JPH087804B2

JPH087804B2 - ソリッドモデル合成装置及び合成方法

Info

Publication number: JPH087804B2
Application number: JP5245384A
Authority: JP
Inventors: 雅之沼尾; 宏増田
Original assignee: IBM Japan Ltd
Current assignee: IBM Japan Ltd
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH07110872A; US5668939A; EP0646896A3; EP0646896A2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ソリッドモデル合成装
置及び合成方法に係り、より詳しくは、１つの平面図と
１つ又は複数の断面図からソリッドモデルを合成するソ
リッドモデル合成装置及び合成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図面上
で、３次元形状を表現する方法として有力なものに、３
面図による方法と断面図による方法とがある。３面図に
よる方法は、対象とする３次元物体のローカル座標を決
定すれば、そこから、ＸＹ、ＹＺ、ＺＸ平面に投影する
ことによって一意的に３面図が得られるために、逆変換
である３面図から、３次元ワイヤフレーム構造を構成す
る方法が確立されている。これに関連して本願発明者等
は、非多様体モデルにより３次元ワイヤフレーム構造か
らソリッドモデルを合成する方法を提案した（特願平４
−２６８６５０号）。さらに、本願発明者等は、不完全
な３面図から、対話的にソリッドモデルを構成する方法
も提案した（特願平５−１８４２４４号）。

【０００３】ところが、断面による方法は、断面の取り
方に任意性があるために、たとえ対象物体のローカル座
標を決めたとしても、無数の図面表現のの仕方がある。
また、断面図には通常、省略表現が加わっており、その
ような図面に関する省略表現に関する知識を利用しなけ
れば、もとの３次元形状を表現することはできない。こ
のため、従来より、一般的な断面図を含む図面からのソ
リッドモデルを合成するシステムを提供することは、著
しく困難であると、考えられていた。

【０００４】ここで、特開平３−７４７８４号公報は、
３次元物体を構成する各部品を透視した垂直方向及び水
平方向での断面図を入力し、その入力された図面からユ
ーザーの指定により各部品を分割し、分割された各部品
の輪郭データに関して超２次関数近似を行い、得られた
関数に対して、入力さた２枚の平面図間各関数パラメー
タの値の比を合わせ、各部品の２枚の断面図での重心位
置関係をもとに３次元空間内において組み合わせること
を開示する。しかし、ここに開示されている技術は、手
書き曲線による断面図から曲面を生成する手段に関する
ものであり、工業的製図図面を扱うものではない。ま
た、ここに開示されている技術は、与えられた断面図を
近似するような立体を、超２次関数を用いて作り出すの
で、できた結果の立体は、正確に断面図を反映したもの
とはならない。さらに、ここに開示されたいる技術で
は、１つの立体をより簡単な部品に分け、構成部品ごと
に断面図を入力しなくてはならないし、超２次関数の性
質上、穴のあいた部品は記述できない。

【０００５】また、特開平４−１１４２８２号公報は、
２次元図面データから形状特徴区間における断面図を作
成し、該断面図から３次元立体を構成する各面の結合情
報、各面の特徴を抽出することを開示する。しかし、こ
こに開示されている技術は、基本的に３面図から３次元
変換を対象としており、断面図からのソリッドモデルの
合成について開示するものではない。なお、特開平４−
１１４２８２号公報にも、断面図を使用する旨の記載は
あるが、それは、３次元変換の途中にあらわれるものに
すぎない。さらに、ここに開示されている技術で扱える
立体は、基本的に全ての面がＸＹ、ＹＺ、ＺＸ平面の何
れかに並行であるようなごく単純なものに限られる。特
開平４−１１４２８２号公報（３ページ右上欄の記載）
によれば、他の面についてはユーザー指示によって入力
するとあるが、多くのユーザー指示を要し、実用的では
ないと考えられる。また、ここに開示されている記述
も、穴や空洞をもつ立体の処理に本質的な困難がある。
特開平４−１１４２８２号公報（３ページ右上欄の記
載）には、穴について、ユーザーが指定して別処理の形
で扱えるようにする旨の記載があるが、空洞については
困難が一層大きい。というのは、この記載技術では、断
面図を作る過程で実態存在空間を半空間の論理積として
いるが、その方法では空洞を表現することができないか
らである。

【０００６】そこで、本発明の目的は、１つの平面図と
１つ又は複数の断面図からソリッドモデルを合成するソ
リッドモデル合成装置及び合成方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため第１
の発明は、図１に示すように、入力した２次元図面デー
タを平面図データと断面図データとに分類する図面分類
手段６００と、前記図面分類手段６００により分類され
た平面図データから閉領域と各閉領域間の位置情報とを
検出すると共に、検出された閉領域の属性を検出し、検
出された閉領域の属性に基づいて同じ属性の閉領域をグ
ループ化する閉領域認識手段７００と、前記閉領域認識
手段７００により検出された閉領域のデータに基づいて
前記図面分類手段６００により分類された断面図データ
を分割し、分割された断面図データに基づいて閉領域を
立体化すると共に、前記立体化された閉領域以外の閉領
域であって前記立体化された閉領域と同じグループに属
する閉領域を前記立体化された閉領域と同じ方法で立体
化する閉領域立体化手段８００と、前記閉領域認識手段
７００により検出された各閉領域間の位置情報に基づい
て、前記閉領域立体化手段８００により立体化された各
閉領域を組み合わせることによりソリッドモデルを合成
するソリッドモデル合成手段９００と、を備えている。

【０００８】

【０００９】第２の発明は、図１に示すように、請求項
１記載の発明の閉領域立体化手段８００を、前記閉領域
認識手段７００により検出された閉領域のデータに基づ
いて前記図面分類手段６００により分類された断面図デ
ータを分割する断面図分割手段８０２と、前記断面図分
割手段８０２により分割された断面図データに基づいて
閉領域を立体化する第１の立体化手段８０４と、前記立
体化された閉領域以外の閉領域であって前記立体化され
た閉領域と同じグループに属する閉領域を前記立体化さ
れた閉領域と同じ方法で立体化する第２の立体化手段８
０６と、前記第１及び第２の立体化手段８０６により立
体化されない閉領域については、この閉領域の周囲の閉
領域の立体化方法で立体化する第３の立体化手段８１０
と、によって構成したものである。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】第３の発明は、図１に示すように、請求項
１ないし請求項６のいずれか１項記載の発明の前記閉領
域認識手段７００を、平面図の線分又は曲線の接続情報
に基づいて平面図上の閉領域を検出すると共に、検出さ
れた各閉領域間の位置情報を求める閉領域検出手段７０
２と、前記閉領域検出手段７０２により検出された閉領
域の外周の長さと閉領域の面積と閉領域に中心軸が存在
するか否かのデータから構成される閉領域の属性を検出
する属性検出手段７０４と、前記属性検出手段７０４に
より検出された各閉領域の属性に基づいて同じ属性の閉
領域をグループ化するグループ化手段７０６と、により
構成したものである。

【００１４】第４の発明は、図１に示すように、請求項
１なしい請求項７記載のいずれか１項に記載の発明の前
記ソリッドモデル合成手段９００を、前記閉領域認識手
段７００により検出された閉領域間の位置情報に基づい
て、前記閉領域立体化手段８００により立体化された各
閉領域を配置する配置手段９０２と、前記配置手段９０
２により配置された各閉領域を集合演算によりソリッド
モデルとして合成する合成手段９０４と、により構成し
たものである。

【００１５】第５の発明は、入力した２次元図面データ
を平面図データと断面図データとに分類し、前記分類さ
れた平面図データから閉領域と各閉領域間の位置情報と
を検出すると共に、検出された閉領域の属性を検出し、
検出された閉領域の属性に基づいて同じ属性の閉領域を
グループ化し、前記検出された閉領域のデータに基づい
て前記分類された断面図データを分割し、分割された断
面図データに基づいて閉領域を立体化すると共に、前記
立体化された閉領域以外の閉領域であって前記立体化さ
れた閉領域と同じグループに属する閉領域を前記立体化
された閉領域と同じ方法で立体化し、前記検出された各
閉領域間の位置情報に基づいて、前記立体化された各閉
領域を組み合わせることによりソリッドモデルを合成す
るようにしたものである。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】第７の発明は、請求項９ないし請求項１４
のいずれか１項記載の発明において、平面図の線分又は
曲線の接続情報に基づいて平面図上の閉領域を検出する
と共に、検出された各閉領域間の位置情報を求め、前記
検出された閉領域の外周の長さと閉領域の面積と閉領域
に中心軸が存在するか否かのデータから構成される閉領
域の属性を検出し、前記検出された各閉領域の属性に基
づいて同じ属性の閉領域をグループ化するようにしたも
のである。

【００２２】第８の発明は、請求項９なしい請求項１５
記載のいずれか１項に記載の発明において、前記検出さ
れた閉領域間の位置情報に基づいて、前記立体化された
各閉領域を配置し、前記配置された各閉領域を集合演算
によりソリッドモデルとして合成するようにしたもので
ある。

【００２３】

【作用】図１に基づいて、第１ないし第５の発明の作用
を説明する。

【００２４】第１の発明では、図面分類手段６００は、
入力した２次元図面データを平面図データと断面図デー
タとに分類する。閉領域認識手段７００は、前記図面分
類手段６００により分類された平面図データから閉領域
と各閉領域間の位置情報とを検出すると共に、検出され
た閉領域の属性を検出し、検出された閉領域の属性に基
づいて同じ属性の閉領域をグループ化する。閉領域立体
化手段８００は、前記閉領域認識手段７００により検出
された閉領域のデータに基づいて前記図面分類手段６０
０により分割された断面図データを分割し、分割された
断面図データに基づいて閉領域を立体化すると共に、前
記立体化された閉領域以外の閉領域であって前記立体化
された閉領域と同じグループに属する閉領域を前記立体
化された閉領域と同じ方法で立体化する。ソリッドモデ
ル合成手段９００は、前記閉領域認識手段７００により
検出された各閉領域間の位置情報に基づいて、前記閉領
域立体化手段８００により立体化された各閉領域を組み
合わせることによりソリッドモデルを合成する。

【００２５】このように、分割された断面図データに基
づいて閉領域を立体化すると共に、前記立体化された閉
領域以外の閉領域であって前記立体化された閉領域と同
じグループに属する閉領域を前記立体化された閉領域と
同じ方法で立体化し、立体化された各閉領域を組み合わ
せることによりソリッドモデルを合成するため、ソリッ
ドモデルの合成の手間が著しく軽減する。

【００２６】

【００２７】

【００２８】第２の発明では、断面図分割手段８０２
は、前記閉領域認識手段７００により検出された閉領域
のデータに基づいて前記図面分類手段６００により分類
された断面図データを分割する。第１の立体化手段８０
４は、前記断面図分割手段８０２により分割された断面
図データに基づいて閉領域を立体化する。第２の立体化
手段８０６は、前記立体化された閉領域以外の閉領域で
あって前記立体化された閉領域と同じグループに属する
閉領域を前記立体化された閉領域と同じ方法で立体化す
る。第３の立体化手段８１０は、前記第１及び第２の立
体化手段８０６により立体化されない閉領域について
は、この閉領域の周囲の閉領域の立体化方法で立体化す
る。

【００２９】このように、断面図データに基づいて立体
化することができない閉領域についても立体化された閉
領域と同じグループに属する閉領域であれば、前記立体
化された閉領域と同じ方法で立体化するため、より正確
なソリッドモデルを合成することができる。

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】第３の発明では、閉領域検出手段７０２
は、平面図の線分又は曲線の接続情報に基づいて平面図
上の閉領域を検出すると共に、検出された各閉領域間の
位置情報を求める。属性検出手段７０４は、前記閉領域
検出手段７０２により検出された閉領域の外周の長さと
閉領域の面積と閉領域に中心軸が存在するか否かのデー
タから構成される閉領域の属性を検出する。グループ化
手段７０６は、前記属性検出手段７０４により検出され
た各閉領域の属性に基づいて同じ属性の閉領域をグルー
プ化する。

【００３７】第４の発明は、配置手段９０２は、前記閉
領域認識手段７００により検出された閉領域間の位置情
報に基づいて、前記閉領域立体化手段８００により立体
化された各閉領域を配置する。合成手段９０４は、前記
配置手段９０２により配置された各閉領域を集合演算に
よりソリッドモデルとして合成する。

【００３８】第５乃至第８の発明は、上述の発明と同一
の作用を有するので、説明を省略する。

【００３９】

【実施例】以下、本発明のソリッドモデル合成装置の実
施例を図面を参照して詳細に説明する。

【００４０】図２に示すように、ソリッドモデル合成装
置１０は、ＣＰＵ２０、システムメモリ２２、ワークメ
モリ２４、入力装置２６、及び表示器２８から構成され
ており、それらは、互いにバスを介して接続されてい
る。システムメモリ２２には、ＣＰＵ２０が実行する後
述する制御ルーチンが記憶されている。また、キーボー
ド等から構成されている入力装置２６から入力された、
各種のデータ、例えば、平面図及び断面図を構成する線
分及び円弧データ、図面で立体を表現するときの規則等
がワークメモリ２４に記憶されている。

【００４１】次に、本実施例の作用を図３ないし図１０
に示した制御ルーチンを参照して説明する。なお、本実
施例では、ワークメモリ２４に予め記憶されている平面
図及び断面図を構成する線分及び円弧データを読み出し
て処理している。ここで、断面図には、図１１の１平面
Ａや図１２の１平面Ｂによる断面図や、図１３の２平面
Ｃや図１４の３平面Ｄによる断面図がある。

【００４２】まず、図３に示すステップ１００で、入力
した図面データのうち平面図データから全ての閉領域を
抽出し、その閉領域の属性に基づいて回転体か否かの分
類や、同じ属性をもつ閉領域のグループ化等を行う閉領
域の認識処理のためのサブルーチン（図４参照）が実行
され、次のステップ２００で、閉領域データと断面図デ
ータに基づいて閉領域を立体化するサブルーチン（図８
及び図９参照）が実行される。そして、ステップ３００
で、ソリッドモデルの合成サブルーチン（図１０参照）
により、閉領域の位置情報を用いて、立体化された閉領
域を配置し、集合演算をすることによってソリッドモデ
ルが合成される。ここで、以上のように、平面図から閉
領域を作成してソリッドモデルを合成する理由は次の通
りである。すなわち、平面図における実線で囲まれた閉
領域は、高さが一定又は滑らかに変化している１つの面
領域を示しており、また、高さ情報については、断面図
上の対応線を見つけることで得ることができる。このよ
うにして、閉領域から面を構成していくことが、ソリッ
ドモデルを合成する基本操作になっているからである。
すなわち、ソリッドモデルを合成することとは、そのモ
デルを囲む面を全て与えることと等価であるからであ
る。

【００４３】次に、ステップ１００の詳細（図４参照）
を説明する。まず、ステップ１０２で、入力した平面図
データに基づいて、閉領域リストを作成する。この閉領
域リストの作成処理を、図５及び図６に示したサブルー
チンを参照して説明する。なお、入力した図面データに
は、平面図データと断面図データとがあるが、本ルーチ
ンに基づく処理を行う場合には、入力した図面データの
うち平面図データを用いる。ここで、平面図データに
は、線分、円弧データがあり、それらのデータは、線
分、円弧の始点、終点、始点角、終点角、順方向フラ
グ、逆方向フラグから構成されている。より詳細に説明
すると、入力変数Ｉ_nは、｛Ｅ₁、Ｅ₂・・・Ｅ_n｝で
与えられ、各々Ｅ_i（ｉ＝１〜ｎ）は、（Ｖ_S、Ｖ_E、
Ａ_S、Ａ_E、Ｆ _N、Ｆ_R）の組で与えられている。括弧
中のパラメータの意味は、図２４に示されている。すな
わち、Ｖ_Sは始点、Ｖ_Eは終点、Ａ_Sは始点での接線の
角度、Ａ _Eは終点での接線の角度、Ｆ_Nは順方向フラ
グ、Ｆ_Rは、逆方向フラグである。

【００４４】図５に示したステップ４０２で、全ての線
分データ中のフラグに０を代入することにより、線分デ
ータの初期化を行い、また、プログラム変数の初期化も
行う。すなわち、閉領域リストであるＲ、１つの閉領域
を構成する線分リストであるＬをクリアし、変数Ｅに入
力線分リストの先頭の線分を代入し、変数Ｖに線分Ｅの
始点を代入する。ステップ４０２に示すように、閉領域
リストＲは、｛Ｌ₁、Ｌ₂、・・・Ｌ_k｝で与えられ、
その各々Ｌ_iが閉領域を構成する線分のリストである。
一方、その各々のＬ_iは、例えば図２５に示されるよう
に、｛Ｅ_i1、Ｅ _i2、・・・Ｅ_il｝で与えられる。次のス
テップ４０８で、ＶがＥの始点であるか否か判断し、始
点である場合には、ステップ４１０で順方向フラグが０
であるか否か判断し、順方向フラグが０でない場合に
は、ステップ４３４（図６参照）に進み、順方向フラグ
が０である場合には、ステップ４１２で順方向フラグを
１にセットしてステップ４２０に進む。一方、ＶがＥの
始点でない場合には、ステップ４１６で逆方向フラグが
０であるか否か判断する。この逆方向フラグが０でない
場合には、ステップ４３４に進み、逆方向フラグが０で
ある場合には、ステップ４１８で、逆方向フラグを１に
セットしてステップ４２０に進む。

【００４５】ステップ４２０で、ＬにＥを加える。次の
ステップ４２２で、Ｖ_nextをＥに関してＶと反対側の頂
点と定義し、ステップ４２４で、Ｅ_nextを、Ｖ_nextを始
点又は終点に持つ線分のうちＥからみて左回り方向に一
番近い線分と定義する。次のステップ４２６で、ＶにＶ
_nextを代入し、ステップ４２８でＥにＥ_nextを代入す
る。

【００４６】ステップ４３４（図６参照）で、ＲにＬを
加え、ステップ４３６で、Ｌをクリアする。

【００４７】次のステップ４３８で、入力線分リストの
中から順方向又は逆方向のフラグの一方が０のものを検
出し、ステップ４４０で、順方向又は逆方向フラグが０
の線分リストが存在するか否か判断し、順方向又は逆方
向フラグが０の線分リストが存在すると判断された場合
には、ステップ４４２で、入力線分リストの中で順方向
又は逆方向のフラグが０の線分データをＥとする。次の
ステップ４４４で、Ｅの順方向フラグが０か否か判断
し、０である場合には、ステップ４４８で、Ｖに始点を
代入してステップ４０８に進む。一方、順方向フラグが
０でない場合には、Ｖに終点を代入してステップ４０８
に進む。一方、ステップ４４０で、順方向又は逆方向フ
ラグが０の線分リストが存在しないと判断された場合に
は、ステップ１０４へ進む。

【００４８】これにより、Ｒに全ての閉領域のリストが
得られる。すなわち、例えば、図１５（ａ）に示すよう
に、平面図の線分を順次辿っていくことにより図１５
（ｂ）に示すように、領域領域１〜閉領域１７が閉領域
のリストとして得られる。

【００４９】次にステップ１０４（図４参照）で、閉領
域のリストを包含（親子）関係によって木構造に変形す
る。この木構造の変形処理を、図７に示したサブルーチ
ンを参照して説明する。まず、図７に示すステップ５０
２で、Ｒを含む直方体（ＢｏｕｎｄａｒｙＢｏｘ）を
用いて、Ｒを大きさの順にソートすることにより初期化
する。ここで、直方体は、Ｒを構成する線分の頂点のう
ち、ｘ、ｙ座標平面上一番左下にある頂点と右上にある
頂点を選ぶことによって作ることができる。また、大き
さは、直方体の対角頂点を結ぶ線の長さによって与えら
れる。ここで、Ｒには、大きい順に閉領域リストＲ₀、
Ｒ₁、Ｒ₂・・が並んでおり、ＲＴに、木の初期設定と
してＲ₀を代入する。また、ＲＸをリストの先頭として
Ｒ₀を代入しておく。さらに、ＲＬを残りの閉領域リス
トＲ₂・・・であるとする。

【００５０】次のステップ５０４で、ＲＸがＲＴに包含
されるか否か判断し、包含されると判断した場合には、
ステップ５０６で、ＲＸをＲＴの子供として登録する。
一方、ＲＸがＲＴに包含されないと判断した場合には、
ステップ５０８で、ＲＸをＲＴの兄弟として登録する。
次のステップ５１０で、ＲＬが空になったか否か判断
し、空になっていない場合には、ステップ５１２で、Ｒ
ＸをＲＬリストの先頭とし、次のステップ５１４で、Ｒ
Ｌを、ＲＬからＲＸを除いたリストとして、ステップ５
０４に戻る。

【００５１】一方、ステップ５１０で、ＲＬが空になっ
たと判断した場合には、ステップ５１１で、全ての子供
リストが処理済みか否か判断し、全ての子供リストにつ
いて処理が済んでいる場合には、ステップ５１６に進
み、そうでない場合には、ステップ５０４に戻る。ステ
ップ５１６では、Ｒを、まだ、未処理のＲＴの子供のリ
ストとして、次のステップ５１８で、未処理の子供リス
トを大きさの順にソートする。さらに、ステップ５１９
で、ＲＴに子供リストの先頭を、ＲＸにリストの２番目
を、ＲＬに残りのリストを代入して、ステップ１０６へ
進む。

【００５２】以上の処理により、閉領域のＩＤ、構成要
素ＩＤリスト、従属閉領域ＩＤリストから構成される閉
領域のデータが得られる。閉領域の間の包含関係を従属
閉領域リストに表現されるので、リスト全体では、木構
造を表している。すなわち、例えば、図１５（ｃ）に示
すように閉領域１〜閉領域１７の木構造（親子関係）が
得られる。次のステップ１０６（図４参照）で、各閉領
域の属性を計算する。ここで、閉領域の属性の計算方法
は、ワークメモリ２４の図面認識用知識ベースに保持さ
れている。代表的な属性としては、閉領域の周囲の長
さ、及び閉領域の面積、及び、閉領域の中の中心軸の有
無がある。

【００５３】次のステップ１０８で、各閉領域毎に処理
を行うため、閉領域を表すｎを１にセットし、ステップ
１１０で、閉領域ｎが回転体の形状特徴かそうでないか
に分類する。この分類は、該閉領域ｎに、中心軸を持っ
ているか、円弧の構成要素を持っているか、円弧の要素
の中心は中心軸で与えられたものに等しいか、全体の要
素数に対する円弧成分の要素数の合計の比が１／４以下
か、全体の長さに対する円弧成分の長さの合計の比が１
／２以上か、を判断することにより行う。次のステップ
１１２で、該閉領域ｎが回転体に分類された閉領域であ
るか否か判断し、回転体に分類されたものであれば、ス
テップ１１４で、回転体に含まれない構成要素が有るか
否か判断する。該閉領域ｎに回転体に含まれない構成要
素がある場合には、次のステップ１１６で、該閉領域ｎ
中に新たな閉領域を作ることにより該閉領域の分割を行
う。次のステップ１１８で、分割された新たな領域につ
いて従属閉領域を作り、ステップ１０４（図６の制御ル
ーチンで示した処理）を行って元の従属閉領域リストに
加える。これにより、新たに分割された閉領域数分だけ
全体の閉領域数Ｎが増加する。これを、図１６を参照し
て説明する。図１６（イ）に示すように、まず、１つの
中心を共有する円弧Ｌ₁〜円弧Ｌ₈と、円弧ｑ₁〜円弧
ｑ₁₈とから、閉領域ａ₁が回転体の形状特徴として把握
される。また、円弧Ｌ₉から閉領域ｂ₁が回転体の形状
特徴として把握される。さらに、円弧Ｐ₁〜Ｐ₈から閉
領域ｃ₁〜ｃ₈が回転体の形状特徴として把握される。
このとき図１６（ロ）（ｂ）に示すように、親の閉領域
として閉領域ａ₁が、その子供の閉領域として閉領域ｂ
₁、閉領域ｃ₁〜閉領域ｃ₈が閉領域ａ₁に包含される
ような従属閉領域リスト（木構造）が作成される。ここ
で、閉領域ａ₁には、円弧Ｌ₁〜円弧Ｌ₈の他に直線ｍ
₁〜ｍ₁₆や円弧ｑ₁〜ｑ₈が存在する。従って、この閉
領域ａ₁に別の閉領域を作る必要が生ずる。そこで、本
実施例では、図１６（ロ）（ａ）に示すように、補助線
Ｌ_x1〜Ｌ_x8を導入する。この補助線Ｌ_x1〜Ｌ_x8により、
図１６（ハ）（ａ）に示すように、閉領域ｄ₁〜ｄ₈が
領域ａ₁から分割される。そして、新たに分割された閉
領域ｄ₁〜ｄ₈が所定の従属閉領域リストに加えられて
図１６（ハ）（ｂ）に示すような新たな従属閉領域リス
ト（木構造）が作成される。

【００５４】次のステップ１２０で、分割された新たな
領域以外の元の閉領域を回転体領域として登録する。す
なわち、該閉領域ｎを回転体として一旦リストし、保存
する。これは、この閉領域については、中心軸を中心に
輪郭線を回すことによってソリッドモデルを合成するよ
うに指定するためのものである。また、ステップ１１４
で、閉領域ｎに回転体に含まれない構成要素が無いと判
断された場合にも、ステップ１２０で、該閉領域ｎを回
転体として一旦リストし、保存する。一方、ステップ１
１２で、閉領域ｎが非回転体に分類された場合には、ス
テップ１２２で、該閉領域ｎを非回転体領域としてリス
トし、保存する。これは、非回転体、例えば、矩形、多
角形、楕円等については、柱体としてソリッドモデルを
合成するように指定するためのものである。以上のよう
に閉領域を回転体か否かに分類する理由は、例えば、図
２３に示すように傾斜した穴を３次元化する際、柱体と
して３次元化することが困難であり、回転体として、中
心軸を中心に輪郭線を回すことによってソリッドモデル
を合成する以外に方法がないことを考慮したためであ
る。

【００５５】次のステップ１２４で、ｎを１インクリメ
ントして、次のステップ１２４で、該閉領域を表す番号
ｎがＮ（総閉領域総）より大きいか否か判断し、小さい
場合には、未だ非回転体領域又は回転体領域の登録が済
んでいない閉領域が存在することから、ステップ１１０
に戻って、以上の処理（ステップ１１０〜ステップ１２
４）を繰り返す。一方、該閉領域を表す番号ｎがＮであ
れば、次のステップ１２６で、各閉領域につきてグルー
プ化する。このグループ化のルールには、回転体閉領域
に属し、その構成要素が全て同一形状であり、その位置
が同一円周上にある閉領幾を同一グループとする第１の
ルールと、同一の柱体閉領域に属し、その構成要素が全
て同一形状であるような閉領域を同一グループとする第
２のルールと、同じ子供の閉領域を持つ親の閉領域を同
一のグループとする第３のルールと、がある。これを図
１１ないし図１３及び図１６ないし図１８を参照して説
明する。図１１の閉領域３２〜閉領域３５、図１２の閉
領域３６及び閉領域３７、図１３の閉領域３８〜閉領域
４１、更に、図１７における閉領域４２〜閉領域４６、
図１８における閉領域４７〜閉領域５０は、第１のルー
ルに適合するため、同一グループとする。同様に、図１
６（ハ）（ａ）では、閉領域ｃ₁〜ｃ₈が、第１のルー
ルに適合するため、同一グループとする。また、図１６
（ロ）（ａ）及び（ハ）（ａ）に示すように閉領域ｄ₁
−ｃ₁、閉領域ｄ₂−ｃ₂・・閉領域ｄ₈−ｃ₈は、第
３のルールに適合するため、同一のグループとする。一
方、図１６（ハ）（ａ）の領域ｄ₁〜ｄ₈は、第２のル
ールに適合するため、同一グループとする。

【００５６】以上の処理により、平面図が表している３
次元形状を形状特徴（閉領域）の集まりとみなすことが
できる。

【００５７】次にステップ２００の詳細（図８及び図９
を参照）を説明する。まず、ステップ２０２で、各閉領
域毎に処理するため閉領域を表すｎを１にセットする。
ステップ２０４で、閉領域ｎのデータを入力する。次の
ステップ２０６で、該閉領域ｎに断面線が存在するか否
か判断し、断面線が存在しない場合には、ステップ２０
８で、ｎを１インクリメントしてステップ２０４に戻り
次の閉領域ｎに断面線が存在するか否か判断する。これ
により、断面線が存在する閉領域について次の一連の処
理が行われることになる。すなわち、該閉領域ｎに断面
線が存在すると判断した場合には、ステップ２１０で、
断面図の領域分割を行う。すなわち、平面図のある閉領
域と断面線との交点を断面図上に垂直に下ろすことによ
り断面図を領域分割する。これにより、この断面図上に
垂直に下ろした閉領域と断面線との交点位置がこの閉領
域の高さ方向の情報となる。これを図１９を参照して説
明する。図１９（ａ）に示す平面図（Ｘ−Ｙ平面）の閉
領域と断面線との交点５１〜交点６１を断面図上に垂直
に下ろすと、図１９（ｂ）に示すように該閉領域の高さ
方向に情報（位置５１〜位置６１（Ｚ座標値））が得ら
れる。

【００５８】次のステップ２１２で、閉領域ｎが回転体
の領域か否か判断し、回転体の領域である場合には、ス
テップ２１４で、該閉領域ｎについて、輪郭線からの立
体生成技術における回転による３次元化を行う。すなわ
ち、閉領域ｎに対応する断面をその断面を含む平面上の
軸の回りに回転して立体を作るものであり、断面の輪郭
線が直線で構成されていれば、円筒面又は円錐面に、円
弧が含まれていれば球面のトーラス面が生成される。一
方、閉領域ｎが回転体の領域でない場合には、輪郭線か
らの立体生成技術におけるスウィープによる３次元化を
行う。すなわち、例えば、図１９（ａ）に示した閉領域
Ｊを、この閉領域Ｊと断面線Ｇとの交点５５〜５８を基
に図１９（ｂ）の高さ方向（Ｚ軸方向）の情報から、Ｚ
軸方向へ移動させる。そのときの軌跡を基に、図２０に
示すように閉領域Ｅを３次元化する。これにより、断面
が４角形であれば４角柱、断面が円であれば円柱が生成
される。以上のステップ２１４又はステップ２１６で３
次元化された立体は、いわゆる２．５次元立体と呼ばれ
ている。

【００５９】次のステップ２１８で、ｎを１インクリメ
ントして、ステップ２２０で、ｎが総閉領域総Ｎ以上か
否か判断し、総閉領域数Ｎにより小さい場合には、未だ
断面線が存在する閉領域で３次元化が行われていない閉
領域が存在することになるので、ステップ２０４に戻り
以上の処理（ステップ２０４〜ステップ２１８）を行
い、３次元化する。

【００６０】ステップ２２０でｎがＮと同じ数であれ
ば、すなわち、断面線が存在する閉領域で３次元化が行
われていない閉領域が存在しない場合には、次のステッ
プ２２２で、各閉領域毎に処理するため閉領域を表すｎ
を１にする。ステップ２２６で、閉領域ｎのデータを入
力する。次のステップ２２６で、該閉領域ｎに断面線が
存在しないか否か判断し、断面線が存在する場合には、
ステップ２２８で、ｎを１インクリメントしてステップ
２２４に戻り次の閉領域ｎに断面線が存在しないか否か
判断する。これにより、断面線が存在しない閉領域につ
いて次の一連の処理が行われることになる。すなわち、
閉領域ｎに断面線が存在しないと判断した場合には、ス
テップ２３０（図９参照）で、閉領域ｎに投影線が存在
するか否か判断し、投影線が存在する場合には、ステッ
プ２３２で、閉領域ｎを３次元セル化する。この閉領域
ｎを３次元セル化する方法には、種々の方法があり、例
えば、特願平４−２６８６５０号明細書の３面図のうち
の２つの面図からのソリッドモデルの合成方法がある。
一方、ステップ２３０で、投影線が存在しないと判断さ
れた場合には、ステップ２３４で、閉領域ｎがグループ
化された閉領域であるか否か判断し、グループ化された
閉領域である場合には、ステップ２３６で、同じグルー
プで３次元化された閉領域が存在するか否か判断する。
同じグループで３次元化された閉領域が存在する場合に
は、ステップ２３８で、３次元化された閉領域と同じ方
法、すなわち、回転、スウィープによる３次元化、又
は、３次元セル化を行う。例えば、前述の同一グループ
化された図１１の閉領域３２〜閉領域３５、図１２の閉
領域３６及び閉領域３７、図１３の閉領域３８〜閉領域
４１、図１７の閉領域４２〜閉領域４６、図１８の閉領
域４７〜閉領域５０図１６（ハ）（ａ）の閉領域ｃ₁〜
ｃ₈、図１６（ハ）（ａ）の領域ｄ₁〜ｄ₈、図１６
（ロ）（ａ）及び（ハ）（ａ）の閉領域ｄ₁−ｃ₁、閉
領域ｄ₂−ｃ₂・・閉領域ｄ₈−ｃ₈、における断面線
が存在しない閉領域については、同一グループに属し断
面線が存在する他の３次元化された閉領域と同様の方法
で３次元化を行う。

【００６１】一方、ステップ２３４で、閉領域がグルー
プ化されていない場合や同じグループで３次元化されて
いる閉領域が存在しない場合には、ステップ２４０でデ
フォールトによる３次元化、すなわち、該閉領域の周囲
の３次元化された閉領域の３次元化の方法で該閉領域の
３次元化を行う。これにより、図１９に示す閉領域Ｋが
図２１のように３次元化される。

【００６２】次のステップ２４２で、ｎを１インクリメ
ントして、ステップ２４４でｎがＮ以上であるか否か判
断し、ｎがＮ以上でなければ、いまだ、断面線が存在し
ない閉領域でかつ３次元化されていない閉領域が存在す
ることになるので、ステップ２２４に戻り、以上の処理
（ステップ２２４〜ステップ２４２）を繰り返し、断面
線が存在しない閉領域でかつ３次元化されていない閉領
域を３次元化する。一方、ステップ２４２で、ｎがＮに
等しいと判断された場合には、ステップ３００に進む。

【００６３】以上の処理により、各閉領域の３次元構造
（回転体形状、非回転体形状）が得られる。

【００６４】次にステップ３００の詳細を説明する。ま
ず、ステップ３０２で、閉領域の木構造を入力する。ス
テップ３０４で、親領域の配置を行い、ステップ３０６
で子領域の配置を行う。そして、ステップ３０８で、木
構造を幅優先探索法で辿り、親領域のソリッドと子領域
のソリッドとを集合演算で合成して、本制御を終了す
る。これにより、図２２に示すように１つの平面図と１
つ又は複数の断面図からソリッドモデルが合成されるこ
とになる。

【００６５】以上説明した本実施例によれば、１つの平
面図と１つ又は複数の断面図が表している３次元形状を
形状特徴（回転体や非回転体等）の集まりとみなすこと
によって形状特徴の３次元構造を求め、そして、求めた
３次元構造を合成してソリッドモデルを合成するため、
従来処理が困難であった円筒面や斜めの平面をもつよう
な立体でも容易にソリッドモデルを合成することができ
る。

【００６６】また、断面図上から空洞の存在を判断する
ことができるので、空洞をもつ立体を描いた１つの平面
図と１つ又は複数の断面図からソリッドモデルを合成す
ることができる。

【００６７】さらに、図面を解釈するための知識を利用
可能な形で抽出することができ、また、図面解釈のため
の知識をルールベース上で表現していることから、扱え
る図面の範囲を拡張することができる。

【００６８】また、２次元ＣＡＤと３次元ＣＡＤとの間
のデータ変換が可能となり、図面として蓄積された３次
元形状情報を３次元ＣＡＤシステムで再利用することが
できる。さらに、図面から即座に３次元化されたものを
見ることができるので、検図システムとしても用いるこ
とができる。

【００６９】さらに、断面線が存在しない閉領域や投影
線が存在しない閉領域であっても既に立体化された閉領
域と同じグループに属する閉領域であれば、前記立体化
された閉領域と同じ方法で立体化するため、より正確な
ソリッドモデルを合成することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、１つの
平面図と１つ又は複数の断面図からソリッドモデルを合
成することができるため、ソリッドモデルを作成する手
間を著しく軽減することができる、という優れた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１ないし請求項８記載の発明の構成要件
を示した図である。

【図２】本実施例の構成を示したブロック図である。

【図３】本実施例の制御のメインルーチンを示したフロ
ーチャートである。

【図４】本実施例の閉領域の認識のためのサブルーチン
を示したフローチャートである。

【図５】本実施例の閉領域リストの作成のためのサブル
ーチンの一部を示したフローチャートである。

【図６】本実施例の閉領域リストの作成のためのサブル
ーチンの残りを示したフローチャートである。

【図７】本実施例の閉領域リストを木構造に変形するた
めのフローチャートである。

【図８】閉領域の立体化のためのサブルーチンの１部を
示したフローチャートである。

【図９】閉領域の立体化のためのサブルーチンの残りを
示したフローチャートである。

【図１０】ソリッドモデルの合成のためのサブルーチン
を示したフローチャートである。

【図１１】平面図及び１平面の断面により立体形状の特
徴を表現した断面図である。

【図１２】平面図及び１平面の断面により立体形状の特
徴を表現した断面図である。

【図１３】平面図及び２平面の断面により立体形状の特
徴を表現した断面図である。

【図１４】平面図及び２平面の断面により立体形状の特
徴を表現した断面図である。

【図１５】閉領域リストを作成する過程を示した図であ
る。

【図１６】閉領域を分割する過程を示した図である。

【図１７】閉領域のグループ分けの説明図である。

【図１８】閉領域のグループ分けの説明図である。

【図１９】閉領域のスウィープによる３次元化を示す図
である。

【図２０】閉領域がスウィープによる３次元化が行われ
た３次元形状図である

【図２１】閉領域がデフォールトによる３次元化が行わ
れた３次元形状図である

【図２２】合成されたソリッドモデルを示した図であ
る。

【図２３】閉領域を回転体と非回転体とに分類する理由
を示す説明図である。

【図２４】線分の始点、終点、始点角、終点角、順方向
フラグ、逆方向フラグを示す図である。

【図２５】１つの閉領域を構成する線分のリストと、そ
れに対応する閉領域を示す図である。

【符号の説明】

２０ＣＰＵ２２システムメモリ２４ワークメモリ２６入力装置２８表示器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力した２次元図面データを平面図デー
タと断面図データとに分類する図面分類手段と、前記図面分類手段により分類された平面図データから閉
領域と各閉領域間の位置情報とを検出すると共に、検出
された閉領域の属性を検出し、検出された閉領域の属性
に基づいて同じ属性の閉領域をグループ化する閉領域認
識手段と、前記閉領域認識手段により検出された閉領域のデータに
基づいて前記図面分類手段により分類された断面図デー
タを分割し、分割された断面図データに基づいて閉領域
を立体化すると共に、前記立体化された閉領域以外の閉
領域であって前記立体化された閉領域と同じグループに
属する閉領域を前記立体化された閉領域と同じ方法で立
体化する閉領域立体化手段と、前記閉領域認識手段により検出された各閉領域間の位置
情報に基づいて、前記閉領域立体化手段により立体化さ
れた各閉領域を組み合わせることによりソリッドモデル
を合成するソリッドモデル合成手段と、を備えたソリッドモデル合成装置。
【請求項２】前記閉領域立体化手段は、前記閉領域認識手段により検出された閉領域のデータに
基づいて前記図面分類手段により分類された断面図デー
タを分割する断面図分割手段と、前記断面図分割手段により分割された断面図データに基
づいて閉領域を立体化する第１の立体化手段と、前記立体化された閉領域以外の閉領域であって前記立体
化された閉領域と同じグループに属する閉領域を前記立
体化された閉領域と同じ方法で立体化する第２の立体化
手段と、前記第１及び第２の立体化手段により立体化されない閉
領域については、この閉領域の周囲の閉領域の立体化方
法で立体化する第３の立体化手段と、から構成されていることを特徴とする請求項１記載のソ
リッドモデル合成装置。
【請求項３】前記閉領域認識手段は、平面図の線分又は曲線の接続情報に基づいて平面図上の
閉領域を検出すると共に、検出された各閉領域間の位置
情報を求める閉領域検出手段と、前記閉領域検出手段により検出された閉領域の外周の長
さと閉領域の面積と閉領域に中心軸が存在するか否かの
データから構成される閉領域の属性を検出する属性検出
手段と、前記属性検出手段により検出された各閉領域の属性に基
づいて同じ属性の閉領域をグループ化するグループ化手
段と、から構成されていることを特徴とする請求項１または２
のいずれか１項記載のソリッドモデル合成装置。
【請求項４】前記ソリッドモデル合成手段は、前記閉領域認識手段により検出された閉領域間の位置情
報に基づいて、前記閉領域立体化手段により立体化され
た各閉領域を配置する配置手段と、前記配置手段により配置された各閉領域を集合演算によ
りソリッドモデルとして合成する合成手段と、から構成されていることを特徴とする請求項１なしい請
求項３記載のいずれか１項に記載のソリッドモデル合成
装置。
【請求項５】入力した２次元図面データを平面図デー
タと断面図データとに分類し、前記分類された平面図データから閉領域と各閉領域間の
位置情報とを検出すると共に、検出された閉領域の属性
を検出し、検出された閉領域の属性に基づいて同じ属性
の閉領域をグループ化し、前記検出された閉領域のデータに基づいて前記分類され
た断面図データを分割し、分割された断面図データに基
づいて閉領域を立体化すると共に、前記立体化された閉
領域以外の閉領域であって前記立体化された閉領域と同
じグループに属する閉領域を前記立体化された閉領域と
同じ方法で立体化し、前記検出された各閉領域間の位置情報に基づいて、前記
立体化された各閉領域を組み合わせることによりソリッ
ドモデルを合成する、ソリッドモデル合成方法。
【請求項６】前記検出された閉領域のデータに基づい
て前記分類された断面図データを分割し、前記分割された断面図データに基づいて閉領域を立体化
し、前記立体化された閉領域以外の閉領域であって前記立体
化された閉領域と同じグループに属する閉領域を前記立
体化された閉領域と同じ方法で立体化し、前記立体化されない閉領域については、この閉領域の周
囲の閉領域の立体化方法で立体化する、ことを特徴とする請求項５記載のソリッドモデル合成方
法。
【請求項７】平面図の線分又は曲線の接続情報に基づ
いて平面図上の閉領域を検出すると共に、検出された各
閉領域間の位置情報を求め、前記検出された閉領域の外周の長さと閉領域の面積と閉
領域に中心軸が存在するか否かのデータから構成される
閉領域の属性を検出し、前記検出された各閉領域の属性に基づいて同じ属性の閉
領域をグループ化する、ことを特徴とする請求項５または６のいずれか１項記載
のソリッドモデル合成方法。
【請求項８】前記検出された閉領域間の位置情報に基
づいて、前記立体化された各閉領域を配置し、前記配置された各閉領域を集合演算によりソリッドモデ
ルとして合成する、ことを特徴とする請求項５ないし請求項７記載のいずれ
か１項に記載のソリッドモデル合成方法。