JPH0778425B2 - ３次元データ補間方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、３次元位置測定機等により得られる３次元空
間の点群データにおける３次元データ補間方法に関す
る。

（従来の技術） ３次元位置測定機等の測定子を、その１軸を固定した状
態でモデル表面に接触させ、所定間隔で複数回走査させ
ることで、モデル形状の点群データを得ることができ
る。例えば第５図に示すようにＸ軸を固定，走査（測
定）方向をＹ軸方向とし、測定間隔ａで測定子を７回走
査して所定の補間を行なうことで、図示黒丸の点群デー
タを得ることができる。この点群データは各点が測定方
向に関しては微細な直線区間の連続として結合されてい
る（図示S₁,S₂,…,S₇）のに対し、測定方向と直交する
方向に関しては何ら結合情報が与えられていない。この
ため、測定方向と直交する方向の傾きが小さいとき（図
示θ₁,θ₂,θ₄,θ₅,θ_６）は十分な形状精度を得ること
ができるが、この傾きが大きいとき（図示θ_３）は相対
的に点群データ密度が低下してしまい（図示S₃とS₄との
間）、形状精度を悪化させるという問題がある。そこ
で、点群データ密度が低下した部分の形状精度を高める
ため、例えば第６図に示すように測定間隔をｂに狭めて
点群データを得る方法が採られて来た。

（発明が解決しようとする課題） 上述した方法では、点群データ密度が低下した部分につ
いては十分な効果があるが、それ以外の部分については
いたずらに点群データ量が増加してしまうという欠点が
あった。また、測定距離が増大するため測定時間が掛か
り過ぎるという問題もあった。

本発明は上述のような事情から成されたものであり、本
発明の目的は、種々のモデル形状に対して十分な形状精
度を表わす点群データを迅速に得ることができる３次元
データ補間方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、３次元位置測定機等により得られる３次元空
間の点群データにおける３次元データ補間方法に関する
ものであり、本発明の上記目的は、測定子をモデル表面
にて所定間隔で複数回走査させることにより得られる３
次元空間の点群データを入力し、隣合った１走査分の前
記点群データの一方の点群データの各点から他方の点群
データの各点を結ぶ線上の点との結合線をそれぞれ求
め、求めた各結合線上に仮想的な補間点群データを作成
するようにすることによって達成される。

（作用） 本発明の３次元データ補間方法は、測定間隔内に仮想的
な点群データを作成しているので、測定方向と直交する
方向に傾きの大きい部分があっても、その部分の点群デ
ータ密度の低下を防ぐと共に、測定を短時間で行なうこ
とができるものである。

（実施例） 第１図は、本発明の３次元データ補間方法を実現する装
置の一例を示すブロック図であり、操作盤１からの指令
により３次元位置測定機等で測定された点群データを入
力し、１走査分の点群データS_i（ｉ＝1,2,…）を点群デ
ータメモリ３に順次格納し、また、隣合った１走査分の
点群データS_i-1,S_iの一方の点群データの各点から他方
の点群データの順次隣り合う２点間を結ぶ直線群までの
距離が最短となるその直線群上の点を求め、これら最短
距離となる点同士を結んだ各結合線C_ik（ｋ＝1,2,…）
で成る結合情報CT_m（ｍ＝1,2,…）を求めて結合情報メ
モリ４に順次格納し、求めた結合線C_ik上に仮想的な補
間点群データDP_ijk」（ｊ＝1,2,……;k＝1,2,……）を
作成して補間点群データメモリ５に順次格納し、さら
に、作成した補間点群データDP_ijkを基に数値制御デー
タを作成して出力する処理装置２で構成されている。

このような構成において、その動作を第２図のフローチ
ャート及び第３図の点群データの一例で説明すると、操
作盤１からの指令により処理装置２で、３次元位置測定
機等で測定された点群データから１走査分の点群データ
を読込んで点群データメモリ３に格納しステップS1）、
その点群データが１本目であるか否かを確認し（ステッ
プS2）、その点群データが１本目である場合にはステッ
プS1にリターンして上述した動作を繰返す。一方、前記
判断ステップS2において、読込んだ点群データが１本目
でない場合には、前回読込んだ点群データS_i-1及び今回
読込んだ点群データS_iの一方の点群データ、例えばS_i-1
（S_i）上の点Q₃（P₃）から他方の点群データS_i（S_i-1）
までの距離が最短となる他方の点群データS_i（S_i-1）上
の点P₃′（Q₃′）を求めて結合線C_i3（C_i4）を求める動
作をすべての点について行ない、求めた各結合線C_ikで
成る結合情報CT_mを結合情報メモリ４に順次格納する
（ステップS3）。なお、形状の角部であると明らかに認
識される点（例えばP₂及びQ₂），点群データの開始点
（例えばP₁及びQ₁），終了点（例えばP₄及びQ₄）におけ
る結合線は最短距離を求めずに各点同士を結合させたも
のC_i1,C_i2,C_i5とする。そして、求めた結合線C_ik上に仮
想的な補間点群データDP_ijkを作成して補間点群データ
メモリ５に順次格納する（ステップS4）。そして、全点
群データが終了したか否かを確認し（ステップS5）、全
点群データが終了していない場合にはステップS1にリタ
ーンして上述した動作を繰返し、全点群データが終了し
た場合には、作成した補間点群データDP_ijkを基に数値
制御データを生成して出力し、全ての処理を終了する。

第４図は、第５図に示した点群データに本発明方法を適
用した場合を示す点群データであり、黒丸と黒丸とを結
ぶ破線及び黒丸と×印とを結ぶ破線が結合線を示し、各
結合線上の白丸が新たに補間された点群データを示す。
このように同一の測定による点群データであるにも拘ら
ず、形状精度の高い点群データを得ることができる。

（発明の効果） 以上のように本発明の３次元データ補間方法によれば、
種々のモデル形状に対して形状精度の高い点群データを
迅速に得ることができるので、生産性の向上を図り、加
工精度の高い製品を低コストで供給することができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の３次元データ補間方法を実現する装
置の一例を示すブロック図、第２図はその動作を説明す
るフローチャート、第３図は本発明の補間方法を説明す
る点群データの一例を示す斜視図、第４図は本発明の補
間方法が適用された点群データの一例を示す斜視図、第
５図及び第６図は従来の補間方法による点群データの一
例を示す斜視図である。 １……操作盤、２……処理装置、３……点群データメモ
リ、４……結合情報メモリ、５……補間点群データメモ
リ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定子をモデル表面にて所定間隔で複数回
   走査させることにより得られる３次元空間の点群データ
   を入力し、隣合った１走査分の前記点群データの一方の
   点群データの各点から他方の点群データの各点を結ぶ線
   上の点との結合線をそれぞれ求め、求めた各結合線上に
   仮想的な補間点群データを作成するようにしたことを特
   徴とする３次元データ補間方法。