DE102015011109A1

DE102015011109A1 - Verfahren zur erzeugung eines dreidimensionalen modells, system 5 zur erzeugung eines dreidimensionalen modells und programm zur erzeugung eines dreidimensionalen modells

Info

Publication number: DE102015011109A1
Application number: DE102015011109.4A
Authority: DE
Inventors: Yasushi TOMONO; Takanori ASAMIZU
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2016-02-25
Also published as: US10095811B2; CN105389410B; JP2016045781A; CN105389410A; US20160055266A1; JP6468757B2

Abstract

In einem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells wird ein vorbestimmtes Flächenelement, das ein dreidimensionales Modellelement festlegt, aus Messdaten, die Messpunktgruppendaten umfassen, die durch Messen eines Messgegenstands erhalten werden, einem Typ eines Flächenelements und geometrischen Werten des Flächenelements ausgewählt, eine Bedingung, die zur Erzeugung des dreidimensionalen Modellelements erforderlich ist, wird ermittelt, das dreidimensionale Modellelement wird unter Verwendung des ausgewählten Flächenelements und der ermittelten Bedingung erzeugt und das dreidimensionale Modell des Messgegenstands wird unter Verwendung eines dreidimensionalen Modellelements oder einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen erzeugt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 2014-170656 , die am 25. August 2014 eingereicht worden ist, gemäß 35 U.S.C. § 119, wobei deren Offenbarung ausdrücklich in deren Gesamtheit unter Bezugnahme hierin einbezogen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells, ein System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells und ein Programm zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells, die ein dreidimensionales Modell in einem CAD-System unter Verwendung von Messdaten erzeugen, die durch Messen bzw. Vermessen eines Messgegenstands mit einer Koordinatenmessvorrichtung erhalten werden.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlich ist als ein Beispiel eines Nachbauverfahrens oder eines einfachen Produktgestaltungs- bzw. -designverfahrens eine Technologie bekannt, in der ein dreidimensionales Modell in einem CAD-System unter Verwendung von Messdaten, die durch Messen eines Messgegenstands mit einer Koordinatenmessvorrichtung erhalten werden, automatisch erzeugt wird. Eine Technologie, die z. B. in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2003-345839 offenbart ist, ist so aufgebaut, dass Daten für Flächenelemente, die Oberflächen eines Messgegenstands darstellen, unter Verwendung von Messdaten (Punktgruppendaten) erzeugt werden, die durch Messen des Messgegenstands erhalten werden, die Flächenelemente verbunden werden und zusammengesetzte Flächenelementdaten erzeugt werden, die Verknüpfungsoberflächen darstellen, und unter Verwendung eines Raums, der durch die zusammengesetzten Flächenelementdaten umschlossen ist, ein dreidimensionales Volumenmodell erzeugt wird.
In dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells kann jedoch aufgrund eines Messfehlers beim Messen des Messgegenstands mit der Koordinatenmessvorrichtung oder eines Umrechnungsfehlers beim Umrechnen der Messdaten in Flächenelementdaten eine Situation auftreten, in der Positionen, welche die Flächenelementdaten verbinden, verschoben sind und keine Verbindung bilden können, was es schwierig macht, ein dreidimensionales Modell mit einer gewünschten Gestalt bzw. Form und genauen Abmessungen zu erzeugen.
Herkömmlich wurde dies durch Ausführen eines Verfahrens (Schließverfahrens) berücksichtigt, in dem eine Grenzlinie zwischen Flächenelementdatenelementen manuell oder automatisch ausgewählt und durch Ausführen eines Zusammenführungsverfahrens geschlossen wird, oder durch Ausführen eines Verfahrens, das postuliert, dass alle erzeugten Flächenelementdatenelemente geschlossen sind, und automatisch ein geschlossenes Volumenmodell direkt von allen Flächenelementdaten erzeugt. Daher kann sich in manchen Fällen die Gestalt des erzeugten dreidimensionalen Modells stark von der Gestalt des tatsächlichen Messgegenstands unterscheiden, was eine signifikante Zeit für anschließende Korrekturarbeiten erfordert.
Zur Berücksichtigung der vorstehend genannten Situation stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells, ein System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells und ein Programm zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells bereit, die ein dreidimensionales Modell mit einer gewünschten Gestalt und genauen Abmessungen auf der Basis von Messdaten einfach erzeugen können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung nutzt eine Recheneinrichtung, die ein dreidimensionales Modell auf der Basis von Messdaten, die Messpunktgruppendaten umfassen, die durch Messen eines Messgegenstands erhalten werden, eines Typs eines Flächenelements und von geometrischen Werten des Flächenelements erzeugt. Die Recheneinrichtung umfasst einen dreidimensionales Modellelement-Generator, der ein dreidimensionales Modellelement, das eine Gestalt von mindestens einem Abschnitt des dreidimensionalen Modells darstellt, auf der Basis der Messdaten unter Verwendung eines vorbestimmten Verfahrens erzeugt, wobei das dreidimensionale Modellelement durch ein Flächenelement und eine vorbestimmte Bedingung festgelegt ist, und einen dreidimensionales Modell-Generator, der ein dreidimensionales Modell unter Verwendung eines dreidimensionalen Modellelements oder einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen erzeugt. Wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, wählt darüber hinaus die Recheneinrichtung ein vorbestimmtes Flächenelement, welches das dreidimensionale Modellelement festlegt, aus den Messdaten aus, ermittelt eine Bedingung, die zur Erzeugung des dreidimensionalen Modellelements erforderlich ist, erzeugt das dreidimensionale Modellelement unter Verwendung des ausgewählten Flächenelements und der ermittelten Bedingung und erzeugt das dreidimensionale Modell des Messgegenstands unter Verwendung eines dreidimensionalen Modellelements oder einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen.
In dem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß dieses Aspekts wird ein dreidimensionales Modellelement oder eine Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen durch Auswählen eines geeigneten Flächenelements erzeugt, das in den Messdaten enthalten ist, und ein dreidimensionales Modell des Messgegenstands wird aus den dreidimensionalen Modellelementen erzeugt. Demgemäß kann ein Anwender ein dreidimensionales Modell mit einer gewünschten Gestalt und genauen Abmessungen auf der Basis der Messdaten durch Durchführen eines geeigneten Auswahlvorgangs auf der Basis der Gestalt des Messgegenstands einfach erzeugen.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Recheneinrichtung eine dreidimensionale Gestalt als das dreidimensionale Modellelement unter Verwendung eines geometrischen Orts für einen Fall darstellen, bei dem eine vorbestimmte flache ebene Gestalt in eine vorbestimmte Richtung verschoben wird, und eine Abtastbasisfläche, die eine flache Fläche darstellt, die von einer flachen ebenen Gestalt eingenommen wird, einen geschlossenen Kontursatz, der eine Gestalt auf der flachen ebenen Abtastbasisfläche festlegt, und ein Abtastelement, das durch eine Richtung und eine Distanz festgelegt ist, über welche die flache ebene Gestalt verschoben wird, verwenden. Darüber hinaus wählt, wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, die Recheneinrichtung ein vorbestimmtes Flächenelement aus den Messdaten als die Abtastbasisfläche aus, wählt ein zweites geeignetes Flächenelement aus, das sich mit der Abtastbasisfläche schneidet, erzeugt eine Konturlinie unter Verwendung einer Schnittlinie zwischen der Abtastbasisfläche und dem zweiten Flächenelement und erzeugt einen geschlossenen Kontursatz unter Verwendung einer Mehrzahl von Konturlinien und einer Mehrzahl von Punkten, bei denen sich die Konturlinien schneiden, ermittelt eine Richtung und eine Distanz, über die ein Abtasten stattfindet, als Bedingung, erzeugt das Abtastelement unter Verwendung der ausgewählten Abtastbasisfläche, des erzeugten geschlossenen Kontursatzes und der ermittelten Richtung und einer Distanz, über die das Abtasten stattfindet, und erzeugt das dreidimensionale Modell unter Verwendung eines Abtastelements oder einer Mehrzahl von Abtastelementen.
Gemäß dieses Aspekts extrahiert die Recheneinrichtung, wenn der geschlossene Kontursatz für das dreidimensionale Modellelement erzeugt wird, ein Flächenelement, das sich mit der Abtastbasisfläche schneidet, von den Messdaten und in einem Fall, bei dem die Konturlinien extrapoliert werden können, erzeugt die Recheneinrichtung automatisch den geschlossenen Kontursatz, wohingegen in einem Fall, bei dem die Konturlinien nicht extrapoliert werden können, die Recheneinrichtung eine Liste von Flächenelementen erzeugt, die sich mit der Abtastbasisfläche schneiden. Darüber hinaus erzeugt die Recheneinrichtung gemäß dieses Aspekts, wenn der geschlossene Kontursatz erzeugt wird, in einem Fall, bei dem Punkte, an denen sich eine Mehrzahl von Konturlinien schneidet, extrapoliert werden können, automatisch den geschlossenen Kontursatz, wohingegen in einem Fall, bei dem die Punkte, an denen sich eine Mehrzahl von Konturlinien schneidet, nicht extrapoliert werden können, die Recheneinrichtung eine Liste von Schnittpunkten erzeugt.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Recheneinrichtung eine dreidimensionale Gestalt als ein dreidimensionales Modellelement durch Schneiden einer gegebenen dreidimensionalen Gestalt mit einer vorbestimmten flachen oder gekrümmten Fläche und unter Verwendung eines Ausgangsmodellelements, bei dem es sich um die zu schneidende dreidimensionale Gestalt handelt, einer Schnittbasisfläche, die eine Schnittfläche festlegt, und eines Schnittelements, das unter Verwendung einer Schnittrichtung festgelegt wird, die eine Richtung angibt, in der das Element nach dem Schneiden gelöscht wird, darstellen. Darüber hinaus wählt die Recheneinrichtung, wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, ein vorbestimmtes Flächenelement aus den Messdaten als die Schnittbasisfläche aus, ermittelt die Schnittrichtung als die Bedingung, erzeugt das Schnittelement unter Verwendung des Ausgangsmodellelements, der ausgewählten Schnittbasisfläche und der Schnittrichtung und erzeugt das dreidimensionale Modell unter Verwendung eines oder einer Mehrzahl der Ausgangsmodellelemente und der Schnittelemente.
In einem Fall, bei dem das Schnittelement verarbeitet wird, extrahiert das Rechenelement, wenn die Schnittbasisfläche ausgewählt wird, das Flächenelement, das sich mit dem Ausgangsmodellelement schneidet, von den Messdaten, und in einem Fall, bei dem eine Mehrzahl von Flächenelementen vorliegt, die sich mit dem Ausgangsmodellelement schneiden, erzeugt die Recheneinrichtung eine Liste der Flächenelemente, die sich mit dem Ausgangsmodellelement schneiden, wohingegen in einem Fall, bei dem sich nur ein Flächenelement mit dem Ausgangsmodellelement schneidet, die Recheneinrichtung automatisch die Schnittbasisfläche auswählt. In einem solchen Fall erzeugt die Recheneinrichtung, wenn die Schnittrichtung ermittelt wird, ein dreidimensionales Bild, in dem das Ausgangsmodellelement, die Schnittbasisfläche und ein Bild eines Pfeils oder dergleichen, der die Schnittrichtung darstellt, überlappen, und die Schnittrichtung wird auf der Basis einer Eingabe von der Eingabevorrichtung erhalten.
Darüber hinaus umfasst die Recheneinrichtung ferner einen erstes dreidimensionales Modell-Generator, der aus den Flächenelementen Informationen für Überschneidungen zwischen Flächenelementen und Konturinformationen für jedes Flächenelement ermittelt und automatisch ein erstes dreidimensionales Modell erzeugt. Ferner erzeugt die Recheneinrichtung, wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, automatisch das erste dreidimensionale Modell, erzeugt das dreidimensionale Modellelement und korrigiert das erste dreidimensionale Modell unter Verwendung eines oder einer Mehrzahl der dreidimensionalen Modellelemente.
In dem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells dieser Art wird das erste dreidimensionale Modell durch einen erstes dreidimensionales Modell-Generator der Recheneinrichtung automatisch erzeugt. Das erste dreidimensionale Modell, das auf diese Weise automatisch erzeugt worden ist, kann z. B. eine Gestalt aufweisen, die von derjenigen des Messgegenstands in nur einem Bereich verschieden ist. In einigen Fällen kann ein solcher Unterschied bei der Gestalt durch eine visuelle Bestätigung in diesem Stadium vergleichsweise einfach entdeckt werden. Folglich kann der Anwender die Gestalten des automatisch erzeugten ersten dreidimensionalen Modells und des Messgegenstands vergleichen und das erste dreidimensionale Modell unter Verwendung der dreidimensionalen Modellelemente in geeigneter Weise korrigieren, und folglich kann ein zweites dreidimensionales Modell mit einer gewünschten Gestalt und genauen Abmessungen auf der Basis der Messdaten einfach erzeugt werden.
Ein System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst eine Recheneinrichtung, die ein dreidimensionales Modell auf der Basis von Messdaten, die Messpunktgruppendaten umfasst, die durch Messen eines Messgegenstands erhalten werden, eines Typs eines Flächenelements und von geometrischen Werten des Flächenelements erzeugt. Die Recheneinrichtung umfasst einen dreidimensionales Modellelement-Generator, der ein dreidimensionales Modellelement, das eine Gestalt mindestens eines Abschnitts des dreidimensionalen Modells darstellt, auf der Basis der Messdaten unter Verwendung eines vorbestimmten Verfahrens erzeugt, wobei das dreidimensionale Modellelement durch ein Flächenelement und eine vorbestimmte Bedingung festgelegt ist, und einen dreidimensionales Modell-Generator, der ein dreidimensionales Modell unter Verwendung eines oder einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen erzeugt. Darüber hinaus wählt die Recheneinrichtung, wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, ein vorbestimmtes Flächenelement, welches das dreidimensionale Modellelement festlegt, aus den Messdaten aus, ermittelt eine Bedingung, die zur Erzeugung des dreidimensionalen Modellelements erforderlich ist, erzeugt das dreidimensionale Modellelement unter Verwendung des ausgewählten Flächenelements und der ermittelten Bedingung und erzeugt das dreidimensionale Modell des Messgegenstands unter Verwendung eines oder einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen.
Ein Programm zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung nutzt eine Recheneinrichtung und erzeugt ein dreidimensionales Modell auf der Basis von Messdaten, die Messpunktgruppendaten umfassen, die durch Messen eines Messgegenstands erhalten werden, eines Typs eines Flächenelements und von geometrischen Werten des Flächenelements. Das Programm zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells umfasst einen dreidimensionales Modellelement-Generator, der ein dreidimensionales Modellelement, das eine Gestalt mindestens eines Abschnitts des dreidimensionalen Modells darstellt, auf der Basis der Messdaten unter Verwendung eines vorbestimmten Verfahrens erzeugt, wobei das dreidimensionale Modellelement durch ein Flächenelement und eine vorbestimmte Bedingung festgelegt ist, und einen dreidimensionales Modell-Generator, der ein dreidimensionales Modell unter Verwendung eines oder einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen erzeugt. Darüber hinaus bewirkt das Programm zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells, dass die Recheneinrichtung, wenn sie das dreidimensionale Modell erzeugt, einen Schritt des Auswählens eines vorbestimmten Flächenelements, welches das dreidimensionale Modellelement festlegt, aus den Messdaten, einen Schritt des Ermittelns einer Bedingung, die zur Erzeugung des dreidimensionalen Modellelements erforderlich ist, einen Schritt des Erzeugens des dreidimensionalen Modellelements unter Verwendung des ausgewählten Flächenelements und der ermittelten Bedingung und einen Schritt des Erzeugens des dreidimensionalen Modells des Messgegenstands unter Verwendung eines oder einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen ausführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein dreidimensionales Modell mit einer gewünschten Gestalt und genauen Abmessungen auf der Basis von Messdaten einfach erzeugt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird in der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die angegebene Mehrzahl von Zeichnungen mittels nicht-beschränkender Beispiele von exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter beschrieben, worin entsprechende Bezugszeichen entsprechende Teile in der Mehrzahl von Ansichten der Zeichnungen darstellen und worin:
1 ein Blockdiagramm eines Systems zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
2 eine beispielhafte graphische Ausgabe zu einer Ausgabevorrichtung zeigt,
3 eine weitere beispielhafte graphische Ausgabe zu der Ausgabevorrichtung zeigt,
4 ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines dreidimensionales Modellelement-Generators gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
5 ein Flussdiagramm ist, welches das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
6 eine weitere beispielhafte graphische Ausgabe zu der Ausgabevorrichtung zeigt,
7 eine weitere beispielhafte graphische Ausgabe zu der Ausgabevorrichtung zeigt,
8 eine weitere beispielhafte graphische Ausgabe zu der Ausgabevorrichtung zeigt,
9 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
10 ein Flussdiagramm ist, welches das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
11 eine weitere beispielhafte graphische Ausgabe zu der Ausgabevorrichtung zeigt,
12 ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines dreidimensionales Modellelement-Generators gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
13 ein Flussdiagramm ist, welches das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
14 eine weitere beispielhafte graphische Ausgabe zu der Ausgabevorrichtung zeigt,
15 eine weitere beispielhafte graphische Ausgabe zu der Ausgabevorrichtung zeigt,
16 eine weitere beispielhafte graphische Ausgabe zu der Ausgabevorrichtung zeigt,
17 eine weitere beispielhafte graphische Ausgabe zu der Ausgabevorrichtung zeigt,
18 ein Blockdiagramm eines Systems zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
19 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
20 ein Blockdiagramm eines Systems zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist und
21 ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer Fehlerkorrektureinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die hier gezeigten Einzelheiten sind lediglich beispielhaft und zur veranschaulichenden Diskussion der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angegeben und werden im Zuge dessen dargestellt, von dem angenommen wird, dass es sich um die nützlichste und am leichtesten verständliche Beschreibung der Prinzipien und konzeptionellen Aspekte der vorliegenden Erfindung handelt. Diesbezüglich wird kein Versuch unternommen, strukturelle Details der vorliegenden Erfindung detaillierter darzustellen, als dies für das grundlegende Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist, wobei es die Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen für den Fachmann ersichtlich macht, wie die Formen der vorliegenden Erfindung in der Praxis ausgeführt werden können.
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
Erste Ausführungsform
Die 1 ist ein Blockdiagramm eines Systems zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhält Messdaten von einer Koordinatenmessvorrichtung 2, die einen Messgegenstand 1 misst, und erzeugt ein dreidimensionales Modell z. B. auf der Basis von CAD-Daten. Das System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 10 bildet z. B. einen Teil eines CAD-Systems. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Volumenmodell als das dreidimensionale Modell erzeugt; das dreidimensionale Modell ist jedoch nicht auf ein Volumenmodell beschränkt und kann auch als Oberflächenmodell oder als Drahtmodell erzeugt werden.
Wie es in der 1 gezeigt ist, erreicht das System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 10 verschiedene Funktionen unter Verwendung einer Rechenvorrichtung bzw. eines Computers und eines Programms zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells, das durch die Rechenvorrichtung ausgeführt wird. Die Rechenvorrichtung ist so aufgebaut, dass sie eine Recheneinrichtung 3, die das dreidimensionale Modell auf der Basis der Messdaten erzeugt, die durch Messen des Messgegenstands 1 erhalten werden, einen Speicher 4, der mit der Recheneinrichtung 3 verbunden ist und das Programm zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells speichert, eine Eingabevorrichtung 5, die mit der Recheneinrichtung 3 verbunden ist und das Programm zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells bedient, wobei verschiedene Parameter eingegeben werden, und dergleichen, und eine Ausgabevorrichtung 6 zum Ausgeben des dreidimensionalen Modells, das durch die Recheneinrichtung 3 erzeugt worden ist, umfasst. Die Recheneinrichtung 3 ist z. B. eine CPU oder ein Mikroprozessor und führt verschiedene Berechnungen durch. Eine Tastatur, eine Maus, ein Berührungsbildschirm oder dergleichen kann als Eingabevorrichtung 5 verwendet werden, und ein Anzeigebildschirm, ein Projektor, ein Drucker oder dergleichen kann als Ausgabevorrichtung 6 verwendet werden.
Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst die Recheneinrichtung 3 verschiedene Merkmale zusätzlich zu einem vorbestimmten Programm zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells, wie z. B. eine Einspeisungseinrichtung 31, welche die Messdaten von der Koordinatenmessvorrichtung 2 erhält, einen dreidimensionales Modellelement-Generator 33, der ein dreidimensionales Modellelement, das die Gestalt von mindestens einem Abschnitt eines dreidimensionales Modells darstellt, auf der Basis der Messdaten, die durch die Einspeisungseinrichtung 31 erhalten worden sind, unter Verwendung eines vorbestimmten Verfahrens erzeugt, und einen dreidimensionales Modell-Generator 34, der ein dreidimensionales Modell unter Verwendung eines oder einer Mehrzahl der dreidimensionalen Modellelemente erzeugt.
Wie es in der 1 gezeigt ist, kann ein Gegenstand mit jedweder Gestalt, einschließlich einer Freiformoberfläche, als Messgegenstand 1 ausgewählt werden; es ist jedoch ein Gegenstand mit einer Oberflächengestalt bevorzugt, die durch ein CAD-System als eine analytische Quadrikoberfläche festgelegt werden kann. Mit anderen Worten, die Oberflächengestalt des Messgegenstands 1 kann durch eine Kombination von jedwedem von z. B. einem Punktelement, einem geraden Linienelement, einem gekrümmten Linienelement, wie z. B. einem Kreis oder einer Ellipse, und einem Flächenelement, wie z. B. einer flachen Fläche, einer zylindrischen Fläche, einer konischen Fläche, einer sphärischen bzw. kugelförmigen Fläche oder einer ringförmigen Fläche konfiguriert werden. Hier ist, wie es in der 1 gezeigt ist, ein Beispiel angegeben, das im Wesentlichen eine Kastengestalt (Parallelepipedgestalt) aufweist, wobei die vier Seiten einer oberen Oberfläche verjüngt sind und ein zylindrisches Durchgangsloch durch die obere und die untere Oberfläche verläuft.
Die Messdaten, die aus der Koordinatenmessvorrichtung 2 ausgegeben werden, umfassen Messpunktgruppendaten, Typen von geometrischen Elementen und geometrische Werte der geometrischen Elemente. Die Messpunktgruppendaten sind ein Datensatz von Messkoordinaten von einem Messpunkt oder einer Mehrzahl von Messpunkten einer Oberfläche des Messgegenstands 1. Bei dem Typ des geometrischen Elements handelt es sich um Daten, die eine Kategorie angeben, wie z. B. ein Punktelement, ein gerades Linienelement und ein Flächenelement, wie z. B. einen Punkt, eine Gerade, eine flache Oberfläche, einen Kreis, eine Ellipse, eine zylindrische Oberfläche, eine konische Oberfläche, eine sphärische bzw. kugelförmige Oberfläche oder eine Ringoberfläche. Bei dem Typ des geometrischen Elements kann es sich auch um Daten handeln, die durch einen Bediener erhalten worden sind, der individuelle Anweisungen gibt, wenn Messpunktgruppendaten während der Koordinatenmessung erhalten werden, oder es kann sich um Daten handeln, die durch eine automatische Bestimmung durch eine Koordinatenmessvorrichtung als Reaktion auf einen Verteilungsstatus von Messpunktgruppendaten erhalten werden (vgl. z. B. das japanische Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2001-241941 ). Darüber hinaus handelt es sich bei dem geometrischen Wert des geometrischen Elements um Daten wie z. B. Bezugspositionskoordinaten, Orientierung bzw. Ausrichtung, Länge oder Durchmesser des geometrischen Elements, die von den Messpunktgruppendaten abgeschätzt werden. Beispielsweise können die geometrischen Werte in dem Fall eines geraden Linienelements Koordinatenwerte eines Bezugspunkts, einer Richtung und einer Länge, in dem Fall eines flachen Flächenelements Koordinatenwerte eines Bezugspunkts und einer senkrechten Richtung, in dem Fall eines Kreiselements Koordinatenwerte eines Bezugspunkts, einer senkrechten Richtung und eines Durchmessers, und in dem Fall eines Ellipsenelements Koordinatenwerte eines Bezugspunkts, einer senkrechten Richtung, einer Hauptachsenrichtung, einer Hauptachse und einer Nebenachse umfassen. Der geometrische Wert des geometrischen Elements wird unter Verwendung des Typs des geometrischen Elements und der Messpunktgruppendaten ermittelt. Für eine einfache Beschreibung ist im Folgenden das geometrische Element ein Flächenelement. Ferner können die Messdaten auch Daten umfassen, die sich auf eine Richtung beziehen, in der das Flächenelement erhalten wird (die Richtung, in welcher der Messgegenstand 1 relativ zu dem Flächenelement liegt), wie z. B. eine Sondenkontaktrichtung oder eine Bilderfassungsrichtung.
Die 2 zeigt eine beispielhafte Graphik, die zu der Ausgabevorrichtung 6 ausgegeben wird und zeigt in dem linken Abschnitt der Figur die Liste (Merkmalsbaum) von Flächenelementen, die in den Messdaten enthalten sind, und in dem rechten Abschnitt der Figur eine Gestalt, die durch die Flächenelemente dargestellt wird. In dem Beispiel, das in der 2 gezeigt ist, sind die Flächenelemente in den Messdaten flache Flächenelemente Fläche_0 bis Fläche_8 und ein zylindrisches Flächenelement Zylinder_0. Die flachen Flächenelemente Fläche_0 bis Fläche_8 sind Flächenelemente, die erhalten werden, wenn jede flache Fläche des Messgegenstands 1 gemessen wird. Das zylindrische Flächenelement Zylinder_0 ist ein Flächenelement, das erhalten wird, wenn das Durchgangsloch, das durch die obere und die untere Oberfläche des Messgegenstands 1 verläuft, gemessen wird. Ferner ist, wie es in der 2 gezeigt ist, das Ausmaß (Länge, Breite, Höhe und dergleichen) jedes Flächenelements in den Messdaten unbestimmt. In diesem Beispiel wird das Ausmaß auf der Basis eines Verteilungsbereichs der Messpunktgruppe ausgedrückt.
Die 3 zeigt eine weitere beispielhafte graphische Ausgabe zu der Ausgabevorrichtung 6 und zeigt in dem rechten Abschnitt der Figur das erzeugte dreidimensionale Modell und eines (Volumen_1) der Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen, die das dreidimensionale Modell erzeugen. Darüber hinaus ist eine Liste (Merkmalsbaum) in dem linken Abschnitt der Figur gezeigt, in der die dreidimensionalen Modellelemente, die das dreidimensionale Modell bilden, die Flächenelemente, welche die dreidimensionalen Modellelemente festlegen, und Parameter angegeben sind.
Wie es in der 3 gezeigt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform das dreidimensionale Modell durch Kombinieren einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen erzeugt. Wie es vorstehend angegeben worden ist, stellen die dreidimensionalen Modellelemente eine Gestalt von mindestens einem Abschnitt des dreidimensionalen Modells dar und sind durch Flächenelemente, die in den gemessenen Elementen enthalten sind, und durch vorbestimmte Parameter festgelegt. Darüber hinaus umfassen die dreidimensionalen Modellelemente eine Mehrzahl von Typen von Elementen abhängig von einem Darstellungsverfahren des dreidimensionalen Modells. Die 3 zeigt ein Abtastelement Volumen_1. Ein Abtastelement stellt eine dreidimensionale Gestalt unter Verwendung eines geometrischen Orts für einen Fall dar, bei dem eine vorbestimmte flache ebene Gestalt in einer vorbestimmten Richtung verschoben wird. Wie es in der 3 links gezeigt ist, kann das Abtastelement z. B. durch eine Abtastbasisfläche, die eine Fläche festlegt, die von der flachen ebenen Gestalt eingenommen wird, einen geschlossenen Kontursatz (Grenze), der eine Gestalt der flachen ebenen Gestalt auf der Abtastbasisfläche festlegt, eine Richtung (Abtastgeometrie), in der die flache ebene Gestalt verschoben wird, und eine Distanz (Abtastlänge), über welche die Abtastung stattfindet, ausgedrückt werden.
Wie es in der 3 gezeigt ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform die Abtastbasisfläche aus den Flächenelementen ausgewählt, die in den Messdaten enthalten sind. Darüber hinaus wird der geschlossene Kontursatz (Grenze) durch eine Mehrzahl von Konturlinien (IntKurve_0 bis IntKurve_3) und Schnittpunkte ausgedrückt, und die Konturlinien werden durch Schnittlinien zwischen den Flächenelementen ausgedrückt, die in den Messdaten enthalten sind.
Wie es in der 3 gezeigt ist, können als Parameter, die das Abtastelement festlegen, auch andere Parameter vorliegen. In der vorliegenden Ausführungsform wird als ein derartiger Parameter ein boolesches Verknüpfungselement (boolesches) bereitgestellt. Beispielsweise wird, wie es in der 3 gezeigt ist, in einem Fall, bei dem boolesche Verknüpfungselemente vereinigt werden, das dreidimensionale Modell in einem Raum erzeugt, der durch die Abtastbasisfläche, den geschlossenen Kontursatz, die Richtung, in der die Abtastung stattfindet, und die Distanz, über welche die Abtastung stattfindet, festgelegt ist. In einem Fall, bei dem die booleschen Verknüpfungselemente subtrahiert werden, wird das dreidimensionale Modell nicht an einem Abschnitt erzeugt, der mit dem Raum überlappt, der durch die anderen dreidimensionalen Modellelemente eingenommen wird.
Als nächstes wird ein Abtastelementgenerator 71 innerhalb des dreidimensionales Modellelement-Generators 33 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. Die 4 ist ein Blockdiagramm, das einen Abschnitt einer Konfiguration des dreidimensionales Modellelement-Generators 33 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Wie es in der 4 gezeigt ist, umfasst der dreidimensionales Modellelement-Generator 33 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Abtastelementgenerator 71, der Abtastelemente erzeugt.
Innerhalb des Abtastelementgenerators 71 wählt eine Abtastbasisflächeauswahleinrichtung 711 ein Flächenelement in den Messdaten als Abtastbasisfläche aus. Die Abtastbasisflächeauswahleinrichtung 711 erzeugt auch eine Liste (erste Liste) L1 von potenziellen flachen Flächenelementen für die Abtastbasisfläche aus den Messdaten und gibt die Liste zu der Ausgabevorrichtung 6 aus, und wählt dann die Abtastbasisfläche gemäß der Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 aus.
Innerhalb des Abtastelementgenerators 71 wählt ein Konturliniengenerator 713 aus den Flächenelementen in den Messdaten die ausgewählte Abtastbasisfläche sowie ein zweites Flächenelement aus, das die Konturlinie festlegt, und erzeugt die Konturlinie unter Verwendung der Schnittlinie zwischen der Abtastbasisfläche und dem zweiten Flächenelement. Der Konturliniengenerator 713 erzeugt auch eine Liste (zweite Liste) L2 von Schnittlinien zwischen der Abtastbasisfläche und zweiten Flächenelementen und gibt die Liste zu der Ausgabevorrichtung 6 aus und wählt dann die Konturlinien aufeinander folgend gemäß der Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 aus.
Innerhalb des Abtastelementgenerators 71 erzeugt ein Schnittpunktgenerator 714 einen Schnittpunkt, der eine Kontur eines geschlossenen Kontursatzes festlegt, auf der Basis eines Schnittpunkts zwischen Konturlinien. Der Schnittpunktgenerator 714 erzeugt auch eine Liste (dritte Liste) L3 von Schnittpunkten, welche die Kontur des geschlossenen Kontursatzes festlegen, und gibt die Liste zu der Ausgabevorrichtung 6 aus und wählt dann die Schnittpunkte aufeinander folgend gemäß der Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 aus.
Innerhalb des Abtastelementgenerators 71 zeigt eine Abtastzustandsanzeige 715 auf der Ausgabevorrichtung 6 Bedingungen an, die zur Erzeugung eines Abtastelements erforderlich sind. Die Abtastzustandsanzeige 715 kann zu der Ausgabevorrichtung 6 auch eine Eingabemaske F1 ausgeben, in die Bedingungen, die zur Erzeugung eines Abtastelements erforderlich sind, eingegeben werden, und die Abtastelementerzeugungsparameter gemäß der Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 aufeinander folgend erhalten.
Innerhalb des Abtastelementgenerators 71 erzeugt ein Generator 716 ein Abtastelement unter Verwendung der erzeugten Konturlinien, Schnittpunkte und Abtastelementerzeugungsparameter, die unter Verwendung der Eingabevorrichtung 5 eingegeben worden sind.
Als nächstes wird das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 5 bis 8 beschrieben. Die 5 ist ein Flussdiagramm, welches das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die 6 bis 8 zeigen beispielhafte graphische Ausgaben zu der Ausgabevorrichtung 6, wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird.
Wie es in der 5 gezeigt ist, wird in dem Schritt S101 ein vorbestimmtes Flächenelement in den Messdaten als die Abtastbasisfläche ausgewählt. An diesem Punkt kann, wie es in der 6 gezeigt ist, auch die Liste (erste Liste) L1 von potenziellen flachen Flächenelementen für die Abtastbasisfläche erzeugt und zu der Ausgabevorrichtung 6 ausgegeben werden und dann kann die Abtastbasisfläche gemäß der Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 ausgewählt werden. Darüber hinaus kann, wie es in der 6 gezeigt ist, auch ein dreidimensionales Bild der flachen Flächenelemente in der Liste angezeigt werden.
Wie es in der 5 gezeigt ist, werden in dem Schritt S102 die anderen Flächenelemente aus den Messdaten ausgewählt und die Konturlinien werden erzeugt. An diesem Punkt kann, wie es in der 7 gezeigt ist, auch die Liste (zweite Liste) L2 von Schnittlinien zwischen der Abtastbasisfläche und anderen Flächenelementen erzeugt und zu der Ausgabevorrichtung 6 ausgegeben werden und dann können die Konturlinien aufeinander folgend gemäß der Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 ausgewählt werden. Darüber hinaus kann, wie es in der 7 gezeigt ist, auch ein dreidimensionales Bild der flachen Flächenelemente, die als Basis für die Erzeugung der Konturlinien dienen, angezeigt werden.
Wie es in der 5 gezeigt ist, wird in dem Schritt S103 ein Schnittpunkt erzeugt, der eine Kontur eines geschlossenen Kontursatzes auf der Basis eines Schnittpunkts zwischen erzeugten Konturlinien festlegt. An diesem Punkt kann auch die Liste (dritte Liste) L3 von Schnittpunkten, welche die Kontur des geschlossenen Kontursatzes festlegen, erzeugt und zu der Ausgabevorrichtung 6 ausgegeben werden und dann können die Schnittpunkte aufeinander folgend gemäß der Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 ausgewählt werden.
Wie es in der 5 gezeigt ist, werden in dem Schritt S104 eine Richtung und eine Distanz, über die ein Abtasten stattfindet, ermittelt. An diesem Punkt kann, wie es in der 8 gezeigt ist, auch eine Eingabemaske F1, in die Bedingungen, die zur Erzeugung eines Abtastelements erforderlich sind, eingegeben werden, zu der Ausgabevorrichtung 6 ausgegeben werden, und die Richtung und die Distanz (Höhe der Abtastung), über welche die Abtastung stattfindet, können gemäß der Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 erhalten werden. Darüber hinaus kann, wie es in der 8 gezeigt ist, auch ein dreidimensionales Bild angezeigt werden, das den erzeugten geschlossenen Kontursatz und die Richtung und die Distanz, über welche die Abtastung stattfindet, zeigt. Darüber hinaus kann auch die Distanz, über welche die Abtastung stattfindet, durch Auswählen einer festgelegten Fläche, die als Bereich dient, eingegeben werden.
Wie es in der 5 gezeigt ist, wird in dem Schritt S105 das Abtastelement unter Verwendung der ausgewählten Abtastbasisfläche, des erzeugten geschlossenen Kontursatzes und der erhaltenen Richtung und Distanz, über welche die Abtastung stattfindet, erzeugt. Dadurch wird z. B. das Abtastelement Volumen_1 erzeugt, wie es in der 3 gezeigt ist.
Wie es in der 5 gezeigt ist, wird in dem Schritt S106 das dreidimensionale Modell unter Verwendung des erzeugten Abtastelements erzeugt. In dem in der 3 gezeigten Beispiel werden Volumen_1 bis Volumen_6 zur Erzeugung des dreidimensionalen Modells vereinigt. In diesem Beispiel können auch Volumen_2 bis Volumen_6 Abtastelemente durch Verschieben der flachen Flächenelemente Fläche_5 bis Fläche_8, die den sich verjüngenden Abschnitten des Messgegenstands 1 entsprechen, in einer vertikalen Richtung (Z-Richtung in den Zeichnungen) erzeugen und das dreidimensionale Modell durch Einstellen des vorstehend beschriebenen booleschen Verknüpfungselements auf „Subtrahieren” erzeugen.
Das dreidimensionale Modell kann auch unter Verwendung von nur einem Abtastelement oder einer Mehrzahl von Abtastelementen erzeugt werden, oder es kann durch eine Kombination mit anderen dreidimensionalen Modellelementen erzeugt werden.
In dem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein dreidimensionales Modellelement oder eine Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen durch Auswählen eines geeigneten Flächenelements, das in den Messdaten enthalten ist, erzeugt und ein dreidimensionales Modell des Messgegenstands wird aus den dreidimensionalen Modellelementen erzeugt. Demgemäß kann ein Anwender ein dreidimensionales Modell mit einer gewünschten Gestalt und genauen Abmessungen auf der Basis der Messdaten durch Durchführen eines geeigneten Auswahlvorgangs auf der Basis der Gestalt des Messgegenstands einfach erzeugen.
Darüber hinaus wird das Abtastelement unter Verwendung der Abtastbasisfläche, des geschlossenen Kontursatzes und der Richtung und der Distanz, über welche die Abtastung stattfindet, dargestellt. Demgemäß werden ein Korrigieren und Editieren verglichen mit einem dreidimensionalen Modell, das durch Flächenelementdaten oder dergleichen dargestellt wird, erleichtert.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben. Die 9 ist ein Flussdiagramm, welches das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird in einer Weise durchgeführt, die im Wesentlichen dem Verfahren der ersten Ausführungsform entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich jedoch ein Schritt, bei dem die Konturlinien erzeugt werden (im Schritt S102 in der 5 gezeigt), von demjenigen der ersten Ausführungsform. Insbesondere werden in der vorliegenden Ausführungsform, wie es in der 9 gezeigt ist, wenn der geschlossene Kontursatz erzeugt wird, die Flächenelemente, die sich mit der Abtastbasisfläche schneiden, von den Messdaten extrahiert (Schritt S121) und eine Entscheidung, ob die Konturlinien extrapoliert werden können, wird gefällt (Schritt S122). Wenn die Konturlinien extrapoliert werden können, wird der geschlossene Kontursatz automatisch erzeugt (Schritt S123). Andererseits wird dann, wenn die Konturlinien nicht extrapoliert werden können, die zweite Liste L2, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, erzeugt (Schritt S124), und die Konturlinien werden gemäß eines Eingabevorgangs von der Eingabevorrichtung 5 erzeugt (Schritt S125).
Die Konturlinien können in Fällen extrapoliert werden, bei denen z. B. die Flächenelemente, die sich mit der Abtastbasisfläche schneiden, nur zwei Gruppen von zueinander parallelen flachen Flächenelementen umfassen (insgesamt vier Flächenelemente), nur drei flache Flächenelemente, die Konturlinien mit verschiedenen Winkeln erzeugen, umfassen, oder nur eine zylindrische Fläche, eine konische Fläche oder eine sphärische bzw. kugelförmige Fläche umfassen. Darüber hinaus können potenzielle Flächenelemente auch durch Berücksichtigen z. B. einer Richtung, in der das Flächenelement während der Messung mit der Koordinatenmessvorrichtung 2 erhalten worden ist (z. B. einer Sondenkontaktrichtung), eingegrenzt werden. In einem solchen Fall, wenn die Konturlinien nicht extrapoliert werden können, können sich eingegrenzte Ergebnisse auch in der zweiten Liste L2 wiederspiegeln. Darüber hinaus kann in einem Fall, in dem durch Auswählen einer bestimmten Konturlinie aus der zweiten Liste L2 dann die verbleibenden Konturlinien extrapoliert werden können, der geschlossene Kontursatz automatisch erzeugt werden.
In dem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird dann, wenn die Konturlinien extrapoliert werden können, der geschlossene Kontursatz automatisch erzeugt. Folglich kann ein dreidimensionales Modell einfacher erzeugt werden. Darüber hinaus kann eine irrtümliche Auswahl eines ungeeigneten Flächenelements vermieden werden.
Darüber hinaus wird in dem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Konturlinien nicht extrapoliert werden können, die zweite Liste L2, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, erzeugt. Demgemäß kann selbst dann, wenn der Messgegenstand 1 z. B. eine extrem komplexe Gestalt aufweist, das geeignete Flächenelement einfacher ausgewählt werden.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben. Die 10 ist ein Flussdiagramm, welches das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird in einer Weise durchgeführt, die im Wesentlichen den Verfahren der ersten oder der zweiten Ausführungsform entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich jedoch ein Schritt, bei dem die Schnittpunkte erzeugt werden (im Schritt S103 in der 5 gezeigt), von demjenigen der ersten oder der zweiten Ausführungsform. Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie es in der 10 gezeigt ist, wenn der geschlossene Kontursatz erzeugt wird, der Schnittpunkt mit den Konturlinien extrahiert (Schritt S131) und eine Entscheidung, ob die Schnittpunkte extrapoliert werden können, wird gefällt (Schritt S132). Wenn die Schnittpunkte allgemein bestimmt werden können, werden die Schnittpunkte automatisch erzeugt (Schritt S133). Wenn die Schnittpunkte andererseits nicht extrapoliert werden können, wird die dritte Liste L3, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, erzeugt (Schritt S134), und die Schnittpunkte werden gemäß eines Eingabevorgangs von der Eingabevorrichtung 5 erzeugt (Schritt S135).
In dem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird dann, wenn die Schnittpunkte extrapoliert werden können, der geschlossene Kontursatz automatisch erzeugt. Folglich kann ein dreidimensionales Modell einfacher erzeugt werden.
Darüber hinaus wird in dem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform dann, wenn die Schnittpunkte nicht extrapoliert werden können, die dritte Liste L3, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, erzeugt. Demgemäß kann selbst dann, wenn der Messgegenstand 1 z. B. eine extrem komplexe Form aufweist, das geeignete Flächenelement einfacher ausgewählt werden.
Vierte Ausführungsform
Als nächstes wird ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 11 bis 17 beschrieben. Die 11 zeigt eine weitere beispielhafte graphische Ausgabe zu der Ausgabevorrichtung 6 mit dem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt in dem rechten Abschnitt der Figur das erzeugte dreidimensionale Modell und eines der dreidimensionalen Modellelemente (hier Volumen_2), die das dreidimensionale Modell erzeugen. Darüber hinaus ist in dem linken Abschnitt der Figur eine Liste (Merkmalsbaum) gezeigt, welche die dreidimensionalen Modellelemente, die das dreidimensionale Modell bilden, die Flächenelemente, welche die dreidimensionalen Modellelemente festlegen, und Parameter angibt. In der folgenden Beschreibung werden Abschnitten, die denjenigen der ersten bis dritten Ausführungsform entsprechen, die gleichen Bezugszeichen zugeordnet und deren Beschreibung wird weggelassen.
Wie es unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben worden ist, wurde ein beispielhafter Fall für die erste bis dritte Ausführungsform bereitgestellt, in dem ein Abtastelement als dreidimensionales Modellelement verwendet wird. Wie es in der 11 gezeigt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Schnittelement zusätzlich zu dem Abtastelement als das dreidimensionale Modellelement verwendet. Das Schnittelement stellt eine dreidimensionale Gestalt durch Schneiden einer gegebenen dreidimensionalen Gestalt mit einer vorbestimmten flachen oder gekrümmten Fläche dar. Ferner wird das Schnittelement z. B. durch ein Ausgangsmodellelement (die zu schneidende dreidimensionale Gestalt), eine Schnittbasisfläche (Geometrie), die eine Schnittfläche des Ausgangsmodellelements festlegt, und eine Schnittrichtung ausgedrückt, die eine Richtung angibt, in der die dreidimensionale Gestalt nach dem Schneiden entfernt wird.
Wie es in der 11 gezeigt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Schnittbasisfläche aus den Flächenelementen ausgewählt, die in den Messdaten enthalten sind. Darüber hinaus kann das Ausgangsmodellelement z. B. auch ein Abtastelement sein, das durch den Abtastelementgenerator 71 erzeugt worden ist. In dem in der 11 gezeigten Beispiel wird das Volumen_1, das in der 3 gezeigt ist, als Ausgangsmodell ausgewählt und ein Flächenelement Fläche_5 wird als die Schnittbasisfläche ausgewählt, wodurch das Schnittelement Volumen_2 erzeugt wird.
Als nächstes wird ein dreidimensionales Modellelement-Generator 33 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 12 beschrieben. Die 12 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des dreidimensionales Modellelement-Generators 33 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Wie es in der 12 gezeigt ist, umfasst der dreidimensionales Modellelement-Generator 33 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Abtastelementgenerator 71 sowie einen Schnittelementgenerator 72, der Schnittelemente erzeugt.
Innerhalb des Schnittelementgenerators 72 wählt eine Ausgangsmodellelementauswahleinrichtung 721 ein Abtastelement, das durch den Abtastelementgenerator 71 erzeugt worden ist, als Ausgangsmodellelement aus. Die Ausgangsmodellelementauswahleinrichtung 721 erzeugt eine Liste (vierte Liste) L4 von potenziellen Abtastelementen für das Ausgangsmodellelement und gibt die Liste zu der Ausgabevorrichtung 6 aus und wählt dann das Ausgangsmodellelement gemäß einer Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 aus.
Innerhalb des Schnittelementgenerators 72 wählt eine Schnittbasisflächeauswahleinrichtung 722 von den Flächenelementen in den Messdaten ein Flächenelement, das sich mit dem ausgewählten Ausgangsmodellelement schneidet, als Schnittbasisfläche aus. Die Schnittbasisflächeauswahleinrichtung 722 erzeugt eine Liste (fünfte Liste) L5 von potenziellen Flächenelementen für die Schnittbasisfläche und gibt die Liste zu der Ausgabevorrichtung 6 aus und wählt dann die Schnittbasisfläche gemäß einer Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 aus.
Innerhalb des Schnittelementgenerators 72 zeigt eine Schnittbedingungsanzeige 723 auf der Ausgabevorrichtung 6 Bedingungen an, die zur Erzeugung eines Schnittelements erforderlich sind. Beispielsweise erzeugt die Schnittbedingungsanzeige 723 eine Eingabemaske F2, in der die Schnittrichtungen angegeben sind, und gibt diese zu der Ausgabevorrichtung 6 aus, und ermittelt die Schnittrichtung auf der Basis der Eingabe von der Eingabevorrichtung 5.
Innerhalb des Schnittelementgenerators 72 erzeugt ein Generator 724 ein Schnittelement unter Verwendung des ausgewählten Ausgangsmodellelements, der Schnittbasisfläche und der Schnittelementerzeugungsparameter, die unter Verwendung der Eingabevorrichtung 5 eingegeben worden sind.
Als nächstes wird das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 13 bis 17 beschrieben. Die 13 ist ein Flussdiagramm, welches das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die 14 bis 17 zeigen beispielhafte graphische Ausgaben zu der Ausgabevorrichtung 6, wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird.
Wie es in der 13 gezeigt ist, wird in dem Schritt S201 ein Abtastelement, das durch den Abtastelementgenerator 71 erzeugt wird, als das Ausgangsmodellelement ausgewählt. An diesem Punkt kann auch die Liste (vierte Liste) L4 von potenziellen Abtastelementen für das Ausgangsmodellelement erzeugt und zu der Ausgabevorrichtung 6 ausgegeben werden und dann kann das Ausgangsmodellelement gemäß der Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 ausgewählt werden. In einem Fall, bei dem nur ein Abtastelement vorliegt, das ein Kandidat für das Ausgangsmodellelement ist, kann dieser Schritt weggelassen werden.
Wie es in der 13 gezeigt ist, wird in dem Schritt S202 ein Flächenelement, welches das ausgewählte Ausgangsmodellelement schneidet, aus den Flächenelementen in den Messdaten als Schnittbasisfläche ausgewählt. An diesem Punkt kann, wie es in der 14 gezeigt ist, auch die Liste (fünfte Liste) L5 von potenziellen Flächenelementen für die Schnittbasisfläche erzeugt und zu der Ausgabevorrichtung 6 ausgegeben werden und dann kann die Schnittbasisfläche gemäß der Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 ausgewählt werden. Darüber hinaus kann auch ein dreidimensionales Bild des Ausgangsmodellelements und der Flächenelemente in der Liste angezeigt werden.
Wie es in der 13 gezeigt ist, wird in dem Schritt S203 die Schnittrichtung erhalten. An diesem Punkt kann, wie es in der 15 gezeigt ist, ein dreidimensionales Bild erzeugt werden, in dem das Ausgangsmodellelement, die Schnittbasisfläche und ein Bild I1 eines Pfeils oder dergleichen, der die Schnittrichtung darstellt, überlappen, und das dreidimensionale Bild kann zusammen mit der Eingabemaske F2, welche die Schnittrichtung angibt, zu der Ausgabevorrichtung 6 ausgegeben werden, und die Schnittrichtung kann auf der Basis einer Eingabe von der Eingabevorrichtung 5 erhalten werden. In der 15 ist das Bild I1 ein Pfeil, der eine Richtung senkrecht zu der Schnittbasisfläche angibt. Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform eine Orientierung des Pfeils durch Auswählen einer Umkehrrichtung-Schaltfläche, die in der Eingabemaske F2 bereitgestellt ist, umgekehrt werden, und die Schnittrichtung, welche die Richtung angibt, in der das Element nach dem Schneiden gelöscht werden soll, kann visuell bestimmt werden.
Wie es in der 16 gezeigt ist, ist in einem Fall, bei dem die Schnittbasisfläche z. B. eine zylindrische Fläche, eine konische Fläche oder eine sphärische bzw. kugelförmige Fläche ist, im Schritt S203, bei dem die Schnittrichtung erhalten wird, die Richtung, in der das Element nach dem Schneiden gelöscht werden soll, eine Richtung zu dem Inneren oder eine Richtung zu dem Äußeren der Schnittbasisfläche. In einem solchen Fall kann, wie es in der 16 gezeigt ist, ein Bild I2, das die Schnittrichtung darstellt, auch als eine Mehrzahl von Pfeilen ausgebildet sein, die eine Richtung zu dem Inneren oder eine Richtung zu dem Äußeren der Schnittbasisfläche darstellen.
Wie es in der 13 gezeigt ist, wird in dem Schritt S204 das Schnittelement unter Verwendung des ausgewählten Ausgangsmodellelements, der Schnittbasisfläche und der Schnittelementerzeugungsparameter, die unter Verwendung der Eingabevorrichtung 5 eingegeben worden sind, erzeugt.
Wie es in der 13 gezeigt ist, wird in dem Schritt S205 das dreidimensionale Modell unter Verwendung des Ausgangsmodellelements, des erzeugten Schnittelements oder dergleichen erzeugt. In dem in der 17 gezeigten Beispiel wird eine Mehrzahl der Schnittelemente Volumen_2 bis Volumen_6 unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens erzeugt und mit einem einzelnen Abtastelement (Volumen_1) kombiniert, so dass das dreidimensionale Modell erzeugt wird, das den Messgegenstand 1 darstellt. Das Ausgangsmodellelement kann auch ein Abtastelement sein oder es kann sich um ein weiteres dreidimensionales Modellelement handeln. Selbst in einem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells dieser Art können Ergebnisse erreicht werden, die denjenigen der ersten bis dritten Ausführungsform entsprechen.
Fünfte Ausführungsform
Als nächstes wird ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 18 und 19 beschrieben. Die 18 ist ein Blockdiagramm eines Systems zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die 19 ist ein Flussdiagramm, welches das Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. In der folgenden Beschreibung werden Abschnitte, die denjenigen der ersten bis vierten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung ist weggelassen.
Wie es in den 18 und 19 gezeigt ist, wird in dem Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein erstes dreidimensionales Modell auf der Basis von Messdaten automatisch erzeugt und auf der Ausgabevorrichtung 6 angezeigt. Das erste dreidimensionale Modell, das auf diese Weise automatisch erzeugt worden ist, kann z. B. eine Gestalt aufweisen, die sich von derjenigen des Messgegenstands 1 nur in einem Bereich unterscheidet. In manchen Fällen kann ein solcher Unterschied bei der Gestalt durch eine visuelle Bestätigung in diesem Stadium vergleichsweise einfach entdeckt werden. Folglich kann der Anwender die Gestalten des automatisch erzeugten ersten dreidimensionalen Modells und des Messgegenstands 1 vergleichen und das erste dreidimensionale Modell unter Verwendung der dreidimensionalen Modellelemente in geeigneter Weise korrigieren und folglich kann ein zweites dreidimensionales Modell mit einer gewünschten Gestalt und genauen Abmessungen auf der Basis der Messdaten einfach erzeugt werden.
Wie es in der 18 gezeigt ist, weist das System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration auf, die derjenigen des Systems zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 10 gemäß der ersten Ausführungsform im Wesentlichen entspricht. Das System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 11 umfasst jedoch ferner einen erstes dreidimensionales Modell-Generator 73, der Informationen bezüglich Schnittpunkten zwischen Flächenelementen und Konturinformationen für jedes Flächenelement von den Flächenelementen erhält, die in den Messdaten enthalten sind, und das erste dreidimensionale Modell automatisch erzeugt. Darüber hinaus umfasst der dreidimensionales Modellelement-Generator 33 des Systems zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Abtastelementgenerator 71 und den Schnittelementgenerator 72, die vorstehend beschrieben worden sind. Darüber hinaus umfasst das System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen zweites dreidimensionales Modell-Generator 74, der das erste dreidimensionale Modell unter Verwendung der Abtastelemente, Schnittelemente und dergleichen korrigiert und das zweite dreidimensionale Modell erzeugt.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 19 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine untere Oberfläche des Messgegenstands 1 nicht gemessen. Demgemäß wird zuerst ein Flächenelement, das die untere Oberfläche des Messgegenstands 1 darstellt, hinzugefügt (Schritt S301). Als Flächenelement können Daten einer flachen Fläche, die mit denjenigen der Basisfläche identisch sind, hinzugefügt werden. Als nächstes werden die Flächenelemente in den Messdaten aufeinander folgend ausgewählt (Schritt S302), dann wird ein Flächenelement oder ein Flächenelement angrenzend an ein ausgewähltes Flächenelement aufeinander folgend als angrenzendes Flächenelement ausgewählt (Schritt S303). Als nächstes wird eine Schnittlinie zwischen dem ausgewählten Flächenelement und dem angrenzenden Flächenelement z. B. durch ein Abtastverfahren ermittelt und als Konturdaten definiert (z. B. B-Reps) (Schritt S304). An diesem Punkt wird in einem Fall, bei dem sich eine Schnittlinie mit der festgelegten Schnittlinie schneidet, auch der Schnittpunkt zwischen den Schnittlinien festgelegt. Die Schritte S302 und S303 werden für alle angrenzenden Flächenelemente angrenzend an das ausgewählte Flächenelement wiederholt (Schritt S305) und ein entsprechender Vorgang wird für alle Flächenelemente durchgeführt (Schritt S306).
Sechste Ausführungsform
Als nächstes wird ein Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 20 und 21 beschrieben. Die 20 ist ein Blockdiagramm eines Systems zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In der folgenden Beschreibung werden Abschnitte, die denjenigen der ersten bis fünften Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung ist weggelassen.
Wie es in der 20 gezeigt ist, weist das System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration auf, die im Wesentlichen derjenigen des Systems zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 10 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht. Das System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells 12 umfasst jedoch eine Fehlerkorrektureinrichtung 32, die eine Neigung eines Flächenelements korrigiert. Im Folgenden wird eine Fläche, auf welcher der Messgegenstand 1 angeordnet ist, als Basisfläche bezeichnet, und eine Gerade, die senkrecht zu der Basisfläche ist, wird als Basisachse bezeichnet.
Die 21 ist ein Blockdiagramm der Fehlerkorrektureinrichtung 32. Wie es in der 21 gezeigt ist, umfasst die Fehlerkorrektureinrichtung 32 eine Flächenelementauswahleinrichtung 321, die aufeinander folgend ein Flächenelement von den Flächenelementen in den Messdaten auswählt, die mittels der Einspeisungseinrichtung 31 eingegeben worden sind, eine Winkelbestimmungseinrichtung 322, die einen Neigungswinkel des ausgewählten Flächenelements bestimmt, eine Breitenbestimmungseinrichtung 323, welche die Breite bestimmt, die das Flächenelement einnimmt, und eine Korrektureinrichtung 324, welche die Neigung des Flächenelements gemäß den Bestimmungsergebnissen korrigiert.
In einem Fall, bei dem das ausgewählte Flächenelement ein flaches Flächenelement ist, führt die Winkelbestimmungseinrichtung 322 eine Winkelbestimmung durch, die bestimmt, ob ein Winkelfehler, der durch die Basisfläche und eine Fläche gebildet wird, die durch die geometrischen Werte des Flächenelements festgelegt ist, gleich oder weniger als Winkelbestimmungsdaten Δθth (festgelegter Wert) ist. In einem Fall, bei dem das ausgewählte Flächenelement ein zylindrisches Flächenelement, ein konisches Flächenelement, ein ringförmiges Flächenelement oder dergleichen ist, führt die Winkelbestimmungseinrichtung 322 eine Winkelbestimmung durch, die bestimmt, ob der Winkelfehler, der durch die Basisachse und eine Mittelachse gebildet wird, die durch die geometrischen Werte des Flächenelements festgelegt ist, gleich oder weniger als Winkelbestimmungsdaten Δθth (festgelegter Wert) ist. Als Ergebnis der Winkelbestimmung werden in einem Fall, bei dem der Winkelfehler gleich oder weniger als die vorbestimmten Winkelbestimmungsdaten Δθth ist, Winkelfehlerdaten Δθk als Korrekturwert ausgegeben.
Die Breitenbestimmungseinrichtung 323 bestimmt die Breite, die von den Messpunktgruppendaten eingenommen wird, mit einer flachen oder gekrümmten Fläche, die durch die geometrischen Werte des ausgewählten Flächenelements festgelegt ist, als Bezug. In einem Fall, bei dem das Flächenelement eine flache Fläche ist, wird die Bestimmung unter Verwendung der Breite, die durch die Messpunktgruppendaten eingenommen wird, für einen Bereich durchgeführt, bei dem die Messpunktgruppendaten auf das Flächenelement projiziert sind, das durch die geometrischen Werte des Flächenelements festgelegt ist. In einem Fall, bei dem das Flächenelement ein zylindrisches Element oder ein konisches Element ist, wird die Bestimmung unter Verwendung der Breite, die durch die Messpunktgruppendaten eingenommen wird, für einen Bereich durchgeführt, bei dem die Messpunktgruppendaten auf eine Achse des Flächenelements projiziert sind, das durch die geometrischen Werte des Flächenelements festgelegt ist. Die Breite, die durch die Messpunktgruppendaten eingenommen wird, wird durch eine Distanz in der senkrechten Richtung von dem Flächenelement, das durch die geometrischen Werte festgelegt ist, zu jedem Messpunkt ausgedrückt. Die Breitenbestimmungseinrichtung 323 bestimmt, ob die Breite, die durch die Messpunktgruppendaten eingenommen wird, gleich oder kleiner als die Breitenbestimmungsdaten ΔWth (festgelegter Wert) ist, und gibt Korrektureignungsdaten als Bestimmungsergebnis aus. Die Winkelbestimmungsdaten Δθth und die Breitenbestimmungsdaten ΔWth können zeitlich im Vorhinein unter Verwendung der Eingabevorrichtung 5 festgelegt werden.
In einem Fall, bei dem bestimmt worden ist, dass der Fehler gleich oder kleiner als der festgelegte Wert sowohl bei der Winkelbestimmung als auch bei der Breitenbestimmung ist, ermittelt die Korrektureinrichtung 324 den Winkelfehler Δθk, korrigiert das Flächenelement um das Ausmaß des Winkelfehlers Δθk und gibt das korrigierte Flächenelement aus. Als Ergebnis wird die Fläche, die durch das Flächenelement dargestellt wird, so ausgerichtet, dass sie identisch mit, parallel oder senkrecht zu der Basisfläche ist, oder die Mittelachse des Flächenelements wird so ausgerichtet, dass sie identisch mit, parallel oder senkrecht zu der Basisachse ist. In einem Fall, bei dem bestimmt wird, dass der Winkelfehler größer als die Winkelbestimmungsdaten Δθth bei der Winkelbestimmung ist, oder wenn bestimmt wird, dass die eingenommene Breite größer als die Breitenbestimmungsdaten ΔWth bei der Breitenbestimmung ist, wird keine Korrektur des Flächenelements durchgeführt.
Gemäß diesem Verfahren kann der Fehler korrigiert werden, was die Erzeugung eines genauen dreidimensionalen Modells ermöglicht. Darüber hinaus kann eine Situation verhindert werden, bei der eine beabsichtigte Neigung, die einer Fläche durch eine Gestaltung verliehen wird, irrtümlicherweise als Fehler identifiziert wird und korrigiert wird.
Es sollte beachtet werden, dass die vorstehenden Beispiele lediglich zur Erläuterung angegeben worden sind und keinesfalls so aufgefasst werden sollen, dass sie die vorliegende Erfindung beschränken. Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte beachtet werden, dass die Begriffe, die hier verwendet worden sind, Begriffe sind, die der Beschreibung und Veranschaulichung dienen und es sich dabei nicht um beschränkende Begriffe handelt. Innerhalb des Umfangs der beigefügten Patentansprüche, wie sie gegenwärtig angegeben sind und in geänderter Form, können Veränderungen ausgeführt werden, ohne von dem Umfang und dem Wesen der vorliegenden Erfindung in ihren Aspekten abzuweichen. Obwohl die vorliegende Erfindung hier unter Bezugnahme auf bestimmte Strukturen, Materialien und Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hier offenbarten speziellen Merkmale beschränkt sein; vielmehr erstreckt sich die vorliegende Erfindung auf alle funktionell äquivalenten Strukturen, Verfahren und Verwendungen, die innerhalb des Umfangs der beigefügten Patentansprüche liegen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Variationen und Modifizierungen sind möglich, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014-170656 [0001]
JP 2003-345839 [0003]
JP 2001-241941 [0046]

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells, das eine Recheneinrichtung nutzt, die ein dreidimensionales Modell auf der Basis von Messdaten, die Messpunktgruppendaten umfassen, die durch Messen eines Messgegenstands erhalten werden, eines Typs eines Flächenelements und von geometrischen Werten des Flächenelements erzeugt, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines dreidimensionalen Modellelements, das eine Gestalt von mindestens einem Abschnitt des dreidimensionalen Modells darstellt, auf der Basis der Messdaten unter Verwendung eines vorbestimmten Verfahrens, wobei das dreidimensionale Modellelement durch ein Flächenelement und eine vorbestimmte Bedingung festgelegt ist, mittels eines dreidimensionales Modellelement-Generators und Erzeugen des dreidimensionalen Modells unter Verwendung eines oder einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen mittels eines dreidimensionales Modell-Generators, Auswählen des vorbestimmten Flächenelements, welches das dreidimensionale Modellelement festlegt, aus den Messdaten mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, Ermitteln der Bedingung, die zur Erzeugung des dreidimensionalen Modellelements erforderlich ist, mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, Erzeugen des dreidimensionalen Modellelements unter Verwendung des ausgewählten Flächenelements und der ermittelten Bedingung mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird und Erzeugen des dreidimensionalen Modells des Messgegenstands unter Verwendung eines dreidimensionalen Modellelements oder einer Mehrzahl der dreidimensionalen Modellelemente mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird.
Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells nach Anspruch 1, ferner umfassend: Darstellen einer dreidimensionalen Gestalt als das dreidimensionale Modellelement unter Verwendung eines geometrischen Orts für einen Fall, bei dem eine vorbestimmte flache ebene Gestalt in eine vorbestimmte Richtung verschoben wird, mittels der Recheneinrichtung, Verwenden einer Abtastbasisfläche, die eine flache Fläche festlegt, die von der flachen ebenen Gestalt eingenommen wird, eines geschlossenen Kontursatzes, der eine Gestalt auf der flachen ebenen Abtastbasisfläche festlegt, und eines Abtastelements, das durch eine Richtung und eine Distanz festgelegt ist, über welche die flache ebene Gestalt verschoben wird, mittels der Recheneinrichtung, Auswählen eines vorbestimmten Flächenelements aus den Messdaten als Abtastbasisfläche mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, Auswählen eines zweiten geeigneten Flächenelements, das sich mit der Abtastbasisfläche schneidet, Erzeugen einer Konturlinie unter Verwendung einer Schnittlinie zwischen der Abtastbasisfläche und dem zweiten Flächenelement und Erzeugen eines geschlossenen Kontursatzes unter Verwendung einer Mehrzahl von Konturlinien und einer Mehrzahl von Punkten, bei denen sich die Konturlinien schneiden, mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, Ermitteln einer Richtung und einer Distanz, über die ein Abtasten stattfindet, als Bedingung mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, Erzeugen des Abtastelements unter Verwendung der ausgewählten Abtastbasisfläche, des erzeugten geschlossenen Kontursatzes und der ermittelten Richtung und Distanz, über die das Abtasten stattfindet, mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, und Erzeugen des dreidimensionalen Modells unter Verwendung eines Abtastelements oder einer Mehrzahl von Abtastelementen mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird.
Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells nach Anspruch 2, ferner umfassend: Extrahieren des Flächenelements, das sich mit der Abtastbasisfläche schneidet, von den Messdaten mittels der Recheneinrichtung und wenn der geschlossene Kontursatz erzeugt wird, automatisch Erzeugen des geschlossenen Kontursatzes mittels der Recheneinrichtung und in einem Fall, bei dem die Konturlinien extrapoliert werden können, und Erzeugen einer Liste von Flächenelementen, die sich mit der Abtastbasisfläche schneiden, mittels der Recheneinrichtung und in einem Fall, bei dem die Konturlinien nicht extrapoliert werden können.
Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend: automatisch Erzeugen des geschlossenen Kontursatzes mittels der Recheneinrichtung und wenn der geschlossene Kontursatz erzeug wird und in einem Fall, bei dem Punkte, bei denen sich die Mehrzahl von Konturlinien miteinander schneidet, extrapoliert werden können, und Erzeugen einer Liste von Schnittpunkten mittels der Recheneinrichtung und in einem Fall, bei dem Punkte, bei denen sich die Mehrzahl von Konturlinien miteinander schneidet, nicht extrapoliert werden können.
Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Darstellen einer dreidimensionalen Gestalt als dreidimensionales Modellelement durch Schneiden einer gegebenen dreidimensionalen Gestalt mit einer vorbestimmten flachen oder gekrümmten Fläche mittels der Recheneinrichtung, Verwenden eines Ausgangsmodellelements, bei dem es sich um die zu schneidende dreidimensionale Gestalt handelt, einer Schnittbasisfläche, die eine Schnittfläche festlegt, und eines Schnittelements, das unter Verwendung einer Schnittrichtung festgelegt wird, die eine Richtung angibt, in der das Element nach dem Schneiden gelöscht wird, mittels der Recheneinrichtung, Auswählen des Abtastelements als Ausgangsmodellelement mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, Auswählen des vorbestimmten Flächenelements aus den Messdaten als Schnittbasisfläche mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, Ermitteln der Schnittrichtung als die Bedingung mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, Erzeugen des Schnittelements unter Verwendung des Ausgangsmodellelements, der ausgewählten Schnittbasisfläche und der Schnittrichtung mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, und Erzeugen des dreidimensionalen Modells unter Verwendung von einem oder einer Mehrzahl der Ausgangsmodellelemente und der Schnittelemente mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird.
Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells nach Anspruch 5, ferner umfassend: Extrahieren des Flächenelements, das sich mit dem Ausgangsmodellelement schneidet, von den Messdaten mittels der Recheneinrichtung und wenn die Schnittbasisfläche ausgewählt wird, Erzeugen einer Liste der Flächenelemente, die sich mit dem Ausgangsmodellelement schneiden, mittels der Recheneinrichtung und in einem Fall, bei dem eine Mehrzahl von Flächenelementen vorliegt, die sich mit dem Ausgangsmodellelement schneiden, und automatisch Auswählen der Schnittbasisfläche mittels der Recheneinrichtung und in einem Fall, bei dem sich nur ein Flächenelement mit dem Ausgangsmodellelement schneidet.
Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells nach Anspruch 5 oder 6, ferner umfassend: Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds, in dem das Ausgangsmodellelement, die Schnittbasisfläche und ein Bild eines Pfeils oder dergleichen, der die Schnittrichtung darstellt, überlappen, mittels der Recheneinrichtung und wenn die Schnittrichtung ermittelt wird, Ermitteln der Schnittrichtung auf der Basis einer Eingabe von der Eingabevorrichtung mittels der Recheneinrichtung und wenn die Schnittrichtung erhalten wird.
Verfahren zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Ermitteln von den Flächenelementen von Informationen für Überschneidungen zwischen Flächenelementen und Konturinformationen für jedes Flächenelement mittels eines erstes dreidimensionales Modell-Generators der Recheneinrichtung, automatisch Erzeugen eines ersten dreidimensionalen Modells mittels des erstes dreidimensionales Modell-Generators der Recheneinrichtung, automatisch Erzeugen des ersten dreidimensionalen Modells mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, Erzeugen des dreidimensionalen Modellelements mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird und Korrigieren des ersten dreidimensionalen Models unter Verwendung eines oder einer Mehrzahl der dreidimensionalen Modellelemente mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird.
System zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells, umfassend: eine Recheneinrichtung, die so ausgebildet ist, dass sie ein dreidimensionales Modell auf der Basis von Messdaten, die Messpunktgruppendaten umfassen, die durch Messen eines Messgegenstands erhalten werden, eines Typs eines Flächenelements und von geometrischen Werten des Flächenelements erzeugt, wobei die Recheneinrichtung umfasst: einen dreidimensionales Modellelement-Generator, der ausgebildet ist, dass er ein dreidimensionales Modellelement, das eine Gestalt mindestens eines Abschnitts des dreidimensionalen Modells darstellt, auf der Basis der Messdaten unter Verwendung eines vorbestimmten Verfahrens erzeugt, wobei das dreidimensionale Modellelement durch ein Flächenelement und eine vorbestimmte Bedingung festgelegt ist, und einen dreidimensionales Modell-Generator, der so ausgebildet ist, dass er das dreidimensionale Modell unter Verwendung eines dreidimensionalen Modellelements oder einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen erzeugt, wobei, wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, die Recheneinrichtung ferner so ausgebildet ist, dass sie: das vorbestimmte Flächenelement, welches das dreidimensionale Modellelement festlegt, aus den Messdaten auswählt, die Bedingung ermittelt, die zur Erzeugung des dreidimensionalen Modellelements erforderlich ist, das dreidimensionale Modellelement unter Verwendung des ausgewählten Flächenelements und der ermittelten Bedingung erzeugt und das dreidimensionale Modell des Messgegenstands unter Verwendung eines oder einer Mehrzahl der dreidimensionalen Modellelemente erzeugt.
Nichtflüchtiger computerlesbarer Speicher, der ein Programmprodukt zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells speichert, das eine Recheneinrichtung nutzt und ein dreidimensionales Modell auf der Basis von Messdaten, die Messpunktgruppendaten umfassen, die durch Messen eines Messgegenstands erhalten werden, eines Typs eines Flächenelements und von geometrischen Werten des Flächenelements erzeugt, wobei das Programmprodukt zur Erzeugung eines dreidimensionalen Modells bewirkt, dass der Computer ein Verfahren ausführt, umfassend: Erzeugen eines dreidimensionalen Modellelements, das eine Gestalt von mindestens einem Abschnitt des dreidimensionalen Modells darstellt, auf der Basis der Messdaten unter Verwendung eines vorbestimmten Verfahrens, wobei das dreidimensionale Modellelement durch das Flächenelement und eine vorbestimmte Bedingung festgelegt ist, mittels eines dreidimensionales Modellelement-Generators und Erzeugen des dreidimensionalen Modells unter Verwendung eines dreidimensionalen Modellelements oder einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen mittels eines dreidimensionales Modell-Generators, Auswählen des vorbestimmten Flächenelements, welches das dreidimensionale Modellelement festlegt, aus den Messdaten mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, Ermitteln der Bedingung, die zur Erzeugung des dreidimensionalen Modellelements erforderlich ist, mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird, Erzeugen des dreidimensionalen Modellelements unter Verwendung des ausgewählten Flächenelements und der ermittelten Bedingung mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird und Erzeugen des dreidimensionalen Modells des Messgegenstands unter Verwendung eines dreidimensionalen Modellelements oder einer Mehrzahl von dreidimensionalen Modellelementen mittels der Recheneinrichtung und wenn das dreidimensionale Modell erzeugt wird.