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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024024336
(43)【公開日】2024-02-22
(54)【発明の名称】リバースエンジニアリング支援装置
(51)【国際特許分類】
G06T 17/30 20060101AFI20240215BHJP
【ＦＩ】
G06T17/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022127108
(22)【出願日】2022-08-09
(71)【出願人】
【識別番号】000129253
【氏名又は名称】株式会社キーエンス
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】末永 剛
【テーマコード（参考）】
5B080
【Ｆターム（参考）】
5B080AA19
5B080DA01
5B080DA06
5B080FA02
5B080FA08
(57)【要約】
【課題】所望の穴埋め処理を、人によるばらつきが生じることなく、短時間で行えるようにする。
【解決手段】リバースエンジニアリング支援装置１は、メッシュデータを取得するデータ取得部２９１と、取得したメッシュデータから補正基準面を抽出するためのユーザ入力を受け付ける受付部２７１ａと、ユーザ入力に基づいて、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから補正基準面を抽出する基準面抽出部２７１ｆと、抽出された補正基準面に基づいてメッシュデータを補正する補正部２７５とを備えている。
【選択図】図５
【解決手段】リバースエンジニアリング支援装置１は、メッシュデータを取得するデータ取得部２９１と、取得したメッシュデータから補正基準面を抽出するためのユーザ入力を受け付ける受付部２７１ａと、ユーザ入力に基づいて、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから補正基準面を抽出する基準面抽出部２７１ｆと、抽出された補正基準面に基づいてメッシュデータを補正する補正部２７５とを備えている。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークの形状を測定することで得られたメッシュデータをＣＡＤデータに変換して出力するリバースエンジニアリング支援装置であって、
メッシュデータを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部で取得したメッシュデータから補正基準面を抽出するためのユーザ入力を受け付ける受付部と、
前記受付部で受け付けたユーザ入力に基づいて、前記データ取得部で取得したメッシュデータから前記補正基準面を抽出する基準面抽出部と、
前記基準面抽出部により抽出された補正基準面に基づいて、前記メッシュデータを補正する補正部と、
を備えることを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
メッシュデータを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部で取得したメッシュデータから補正基準面を抽出するためのユーザ入力を受け付ける受付部と、
前記受付部で受け付けたユーザ入力に基づいて、前記データ取得部で取得したメッシュデータから前記補正基準面を抽出する基準面抽出部と、
前記基準面抽出部により抽出された補正基準面に基づいて、前記メッシュデータを補正する補正部と、
を備えることを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項2】
請求項１に記載のリバースエンジニアリング支援装置において、
前記補正部は、前記データ取得部により取得されたメッシュデータと前記補正基準面との乖離を検出し、乖離が検出された領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、前記データ取得部で取得したメッシュデータを補正することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
前記補正部は、前記データ取得部により取得されたメッシュデータと前記補正基準面との乖離を検出し、乖離が検出された領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、前記データ取得部で取得したメッシュデータを補正することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項3】
請求項２に記載のリバースエンジニアリング支援装置において、
前記補正部は、前記データ取得部により取得されたメッシュデータと前記補正基準面との距離を検出し、検出した距離が所定のしきい値以上の領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、前記データ取得部で取得したメッシュデータを補正することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
前記補正部は、前記データ取得部により取得されたメッシュデータと前記補正基準面との距離を検出し、検出した距離が所定のしきい値以上の領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、前記データ取得部で取得したメッシュデータを補正することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項4】
請求項２に記載のリバースエンジニアリング支援装置において、
前記補正部は、前記データ取得部により取得されたメッシュデータと前記補正基準面との法線変化量を検出し、検出した法線変化量が所定のしきい値以上の領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、前記データ取得部で取得したメッシュデータを補正することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
前記補正部は、前記データ取得部により取得されたメッシュデータと前記補正基準面との法線変化量を検出し、検出した法線変化量が所定のしきい値以上の領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、前記データ取得部で取得したメッシュデータを補正することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項5】
請求項１に記載のリバースエンジニアリング支援装置において、
前記受付部は、前記データ取得部により取得されたメッシュデータに含まれる不要領域の指定を受け付け、
前記補正部は、前記受付部で受け付けた不要領域に含まれ、かつ、前記データ取得部により取得されたメッシュデータと前記補正基準面との乖離が存在する領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、前記データ取得部で取得したメッシュデータを補正することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
前記受付部は、前記データ取得部により取得されたメッシュデータに含まれる不要領域の指定を受け付け、
前記補正部は、前記受付部で受け付けた不要領域に含まれ、かつ、前記データ取得部により取得されたメッシュデータと前記補正基準面との乖離が存在する領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、前記データ取得部で取得したメッシュデータを補正することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項6】
請求項５に記載のリバースエンジニアリング支援装置において、
前記受付部は、前記不要領域として穴領域または凸領域の指定を受け付け可能に構成されていることを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
前記受付部は、前記不要領域として穴領域または凸領域の指定を受け付け可能に構成されていることを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項7】
請求項５に記載のリバースエンジニアリング支援装置において、
前記補正部は、前記受付部により不要領域として受け付けた領域にメッシュデータが含まれるか否かを判定し、前記受付部が不要領域として受け付けた領域にメッシュデータが含まれないと判定した場合、前記データ取得部で取得したメッシュデータの補正を中止することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
前記補正部は、前記受付部により不要領域として受け付けた領域にメッシュデータが含まれるか否かを判定し、前記受付部が不要領域として受け付けた領域にメッシュデータが含まれないと判定した場合、前記データ取得部で取得したメッシュデータの補正を中止することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項8】
請求項５に記載のリバースエンジニアリング支援装置において、
前記補正部は、前記受付部により不要領域として受け付けた領域に存在するポリゴンの向きを判定し、前記受付部が不要領域としてとして受け付けた領域のポリゴンの向きと、前記補正基準面の法線の向きとの乖離が所定の角度以上と判定した場合、前記データ取得部で取得したメッシュデータの補正を中止することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
前記補正部は、前記受付部により不要領域として受け付けた領域に存在するポリゴンの向きを判定し、前記受付部が不要領域としてとして受け付けた領域のポリゴンの向きと、前記補正基準面の法線の向きとの乖離が所定の角度以上と判定した場合、前記データ取得部で取得したメッシュデータの補正を中止することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項9】
請求項１に記載のリバースエンジニアリング支援装置において、
前記受付部は、第１の面を第１の補正基準面として抽出するための第１のユーザ入力と、前記第１の面に対向する第２の面を第２の補正基準面として抽出するための第２のユーザ入力と、前記第１の面および前記第２の面との間に存在する貫通穴領域の指定を受け付け、
前記基準面抽出部は、前記第１のユーザ入力に基づいて、前記データ取得部で取得したメッシュデータから前記第１の補正基準面を抽出し、前記第２のユーザ入力に基づいて、前記データ取得部で取得したメッシュデータから前記第２の補正基準面を抽出し、前記データ取得部により取得されたメッシュデータと前記第１の補正基準面および前記第２の補正基準面との乖離を各々検出し、前記受付部で受け付けた貫通穴領域に含まれ、かつ、乖離が検出された領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、前記データ取得部で取得したメッシュデータを補正することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
前記受付部は、第１の面を第１の補正基準面として抽出するための第１のユーザ入力と、前記第１の面に対向する第２の面を第２の補正基準面として抽出するための第２のユーザ入力と、前記第１の面および前記第２の面との間に存在する貫通穴領域の指定を受け付け、
前記基準面抽出部は、前記第１のユーザ入力に基づいて、前記データ取得部で取得したメッシュデータから前記第１の補正基準面を抽出し、前記第２のユーザ入力に基づいて、前記データ取得部で取得したメッシュデータから前記第２の補正基準面を抽出し、前記データ取得部により取得されたメッシュデータと前記第１の補正基準面および前記第２の補正基準面との乖離を各々検出し、前記受付部で受け付けた貫通穴領域に含まれ、かつ、乖離が検出された領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、前記データ取得部で取得したメッシュデータを補正することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項10】
請求項５に記載のリバースエンジニアリング支援装置において、
前記補正部は、前記補正基準面に基づいて、該補正基準面の理想的な形状を表す幾何形状ポリゴンを生成し、前記補正基準面に含まれるポリゴンを削除して、前記幾何形状ポリゴンで置換することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
前記補正部は、前記補正基準面に基づいて、該補正基準面の理想的な形状を表す幾何形状ポリゴンを生成し、前記補正基準面に含まれるポリゴンを削除して、前記幾何形状ポリゴンで置換することを特徴とするリバースエンジニアリング支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、現物の形状を取得して設計データ化し、ものづくりに活かすリバースエンジニアリングを支援するリバースエンジニアリング支援装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、リバースエンジニアリングがものづくりの多方面で利用されている。例えば既存製品の形状をスキャン、ＣＡＤデータ化して次期種展開や形状解析をＣＡＤ・ＣＡＥ上で実施したり、製品デザインにおけるモデルやモックの形状をスキャン、ＣＡＤデータ化して製品設計に反映したり、勘合する相手部品の形状をスキャン、ＣＡＤデータ化して勘合元となる製品を設計したり、試作品の形状をスキャン、ＣＡＤデータ化して改良設計に繋げるといった用途がリバースエンジニアリングで存在しており、その用途は拡大傾向にある。
【0003】
非特許文献１には、既存の形状をレーザー距離スキャナでスキャンし、このスキャナによって生成された密な点群を幾何学的モデルに変換する際に、点群から表面を特定することが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】ECK, Matthias; HOPPE, Hugues. Automatic reconstruction of B-spline surfaces of arbitrary topological type. In: Proceedings of the 23rd annual conference on Computer graphics and interactive techniques. 1996. p. 325-334.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、既存製品の形状をスキャンして得られたメッシュデータは複数のポリゴンを含んでいる。このメッシュデータの中で例えば穴などのように不要な領域がある場合、ユーザは不要な領域を埋める穴埋め処理と呼ばれる処理を行うことがある。穴埋め処理はメッシュデータ中の欠けのある部分を繋ぐ処理であるため、欠け周辺の形状が残ってしまう。ポリゴンを削除しつつ、穴埋めを行う場合、不要な領域を削除してから穴埋めを行う必要があるが、不要な領域の判断はユーザの操作に委ねられているのが一般的である。不要な領域を削除した後、削除した縁に形状が残ったり、削除した縁でポリゴンの密度がばらついてしまうことがある。
【0006】
また、ポリゴン表面の凹凸を除去するための機能としてスムージング機能があるが、この機能はユーザが作業するものであることから時間がかかり、仕上がり品質には属人性もある。また、表面が例えば厳密な平面だと分かっていても、データ上、微小な凹凸が残ってしまうこともある。
【0007】
本開示は、かかる点に鑑みたものであり、その目的とするところは、所望の穴埋め処理を、人によるばらつきが生じることなく、短時間で行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本態様では、ワークの形状を測定することで得られたメッシュデータをＣＡＤデータに変換して出力するリバースエンジニアリング支援装置を対象とすることができる。リバースエンジニアリング支援装置は、メッシュデータを取得するデータ取得部と、前記データ取得部で取得したメッシュデータから補正基準面を抽出するためのユーザ入力を受け付ける受付部と、前記受付部で受け付けたユーザ入力に基づいて、前記データ取得部で取得したメッシュデータから前記補正基準面を抽出する基準面抽出部と、前記基準面抽出部により抽出された補正基準面に基づいて、前記メッシュデータを補正する補正部とを備えている。
【0009】
すなわち、ユーザがメッシュデータを見ると、正常な領域であって穴埋め処理が不要な領域と、不完全な領域であって穴埋め処理が必要な領域とを区別できる。従来の穴埋め処理やスムージング機能の場合、不完全な領域を補正するものであるが、本態様では、正常な領域が補正基準面として抽出されるように、補正基準面を抽出するためのユーザ入力をユーザが行うと、メッシュデータから正常な領域が補正基準面として自動的に抽出される。例えば、抽出された補正基準面を基準とすることで、メッシュデータ中の不完全な領域を特定することが可能になる。この不完全な領域を補正部によって自動的に補正することで、属人性が無く、仕上がり品質の良好な穴埋め処理が短時間で行われる。
【0010】
別の態様では、メッシュデータと補正基準面との乖離が存在する領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、データ取得部で取得したメッシュデータを補正できる。また、データ取得部により取得されたメッシュデータと補正基準面との距離を検出し、検出した距離が所定のしきい値以上の領域のメッシュデータを除去してもよいし、データ取得部により取得されたメッシュデータと補正基準面との法線変化量を検出し、検出した法線変化量が所定のしきい値以上の領域のメッシュデータを除去してもよい。
【0011】
また、受付部は、データ取得部により取得されたメッシュデータに含まれる不要領域の指定を受け付けることができ、不要領域としては、例えば穴領域または凸領域等である。
【0012】
また、補正部は、受付部により不要領域として受け付けた領域にメッシュデータが含まれるか否かを判定し、受付部が不要領域として受け付けた領域にメッシュデータが含まれないと判定した場合、メッシュデータの補正を中止することができる。
【0013】
また、受付部は、第１の面を補正基準面として抽出するための第１のユーザ入力と、第１の面に対向する第２の面を補正基準面として抽出するための第２のユーザ入力と、第１の面および第２の面との間に存在する貫通穴領域の指定を受け付けることもできる。この場合、基準面抽出部は、第１のユーザ入力に基づいて第１の補正基準面を抽出し、第２のユーザ入力に基づいて第２の補正基準面を抽出するとともに、メッシュデータと第１の補正基準面および第２の補正基準面との乖離を各々検出する。受付部で受け付けた貫通穴領域に含まれ、かつ、乖離が検出された領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することもできる。
【0014】
また、補正部は、補正基準面に基づいて、該補正基準面の理想的な形状を表す幾何形状ポリゴンを生成することもできる。この場合、補正基準面に含まれるポリゴンを削除して、幾何形状ポリゴンで置換することで、メッシュデータを補正できる。
【発明の効果】
【0015】
以上説明したように、ユーザ入力によってメッシュデータから抽出した補正基準面に基づいてメッシュデータを補正するので、所望の穴埋め処理を、人によるばらつきが生じることなく、短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態に係るリバースエンジニアリングシステムの全体構成を示す図である。
【図2】リバースエンジニアリングシステムのブロック図である。
【図3】測定部および台座部の側面図である。
【図4】測定部のブロック図である。
【図5】モジュールの構成例を示す図である。
【図6】変形例１に係るモジュールの構成例を示す図である。
【図7】変形例２に係るモジュールの構成例を示す図である。
【図8】リバースエンジニアリングシステムの動作を示すフローチャートの前半部分を示す図である。
【図9】リバースエンジニアリングシステムの動作を示すフローチャートの後半部分を示す図である。
【図10】処理パラメータを設定する際に使用されるパラメータテーブルの一例を示す図である。
【図11】データセットのデータ構造の例を示す図である。
【図12】測定データに含まれる各データを示す図である。
【図13】変換領域指定用ユーザインタフェース画面の一例を示す図である。
【図14】サーフェス変換用ユーザインタフェース画面の一例を示す図である。
【図15】メッシュ編集用ユーザインタフェース画面の一例を示す図である。
【図16】結果表示用ユーザインタフェース画面の一例を示す図である。
【図17】解析モジュールの詳細を示すブロック図である。
【図18】解析モジュールの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図19】測定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図20】幾何要素の抽出処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図21】メッシュ選択処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図22】寸法測定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図23】ＣＡＤ変換指示手順の一例を示すフローチャートである。
【図24】ＣＡＤ変換対象の指定手順の一例を示すフローチャートである。
【図25】メッシュ編集手順の一例を示すフローチャートである。
【図26】ＣＡＤデータへの変換処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図27】解析曲面作成用ユーザインタフェース画面の一例を示す図である。
【図28】解析曲面の作成手順を示す図である。
【図29】対象要素を選択するためのウインドウの一例を示す図である。
【図30】複数の変換モジュールを備えた形態を説明する図である。
【図31】形状属性を反映させたＣＡＤデータを生成する場合の機能ブロック図である。
【図32】形状属性を反映させたＣＡＤデータを生成する手順の一例を示すフローチャートである。
【図33】ユーザ領域指定の手順の一例を示すフローチャートである。
【図34】プレビュー表示がある場合のユーザ領域指定の手順の一例を示すフローチャートである。
【図35】プレビュー表示の手順の一例を示すフローチャートである。
【図36】メッシュ選択処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図37】ユーザ指定領域と自動生成領域の合成処理の手順と、合成処理の例を示す図である。
【図38】領域指定用ユーザインタフェース画面の一例を示す図である。
【図39】付加情報を付与する場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図40】色指定用ウインドウの一例を示す図である。
【図41】付加情報を持つ測定データの構成例を示す図である。
【図42】補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図43】補正基準面の抽出処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図44】修正候補領域の抽出処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図45】穴位置の特定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図46】メッシュデータの置換処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図47】領域の選択例を示す図である。
【図48】穴埋めの例を示す図である。
【図49】座標系割り当て処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図50】座標系の選択処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図51】座標系の作成処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図52】変換領域の選択処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図53】基準平面、基準軸、原点を設定するための画面を示す図である。
【図54】測定データと基準データを表示するユーザインタフェース画面の例を示す図である。
【図55】測定データと基準データの位置合わせが完了した状態を示すユーザインタフェース画面の例を示す図である。
【図56】変形例に係るリバースエンジニアリングシステムの動作を示すフローチャートの前半部分を示す図である。
【図57】変形例に係るリバースエンジニアリングシステムの動作を示すフローチャートの後半部分を示す図である。
【図58】変換結果表示用ユーザインタフェース画面の例を示す図である。
【図59】マニュアル変換設定画面の例を示す図である。
【図60】球形状の領域を１つのサーフェスデータとしてＣＡＤデータに変換した場合の表示画面の例を示す図である。
【図61】複数の幾何要素が選択された場合のサーフェス変換用ユーザインタフェース画面の例を示す図である。
【図62】サーフェスデータと３Ｄ要素を組み合わせて表示した場合の変換結果表示用ユーザインタフェース画面の例を示す図である。
【図63】３Ｄ要素のみを表示した場合の変換結果表示用ユーザインタフェース画面の例を示す図である。
【図64】データ合成を起動した場合のユーザインタフェース画面の例を示す図である。
【図65】合成データ選択ウインドウの例を示す図である。
【図66】向きを変えたワークの測定データを取得するユーザインタフェース画面の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【0018】
図１は、本発明の実施形態に係るリバースエンジニアリングシステム１の全体構成を示す図である。リバースエンジニアリングシステム１は、ワーク（測定対象物）Ｗの形状を測定することによって取得したワークＷのメッシュデータをＣＡＤデータに変換して出力するシステムである。リバースエンジニアリングシステム１は、例えば既存製品のＣＡＤデータを取得して次期種展開や形状解析をＣＡＤ・ＣＡＥ上で実施したり、製品デザインにおけるモデルやモックの形状を製品設計に反映したり、勘合する相手部品の形状に基づいて勘合元となる製品を設計したり、試作品の形状に基づいて改良設計を行う場合等に利用される。したがって、ワークＷは、例えば既存製品、モデル、モック、試作品等である。
【0019】
また、リバースエンジニアリングシステム１は、ワークＷのメッシュデータをサーフェスデータに変換して出力することが可能な装置である。ワークＷのメッシュデータをサーフェスデータに変換して出力することで、ユーザのリバースエンジニアリング工程、リバースエンジニアリング作業を支援することができるので、リバースエンジニアリングシステム１は、リバースエンジニアリング支援装置１と呼ぶこともできる。
【0020】
以下の説明では、ワークＷの形状を測定する際に、ワークＷ表面の座標情報を取得するにあたり、所定のパターンの測定光をワークＷに対して照射して、ワークＷの表面で反射された反射光から得られる信号を用いて、座標情報を取得している。例えば、所定のパターンの測定光として、構造化照明を用いて、ワークＷに投影し、その反射光から得られる縞投影画像を用いた三角測距を用いた計測方法を用いることができる。ただ、本発明では、ワークＷの座標情報を取得するための原理や構成は、これに限らず、他の方法も適用することができる。
【0021】
リバースエンジニアリングシステム１は、測定部１００、台座部６００と、コントローラ２００、光源部３００及び表示部４００を備えている。リバースエンジニアリングシステム１は、光源部３００で構造化照明をワークＷに対して行い、縞投影画像を撮像して座標情報を有する深度画像を生成し、これに基づいてワークＷの三次元寸法や形状を計測することができる。このような縞投影を用いた測定は、ワークＷやレンズ等の光学系をＺ方向（高さ方向）に移動させることなく三次元測定ができるため、測定時間を短くできるという利点がある。
【0022】
図２は、本発明の実施形態に係るリバースエンジニアリングシステム１のブロック図を示す。この図に示すように、測定部１００は、投光部１１０と、受光部１２０と、測定制御部１５０と、照明光出力部１３０とを備えている。投光部１１０は、後述する載置部１４０に載置されたワークＷに所定のパターンを有する測定光を照射する部分である。受光部１２０は、後述する載置面１４２に対して傾斜した姿勢で固定されている。投光部１１０により照射され、ワークＷにて反射された測定光を受光部１２０が受光する。受光部１２０は、ワークＷからの反射光を受光すると、受光量を表す受光信号を出力する。受光部１２０は、載置部１４０に載置されたワークＷを撮像することによりワークＷの全体形状を観察するための観察画像を生成することができる。
【0023】
本実施形態に係る受光部１２０は、高倍受光部と低倍受光部とを含んでいる。高倍受光部は、ワークＷを低倍受光部に比べて拡大して撮像可能な部分である。一方、低倍受光部は、高倍受光部に比べて視野範囲が広い受光部である。
【0024】
台座部６００は、ベースプレート６０２と載置部１４０と移動制御部１４４とを備えている。この台座部６００のベースプレート６０２上に載置部１４０が支持されている。移動制御部１４４は、載置部１４０を移動させる部材である。移動制御部１４４は、台座部６００側に設ける他、コントローラ２００側に設けてもよい。
【0025】
光源部３００は、測定部１００と接続されている。光源部３００は、測定光を生成して測定部１００に供給する部分である。コントローラ２００は、測定部１００等を制御する部分である。表示部４００は、コントローラ２００と接続され、測定部１００により生成された画像を表示し、また必要な設定、入力、選択等を行うことが可能に構成されている。
【0026】
載置部１４０は、ワークＷが載置される載置面１４２を有する。図４に示すように、載置面１４２内で互いに直交する２方向をＸ方向及びＹ方向と定義し、それぞれ矢印Ｘ、Ｙで示す。載置部１４０の載置面１４２に対して直交する方向をＺ方向と定義し、矢印Ｚで示す。Ｚ方向に平行な軸を中心に回転する方向をθ方向と定義し、矢印θで示す。
【0027】
載置部１４０は、載置面１４２をＺ方向に延びる軸周りに回転させる回転ステージ１４３と、載置面１４２を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させる並進ステージ１４１とを含んでいる。並進ステージ１４１は、Ｘ方向移動機構及びＹ方向移動機構を有する。回転ステージ１４３は、θ方向回転機構を有する。載置部１４０は、載置面１４２にワークＷを固定する固定部材（クランプ）を含めてもよい。さらに載置部１４０は、載置面１４２に平行な軸を中心に回転可能な機構を有するチルトステージを含んでもよい。
【0028】
移動制御部１４４は、後述する測定条件設定部２６１により設定された測定条件に従って、回転ステージ１４３の回転移動及び並進ステージ１４１の平行移動を制御する。また移動制御部１４４は、後述する測定条件設定部２６１により設定された測定領域に基づいて、載置移動部による載置部１４０の移動動作を制御する。
【0029】
コントローラ２００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１０、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２０、作業用メモリ２３０、記憶装置（記憶部）２４０及び操作部２５０等を含んでいる。コントローラ２００には、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等が利用できる。
【0030】
測定部１００の構成を図４のブロック図に示す。測定部１００は、投光部１１０、受光部１２０、照明光出力部１３０、測定制御部１５０、及びこれらを収納する本体ケース１０１を備えている。投光部１１０は、測定光源１１１、パターン生成部１１２及び複数のレンズ１１３、１１４、１１５を含む。受光部１２０は、カメラ１２１及び複数のレンズ１２２、１２３を含んでいる。複数の受光部を設けることで異なる倍率での測定を行う場合、低倍用のカメラ１２１と低倍用のレンズを含む受光部１２０ａと、高倍用のカメラ１２１と高倍用のレンズを含む受光部１２０ｂとが装着されてもよい。なお、この構成に限らず、１つのカメラ１２１に対し複数のレンズを切り替えることで倍率を可変としたり、１つのカメラ１２１に対しズームレンズを設けることで倍率を可変としてもよい。
【0031】
投光部１１０は、載置部１４０の斜め上方に配置されている。図４に示す例においては、測定部１００が２つの投光部１１０を含んでいるが、測定部１００は、複数の投光部１１０を含んでもよい。ここでは、第一の方向から測定対象物ＷＫに対して第一測定光ＭＬ１を照射可能な第一測定光投光部１１０Ａ（図４において右側）と、第一の方向とは異なる第二の方向から測定対象物ＷＫに対して第二測定光ＭＬ２を照射可能な第二測定光投光部１１０Ｂ（図４において左側）がそれぞれ設けられている。第一測定光投光部１１０Ａ、第二測定光投光部１１０Ｂは受光部１２０の光軸を対称の中心として対称に配置される。なお、図示しないが、投光部１１０を３以上備えたり、あるいは投光部１１０と載置部１４０を相対移動させて、共通の投光部１１０を用いつつも、照明の方向を異ならせてワークＷに投光させることも可能である。また以上の例では投光部１１０を複数用意し、共通の受光部１２０で受光する構成としているが、逆に共通の投光部１１０に対して、複数の受光部１２０を用意して受光するように構成してもよい。さらにこの例では投光部１１０が投光する照明光のＺ方向に対する照射角度を固定としているが、これを可変とすることもできる。
【0032】
各第一測定光投光部１１０Ａ、第二測定光投光部１１０Ｂは、測定光源１１１としてそれぞれ第一測定光源、第二測定光源を備える。これら測定光源１１１は、例えば白色光を出射するハロゲンランプである。測定光源１１１は、単色光を発光する光源、例えば青色光を出射する青色ＬＥＤ（発光ダイオード）や有機ＥＬ等の他の光源であってもよい。測定光源１１１から出射された光（以下、「測定光」と呼ぶ。）は、レンズ１１３により適切に集光された後、パターン生成部１１２に入射される。
【0033】
投光部１１０Ａ、１１０Ｂの中心軸と受光部１２０の中心軸とは、載置部１４０上のワークＷの配置と投光部１１０、受光部１２０の被写界深度が適切となる位置において交差するように、受光部１２０、投光部１１０Ａ、１１０Ｂ、載置部１４０の相対的な位置関係が定められている。また、θ方向の回転軸の中心は、受光部１２０の中心軸と一致しているため、θ方向に載置部１４０が回転した際に、ワークＷが視野から外れることなく、回転軸を中心に視野内で回転するようになっている。
【0034】
パターン生成部１１２は、測定光をワークＷに対して投光させるよう、測定光源１１１から出射された光を反射させる。パターン生成部１１２に入射した測定光は、予め設定されたパターン及び予め設定された強度（明るさ）に変換されて出射される。パターン生成部１１２により出射された測定光は、複数のレンズ１１４、１１５により受光部１２０の観察・測定可能な視野よりも大きい径を有する光に変換された後、載置部１４０上のワークＷに照射される。
【0035】
パターン生成部１１２は、測定光をワークＷに投光させる投光状態と、測定光をワークＷに投光させない非投光状態とに切り替え可能な部材である。このようなパターン生成部１１２には、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等を利用できる。ＤＭＤを用いたパターン生成部１１２は、投光状態として測定光を光路上に反射させる反射状態と、非投光状態として測定光を遮光させる遮光状態とを切り替え可能に、測定制御部１５０により制御できる。
【0036】
ＤＭＤは多数のマイクロミラー（微小鏡面）を平面上に配列した素子である。各マイクロミラーは、測定制御部１５０により個別にＯＮ状態、ＯＦＦ状態を切り替えることができるので、多数のマイクロミラーのＯＮ状態、ＯＦＦ状態を組み合わせて、所望の投影パターンを構成できる。これによって、三角測距に必要なパターンを生成して、ワークＷの形状の測定が可能となる。このようにＤＭＤは、測定時には測定用の周期的な投影パターンをワークＷに投光する投影パターン光学系として機能する。またＤＭＤは応答速度にも優れ、シャッターなどに比べ高速に動作させることができる利点も得られる。
【0037】
なお以上の例では、パターン生成部１１２にＤＭＤを用いた例を説明したが、本発明はパターン生成部１１２をＤＭＤに限定するものでなく、他の部材を用いることもできる。例えば、パターン生成部１１２として、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon：反射型液晶素子）を用いてもよい。あるいは反射型の部材に代えて透過型の部材を用いて、測定光の透過量を調整してもよい。この場合は、パターン生成部１１２を測定光の光路上に配置して、測定光を透過させる投光状態と、測定光を遮光させる遮光状態とを切り替える。このようなパターン生成部１１２には、例えばＬＣＤ（液晶ディスプレイ）が利用できる。あるいは、複数ラインＬＥＤを用いた投影方法、複数光路を用いた投影方法、レーザとガルバノミラー等で構成される光スキャナ方式、ビームスプリッタで分割したビームを重ね合わせることによって発生された干渉縞を用いるＡＦＩ（Accordion fringe interferometry）方式、ピエゾステージと高分解能エンコーダ等で構成される実体格子と移動機構を用いた投影方法等でパターン生成部１１２を構成してもよい。
【0038】
受光部１２０は、載置部１４０の上方に配置される。ワークＷにより載置部１４０の上方へ向けて反射された測定光は、受光部１２０の複数のレンズ１２２、１２３により集光、結像された後、カメラ１２１により受光される。
【0039】
カメラ１２１は、例えば撮像素子１２１ａを含むＣＣＤ（電荷結合素子）カメラである。撮像素子１２１ａは、例えばモノクロＣＣＤ（電荷結合素子）である。撮像素子１２１ａは、ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサ等の他の撮像素子であってもよい。カラーの撮像素子は各画素を赤色用、緑色用、青色用の受光に対応させる必要があるため、モノクロの撮像素子と比較すると計測分解能が低く、また各画素にカラーフィルタを設ける必要があるため感度が低下する。そのため、本実施の形態では、撮像素子としてモノクロのＣＣＤを採用し、後述する照明光出力部１３０をＲＧＢにそれぞれ対応した照明を時分割で照射して撮像することにより、カラー画像を取得している。このような構成にすることにより、計測精度を低下させずに測定物のカラー画像を取得することができる。
【0040】
なお、撮像素子１２１ａとして、カラーの撮像素子を用いても良い。この場合、計測精度や感度はモノクロの撮像素子に比べて低下するが、照明光出力部１３０からＲＧＢにそれぞれ対応した照明を時分割で照射する必要がなくなり、白色光を照射するだけで、カラー画像を取得できるため、照明光学系をシンプルに構成できる。撮像素子１２１ａの各画素からは、受光量に対応するアナログの電気信号（以下、「受光信号」と呼ぶ。）が測定制御部１５０に出力される。
【0041】
測定制御部１５０には、図示しないＡ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）及びＦＩＦＯ（First In First Out）メモリが実装されている。カメラ１２１から出力される受光信号は、光源部３００による制御に基づいて、測定制御部１５０のＡ／Ｄ変換器により一定のサンプリング周期でサンプリングされると共にデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号は、ＦＩＦＯメモリに順次蓄積される。ＦＩＦＯメモリに蓄積されたデジタル信号は画素データとして順次コントローラ２００に転送される。
【0042】
コントローラ２００の操作部２５０は、例えばキーボードやポインティングデバイス等を含むことができる。ポインティングデバイスとしては、例えばマウスやジョイスティック等が用いられる。
【0043】
コントローラ２００のＲＯＭ２２０には、システムプログラム等が記憶される。コントローラ２００の作業用メモリ２３０は、例えばＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）からなり、種々のデータの処理のために用いられる。記憶装置２４０は、ソリッドステートドライブや、ハードディスクドライブ等からなる。記憶装置２４０には、リバースエンジニアリングプログラムが記憶される。また、記憶装置２４０は、測定制御部１５０から与えられる画素データ（画像データ）、設定情報、測定条件等の種々のデータを保存するために用いられる。測定条件としては、例えば投光部１１０の設定（パターン周波数、パターン種類）や、受光部１２０の種別（低倍受光部、高倍受光部）など、ワークＷの形状を測定する際に後述するスキャナモジュール２６０で設定される各種の設定が含まれる。さらに記憶装置２４０は、測定画像を構成する画素毎に、輝度情報、座標情報、属性情報を記憶することもできる。
【0044】
ＣＰＵ２１０は、与えられた信号やデータを処理して各種の演算を行い、演算結果を出力する制御回路や制御素子である。本明細書においてＣＰＵとは、演算を行う素子や回路を意味し、その名称によらず、汎用ＰＣ向けのＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ、ＴＰＵ等のプロセッサに限定するものでなく、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＬＳＩ等のプロセッサやマイコン、あるいはＳｏＣ等のチップセットを含む意味で使用する。
【0045】
ＣＰＵ２１０は、測定制御部１５０から与えられる画素データに基づいて画像データを生成する。また、ＣＰＵ２１０は、生成した画像データに作業用メモリ２３０を用いて各種処理を行う。例えば、ＣＰＵ２１０は、受光部１２０から出力される受光信号に基づいて、載置部１４０の特定の位置において受光部１２０の視野内に含まれるワークＷの立体形状を表す測定データを生成する。測定データは、受光部１２０で取得された画像そのものであり、例えば位相シフト方式でワークＷの形状を測定する場合、複数枚の画像が１つの測定データを構成することになる。なお、測定データは、三次元位置情報を有する点の集合である点群データであってもよく、この点群データにより、ワークＷの測定データを取得できる。点群データは、三次元座標を有する複数の点の集合体で表現されるデータである。
【0046】
ワークＷの形状を測定する際、ワークＷの少なくとも一部の測定データを上述したように取得した場合、取得した一部の測定データの周囲に位置するワークＷの他の部位の測定データを取得するように移動制御部１４４で載置部１４０を移動させて、当該位置でのワークＷの他の部位の測定データを生成することを繰り返し、得られた複数の測定データを合成することでワークＷの全体の形状を含む合成測定データを生成することができる。合成測定データを生成するモードを連結モードと呼ぶことができ、連結モードを選択することで、単一視野で撮像した場合に比べて広視野の画像を取得できる。
【0047】
移動制御部１４４は、ワークＷの少なくとも一部の測定データに基づいて、回転ステージ１４３の回転動作のみを実行するか、回転ステージ１４３の回転動作と並進ステージ１４１の平行移動動作の両方を実行するかを決定する。これにより、ワークＷの外形に応じて、撮像範囲をユーザが意識することなく自動判定することにより、三次元計測が容易となる。なお、移動制御部１４４は、並進ステージ１４１をＸＹ方向に移動させた後に、ＸＹ方向の移動を停止させた状態で、回転ステージ１４３を回転させるよう制御でき、これにより、ワークＷの周囲の形状も取得できる。
【0048】
表示部４００は、測定部１００で取得された縞投影画像や、縞投影画像に基づいて生成した深度画像、あるいは測定部１００で撮像されたテクスチャ画像、各種ユーザインタフェース画面等を表示させるための部材である。表示部４００は、例えばＬＣＤパネル又は有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成される。さらに表示部４００にタッチパネルを利用することで、操作部２５０と兼用することができる。また表示部４００は、受光部１２０により生成された画像も表示可能である。
【0049】
光源部３００は、制御基板３１０及び観察用照明光源３２０を含む。制御基板３１０には、図示しないＣＰＵが実装される。制御基板３１０のＣＰＵは、コントローラ２００のＣＰＵ２１０からの指令に基づいて、投光部１１０、受光部１２０及び測定制御部１５０を制御する。なお、この構成は一例であり、他の構成としてもよい。例えば測定制御部１５０で投光部１１０や受光部１２０を制御したり、又はコントローラ２００で投光部１１０や受光部１２０を制御することとして、制御基板を省略してもよい。あるいはこの光源部３００に、測定部１００を駆動するための電源回路を設けることもできる。
【0050】
観察用照明光源３２０は、例えば赤色光、緑色光及び青色光を出射する３色のＬＥＤを含む。各ＬＥＤから出射される光の輝度を制御することにより、観察用照明光源３２０から任意の色の光を発生することができる。観察用照明光源３２０から発生される照明光ＩＬは、導光部材（ライトガイド）を通して測定部１００の照明光出力部１３０から出力される。なお観察用照明光源には、ＬＥＤの他、半導体レーザ（ＬＤ）やハロゲンライト、ＨＩＤなど、他の光源を適宜利用することもできる。特に撮像素子としてカラーで撮像可能な素子を用いた場合は、観察用照明光源に白色光源を利用できる。
【0051】
照明光出力部１３０から出力される照明光ＩＬは、赤色光、緑色光及び青色光を時分割で切り替えてワークＷに照射する。これにより、これらのＲＧＢ光でそれぞれ撮像されたテクスチャ画像を合成して、カラーのテクスチャ画像を得て、表示部４００に表示させることができる。
【0052】
コントローラ２００は、ＣＰＵ２１０、ＲＯＭ２２０、作業用メモリ２３０、記憶装置２４０等により、図５に示すスキャナモジュール２６０と変換モジュール２７０と統合モジュール２８０と解析モジュール２９０とを構成している。これらモジュール２６０、２７０、２９０の動作の詳細は、後述するが、図８、図９に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0053】
概略について説明すると、スキャナモジュール２６０は、ワークＷの形状を測定することによって当該ワークＷの画像データを取得し、当該画像データに基づいてワークＷのメッシュデータを作成する部分である。変換モジュール２７０は、スキャナモジュール２６０により作成されたメッシュデータをＣＡＤデータに変換する部分である。ＣＡＤデータは、解析曲面、自由曲面で構成される三次元形状情報であり、サーフェスデータ、ソリッドデータ、設計に用いるデータなどを含んでいる。サーフェスデータは、円筒の側面データ、平面データなど、自由曲面・解析曲面で構成される形状表面のデータである。
【0054】
解析モジュール２９０は、メッシュデータを取得し、取得したメッシュデータから複数の幾何要素を抽出し、抽出された複数の幾何要素間の寸法を算出する部分である。
【0055】
統合モジュール２８０は、スキャナモジュール２６０から変換モジュール２７０や解析モジュール２９０への信号やデータの送信、変換モジュール２７０からスキャナモジュール２６０への信号やデータの送信を行う部分である。本例において、モジュールとは、複数の演算処理を１つの単位で実行し得るものであり、例えば機能単位、機能ブロック等の呼ぶこともできる。
【0056】
詳細は後述するが、スキャナモジュール２６０は、例えば、測定条件設定部２６１、スキャナ制御部２６２、メッシュデータ作成部２６３、スキャナ出力部２６４等を有している。測定条件設定部２６１は、ワークの形状の測定条件を設定する部分である。スキャナ制御部２６２は、測定条件設定部２６１で設定された測定条件に従って測定部１００を制御して画像データを生成し、生成した画像データに基づいてワークＷの測定データを取得する部分である。メッシュデータ作成部２６３は、スキャナ制御部２６２で取得されたワークＷの画像データに基づいてメッシュデータを作成する部分である。スキャナ出力部２６４は、メッシュデータ作成部２６３で作成されたメッシュデータと、付加データとを変換モジュール２７０に出力する部分である。付加データは、測定条件とワークＷの測定データから算出されたデータとの少なくとも一方を含むデータである。
【0057】
つまり、スキャナモジュール２６０は、測定部１００の制御を行うとともに、ワークＷの形状測定を実施した諸条件（測定機種、測定倍率、解像度など）および測定時のＲａｗデータ（例えば画像データ等）を３次元データとともに生成する。３次元データは、複数のポリゴンを含むメッシュデータであり、ポリゴンデータとも呼ぶことができる。ポリゴンは、複数の点を特定する情報と、それらの点を結んで形成される多角形面を示す情報とで構成されるデータであり、例えば３つの点を特定する情報と、それら３つの点を結んで形成される三角形の面を示す情報とで構成することができる。メッシュデータおよびポリゴンデータは、複数のポリゴンの集合体で表現されるデータと定義することも可能である。
【0058】
変換モジュール２７０では、メッシュデータをＣＡＤデータに変換するとともに、その変換処理について、測定条件・Ｒａｗデータをもとにして決定する。具体的には、変換モジュール２７０は、例えば、データ入力部２７１、処理パラメータ決定部２７２、ＣＡＤ変換部２７３、ＣＡＤ出力部２７４、補正部２７５等を有している。データ入力部２７１は、スキャナ出力部２６４から出力されたメッシュデータと、付加データの入力を受け付ける部分である。処理パラメータ決定部２７２は、データ入力部２７１で受け付けた付加データに従って、メッシュデータをＣＡＤデータに変換する際の処理パラメータを決定する部分であり、図１０に示すようなパラメータテーブルに基づいて処理パラメータの決定が可能に構成されている。ＣＡＤ変換部２７３は、処理パラメータ決定部２７２により決定された処理パラメータに従ってメッシュデータをＣＡＤデータに変換する部分である。ＣＡＤ出力部２７４は、ＣＡＤ変換部２７３で変換されたＣＡＤデータを出力する部分である。また、メッシュデータの情報は、図１１、図１２に示すような形態で情報を保持しておくことが可能になっている。これについては後述する。
【0059】
変換モジュール２７０では、ＣＡＤ変換処理における変換パラメータ、変換アルゴリズムおよびその組み合わせ・処理順序・繰り返し回数などを決定することができ、例えば、測定条件：倍率に基づいてポリゴンから曲率計算を行う際の探索半径を変更する、などが可能である。また、測定部１００の機種に応じて、ＣＡＤ変換時の平滑化フィルタの実施可否を決定したり、Ｒａｗデータ中の画像輝度データに応じてポリゴン処理における重みを決定することも可能である。
【0060】
解析モジュール２９０は、例えば、メッシュデータを取得するデータ取得部２９１、取得したメッシュデータから複数の幾何要素を抽出する要素抽出部２９２、抽出された複数の幾何要素間の寸法を算出する算出部２９３、設定部２９４、データ抽出部２９５、変換データ出力部２９６、近似化処理部２９７等を有している。
【0061】
解析モジュール２９０は、さらに、データ取得部２９１で取得したメッシュデータの内、ＣＡＤ変換を実行する変換領域を設定する設定部２９４と、設定部２９４で設定された変換領域に基づいて、変換モジュール２７０に出力するメッシュデータを抽出するデータ抽出部２９５と、データ抽出部２９５で抽出されたメッシュデータを変換モジュール２７０に出力するスキャナ出力部（変換データ出力部）２６４とを有している。変換データ出力部は、スキャナモジュール２６０のスキャナ出力部２６４で代用してもよいし、スキャナ出力部２６４とは別に設けてもよい。
【0062】
本リバースエンジニアリングシステム１は、測定・処理決定・変換の各モジュール２６０、２７０をすべて内包したオールインワン形態であり、各モジュール２６０、２７０間のデータ送受信は自動化することも可能となる。
【0063】
各モジュール２６０、２７０間のデータ送受信を自動化する場合、これらモジュール２６０、２７０を統合する統合モジュール２８０を設ける。これにより、各モジュール２６０、２７０は統合モジュール２８０から指定された処理を進める形態となる。統合モジュール２８０の役割は測定・処理決定・ＣＡＤ変換等を実行する各モジュール２６０、２７０のいずれかに集約することも可能である。また、解析モジュール２９０の各機能をスキャナモジュール２６０に統合することも可能である。
【0064】
図６は、変形例１に係るモジュールの構成例を示す図である。この変形例１では、データ入力部２７１および処理パラメータ決定部２７２により処理決定モジュール２７０Ａが構成され、またＣＡＤ変換部２７３およびＣＡＤ出力部２７４により処理実行モジュール２７０Ｂが構成されている。処理決定モジュール２７０Ａと処理実行モジュール２７０Ｂとで変換モジュール２７０が構成されている。変形例１の場合、全てのデータの送受信が統合モジュール２８０を介して行われる。
【0065】
図７は、変形例２に係るモジュールの構成例を示す図である。この変形例２では、統合モジュールを省略しており、スキャナモジュール２６０、処理決定モジュール２７０Ａ、処理実行モジュール２７０Ｂが直列に構成されている。
【0066】
（リバースエンジニアリングシステムの動作）
図８および図９は、リバースエンジニアリングシステム１の動作を示すフローチャートである。スタート後のステップＳＡ１では、コントローラ２００上でメインアプリケーションである解析アプリケーションを起動する。ステップＳＡ２では、スキャナモジュール２６０を起動する。ステップＳＡ３では、測定倍率（低倍か高倍）を選択する。ステップＳＡ１～ＳＡ３は、ユーザによる操作である。ユーザによる操作は、操作部２５０等を利用して行うことができ、操作部２５０の操作状態はＣＰＵ２１０で検出されて各制御に反映される。
図８および図９は、リバースエンジニアリングシステム１の動作を示すフローチャートである。スタート後のステップＳＡ１では、コントローラ２００上でメインアプリケーションである解析アプリケーションを起動する。ステップＳＡ２では、スキャナモジュール２６０を起動する。ステップＳＡ３では、測定倍率（低倍か高倍）を選択する。ステップＳＡ１～ＳＡ３は、ユーザによる操作である。ユーザによる操作は、操作部２５０等を利用して行うことができ、操作部２５０の操作状態はＣＰＵ２１０で検出されて各制御に反映される。
【0067】
ステップＳＡ４では、ステップＳＡ３で選択された測定倍率が低倍か高倍かをスキャナモジュール２６０で判定する。ステップＳＡ３で選択された測定倍率が高倍である場合には、ステップＳＡ５に進み、受光部１２０を高倍用に切り替える。一方、ステップＳＡ３で選択された測定倍率が低倍である場合には、ステップＳＡ６に進み、受光部１２０を低倍用に切り替える。ステップＳＡ５、ＳＡ６は、スキャナモジュール２６０が実行する。
【0068】
ステップＳＡ７では、照明の明るさや露光時間、ゲイン等の露光条件を調整する。ステップＳＡ８では、測定モード（解像度／多重撮り回数）を選択する。ステップＳＡ９では別の測定モード（カラー有無、測定範囲）を選択する。ステップＳＡ１０では、測定ショット数を指定する。ステップＳＡ１１では、測定実行ボタンを押下する。ステップＳＡ７～ＳＡ１１は、ユーザによる操作であり、解像度の設定、多重撮り回数の設定、カラー有無の設定、測定範囲の設定は、全て測定条件設定部２６１で受け付けられる。解像度は、測定部（撮像部）１００の解像度である。
【0069】
ステップＳＡ１２は、スキャナモジュール２６０が測定を実行する。すなわち、測定実行ボタンが押下されたことをスキャナモジュール２６０が検出すると、スキャナ制御部２６２が、測定条件設定部２６１で設定された測定条件に従って測定部１００を制御して画像データを生成し、生成した画像データに基づいてワークＷの測定データを取得する。スキャナ制御部２６２がワークＷの測定データを取得すると、メッシュデータ作成部２６３が、その測定データに基づいてメッシュデータを作成する。このとき、ポリゴン各頂点の信頼度の情報も作成される。
【0070】
ステップＳＡ１３では、測定結果を表示部４００に表示させる。ステップＳＡ１４では、測定が完了したか否かを判定する。完了していなければステップＳＡ３に戻る一方、完了していればステップＳＡ１５に進む。ステップＳＡ１５では、測定結果合成を実行する。ステップＳＡ１６では、ステップＳＡ１５で実行した測定結果合成を表示部４００に表示させる。
【0071】
ステップＳＡ１７では、測定が完了したか否かを再度判定する。完了していなければステップＳＡ３に戻る一方、完了していればステップＳＡ１８に進んで測定終了処理を実行する。
【0072】
ステップＳＡ１９では、メッシュデータ作成部２６３で作成されたメッシュデータと、付加データとを、スキャナ出力部２６４が変換モジュール２７０に出力する。これにより、測定データと、測定データを取得したときの倍率、解像度の情報、多重取り回数の情報、カラー有無の情報、測定範囲の情報が第１の付加データとしてメインアプリに転送されるとともに、ポリゴン各頂点の信頼度の情報等が第２の付加データとしてメインアプリに転送される。さらに、メッシュデータに基づくワークＷの画像が表示部４００に表示される。
【0073】
ステップＳＡ２０では、座標系を設定・選択し、その後、ステップＳＡ２１で、ＣＡＤデータに変換する変換領域を指定ないし選択する。次いで、ステップＳＡ２２では、コントローラ２００上でユーザが変換モジュール２７０を起動する。変換モジュール２７０が起動されると、スキャナ出力部２６４から出力されたメッシュデータと、付加データの入力がデータ入力部２７１で受け付けられる。尚、本実施例では、メインアプリ（解析モジュール２９０）で座標系や変換領域を決定しているが、変換モジュール２７０で座標系や変換領域を決定しても良い。
【0074】
すなわち、変換モジュール２７０は、図１３に示すような変換領域指定用ユーザインタフェース画面７００を生成して表示部４００に表示させる。変換領域指定用ユーザインタフェース画面７００には、ワークＷの画像を表示する画像表示領域７０１と、変換領域指定領域７０２とが設けられている。変換領域指定領域７０２では、全指定ボタン７０２ａと、操作部２５０の操作によって囲んだ領域を指定する際に操作する第１領域指定ボタン７０２ｂと、所定の面によって２つに分割して一方の領域を指定する際に操作する第２領域指定ボタン７０２ｃと、操作部２５０の操作によって描いた多角形で囲んだ領域を指定する際に操作する第３領域指定ボタン７０２ｄと、指定を解除する際に操作する解除ボタン７０２ｅとが設けられている。全指定ボタン７０２ａが操作されると、ワークＷの全領域が指定される。第１領域指定ボタン７０２ｂ、第２領域指定ボタン７０２ｃおよび第３領域指定ボタン７０２ｄが操作されると、ワークＷの一部の領域が指定される。また、変換領域指定用ユーザインタフェース画面７００には、出力指示ボタン（変換指示ボタン）７０４が設けられている。出力指示ボタン７０４が操作されると、メッシュデータが変換モジュール２７０に出力される。
【0075】
その後、図９に示すフローチャートのステップＳＢ１に進む。ステップＳＢ１では、ＣＡＤデータに変換する変換領域がワークＷの全領域であるか、ワークＷの一部の領域（部分領域）であるかを判定する。全領域である場合にはステップＳＢ２に進み、スキャナ出力部２６４から出力されたメッシュデータのポリゴン全体を抽出する一方、部分領域である場合にはステップＳＢ３に進み、スキャナ出力部２６４から出力されたメッシュデータのポリゴンのうち、指定された領域のみ抽出する。
【0076】
ステップＳＢ４では、ユーザが変換モードを選択する。変換モードとしては、ユーザの設定・調整操作が不要なフルオートモードと、ユーザが設定・調整操作を行うマニュアルモードとがある。ステップＳＢ５では、ユーザが選択したモードがフルオートモードであるか、マニュアルモードであるかを判定する。マニュアルモードである場合には、ステップＳＢ６に進み、図１４に示すように、サーフェス変換ＧＵＩ（グラフィカルユーザインタフェース）を起動し、変換モジュール２７０が、サーフェス変換用ユーザインタフェース画面７１０を表示部４００に表示させる。サーフェス変換ＧＵＩは、ＣＡＤデータに変換するためのＧＵＩと呼ぶこともできる。
【0077】
サーフェス変換用ユーザインタフェース画面７１０には、ワークＷの画像を表示する画像表示領域７１１と、詳細設定領域７１２とが設けられている。詳細設定領域７１２には、サーフェス変換前に行われる処理を設定する前処理設定領域７１２ａと、出力形式選択領域７１２ｂと、変換方法設定領域７１２ｃとが設けられている。出力形式選択領域７１２ｂでは、ＳＴＥＰファイルとＩＧＥＳファイルの中から選択可能になっている。なお、選択可能な出力形式はこれらに限らず、ＣＡＤネイティブ形式やＰａｒａｓｏｌｉｄ形式などから選択できてもよい。
【0078】
ステップＳＢ７では、メッシュデータをサーフェス変換（ＣＡＤデータに変換）する前に、当該メッシュデータに対して例えば穴埋め処理等を実施するか否かを判定する。ここで、前処理とは、穴埋め処理や不要部除去処理、ヒーリング処理、リメッシュ処理等が挙げられる。穴埋め処理とは、メッシュデータ上で開放エッジ（隣接ポリゴンが存在しないエッジ）を特定し、連続した開放エッジで構成されるループを特定した後、そのループ内に新たなメッシュデータを作成して当該ループを補正する。具体的には、変換モジュール２７０の補正部２７５が、データ入力部２７１で受け付けたメッシュデータにポリゴンが存在しないループが含まれている場合に当該ループ内に新たなメッシュデータを作成してループを補正する。要するに、ステップＳＢ７では、ループ内をポリゴンで埋め、穴の無いデータを生成する。これにより、完全に穴が埋まった閉じたメッシュデータをＣＡＤデータに変換することが可能になるので、変換後のデータもソリッドデータにできる。また、リメッシュ処理とは、メッシュの三角形を正三角形に近づける処理である。
【0079】
メッシュデータに対し前処理を実行する場合には、ステップＳＢ８に進んで前処理をユーザが実行する。この処理は自動処理であるため、リバースエンジニアリング工程の中で適切なタイミングで実施すればよい。
【0080】
ステップＳＢ８において、変換モジュール２７０は、図１５に示すようなメッシュ編集用ユーザインタフェース画面７２０を生成して表示部４００に表示する。メッシュ編集用ユーザインタフェース画面７２０には、メッシュデータに基づく画像が表示される画像表示領域７２１と、操作領域７２２とが設けられている。操作領域７２２には、画像表示領域７２１に表示されているメッシュデータの一部を選択するための選択操作ボタン７２２ａ、および、選択した領域を削除するための削除ボタン７２２ｂ等が設けられている。ユーザは選択操作ボタン７２２ａおよび削除ボタン７２２ｂを操作して穴埋め処理、不要部除去処理、ヒーリング処理、リメッシュ処理等を実行する。
【0081】
ステップＳＢ９では、サーフェス領域指定を実行するか否かを判定する。ＹＥＳであればステップＳＢ１０に進む一方、ＮＯであればステップＳＢ１１に進む。また、ステップＳＢ７でメッシュ前処理を実施しないと判定された場合もステップＳＢ１１に進む。
【0082】
ステップＳＢ１０でサーフェス領域（ＣＡＤデータへの変換領域）の指定を実行した後、ステップＳＢ１２ではサーフェス領域指定が完了したか否かを判定する。サーフェス領域指定が完了していない場合にはステップＳＢ１０に戻る一方、サーフェス領域指定が完了した場合にはステップＳＢ１３に進む。
【0083】
ステップＳＢ１４では受光部１２０の倍率が低倍であるか高倍であるかを判定する。低倍の場合には、ステップＳＢ１５に進み、低倍パラメータ、低倍アルゴリズム、低倍処理フローを選択する一方、高倍の場合には、ステップＳＢ１６に進み、高倍パラメータ、高倍アルゴリズム、高倍処理フローを選択する。ステップＳＢ１４～ＳＢ１６は、処理パラメータ決定部２７２によって実行されるステップであり、ステップＳＢ１４～ＳＢ１６を経ることで、ステップＳＡ１９で受け付けた付加データに従って、メッシュデータをＣＡＤデータに変換する際の処理パラメータを決定できる。
【0084】
例えば低倍と高倍では１つのポリゴン辺長が３倍異なることがある。この場合、ポリゴンの各頂点からの周囲探索条件を１／３にしたパラメータセットを利用するなど、倍率に応じた条件設定が可能となる。また、測定部１００の機種によっては倍率に応じて固有のノイズが発生するおそれもあり、この場合には、処理パラメータの一つとして平滑化強度を倍率に応じて変化させてもよい。
【0085】
図８に示すステップＳＡ８で選択した解像度は、処理パラメータの一つとして平滑化カーネルサイズと関連付けることができる。ステップＳＡ８で選択した多重撮り回数は、処理パラメータの一つとして平滑化処理強度と関連付けることができる。ステップＳＡ９で選択したカラー有無は、処理パラメータの一つとして、表面色情報をもとにしたＣＡＤ面色処理判定と関連付けることができる。ステップＳＡ９で選択した測定範囲は、処理パラメータの一つとして、間引き処理強度と関連付けることができる。これら処理パラメータは、低倍用と高倍用とで異なっており、ステップＳＢ１４～ＳＢ１６を処理を経ることで、適切な処理パラメータに自動的に設定される。
【0086】
Ｒａｗデータからの各頂点の輝度や、形状情報（ポリゴン頂点）に紐づいた信頼度パラメータを参照することで、ワークＷの表面に本来存在しないノイズ形状を判定することができる。ノイズ形状を変換領域から無視して周囲形状から曲面推定を行うことで、ワークＷの現物により近いＣＡＤデータへの変換が可能になる。
【0087】
ワークＷの形状を測定する際の測定条件には、上述した倍率、視野（単一視野か広視野か）、露光条件（露光時間、ゲイン、照明の明るさ）、解像度設定（低解像度測定、標準測定、高解像度測定）、カラーの有無等が含まれる。
【0088】
ステップＳＢ１５を経てステップＳＢ１７に進んだ場合には、低倍パラメータ、低倍アルゴリズム、低倍処理フローを適用してサーフェス変換を実行する。ステップＳＢ１６を経てステップＳＢ１７に進んだ場合には、高倍パラメータ、高倍アルゴリズム、高倍処理フローを適用してサーフェス変換を実行する。つまり、ＣＡＤ変換部２７３は、処理パラメータ決定部２７２により決定された処理パラメータに従ってメッシュデータをＣＡＤデータに変換する。
【0089】
より詳細には、ワークＷの測定条件は、ワークＷの形状情報とともにスキャナモジュール２６０から変換モジュール２７０に転送される。処理パラメータ決定部２７２は、図１０に示すようなパラメータテーブルに基づき、処理パラメータを決定する。パラメータテーブルは、例えば測定条件等の付加データの項目と、各々の項目に応じた処理パラメータとを対応付けたものであり、記憶装置２４０に記憶されている。したがって、処理パラメータ決定部２７２は、付加データの項目とパラメータテーブルとに基づいて処理パラメータを決定することができる。
【0090】
本例では、パラメータテーブルの付加データの項目として解像度の情報が割り当てられている。よって、パラメータテーブルは、解像度の情報と当該解像度の情報に応じた処理パラメータとを対応付けたものとなっている。
【0091】
例えば倍率の場合は、レンズの光学倍率と撮像素子１２１ａの画素ピッチに応じて空間分解能が決定されるため、倍率の変化に起因して形状情報の分解能が変化することになる。よって、ＣＡＤ変換部２７３で実施する演算処理では、例えば曲率計算のための周辺探索半径や、フィルタを適用する際の強度の適切な値が異なる。図１０に示すように、各測定条件に対して各処理パラメータを予めテーブル化しておくことで、ＣＡＤ変換アルゴリズムで適用する処理パラメータを受光部１２０の倍率条件に基づき自動的に決定可能となる。
【0092】
別の例として、視野の場合、ワークＷのサイズが大きくなる傾向に基づいて、測定データのサンプリングを粗くしてもよい条件が存在し、また一定の倍率において設定した処理パラメータのうち一部の設定に係数を乗じて、より大きなワークＷでは細かい部分を無視するような処理パラメータを設定可能にすることもできる。図１０に示す例では、低倍かつ広視野であれば、微小穴判定サイズ＝０．２かつ形状検知比率＝２．０であり、トータルの微小穴判定サイズ＝０．２×２．０＝０．４と設定できる。
【0093】
一方、ステップＳＢ１４～ＳＢ１６を経た処理パラメータの決定とは独立して、ＣＡＤ変換部２７３がＣＡＤデータに変換する場合に、ワークＷの画像データから算出されたデータであり、形状情報に付帯されている付加データ（例えば信頼度、有効フラグ、色情報など）を用いてＣＡＤデータへの変換時の処理パラメータを決定することもできる。具体的には、信頼度が所定の値以上の場合にのみＣＡＤデータを構成するデータとして採用したり、有効フラグが所定の値の場合にのみＣＡＤデータを構成するデータとして採用するなど、ワークＷの画像データから算出されたデータに基づいて、ＣＡＤデータへの変換時に一定のルールを適用することもできる。本リバースエンジニアリングシステム１では、ワークＷの形状情報だけでなく、メッシュデータに含まれるポリゴン・頂点に個別付与された情報をＣＡＤ変換部２７３が予め決められたルールに基づき把握できる。データセットのデータ構造の例は、図１１に示している。
【0094】
例えばデータ１として頂点情報、データ２として法線情報、データ３として信頼度が割り当てられるというルールが定められた配列設定テーブルが存在していた場合、これに基づいてデータセットを解釈することで、図１１に示すようなデータ構造を再現できる。この配列設定テーブルは、記憶装置２４０に記憶されている。配設設定テーブルには、メッシュデータに対して割り当てられる付加データ（第１の付加データ）として測定条件が含まれるとともに、メッシュデータを構成する頂点情報が含まれており、さらに、頂点情報ごとに割り当てられる付加データ（第２の付加データ）も含まれている。第２の付加データには、頂点の信頼度、有効フラグ、テクスチャ情報等が含まれている。配設設定テーブルでは、第１の付加データと、頂点情報と、第２の付加データとの配列が定められている。
【0095】
スキャナ出力部２６４は、図１１に示す配列設定テーブルに基づいて、メッシュデータを構成する頂点情報と、第１の付加データおよび第２の付加データとの配列を特定することができる。スキャナ出力部２６４は、特定した配列に従って、メッシュデータを構成する頂点情報と、第１の付加データおよび第２の付加データとを配列したデータセットを変換モジュール２７０に出力する。
【0096】
データ入力部２７１は、スキャナ出力部２６４から出力されたデータセットの入力を受け付け、処理パラメータ決定部２７２は、図１１に示す配列設定テーブルに基づいて、データ入力部２７１で受け付けたデータセットからメッシュデータを構成する頂点情報と、第１の付加データおよび第２の付加データを特定する。処理パラメータ決定部２７２は、記憶装置２４０に記憶された配列設定テーブルに基づいて特定した第１の付加データに基づいて、メッシュデータをＣＡＤデータに変換する際の処理パラメータを決定する。つまり、配列設定テーブルを記憶させておくことで、スキャナモジュール２６０と変換モジュール２７０とに同じルールを共有させることができるので、スキャナモジュール２６０から出力される付加データを変換モジュール２７０で解釈できる。また、第１の付加データに基づいて、メッシュデータをＣＡＤデータに変換する際の処理パラメータを決定することにより、メッシュデータ全体に適用するパラメータを事前に決定でき、処理時間の短縮を図ることができる。
【0097】
また、処理パラメータ決定部２７２は、記憶装置２４０に記憶された配列設定テーブルに基づいて特定した第２の付加データに基づいて、メッシュデータを構成する各頂点情報をＣＡＤデータへの変換に用いるか否かを決定することも可能である。すなわち、第２の付加データに頂点の信頼度が含まれている場合、信頼度に基づいて各頂点情報をＣＡＤデータへの変換に用いるか否かを決定でき、例えば信頼度が所定以下である場合には当該頂点情報をＣＡＤデータへの変換に用いないようにすることができる。
【0098】
図１１に示す配列テーブルにおいて、第２の付加データは、ポリゴン情報ごとに割り当てられるデータであってもよい。この場合、配列テーブルは、第１の付加データと、ポリゴン情報と、該ポリゴン情報ごとに割り当てられる第２の付加データとの配列を定めたものになる。スキャナ出力部２６４は、配列設定テーブルに基づいて、ポリゴン情報と、第１の付加データおよび第２の付加データとの配列を特定し、特定した配列に従って、ポリゴン情報と、第１の付加データおよび第２の付加データとを配列したデータセットを変換モジュール２７０に出力する。データ入力部２７１は、ポリゴン情報と、第１の付加データおよび第２の付加データとの配列が特定されたデータセットの入力を受け付ける。そして、処理パラメータ決定部２７２は、配列設定テーブルに基づいて、データ入力部２７１で受け付けたデータセットから、ポリゴン情報と、第１の付加データおよび第２の付加データを特定し、特定した第１の付加データに基づいてメッシュデータをＣＡＤデータに変換する際の処理パラメータを決定する。この場合も、特定した第２の付加データに基づいて、メッシュデータを構成する各ポリゴン情報をＣＡＤデータへの変換に用いるか否かを決定してもよい。
【0099】
より具体的には、図１１に示すように、形状情報に付帯されている信頼度に関する情報に基づいて、例えば「信頼度ｒ１値をもとに各頂点・ポリゴンの処理時の重みを決定する（信頼度＝重みの場合を含む）」としたり、「有効フラグｆ１が１のポリゴンのみ処理に利用する」などの形状部分ごとに処理を変えることができる。この際、信頼度－重み設定テーブルなどを予め保有しておく。また、測定部１００の機種に応じて付帯情報の配列設定テーブルを予め保有することで、機種ごとのデータフォーマットが異なる場合でもＣＡＤ変換部２７３で把握可能となり、ＣＡＤデータへの変換が適切になされる。
【0100】
また、図１２に示すように、測定データには、測定モード、測定範囲、測定機種ＩＤ、プローブタイプ（プローブでワークＷを測定した場合）等で構成された条件ヘッダが含まれていてもよい。
【0101】
ステップＳＢ１８では、変換モジュール２７０が、図１６に示すような結果表示用ユーザインタフェース画面７３０を生成して表示部４００に表示させる。結果表示用ユーザインタフェース画面７３０には、メッシュデータに基づくワークＷの画像が表示されるメッシュデータ表示領域７３１と、サーフェス変換後のワークＷの画像が表示される変換後画像表示領域７３２とが設けられている。メッシュデータ表示領域７３１と変換後画像表示領域７３２とは表示部４００に同時に表示されるとともに、並ぶように配置されている。これにより、ユーザはサーフェス変換前の画像とサーフェス変換後の画像とを容易に見比べることができる。
【0102】
ステップＳＢ１９では、サーフェス変換が完了したか否かを判定する。サーフェス変換が完了していない場合にはステップＳＢ６に戻り、再びサーフェス変換ＧＵＩを起動する。サーフェス変換が完了した場合にはステップＳＢ２０に進んでサーフェス変換終了処理を実行する。ステップＳＢ２１では、ＣＡＤ変換部２７３で変換されたＣＡＤデータをＣＡＤ出力部２７４が出力し、出力されたＣＡＤデータを記憶装置２４０に保存する。保存操作は、図１６に示す結果表示用ユーザインタフェース画面７３０のＣＡＤファイル保存ボタン７３３の操作によって実行される。また、結果表示用ユーザインタフェース画面７３０の設定ファイル保存ボタン７３４の操作がなされると、設定ファイルが記憶装置２４０に保存される。
【0103】
出力されたＣＡＤデータは、３次元ＣＡＤソフト等に読み込んでリバースエンジニアリングに利用することができる。例えば、ＣＡＤデータに基づいて製品を作成すること、製品を成形するための金型を作成すること等が可能である。
【0104】
（メッシュデータの合成）
リバースエンジニアリングシステム１では、解像度の異なる複数のメッシュデータを合成することが可能に構成されている。具体的には、メッシュデータ作成部２６３は、解像度が第１の解像度で取得された測定データに基づく第１のメッシュデータと、解像度が第１の解像度よりも大きな第２の解像度で取得された測定データに基づく第２のメッシュデータとを作成する。その後、メッシュデータ作成部２６３は、解像度が相対的に小さな第１のメッシュデータと、解像度が相対的に大きな第２のメッシュデータとを合成し、合成メッシュデータを作成する。第１の解像度と第２の解像度との差は任意に設定できる。
リバースエンジニアリングシステム１では、解像度の異なる複数のメッシュデータを合成することが可能に構成されている。具体的には、メッシュデータ作成部２６３は、解像度が第１の解像度で取得された測定データに基づく第１のメッシュデータと、解像度が第１の解像度よりも大きな第２の解像度で取得された測定データに基づく第２のメッシュデータとを作成する。その後、メッシュデータ作成部２６３は、解像度が相対的に小さな第１のメッシュデータと、解像度が相対的に大きな第２のメッシュデータとを合成し、合成メッシュデータを作成する。第１の解像度と第２の解像度との差は任意に設定できる。
【0105】
処理パラメータ決定部２７２は、メッシュデータ作成部２６３で作成された合成メッシュデータから、解像度が相対的に小さな第１の解像度で取得された測定データに基づいて作成された第１のメッシュデータを特定し、該特定した第１のメッシュデータをＣＡＤデータに変換する際の処理パラメータを、図１０に示すようなパラメータテーブルに基づいて決定する。
【0106】
また、処理パラメータ決定部２７２は、メッシュデータ作成部２６３で作成された合成メッシュデータから、解像度が相対的に大きな第２の解像度で取得された測定データに基づいて作成された第２のメッシュデータを特定し、該特定した第２のメッシュデータをＣＡＤデータに変換する際の処理パラメータを、図１０に示すようなパラメータテーブルに基づいて決定する。
【0107】
その後、ＣＡＤ変換部２７３は、メッシュデータ作成部２６３で作成された第１のメッシュデータと第２のメッシュデータの各々について、処理パラメータ決定部２７２で決定された処理パラメータを適用することで、合成メッシュデータをＣＡＤデータに変換する。そして、ＣＡＤ出力部２７４は、ＣＡＤ変換部２７３が変換したＣＡＤデータを出力する。
【0108】
メッシュデータ作成部２６３は、第２の付加データとして、各々の頂点情報またはポリゴン情報が第１の解像度または第２の解像度のいずれの解像度で取得された測定データに基づくのかを示す解像度の情報を割り当てた合成メッシュデータを作成可能に構成されている。すなわち、各々の頂点情報またはポリゴン情報が取得された時の解像度が相対的に小さな第１の解像度である場合と、相対的に大きな第２の解像度である場合とが存在することがある。第１の解像度と第２の解像度とが存在している場合には、各々の頂点情報またはポリゴン情報が、いずれの解像度で取得された測定データに基づくものなのかを判別可能にしておく必要があり、この場合に解像度の情報を割り当てた合成メッシュデータを作成することで、判別が容易に行えるようになる。
【0109】
（各モジュールの詳細）
図１７は、解析モジュール２９０の詳細を示すブロック図である。データ取得部２９１は、スキャナモジュール２６０のメッシュデータ作成部２６３（図５に示す）で作成されたメッシュデータを取得する。これをメッシュデータ１とする。メッシュデータ１は、要素抽出部２９２、設定部２９４および近似化処理部２９７に入力されるとともに、第１表示制御部１９８にも入力される。
図１７は、解析モジュール２９０の詳細を示すブロック図である。データ取得部２９１は、スキャナモジュール２６０のメッシュデータ作成部２６３（図５に示す）で作成されたメッシュデータを取得する。これをメッシュデータ１とする。メッシュデータ１は、要素抽出部２９２、設定部２９４および近似化処理部２９７に入力されるとともに、第１表示制御部１９８にも入力される。
【0110】
要素抽出部２９２では、メッシュデータ１から円、平面等の幾何要素を複数抽出する。算出部２９３では、要素抽出部２９２で抽出された複数の幾何要素を使って寸法を算出する。設定部２９４では、メッシュデータ１の中からＣＡＤデータに変換したい領域（変換領域）を設定できる。設定部２９４で設定された変換領域に基づいて、データ抽出部２９５が部分的に切り出されたメッシュデータ２を抽出する。メッシュデータ２は変換領域に対応したデータであり、メッシュデータ１に比べてデータ容量が小さい。このメッシュデータ２が変換データ出力部２９６に入力される。変換データ出力部２９６に入力されたメッシュデータ２は、変換モジュール２７０に出力される。つまり、ワークＷの一部に相当する変換領域に対応したメッシュデータ２を変換モジュール２７０に出力することで、変換モジュール２７０にはＣＡＤデータへの変換に必要な一部分のデータのみ引き渡されることになり、データ容量が削減され、結果的にＣＡＤデータへの変換時間を短縮できる。
【0111】
ＣＡＤデータに変換する際に厳密な形状を必要としない形状については、解析モジュール２９０の近似化処理部２９７によって近似された解析曲面（例えば平面、円筒、自由曲面など）を作成できる。作成された解析曲面の集合は変換データ出力部２９６から変換モジュール２７０に出力される。
【0112】
近似化処理部２９７は、幾何要素に近似する近似化領域と、当該近似化領域を近似する幾何要素の指定を受け付け可能に構成されている。近似化処理部２９７は、受け付けた近似化領域に含まれるメッシュデータを、指定された幾何要素で近似する。
【0113】
変換モジュール２７０では、解析モジュール２９０からメッシュデータおよび解析曲面のデータを受け取ると、ＣＡＤデータへの変換処理を実行する。変換モジュール２７０で高負荷なＣＡＤデータへの変換処理を実行している間も、解析モジュール２９０の処理は継続できる。また、解析モジュール２９０は、データ取得部２９１で取得したメッシュデータを表示部４００に表示させるための第１表示制御部２９８を有している。
【0114】
図１８は、解析モジュール２９０の処理手順を示すフローチャートである。スタート後のステップＳＣ１では、メッシュデータ１（図１７に示す）を取得する。ステップＳＣ２では、ユーザが処理内容（例えば、測定処理、ＣＡＤ変換処理など）を指定する。測定処理が指定された場合には、ステップＳＣ３に進んで測定処理を実行する一方、ＣＡＤ変換処理が指定された場合には、ステップＳＣ４に進んでＣＡＤ変換処理を実行する。ステップＳＣ５では、解析アプリケーションが終了されたか否かを判定し、終了された場合には本処理を終了する一方、終了されていない場合にはステップＳＣ２に戻る。ステップＳＣ４のＣＡＤデータへの変換処理はメッシュデータから解析曲面を生成する処理であることから、ステップＳＣ３の測定処理と比べると処理時間が非常に長くなることが多い。解析モジュール２９０は、ＣＡＤデータ変換指示をした後は、ＣＡＤデータの変換処理の完了を待つことなく、測定処理や別のＣＡＤデータの変換指示を実行することができる。
【0115】
図１９は、測定処理手順の一例を示すフローチャートである。図１８のステップＳＣ３で測定開始されると、図１９のステップＳＤ１に進み、図１７に示す要素抽出部２９２がメッシュデータから複数の幾何要素（例えば平面、円筒、球など）を抽出する。その後、ステップＳＤ２に進み、図１７に示す算出部２９３がステップＳＤ１で抽出された複数の幾何要素間の寸法を算出する。例えば、幾何要素が２つの平面である場合には平面と平面の距離を算出することができ、また幾何要素が平面と円筒である場合には平面の法線と円筒の軸の角度を算出することができる。
【0116】
図１９のステップＳＤ１における幾何要素の抽出処理手順の一例について、図２０に示すフローチャートに基づいて説明する。開始後のステップＳＥ１では、幾何要素の種類の選択を受け付ける。ステップＳＥ２では、メッシュデータを選択する。ステップＳＥ３では、確定ボタンが押されたか否かを判定する。確定ボタンが押されていなければステップＳＥ２に進む一方、確定ボタンが押された場合には、ステップＳＥ４に進み、エラー判定を行う。ステップＳＥ４でエラー有りと判定された場合にはステップＳＥ２に進む。エラーが無ければ、幾何要素の抽出処理を終了する。
【0117】
図２１は、図２０のステップＳＥ２におけるメッシュ選択処理手順の一例を示すフローチャートである。スタート後のステップＳＦ１では、選択方法の指定を受け付けるとともに、指定された選択方法の種別を判定する。選択方法の種別が形状自動選択である場合にはステップＳＦ２に進んで形状自動選択処理によりメッシュを選択する。例えば、３Ｄ表示画面でユーザが操作部２５０を用いてダブルクリック等すると、領域の種類で選択した幾何形状が続く範囲が自動的に選択状態になる。
【0118】
また、選択方法の種別が多角形で囲む方式の選択である場合にはステップＳＦ３に進んで多角形で囲む処理によりメッシュを選択する。例えば、３Ｄ表示画面でユーザが操作部２５０を操作して多角形を指定すると、多角形で囲まれた部分の領域が選択状態になる。
【0119】
また、選択方法の種別がブラシでペイントする処理である場合にはステップＳＦ４に進んでブラシでペイントする処理によりメッシュを選択する。例えば、３Ｄ表示画面でユーザが操作部２５０のマウスボタンを押したままマウスを移動させると、その移動軌跡が選択状態になる。ここで、ブラシの太さや形状は異なるものに指定可能であってもよい。なお、選択方法の種別は上述したものに限られない。
【0120】
図２２は、図１９のステップＳＤ２における寸法測定処理手順の一例を示すフローチャートである。スタート後のステップＳＧ１では、モードの指定を受け付けるとともに、指定されたモードを判定する。３Ｄ計測モードであればステップＳＧ２に進み、幾何公差計測モードであればステップＳＧ３に進み、３Ｄ比較計測モードであればステップＳＧ４に進み、断面計測モードであればステップＳＧ５に進み、断面比較計測モードであればステップＳＧ６に進み、厚み計測モードであればステップＳＧ７に進み、平面計測モードであればステップＳＧ８に進む。これはあくまでも例であり、計測モードの種類は上述した種類に限られるものではない。
【0121】
図２３は、解析モジュール２９０によるＣＡＤ変換指示手順を示している。スタート後のステップＳＨ１では、ＣＡＤ変換指示がなされたか否かを判定する。ＣＡＤ変換指示がなされた場合にはステップＳＨ２に進み、ＣＡＤ変換指示を実行する。ＣＡＤ変換指示がなされていない場合には、ステップＳＨ３に変換方法の指定を受け付けるとともに、指定された変換方法を判定する。ステップＳＨ３で領域指定が選択された場合、即ち、メッシュデータを形状に忠実なＣＡＤデータに変換する場合にはステップＳＨ４に進み、メッシュデータの中からＣＡＤ変換対象の指定を受け付ける。この場合、ステップＳＨ６に進んでメッシュ編集を受け付ける。一方、ステップＳＨ３で幾何要素抽出が選択された場合、メッシュデータから幾何要素を抽出する。ここで抽出される幾何要素はメッシュデータの一部分を近似化することで抽出されるものであり、幾何要素抽出処理は近似化処理ということもできる。この場合には、ステップＳＨ５に進んでメッシュデータの近似化処理を実行する。例えば、図１９のステップＳＤ１の幾何要素の抽出処理を実行し、これによって抽出された幾何要素を対応する幾何形状に近似化する。その後、ステップＳＨ７ではＣＡＤ変換対象に登録する。ステップＳＨ７を経た後、ステップＳＨ１に戻る。尚、複数の変換領域を登録することもできる。
【0122】
図２４は、図２３のステップＳＨ４のＣＡＤ変換対象の指定手順を示すフローチャートである。スタート後のステップＳＩ１では、例えば図１３に示すような変換領域指定用ユーザインタフェース画面７００を表示部４００に表示させ、画像表示領域７０１に表示されている画像に基づいて、メッシュデータ中に指定する必要のある変換領域が残っているか否かをユーザが判定する。指定する必要のある変換領域が残っていない場合には、ステップＳＩ２に進み、メッシュデータの抽出処理を実行した後、本処理を終了する。一方、指定する必要のある変換領域が残っている場合にはステップＳＩ３に進み、変換領域の選択方法の指定を受け付ける。選択方法としては、例えば上述した多角形選択、平面や円筒などの幾何形状、色指定など、どのような方法であってもよく、図１３に示す全指定ボタン７０２ａ、第１領域指定ボタン７０２ｂ、第２領域指定ボタン７０２ｃ、第３領域指定ボタン７０２ｄ等の操作によって実行可能である。選択された変換領域は、選択前とは異なる色に着色された状態で画像表示領域７０１に表示されるので、どの領域が変換領域として指定されているのかユーザが簡単に把握できる。
【0123】
このとき、メッシュデータを表示部４００に表示させるための座標系を選択してもよい。すなわち、図５に示す設定部２９４は、メッシュデータを表示部４００に表示させるための表示条件に含まれる座標系を設定可能に構成されている。メッシュデータを表示部４００に表示する際の表示条件の設定は、表示条件設定部を構成している設定部２９４によって受け付けられる。設定部２９４で設定された表示条件は、記憶装置２４０に記憶される。第１表示制御部２９８は、記憶装置２４０に記憶された表示条件に基づいて、データ取得部２９１により新たに取得されたメッシュデータについて、当該メッシュデータを表示部４００に表示させる際の座標系を特定することで、設定部２９４で設定された表示状態を再現して表示部４００に表示させることが可能である。
【0124】
表示条件の設定方法の一例として、変換領域指定用ユーザインタフェース画面７００には、座標系選択領域７０３が設けられている。座標系選択領域７０３は、例えばプルダウンメニュー等で構成されており、装置座標系、ワークＷを構成している台座の座標系やヘッド部の座標系、ワークＷに外接する最小直方体の座標系（外接最小直方体座標系）等の中からユーザが選択可能になっている。選択された座標系が設定部２９４で設定されると、第１表示制御部２９８は、設定された座標系を表示用の座標としてメッシュデータに割り当てて、当該メッシュデータを表示部４００に表示せる。
【0125】
また、第１表示制御部２９８は、メッシュデータを表示するためのメッシュデータ表示領域（例えば図１３に示す画像表示領域７０１）と、要素抽出部２９２により抽出される幾何要素の形状の指定と、算出部２９３により算出される寸法の算出方法の指定を受け付ける計測設定領域（図２７に示す解析曲面作成用ユーザインタフェース画面７４０）と、設定部２９４により設定されるＣＡＤ変換を実行する変換領域の指定を受け付ける変換領域指定領域（図１３に示すボタン７０２ａ～７０２ｅが表示される領域）と、メッシュデータを変換モジュール２７０に出力するための指示を受け付ける出力指示アイコン（図１３に示す出力指示ボタン７０４）と、を表示部４００に表示させる。
【0126】
変換データ出力部２９６は、メッシュデータと、設定部２９４で設定された座標系とを対応付けた出力ファイルを作成する。変換データ出力部２９６は、作成した出力ファイルを変換モジュール２７０に出力する。
【0127】
変換モジュール２７０は、データ入力部２７１で入力を受け付けたメッシュデータを表示部４００に表示させるための第２表示制御部２７６を有している。データ入力部２７１は、変換データ出力部２９６で出力された出力ファイルを読み出し可能に構成されている。第２表示制御部２７６は、出力ファイルに含まれるメッシュデータを該出力ファイルに含まれる座標系に基づいて表示部４００に表示させることで、解析モジュール２９０でのメッシュデータの表示状態を表示部４００で再現するように構成されている。
【0128】
第２表示制御部２７６は、データ入力部２７１で受け付けたメッシュデータを表示するＣＡＤ変換対象データ表示領域（例えば図１４に示す画像表示領域７１１）と、ＣＡＤ変換対象データ表示領域に表示されているメッシュデータをＣＡＤデータに変換する変換指示を受け付ける変換指示アイコン（図１４に示す変換指示ボタン７１４）とを表示部４００に表示させることができる。
【0129】
第２表示制御部２７６は、図１３に示す出力指示ボタン７０４が操作されたことを検知すると、ＣＡＤ変換対象データ表示領域と、変換指示アイコンとを含む第１の変換ウインドウ（図１４に示すサーフェス変換用ユーザインタフェース画面７１０に相当）を生成し、表示部４００に表示させる。第２表示制御部２７６は、出力指示ボタン７０４が操作されたことを検知すると、ＣＡＤ変換対象データ表示領域と、変換指示アイコンとを含む第２の変換ウインドウを、第１の変換ウインドウに加えて表示部４００に表示させる。つまり、解析モジュール２９０の出力指示が複数回操作されたら、回数分だけ変換モジュール２７０が起動することになる。
【0130】
変換データ出力部２９６は、メッシュデータを、設定部２９４で設定された座標系に基づいて座標変換し、当該座標変換後のメッシュデータを変換モジュール２７０に出力するように構成されていてもよい。この場合、データ入力部２７１は、変換データ出力部２９６で出力された座標変換後のメッシュデータを読み出し可能に構成されている。第２表示制御部２７６は、座標変換後のメッシュデータを表示部４００に表示させることで、解析モジュールでのメッシュデータの表示状態を表示部４００で再現するように構成されている。
【0131】
メッシュデータをそのままＣＡＤデータに変換する場合は、変換したい領域のメッシュデータをマウス等の操作によって選択することができる。また、部分的に選択されたメッシュデータは選択領域の境界部で欠けのあるデータになる。ＣＡＤデータは欠けのないデータが望ましいので、このタイミングでメッシュ編集（例えば穴埋め、削除、ヒーリング）を実行してもよい。
【0132】
ステップＳＩ４ではステップＳＩ３で指定された選択方法を適用してメッシュ選択を実行する。ステップＳＩ５では、確定ボタンが押されたか否かを判定し、確定ボタンが押されていない場合にはステップＳＩ４に進む一方、確定ボタンが押されていない場合にはステップＳＩ６に進む。ステップＳＩ６では、エラー判定を行う。ステップＳＩ７でエラー有りと判定された場合にはステップＳＩ４に進む。エラーが無ければ、選択したメッシュを登録する。本処理が終了してユーザが変換指示を実行すると、変換モジュール２７０が起動し、ＣＡＤデータ変換処理が開始される。
【0133】
図２５は、メッシュ編集手順を示すフローチャートである。開始後、ステップＳＪ１では、メッシュ編集が完了したか否かを判定する。メッシュ編集が完了した場合には本処理を終了し、メッシュ編集が完了していない場合にはステップＳＪ２に進む。ステップＳＪ２では、メッシュ編集の種別の指定を受け付けるとともに、種別が削除であるか、穴埋めであるかを判定する。削除である場合にはステップＳＪ３に進んで所望のメッシュを操作部２５０で選択し、削除する処理を実行し、また穴埋めである場合にはステップＳＪ４に進んでメッシュの欠けている開放エッジを選択して穴埋め処理する。ステップＳＪ５では、メッシュヒーリングを実行し、その後、ステップＳＪ１に戻る。
【0134】
メッシュヒーリング処理は、ステップＳＪ３でメッシュ削除またはステップＳＪ４で穴埋め処理を実行したメッシュデータに対して、自動的に実施する処理である。メッシュ編集の結果、不正メッシュを生成してしまうと、ＣＡＤデータ変換の際に変換エラーとなってしまうため、ＣＡＤデータ変換の前に当該ヒーリング処理を実行する。具体的には、ヒーリング処理とは、自己交差除去、ノンマニホールドメッシュの除去、微小メッシュの削除といった不正メッシュを修復する工程である。自己交差とは、接続関係のないメッシュ同士が空間で互いに交差しているものである。ノンマニホールドメッシュとは、３つ以上のポリゴンが１つのエッジを共有しているメッシュである。微小メッシュとは、例えば接続関係のあるポリゴンデータのメッシュ総数が少ないもの（例：１００ポリゴン以下）である。
【0135】
図２６は、ＣＡＤデータへの変換処理手順を示すフローチャートである。スタート後のステップＳＫ１では、変換対象がメッシュデータであるか、解析曲面であるかを判定する。メッシュデータである場合にはステップＳＫ２に進み、ＣＡＤ変換部２７３が、設定部２９４で設定された変換領域のメッシュデータを自由曲面のサーフェスデータとしてＣＡＤデータに変換する。解析曲面である場合にはステップＳＫ３に進み、ＣＡＤ変換部２７３が、ＣＡＤソフトで取り扱うことができる平面、円筒、曲面といったデータ形式に変換する。つまり、ＣＡＤ変換部２７３は、図２３のステップＳＨ５で抽出された幾何要素に含まれるメッシュデータを解析曲面のサーフェスデータとしてＣＡＤデータに変換することができる。
【0136】
ステップＳＫ４では、ステップＳＫ２で変換されたＣＡＤデータと、ステップＳＫ３で変換されたＣＡＤデータを出力対象として設定する。ステップＳＫ５では、全ての変換対象を変換したか否かを判定し、変換対象が残っている場合にはステップＳＫ１に戻る一方、変換対象が残っていない場合にはステップＳＫ６に進む。ステップＳＫ６では、ステップＳＫ４で設定された出力対象が複数存在している場合に、複数のＣＡＤデータを１つに統合する。
【0137】
ステップＳＫ６で結合させるデータ形式にはパーツファイルとアセンブリファイルの２種類がある。パーツファイルとは、全てのモデルが１つの剛体として扱われるファイルである。アセンブリファイルとは、全てのモデルが別々のモデルと扱われるファイルである。アセンブリファイルでは、個々のモデルをＣＡＤソフト上で別々に移動させることができる。
【0138】
解析曲面を作成する場合の詳細について詳細に説明する。解析モジュール２９０は、図２７に示す解析曲面作成用ユーザインタフェース画面７４０を生成して表示部４００に表示させる。解析曲面作成用ユーザインタフェース画面７４０には、選択可能な基本計測要素が表示される要素表示領域７４１が設けられている。基本計測要素としては、例えば平面、円筒、円錐、球、点等がある。解析曲面作成用ユーザインタフェース画面７４０には、選択可能な特殊計測要素も表示可能になっている。
【0139】
図２８は、解析曲面の作成手順を示す図であり、図１７に示す近似化処理部２９７によって実行可能である。図２８における符号７５０は表示部４００に表示されるユーザインタフェース画面を示している。この例では、円筒部を２箇所有するワークＷが表示されているので、ユーザは、一方の円筒部上の点Ｐ１を操作部２５０のマウスでクリックすると、点Ｐ１が含まれる円筒部が選択された状態になり、色が変化する（色が変化した部分を斜線で示す）。この操作は、幾何要素に近似する近似化領域を指定する操作であり、近似化処理部２９７で受け付けられる。その後、他方の円筒部上の点Ｐ２を操作部２５０のマウスでクリックすると、点Ｐ２が含まれる円筒部が選択された状態になり、色が変化する。この操作も、近似化処理部２９７で受け付けられる。また、近似化領域を近似する幾何要素として円筒の指定を近似化処理部２９７が受け付ける。その後、確定ボタンを操作することで、２つの円筒部が選択された状態が確定するともに、選択された部分を円筒で近似する。近似する幾何形状は、円筒に限られるものはなく、例えば平面、球、円錐等に近似することも可能である。
【0140】
図２９に示すようなウインドウを表示部４００に表示させることで、３Ｄ要素と対象要素との選択表示が個別に可能になっている。つまり、変換データ出力部２９６は、設定部２９４で設定された変換領域のメッシュデータと、近似化領域に含まれるメッシュデータを幾何要素で近似することで作成された幾何要素データとを混在させて変換モジュール２７０に出力する。
【0141】
本例では、変換領域の選択後、レシピの保存、再現が可能になっている。ポリゴン選択コマンド履歴を保存する場合には、ポリゴンを選択するまでの上述した操作部２５０による３Ｄ操作をすべて保存する。ポリゴン選択コマンド履歴を再現する場合には、新しいメッシュデータ（一部が修正されたメッシュデータ）に対して、同様のポリゴン選択コマンドを実行することで、ほぼ同じ位置に存在するメッシュデータを選択することができる。つまり、レシピに保存されている視線情報やポリゴンのコマンドに基づいて、ユーザがメッシュ抽出時に行った操作をそのまま再現することで、正確にメッシュデータを抽出することができる。
【0142】
また、選択済みポリゴンを保存、選択済みポリゴンから一定距離に含まれる新しいポリゴンを選択することもできる。この場合の保存は、選択済みポリゴンを、座標系を考慮して、そのまま保存する。再現は、新しいポリゴンデータ（一部が修正されたポリゴンデータ）と同じ座標系に、選択済みポリゴンを読み込み、選択済みポリゴンから一定の距離に存在する新しいポリゴンデータの領域を選択状態にすることで、ほぼ同じ位置に存在するメッシュデータを選択することができる。つまり、過去に抽出したメッシュデータから、近い領域を抽出することができ、例えば、過去抽出済のメッシュデータを所定量拡張し、拡張した領域内に含まれるメッシュデータを抽出できる。尚、過去のメッシュデータの姿勢と、新たに取得したメッシュデータの姿勢とは略同じであるが、正確に一致するわけではないので、過去抽出済のメッシュデータを拡張することで近い領域を特定することができる。
【0143】
ポリゴン選択コマンド履歴の保存、再現のレシピには、座標系（測定データ座標系に対する変換行列）として、基準平面、平面要素（平面、平行面など）、基準軸、軸要素（円筒、円錐、面交線など）、原点、点要素（点、面と軸の交点など）が含まれる。ポリゴン選択コマンド履歴の保存、再現のレシピには、３Ｄ視線情報として、カメラ（視点）の位置（x, y, z）カメラの姿勢（roll, pitch, yaw）、視線方向ベクトルが含まれる。ポリゴン選択コマンド履歴の保存、再現のレシピには、３Ｄビューボリューム情報として、投影変換方法（透視投影 or 平行投影 or ・・・）、ビューポート設定（left, right, bottom, top, near, far）が含まれる。ポリゴン選択コマンド履歴の保存、再現のレシピには、ポリゴン選択コマンド履歴として、ポリゴン選択１（ダブルクリック選択の場合）、投影面上のダブルクリック座標（x, y）、ポリゴン選択２（線分割の場合）、投影面上の１点目座標（x, y）、線分１点目、投影面上の２点目座標（x, y）、線分２点目、投影面上の３点目座標（x, y）選択領域、ポリゴン選択３（多角形内側の場合）投影面上の１点目座標（x, y）投影面上の２点目座標（x, y）等が含まれる。
【0144】
選択済みポリゴン保存、選択済みポリゴンから一定距離に含まれる新しいポリゴンを選択する場合のレシピには、座標系（測定データ座標系に対する変換行列）として、基準平面、平面要素（平面、平行面など）、基準軸、軸要素（円筒、円錐、面交線など）、原点、点要素（点、面と軸の交点など）が含まれる。選択済みポリゴン保存、選択済みポリゴンから一定距離に含まれる新しいポリゴンを選択する場合のレシピには、選択済みポリゴン、探索範囲（距離）等が含まれる。尚、レシピに保存せず、再現時にユーザ入力を受け付けても良い。なお、ポリゴン選択コマンドの履歴以外にも、メッシュ前処理の履歴もレシピに含めてもよい。
【0145】
（複数の変換モジュール）
図３０は、複数の変換モジュールを備えている形態を示している。すなわち、リバースエンジニアリングシステム１は、第１の変換モジュール２７０Ｃと、第２の変換モジュール２７０Ｄとを有していてもよい。設定部２９４（図５に示す）は、データ取得部２９１で取得したメッシュデータの内、第１のＣＡＤ変換を実行する第１の変換領域と、第２のＣＡＤ変換を実行する第２の変換領域とを設定する。データ抽出部２９５は、設定部２９４で設定された第１の変換領域に基づいて第１のメッシュデータを抽出可能に構成されるとともに、設定部２９４で設定された第２の変換領域に基づいて第２のメッシュデータを抽出可能に構成されている。変換データ出力部２９６は、データ抽出部２９５で抽出された第１のメッシュデータを第１の変換モジュール２７０Ｃに出力し、データ抽出部２９５で抽出された第２のメッシュデータを第２の変換モジュール２７０Ｄに出力する。
図３０は、複数の変換モジュールを備えている形態を示している。すなわち、リバースエンジニアリングシステム１は、第１の変換モジュール２７０Ｃと、第２の変換モジュール２７０Ｄとを有していてもよい。設定部２９４（図５に示す）は、データ取得部２９１で取得したメッシュデータの内、第１のＣＡＤ変換を実行する第１の変換領域と、第２のＣＡＤ変換を実行する第２の変換領域とを設定する。データ抽出部２９５は、設定部２９４で設定された第１の変換領域に基づいて第１のメッシュデータを抽出可能に構成されるとともに、設定部２９４で設定された第２の変換領域に基づいて第２のメッシュデータを抽出可能に構成されている。変換データ出力部２９６は、データ抽出部２９５で抽出された第１のメッシュデータを第１の変換モジュール２７０Ｃに出力し、データ抽出部２９５で抽出された第２のメッシュデータを第２の変換モジュール２７０Ｄに出力する。
【0146】
例えば、第１の変換モジュール２７０Ｃは、第１のメッシュデータ（図１１中、円筒状の部分を構成するデータ）を第１のＣＡＤデータに変換する。一方、第２の変換モジュール２７０Ｄは、第１の変換モジュール２７０Ｃの動作ステータスに関わらず、第２のメッシュデータ（図１１中、立方体状の部分を構成するデータ）を第２のＣＡＤデータに変換する。つまり、第１の変換モジュール２７０ＣがＣＡＤデータの変換処理を行っている間であっても、別のメッシュデータを第２の変換モジュール２７０ＤでＣＡＤデータに変換できるので、第１のメッシュデータと第２のメッシュデータを並行してＣＡＤデータに変換でき、処理時間を短縮できる。ＣＡＤデータに変換している間は、処理中であることを示すウインドウを生成して表示部４００に表示させてもよい。また、ＣＡＤデータへの変換中に変換処理をキャンセル可能なキャンセルボタンを設けておき、キャンセルボタンの操作によってＣＡＤデータへの変換処理をキャンセルしてもよい。
【0147】
（設計意図反映機能）
本実施形態に係るリバースエンジニアリングシステム１は、サーフェスデータを作成する際に設計意図を積極的に反映させることが可能な機能を備えている。全体概要を説明すると、図３１に示すように、まず、領域指定ユーザインタフェースが起動し、メッシュデータを表示部４００に３Ｄ表示する。３Ｄ表示上でユーザは任意の領域と領域の形状属性（解析曲面の情報）を設定する。すなわち、図５に示す形状属性設定部２７７が、データ取得部２９１で取得されたメッシュデータに含まれるポリゴンに形状属性を設定する。形状属性はユーザによって入力可能である。形状属性のユーザ入力は入力受付部２７１ａで受け付けられる。
本実施形態に係るリバースエンジニアリングシステム１は、サーフェスデータを作成する際に設計意図を積極的に反映させることが可能な機能を備えている。全体概要を説明すると、図３１に示すように、まず、領域指定ユーザインタフェースが起動し、メッシュデータを表示部４００に３Ｄ表示する。３Ｄ表示上でユーザは任意の領域と領域の形状属性（解析曲面の情報）を設定する。すなわち、図５に示す形状属性設定部２７７が、データ取得部２９１で取得されたメッシュデータに含まれるポリゴンに形状属性を設定する。形状属性はユーザによって入力可能である。形状属性のユーザ入力は入力受付部２７１ａで受け付けられる。
【0148】
また、図５に示すリージョン特定部２７８は、データ取得部２９１で取得されたメッシュデータに含まれるリージョンを、形状属性設定部２７７で設定された形状属性に基づいて特定する。リージョン特定部２７８によりリージョンを特定するためのユーザによる操作は、入力受付部２７１ａによって受け付けられるようになっている。入力受付部２７１ａが、リージョンを特定するためのユーザによる操作を受け付けた場合、リージョン特定部２７８は、入力受付部２７１ａで受け付けたユーザの操作に基づいてリージョンを特定する。また、入力受付部２７１ａは、リージョン特定部２７８により特定されるリージョンの形状属性の指定も受け付け可能に構成されている。
【0149】
なお、リージョンとは、メッシュデータ（ポリゴンデータ）上の法線の向き／曲率などの数学的パラメータが類似する１つの領域に含まれるメッシュデータであり、ポリゴンの集合体と呼ぶこともできる。以下の説明でリージョン特定部２７８が特定した領域はリージョンに相当する。
【0150】
また、詳細は後述するが、図５に示すデータ変換部２７９は、データ取得部２９１で取得されたメッシュデータに含まれるポリゴンのうち、リージョン特定部２７８で特定されたリージョンに含まれるポリゴンを、形状属性設定部２７７で設定された形状属性に基づいてサーフェスデータに変換する。ここで、データ変換部２７９は、リージョン特定部２７８で特定されたリージョンに含まれるポリゴンを、形状属性設定部２７７で設定された形状属性に基づいて解析曲面のサーフェスデータに変換してもよい。
【0151】
さらに、データ変換部２７９は、データ取得部２９１で取得されたメッシュデータに含まれる複数のポリゴンのうち、リージョン特定部２７８で特定されたリージョンに含まれないポリゴンを自由曲面のサーフェスデータに変換する。データ出力部としてのＣＡＤ出力部２７４は、データ変換部２７９で前記形状属性に基づいて変換されたサーフェスデータと、前記データ変換部で変換された自由曲面のサーフェスデータとをＣＡＤデータとして出力する。ここで、データ変換部２７９がリージョン特定部２７８で特定されたリージョンに含まれるポリゴンを解析曲面のサーフェスデータに変換する場合、解析曲面のサーフェスデータと自由曲面のサーフェスデータとが混在するデータをＣＡＤデータとして出力できる。
【0152】
自由曲面のサーフェスデータは、設計図上の位置決めが難しく、測定データの加工性は低いが、測定データへの追従性は高い。また、解析曲面のサーフェスデータは、軸を取得したり、面の下書きをしたり、位置決め時の拘束をかけたりできるため、測定データの加工性は高いが、数学的に表現されたデータであるため、測定データへの追従性は低い。このような２種類のサーフェスデータを混在させることで、測定データへの追従性を重視する領域は自由曲面で、測定データの加工性を重視する領域は解析曲面で出力することで、加工性と追従性を両立させることができる。
【0153】
図５に示す対応付け部２７１ｂは、リージョン特定部２７８で特定されたリージョンの形状属性と、当該リージョンに含まれるポリゴンとを対応付けた対応付けデータを作成する部分である。対応付け部２７１ｂが対応付けデータを作成した場合、対応付けデータは記憶装置２４０に記憶される。データ変換部２７９は、サーフェスデータに変換する際、記憶装置２４０から対応付けデータを読み込む。対応付けデータを読み込んだ後、データ変換部２７９は、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから、記憶装置２４０に記憶された対応付けデータに基づいて一の形状属性が付与された複数のポリゴンを特定する。そして、データ変換部２７９は、特定された複数のポリゴンを当該ポリゴンに対応付けられた形状属性に基づいて一のサーフェスデータに変換することができる。
【0154】
リージョン特定部２７８は複数のリージョンを特定することも可能である。すなわち、リージョン特定部２７８は、データ取得部２９１で取得されたメッシュデータから第１のリージョンと第２のリージョンとを順に特定可能に構成することもできる。この場合、対応付け部２７１ｂは、リージョン特定部２７８で特定された第１のリージョンに含まれるポリゴンに対して第１の形状属性を対応付け、第１のリージョンと第２のリージョンとで重複領域が存在するか否かを判定する。対応付け部２７１ｂは、第１のリージョンと第２のリージョンとで重複領域が存在すると判定した場合、該重複領域に対して第２の形状属性を対応付けることで、前記重複領域に対してすでに対応付けられている第１の形状属性を第２の形状属性に変更することができる。
【0155】
また、対応付け部２７１ｂは、第１のリージョンと第２のリージョンとで重複領域が存在すると判定した場合、第２のリージョンのうち、重複領域以外の領域に対して第２の形状属性を対応付けることで、重複領域に対してすでに対応付けられている第１の形状属性を保持することもできる。
【0156】
あるリージョンに対して複数の形状属性が対応付けられている場合、データ変換部２７９は、複数の形状属性の各々に対応したサーフェスデータを生成する。この場合、重複領域に対して複数のサーフェスデータが存在することになり、不正データが生じてしまう。第１のリージョンと第２のリージョンとで重複領域が存在する場合、該重複領域に対して第１の形状属性を対応付けることで、不正データが生じることを防ぎつつ、優先度の高い形状をより広い面で定義するという実用性を向上させることができる。また、第１のリージョンと第２のリージョンとで重複領域が存在する場合、該重複領域に対して第２の形状属性を対応付けることで、不正データが生じることを防ぎつつ、後から容易にリージョンの範囲を変更できるという操作感（使い勝手）を向上させることができる。
【0157】
図５に示すセグメント処理部２７１ｃは、データ取得部２９１で取得したメッシュデータを複数のセグメントに分割する部分である。セグメント処理部２７１ｃは、まず、データ取得部２９１で取得されたメッシュデータを取得し、ポリゴンの面積やエッジ長、曲率、法線ベクトル等のポリゴンの幾何特性値を算出する。そして、算出されたポリゴンの幾何特性値に基づいて、セグメントを生成する。
【0158】
このとき、セグメント処理部２７１ｃは、データ取得部２９１で取得したメッシュデータに含まれる複数のポリゴンについて、形状属性が対応付けられているか否かを特定する。セグメント処理部２７１ｃは、形状属性が対応付けられていると特定された複数のポリゴンから、当該形状属性に対応した幾何要素が抽出されるようにメッシュデータをセグメント化するとともに、形状属性が対応付けられていないと特定された複数のポリゴンを、各々のポリゴンの幾何特性値に基づいて複数のセグメントにセグメント化するように構成されている。この場合、データ変換部２７９は、セグメント処理部２７１ｃによりセグメント化された各々のセグメントをサーフェスデータに変換する。
【0159】
ユーザによる領域指定が完了すると変換モジュール２７０が起動する。ユーザが指定しなかった領域については曲面の分割領域を自動生成し、ユーザが指定した領域と合成してメッシュデータをすべて覆う領域の集合であるセグメント情報を生成する。セグメント情報には、領域のリストと、形状属性設定部２７７で設定された領域の形状属性の情報が保持されている。
【0160】
曲面生成処理では、メッシュデータとセグメント情報から、個々の領域の曲面とトリムラインを計算し、トリムサーフェスを生成する。また、トリムサーフェス間の隣接情報であるトポロジ情報も生成する。ＣＡＤデータ生成処理ではトリムサーフェスとトリムサーフェスの形状属性、およびトポロジ情報からBrep(Boundary representation)データを生成する。BrepデータからはＣＡＤファイル（ＳＴＥＰファイル）が一意に生成される。
【0161】
確認表示ユーザインタフェースではBrepデータを３Ｄ表示し、ユーザに対して最終確認を行う。生成されたBrepデータが意図通りであればＣＡＤファイルを生成して処理は終了する。Brepデータが意図通りになっていない場合は領域指定ユーザインタフェースに戻って処理をやり直すことになる。
【0162】
以下、具体例を挙げて説明する。図３２は、形状属性設定部２７７で設定された形状属性を反映させたＣＡＤデータを生成する手順を示すフローチャートである。ステップＳＬ１は、保存済み領域を読み込んで開始する場合に保存済み領域を読み込むステップである。ステップＳＬ２では、ユーザ領域を指定するか否かを判定する。ユーザ領域を指定する場合にはステップＳＬ３に進んでユーザ領域を指定し、その後、ステップＳＬ４に進む。ユーザ領域の指定は、リージョンを特定するためのユーザによる操作であり、入力受付部２７１ａによって受け付けられる。
【0163】
ユーザ領域を指定しない場合にはステップＳＬ４に直接進む。ステップＳＬ４では、ユーザが指定した領域（ユーザ指定領域）を記憶装置２４０等に保存するか否かを判定する。ユーザ指定領域を記憶装置２４０等に保存する場合にはステップＳＬ５に進み、ユーザ指定領域を記憶装置２４０等に保存し、その後、ステップＳＬ６に進む。ユーザ指定領域を記憶装置２４０等に保存しない場合は、ステップＳＬ６に直接進む。
【0164】
ステップＳＬ６では自動領域生成を行う。例えば、リージョン特定部２７８は、入力受付部２７１ａで受け付けたユーザ領域の指定操作に基づいてリージョンを特定する。このとき、ユーザによる形状属性の入力操作が入力受付部２７１ａで受け付けられている場合には、ユーザによって入力された形状属性に基づいてリージョンを特定する。
【0165】
自動領域生成の方法は複数通りある。一の方法は、ユーザ指定領域とは独立して領域生成を行う方法であり、この方法では、後からユーザ指定領域と合成する。他の方法は、ユーザ指定領域を指定済み領域としてマークしておき、それ以外の領域について自動領域生成処理を行う方法である。自動領域生成時に、形状属性設定部２７７によって自動的に形状属性が設定されてもよい。ステップＳＬ７では、自動生成領域とユーザ指定領域を合成する。上記他の方法の場合、ステップＳＬ７は不要である。
【0166】
ステップＳＬ８では、領域毎に曲面を生成する。ステップＳＬ９では、隣合う曲面の境界に対して境界ヒーリング・補間処理を実行する。ステップＳＬ１０ではBrep構造を生成し、ステップＳＬ１１ではＣＡＤファイルを出力する。ステップＳＬ１２では、ユーザ指定領域を記憶装置２４０等に保存する。
【0167】
図３３は、ユーザ領域指定の手順を示すフローチャートである。スタート後のステップＳＭ１では、指定する必要のある領域が残っているか否かを判定する。指定する必要のある領域が残っていない場合には終了する。指定する必要のある領域が残っている場合にはステップＳＭ２に進み、メッシュ選択を実行する。ステップＳＭ３では確定ボタンが押されたか否かを判定する。確定ボタンが押されていない場合にはステップＳＭ２に戻り、確定ボタンが押された場合にはステップＳＭ４に進む。ステップＳＭ４では、エラー判定を行う。エラー有りの場合にはステップＳＭ２に戻り、エラーが無ければステップＳＭ５に進む。ステップＳＭ５では、領域の種類と選択したメッシュを登録する。
【0168】
図３４は、プレビュー表示がある場合のユーザ領域指定の手順を示すフローチャートである。ステップＳＮ１、ＳＮ２は図３３のステップＳＭ１、ＳＭ２と同じである。ステップＳＮ３では、プレビューボタンが押されたか否かを判定する。プレビューボタンが押されていない場合にはステップＳＮ２に戻り、プレビューボタンが押された場合にはステップＳＮ４に進み、ユーザが確認可能なプレビュー画面を生成して表示部４００に表示させる。ステップＳＮ５～７は、図３３のステップＳＭ３～５と同じ処理である。
【0169】
図３５は、図３４のステップＳＮ４の詳細を示すフローチャートである。ステップＳＰ１では、ユーザが選択したメッシュから領域の種類に応じて曲面を計算する。ステップＳＰ２では、ステップＳＰ１で計算した曲面とユーザが選択したメッシュを重ねて表示部４００に表示する。ステップＳＰ１で計算した曲面とユーザが選択したメッシュとは、区別可能な形態で表示される。区別可能な形態とは、ステップＳＰ１で計算した曲面とユーザが選択したメッシュとを異なる色で表示する形態や、一方を半透明にして他方が見えるように表示する形態等である。
【0170】
図３６は、メッシュ選択処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳＱ１では、幾何形状の自動判定のあり／なしを判定する。幾何形状の自動判定とは、ユーザが指定した領域のメッシュの形状をもとに幾何形状の種類（平面、円筒、円錐、球、トーラス、または自由曲面）を自動的に判定して属性として設定することである。例えば、図１４に示すサーフェス変換用ユーザインタフェース画面７１０の詳細設定領域７１２にある平面ボタン、円筒ボタン、円錐ボタン、球ボタンのうち、いずれかが操作された場合には、幾何形状の種類が選択されたボタンで特定される幾何形状に設定される。
【0171】
詳細設定領域７１２にあるボタンが操作されると、図３８に示す領域指定用ユーザインタフェース画面７６０が生成されて表示部４００に表示される。領域指定用ユーザインタフェース画面７６０には、メッシュデータに基づくワークＷの画像が表示される画像表示領域７６１と、詳細設定領域７６２とが設けられている。詳細設定領域７６２には、設定された幾何要素も表示され、本例では平面が設定されている。画像表示領域７６１上でユーザが操作部２５０により、領域指定したい箇所でダブルクリックすると、現在指定しようとしている形状を自動的に抽出して選択する。平面が設定されている場合、ダブルクリックした箇所から連続して平面と見做せる領域が自動的に平面として選択される。マウスで囲んで指定する場合、マウスポインタで囲った形状が選択される。
【0172】
自動判定がなしの場合はステップＳＱ２に進んで幾何形状の選択を実行した後、ステップＳＱ３に進んでメッシュ選択操作を実行する。メッシュ選択操作は、図２１に示すフローチャートで説明したとおりである。リージョン特定部２７８によりリージョンを特定するためのユーザによる操作としては、例えばユーザによる点の指定や、所定の領域を囲む指定等があり、これらの操作は、入力受付部２７１ａによって受け付けられる。点の指定を受け付けた場合には、リージョン特定部２７８は、入力受付部２７１ａで受け付けた点を含む面の特性に基づいてリージョンを特定する。また、所定の領域を囲む指定を受け付けた場合には、リージョン特定部２７８は、入力受付部２７１ａで受け付けた所定の領域に含まれるポリゴンをリージョンとして特定する。記憶装置２４０は、リージョン特定部２７８によりリージョンを特定するためのユーザによる操作として点または所定の領域の指定がなされた場合、点または所定の領域の座標情報を、メッシュデータを表示部４００に表示させる際の表示条件と対応付けて記憶する。第２表示制御部２７６は、上記の通り、解析モジュール２９０でのメッシュデータの表示状態を表示部４００で再現できる。リージョン特定部２７８は、表示状態が再現されたメッシュデータと、記憶装置２４０に記憶された座標情報とに基づいてリージョンを特定することもできる。その後、ステップＳＱ４では、幾何形状以外の属性設定（例えば色指定）を実行する。
【0173】
自動判定がありの場合はステップＳＱ５に進んでメッシュ選択操作を実行する。ステップＳＱ６では、幾何形状の自動判定を実行し、その後、ステップＳＱ７では、幾何形状以外の属性設定（例えば色指定）を実行する。
【0174】
図３７は、ユーザ指定領域と自動生成領域の合成処理の手順を示すフローチャートである。各ステップ中の番号は、右側の図中における番号と対応している。ステップＳＲ１では、自動生成領域の領域ＩＤと重複しないようにユーザ指定領域の領域ＩＤを振りなおす。ステップＳＲ２では、自動生成領域にユーザ指定領域を上書きする。ステップＳＲ３では、ユーザ指定領域に分断されて飛び地になった領域に独立した領域ＩＤを付与する。以上のようにして合成後領域を得ることができる。
【0175】
自由曲面間境界の場合、まず、境界接続のヒーリングが必要か判断する。すなわち、境界線となる曲線上に一定間隔で点を置く。この点とそれぞれの曲面の距離の平均値と最大値を評価して、一定以上であるならばヒーリングが必要と判断し、両方の曲面を生成しなおす。その際、曲面をフィッティングする点群に曲面の領域に属する点群と境界曲線から生成した点群を用いる。また、境界曲線由来の点群の重みを領域由来の点群よりも大きくして計算する。次いで、再度ヒーリングが必要かを上述した方法で判定する。基準を満たさない場合、境界線由来の点群の重みを増して再度計算する。
【0176】
プリミティブ間境界の場合、まず、境界線をプリミティブに投影したものを新たな境界線とする。もしくは境界線を生成する際に元となる頂点をプリミティブに投影してから計算する。その後、境界接続のヒーリングが必要か判断する。すなわち、境界線となる曲線上に一定間隔で点を置く。この点と自由曲面との距離の平均値と最大値を評価して、一定以上であるならばヒーリングが必要と判断し、自由曲面を生成しなおす。その際、曲面をフィッティングする点群に曲面の領域に属する点群と境界曲線から生成した点群を用いる。また、境界曲線由来の点群の重みを領域由来の点群よりも大きくして計算する。次いで、再度ヒーリングが必要かを上述した方法で判定する。基準を満たさない場合、境界線由来の点群の重みを増して再度計算する。
【0177】
ユーザ指定領域と、ユーザが指定した解析曲面とが矛盾する場合が考えられる。ユーザ指定領域が例えば平面であったのに対して円筒面であると指定したような場合や、段差のある面を１つの領域にして平面であると指定したような場合には、領域指定時にエラーメッセージを表示してユーザに再指定を促すようにする。
【0178】
また、領域指定時には矛盾しない領域指定と解析曲面だったとしても、実際に曲面を生成した際に問題が発生することがある。例えば、隣接する自由曲面間、または自由曲面と解析曲面間の間が離れている場合や、または交差している場合、自由曲面側を変形して問題を解消するヒーリング処理をおこなう。
【0179】
解析曲面同士が隣接している場合、自由曲面では、曲面を変形することで隣接する領域を境界線で接続するヒーリング処理が可能であるが、解析曲面同士ではそれは不可能である。解析曲面が許容誤差範囲内で連続していれば問題ないが、連続していない場合はエラーとなる。エラーとなった場合には、確認ユーザインタフェースで問題を確認し、曲面間に自由曲面を挟んで領域指定をやり直すなどして回避する。
【0180】
例えば、ユーザによりリージョンを特定するための操作として所定の領域が囲まれる操作が行われた場合、リージョン特定部２７８は、囲まれた所定の領域に含まれる複数のポリゴンに基づいて近似平面を算出する。また、リージョン特定部２７８は、算出した近似平面の法線と、所定の領域に含まれるポリゴンの位置および法線とを取得する。そして、リージョン特定部２７８は、取得した近似平面の法線と、所定の領域に含まれるポリゴンの位置および法線とに基づいて、所定の領域が平面として近似できるか否かを判定することもできる。
【0181】
形状属性設定部２７７は、ポリゴンの曲率に基づいて当該ポリゴンの曲率半径を算出することも可能である。形状属性設定部２７７は、算出したポリゴンの曲率半径と、当該ポリゴンの法線の向きとに基づいて当該ポリゴンの曲率円の中心点を算出し、メッシュデータを構成する複数のポリゴンについて算出された曲率円の中心点の位置関係に基づいてデータ取得部２９１で取得されたメッシュデータに含まれるポリゴンに形状属性を設定することもできる。
【0182】
幾何形状を指定する場合のエラー処理も可能である。すなわち、平面や円柱面など、属性として幾何形状を設定した領域について、ユーザが選択した領域の形状と属性が一致しているかどうかを判定する。例えば、ユーザが指定した領域が属性で設定された幾何形状であると仮定して、最小二乗法などで幾何形状の解析曲面を推定する。解析曲面を推定した後、ユーザが指定した領域の各頂点それぞれについて、推定した解析曲面と頂点の最短距離を計算する。最短距離を計算した後、その最短距離の最大値、平均値を算出し、最大値、平均値がそれぞれ所定の閾値を上回っていた場合はエラーとする。最大値、平均値を算出する前に、最短距離の上位０．５％を取り除くなどの前処理を行い、外れ値除去を行ってもよい。外れ値除去により、形状ノイズによって領域指定が困難になる状態を防ぐことができる。
【0183】
自由曲面を指定する場合のエラー処理も可能である。すなわち、自由曲面についてオーバーハングした領域を１つの曲面として生成することは困難なため、オーバーハングの有無を判定する。例えば、ユーザが指定した領域の頂点座標について主成分分析を行い、第１主成分の方向を求める。第１主成分の方向を求めた後、ユーザが指定した領域の各頂点の法線ベクトルそれぞれについて、上記第１主成分の方向となす角度を計算する。それぞれの角度が所定の閾値を上回っている場合はエラーとする。所定の閾値は、例えば６０°から８０°程度とする。自由曲面についてはオーバーハングを検出した場合、ユーザに領域指定をやり直してもらう方法と、自動的に領域を分割してオーバーハングを解消する方法がある。後者については、例えばユーザが指定した領域内で最大の主曲率を持つ頂点を求めた後、その頂点から主曲率ベクトルの正負両方向で最も近い頂点をそれぞれ探す。見つかった頂点について領域の端に達するまで、主曲率ベクトルの正負両方向で最も近い頂点を探す処理を繰り返し行う。これにより、領域を分割する頂点列を得る。頂点列で領域を２分割し、それぞれの領域でオーバーハングを検出し、オーバーハングがある場合は再帰的に上記の方法で領域分割を行う。
【0184】
（サーフェスデータへの付加情報の付与）
本リバースエンジニアリングシステム１では、三次元形状とは直接関係しない付加情報をサーフェスデータに付与できるように構成されている。付加情報は、ワークＷの表面特性を表す情報であり、例えばワークＷの表面の色を示す色情報、ワークＷの表面の光の反射度合いを示す反射情報、ワークＷの表面の光の拡散度合いを示す拡散情報などである。
本リバースエンジニアリングシステム１では、三次元形状とは直接関係しない付加情報をサーフェスデータに付与できるように構成されている。付加情報は、ワークＷの表面特性を表す情報であり、例えばワークＷの表面の色を示す色情報、ワークＷの表面の光の反射度合いを示す反射情報、ワークＷの表面の光の拡散度合いを示す拡散情報などである。
【0185】
図５に示すブロック図に基づいて説明すると、入力受付部２７１ａは、付加情報として、形状属性ごとの色情報の指定を受け付け可能に構成されている。付加情報特定部２７１ｄは、データ変換部２７９で変換されたサーフェスデータに付与する付加情報を特定する部分である。例えば、付加情報特定部２７１ｄは、リージョン特定部２７８で特定されたリージョンに含まれる複数のポリゴンに対応付けられた付加情報に基づいて、当該リージョンに割り当てる一の付加情報を特定することができる。ここで特定される一の付加情報としては、例えば、リージョンに含まれる複数のポリゴンの代表色や代表輝度などが挙げられる。
【0186】
付加情報付与部２７１ｅは、データ変換部２７９で変換されたサーフェスデータに、付加情報特定部２７１ｄにより特定された付加情報を付与する部分である。付加情報特定部２７１ｄがリージョンに割り当てる一の付加情報を特定した場合、付加情報付与部２７１ｅは、特定された一の付加情報をリージョンに付与する。こうしてサーフェスデータに付加情報が付与されると、サーフェスデータに付加情報が付与されたＣＡＤデータをＣＡＤ出力部２７４が出力する。付加情報として色情報が割り当てられる場合、付加情報特定部２７１ｄは、リージョンに含まれる複数のポリゴンに付加情報として対応付けられた色情報に基づいて、当該リージョンに割り当てる一の付加情報として代表色を特定する。そして、付加情報付与部２７１ｅは、特定された代表色をリージョンに付与する。
【0187】
また、データ変換部２７９は、データ取得部２９１で取得されたメッシュデータに含まれる複数のポリゴンについて、形状属性が割り当てられているか否かを特定した後、形状属性が割り当てられていると特定された複数のポリゴンを、形状属性に基づいて、解析曲面のサーフェスデータに変換する一方、形状属性が割り当てられていないと特定された複数のポリゴンを、自由曲面のサーフェスデータに変換するように構成されている。解析曲面のサーフェスデータおよび自由曲面のサーフェスデータへの変換が実行された場合、付加情報特定部２７１ｄは、当該解析曲面のサーフェスデータに付与する付加情報として、形状属性ごとに指定された色情報を特定する一方、自由曲面のサーフェスデータに付与する付加情報として、予め定められた所定の色情報を特定する。
【0188】
対応付け部２７１ｂは、リージョン特定部２７８で特定されたリージョンに含まれるポリゴンと付加情報特定部２７１ｄで特定された付加情報とを対応付けることが可能に構成されている。対応付けられたポリゴンと付加情報とは記憶装置２４０等に記憶しておくこともできる。また、対応付け部２７１ｂは、リージョン特定部２７８で特定されたリージョンに含まれるポリゴンと、付加情報特定部２７１ｄで特定された付加情報と、入力受付部２７１ａにより受け付けられた形状属性とを対応付けることが可能に構成されている。対応付けられたポリゴンと付加情報と形状属性とは記憶装置２４０等に記憶しておくこともできる。
【0189】
さらに、対応付け部２７１ｂは、入力受付部２７１ａで付加情報として形状属性ごとの色情報の入力を受け付けた場合には、受け付けた形状属性と形状属性ごとの色情報とに基づいて、リージョンの形状属性に対応する色情報とリージョンに含まれるポリゴンとを対応付けることで、形状属性が同じリージョンに対して同じ色情報を対応付けることが可能に構成されている。
【0190】
以下、サーフェスデータへの付加情報の付与手順について図３９に示すフローチャートに基づいて説明する。スタート後のステップＳＲ１では変換モジュール２７０を起動する。ステップＳＲ２では、領域指定ＧＵＩとして、例えば図１４に示すようサーフェス変換用ユーザインタフェース画面７１０を変換モジュール２７０が生成して表示部４００に表示させる。ステップＳＲ３では、ユーザが属性を選択し、選択した属性を入力受付部２７１ａが受け付ける。サーフェス変換用ユーザインタフェース画面７１０の詳細設定領域７１２には、形状種別選択領域７１２ｄが設けられており、この形状種別選択領域７１２ｄを操作することで、平面や円筒などの幾何形状の指定が可能になっている。また、ステップＳＲ３では、ユーザが色の指定を行い、色の指定を入力受付部２７１ａが受け付ける。色の指定を受け付ける際には、変換モジュール２７０が図４０に示すような色指定用ウインドウ７７０を生成して表示部４００に表示させる。色指定用ウインドウ７７０には、色相や彩度が異なる複数の色見本が表示されており、ユーザが所望の色を指定可能に構成されている。
【0191】
ステップＳＲ４では、ステップＳＲ３で指定された形状に基づいてユーザが領域を指定する。ステップＳＲ５では、属性変更の有無を判定する。ユーザが属性変更する場合には、ステップＳＲ６に進む一方、属性変更しない場合にはステップＳＲ７に進む。ステップＳＲ６では、ユーザが属性を再選択する。ステップＳＲ６は、ステップＳＲ３と同様な手順を行うことが可能である。
【0192】
ステップＳＲ７では、設定が終了したか否かを判定する。終了していない場合にはステップＳＲ３に戻る一方、終了した場合にはステップＳＲ８に進む。ステップＳＲ８では、セグメント処理部２７１ｃがメッシュデータを複数のセグメントに分割する。ユーザが指定した領域は分割対象外とする。
【0193】
ステップＳＲ９では、メッシュデータの全ポリゴンに対する処理が完了したか否かを判定する。完了していない場合にはステップＳＲ８に進む一方、完了した場合にはステップＳＲ１０に進む。ステップＳＲ１０では面生成処理を実行する。その後、ステップＳＲ１１に進む。ステップＳＲ１１では、属性の有無を判定する。属性があればステップＳＲ１２に進む一方、属性が無ければステップＳＲ１３に進む。ステップＳＲ１２では、属性の種別を判定する。属性が形状の場合にはステップＳＲ１４に進む一方、属性が色の場合にはステップＳＲ１５に進む。
【0194】
ステップＳＲ１４では、付加情報特定部２７１ｄが、形状－色対応テーブルに基づいて色を特定する。形状－色対応テーブルとは、形状ごとに付与される色を特定したテーブルであり、例えば平面を青、円筒を緑と特定したテーブルなどである。このテーブルはユーザが作成してもよい。ステップＳＲ１５では、ユーザが指定した領域内のポリゴンから曲面を生成する。ステップＳＲ１６では、ステップＳＲ１５で生成した曲面に付加情報付与部２７１ｅが色情報を付与する。
【0195】
ステップＳＲ１３でポリゴン色があると判定された場合には、ステップＳＲ１７に進んで各々のセグメント領域内のポリゴン色から代表色を決定する。ここで決定される代表色は、一の付加情報の一例である。ステップＳＲ１３でポリゴン色がないと判定された場合には、ステップＳＲ１８に進んでユーザが指定した領域内のポリゴンから曲面を生成する。
【0196】
その後、ステップＳＲ１９に進み、全領域の処理が完了したか否かを判定する。全領域の処理が完了していない場合にはステップＳＲ１０に戻る一方、全領域の処理が完了した場合にはステップＳＲ２０に進んで付加情報が付与されたＣＡＤデータをＣＡＤ出力部２７４が出力して終了する。
【0197】
図４１は、付加情報としてテクスチャ情報を持つ測定データの構成例を示す図である。テクスチャ情報にはテクスチャ画像が含まれている。
【0198】
以上説明したように、ワークＷの形状を測定することで得られたメッシュデータに含まれる領域が特定されると、特定された領域に含まれるポリゴンがサーフェスデータに変換され、変換されたサーフェスデータに、例えば色、反射、カラー偏差等の付加情報を付与する場合には、付加情報を特定することで、特定された付加情報がサーフェスデータに自動的に付加される。そして、付加情報が付与されたＣＡＤデータが出力されるので、リバースエンジニアリングの際に役立つ情報として付加情報を利用することができる。
【0199】
また、リージョン特定部２７８で特定されたリージョンに含まれるポリゴンと、付加情報特定部２７１ｄで特定された付加情報と、形状属性と、を対応付けることができるので、形状属性が同じリージョンは同じ付加情報を自動的に付与できる。
【0200】
尚、付加情報がカラー偏差の場合、差分を緻密に表現した色情報を付加してＣＡＤデータ化するのは困難な場合があるので、代表色を決定し、決定した代表色に基づいてリージョンに付加情報を付与してもよい。また、付加情報がカラーテクスチャの場合は、テクスチャをそのまま付加してもよいし、リージョンごとに代表色を付与してもよい。
【0201】
（メッシュデータの補正機能）
本リバースエンジニアリングシステム１では、ワークＷを測定して取得したメッシュデータを補正する補正機能を有しており、この補正機能により補正処理の実行が可能になっている。図５に示すブロック図に基づいて説明すると、補正処理を開始するにあたり、入力受付部２７１ａは、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから補正処理の基準となる補正基準面を抽出するためのユーザ入力を受け付け可能に構成されている。補正基準面を特定するためのデータとしては、例えば補正基準面を構成するポリゴンおよび頂点、および、解析曲面の種別（平面、円筒など）と数式の係数等があり、これを保持しておく。
本リバースエンジニアリングシステム１では、ワークＷを測定して取得したメッシュデータを補正する補正機能を有しており、この補正機能により補正処理の実行が可能になっている。図５に示すブロック図に基づいて説明すると、補正処理を開始するにあたり、入力受付部２７１ａは、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから補正処理の基準となる補正基準面を抽出するためのユーザ入力を受け付け可能に構成されている。補正基準面を特定するためのデータとしては、例えば補正基準面を構成するポリゴンおよび頂点、および、解析曲面の種別（平面、円筒など）と数式の係数等があり、これを保持しておく。
【0202】
基準面抽出部２７１ｆは、入力受付部２７１ａで受け付けたユーザ入力に基づいて、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから補正基準面を抽出する。補正部２７５は、基準面抽出部２７１ｆにより抽出された補正基準面に基づいて、データ取得部２９１で取得したメッシュデータを補正する。補正部２７５は、補正基準面に基づいて、該補正基準面の理想的な形状を表す幾何形状ポリゴンを生成することも可能であり、この場合、補正基準面に含まれるポリゴンを削除して、幾何形状ポリゴンで置換する。ここで、幾何形状ポリゴンとは、円筒や平面といった幾何要素をテッセレート化（三角ポリゴン化）したものである。
【0203】
補正部２７５による補正の例としては、データ取得部２９１により取得されたメッシュデータと補正基準面との乖離を検出し、乖離が検出された領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、データ取得部２９１で取得したメッシュデータを補正する例を挙げることができる。例えば、補正部２７５は、データ取得部２９１により取得されたメッシュデータと補正基準面との距離を検出し、検出した距離が所定のしきい値以上の領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、データ取得部２９１で取得したメッシュデータを補正することが可能に構成されている。
【0204】
また、補正部２７５は、データ取得部２９１により取得されたメッシュデータと補正基準面との法線変化量を検出してもよい。補正部２７５は、メッシュデータと補正基準面との法線変化量を検出した後、検出した法線変化量が所定のしきい値以上の領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、データ取得部２９１で取得したメッシュデータを補正することも可能である。
【0205】
入力受付部２７１ａは、データ取得部２９１により取得されたメッシュデータに含まれる不要領域の指定を受け付けることもできる。不要領域としては、例えば穴領域または凸領域等である。この場合、補正部２７５は、入力受付部２７１ａで受け付けた不要領域に含まれ、かつ、データ取得部２９１により取得されたメッシュデータと補正基準面との乖離が存在する領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、データ取得部２９１で取得したメッシュデータを補正する。
【0206】
補正部２７５がメッシュデータの補正処理を実行する際、まず、入力受付部２７１ａが補正基準面を抽出するためのユーザ入力を受け付けた領域にメッシュデータが含まれるか否かを補正部２７５が判定する。補正部２７５は、入力受付部２７１ａが受け付けた領域にメッシュデータが含まれないと判定した場合、データ取得部２９１で取得したメッシュデータの補正を中止することができる。
【0207】
なお、補正部２７５は、入力受付部２７１ａで不要領域として受け付けた点から連続して補正基準面まで広がる領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、データ取得部２９１で取得したメッシュデータを補正してもよい。
【0208】
入力受付部２７１ａは、複数の補正基準面の入力を受け付けることもできる。すなわち、入力受付部２７１ａは、第１の面を第１の補正基準面として抽出するための第１のユーザ入力と、第１の面に対して間隔をあけて対向する第２の面を第２の補正基準面として抽出するための第２のユーザ入力と、第１の面および第２の面との間に存在する貫通穴領域の指定を受け付けることができる。
【0209】
第１のユーザ入力および第２のユーザ入力を受け付けた場合、基準面抽出部２７１ｆは、第１のユーザ入力に基づいて、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから第１の補正基準面を抽出し、第２のユーザ入力に基づいて、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから第２の補正基準面を抽出する。その後、補正部２７５は、データ取得部２９１により取得されたメッシュデータと第１の補正基準面および第２の補正基準面との乖離を各々検出する。次いで、補正部２７５は、入力受付部２７１ａで受け付けた貫通穴領域に含まれ、かつ、乖離が存在する領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、データ取得部２９１で取得したメッシュデータを補正する。
【0210】
なお、補正部２７５は、入力受付部２７１ａで不要領域として受け付けた点から連続して第１の補正基準面と第２の補正基準面まで広がる領域のメッシュデータを除去し、メッシュデータが除去された部分に新たなメッシュデータを作成することで、データ取得部２９１で取得したメッシュデータを補正してもよい。
【0211】
以下、フローチャートに基づいて補正処理の具体例を説明する。図４２に示すフローチャートのスタート後のステップＳ１０１では、補正基準面を抽出する。具体的には、図４３のフローチャートに示しており、ステップＳＵ１では幾何要素を抽出する。幾何要素の抽出手法は、図２０のフローチャートに示すとおりである。ステップＳＵ２では、メッシュデータと補正基準面との乖離を検出し、補正基準面との乖離からポリゴンを選択する。ステップＳＵ３では、幾何要素の種類と選択したメッシュデータを登録する。ステップＳＵ４では、貫通したポリゴンが存在するか否かを判定する。貫通したポリゴンが存在する場合には、ステップＳＵ１に戻る一方、貫通したポリゴンが存在しない場合には、補正基準面の抽出を終了する。なお、補正基準面を決めるための幾何要素には、平面以外にも、円筒、円錐、球、トーラス等が含まれる。
【0212】
次に、図４２のステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、修正候補領域を抽出する。具体的には、図４４のフローチャートに示しており、ステップＳＯ１では、補正基準面を構成するポリゴンの内周ループを検出する。ステップＳＯ２では、ステップＳＯ１で検出した内周ループ内側を修正候補領域に設定する。ステップＳＯ３では、全ての境界が調整されたか否かを判定する。全ての境界が調整された場合には、処理を終了する一方、全ての境界が調整されていない場合には、ステップＳＯ４に進む。ステップＳＯ４では、修正候補領域の範囲を、密度を元にして広げる。ステップＳＯ５では、補正基準面領域が分断されたか否かを判定する。補正基準面領域が分断された場合にはステップＳＯ６に進む一方、補正基準面領域が分断されない場合にはステップＳＯ３に戻る。ステップＳＯ６では、修正候補領域を元に戻す。修正候補領域を特定するためのデータとしては、補正基準面と接続される境界エッジ、および、補正基準面ポリゴンと接続されるポリゴンおよび頂点等があり、これらを保持しておく。
【0213】
次に、図４２のステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、穴位置を特定する。具体的には、図４５のフローチャートに示しており、ステップＳ１１１では穴位置の特定が自動であるか、手動であるかを判定する。手動である場合にはステップＳ１１２に進む一方、自動である場合にはステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３では、幾何形状の内周ループを検出し、その後、ステップＳ１１４で全ての内周を補正対象の穴として特定して終了する。穴位置を特定するためのデータとしては、例えば、修正候補領域の境界エッジと、修正候補領域のポリゴンおよび頂点等があり、これらデータを保持しておく。
【0214】
ステップＳ１１２では、ポリゴンまたはエッジを選択する。ステップＳ１１５では、エラー判定を行い、エラーが無ければステップＳ１１６に進む一方、エラーがあればステップＳ１１２に戻る。ステップＳ１１６では、全て選択済みか否かを判定し、全て選択済みでなければステップＳ１１２に戻り、全て選択済みであればステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７では、指定された穴位置を補正対象の穴として特定し、この処理を終了する。
【0215】
次に、図４２のステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、修正候補のポリゴンを削除する。ステップＳ１０５では、ポリゴンヒーリングを実行する。具体的には、自己交差除去、ノンマニホールドメッシュの除去、微小メッシュの削除といった不正メッシュを修復する。ステップＳ１０６では、指定された穴の穴埋めを実行する。その後、ステップＳ１０７では、再びポリゴンヒーリングを実行する。ポリゴンヒーリングは必要に応じて実行すればよい。
【0216】
図４６は、補正基準面に含まれるポリゴンを削除して、削除した部分を幾何形状ポリゴンで置換する場合の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１２１では、補正基準面を抽出する。これは図４２のステップＳ１０１と同様である。ステップＳ１２２では、幾何形状ポリゴンを生成する。ステップＳ１２３では、補正基準面のポリゴンを削除する。ステップＳ１２４では、補正基準面を幾何形状ポリゴンに置き換える。ステップＳ１２５では、補正基準面外のポリゴンと、ステップＳ１２４で置き換えた置換ポリゴンとの境界を接続する処理を実行する。
【0217】
図４７は領域の選択例を示す図であり、ＦＩＧ．４７ＡはワークＷの平面部Ｗ１を操作部２５０で指定した場合を示しており、平面部Ｗ１を操作部２５０で指定すると、指定した地点から連続する平面領域が自動的に選択された状態で表示部４００に表示される。具体的には、選択の前後で平面領域の色を変化させている。尚、平面領域以外の円筒領域、球状領域、円錐状領域等も同様に指定可能である。
【0218】
ＦＩＧ．４７Ｂは、ワークＷの４つの穴部Ｗ２～Ｗ５を削除候補領域として操作部２５０で指定した場合を示しており、穴部Ｗ２を指定すると当該穴部Ｗ２が指定された状態で表示部４００に表示され、同様に、穴部Ｗ３、穴部Ｗ４、穴部Ｗ５が順に指定される都度、表示部４００の表示が更新され、指定されたことが容易に分かるようになっている。具体的には、選択された穴部の色が指定操作の前後で変化する。なお、穴部がワークＷを貫通している場合には、裏面に開口する穴部も自動的に指定することが可能になっている。
【0219】
図４８は穴埋めの例を示す図である。ＦＩＧ．４８Ａは、ワークＷの平面の穴部Ｗ２～Ｗ５を埋める場合を示しており、平面部および穴部Ｗ２～Ｗ５の指定後に、穴部Ｗ２～Ｗ５を埋めた状態を表示部４００に表示させることができる。ＦＩＧ．４８Ｂは、ワークＷの平面を平面ポリゴンと置き換えた場合を示しており、平面ポリゴンと置き換えた状態を表示部４００に表示させることができる。
【0220】
また、ワークＷを測定して取得されたポリゴンを修正ポリゴンに変更すること以外にも、測定して取得されたポリゴンに、「ＣＡＤデータにした後で平面化する」というステータスを付与しておき、ＣＡＤデータ変換後に平面要素に置き換えてもよい。例えば、ノイズ等を含むポリゴンデータに対して、選択された領域の頂点もしくは面情報に幾何要素（平面、円筒など）のＩＤ情報を付与し、サーフェス変換の後で、ＩＤ情報を参照し、ポリゴンデータを完全な平面や円筒などの幾何形状に修正することができる。
【0221】
穴埋めの具体例について説明する。補正基準面が平面である場合には、平面ポリゴンへの置き換えか、位置連続の穴埋めのいずれかの方法で穴埋めでき、これはユーザが指定可能であってもよい。補正基準面が円筒である場合には、円筒ポリゴンへの置き換えか、曲率連続の穴埋めのいずれかの方法で穴埋めできる。補正基準面が円錐である場合には、円錐ポリゴンへの置き換えか、曲率連続の穴埋めのいずれかの方法で穴埋めできる。補正基準面が球である場合には、球ポリゴンへの置き換えか、曲率連続の穴埋めのいずれかの方法で穴埋めできる。補正基準面がトーラス（円環面）である場合には、トーラスポリゴンへの置き換えか、曲率連続の穴埋めのいずれかの方法で穴埋めできる。補正基準面が自由曲面である場合には、位置連続の穴埋めか、接線連続の穴埋めか、曲率連続の穴埋めのいずれかの方法で穴埋めできる。
【0222】
エラーが発生した場合の当該エラー処理の例として、ユーザが指定した位置に幾何形状が存在しない場合、幾何形状抽出はキャンセルされるように構成されている。例えば、平面に対してユーザが円筒抽出を実行した場合等はキャンセルされる。また、穴位置の指定で、ユーザが指定した位置にポリゴンが存在しない場合または選択されたポリゴンの向き（法線）が裏を向いている場合にはポリゴンが選択されない。すなわち、補正部２７５は、入力受付部２７１ａにより補正基準面を抽出するためのユーザ入力を受け付けた領域に存在するポリゴンの向きを判定する。そして、補正部２７５は、当該領域のポリゴンの向きが裏を向いていると判定した場合、データ取得部２９１で取得したメッシュデータの補正を中止する。ここで、ポリゴンの向きが裏を向いているかの判定は例えば、補正基準面の法線の向きとポリゴンの法線の向きとが所定角度以上か否かを判定することにより行うことができる。また、補正部２７５は、内周ループとの連続性に基づいて幾何形状抽出をキャンセルしてもよい。すなわち、内周ループと非連続なポリゴンが選択された場合にはポリゴンが選択されない。これにより、ポリゴン欠けにより奥の裏側のポリゴンを選択することにより、ポリゴン全体が選択されてしまうことを抑制できる。
【0223】
穴埋め実行時に、表面ポリゴンを削除した後、裏側から別のポリゴンが飛び出している場合には、裏側のポリゴンと干渉していることをユーザに警告し、裏側のポリゴンを削除するかポリゴン置き換えをキャンセルするかユーザに選択させることもできる。また、ポリゴン置き換え時に、実際に幾何形状ポリゴンを生成した際に問題が発生することがある。例えば、隣接するポリゴン間が交差している場合には、修正ポリゴンの境界にあるポリゴンを変形して問題を解消するヒーリング処理を実行する。
【0224】
つまり、ユーザがメッシュデータを見ると、正常な領域であって穴埋め処理が不要な領域と、不完全な領域であって穴埋め処理が必要な領域とを区別できる場合がある。従来の穴埋め処理やスムージング機能の場合、不完全な領域を指定することで、不完全な領域を補正するものであるが、本態様では、正常な領域が補正基準面として抽出されるように、補正基準面を抽出するためのユーザ入力を正常な領域に対して行うことができる。これにより、メッシュデータから正常な領域が補正基準面として自動的に抽出される。抽出された補正基準面を基準とすることで、メッシュデータ中の不完全な領域を特定することが可能になる。この不完全な領域を補正基準面として抽出された正常な領域に基づいて補正部２７５によって自動的に補正することで、属人性が無く、仕上がり品質の良好な穴埋め処理が短時間で行われる。
【0225】
（座標系を考慮したＣＡＤ変換機能）
本リバースエンジニアリングシステム１では、ある座標系が割り当てられたＣＡＤ変換対象のデータをＣＡＤデータに変換する機能を有している。図５に示すブロック図に基づいて説明すると、入力受付部２７１ａは、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから、ＣＡＤ変換対象のデータ選択を受け付けることができるとともに、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから抽出する幾何要素の形状と、メッシュデータ上の点の選択を受け付け可能に構成されている。さらに、入力受付部２７１ａは、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから、ＣＡＤ変換対象のメッシュデータの領域選択を受け付けることもできる。
本リバースエンジニアリングシステム１では、ある座標系が割り当てられたＣＡＤ変換対象のデータをＣＡＤデータに変換する機能を有している。図５に示すブロック図に基づいて説明すると、入力受付部２７１ａは、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから、ＣＡＤ変換対象のデータ選択を受け付けることができるとともに、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから抽出する幾何要素の形状と、メッシュデータ上の点の選択を受け付け可能に構成されている。さらに、入力受付部２７１ａは、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから、ＣＡＤ変換対象のメッシュデータの領域選択を受け付けることもできる。
【0226】
データ特定部２７１ｇは、入力受付部２７１ａで選択されたデータに基づいて、メッシュデータの中からＣＡＤ変換対象のデータを特定する。具体的には、データ特定部２７１ｇは、入力受付部２７１ａで受け付けた幾何要素の形状と点の指定とに基づいて抽出された幾何要素を、ＣＡＤ変換対象のデータとして特定する。入力受付部２７１ａで領域選択を受け付けた場合、データ特定部２７１ｇは、入力受付部２７１ａで受け付けた領域選択に基づいて、当該領域に含まれるメッシュデータをＣＡＤ変換対象のデータとして特定する。ここで、ＣＡＤ変換対象のデータを特定するために領域選択を受け付ける場合、例えば、所定の領域を囲むユーザ入力を受け付けることにより、当該領域に含まれるメッシュデータをＣＡＤ変換対象のデータとして特定したり、直線と点のユーザ入力を受け付けることにより、当該直線と点の位置関係に基づいて、直線に対して一方側に存在するメッシュデータをＣＡＤ変換対象のデータとして特定したりしてもよい。
【0227】
座標系割り当て部２７１ｈは、データ特定部２７１ｇで特定されたＣＡＤ変換対象のデータに対して、一の座標系を割り当てる。このとき、図１３に示すような座標系選択領域７０３を有する変換領域指定用ユーザインタフェース画面７００を表示部４００に表示させることができる。これにより、ユーザは、領域の選択とその領域に紐づく座標系を設定できる。変換領域指定用ユーザインタフェース画面７００における画像表示領域７０１は、メッシュデータを表示するメッシュデータ表示領域である。また、座標系選択領域７０３は、座標系の割り当て操作が可能な座標系割り当て領域である。ボタン７０２ａ～７０２ｅが表示される領域は、ＣＡＤ変換対象のデータ抽出の設定が可能なデータ抽出設定領域である。
【0228】
ＣＡＤ変換部２７３は、座標系割り当て部２７１ｈにより一の座標系が割り当てられたＣＡＤ変換対象のデータをＣＡＤデータに変換する。座標系割り当て部２７１ｈは、データ特定部２７１ｇにより特定されたＣＡＤ変換対象のデータに対して、表示部４００へ表示させるための表示用の座標系とは異なる一の座標系を割り当てるように構成されている。リバースエンジニアリングの結果として出力されるＣＡＤデータの座標系と、表示部４００に表示されているＣＡＤ変換対象のデータの座標系とが一致するとは限らない。ユーザがＣＡＤデータへの変換前に座標系を指定することで、表示部４００に表示するための座標系とは独立して設計に適した座標系を選択できる。
【0229】
入力受付部２７１ａが複数のデータ選択を受け付け可能に構成されていてもよい。すなわち、入力受付部２７１ａは、第１のＣＡＤ変換対象のデータ選択と、第２のＣＡＤ変換対象のデータ選択とを受け付けることができる。この場合、データ特定部２７１ｇは、入力受付部２７１ａで選択された第１のＣＡＤ変換対象のデータに基づいて、メッシュデータの中から第１のＣＡＤ変換対象のデータを特定するとともに、第２のＣＡＤ変換対象のデータに基づいて、メッシュデータの中から第２のＣＡＤ変換対象のデータを特定する。そして、座標系割り当て部２７１ｈは、データ特定部２７１ｈで特定された第１のＣＡＤ変換対象のデータに対して第１の座標系を割り当て、データ特定部２７１ｈで特定された第２のＣＡＤ変換対象のデータに対して第２の座標系を割り当てる。リバースエンジニアリングの結果として出力される各々のＣＡＤデータの座標系と、表示部４００に表示されているＣＡＤ変換対象のデータの座標系とが一致するとは限らない。ＣＡＤデータとして出力される各々のＣＡＤ変換対象のデータに対して、ユーザがＣＡＤデータへの変換前に座標系を指定することで、表示部４００に表示するための座標系とは独立して設計に適した座標系を選択できる。
【0230】
座標系割り当て部２７１ｈにより割り当てられた座標系は記憶装置２４０に記憶される。記憶装置２４０は、第１のＣＡＤ変換対象のデータに対して割り当てられた第１の座標系と、グローバル座標系に対する第１の座標系の相対的な位置および姿勢とを対応付けて記憶する。さらに、記憶装置２４０は、第２のＣＡＤ変換対象のデータに対して割り当てられた第２の座標系と、グローバル座標系に対する第２の座標系の相対的な位置および姿勢とを対応付けて記憶する。
【0231】
ＣＡＤ変換部２７３は、グローバル座標系に対する第１の座標系の相対的な位置および姿勢に基づいて、第１のＣＡＤ変換対象のデータを第１のＣＡＤデータに変換する。また、ＣＡＤ変換部２７３は、グローバル座標系に対する第２の座標系の相対的な位置および姿勢に基づいて、第２のＣＡＤ変換対象のデータを第２のＣＡＤデータに変換する。そして、ＣＡＤ変換部２７３は、第１のＣＡＤデータと第２のＣＡＤデータとがアッセンブリ化されたＣＡＤデータを生成する。ここで生成されるアッセンブリ化されたＣＡＤデータは、アッセンブリに含まれる第１のＣＡＤデータと第２のＣＡＤデータに対してそれぞれグローバル座標系に対する相対的な位置および姿勢が割り当てられている。そのため、データ取得部２９１で取得したメッシュデータから選択された第１のＣＡＤ変換対象のデータと第２のＣＡＤ変換対象のデータとの相対的な位置および姿勢が保持された状態で、アッセンブリ化されたＣＡＤデータが生成される。
【0232】
グローバル座標系に対する第１の座標系の相対的な位置および姿勢と、グローバル座標系に対する第２の座標系の相対的な位置および姿勢とが対応付けられていない場合、ＣＡＤ変換部２７３により生成されるＣＡＤデータは各座標系の原点が重なった状態で表示部に表示される。そのため、第１のＣＡＤデータと第２のＣＡＤデータの本来の位置関係が分からなくなってしまう。しかし、上記のようにグローバル座標系に対する第１の座標系の相対的な位置および姿勢と、グローバル座標系に対する第２の座標系の相対的な位置および姿勢とを対応付けることにより、第１のＣＡＤデータと第２のＣＡＤデータの本来の位置関係を保持したまま、ＣＡＤデータに変換することができる。
【0233】
以下、フローチャートに基づいて処理の具体例を説明する。図４９に示すフローチャートのスタート後のステップＳ１３１では、ユーザが座標系を選択する。座標系の選択操作については、図５０に示しており、ステップＳ１４１では座標系の選択が自動であるか、手動であるかを判定する。手動である場合にはステップＳ１４２に進む一方、自動である場合にはステップＳ１４５に進む。ステップＳ１４２では、座標系を作成するか否かを判定する。座標系を作成する場合にはステップＳ１４３に進み、一方、座標系を作成しない場合にはステップＳ１４４に進む。ステップＳ１４３では、図５に示す座標系作成部２７１ｉは、手動モード（第１のモード）で座標系の作成処理を実行する。座標系の作成処理は、図５１に示しており、座標系の元となる平面、円筒、円錐、球などの幾何要素を作成し、幾何要素の組み合わせで座標系を作成する。
【0234】
すなわち、まず、図５１のステップＳ１５１では幾何要素を抽出する。ステップＳ１５２では基準平面をユーザが選択する。このとき、図５３のＦＩＧ．５３Ａに示すような基準平面選択用画面７８０を表示部４００に表示させることができる。ここで、基準平面選択用画面７８０は、座標系作成画面の一例である。基準平面としては、例えば機械加工面の他、ＸＹ平面等とすることも可能になっている。
【0235】
またステップＳ１５３ではユーザが基準軸を選択する。このとき、図５３のＦＩＧ．５３Ｂに示すような基準軸選択用画面７９０を表示部４００に表示させることができる。ここで、基準軸選択用画面７９０は、座標系作成画面の一例である。基準軸としては、例えば断面基準面法線の他、Ｘ軸等とすることも可能になっている。
【0236】
ステップＳ１５４では、ユーザが原点を選択する。このとき、図５３のＦＩＧ．５３Ｃに示すような原点選択用画面８００を表示部４００に表示させることができる。ここで、原点選択用画面８００は、座標系作成画面の一例である。原点としては、例えばシャフトホルダ始点の他、任意に選択した点を原点とすることも可能になっている。そして、ステップＳ１５５では、座標系作成部２７１ｉは、作成した座標系を記憶装置２４０に記憶させる。
【0237】
以上のようにして座標系作成部２７１ｉは、座標系作成画面において、基準平面と、基準軸と、原点との選択を受け付けることにより座標系の作成が完了すると、図５０のステップＳ１４４に進む。ステップＳ１４４では、記憶装置２４０に記憶されている作成済みの座標系から任意の座標系を選択し、終了する。座標系を選択する際には、図１３に示す変換領域指定用ユーザインタフェース画面７００の座標系選択領域７０３のように、複数の座標系の中から任意の一の座標系を選択可能なユーザインタフェースをユーザに提供する。そして、入力受付部２７１ａは、複数の座標系の中から任意の一の座標系の選択を受け付ける。なお、座標系選択領域７０３に所望の座標系がない場合、座標系作成ボタン７０５の操作入力を入力受付部２７１ａにより受け付けることができる。入力受付部２７１ａが座標系作成ボタン７０５の操作入力を受け付けると、表示制御部２７６は座標系作成画面を表示部４００に表示させ、座標系作成部２７１ｉによる新たな座標系の作成ができる。
【0238】
また、ステップＳ１４１で自動と判定されて進んだステップＳ１４５では、座標系作成部２７１ｉは、座標系の自動設定を実行し、終了する。すなわち、座標系作成部２７１ｉは、自動モード（第２のモード）で座標系を作成する。ここでは、座標系作成部２７１ｉは、ＣＡＤ変換対象のデータのバウンディングボックスに基づいて座標系を作成する。すなわち、かんたん座標系を計算する際には、座標系作成部２７１ｉは、ＣＡＤ変換対象のデータに外接する最小の長方形または直方体であるバウンディングボックスを計算し、バウンディングボックスの姿勢から座標系のＸＹＺ軸を決定する。原点はバウンディングボックスの中心またはバウンディングボックスを構成する平面の中心または頂点に設定する。なお、原点はユーザにより設定可能であってもよく、例えば、バウンディングボックスの８頂点の中から１つの頂点の選択を受け付け、当該頂点を原点としてもよい。
【0239】
その後、図４９のステップＳ１３２に進んで変換領域を選択した後、ステップＳ１３３に進んでＣＡＤデータに変換する。
【0240】
また、図５２に示すように、ステップＳ１６１で指定する必要のある領域が残っているか否かを判定するようにしてもよい。指定する領域が残っていなければ終了し、残っている場合にはステップＳ１６２に進む。ステップＳ１６２では、領域の選択方法を指定する。選択方法は、多角形選択、平面や円筒などの幾何形状、色指定等である。
【0241】
ステップＳ１６３ではメッシュ選択を実行し、その後、ステップＳ１６４では確定ボタンが押されたか否かを判定し、確定ボタンが押されていない場合にはステップＳ１６３に戻る一方、確定ボタンが押されている場合にはステップＳ１６５に進む。ステップＳ１６５では、エラー判定を行い、エラーがある場合にはステップＳ１６３に戻る一方、エラーが無い場合にはステップＳ１６６に進んで選択したメッシュを登録する。
【0242】
図５４は、測定データと基準データとを表示可能なユーザインタフェース画面８１０を示すものである。このユーザインタフェース画面８１０には、測定データを表示するための測定データ表示領域８１１と、位置合わせ基準となる基準データを表示するための基準データ表示領域８１２と、プレビュー領域８１３とが設けられている。プレビュー領域８１３には、測定データと基準データのうち、少なくとも一方のデータが表示される。プレビュー領域８１３には、測定データと基準データとの双方を表示することもできる。この場合、入力受付部２７１ａは測定データと基準データとで対応する面の指定を受け付ける。そして、表示制御部は、入力受付部２７１ａで受け付けた対応する面の指定に基づいて算出された測定データの座標系と基準データの座標系の変換行列に基づいて、測定データと基準データとの位置合わせ処理を実行した合成データを表示できる。
【0243】
図５５は、測定データと基準データの位置合わせが完了した状態を示すユーザインタフェース画面８２０を示すものである。このユーザインタフェース画面８２０には、位置合わせ後のデータが表示される表示領域８２１が設けられている。表示領域８２１には、ＣＡＤデータの座標系８２１ａが示されるようになっている。また、図５５に示すように、位置合わせ後のデータを用いて３Ｄ比較計測が可能であってもよい。
【0244】
座標系（測定データ座標系に対する変換行列）のデータとして、基準平面、基準軸、原点を特定するデータが保持されている。基準平面は、平面要素（平面、平行面など）が含まれており、また、基準軸は、軸要素（円筒、円錐、面交線など）が含まれており、また、原点は、点要素（点、面と軸の交点など）が含まれている。さらに、変換領域として、選択されたポリゴンおよび頂点の情報も保持される。
【0245】
変換領域毎に異なるローカル座標系を登録し、１つのグローバル座標系と複数のローカル座標系＋選択領域を持ったＣＡＤデータ変換とすることもできる。ＣＡＤデータ変換のデータとしてグローバル座標系を特定する場合、平面要素を含む基準平面、軸要素を含む基準軸、点要素を含む原点が含まれる。また、変換領域１として、ローカル座標系（グローバル座標系に対する座標変換行列）と選択領域（選択されたポリゴンまたは頂点）とが含まれ、また、変換領域２として同様な情報が含まれる。以下、変換領域３、４、…も同様である。
【0246】
（全自動ＣＡＤ変換を可能にする場合の変形例）
図５６および図５７は、全自動ＣＡＤ変換を可能にする場合の変形例に係るフローチャートである。図５６のスタート後のステップＳ２０１では、コントローラ２００上でメインアプリケーションである解析アプリケーションを起動する。ステップＳ２０１では、全自動ＣＡＤ変換を行うか否かを判定する。全自動ＣＡＤ変換を行わない場合は、通常測定としてステップＳ２０３に進み、全自動ＣＡＤ変換を行う場合はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０３およびＳ２０４では測定モジュールで測定を実行する。ステップＳ２０４の測定では、ワークＷと測定部１００の相対的な位置関係を変化させながら測定を行うことで得られた複数の測定データを合成し、複数の測定データの合成語にステップＳ２０６のデータ保存、ステップＳ２１９のサーフェス変換の自動実行に進んでもよい。ステップＳ２０５では、解析モジュール２９０で結果を確認する。ステップＳ２０６では、解析モジュール２９０にデータを保存するとともに、ステップＳ２１９のサーフェス変換処理に進む。
図５６および図５７は、全自動ＣＡＤ変換を可能にする場合の変形例に係るフローチャートである。図５６のスタート後のステップＳ２０１では、コントローラ２００上でメインアプリケーションである解析アプリケーションを起動する。ステップＳ２０１では、全自動ＣＡＤ変換を行うか否かを判定する。全自動ＣＡＤ変換を行わない場合は、通常測定としてステップＳ２０３に進み、全自動ＣＡＤ変換を行う場合はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０３およびＳ２０４では測定モジュールで測定を実行する。ステップＳ２０４の測定では、ワークＷと測定部１００の相対的な位置関係を変化させながら測定を行うことで得られた複数の測定データを合成し、複数の測定データの合成語にステップＳ２０６のデータ保存、ステップＳ２１９のサーフェス変換の自動実行に進んでもよい。ステップＳ２０５では、解析モジュール２９０で結果を確認する。ステップＳ２０６では、解析モジュール２９０にデータを保存するとともに、ステップＳ２１９のサーフェス変換処理に進む。
【0247】
ステップＳ２０７では、データを追加するか否かを判定する。データを追加する場合には、ステップＳ２０８に進んで測定した後、ステップＳ２０９に進んでデータを合成する。データを追加しない場合には、ステップＳ２１０に進んで幾何要素を作成するか否かを判定する。幾何要素を作成する場合には、ステップＳ２１１に進んで幾何要素を抽出する一方、幾何要素を作成しない場合にはステップＳ２１２に進んで座標系を設定・選択する。ステップＳ２１３では変換領域を選択する。
【0248】
図５９のステップＳ２１４では、変換領域が全領域であるか、部分領域であるかを判定する。変換領域が部分領域である場合にはステップＳ２１５に進み、ポリゴンから指定領域を抽出する一方。変換領域が全領域である場合にはステップＳ２１６に進み、ポリゴン全体を抽出する。
【0249】
その後、ステップＳ２１７に進み、ユーザが変換モードを選択する。ステップＳ２１８では、ユーザが選択したモードがフルオートモードであるか、マニュアルモードであるかを判定する。フルオートモードでは、ステップＳ２１９に進み、サーフェス変換を自動実行する。ステップＳ２１９のサーフェス変換の自動実行では、サーフェスデータに含まれる凹凸に基づいて、穴埋めや不要部除去といった前処理が実行されてもよい。すなわち、補正部２７５は、サーフェスデータに凹凸が含まれるか否かや、データ入力部２７１で受け付けたメッシュデータにポリゴンが存在しないループが含まれているか否かを判定し、当該判定結果に基づいて、前処理を実行できる。マニュアルモードである場合には、ステップＳ２２０に進み、変換モジュール２７０が、図１４に示すサーフェス変換用ユーザインタフェース画面７１０を表示部４００に表示させる。
【0250】
ステップＳ２２１では、メッシュデータに対して穴埋めなどの処理を実施するか否かを判定する。穴埋めなどの処理を実施する場合にはステップＳ２２２に進んで各処理を実行し、その後、ステップＳ２２３に進んでサーフェス領域指定を実行するか否かを判定する。一方、メッシュ前処理を実施しない場合にはステップＳ２２４に進んでサーフェス変換ボタンが押下されると、ステップＳ２２８に進み、サーフェス変換を実行する。
【0251】
ステップＳ２２３がＮＯの場合にはステップＳ２２４に進む一方、ＹＥＳの場合にはステップＳ２２５に進んで、サーフェス領域指定を実行する。ステップＳ２２６では指定が完了したか否かを判定し、指定が完了していなければステップＳ２２５に戻る一方、指定が完了していればステップＳ２２７に進んでサーフェス変換ボタンが押下されると、ステップＳ２２８に進み、サーフェス変換を実行する。
【0252】
また、ステップＳ２２９ではサーフェス変換結果を表示部４００に表示させる。これにより、ユーザはサーフェス変換結果を確認することができる。ステップＳ２３０では完了した否かを判定する。完了していない場合、すなわち、一部の設定を変更してＣＡＤ変換をやり直したい場合、マニュアル設定に戻ることができる。例えば、図５８に示すように、変換結果表示用ユーザインタフェース画面８３０には、変換前のデータを表示する変換前データ表示領域８３１と、変換後のＣＡＤデータを表示する変換後データ表示領域８３２と、表示設定領域８３３とが設けられている。変換前のデータと、変換後のＣＡＤデータとを並べて表示することにより、ユーザは、変換前のデータと変換後のＣＡＤデータとを見比べて設定変更の必要があるか否かを判定できる。
【0253】
また、表示設定領域８３３のチェックボックス８３３ａのチェックを切り替えることで、ＣＡＤデータに対してサーフェスデータの境界を示す輪郭線を付与するか否かを切り替えることができる。ＣＡＤデータに対して輪郭線を付与することで、設計意図通りにＣＡＤ変換が実行されているかを把握しやすくなる。さらに、表示設定領域８３３には、サーフェスデータと３Ｄ要素を組み合わせて表示するか、サーフェスデータと３Ｄデータの一方を表示するかを選択するためのラジオボタン８３３ｂが表示されてもよい。表示形態の切り替えについては後述する。ステップＳ２３０で完了していないと判定された場合、図５７のステップＳ２３１に進んでデータ追加、変換再設定が必要な否かを判定する。変換再設定が必要な場合には、ステップＳ２２０に戻ってステップＳ２２１において穴埋め処理などを実施すると判定する。変換再設定する場合には、図５９に示すような再設定用ユーザインタフェース画面８４０を表示部４００に表示させる。再設定用ユーザインタフェース画面８４０には、変換後のＣＡＤデータを表示する変換後データ表示領域８４１と、設定変更用表示領域８４２とが設けられており、変換結果の中から修正したい部分を探した後、設定の変更ができるようになっている。設定変更用表示領域８４２では、穴埋め、不要部除去、サーフェス領域指定等が実行可能である。
【0254】
具体的には、表示部４００に表示されたサーフェス変換結果には、ユーザの設計意図が反映されていない場合がある。例えば図５８の変換前データ表示領域８３１における球形状の領域８３４をＣＡＤデータに変換すると、変換後データ表示領域８３２における球形状の領域８３５に示すように複数のサーフェスに分かれたＣＡＤデータに変換される。このような場合に、マニュアル変換を実行するためのアイコン８３３ｃの操作入力を検知すると、図５９に示すマニュアル変換設定画面８３６に遷移する。図５９に示すマニュアル変換設定画面８３６では、データ削除・穴埋め等の前処理の設定や、形状設定等ができる。データ削除・穴埋めに関しては図９のステップＳＢ８と同様である。また、形状設定では、平面・円筒・自由曲面・球・円錐等の所定の形状を選択するとともに、当該選択した形状を適用するメッシュデータ上の領域を指定することで、メッシュデータから所望の形状を抽出できる。すなわち、メッシュデータに対してユーザの設計意図を反映してＣＡＤデータに変換することができる。例えば、図５８に示す球形状の領域８３４に対して、図５９に示すマニュアル変換設定画面で「球」という形状を指定し、再度サーフェス変換を実行する。この場合、再度図５７のステップＳ２２８に示すサーフェス変換が実行され、図６０に示すサーフェス変換結果が表示部４００に表示される。図６０の球形状の領域８３７に示すように、マニュアル変換設定画面において「球」という形状を選択することにより、図５８の球形状の領域８３５が１つのサーフェスデータとしてＣＡＤデータに変換され、ユーザの設計意図を反映させることができる。
【0255】
また、図６１から図６３を用いて表示形態の切り替えについて説明する。図６１は、表示部４００に表示されるサーフェス変換用ユーザインタフェース画面７１０の一例である。図６１では、幾何要素として２つの円筒と１つの円錐、１つの球が選択されている。図６１で抽出された幾何要素を含むメッシュデータをＣＡＤデータに変換したものを図６２に示す。図６２は変換結果表示用ユーザインタフェース画面８３０の一例である。上記の通り、図６２の変換結果表示用ユーザインタフェース画面８３０には表示設定領域８３３が設けられており、ラジオボタン８３３ｂの選択が切り替わることで、サーフェスデータと３Ｄ要素を組み合わせて表示するか、サーフェスデータと３Ｄデータの一方を表示するかを切り替えることができる。図６２は、サーフェスデータと３Ｄ要素を組み合わせて表示した場合を示す図である。また、図６３は、３Ｄ要素のみを表示した場合を示す図である。なお、ここで「３Ｄ要素」とは、メッシュデータから抽出された幾何要素をＣＡＤデータに変換したものを指す。このように表示部４００への表示形態を切り替えることによって、３Ｄ要素のみを取り出してデータの確認・保存をしたり、サーフェスデータと３Ｄ要素とを組み合わせたデータの確認・保存ができる。これにより、ユーザが所望する領域や部品の形状を選択的にＣＡＤデータとして保存することができる。
【0256】
一方、データ追加が必要な場合には、ステップＳ２０５に戻ってステップＳ２０７においてデータ追加と判定する。再変換後にも、図５８に示すような変換結果表示用ユーザインタフェース画面８３０を表示部４００に表示させることで、ユーザが確認できる。完了と判定されればサーフェス変換を終了する。
【0257】
サーフェス変換結果を見て、データを追加したい場合には、既に起動している解析モジュール２９０に戻ることができる。解析モジュール２９０でデータ合成を起動すると、図６４に示すようにデータ合成用のユーザインタフェース画面８５０が表示部４００に表示される。ユーザインタフェース画面８５０から図６５に示す合成データ選択ウインドウ８６０を表示させることが可能になっている。合成データ選択ウインドウ８６０では、合成データの選択方法として、実機（測定部１００）からデータを取得する方法と、記憶装置２４０等に記憶されているファイルから読み込む方法とのうち、一方を選択可能に構成されている。
【0258】
図６６は、向きを変えたワークＷの測定データを取得するユーザインタフェース画面８７０を示しており、この例ではワークＷの裏側の測定データを示している。このように、ワークＷを異なる方向から測定した場合のデータを合成することが可能である。ワークＷの向きは任意に設定できる。
【0259】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【0260】
以上説明したように、本発明は、現物の形状を取得して設計データ化するリバースエンジニアリングに利用できる。
【符号の説明】
【0261】
１ リバースエンジニアリングシステム
１００ 測定部（撮像部）
２４０ 記憶装置（記憶部）
２６０ スキャナモジュール
２６１ 測定条件設定部
２６２ スキャナ制御部
２６３ メッシュデータ作成部
２６４ スキャナ出力部
２７０ 変換モジュール
２７１ データ入力部
２７１ｆ 基準面抽出部
２７３ ＣＡＤ変換部
２７４ ＣＡＤ出力部
２７５ 補正部
１００ 測定部（撮像部）
２４０ 記憶装置（記憶部）
２６０ スキャナモジュール
２６１ 測定条件設定部
２６２ スキャナ制御部
２６３ メッシュデータ作成部
２６４ スキャナ出力部
２７０ 変換モジュール
２７１ データ入力部
２７１ｆ 基準面抽出部
２７３ ＣＡＤ変換部
２７４ ＣＡＤ出力部
２７５ 補正部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】
【図62】
【図63】
【図64】
【図65】
【図66】
