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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】P2024024510
(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】
G06F 30/10 20200101AFI20240215BHJP
G06F 30/20 20200101ALI20240215BHJP
G06F 30/12 20200101ALI20240215BHJP
G06F 111/20 20200101ALN20240215BHJP
【ＦＩ】
G06F30/10 100
G06F30/20
G06F30/12
G06F111:20
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022127396
(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】110001933
【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】青木 和佐
(72)【発明者】
【氏名】田淵 潤
【テーマコード（参考）】
5B146
【Ｆターム（参考）】
5B146AA07
5B146DA07
5B146DC05
5B146DE02
5B146DG01
5B146DJ15
5B146EA01
5B146EA15
5B146EC01
5B146EC09
(57)【要約】
【課題】メッシュデータからユーザの設計意図を反映して抽出した多面体のＣＡＤデータを容易に作成できるリバースエンジニアリング支援装置を提供する。
【解決手段】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リバースエンジニアリング支援装置１であって、メッシュデータを取得するデータ取得部８４と、メッシュデータ上の指定点の入力を受け付ける受付部７２と、指定点に基づく平面候補をメッシュデータから抽出する抽出部７３と、平面候補に基づいて多面体を構成する平面を作成する平面決定部７７と、平面決定部７７で作成した平面を含む多面体を作成する多面体作成部７６とを備え、受付部７２はさらに多面体の各面に対して他の面に対する位置姿勢または所定の座標系における位置姿勢を示す拘束条件の指定を受け付けることができ、平面決定部７７は平面候補と拘束条件とに基づいて多面体を構成する平面を作成する。
【選択図】図２
【解決手段】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リバースエンジニアリング支援装置１であって、メッシュデータを取得するデータ取得部８４と、メッシュデータ上の指定点の入力を受け付ける受付部７２と、指定点に基づく平面候補をメッシュデータから抽出する抽出部７３と、平面候補に基づいて多面体を構成する平面を作成する平面決定部７７と、平面決定部７７で作成した平面を含む多面体を作成する多面体作成部７６とを備え、受付部７２はさらに多面体の各面に対して他の面に対する位置姿勢または所定の座標系における位置姿勢を示す拘束条件の指定を受け付けることができ、平面決定部７７は平面候補と拘束条件とに基づいて多面体を構成する平面を作成する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークの立体形状を測定することで得られるメッシュデータから作成された多面体を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、
メッシュデータ上の指定点と、前記多面体の各面に対する拘束条件に関するユーザ入力を受け付ける受付部と、
前記受付部により受け付けられた前記指定点に基づく平面候補を前記メッシュデータから抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出された前記平面候補と、前記拘束条件とに基づいて多面体を構成する平面を決定する平面決定部と、
前記平面決定部で決定された平面を含んで構成される多面体を作成する多面体作成部と、
前記多面体作成部によって作成された多面体をＣＡＤデータに変換する変換部と、
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、
メッシュデータ上の指定点と、前記多面体の各面に対する拘束条件に関するユーザ入力を受け付ける受付部と、
前記受付部により受け付けられた前記指定点に基づく平面候補を前記メッシュデータから抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出された前記平面候補と、前記拘束条件とに基づいて多面体を構成する平面を決定する平面決定部と、
前記平面決定部で決定された平面を含んで構成される多面体を作成する多面体作成部と、
前記多面体作成部によって作成された多面体をＣＡＤデータに変換する変換部と、
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】
前記受付部は、前記拘束条件に関するユーザ入力として、前記多面体の各面に対して、他の面に対する位置姿勢または所定の座標系における位置姿勢の指定を受け付けることができ、
前記平面決定部は、前記受付部により前記指定点のユーザ入力を受け付けることで抽出された前記平面候補と、前記受付部で受け付けた前記拘束条件の指定とに基づいて、前記多面体を構成する平面を決定することを特徴とする請求項１に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
前記平面決定部は、前記受付部により前記指定点のユーザ入力を受け付けることで抽出された前記平面候補と、前記受付部で受け付けた前記拘束条件の指定とに基づいて、前記多面体を構成する平面を決定することを特徴とする請求項１に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項3】
前記抽出部は、前記指定点を含むポリゴンに連なるポリゴンの内、前記指定点を含むポリゴンの法線に対して所定の角度範囲内に存在するポリゴン群を抽出し、当該抽出されたポリゴン群に近似する平面を前記平面候補として抽出することを特徴とする請求項１に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項4】
前記多面体作成部は、前記多面体を構成する複数の平面について前記受付部により前記拘束条件が指定されたか否かを判定し、当該判定結果に基づいて前記多面体を構成する面として、前記抽出部で抽出された前記平面候補を用いることを特徴とする請求項１に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項5】
前記多面体作成部は、前記多面体を構成する複数の平面について前記受付部により前記拘束条件が指定されたか否かを判定し、当該判定結果に基づいて前記多面体を構成する面として、前記受付部で受け付けた前記拘束条件に基づいて前記平面決定部により決定された平面を用いることを特徴とする請求項１に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項6】
前記受付部は、多面体の基準底面を形成する第１平面に隣接した基準壁面を形成する第２平面に対する前記拘束条件として、前記第１平面に対する位置姿勢の指定を受け付け、前記平面決定部は、前記基準底面に対する位置姿勢が拘束された平面を前記第２平面として作成することを特徴とする請求項１に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項7】
前記受付部は、前記第１平面に対する前記拘束条件として装置の座標系に対する位置姿勢の指定を受け付けることができることを特徴とする請求項６に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項8】
前記平面決定部は、基準底面である前記第１平面に隣接し、基準壁面である前記第２平面に順に連設された側壁面を形成する第３平面、第４平面及び第５平面と、前記第１平面
に対向した天面を形成する第６平面とを決定し、
前記多面体作成部は、前記平面決定部で作成された第１平面、第２平面、第３平面、第４平面、第５平面及び第６平面により構成される六面体を作成し、
前記受付部は、前記第３平面、第４平面、第５平面及び第６平面に対する前記拘束条件として前記基準底面及び前記基準壁面の少なくとも一方に対する位置姿勢の指定を受け付けることを特徴とする請求項５に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
に対向した天面を形成する第６平面とを決定し、
前記多面体作成部は、前記平面決定部で作成された第１平面、第２平面、第３平面、第４平面、第５平面及び第６平面により構成される六面体を作成し、
前記受付部は、前記第３平面、第４平面、第５平面及び第６平面に対する前記拘束条件として前記基準底面及び前記基準壁面の少なくとも一方に対する位置姿勢の指定を受け付けることを特徴とする請求項５に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項9】
前記平面決定部は、前記第６平面を、前記基準底面に対する位置姿勢及び前記受付部により受け付けた指定点に基づいて作成することを特徴とする請求項７に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項10】
前記平面決定部は、前記第６平面を、基準底面である前記第１平面に平行であり、基準壁面である前記第２平面、前記第３平面、前記第４平面及び前記第５平面に交差する平面により作成することを特徴とする請求項７に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項11】
前記多面体作成部は前記平面決定部で作成された６つの平面の内、隣接する３つの平面の交点を算出し、算出された前記交点を頂点とする六面体を作成することを特徴とする請求項７に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項12】
前記多面体作成部による多面体の作成可否を判定する判定部と、前記判定部により多面体を作成できない場合に報知する報知部とを有することを特徴とする請求項７に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項13】
前記変換部で変換されたＣＡＤデータを出力する出力部を備え、
前記多面体作成部は、複数の多面体を作成することができ、
前記変換部は、前記複数の多面体をアッセンブリ化された一のＣＡＤデータに変換し、
前記出力部は、前記アッセンブリ化された一のＣＡＤデータを出力することを特徴とする請求項１に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
前記多面体作成部は、複数の多面体を作成することができ、
前記変換部は、前記複数の多面体をアッセンブリ化された一のＣＡＤデータに変換し、
前記出力部は、前記アッセンブリ化された一のＣＡＤデータを出力することを特徴とする請求項１に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項14】
前記受付部は、一の多面体の所定の面に対する前記拘束条件として、一の多面体の他の面に対する位置姿勢の指定を受け付ける第１モードと、他の多面体の面に対する位置姿勢の指定を受け付ける第２モードとの内、一方のモードの選択を受け付けることを特徴とする請求項１２に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
【請求項15】
前記受付部は、さらにメッシュデータから幾何要素を作成するためのユーザ入力を受け付けることができ、
前記変換部は、前記多面体作成部で作成された多面体と、前記受付部で受け付けたユーザ入力に基づき作成された幾何要素と、をアッセンブリ化した一のＣＡＤデータに変換し、
前記出力部は、前記アッセンブリ化された一のＣＡＤデータを出力することを特徴とする請求項１２に記載のリバースエンジニアリング支援装置。
前記変換部は、前記多面体作成部で作成された多面体と、前記受付部で受け付けたユーザ入力に基づき作成された幾何要素と、をアッセンブリ化した一のＣＡＤデータに変換し、
前記出力部は、前記アッセンブリ化された一のＣＡＤデータを出力することを特徴とする請求項１２に記載の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】
本発明は、三次元形状を計測したデータからＣＡＤ図面を作成する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】
従来の三次元測定装置は特許文献１に開示される。この三次元形状測定器は立体のワークをスキャンして得られた点群から多数のポリゴンから成るメッシュデータを作成する。
【0003】
また、メッシュデータから平面、円筒、直方体等の幾何要素を抽出してＣＡＤデータに変換することにより、リバースエンジニアリングを容易に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１７－２２７６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、リバースエンジニアリングを行う際にメッシュデータからユーザの設計意図を反映して多面体を作成することは難しかった。
【0006】
本発明は、メッシュデータからユーザの設計意図を反映して抽出した多面体のＣＡＤデータを容易に作成できるリバースエンジニアリング支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために本発明は、ワークの立体形状を測定することで得られるメッシュデータから作成された多面体を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、
メッシュデータ上の指定点と、前記多面体の各面に対する拘束条件に関するユーザ入力を受け付ける受付部と、
前記受付部により受け付けられた前記指定点に基づく平面候補を前記メッシュデータから抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出された前記平面候補と、前記拘束条件とに基づいて多面体を構成する平面を決定する平面決定部と、
前記平面決定部で決定された平面を含んで構成される多面体を作成する多面体作成部と、
前記多面体作成部によって作成された多面体をＣＡＤデータに変換する変換部と、
を備えることを特徴としている。
メッシュデータを取得するデータ取得部と、
メッシュデータ上の指定点と、前記多面体の各面に対する拘束条件に関するユーザ入力を受け付ける受付部と、
前記受付部により受け付けられた前記指定点に基づく平面候補を前記メッシュデータから抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出された前記平面候補と、前記拘束条件とに基づいて多面体を構成する平面を決定する平面決定部と、
前記平面決定部で決定された平面を含んで構成される多面体を作成する多面体作成部と、
前記多面体作成部によって作成された多面体をＣＡＤデータに変換する変換部と、
を備えることを特徴としている。
【0008】
また本発明は上記構成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、前記拘束条件に関するユーザ入力として、前記多面体の各面に対して、他の面に対する位置姿勢または所定の座標系における位置姿勢の指定を受け付けることができ、
前記平面決定部は、前記受付部により前記指定点のユーザ入力を受け付けることで抽出された前記平面候補と、前記受付部で受け付けた前記拘束条件の指定とに基づいて、前記多面体を構成する平面を決定することを特徴としている。
前記平面決定部は、前記受付部により前記指定点のユーザ入力を受け付けることで抽出された前記平面候補と、前記受付部で受け付けた前記拘束条件の指定とに基づいて、前記多面体を構成する平面を決定することを特徴としている。
【0009】
また本発明は上記構成のリバースエンジニアリング支援装置において、前記抽出部は、前記指定点を含むポリゴンに連なるポリゴンの内、前記指定点を含むポリゴンの法線に対して所定の角度範囲内に存在するポリゴン群を抽出し、当該抽出されたポリゴン群に近似する平面を前記平面候補として抽出することを特徴としている。
【0010】
また本発明は上記構成のリバースエンジニアリング支援装置において、前記多面体作成部は、前記多面体を構成する複数の平面について前記受付部により前記拘束条件が指定されたか否かを判定し、当該判定結果に基づいて前記多面体を構成する面として、前記抽出部で抽出された前記平面候補を用いることを特徴としている。
【0011】
また本発明は上記構成のリバースエンジニアリング支援装置において、前記多面体作成部は、前記多面体を構成する複数の平面について前記受付部により前記拘束条件が指定されたか否かを判定し、当該判定結果に基づいて前記多面体を構成する面として、前記受付部で受け付けた前記拘束条件に基づいて前記平面決定部により決定された平面を用いることを特徴としている。
【0012】
また本発明は上記構成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、多面体の基準底面を形成する第１平面に隣接した基準壁面を形成する第２平面に対する前記拘束条件として、前記第１平面に対する位置姿勢の指定を受け付け、前記平面決定部は、前記基準底面に対する位置姿勢が拘束された平面を前記第２平面として作成することを特徴としている。
【0013】
また本発明は上記構成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、前記第１平面に対する前記拘束条件として装置の座標系に対する位置姿勢の指定を受け付けることができることを特徴としている。
【0014】
また本発明は上記構成のリバースエンジニアリング支援装置において、前記平面決定部は、基準底面である前記第１平面に隣接して基準壁面である前記第２平面に順に連設された側壁面を形成する第３平面、第４平面及び第５平面と、前記第１平面に対向した天面を形成する第６平面とを決定し、
前記多面体作成部は、前記平面決定部で作成された第１平面、第２平面、第３平面、第４平面、第５平面及び第６平面により構成される六面体を作成し、
前記受付部は、前記第３平面、第４平面、第５平面及び第６平面に対する前記拘束条件として前記基準底面及び前記基準壁面の少なくとも一方に対する位置姿勢の指定を受け付けることを特徴としている。
前記多面体作成部は、前記平面決定部で作成された第１平面、第２平面、第３平面、第４平面、第５平面及び第６平面により構成される六面体を作成し、
前記受付部は、前記第３平面、第４平面、第５平面及び第６平面に対する前記拘束条件として前記基準底面及び前記基準壁面の少なくとも一方に対する位置姿勢の指定を受け付けることを特徴としている。
【0015】
また本発明は上記構成のリバースエンジニアリング支援装置において、前記平面決定部は、前記第６平面を、前記基準底面に対する位置姿勢及び前記受付部により受け付けた指定点に基づいて作成することを特徴としている。
【0016】
また本発明は上記構成のリバースエンジニアリング支援装置において、前記平面決定部は、前記第６平面を、基準底面である前記第１平面に平行であり、基準壁面である前記第２平面、前記第３平面、前記第４平面及び前記第５平面に交差する平面により作成することを特徴としている。
【0017】
また本発明は上記構成のリバースエンジニアリング支援装置において、前記多面体作成部は前記平面決定部で作成された６つの平面の内、隣接する３つの平面の交点を算出し、算出された前記交点を頂点とする六面体を作成することを特徴としている。
【0018】
また本発明は上記構成のリバースエンジニアリング支援装置において、前記変換部で変
換されたＣＡＤデータを出力する出力部を備え、
前記多面体作成部は、複数の多面体を作成することができ、
前記変換部は、前記複数の多面体をアッセンブリ化された一のＣＡＤデータに変換し、
前記出力部は、前記アッセンブリ化された一のＣＡＤデータを出力することを特徴としている。
換されたＣＡＤデータを出力する出力部を備え、
前記多面体作成部は、複数の多面体を作成することができ、
前記変換部は、前記複数の多面体をアッセンブリ化された一のＣＡＤデータに変換し、
前記出力部は、前記アッセンブリ化された一のＣＡＤデータを出力することを特徴としている。
【0019】
また本発明は上記構成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、一の多面体の所定の面に対する前記拘束条件として、一の多面体の他の面に対する位置姿勢の指定を受け付ける第１モードと、他の多面体の面に対する位置姿勢の指定を受け付ける第２モードとの内、一方のモードの選択を受け付けることを特徴としている。
【0020】
また本発明は上記構成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、さらにメッシュデータから幾何要素を作成するためのユーザ入力を受け付けることができ、
前記変換部は、前記多面体作成部で作成された多面体と、前記受付部で受け付けたユーザ入力に基づき作成された幾何要素と、をアッセンブリ化した一のＣＡＤデータに変換し、
前記出力部は、前記アッセンブリ化された一のＣＡＤデータを出力することを特徴としている。
前記変換部は、前記多面体作成部で作成された多面体と、前記受付部で受け付けたユーザ入力に基づき作成された幾何要素と、をアッセンブリ化した一のＣＡＤデータに変換し、
前記出力部は、前記アッセンブリ化された一のＣＡＤデータを出力することを特徴としている。
【発明の効果】
【0021】
本発明によると、平面決定部はメッシュデータ上の指定点に基づく平面候補及び拘束条件に基づいて平面を決定し、多面体形成部は平面決定部が決定した平面を含む複数の平面により多面体を作成する。これにより、所望位置のメッシュデータからユーザの設計意図を反映して抽出した多面体のＣＡＤデータを容易に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置を備えた三次元測定装置を示すシステム図
【図2】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置の構成を示すブロック図
【図3】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置を含む三次元測定装置の動作を示すフローチャート
【図4】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置のＣＡＤデータ作成処理の動作を示すフローチャート
【図5】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置の多面体作成処理の動作を示すフローチャート
【図6】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置の多面体作成処理の動作を示すフローチャート
【図7】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置の幾何拘束処理多面体作成処理の動作を示すフローチャート
【図8】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置の拘束条件の入力画面を示す図
【図9】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置の多面体作成対象のワークを示す斜視図
【図10】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置の基準底面を受け付けた表示画面を示す図
【図11】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置の基準壁面を受け付けた表示画面を示す図
【図12】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置の側壁面を受け付けた表示画面を示す図
【図13】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置の天面を受け付けた画面を示す図
【図14】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置により作成した多面体の一例を示す斜視図
【図15】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置により複数の多面体を作成した例を示す斜視図
【図16】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置により複数の多面体を作成した例を示す側面図
【図17】本発明の実施形態のリバースエンジニアリング支援装置により複数の多面体を作成した例を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【0023】
＜三次元測定装置１＞
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は一実施形態の三次元測定装置１の一構成例を示したシステム図である。詳細を後述するように、三次元測定装置１は、ワークＷの立体形状を光学的に測定する測定器であり、測定部２、コントローラ４及び情報処理端末５により構成される。また、三次元測定装置１は測定により取得したメッシュデータをＣＡＤデータに変換して出力する。これにより、三次元測定装置１はワークＷのリバースエンジニアリングも行うことができ、リバースエンジニアリング支援装置７（図２参照）を含む。
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は一実施形態の三次元測定装置１の一構成例を示したシステム図である。詳細を後述するように、三次元測定装置１は、ワークＷの立体形状を光学的に測定する測定器であり、測定部２、コントローラ４及び情報処理端末５により構成される。また、三次元測定装置１は測定により取得したメッシュデータをＣＡＤデータに変換して出力する。これにより、三次元測定装置１はワークＷのリバースエンジニアリングも行うことができ、リバースエンジニアリング支援装置７（図２参照）を含む。
【0024】
＜測定部２＞
測定部２は、ステージ２１、回転駆動部２２、撮像部２３、投光部２４、テクスチャ照明出射部２５及び制御基板２６により構成される。測定部２は、ステージ２１上のワークＷに可視光からなる検出光を照射し、ワークＷにより反射された検出光を受光して撮影画像を生成するヘッドユニットである。
測定部２は、ステージ２１、回転駆動部２２、撮像部２３、投光部２４、テクスチャ照明出射部２５及び制御基板２６により構成される。測定部２は、ステージ２１上のワークＷに可視光からなる検出光を照射し、ワークＷにより反射された検出光を受光して撮影画像を生成するヘッドユニットである。
【0025】
ステージ２１は、ワークＷを載置するための水平かつ平坦な載置面を有する作業台である。このステージ２１は、円板状のステージプレート２１１と、ステージプレート２１１を支持するステージベース２１２とにより構成される。
【0026】
回転駆動部２２は、ステージ２１上のワークＷに対する撮像アングルを調整するために、鉛直方向の回転軸を中心としてステージ２１を回転させる。
【0027】
撮像部２３は、ステージ２１上のワークＷを撮影する固定倍率のカメラであり、受光レンズ２３１及び撮像素子２３２により構成される。撮像素子２３２は、受光レンズ２３１を介してワークＷからの光を受光し、撮影画像を生成する。撮像素子２３２には、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices：電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化物半導体）などのイメージセンサが用いられる。この撮像素子２３２は、例えば、モノクロイメージセンサである。尚、撮像部２３の倍率は必ずしも固定倍率である必要はなく、可変倍率のカメラであってもよい。
【0028】
投光部２４は、ステージ２１上のワークＷに測定光を照射する照明装置であり、投光用光源２４１、コレクタレンズ２４２、パターン生成ユニット２４３及び投光レンズ２４４により構成される。投光用光源２４１には、例えば、単色の光を生成するＬＥＤ（発光ダイオード）又はハロゲンランプが用いられる。色収差補正等が容易であることから、投光用光源２４１として、白色光源を用いる場合に比べ、単色の投光用光源２４１を用いる方が有利である。また、波長は短い方が三次元形状データの解像度を上げるのに有利であることから、青色の光源、例えば、青色ＬＥＤを投光用光源２４１として用いることが好ま
しい。ただし、撮像素子２３２が良好なＳ／Ｎで受光することができる波長が選択される。
しい。ただし、撮像素子２３２が良好なＳ／Ｎで受光することができる波長が選択される。
【0029】
尚、単色の投光用光源２４１を使用する場合に、撮像素子２３２がカラーイメージセンサであると例えば青の受光素子を利用して赤及び緑の受光素子を利用しないため、利用できる画素数が減る。このため、画素サイズや画素数をそろえた場合、撮像素子２３２には、モノクロイメージセンサを用いる方が有利である。
【0030】
投光用光源２４１から出射された検出光は、コレクタレンズ２４２を介してパターン生成ユニット２４３に入射する。そして、パターン生成ユニット２４３から出射された検出光は、投光レンズ２４４を介してステージ２１上のワークＷに照射される。
【0031】
パターン生成ユニット２４３は、構造化照明用のパターン光を生成するための装置であり、均一な検出光と、二次元パターンからなる検出光とを切り替えることができる。パターン生成ユニット２４３には、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）又は液晶パネルが用いられる。ＤＭＤは、多数の微小なミラーが２次元状に整列配置され、各ミラーの傾きを制御することにより、画素ごとに明状態と暗状態とを切り替えることができる表示素子である。
【0032】
三角測距の原理を利用してワークＷの立体形状を測定するための構造化照明法には、正弦波位相シフト法、マルチスリット法、空間コード法等がある。正弦波位相シフト法は、ワークＷに正弦波状の縞パターンを投影し、正弦波の周期よりも短いピッチで縞パターンを移動させるごとに撮影画像を取得する照明法である。各撮影画像の輝度値から各画素における位相値を求めて高さ情報に変換することにより、三次元形状データが求められる。
【0033】
マルチスリット法は、ワークＷに細線状の縞パターンを投影し、縞と縞との間隔よりも狭いピッチで縞パターンを移動させるごとに撮影画像を取得する照明法である。各撮影画像の輝度値から各画素における最大輝度の撮影タイミングを求めて高さ情報に変換することにより、三次元形状データが求められる。
【0034】
空間コード法は、白黒のデューティ比が５０％であり、縞パターンの幅が異なる複数の縞パターンをワークＷに対して順次投影し、撮影画像を取得する照明法である。各撮影画像の輝度値から各画素におけるコード値を求めて高さ情報に変換することにより、三次元形状データが求められる。
【0035】
パターン生成ユニット２４３では、上述した縞パターンを二次元パターンとして生成することができる。本実施形態の三次元測定装置１では、マルチスリット法と空間コード法とを組み合わせることにより、高分解能かつ高精度に三次元形状データが取得される。
【0036】
また、撮像部２３を挟んで２つの投光部２４が左右対称に配置されている。各投光部２４の投光軸Ｊ２、Ｊ３は、三角測距の原理を利用するために撮像部２３の受光軸Ｊ１に対して傾斜している。この投光部２４では、投光用光源２４１、コレクタレンズ２４２及びパターン生成ユニット２４３の光軸に対し、投光レンズ２４４を受光軸Ｊ１側にオフセットさせることにより、投光軸Ｊ２及びＪ３を傾斜させている。この様な構成を採用することにより、投光部２４全体を傾斜させる場合に比べ、測定部２を小型化することができる。
【0037】
テクスチャ照明出射部２５は、ワークＷの色、模様等を表面テクスチャ情報として検知するため、可視光からなる均一な照明光をステージ２１上のワークＷに向けて出射する。このテクスチャ照明出射部２５は、投光軸が撮像部２３の受光軸Ｊ１と略平行であり、撮
像部２３の受光レンズ２３１を取り囲むように配置される。このため、投光部２４からの照明と比べてワークＷ上での影ができにくく、撮影時の死角が少なくなる。
像部２３の受光レンズ２３１を取り囲むように配置される。このため、投光部２４からの照明と比べてワークＷ上での影ができにくく、撮影時の死角が少なくなる。
【0038】
制御基板２６は、回転駆動部２２を制御する制御回路、投光部２４の投光用光源２４１及びパターン生成ユニット２４３を駆動する駆動回路、撮像部２３の撮像素子２３２からの検出信号を処理する処理回路等が設けられた回路基板である。すなわち、制御基板２６は、測定部２の各部を制御するとともに、撮像部２３で検出された検出信号を処理する。
【0039】
コントローラ４は測定部２の制御装置であり、テクスチャ光源４１と、制御基板４２と、電源４３とにより構成される。テクスチャ光源４１はテクスチャ照明用の照明光を生成する。制御基板４２はテクスチャ光源４１用の駆動回路等が設けられる。電源４３は測定部２内の各デバイスに電力を供給する。
【0040】
テクスチャ光源４１は、撮影画像からカラーのテクスチャ画像が得られるようにするために、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の照明光を順次に点灯する。撮像素子２３２がモノクロイメージセンサであると、テクスチャ光源４１に白色光源を用いてテクスチャ情報を取得する場合にカラー情報を取得することができない。このため、テクスチャ光源４１ではＲＧＢを切り替えて照明している。
【0041】
情報処理端末５は、測定部２を制御し、撮影画像の画面表示、寸法測定のための設定情報の登録、三次元形状データの生成、ワークＷの寸法算出等を行う端末装置である。
【0042】
情報処理端末５は表示部５１、キーボード５２及びマウス５３が接続され、記憶部５４（図２参照）を搭載している。表示部５１は撮影画像、設定情報等を画面に表示するモニタ装置である。キーボード５２及びマウス５３は、ユーザが操作入力を行う入力装置である。記憶部５４は動作プログラム、設定情報、三次元形状のメッシュデータ等を記憶する。この情報処理端末５は、例えばパーソナルコンピュータであり、測定部２の制御基板２６に接続されている。
【0043】
＜リバースエンジニアリング支援装置７＞
図２は、三次元測定装置１に含まれるリバースエンジニアリング支援装置７の構成を示すブロック図である。リバースエンジニアリング支援装置７は、情報処理端末５により構成され、各部を制御するＣＰＵ５５を備えている。ＣＰＵ５５には前述の表示部５１、キーボード５２、マウス５３、記憶部５４が接続され、制御基板２６を介して撮像部２３が接続される。
図２は、三次元測定装置１に含まれるリバースエンジニアリング支援装置７の構成を示すブロック図である。リバースエンジニアリング支援装置７は、情報処理端末５により構成され、各部を制御するＣＰＵ５５を備えている。ＣＰＵ５５には前述の表示部５１、キーボード５２、マウス５３、記憶部５４が接続され、制御基板２６を介して撮像部２３が接続される。
【0044】
ＣＰＵ５５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ＣＰＵ５５は演算を行う素子や回路を意味し、その名称に限定するものではない。すなわち、ＣＰＵ５５とは汎用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概念である。
【0045】
記憶部５４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリー、フラッシュメモリー等の可搬性を有する半導体メモリー及びハードディスク等の記憶媒体を含む又は記憶媒体が接続される回路である。記憶部５４は、動作プログラム、設定情報、三次元形状のメッシュデータ等を記憶する。
【0046】
表示部５１は、例えば、液晶パネル、有機ＥＬパネル等のディスプレイパネルを有し、撮像画像、メッシュ画像、設定情報等を画面に表示するモニタ装置である。キーボード５
２及びマウス５３は、ユーザが操作入力を行う入力装置である。尚、操作入力装置としては、表示部５１に表示されている画像に接触することで入力を行う、いわゆるタッチパネル装置を採用してもよい。この情報処理端末５は例えばパーソナルコンピュータであり、測定部２の制御基板２６に接続され、制御基板２６からの撮像データを取得する。
２及びマウス５３は、ユーザが操作入力を行う入力装置である。尚、操作入力装置としては、表示部５１に表示されている画像に接触することで入力を行う、いわゆるタッチパネル装置を採用してもよい。この情報処理端末５は例えばパーソナルコンピュータであり、測定部２の制御基板２６に接続され、制御基板２６からの撮像データを取得する。
【0047】
また、ＣＰＵ５５には、受付部７２、抽出部７３、編集部７４、幾何要素作成部７５、変換部８１、出力部８２、表示制御部８３、データ取得部８４、三次元データ生成部８５、測定制御部８６が接続される。幾何要素作成部７５は多面体作成部７６、平面決定部７７、曲面体作成部７９及び判定部８０を備えている。
【0048】
受付部７２、抽出部７３、編集部７４、幾何要素作成部７５、変換部８１、出力部８２表示制御部８３、データ取得部８４、三次元データ生成部８５、及び測定制御部８６は、記憶部５４に格納したソフトウェアである。すなわち、これらはリバースエンジニアリング支援装置７の記憶部５４に記憶される動作プログラムをＣＰＵ５５により実行することにより機能する。
【0049】
測定制御部８６は制御基板２６、４２を介してステージ２１、撮像部２３、投光器２４及びテクスチャ光源４１を制御し、ワークＷの撮影を行う。
【0050】
三次元データ生成部８５は、三次元空間における複数の測定点の位置情報を測定し、ワークＷの立体形状を表す点群データを生成する。尚、点群データは、例えば測定部２の撮像部２３から取得した撮影画像に基づいて生成される。そして、点群データにおいて所定のアルゴリズムによって決定された複数の点群を頂点とする多角形（ポリゴン）で表面を敷き詰めた三次元のメッシュデータを生成する。
【0051】
データ取得部８４は、三次元データ生成部８５で生成されたワークＷの三次元形状データをメッシュデータ（ポリゴンデータ）として取得し、記憶部５４に記憶する。また、データ取得部８４は、外部から取り込まれて記憶部５４に記憶されたメッシュデータを取得することができる。また、データ取得部７１は、取得したメッシュデータを抽出部７３及び表示制御部８３に受け渡す。
【0052】
受付部７２は幾何要素の選択等のユーザ入力を受け付ける。多面体作成の場合に受付部７２はメッシュデータ上の指定点（図１０のＰ１等）及び多面体の各面の拘束条件のユーザ入力を受け付ける。受付部７２は、拘束条件として、拘束対象要素及び拘束方法の入力を受け付ける。
【0053】
拘束対象要素は多面体を形成する面に対する拘束の基準となる面であり、受付部７２は多面体の所定の面、所定の座標系（例えば、三次元測定装置１の座標系）における座標面等の指定を受け付けることができる。拘束方法として、受付部７２は拘束対象要素に対する位置姿勢の指定を受け付けることができる。具体的には受付部７２は、拘束対象要素に対する姿勢である角度（平行、直角を含む）の指定や位置の指定（オフセット量等）を受け付けることができる。また、受付部７２は平面、円筒、球、その他の幾何要素の作成条件のユーザ入力を受け付けることもできる。
【0054】
抽出部７３は受付部７２により受け付けられた指定点（Ｐ１等）に基づく平面候補をメッシュデータから抽出し、平面候補として記憶部５４に記憶する。
【0055】
編集部７４は抽出された各平面候補を多面体の構成領域として登録する。例えば、六面体の場合には編集部７４は受付部７２により受け付けられた順に基準底面、基準壁面、３面の側壁面、天面の順に登録する。また、編集部７４は登録済みの領域の編集、削除を行
う。
う。
【0056】
平面決定部７７は、抽出部７３で記憶した平面候補に対して受付部７２で受け付けた拘束条件に基づいて再計算処理を行い、平面候補に基づいて平面を決定する。また、平面決定部７７は、平面候補に基づいて作成された平面を記憶部５４に記憶させる。
【0057】
多面体作成部７６は、記憶部５４に記憶された複数の平面を連結して多面体を作成する。例えば、六面体の場合に多面体形成部７６は、六面体を構成する６つの平面の内、隣接する３平面を用いて交点を算出する。そして、多面体形成部７６はこの交点の算出処理を８回繰り返して８つの交点座標を算出し、この算出された８つの交点座標を六面体の８つの頂点座標とする。すなわち、多面体作成部７６は算出された８つの交点座標を頂点とする六面体要素を作成する。
【0058】
曲面体作成部７９は、受付部７２で受け付けた作成条件に基づいて円筒、球、円錐等の曲面を有する幾何要素を作成する。多面体作成部７６、平面決定部７７及び曲面体作成部７９は、幾何要素を作成する幾何要素作成部７５を構成する。
【0059】
判定部８０は受付部７２により受け付けられた内容に基づいて、多面体等の幾何要素が作成可能か否かを判定する。
【0060】
変換部８１は、幾何要素作成部７５により作成された多面体等の幾何要素をＣＡＤデータに変換する。出力部８２は変換部８１で変換されたＣＡＤデータを出力する。
【0061】
表示制御部８３は、記憶部５４内の三次元形状データに基づいて、表示部５１に表示する表示データを作成する。例えば、多数の測定点が三次元的に配置されたオブジェクト体を所定の視点から眺めるように表示された三次元形状を表示部５１の画面に表示するための表示データを作成する。画面内における三次元形状（ワークＷ）の位置、視点及び表示倍率は、任意に指定することができる。
【0062】
図３は、三次元測定装置１の動作の一例を示すフローチャートである。三次元測定装置１が起動されると、ステップＳ１０１で測定制御部８６の制御によりステージ２１上に載置されたワークＷを撮像部２３が撮影する。表示制御部８３は、撮像部２３によりワークを撮影することで得られた撮影画像を表示部５１に表示させる。そして、受付部７２は、投光照明の明るさ調整を受け付け、受け付けた投光照明の明るさに基づいて投光部２４を制御基板２６に送る。制御基板２６は、受付部７２からの投光照明の明るさの情報に基づいて、投光部２４を制御する。
【0063】
ステップＳ１０２では、測定制御部８６は、テクスチャ照明に切り替えて撮影画像を取得し、表示部５１に表示してテクスチャ照明の明るさ調整を行う。この明るさ調整は、テクスチャ照明出射部２５からＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の照明光を順に或いは同時に照射して行われる。ステップＳ１０１とステップＳ１０２とは、順序を入れ替えてもよい。
【0064】
ステップＳ１０３では、受付部７２がユーザによる測定開始の指示を受け付けたか否かを測定制御部８６により判定する。受付部７２がユーザによる測定開始の指示を受け付けるまで（ステップＳ１０３でＮｏの間）ステップＳ１０１、Ｓ１０２の処理手順を繰り返す。受付部７２がユーザによる測定開始の指示を受け付けると（ステップＳ１０３でＹｅｓ）ステップＳ１０４に移行する。
【0065】
ステップＳ１０４では投光部２４がパターン光の投光を開始する。続くステップＳ１０
５では、撮像部２３がパターン画像を取得する。このパターン画像は、ステージ２１上のワークＷが撮影された撮影画像である。パターン光の投光及び撮影画像の取得は、パターン生成ユニット２４３と撮像部２３とを同期させて行われる。
５では、撮像部２３がパターン画像を取得する。このパターン画像は、ステージ２１上のワークＷが撮影された撮影画像である。パターン光の投光及び撮影画像の取得は、パターン生成ユニット２４３と撮像部２３とを同期させて行われる。
【0066】
ステップＳ１０６では、測定制御部８６は、投光部２４からのパターン光をテクスチャ照明出射部２５からのテクスチャ照明に切り替える。ステップＳ１０７では、撮像部２３がテクスチャ画像を取得する。このテクスチャ画像は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の照明光を順に照射させて取得された複数の撮影画像を合成することによって得られる。
【0067】
ステップＳ１０８では撮影が終了したか否かを測定制御部８６により判定する。連結測定時において、測定制御部８６は、制御基板２６を介して撮像部２３及び投光部２４を制御し、ステージ２１を予め指定された複数の撮像アングルに順次に切り替えながら、ステップＳ１０４からステップＳ１０７までの処理手順を繰り返す。撮影が終了すると（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、ステップＳ１０９に移行する。
【0068】
ステップＳ１０９では、三次元データ生成部８５は、ステップＳ１０５において取得されたパターン画像に基づいて三次元形状のメッシュデータを生成して記憶部５４に記憶する。
【0069】
ステップＳ１１０では所望の測定箇所について三次元形状データが得られたか否かが受付部７２で受け付けたユーザ入力に基づいて測定制御部８６により判断される。所望のデータが得られていない場合（ステップＳ１１０でＮｏの場合）は撮像アングルや撮影条件等を変更しながらステップＳ１０１からステップＳ１０９までの処理手順を繰り返す。所望のデータが得られ（ステップＳ１１０でＹｅｓ）、ユーザによるデータ解析の指示を受け付けると、ステップＳ１１１に移行する。
【0070】
ステップＳ１１１では、測定制御部８６は、ステップＳ１０９で記憶されたメッシュデータにテクスチャ画像をマッピングする。ステップＳ１１２では、表示制御部８３はテクスチャ画像がマッピングされた三次元形状データをワークＷの三次元形状として表示部５１に表示させる。
【0071】
続くステップＳ１１３では三次元データ生成部８５により、三次元形状データのデータ解析を行い、ワークＷの寸法等の所望データを算出する。三次元データ生成部８５は、算出されたデータをメッシュデータと関連付けて、記憶部５４に記憶する。
【0072】
ステップＳ１１４では三次元データ生成部８５は、メッシュデータからＣＡＤデータを作成する指示を受付部７２が受け付けたか否かを判定する。ＣＡＤデータを作成する指示がない場合（ステップＳ１１４でＮｏの場合）、三次元データ生成部８５は三次元測定装置１の動作を終了する。ＣＡＤデータを作成する指示があった場合はステップＳ１１５で幾何要素作成部７５や変換部８１等によって図４に示すＣＡＤデータ作成処理を行い、その後三次元測定装置１の動作を終了する。
【0073】
図４はＣＡＤデータ作成処理の動作を示すフローチャートである。ステップＳ３０１ではデータ取得部８４により記憶部５４からメッシュデータが読み出される。ステップＳ３０２では、表示制御部８３は、データ取得部７１により取得されたメッシュデータに基づいて、ワークの三次元形状を表示部５１に表示するための表示データを生成する。そして、表示制御部８３は、生成された表示データに基づいて、ワークＷの三次元形状を表示部５１に表示する。
【0074】
ステップＳ３０３では、受付部７２による多面体を作成する指示があったか否かが幾何要素作成部７５により判断される。多面体を作成する指示があった場合はステップＳ３０４に移行して図５に示す多面体作成処理が行われ、指示がない場合はステップＳ３０５に移行する。
【0075】
ステップＳ３０５では、受付部７２による曲面体を作成する指示があったか否かが幾何要素作成部７５により判断される。円筒または球を作成する指示があった場合はステップＳ３０６に移行して曲面体作成部７９による円筒、球等の作成処理が行われ、指示がない場合はステップＳ３０７に移行する。
【0076】
ステップＳ３０７では幾何要素の作成が終了したか否かが幾何要素作成部７５により判断され、終了していない場合はステップＳ３０３～Ｓ３０６が繰り返される。
【0077】
ステップＳ３０７の判断で幾何要素の作成が終了すると、ステップＳ３０８に移行する。ステップＳ３０８では、ステップＳ３０４、Ｓ３０６で作成された多面体や曲面体等の形状データが変換部８１（図２参照）によりＣＡＤデータに変換される。ステップＳ３０９ではステップＳ３０８で作成されたＣＡＤデータが出力部８２（図２参照）により出力される。
【0078】
また、ステップＳ３０３～Ｓ３０７により幾何要素作成部７５が複数の幾何要素を作成する場合、変換部８１は、幾何要素作成部７５で作成された複数の幾何要素をアッセンブリ化された一のＣＡＤデータに変換する。そして、出力部８２は、アッセンブリ化された一のＣＡＤデータを出力する。複数の幾何要素の中には多面体が含まれていてもよい。すなわち、複数の多面体が多面体作成部７６により作成される場合には、変換部８１は複数の多面体をアッセンブリ化された一のＣＡＤデータに変換できる。
【0079】
この時、詳細を後述するように、受付部７２は多面体の所定の面に対する拘束条件として同じ多面体の他の面に対する位置姿勢を受け付ける第１モードと、他の多面体の面に対する位置姿勢を受け付ける第２モードとから動作モードの選択を受け付けることが可能であってもよい。
【0080】
次に、多面体作成処理の動作を説明する。ここでは、図９に示すワークＷの一部であるリブ形状の要素Ｔ１を六面体として作成する場合を例に説明する。八面体、十二面体、二十面体等の他の多面体においても同様に作成することができる。尚、図１０～図１３は図９の要素Ｔ１を含むＨ部を拡大した表示画面５１ａを示しており、図中のドット柄は等高線を表している。
【0081】
六面体は基準底面、基準壁面、３面の側壁面及び天面を受付部７２により指定して形成される。六面体の各面は基準底面や基準壁面に対する所望の拘束条件により拘束することができる。
【0082】
図８は表示部５１の表示画面５１ａ内に表示される拘束条件の入力画面７２ａを示している。入力画面７２ａには各面に対し、抽出領域欄、拘束対象要素１欄（第１の拘束対象要素欄）、拘束方法１欄（第１の拘束方法欄）、拘束対象要素２欄（第２の拘束対象要素欄）、拘束方法２欄（第２の拘束方法欄）が設けられる。抽出領域欄は各面の平面候補指定時に受付部７２により割り当てられる「領域０」等の名称を表示する。
【0083】
拘束対象要素１欄は各面を拘束するための基準となる第１の基準面がユーザ入力される。拘束方法１欄は拘束対象要素１欄で指定された第１の基準面に対する拘束方法（平行、直角等）がユーザ入力される。拘束対象要素２欄は各面を拘束するための基準となる第２
の基準面がユーザ入力される。拘束方法２欄は拘束対象要素２欄で指定された第２の基準面に対する拘束方法（平行、直角等）がユーザ入力される。
の基準面がユーザ入力される。拘束方法２欄は拘束対象要素２欄で指定された第２の基準面に対する拘束方法（平行、直角等）がユーザ入力される。
【0084】
基準底面に対する拘束条件として、三次元測定装置１の座標系を指定することができる。この場合、拘束対象要素１欄を三次元測定装置１の「ＸＹ座標面」とし、拘束方法１欄を「平行拘束」とすることで、ステージ２１の上面を基準底面に指定することができる。また、基準底面に対する拘束条件としては、所定の座標系に対しての平行拘束を指定することもできる。この場合、所定の座標系と平行な平面を基準底面として設定できるため、基準底面に対してユーザの設計意図を反映させることが容易となる。
【0085】
基準壁面に対する拘束条件として、基準底面に対する位置や交差角度等の位置姿勢の指定を受け付けることができる。例えば、拘束対象要素１欄を「基準底面」、拘束方法１欄を「直角拘束」とすることで、「基準底面に対して直角」といった角度条件を受け付けることができる。また、受付部７２は、基準壁面に対する拘束条件として、「基準底面に対して３０度」といったように、具体的な角度の値を角度条件として受け付けることもできる。
【0086】
３面の側壁面（側面１、側面２、側面３）に対する拘束条件として、基準底面及び基準壁面の少なくとも一方に対する位置や交差角度等の位置姿勢の指定を受け付けることができる。例えば、側面１の拘束対象要素１欄を「基準底面」、拘束方法１欄を「直角拘束」、拘束対象要素２欄を「基準壁面」、拘束方法２欄を「直角拘束」とすることで、「基準底面に直角且つ基準壁面に直角」といった条件を受け付けることができる。
【0087】
また、側面２の拘束対象要素１欄を「基準壁面」、拘束方法１欄を「平行拘束」とすることで、「基準壁面に平行」といった拘束条件を受け付けることができる。側面３の拘束対象要素１欄を「基準底面」、拘束方法１欄を「直角拘束」、拘束対象要素２欄を「基準壁面」、拘束方法２欄を「直角拘束」とすることで、「基準底面に直角且つ基準壁面に直角」といった拘束条件を受け付けることができる。
【0088】
側面１～３の拘束条件を基準底面や基準壁面に対して「直角」や「平行」に設定される場合を説明したが、これに限定されるものではない。基準壁面に設定される角度条件と同様に、側面１～３の拘束条件を「基準底面に対して３０度」といったように、具体的な角度の値を角度条件として受け付けることもできる。
【0089】
天面に対する拘束条件として、基準底面及び基準壁面の少なくとも一方に対する位置や交差角度等の位置姿勢の指定を受け付けることができる。例えば、拘束対象要素１欄を「基準底面」、拘束方法１欄を「平行拘束」とすることで、「基準底面に平行」といった拘束条件を受け付けることができる。また、拘束対象要素１欄を「基準壁面」、拘束方法１欄を「直角拘束」とすることで、「基準壁面に直角」といった拘束条件を受け付けることができる。
【0090】
入力画面７２ａの拘束条件の入力は、各面の指定点を入力する毎、六面の指定点を入力する前、または六面の指定点を入力した後に行うことができる。入力画面７２ａに入力された拘束条件は記憶部５４に記憶される。以下では、各面の指定点を入力する毎に拘束条件を入力する場合を一例として説明するが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、多面体の各面が指定された後に各面に対する拘束条件が入力されてもよい。
【0091】
また、直方体作成モード等、予め各面の間の拘束条件が指定された多面体作成モードが用意されており、ユーザによる面の指定を受け付けることで、所定の拘束条件が設定された多面体が作成されてもよい。この場合、受付部７２は、拘束条件に関するユーザ入力と
して、「直方体作成モード」というモードの指定を受け付ける。
して、「直方体作成モード」というモードの指定を受け付ける。
【0092】
図５、図６は多面体作成処理のフローチャートを示している。ステップＳ４０１では六面体の基準底面を抽出するためのユーザ入力が受付部７２により受け付けられる。具体的には、図１０に示すように表示部５１の表示画面５１ａ上にワークＷの三次元画像が表示制御部８３の制御によって表示される。受付部７２は、表示画面５１ａに表示されたワークＷの三次元画像上において所望の面上で指定点Ｐ１のユーザ入力を受け付ける。これにより、基準底面を抽出するためのユーザ入力が受け付けられる。
【0093】
ステップＳ４０２ではステップＳ４０１で受け付けた指定点Ｐ１に基づいて、抽出部７３は、メッシュデータから基準底面の平面候補を抽出する。そして、抽出部７３は抽出した平面候補を記憶部５４に記憶させる。
【0094】
具体的には、抽出部７３は、まず指定点Ｐ１を含むポリゴンに連なるポリゴンの内で、指定点Ｐ１を含むポリゴンと法線の方向が所定の角度範囲内の複数のポリゴンから成る第１のポリゴン群を抽出する。次に、抽出部７３は、第１のポリゴン群に近似する第１の平面を算出する。次に、抽出部７３は、指定点Ｐ１を含むポリゴンに連なるポリゴンの内で、第１の平面の法線との角度が所定の角度範囲内で、かつ第１の平面からの距離が所定の範囲内である複数のポリゴンからなる第２のポリゴン群を抽出する。そして、第２のポリゴン群に近似する第２の平面を算出し、第２の平面を平面候補として記憶部５４に記憶させる。ポリゴン群を抽出するための法線方向の角度範囲は、例えば５度以内や１０度以内等の値が予め定められている。
【0095】
尚、ここでは、法線の方向に基づいて、メッシュデータから平面候補を抽出する場合を説明したが、法線の方向に限らず、曲率値を用いることもできる。曲率値に基づいてメッシュデータから平面候補を抽出する場合、抽出部７３は、指定点Ｐ１を含むポリゴンに連なった複数のポリゴンから成る曲率値が０の第１のポリゴン群を抽出する。次に、抽出部７３は、第１のポリゴン群に近似する第１の平面を算出し、第１の平面からの距離が所定の範囲内である複数のポリゴンからなる第２のポリゴン群を抽出する。そして、第２のポリゴン群に近似する第２の平面を算出し、第２の平面を平面候補として記憶部５４に記憶させる。
【0096】
また、抽出部７３は、ポリゴンに限らず、点群を用いて平面候補を算出することもできる。具体的には、指定点Ｐ１を含む点群に連なる点群の内で、指定点Ｐ１の最近傍の点の法線に対して所定の角度範囲内の第１の点群を抽出する。次に、抽出部７３は、第１の点群に近似する第１の平面を算出する。次に、抽出部７３は、指定点Ｐ１を含む点群に連なる点群の内で、第１の平面の法線との角度が所定の角度範囲内で、かつ第１の平面からの距離が所定の範囲内である複数の点群からなる第２の点群を抽出する。そして、第２の点群に近似する第２の平面を算出し、第２の平面を平面候補として記憶部５４に記憶させる。
【0097】
ステップＳ４０３では基準底面の拘束条件が受付部７２により受け付けられる。入力画面７２ａの拘束対象要素１欄、拘束方法１欄にユーザ入力することで基準底面の拘束条件が指定される。拘束対象要素１欄を「ＸＹ座標面」として拘束方法１欄を「平行拘束」とするとステージ２１の上面が第１平面Ｆ１に指定される。この時、指定点Ｐ１の指定は不要であるため、メッシュデータのない面を含む多面体を作成することができる。
【0098】
尚、前述したように、ステップＳ３０３～Ｓ３０７（図４参照）により複数の多面体を作成することができる。この時、具体例を後述するが（図１５、図１６参照）、所定の面に対する拘束対象要素を同じ多面体の面とした第１モードと、他の多面体の面とした第２
モードとが設けられる。これにより、複数の多面体を所望の配置でアッセンブリ化したＣＡＤデータを得ることができる。また、多面体の面の拘束条件として、多面体以外の他の幾何要素の面に対する位置姿勢を受け付けるモードを設けてもよい。
モードとが設けられる。これにより、複数の多面体を所望の配置でアッセンブリ化したＣＡＤデータを得ることができる。また、多面体の面の拘束条件として、多面体以外の他の幾何要素の面に対する位置姿勢を受け付けるモードを設けてもよい。
【0099】
ステップＳ４０４では、多面体作成部７６は、基準底面（第１平面Ｆ１）に対する拘束条件が設定されているか否かを判定する。この判定は、入力画面７２ａの入力内容に基づいて行われる。拘束条件が設定されていないと多面体作成部７６が判定した場合はステップＳ４０７ に移行する。
【0100】
ステップＳ４０７では、多面体作成部７６は、抽出部７３により抽出して記憶部５４に記憶された平面候補を基準底面（第１平面Ｆ１）として記憶する。すなわち、多面体作成部７６は、受付部７２により基準底面に対する拘束条件が受け付けられなかった場合は、抽出部７３により抽出された平面候補を基準底面とする。
【0101】
ステップＳ４０４において拘束条件が設定されたと多面体作成部７６が判定した場合はステップＳ４０５に移行する。ステップＳ４０５では、平面決定部７７は後述する幾何拘束処理を行う。ステップＳ４０６では、多面体作成部７６は、幾何拘束処理により平面決定部７７が平面候補を再計算して作成した平面を基準底面として記憶部５４に記憶する。
【0102】
ステップＳ４１１では、受付部７２は、六面体の基準底面に隣接する基準壁面の指定を受け付ける。具体的には、図１１に示すように表示部５１の表示画面５１ａに表示されたワークＷの三次元画像上において第１平面Ｆ１に交差する所望の面上で指定点Ｐ２のユーザ入力を受け付ける。これにより、基準壁面を抽出するためのユーザ入力が受け付けられる。
【0103】
ステップＳ４１２ではステップＳ４０２と同様に、ステップＳ４１１で受け付けた指定点Ｐ２に基づいて、抽出部７３は、メッシュデータから基準壁面の平面候補を抽出する。そして、抽出部７３ は、抽出した平面候補を記憶部５４に記憶させる。
【0104】
ステップＳ４１３では、受付部７２は、基準壁面の拘束条件を受け付ける。上記したように、受付部７２は、基準壁面に対する拘束条件として、基準底面である第１平面Ｆ１に対する位置や交差角度等の位置姿勢の指定を受け付けることができる。
【0105】
ステップＳ４１４では、多面体作成部７６は、基準壁面（第２平面Ｆ２）に対する拘束条件が設定されているか否かを判定する。拘束条件が設定されていないと多面体作成部７６が判定した場合はステップＳ４１７に移行する。
【0106】
ステップＳ４１７では、多面体作成部７６は、抽出部７３により抽出して記憶部５４に記憶された平面候補を基準壁面（第２平面Ｆ２）として記憶する。すなわち、多面体作成部７６は、受付部７２により基準壁面に対する拘束条件が受け付けられなかった場合は、抽出部７３により抽出された平面候補を基準壁面とする。
【0107】
ステップＳ４１４において拘束条件が設定されたと多面体作成部７６が判定した場合はステップＳ４１５に移行する。ステップＳ４１５では、平面決定部７７は、後述する幾何拘束処理を行う。ステップＳ４１６では、多面体作成部７６は、幾何拘束処理により平面決定部７７が平面候補を再計算して作成した平面を基準壁面として記憶部５４に記憶する。
【0108】
ステップＳ４２１～Ｓ４２８では基準底面に隣接する基準壁面以外の３面の側壁面が形成される。ステップＳ４２１では、受付部７２は、一の側壁面（側面１）の指定を受け付
ける。具体的には、図１２に示すように表示部５１の表示画面５１ａに表示されたワークＷの三次元画像上において第１平面Ｆ１に交差する所望の面上で指定点Ｐ３のユーザ入力を受け付ける。これにより、第３平面Ｆ３を抽出するためのユーザ入力が受け付けられる。
ける。具体的には、図１２に示すように表示部５１の表示画面５１ａに表示されたワークＷの三次元画像上において第１平面Ｆ１に交差する所望の面上で指定点Ｐ３のユーザ入力を受け付ける。これにより、第３平面Ｆ３を抽出するためのユーザ入力が受け付けられる。
【0109】
ステップＳ４２２ではステップＳ４１２と同様に、ステップＳ４２１で受け付けた指定点Ｐ３に基づいて、抽出部７３は、メッシュデータから側壁面（第３平面Ｆ３）の平面候補を抽出する。そして、抽出部７３は、抽出した平面候補を記憶部５４に記憶させる。
【0110】
ステップＳ４２３では、受付部７２は、第３平面Ｆ３の拘束条件を受け付ける。上記したように、受付部７２は、第３平面Ｆ３に対する拘束条件として、第１平面Ｆ１及び第２平面Ｆ２に対する位置や交差角度等の位置姿勢を受け付けることができる。
【0111】
ステップＳ４２４では、多面体作成部７６は、第３平面Ｆ３に対する拘束条件が設定されているか否かを判定する。拘束条件が設定されていないと多面体作成部７６が判定した場合はステップＳ４２７に移行する。
【0112】
ステップＳ４２７では、多面体作成部７６は、抽出部７３により抽出して記憶部５４に記憶された平面候補を第３平面Ｆ３として記憶する。すなわち、多面体作成部７６は、受付部７２により第３平面Ｆ３に対する拘束条件を受け付けられなかった場合は、抽出部７３により抽出された平面候補を第３平面Ｆ３（側面１）とする。
【0113】
ステップＳ４２４において拘束条件が設定されたと多面体作成部７６が判定した場合はステップＳ４２５に移行する。ステップＳ４２５では、多面体作成部７６は、後述する幾何拘束処理を行う。ステップＳ４２６では、多面体作成部７６は、幾何拘束処理により平面決定部７７が平面候補を再計算して作成した平面を第３平面Ｆ３として記憶部５４に記憶する。
【0114】
ステップＳ４２８では３面の側壁面（第３平面Ｆ３、第４平面Ｆ４、第５平面Ｆ５）が形成されたか否かが判断され、形成されていない場合はステップＳ４２１～Ｓ４２７が繰り返される。第３平面Ｆ３と同様に第４平面Ｆ４、第５平面Ｆ５が形成されると、ステップＳ４３１に移行する。
【0115】
ステップＳ４３１では、受付部７２は、基準底面に対向する天面の指定を受け付ける。具体的には、図１３に示すように表示部５１の表示画面５１ａに表示されたワークＷの三次元画像上において第１平面Ｆ１に対向した所望の面上で指定点Ｐ６のユーザ入力を受け付ける。これにより、天面（第６平面Ｆ６）を抽出するためのユーザ入力が受け付けられる。
【0116】
ステップＳ４３２ではステップＳ４０２と同様に、ステップＳ４３１で受け付けた指定点Ｐ６に基づいて、抽出部７３は、メッシュデータから天面の平面候補を抽出する。そして、抽出部７３ は、抽出した平面候補を記憶部５４に記憶させる。
【0117】
ステップＳ４３３では、受付部７２は、第６平面Ｆ６の拘束条件を受け付ける。上記したように、受付部７２は、天面に対する拘束条件として、基準底面である第１平面Ｆ１に対する位置や交差角度等の位置姿勢の指定を受け付けることができる。
【0118】
ステップＳ４３４では、多面体作成部７６は、天面（第６平面Ｆ６）に対する拘束条件が設定されているか否かを判定する。拘束条件が設定されていないと多面体作成部７６が判定した場合はステップＳ４３７に移行する。
【0119】
ステップＳ４３７では、多面体作成部７６は、抽出部７３により抽出して記憶部５４に記憶された平面候補を天面（第６平面Ｆ６）として記憶する。すなわち、多面体作成部７６は、受付部７２により天面に対する拘束条件が受け付けられなかった場合は、抽出部７３により抽出された平面候補を天面とする。
【0120】
ステップＳ４３４において拘束条件が設定されたと多面体作成部７６が判定した場合はステップＳ４３５に移行する。ステップＳ４３５では、平面決定部７７は、後述する幾何拘束処理を行う。ステップＳ４３６では、多面体作成部７６は、幾何拘束処理により平面決定部７７が平面候補を再計算して作成した平面を天面として記憶部５４に記憶する。
【0121】
尚、第６平面Ｆ６に対する指定点の入力を省略し、第２平面Ｆ２、第３平面Ｆ３、第４平面Ｆ４、第５平面Ｆ５のいずれかの上端の位置により第６平面Ｆ６が作成されてもよい。
【0122】
ステップＳ４４１では、判定部８０は、第１平面Ｆ１～第６平面Ｆ６により六面体の作成が可能か否かを判定する。例えば、判定部８０は第２平面Ｆ２、第３平面Ｆ３、第４平面Ｆ４、第５平面Ｆ５それぞれと、第１平面Ｆ１との４本の交線が四角形を形成できない場合に、六面体の作成不可と判定できる。また、判定部８０は、第２平面Ｆ２～第５平面Ｆ５のいずれかが第１平面Ｆ１に平行な場合に六面体の作成不可と判定してもよい。
【0123】
ステップＳ４４１において、判定部８０により六面体の作成が不可と判定された場合はステップＳ４４３に移行する。ステップＳ４４３では、表示制御部８３は、表示部５１にエラー表示して報知し、図４のフローチャートに戻る。すなわち、表示部５１は六面体の作成が不可と判定された場合に表示により報知する報知部を構成する。
【0124】
ステップＳ４４１において、判定部８０により六面体の作成が可能と判定された場合は、ステップＳ４４２に移行する。ステップＳ４４２では多面体作成部７６により第１平面Ｆ１～第６平面Ｆ６を連結し、図１４に示すように六面体を作成する。具体的には、多面体作成部７６は六面体を構成する第１平面Ｆ１～第６平面Ｆ６の内、隣接する３平面を用いて交点を算出する。そして、多面体形成部７６はこの交点の算出処理を８回繰り返して８つの交点座標を算出し、この算出された８つの交点座標を六面体の８つの頂点座標とする。
【0125】
ステップＳ４４４では、多面体作成部７６は、六面体の形状データを記憶部５４に記憶し、図４のフローチャートに戻る。
【0126】
【0127】
図７は幾何拘束処理の動作を示すフローチャートである。幾何拘束処理のステップＳ５０１では、記憶部５４に記憶された拘束条件が取得される。表１はステップＳ４０３、Ｓ４１３、Ｓ４２３、Ｓ４３３において入力画面５２ａに入力され、記憶部５４に記憶された拘束条件データの管理テーブルの例を示している。平面決定部７７は表１の管理テーブルから拘束対象要素及び拘束方法を取得する。
【0128】
【表1】
【0129】
ステップＳ５０２では、平面決定部７７は、拘束条件として平行拘束が指定されているか否かを判定する。平面決定部７７により平行拘束が指定されていないと判定された場合はステップＳ５０３に移行する。平面決定部７７により平行拘束が指定されていると判定された場合はステップＳ５０６に移行する。
【0130】
ステップＳ５０６で平面決定部７７は、平行拘束の拘束対象要素である面の法線ベクトルを算出する。例えば第６平面Ｆ６に対する拘束対象要素である第１平面Ｆ１の法線ベクトルが算出される。ステップＳ５０７ではステップＳ５０６で算出した法線ベクトルを法線に持つ平面を平面決定部７７により再計算して平面候補として更新し、記憶部５４に記憶する。
【0131】
すなわち、平面決定部７７は、平行拘束の拘束対象要素である面の法線の向きと、平面候補の法線の向きとが一致するように平面候補を更新し、多面体を構成する平面を決定する。これにより、指定点により決められる位置で拘束条件を満たす平面によって平面候補が更新される。
【0132】
尚、平面決定部７７は他の方法で取得した平面により平面候補を更新してもよい。例えば、平面決定部７７は、更新前に記憶部５４に記憶された平面候補の重心を面内に含み拘束条件を満たす平面により平面候補を更新してもよい。
【0133】
【0134】
ステップＳ５０２において、平面決定部７７により平行拘束が指定されていないと判定された場合はステップＳ５０３に移行する。の判断で平行拘束が指定されていない場合はステップＳ５０３に移行する。ステップＳ５０３では、ステップＳ４０２、Ｓ４１２、Ｓ４２２、Ｓ４３２のいずれかのステップで記憶部５４に記憶された平面候補の法線ベクトルが算出される。
【0135】
ステップＳ５０４で平面決定部７７は、ステップＳ５０３で算出した法線ベクトルを直角拘束の拘束対象要素である面に投影する。例えば、第２平面Ｆ２に対する拘束対象要素である第１平面Ｆ１に第２平面Ｆ２の平面候補の法線ベクトルが投影される。ステップＳ５０５ではステップＳ５０４で投影されたベクトルを法線に持つ平面を平面決定部７７により再計算して平面候補を更新し、記憶部５４に記憶する。
【0136】
すなわち、平面決定部７７は、直角拘束の拘束対象要素である面の法線の向きと、平面
候補の法線の向きとが直交するように平面候補を更新し、多面体を構成する平面を決定する。これにより、指定点により決められる位置で拘束条件を満たす平面によって平面候補が更新される。
候補の法線の向きとが直交するように平面候補を更新し、多面体を構成する平面を決定する。これにより、指定点により決められる位置で拘束条件を満たす平面によって平面候補が更新される。
【0137】
尚、平面決定部７７は、更新前に記憶部５４に記憶された平面候補の重心を面内に含み拘束条件を満たす平面により平面候補を更新してもよい。
【0138】
ステップＳ５１１で平面決定部７７は、２つ目の拘束条件（直角拘束）があるか否かを判断する。平面決定部７７が２つ目の拘束条件がないと判断した場合は図５、図６のフローチャートに戻る。平面決定部７７が２つ目の拘束条件があると判断した場合はステップＳ５１２に移行する。
【0139】
ステップＳ５１２では、平面決定部７７によりステップＳ５０４で１つ目の拘束対象要素の面に投影したベクトルを更に２つ目の拘束対象要素の面に投影する。すなわち、平面決定部７７は、ステップＳ５０５で再計算された平面の法線ベクトルを２つ目の拘束対象要素の面に投影する。
【0140】
ステップＳ５１３ではステップＳ５１２で投影したベクトルを法線に持つ平面を平面決定部７７により再計算して平面候補を更新し、記憶部５４に記憶する。すなわち、平面決定部７７は、拘束対象要素である面の法線の向きと、平面候補の法線の向きとが直交するように平面候補を更新し、多面体を構成する平面を決定する。
【0141】
尚、平面決定部７７は、更新前に記憶部５４に記憶された平面候補の重心を面内に含み拘束条件を満たす平面により平面候補を更新してもよい。そして、平面決定部７７により平面候補を更新した後、図５、図６のフローチャートに戻る。
【0142】
尚、ここでは、拘束対象要素である基準面に対して直角拘束、平行拘束を設定する場合を説明したが、基準面に対して３０度といった任意の角度の拘束条件を設定することもできる。この場合も、平面決定部７７は、拘束対象要素の法線の向きと、平面候補の法線の向きとが指定された角度となるように平面候補を更新し、多面体を構成する平面を決定する。一例としては、平面決定部７７は、拘束対象要素を指定された角度分だけ傾けた平面に対して平面候補の法線ベクトルを投影する。そして、平面決定部７７は、投影されたベクトルを法線に持つ平面を再計算することで、多面体を構成する平面を決定することができる。
【0143】
図１５、図１６は多面体作成部７６により複数の六面体を作成した時の斜視図及び側面図を示している。前述の図４のステップＳ３０３～Ｓ３０７を繰り返すことにより、例えば図９に示すワークＷのリブ形状の要素Ｔ１に柱形状の要素Ｔ２を加えて図１５、図１６に示すように複数の多面体を作成することができる。変換部８１は、幾何要素作成部７５で作成された複数の幾何要素をアッセンブリ化された一のＣＡＤデータに変換する。そして、出力部８２は、アッセンブリ化された一のＣＡＤデータを出力する。
【0144】
この時、他の幾何要素の面を拘束対象要素にできる第２モードでは、例えば、要素Ｔ１の六面体の基準底面（第１平面Ｆ１）及び基準壁面（第２平面Ｆ２）を拘束対象要素として要素Ｔ２の六面体の基準底面（第１平面Ｆ１’）及び基準壁面（第２平面Ｆ２’）に対して拘束条件を設定できる。
【0145】
例えば、図１６に示すように、要素Ｔ１の第６平面Ｆ６が要素Ｔ１の第１平面Ｆ１に対して角度を有していた場合、メッシュデータから抽出された要素Ｔ２の基準底面Ｆ１’は要素Ｔ１の第６平面Ｆ６と略一致し、要素Ｔ１の第１平面Ｆ１とは非平行となる。この場
合、第１モードでは、要素Ｔ２の第１平面Ｆ１’を基準として要素Ｔ２の他の面に対して拘束条件を設定した場合、要素Ｔ１の第１平面Ｆ１と平行な面を作成するのは難しく、要素Ｔ１と要素Ｔ２とは一直線上には並ばない。
合、第１モードでは、要素Ｔ２の第１平面Ｆ１’を基準として要素Ｔ２の他の面に対して拘束条件を設定した場合、要素Ｔ１の第１平面Ｆ１と平行な面を作成するのは難しく、要素Ｔ１と要素Ｔ２とは一直線上には並ばない。
【0146】
一方、第２モードでは、図１７に示すように、要素Ｔ２の第１平面Ｆ１’に対して、要素Ｔ１の第１平面Ｆ１に対する平行拘束を設定できる。また、要素Ｔ２の第６平面Ｆ６’に対して、要素Ｔ１の第１平面Ｆ１に対する平行拘束を設定できる。このように要素Ｔ２の面に対して他の要素Ｔ１の面を基準とする拘束条件が設定できることで、要素Ｔ１、Ｔ２に基づく２つの六面体が一平面上に隣接して並ぶ立体を形成することができる。尚、上記の説明において、要素Ｔ２の面に対して要素Ｔ１の面を基準として平行拘束が設定される場合を説明したが、平行拘束に限られず、直角拘束が設定されてもよい。
【0147】
本実施形態によると、平面決定部７７は、受付部７２により指定点のユーザ入力を受け付けることで抽出された平面候補と、受付部７２で受け付けた拘束条件の指定とに基づいて、多面体を構成する平面を作成する。これにより、所望位置のメッシュデータに沿った多面体のＣＡＤデータを容易に作成することができ、ＣＡＤのモデリングを容易に行うことができる。
【0148】
また、抽出部７３は、指定点を含むポリゴンに連なるポリゴンの内で、指定点を含むポリゴンの法線に対して所定の角度範囲内に存在するポリゴン群を抽出し、抽出されたポリゴン群に近似する平面を平面候補として抽出する。これにより、指定点上の面に近似した平面候補を容易に抽出することができる。
【0149】
また、多面体作成部７６は、拘束条件が指定されたか否かを判定し、判定結果に基づいて多面体を構成する面として抽出部７３で抽出された平面候補を用いる。これにより、拘束条件の有無をユーザが選択して多面体を作成することができ、形状の柔軟性を担保しながら所望の六面体を正確に再現することができる。
【0150】
また、多面体作成部７６は、拘束条件が指定されたか否かを判定し、判定結果に基づいて多面体を構成する面として、拘束条件に基づいて平面決定部７７により決定された平面を用いる。これにより、拘束条件の有無をユーザが選択して多面体を作成することができ、形状の柔軟性を担保しながら所望の六面体を正確に再現することができる。
【0151】
また、受付部７２は、多面体の基準底面を形成する第１平面Ｆ１に隣接した基準壁面を形成する第２平面Ｆ２に対する前記拘束条件として、第１平面Ｆ１に対する位置姿勢の指定を受け付け、平面決定部７７は、基準底面に対する位置姿勢が拘束された平面を第２平面Ｆ２として作成する。これにより、第２平面Ｆ２を所望の姿勢に容易に配置することができる。
【0152】
また、受付部７２は、第１平面Ｆ１に対する拘束条件として装置の座標系に対する位置姿勢の指定を受け付けることができる。これにより、装置のステージ上面等のメッシュデータのない面を基準底面とする場合であっても容易に多面体を作成することができる。
【0153】
また、多面体作成部７６により六面体を作成する場合に、受付部７２は、第３平面Ｆ３、第４平面Ｆ４及び第５平面Ｆ５に対する拘束条件として第１平面Ｆ１及び第２平面Ｆ２に対する位置姿勢の指定を受け付けることができる。また、第６平面Ｆ６に対する拘束条件として第１平面Ｆ１に対する位置姿勢の指定を受け付けることができる。これにより、第３平面Ｆ３～第６平面Ｆ６を所望の姿勢に容易に配置することができる。
【0154】
また、多面体作成部７６は、第６平面Ｆ６を第１平面Ｆ１に対する位置姿勢及び指定点
Ｐ６に基づいて作成する。これにより、第６平面Ｆ６を容易に作成することができる。
Ｐ６に基づいて作成する。これにより、第６平面Ｆ６を容易に作成することができる。
【0155】
また、多面体作成部７６は、前記第６平面を、第１平面Ｆ１に平行であり、第２平面Ｆ２、第３平面Ｆ３、第４平面Ｆ４及び第５平面Ｆ５に交差する平面により作成してもよい。これにより、六面体作成の操作を簡素化することができる。
【0156】
また、多面体作成部７６は隣接する３つの平面が交わる交点を算出し、算出された交点を頂点とする六面体を作成する。これにより、六面体を容易に作成することができる。
【0157】
また、多面体の作成可否を判定する判定部８０と、多面体を作成できない場合に報知する報知部とを有するので、リバースエンジニアリング支援装置７の利便性を向上することができる。
【0158】
また、多面体作成部７６は複数の多面体を作成することができ、複数の多面体を変換部８１によりアッセンブリ化された一のＣＡＤデータに変換し、出力部８２により出力できる。これにより、複数の多面体が組み合わされた立体のＣＡＤデータを得ることができ、リバースエンジニアリング支援装置７の利便性を向上することができる。
【0159】
また、受付部７２は、一の多面体の所定の面に対する拘束条件として、一の多面体の他の面に対する位置姿勢を受け付ける第１モードと、他の多面体の面に対する位置姿勢を受け付ける第２モードとを有する。これにより、複数の多面体の所望の面に対して所望の姿勢に配置させることができる。
【0160】
また、変換部８１は、多面体作成部７６で作成された多面体と、受付部７２で受け付けたユーザ入力に基づき作成された幾何要素とをアッセンブリ化した一のＣＡＤデータに変換し、出力部８２により出力できる。これにより、複数の幾何要素が組み合わされた立体のＣＡＤデータを得ることができ、リバースエンジニアリング支援装置７の利便性を向上することができる。
【0161】
本実施形態において、三次元測定装置１によりワークＷを撮影してメッシュデータを生成しているが、他の機器で生成されたメッシュデータをデータ取得部８４により取得してリバースエンジニアリングを行う装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0162】
本発明によると、三次元形状を計測したデータからＣＡＤ図面を作成する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利用することができる。
【符号の説明】
【0163】
１ 三次元測定装置
２ 測定部
３ ライトガイド
４ コントローラ
５ 情報処理端末
７ リバースエンジニアリング支援装置
２１ ステージ
２２ 回転駆動部
２３ 撮像部
２４ 投光部
２５ テクスチャ照明出射部
２６ 制御基板
２７ ベース筐体
４１ テクスチャ光源
４２ 制御基板
４３ 電源
５１ 表示部
５１ａ 表示画面
５２ キーボード
５３ マウス
５４ 記憶部
５５ ＣＰＵ
７２ 受付部
７２ａ 入力テーブル
７３ 抽出部
７４ 編集部
７５ 幾何要素作成部
７６ 多面体作成部
７７ 平面決定部
７９ 曲面体作成部
８０ 判定部
８１ 変換部
８２ 出力部
８３ 表示制御部
８４ データ取得部
２１１ ステージプレート
２１２ ステージベース
２３１ 受光レンズ
２３２ 撮像素子
２４１ 投光用光源
２４２ コレクタレンズ
２４３ パターン生成ユニット
２４４ 投光レンズ
Ｆ１～Ｆ６ 第１平面～第６平面
Ｊ１ 受光軸
Ｊ２、Ｊ３ 投光軸
Ｊ４ 回転軸
Ｐ１～Ｐ６ 指定点
Ｗ ワーク
２ 測定部
３ ライトガイド
４ コントローラ
５ 情報処理端末
７ リバースエンジニアリング支援装置
２１ ステージ
２２ 回転駆動部
２３ 撮像部
２４ 投光部
２５ テクスチャ照明出射部
２６ 制御基板
２７ ベース筐体
４１ テクスチャ光源
４２ 制御基板
４３ 電源
５１ 表示部
５１ａ 表示画面
５２ キーボード
５３ マウス
５４ 記憶部
５５ ＣＰＵ
７２ 受付部
７２ａ 入力テーブル
７３ 抽出部
７４ 編集部
７５ 幾何要素作成部
７６ 多面体作成部
７７ 平面決定部
７９ 曲面体作成部
８０ 判定部
８１ 変換部
８２ 出力部
８３ 表示制御部
８４ データ取得部
２１１ ステージプレート
２１２ ステージベース
２３１ 受光レンズ
２３２ 撮像素子
２４１ 投光用光源
２４２ コレクタレンズ
２４３ パターン生成ユニット
２４４ 投光レンズ
Ｆ１～Ｆ６ 第１平面～第６平面
Ｊ１ 受光軸
Ｊ２、Ｊ３ 投光軸
Ｊ４ 回転軸
Ｐ１～Ｐ６ 指定点
Ｗ ワーク
【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】