部分に埋め込む第５のス
テップとからなることを特徴とする形状モデルの変更方
法。