三维模型生成方法和三维模型生成系统技术方案

本发明专利技术涉及一种三维模型生成方法和三维模型生成系统。在三维模型生成方法中，从测量数据中选择定义三维模型元素的预定的面元素，其中该测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值；获得生成三维模型元素所需的条件；使用所选择的面元素和所获得的条件来生成三维模型元素；以及使用一个或多个三维模型元素来生成被测物体的三维模型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用通过利用坐标测量装置测量被测物体所获得的测量数据来在CAD(计算机辅助设计)系统中生成三维模型的三维模型生成方法、三维模型生成系统和三维模型生成程序。
技术介绍
传统上，作为逆向工程方法或简单产品设计方法的示例，已知有使用通过利用坐标测量装置测量被测物体所获得的测量数据来在CAD系统中自动生成三维模型的技术。例如，日本特开2003-345839所公开的技术被配置成如下：使用通过测量被测物体所获得的测量数据(点群数据)来创建表现被测物体的表面的面元素所用的数据，连接这些面元素并创建表现连接面的复合面元素数据，并且使用该复合面元素数据所围绕的空间来生成三维实体模型。然而，在上述的传统三维模型生成方法中，由于在利用坐标测量设备测量被测物体时的测量误差或者在从测量数据向面元素数据转换时的转换误差，因而可能出现如下情形：连接面元素数据的位置发生偏移并且不能形成连接，这导致难以生成具有期望形状和正确尺寸的三维模型。传统上，通过进行手动或自动选择面元素数据之间的边界线并通过进行合并处理来封闭该边界线的处理(封闭处理)、或者通过进行假定所生成的所有面元素数据都封闭并且根据所有的面元素数据直接自动创建封闭实体模型的处理，解决了该情形。因此，在一些情况下，所生成的三维模型的形状可能大大不同于实际被测物体的形状，从而需要大量的时间来进行后续修正作业。为了解决上述情形，本专利技术提供一种能够容易地生成具有期望形状并且具有基于测量数据的正确尺寸的三维模型的三维模型生成方法、三维模型生成系统和三维模型生成程序。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面的一种三维模型生成方法利用计算器，所述计算器基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值。所述计算器包括：三维模型元素生成部，用于生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及三维模型生成部，用于使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型。另外，在生成所述三维模型时，所述计算器进行以下操作：从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定面元素；获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型。在根据该方面的三维模型生成方法中，通过选择测量数据中所包括的适当面元素来生成一个或多个三维模型元素，并且根据这些三维模型元素来生成被测物体的三维模型。因此，用户可以通过基于被测物体的形状进行适当的选择操作来容易地生成具有期望形状并且具有基于测量数据的正确尺寸的三维模型。在本专利技术的另一方面中，所述计算器能够进行以下操作：使用针对预定的平面形状沿预定方向发生移位的情况的轨迹来表现三维形状作为所述三维模型元素；使用定义所述平面形状所占用的平面的扫描基准面、定义平面状的所述扫描基准面上的形状的封闭轮廓集、以及由所述平面形状发生移位的方向和距离所定义的扫描元素。另外，在生成所述三维模型时，所述计算器进行以下操作：从所述测量数据中选择预定面元素作为所述扫描基准面；选择与所述扫描基准面交叉的适当的其它面元素；使用所述扫描基准面和所述其它面元素之间的交线来生成轮廓线，并且使用多个所述轮廓线和多个所述轮廓线彼此交叉的多个点来生成封闭轮廓集；获得发生扫描的方向和距离作为所述条件；使用所选择的所述扫描基准面、所生成的所述封闭轮廓集以及所获得的发生所述扫描的方向和距离来生成所述扫描元素；以及使用一个或多个所述扫描元素来生成所述三维模型。根据该方面，在针对所述三维模型元素生成所述封闭轮廓集时，所述计算器从所述测量数据中提取与所述扫描基准面交叉的面元素，并且在能够对所述轮廓线进行外推的情况下，所述计算器自动生成所述封闭轮廓集，而在不能对所述轮廓线进行外推的情况下，所述计算器创建与所述扫描基准面交叉的面元素的列表。另外，根据该方面，在生成所述封闭轮廓集时，在能够对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，所述计算器自动生成所述封闭轮廓集，而在不能对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，所述计算器创建交点的列表。在本专利技术的另一方面中，所述计算器能够进行以下操作：通过利用预定的平面或曲面将给定的三维形状进行切片来表现三维形状作为所述三维模型元素；使用作为要进行切片的三维形状的父模型元素、定义切片面的切割基准面和通过表示在进行切片之后去除元素的方向的切割方向所定义的切割元素。另外，在生成所述三维模型时，所述计算器进行以下操作：从所述测量数据中选择预定面元素作为所述切割基准面；获得所述切割方向作为所述条件；使用所述父模型元素、所选择的所述切割基准面和所述切割方向来生成所述切割元素；以及使用一个或多个所述父模型元素和所述切割元素来生成所述三维模型。在操作所述切割元素的情况下，在选择所述切割基准面时，所述计算器从所述测量数据中提取与所述父模型元素交叉的面元素，并且在存在多个与所述父模型元素交叉的面元素的情况下，所述计算器创建与所述父模型元素交叉的面元素的列表，而在仅存在一个与所述父模型元素交叉的面元素的情况下，所述计算器自动选择所述切割基准面。在这种情况下，在获得所述切割方向时，所述计算器生成所述父模型元素、所述切割基准面和表现所述切割方向的箭头等的图像重叠的三维图像，并且基于来自输入装置的输入来获得所述切割方向。另外，所述计算器还包括第一三维模型生成部，所述第一三维模型生成部从所述面元素中获得所述面元素之间的交叉的信息以及各面元素的轮廓信息，并且自动生成第一三维模型。此外，在生成所述三维模型时，所述计算器自动生成所述第一三维模型，生成所述三维模型元素，并且使用一个或多个所述三维模型元素来修正所述第一三维模型。在这种三维模型生成方法中，利用计算器的第一三维模型生成部来自动生成第一三维模型。这样自动生成的第一三维模型例如可以仅在一个区域中具有与被测物体的形状不同的形状。在一些情况下，在该阶段可以通过视觉确认来相对比较容易地发现这种形状的差异。因而，用户可以将自动生成的第一三维模型的形状和被测物体的形状进行比较，并且使用三维模型元素来适当地修正第一三维模型，因而可以容易地生成具有期望形状并且具有基于测量数据的正确尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用计算器的三维模型生成方法，所述计算器用于基于测量数据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量点群数据、面元素的类型和面元素的几何值，所述三维模型生成方法包括以下步骤：经由三维模型元素生成部，生成基于所述测量数据使用预定方法来表现所述三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素是由面元素和预定条件所定义的；以及经由三维模型生成部，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三维模型，其中，经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择定义所述三维模型元素的预定的面元素；经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得生成所述三维模型元素所需的所述条件；经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的所述面元素和所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述被测物体的所述三维模型。

【技术特征摘要】
2014.08.25 JP 2014-1706561.一种利用计算器的三维模型生成方法，所述计算器用于基于测量数
据来生成三维模型，其中所述测量数据包括通过测量被测物体所获得的测量
点群数据、面元素的类型和面元素的几何值，所述三维模型生成方法包括以
下步骤：
经由三维模型元素生成部，生成基于所述测量数据使用预定方法来表现
所述三维模型的至少一部分的形状的三维模型元素，其中所述三维模型元素
是由面元素和预定条件所定义的；以及
经由三维模型生成部，使用一个或多个所述三维模型元素来生成所述三
维模型，其中，
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择定义
所述三维模型元素的预定的面元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得生成所述三维模型元素
所需的所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的所述面元素和
所获得的所述条件来生成所述三维模型元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述三维模
型元素来生成所述被测物体的所述三维模型。
2.根据权利要求1所述的三维模型生成方法，其中，还包括以下步骤：
经由所述计算器，使用针对预定的平面形状沿预定方向发生移位的情况
的轨迹来表现三维形状作为所述三维模型元素；
经由所述计算器，使用定义所述平面形状所占用的平面的扫描基准面、
定义平面状的所述扫描基准面上的形状的封闭轮廓集、以及由所述平面形状
发生移位的方向和距离所定义的扫描元素；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，从所述测量数据中选择预定
的面元素作为所述扫描基准面；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，选择与所述扫描基准面交叉
的适当的其它面元素，使用所述扫描基准面和所述其它面元素之间的交线来
生成轮廓线，并且使用多个所述轮廓线以及多个所述轮廓线彼此交叉的多个
点来生成封闭轮廓集；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，获得发生扫描的方向和距离
作为所述条件；
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用所选择的扫描基准面、
所生成的封闭轮廓集、以及所获得的发生所述扫描的方向和距离来生成所述
扫描元素；以及
经由所述计算器，在生成所述三维模型时，使用一个或多个所述扫描元
素来生成所述三维模型。
3.根据权利要求2所述的三维模型生成方法，其中，还包括以下步骤：
经由所述计算器，在生成所述封闭轮廓集时，
从所述测量数据中提取与所述扫描基准面交叉的面元素；
在能够对所述轮廓线进行外推的情况下，自动生成所述封闭轮廓
集；以及
在不能对所述轮廓线进行外推的情况下，创建与所述扫描基准面交
叉的面元素的列表。
4.根据权利要求2所述的三维模型生成方法，其中，还包括以下步骤：
经由所述计算器，在生成所述封闭轮廓集时，
在能够对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，自动生
成所述封闭轮廓集；以及
在不能对多个所述轮廓线彼此交叉的点进行外推的情况下，创建交
点的列表。
5.根据权利要求1所述的三维模型生成方法，其中，还包括以下步骤：
经...

【专利技术属性】
技术研发人员：伴野保志，浅水隆考，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本;JP