JPH10307935A - ３次元モデルの生成方法、および、３次元モデルの干渉検査方法 - Google Patents
３次元モデルの生成方法、および、３次元モデルの干渉検査方法Info
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- JPH10307935A JPH10307935A JP9119368A JP11936897A JPH10307935A JP H10307935 A JPH10307935 A JP H10307935A JP 9119368 A JP9119368 A JP 9119368A JP 11936897 A JP11936897 A JP 11936897A JP H10307935 A JPH10307935 A JP H10307935A
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- generating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】移動する３次元モデルの干渉検査を少ない処理
量で実現する。 【解決手段】移動する３次元モデルを移動経路に沿って
押し出した３次元モデルを生成する（２０１）。そし
て、押し出して生成した３次元モデルと、他の物体との
干渉を検査し、干渉する場合には、移動する３次元モデ
ルの移動中に干渉が生じると判定する（２０２）
量で実現する。 【解決手段】移動する３次元モデルを移動経路に沿って
押し出した３次元モデルを生成する（２０１）。そし
て、押し出して生成した３次元モデルと、他の物体との
干渉を検査し、干渉する場合には、移動する３次元モデ
ルの移動中に干渉が生じると判定する（２０２）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、計算機を利用して
行われるコンピュータグラフィクス、ＣＡＤ（計算機支
援設計）、ＣＡＭ（計算機支援製造）などにおいて、３
次元モデルを生成する技術に関するものである。
行われるコンピュータグラフィクス、ＣＡＤ（計算機支
援設計）、ＣＡＭ（計算機支援製造）などにおいて、３
次元モデルを生成する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、生成した３次元モデルを仮想的な
３次元空間中において移動させる技術が知られている。
この技術は、テレビや映画などの映像メディアの作成
や、設計時に製品の機能を検討するＣＡＭ（計算機支援
製造）に広く応用されている。
３次元空間中において移動させる技術が知られている。
この技術は、テレビや映画などの映像メディアの作成
や、設計時に製品の機能を検討するＣＡＭ（計算機支援
製造）に広く応用されている。
【０００３】また、主にＣＡＭ（計算機支援製造）の分
野においては、このような３次元モデルを移動させる技
術が移動する３次元モデルの干渉検査にも利用されてい
る。
野においては、このような３次元モデルを移動させる技
術が移動する３次元モデルの干渉検査にも利用されてい
る。
【０００４】移動する３次元モデルの干渉検査は、移動
する３次元モデルが、移動中に他のモデルと干渉するか
否かを検査するものであり、電子計算機上の処理として
移動する３次元モデルを設定した移動経路上で少しづつ
移動しながら、移動の度に他の３次元モデルとの干渉を
検査することにより実現される。干渉は、干渉を調べる
３次元モデルのブール演算の積が存在するかどうかで判
断することができる。すなわち、ブール演算の積が存在
した場合には、移動する３次元モデルと他の３次元モデ
ルが、同時に同じ空間に部分的にもしくは全体的に存在
していることになるので、相互に干渉していると判断す
ることができる。
する３次元モデルが、移動中に他のモデルと干渉するか
否かを検査するものであり、電子計算機上の処理として
移動する３次元モデルを設定した移動経路上で少しづつ
移動しながら、移動の度に他の３次元モデルとの干渉を
検査することにより実現される。干渉は、干渉を調べる
３次元モデルのブール演算の積が存在するかどうかで判
断することができる。すなわち、ブール演算の積が存在
した場合には、移動する３次元モデルと他の３次元モデ
ルが、同時に同じ空間に部分的にもしくは全体的に存在
していることになるので、相互に干渉していると判断す
ることができる。
【０００５】また、３次元モデルのモデリングの技術と
して、「押し出し操作(EXTRUDE)」と呼ばれる技術が知
られている。
して、「押し出し操作(EXTRUDE)」と呼ばれる技術が知
られている。
【０００６】この技術は、図９に示すように、２次元モ
デルａ１を作成し、そしてその面をある方向に押し出し
て３次元モデルａ２を作成するものであり、ちょうど歯
磨きのチューブから練り歯磨き粉を押し出すような操作
であることより「押し出し操作(EXTRUDE)」と呼ばれて
いる。チューブの口にあたる底面ａ１の形が変われば押
し出し面（３次元モデルａ２では円筒面がこれにあた
る）の形が変わることになる。
デルａ１を作成し、そしてその面をある方向に押し出し
て３次元モデルａ２を作成するものであり、ちょうど歯
磨きのチューブから練り歯磨き粉を押し出すような操作
であることより「押し出し操作(EXTRUDE)」と呼ばれて
いる。チューブの口にあたる底面ａ１の形が変われば押
し出し面（３次元モデルａ２では円筒面がこれにあた
る）の形が変わることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述した移動する３次
元モデルの干渉検査の技術には、計算量が膨大になって
しまうという問題があった。干渉検査する回数、すなわ
ち、ブール演算を行う回数は式（１）のようになる。
元モデルの干渉検査の技術には、計算量が膨大になって
しまうという問題があった。干渉検査する回数、すなわ
ち、ブール演算を行う回数は式（１）のようになる。
【０００８】N = M × L ／ D (1) N : 干渉を検査する回数 M : 他のモデルの個数 L : 移動経路の道のり D : 干渉を検査する間隔（少しづつ移動させる間隔） × : 整数の積算演算子 ／ : 整数の除算演算子 なお、式(1)で他のモデルの数Mは時間経過とともに増減
する場合もある。また、検査の間隔Ｄは移動するモデル
の速度や移動経路の曲率などによって変化することもあ
る。
する場合もある。また、検査の間隔Ｄは移動するモデル
の速度や移動経路の曲率などによって変化することもあ
る。
【０００９】式(１)からわかるように、他のモデルの数
Ｍが多い場合や移動経路Ｌが長い場合、そして検査間隔
Ｄが狭い場合は干渉を調べる回数Ｎが非常に多くなり、
実用的な計算処理速度を得られない。逆に干渉を検査す
る回数Ｎを少なくするために検査間隔Ｄを大きくすると
正しい干渉検査結果が得られない場合がある。
Ｍが多い場合や移動経路Ｌが長い場合、そして検査間隔
Ｄが狭い場合は干渉を調べる回数Ｎが非常に多くなり、
実用的な計算処理速度を得られない。逆に干渉を検査す
る回数Ｎを少なくするために検査間隔Ｄを大きくすると
正しい干渉検査結果が得られない場合がある。
【００１０】たとえば、図１０に示す処理手順で、溶接
トーチの干渉検査を行う場合、図１１に示すように、ま
ず、設定した溶接トーチの３次元モデル１の移動経路上
の点３で、３次元モデル１と他の３次元モデルとの干渉
を調べた後、３次元モデル１を移動経路２に沿って並進
および回転して移動経路２上の点４に移動し、そこでま
た３次元モデル１と他の３次元モデルとの干渉を調べる
といったように、溶接トーチの３次元モデル１を移動経
路２の開始点から終了点まで移動しながら離散的に他の
３次元モデル（例えば溶接部材、部材を固定するジグ、
など）との干渉を検査することになる。
トーチの干渉検査を行う場合、図１１に示すように、ま
ず、設定した溶接トーチの３次元モデル１の移動経路上
の点３で、３次元モデル１と他の３次元モデルとの干渉
を調べた後、３次元モデル１を移動経路２に沿って並進
および回転して移動経路２上の点４に移動し、そこでま
た３次元モデル１と他の３次元モデルとの干渉を調べる
といったように、溶接トーチの３次元モデル１を移動経
路２の開始点から終了点まで移動しながら離散的に他の
３次元モデル（例えば溶接部材、部材を固定するジグ、
など）との干渉を検査することになる。
【００１１】この場合、図１１から理解されるように、
他の３次元モデルが多い場合や移動経路２が長い場合、
そして干渉検査の間隔（点３と点４の間）が狭い場合は
干渉を調べる回数が非常に多くなり、実用的な計算処理
速度を得られないことになる。一方、移動経路２上で干
渉検査する間隔（点３と点４の間）を大きくすると、例
えば点３と点４の間に他のモデルが入り込んでいる場合
には、この入り込んだ他の３次元モデルと３次元モデル
１との干渉を見逃してしまうことになる。
他の３次元モデルが多い場合や移動経路２が長い場合、
そして干渉検査の間隔（点３と点４の間）が狭い場合は
干渉を調べる回数が非常に多くなり、実用的な計算処理
速度を得られないことになる。一方、移動経路２上で干
渉検査する間隔（点３と点４の間）を大きくすると、例
えば点３と点４の間に他のモデルが入り込んでいる場合
には、この入り込んだ他の３次元モデルと３次元モデル
１との干渉を見逃してしまうことになる。
【００１２】従来は、このような問題に対して、試行錯
誤的に、モデルが多い場所は干渉検査の間隔を細かく、
モデルが比較的少ない場所は干渉検査の間隔を広くする
ように設定するなどして対処することが多かった。
誤的に、モデルが多い場所は干渉検査の間隔を細かく、
モデルが比較的少ない場所は干渉検査の間隔を広くする
ように設定するなどして対処することが多かった。
【００１３】そこで、本発明は、移動する３次元モデル
の干渉検査を、より少ない処理量で確実に実現するため
などに利用できる、新たな３次元モデルの生成方法を提
供することを課題とする。
の干渉検査を、より少ない処理量で確実に実現するため
などに利用できる、新たな３次元モデルの生成方法を提
供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記課題達成のために、
本発明は、コンピュータにより３次元モデルを生成する
方法であって、予め定められた設定に従って３次元モデ
ルを移動させた場合に、前記３次元モデルが通ることに
なる空間を求めるステップと、求めた空間を、内部の空
間とする新たな３次元モデルを生成するステップとを有
することを特徴とする３次元モデルの生成方法を提供す
る。
本発明は、コンピュータにより３次元モデルを生成する
方法であって、予め定められた設定に従って３次元モデ
ルを移動させた場合に、前記３次元モデルが通ることに
なる空間を求めるステップと、求めた空間を、内部の空
間とする新たな３次元モデルを生成するステップとを有
することを特徴とする３次元モデルの生成方法を提供す
る。
【００１５】このような３次元モデルの生成方法によれ
ば、３次元モデルが移動中に通る空間の全てを、空間的
に占める３次元モデルを生成することができる。そし
て、移動する３次元モデルの干渉検査は、このようにし
て生成した３次元モデルと他の３次元モデルの干渉を検
査すれば足り、従来のように繰り返し干渉検査を行う必
要はない。
ば、３次元モデルが移動中に通る空間の全てを、空間的
に占める３次元モデルを生成することができる。そし
て、移動する３次元モデルの干渉検査は、このようにし
て生成した３次元モデルと他の３次元モデルの干渉を検
査すれば足り、従来のように繰り返し干渉検査を行う必
要はない。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る３次元モデル
生成方法の実施形態を、移動する３次元モデルの干渉検
査への応用を例にとり説明する。
生成方法の実施形態を、移動する３次元モデルの干渉検
査への応用を例にとり説明する。
【００１７】本実施形態は、たとえば、図１に示したよ
うな構成を有する電子計算機上に具現化される。
うな構成を有する電子計算機上に具現化される。
【００１８】図中、１０1はＣＰＵ、１０２は主記憶、
１０３はハードディスクドライブやＣＤ−ＲＯＭドライ
ブなどの二次記憶装置、１０4は入力装置、１０5は表示
装置などの出力装置である。移動３次元モデルの干渉検
査を電子計算機に実行させる移動３次元モデルの干渉検
査プログラムは、図中、１０6で示したＣＤ−ＲＯＭな
ど記憶媒体などを介して供給され、主記憶１０２に読み
込まれＣＰＵによって実行される。もしくは、ＣＤ−Ｒ
ＯＭなど記憶媒体から、ハードディスクドライブ１０３
などの他の二次記憶装置１０３にインストールされた
後、主記憶１０２に読み込まれＣＰＵ１０１によって実
行される。また、二次記憶装置１０３には、干渉検査プ
ログラムの処理に必要な、移動する３次元モデルや移動
経路や他の３次元モデルのデータなどが格納されてお
り、処理中に必要い応じて、主記憶１０２を介してＣＰ
Ｕ１０１に読み出され処理される。
１０３はハードディスクドライブやＣＤ−ＲＯＭドライ
ブなどの二次記憶装置、１０4は入力装置、１０5は表示
装置などの出力装置である。移動３次元モデルの干渉検
査を電子計算機に実行させる移動３次元モデルの干渉検
査プログラムは、図中、１０6で示したＣＤ−ＲＯＭな
ど記憶媒体などを介して供給され、主記憶１０２に読み
込まれＣＰＵによって実行される。もしくは、ＣＤ−Ｒ
ＯＭなど記憶媒体から、ハードディスクドライブ１０３
などの他の二次記憶装置１０３にインストールされた
後、主記憶１０２に読み込まれＣＰＵ１０１によって実
行される。また、二次記憶装置１０３には、干渉検査プ
ログラムの処理に必要な、移動する３次元モデルや移動
経路や他の３次元モデルのデータなどが格納されてお
り、処理中に必要い応じて、主記憶１０２を介してＣＰ
Ｕ１０１に読み出され処理される。
【００１９】図２に、本実施形態に係る移動３次元モデ
ルの干渉検査プログラムの処理手順を示す。
ルの干渉検査プログラムの処理手順を示す。
【００２０】図示するように、この処理では、まず、移
動する３次元モデルを、設定された移動経路６に沿って
移動開始点から移動終了点まで押し出して新たな３次元
モデル５を作成する（ステップ２０１）。この処理の詳
細については後述する。この処理によって、図１１に示
した溶接トーチの３次元モデル１を、図３においては移
動経路６に沿って押し出し、３次元モデル５を得ること
ができる。
動する３次元モデルを、設定された移動経路６に沿って
移動開始点から移動終了点まで押し出して新たな３次元
モデル５を作成する（ステップ２０１）。この処理の詳
細については後述する。この処理によって、図１１に示
した溶接トーチの３次元モデル１を、図３においては移
動経路６に沿って押し出し、３次元モデル５を得ること
ができる。
【００２１】このようにして、３次元モデルを押し出し
た３次元モデルと、他の３次元モデルとの干渉を調べる
（ステップ２０２）。干渉は前述したように、プール演
算の積を求めることにより調べることができる。また、
押し出して得た３次元モデル５と他の３次元モデルの間
に、干渉があれば３次元モデル１の移動経路６に沿った
移動中に他の３次元モデルと干渉すると判断することが
できる。
た３次元モデルと、他の３次元モデルとの干渉を調べる
（ステップ２０２）。干渉は前述したように、プール演
算の積を求めることにより調べることができる。また、
押し出して得た３次元モデル５と他の３次元モデルの間
に、干渉があれば３次元モデル１の移動経路６に沿った
移動中に他の３次元モデルと干渉すると判断することが
できる。
【００２２】なお、３次元モデルの移動経路に沿った移
動には、移動経路に沿って位置のみを変化させる並進移
動の他、位置の変化に伴い姿勢を回転させる移動もあ
る。また、位置の変化に伴う姿勢の回転には移動経路に
よって回転の内容が定まる場合の他、別途回転の内容を
定める場合もある。
動には、移動経路に沿って位置のみを変化させる並進移
動の他、位置の変化に伴い姿勢を回転させる移動もあ
る。また、位置の変化に伴う姿勢の回転には移動経路に
よって回転の内容が定まる場合の他、別途回転の内容を
定める場合もある。
【００２３】ここで、図３に示したように、ステップ２
０１の結果得られる３次元モデル５の押し出し面７は、
３次元モデル５が並進および回転することで作られる面
であるため、その面は自由曲面になる。そこで、この自
由曲面は、周知の、曲面を複数の多角形の集まりとして
近似する方法や、Bezier 曲面 と呼ばれる自由曲線の表
現形式やNURBS(Non-Uniform Rational B-Spline) 曲面
と呼ばれる自由曲線の表現形式を利用して曲面を近似す
る方法によって表現するようにする。これらのうち、ど
の方法を採用するかは、干渉検査の精度と処理速度の整
合がとれるよう、押し出す３次元モデルの形状と移動経
路に応じて適宜選択するようにするのがよい。図７中の
格子は、NURBS曲面によって自由曲面を近似しているよ
うすを表している。
０１の結果得られる３次元モデル５の押し出し面７は、
３次元モデル５が並進および回転することで作られる面
であるため、その面は自由曲面になる。そこで、この自
由曲面は、周知の、曲面を複数の多角形の集まりとして
近似する方法や、Bezier 曲面 と呼ばれる自由曲線の表
現形式やNURBS(Non-Uniform Rational B-Spline) 曲面
と呼ばれる自由曲線の表現形式を利用して曲面を近似す
る方法によって表現するようにする。これらのうち、ど
の方法を採用するかは、干渉検査の精度と処理速度の整
合がとれるよう、押し出す３次元モデルの形状と移動経
路に応じて適宜選択するようにするのがよい。図７中の
格子は、NURBS曲面によって自由曲面を近似しているよ
うすを表している。
【００２４】以上に示した本実施形態に係る干渉検査方
法によれば、干渉を繰り返し調べる必要がなく、また、
３次元モデルの移動を連続体としてモデル化するために
干渉検査の検査漏れが生じることが少ない。また、ステ
ップ２０１のような３次元モデルの生成方法は、干渉検
査の他、ユニークな３次元モデルの生成を可能とするも
のである。
法によれば、干渉を繰り返し調べる必要がなく、また、
３次元モデルの移動を連続体としてモデル化するために
干渉検査の検査漏れが生じることが少ない。また、ステ
ップ２０１のような３次元モデルの生成方法は、干渉検
査の他、ユニークな３次元モデルの生成を可能とするも
のである。
【００２５】以下、図２のステップ２０１の３次元モデ
ルを押し出して、新たな３次元モデルを生成する処理の
詳細について説明する。
ルを押し出して、新たな３次元モデルを生成する処理の
詳細について説明する。
【００２６】図４に、この処理の処理手順を示す。
【００２７】この処理では、まず、移動経路上に適当な
間隔で平面を設置する（ステップ４０１）。移動経路上
のある点に平面を設置するとき、その点における移動経
路の接線ベクトルを算出し、それが設置する平面の法線
ベクトルとなるようにする。平面は、例えば他のモデル
が多い場所や移動するモデルが大きく姿勢変化する場所
では細かい間隔で設置する。
間隔で平面を設置する（ステップ４０１）。移動経路上
のある点に平面を設置するとき、その点における移動経
路の接線ベクトルを算出し、それが設置する平面の法線
ベクトルとなるようにする。平面は、例えば他のモデル
が多い場所や移動するモデルが大きく姿勢変化する場所
では細かい間隔で設置する。
【００２８】次に、移動する３次元モデルを移動経路に
沿って適当な距離で少しづつ移動させる（ステップ４０
２）。移動する３次元モデルは、例えば他のモデルが多
い場所や移動する３次元モデルが大きく姿勢変化する場
所では少しづつ移動する。そして移動する毎に、設置し
た平面との干渉検査を行い、ブール演算の積で、移動す
る３次元モデルを各平面が交差する交差断面を得る（ス
テップ４０３）、また、新たに交差断面が求まった平面
については、その平面について前回の３次元モデルの移
動時に本ステップで求めた交差断面と今回の交差断面で
ブール演算の和をとって新たな交差断面とする。
沿って適当な距離で少しづつ移動させる（ステップ４０
２）。移動する３次元モデルは、例えば他のモデルが多
い場所や移動する３次元モデルが大きく姿勢変化する場
所では少しづつ移動する。そして移動する毎に、設置し
た平面との干渉検査を行い、ブール演算の積で、移動す
る３次元モデルを各平面が交差する交差断面を得る（ス
テップ４０３）、また、新たに交差断面が求まった平面
については、その平面について前回の３次元モデルの移
動時に本ステップで求めた交差断面と今回の交差断面で
ブール演算の和をとって新たな交差断面とする。
【００２９】そして、このようなステップ４０２、４０
３の処理を処移動開始点から移動終了点まで、移動する
３次元モデルが移動するまで行う（ステップ４０４）。
この結果、各平面上に得られた交差断面は、移動する３
次元モデルが移動した跡となる。
３の処理を処移動開始点から移動終了点まで、移動する
３次元モデルが移動するまで行う（ステップ４０４）。
この結果、各平面上に得られた交差断面は、移動する３
次元モデルが移動した跡となる。
【００３０】そこで、各平面の交差断面の輪郭線を適当
な間隔で区切って点を設定し（ステップ４０５）、各点
が得ようとする３次元モデルの表面上の点であるとし
て、点同士を結び、全体として、移動する３次元モデル
を押し出した３次元モデルを得る（ステップ４０６）。
このような表面上の座標点の集合から３次元モデルを生
成する手法には様々なものが知られているが、ここで
は、選択した、曲面を近似する方法に応じた方法で点同
士を結びつけるようにする。このようにして得られた３
次元モデルは、移動する３次元モデルの移動を連続体と
して近似的にモデル化したものとなる。
な間隔で区切って点を設定し（ステップ４０５）、各点
が得ようとする３次元モデルの表面上の点であるとし
て、点同士を結び、全体として、移動する３次元モデル
を押し出した３次元モデルを得る（ステップ４０６）。
このような表面上の座標点の集合から３次元モデルを生
成する手法には様々なものが知られているが、ここで
は、選択した、曲面を近似する方法に応じた方法で点同
士を結びつけるようにする。このようにして得られた３
次元モデルは、移動する３次元モデルの移動を連続体と
して近似的にモデル化したものとなる。
【００３１】なお、以上の処理において、このモデル化
の形状精度を上げるためには、モデルの移動間隔を狭め
るか、平面の設定間隔を狭めるか、交差断面の稜線を区
切る間隔を狭めるかすればよい。
の形状精度を上げるためには、モデルの移動間隔を狭め
るか、平面の設定間隔を狭めるか、交差断面の稜線を区
切る間隔を狭めるかすればよい。
【００３２】次に、図２のステップ２０１の３次元モデ
ルを押し出して、新たな３次元モデルを生成する処理の
他の例について説明する。
ルを押し出して、新たな３次元モデルを生成する処理の
他の例について説明する。
【００３３】図５に、この処理の処理手順を示す。
【００３４】この処理では、まず、移動する３次元モデ
ルの表面を多角形の集合からなる多面体に近似する。例
えば移動する３次元モデルが球体である場合は正２４面
体に近似する。ここで、移動する３次元モデルの複雑な
部分は小さな多角形を用いて近似する（ステップ５０
１）。
ルの表面を多角形の集合からなる多面体に近似する。例
えば移動する３次元モデルが球体である場合は正２４面
体に近似する。ここで、移動する３次元モデルの複雑な
部分は小さな多角形を用いて近似する（ステップ５０
１）。
【００３５】次に、移動する３次元モデルを近似した多
面体を、設定した移動軌跡に沿って移動したとき、多面
体の各頂点が移動軌跡をとるか計算し（ステップ５０
２）、計算した各々の移動軌跡を適当な間隔で区切って
点を設定する（ステップ５０３）。
面体を、設定した移動軌跡に沿って移動したとき、多面
体の各頂点が移動軌跡をとるか計算し（ステップ５０
２）、計算した各々の移動軌跡を適当な間隔で区切って
点を設定する（ステップ５０３）。
【００３６】そして、最後に各点が得ようとする３次元
モデルの表面上の点であるとして、点同士を結び、全体
として、移動する３次元モデルを押し出した３次元モデ
ルを得る（ステップ５０４）。
モデルの表面上の点であるとして、点同士を結び、全体
として、移動する３次元モデルを押し出した３次元モデ
ルを得る（ステップ５０４）。
【００３７】モデルの形状精度を上げるためには、移動
する３次元モデルを近似する多面体を構成する多角形を
小さくするか、多面体の頂点の移動軌跡を区切る間隔を
狭めるかすればよい。
する３次元モデルを近似する多面体を構成する多角形を
小さくするか、多面体の頂点の移動軌跡を区切る間隔を
狭めるかすればよい。
【００３８】次に、図２のステップ２０１の３次元モデ
ルを押し出して、新たな３次元モデルを生成する処理
の、さらに他の例について説明する。
ルを押し出して、新たな３次元モデルを生成する処理
の、さらに他の例について説明する。
【００３９】この処理の処理手順を図６に示す。
【００４０】まず検討する全ての３次元モデルを包含す
る大きな３次元モデルを設定する（ステップ６０１）。
例えば、干渉を検討する３次元モデルが１００個あれば
その１００個を中に含む直方体の３次元モデルを設定す
る。そして移動する３次元モデルを移動経路に沿って適
当な距離で少しづつ移動させる（ステップ６０２）。移
動する３次元モデルは、例えば他の３次元モデルが多い
場所や、移動する３次元モデルが大きく姿勢変化する場
所では少しづつ移動するのがよい。そして、移動する毎
に、設定した大きな３次元モデルを、大きな３次元モデ
ルから移動する３次元モデルを差し引くブール演算を行
って得た３次元モデルに更新する（ステップ６０３）。
る大きな３次元モデルを設定する（ステップ６０１）。
例えば、干渉を検討する３次元モデルが１００個あれば
その１００個を中に含む直方体の３次元モデルを設定す
る。そして移動する３次元モデルを移動経路に沿って適
当な距離で少しづつ移動させる（ステップ６０２）。移
動する３次元モデルは、例えば他の３次元モデルが多い
場所や、移動する３次元モデルが大きく姿勢変化する場
所では少しづつ移動するのがよい。そして、移動する毎
に、設定した大きな３次元モデルを、大きな３次元モデ
ルから移動する３次元モデルを差し引くブール演算を行
って得た３次元モデルに更新する（ステップ６０３）。
【００４１】この処理を移動開始点から移動終了点まで
行うと（ステップ６０４）、最初に設置した大きな３次
元モデルに移動する３次元モデルが通った穴ができる。
そこで、最後に、最初に設置した大きな３次元モデルか
ら、移動する３次元モデルが通った穴ができた大きな３
次元モデルを差し引くブール演算を行い、移動する３次
元モデルを押し出した３次元モデルを得る（ステップ６
０５）。押し出した３次元モデルの精度を上げるために
は、モデルの移動間隔を狭めればよい。
行うと（ステップ６０４）、最初に設置した大きな３次
元モデルに移動する３次元モデルが通った穴ができる。
そこで、最後に、最初に設置した大きな３次元モデルか
ら、移動する３次元モデルが通った穴ができた大きな３
次元モデルを差し引くブール演算を行い、移動する３次
元モデルを押し出した３次元モデルを得る（ステップ６
０５）。押し出した３次元モデルの精度を上げるために
は、モデルの移動間隔を狭めればよい。
【００４２】次に、図２のステップ２０１の３次元モデ
ルを押し出して、新たな３次元モデルを生成する処理
の、さらに他の例について説明する。
ルを押し出して、新たな３次元モデルを生成する処理
の、さらに他の例について説明する。
【００４３】この処理の処理手順を図７に示す。
【００４４】この処理は、移動経路が直線であり、か
つ、移動に、移動する３次元モデルの回転移動を含まな
い場合に適用できる処理である。
つ、移動に、移動する３次元モデルの回転移動を含まな
い場合に適用できる処理である。
【００４５】この処理の各手順を、図８を参照しながら
説明する。
説明する。
【００４６】この処理ではまず、移動経路が直線であ
り、かつ、移動する３次元モデルの回転移動を含まない
かを調べ（ステップ７０１）る。そして、移動経路が直
線であり、かつ、移動する３次元モデルの回転移動を含
まなければ、以下の処理を行う。
り、かつ、移動する３次元モデルの回転移動を含まない
かを調べ（ステップ７０１）る。そして、移動経路が直
線であり、かつ、移動する３次元モデルの回転移動を含
まなければ、以下の処理を行う。
【００４７】すなわち、移動する３次元モデル８０１
の、移動開始点８０５において移動方向を法線ベクトル
とする平面８０６を設定し、その平面に対して移動前の
３次元モデルの正射影を求める（ステップ７０２）。そ
して、この正射影によって得られる２次元モデルを移動
方向と逆方向に、適当な高さまで押し出した３次元モデ
ルを作成し、これと移動前の３次元モデルとブール演算
の差を求めることで、正射影を底面として３次元モデル
を境界に持つ新たな３次元モデルを作成し、これと移動
前の３次元モデルのブール演算の和によって３次元モデ
ル８０３を作成する。次に、移動開始点８０５の平面８
０６上に正射影によって作成した２次元モデルを、移動
終了点まで押し出して新たな３次元モデル８０４を作成
する（ステップ７０４）。
の、移動開始点８０５において移動方向を法線ベクトル
とする平面８０６を設定し、その平面に対して移動前の
３次元モデルの正射影を求める（ステップ７０２）。そ
して、この正射影によって得られる２次元モデルを移動
方向と逆方向に、適当な高さまで押し出した３次元モデ
ルを作成し、これと移動前の３次元モデルとブール演算
の差を求めることで、正射影を底面として３次元モデル
を境界に持つ新たな３次元モデルを作成し、これと移動
前の３次元モデルのブール演算の和によって３次元モデ
ル８０３を作成する。次に、移動開始点８０５の平面８
０６上に正射影によって作成した２次元モデルを、移動
終了点まで押し出して新たな３次元モデル８０４を作成
する（ステップ７０４）。
【００４８】そして、移動開始点と同様に、移動終了点
において押し出し方向を法線ベクトルとする平面８10を
設定し、その平面に対して移動前の３次元モデルの正射
影を求め、この正射影によって得られる２次元モデルを
移動方向に、適当な高さまで押し出した３次元モデルを
作成し、これと移動後の３次元モデルとブール演算の差
を求めることで、正射影を底面として３次元モデルを境
界に持つ新たな３次元モデルを作成し、これと移動後の
３次元モデルのブール演算の和によって３次元モデル８
１１を作成する（ステップ７０５）。
において押し出し方向を法線ベクトルとする平面８10を
設定し、その平面に対して移動前の３次元モデルの正射
影を求め、この正射影によって得られる２次元モデルを
移動方向に、適当な高さまで押し出した３次元モデルを
作成し、これと移動後の３次元モデルとブール演算の差
を求めることで、正射影を底面として３次元モデルを境
界に持つ新たな３次元モデルを作成し、これと移動後の
３次元モデルのブール演算の和によって３次元モデル８
１１を作成する（ステップ７０５）。
【００４９】そして、最後に３次元モデルＡ，Ｂ，Ｃの
ブール演算の和によって、移動する３次元モデルを押し
出した３次元モデルを得る（ステップ７０６）。
ブール演算の和によって、移動する３次元モデルを押し
出した３次元モデルを得る（ステップ７０６）。
【００５０】以上説明してきた本発明の実施形態によれ
ば、３次元モデルの押し出しによる３次元モデルの生成
という、ユニークな３次元モデルの生成手法を提供する
ことができる。
ば、３次元モデルの押し出しによる３次元モデルの生成
という、ユニークな３次元モデルの生成手法を提供する
ことができる。
【００５１】また、これを干渉検査に応用した場合に
は、移動する３次元モデルの干渉検査を、より少ない処
理量で実現できる。また、モデルの移動を連続体として
モデル化して干渉を調べるため、より確かな検査結果を
得ることができる。このため、たとえば、例えば製造業
におけるＣＡＤ（計算機支援設計）を利用した製品設計
において、歯車や移動台車が他の部品と干渉するか検査
しつつ取り付け位置を設計する作業を高速にかつ確実に
行うことができる。また、ＣＡＭ（計算機支援製造）を
利用して加工機やロボットの運動経路を計算するとき、
設定した経路で周囲と干渉なく移動できるかを高速にか
つ確実に行うことができる。
は、移動する３次元モデルの干渉検査を、より少ない処
理量で実現できる。また、モデルの移動を連続体として
モデル化して干渉を調べるため、より確かな検査結果を
得ることができる。このため、たとえば、例えば製造業
におけるＣＡＤ（計算機支援設計）を利用した製品設計
において、歯車や移動台車が他の部品と干渉するか検査
しつつ取り付け位置を設計する作業を高速にかつ確実に
行うことができる。また、ＣＡＭ（計算機支援製造）を
利用して加工機やロボットの運動経路を計算するとき、
設定した経路で周囲と干渉なく移動できるかを高速にか
つ確実に行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、移動す
る３次元モデルの干渉検査を、より少ない処理量で確実
に実現するためなどに利用できる、新たな３次元モデル
の生成方法を提供することができる。
る３次元モデルの干渉検査を、より少ない処理量で確実
に実現するためなどに利用できる、新たな３次元モデル
の生成方法を提供することができる。
【図１】移動する３次元モデルの干渉検査に用いる電子
計算機の構成を表したブロック図である。
計算機の構成を表したブロック図である。
【図２】移動する３次元モデルの干渉検査の処理手順を
表したフローチャートである。
表したフローチャートである。
【図３】３次元モデルを押し出して生成した３次元モデ
ルを表す図である。
ルを表す図である。
【図４】３次元モデルを押し出して３次元モデルを生成
する処理の処理手順を表したフローチャートである。
する処理の処理手順を表したフローチャートである。
【図５】３次元モデルを押し出して３次元モデルを生成
する処理の処理手順を表したフローチャートである。
する処理の処理手順を表したフローチャートである。
【図６】３次元モデルを押し出して３次元モデルを生成
する処理の処理手順を表したフローチャートである。
する処理の処理手順を表したフローチャートである。
【図７】３次元モデルを押し出して３次元モデルを生成
する処理の処理手順を表したフローチャートである。
する処理の処理手順を表したフローチャートである。
【図８】３次元モデルを押し出して３次元モデルを生成
するようすを表した図である。
するようすを表した図である。
【図９】従来の２次元モデルを押し出して３次元モデル
を生成する処理のようすを表した図である。
を生成する処理のようすを表した図である。
【図１０】従来の、移動する３次元モデルの干渉検査の
処理手順を表したフローチャートである。
処理手順を表したフローチャートである。
【図１１】従来の移動する３次元モデルの干渉検査処理
のようすを表した図である。
のようすを表した図である。
１０1 ＣＰＵ １０２ 主記憶 １０３ 二次記憶装置 １０4 入力装置 １０5 出力装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 秀明 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内
Claims (8)
- 【請求項１】コンピュータにより３次元モデルを生成す
る方法であって、 予め定められた設定に従って３次元モデルを移動させた
場合に、前記３次元モデルが通ることになる空間を求め
るステップと、 求めた空間を、内部の空間とする新たな３次元モデルを
生成するステップとを有することを特徴とする３次元モ
デルの生成方法。 - 【請求項２】コンピュータにより、移動経路に沿った３
次元モデルの移動をモデル化した３次元モデルを生成す
る３次元モデルの生成方法であって、 ３次元モデルを前記移動経路に沿って移動させた場合
に、前記３次元モデルが通ることになる空間を求めるス
テップと、 求めた空間を、内部の空間とする新たな３次元モデルを
生成するステップとを有することを特徴とする３次元モ
デルの生成方法。 - 【請求項３】請求項１または２記載の３次元モデルの生
成方法であって、 前記新たな３次元モデルを、Bezier曲面またはNon Uni
form Rational B-Spline 曲面を用いて表現しているこ
とを特徴とする３次元モデルの生成方法。 - 【請求項４】コンピュータにより、移動経路に沿って移
動する３次元モデルと他の３次元モデルとの干渉検査を
行う方法であって、 ３次元モデルを前記移動経路に沿って移動させた場合
に、前記３次元モデルが通ることになる空間を求めるス
テップと、 求めた空間を、内部の空間とする新たな３次元モデルを
生成するステップと、 前記生成した新たな３次元モデルと、前記他の３次元モ
デルとの干渉を検査するステップとを有することを特徴
とする３次元モデルの生成方法。 - 【請求項５】予め定められた設定に従って３次元モデル
を移動させた場合に、前記３次元モデルが通ることにな
る空間を求めるステップと、 求めた空間を、内部の空間とする新たな３次元モデルを
生成するステップとを、コンピュータに実行させるプロ
グラムを記憶したコンピュータ読みとり可能な記憶媒
体。 - 【請求項６】コンピュータに、移動経路に沿った３次元
モデルの移動をモデル化した３次元モデルを生成させる
プログラムを記憶した記憶媒体であって、 ３次元モデルを前記移動経路に沿って移動させた場合
に、前記３次元モデルが通ることになる空間を求めるス
テップと、 求めた空間を、内部の空間とする新たな３次元モデルを
生成するステップとを、コンピュータに実行させるプロ
グラムを記憶したコンピュータ読みとり可能な記憶媒
体。 - 【請求項７】コンピュータに、移動経路に沿って移動す
る３次元モデルと他の３次元モデルとの干渉検査を行わ
させるプログラムを記憶した記憶媒体であって、 ３次元モデルを前記移動経路に沿って移動させた場合
に、前記３次元モデルが通ることになる空間を求めるス
テップと、 求めた空間を、内部の空間とする新たな３次元モデルを
生成するステップと、前記生成した新たな３次元モデル
と、前記他の３次元モデルとの干渉を検査するステップ
とを、コンピュータに実行させるプログラムを記憶した
コンピュータ読みとり可能な記憶媒体。 - 【請求項８】３次元モデルを生成する３次元モデルの生
成装置であって、 予め定められた設定に従って３次元モデルを移動させた
場合に、前記３次元モデルが通ることになる空間を求め
る手段と、 求めた空間を、内部の空間とする新たな３次元モデルを
生成する手段とを有することを特徴とする３次元モデル
の生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9119368A JPH10307935A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | ３次元モデルの生成方法、および、３次元モデルの干渉検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9119368A JPH10307935A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | ３次元モデルの生成方法、および、３次元モデルの干渉検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10307935A true JPH10307935A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14759779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9119368A Pending JPH10307935A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | ３次元モデルの生成方法、および、３次元モデルの干渉検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10307935A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7027963B2 (en) | 2001-11-12 | 2006-04-11 | Fanuc Ltd | Simulation system |
| WO2008026752A1 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing method and information processing apparatus |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP9119368A patent/JPH10307935A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7027963B2 (en) | 2001-11-12 | 2006-04-11 | Fanuc Ltd | Simulation system |
| WO2008026752A1 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing method and information processing apparatus |
| JP2008059375A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Canon Inc | 情報処理方法、情報処理装置 |
| US8145460B2 (en) | 2006-08-31 | 2012-03-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing method and information processing apparatus |
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