[发明专利]点群数据的曲面变换方法无效

专利信息
申请号: 96106665.2 申请日: 1996-05-23
公开(公告)号: CN1099645C 公开(公告)日: 2003-01-22
发明(设计)人: 滨野诚司;野村刚;滨村公平 申请(专利权)人: 松下电器产业株式会社
主分类号: G06F17/00 分类号: G06F17/00
代理公司: 上海专利商标事务所 代理人: 孙敬国
地址: 日本国*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 点群 数据 曲面 变换 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及从三维测量仪计量到的被测量物的曲面三维坐标的实测点群数据,求得曲面数据的曲面变换方法。

背景技术

以往,已知的方法有样条法和NURBS法等,用来根据从三维测量仪计量到的被测量物的曲面三维坐标(x,y,z)数据(下面称为实测点群数据),求得该被测定物曲面的曲面数据。

如图14所示的三维测量仪,用图中A所示方向射来的激光12,从被测定物10的曲面10a的反射光、得到各光点的点坐标P1(x1,y1,z1),P2(x2,y2,z2),…,Pi(xi,yi,zi)。这些P1(x1,y1,z1)-Pi(xi,yi,zi)成为图中10a所示面的实测点群数据Pa(x,y,z)。然后,使被测量物10或者激光扫描器11中的任何一方旋转90°,从图中B所示的方向用图中虚线所示的激光12,对曲面10b的实测点群数据Pb(x,y,z)进行采样,并顺次从图中C、D所示的方向,也对实测点群数据Pc(x,y,z)、PD(x,y,z)进行采样。前述那样对被测量物10的全部表面进行采样后,得到三维的实测点群数据P(x,y,z)。

这样,得到的三维实测点群数据为多个点的集合。根据这些点的集合,在从各方向(例如A方向和B方向)采样到的数据中,操作者对边界线的重复数据和无用数据进行整理,并进行选择,且仅对已排序的处理点群数据,用鼠标器等在计算机显示器上,进行三维绘图。

这里,计算机利用NURBS等方法,根据在显示器上所绘的处理点群数据,求得曲面数据。

这种曲面数据,能用于例如三维造型加工机等的三维形状物加工中。

在前述以往的得到曲面数据的方法中,从三维测量仪采样到的三维实测点群数据为多个点的集合,必须将各方向得到的点加工成能处理的处理点群数据,存在需要人工操作进行整理和选择的问题。

也就是说,从各方向得到的点,在其边界部分等处数据未必一致,为了显示三维点群,必需整理重复数据和无用数据。为此,需要计算机的输入操作和绘图操作,因而要用大量的操作工时。与此同时,因处理点群数据会产生输入差错和选择差错或者绘图误差和有用数据的缺损等,所以有曲面数据依赖于操作者的问题。

因此,期望能不通过人工而方便地从用三维测量仪得到的未整理的实测点群数据求得曲面的方法。

发明内容

为解决前述以往技术例中的问题,本发明的曲面变换方法从三维测量仪计量到的被测量物的曲面三维坐标的实测点群数据,求得曲面数据,其特征在于,对三维坐标系统,在实测点群数据的分布面的邻近处或边界位置设定具有规定图形形状的基本形状面后,在基本形状面上确定多个基准点,在各基准点上向实测点群数据的分布面设定标明方向的有向向量,再对基本形状面的各基准点求出所述有向向量在所示方向的延长线与实测点群数据的分布面交叉的处理点群数据,并根据该处理点群数据求得到曲面数据。

此外,将与用往有向向量所示方向延伸后的邻近处实测点群数据作成的微小面交叉的点作为处理点群数据是较佳的。

本发明如前文所述构成,能得到下述的作用。也就是说采用本发明,对具有设定在三维坐标上的规定图形形状的基本形状面上的多个基准点,可利用往实测点群数据分布面标明方向的有向向量所示方向的延长线与实测点群数据分布面交叉,求得处理点群数据。具体地说,预先准备多个各种图形的基本形状面,并对应于对象物曲面选择其中一个,且在该基本形状面上设定多个基准点,使这些基准点移动到与有向向量所示的实测点群数据分布面交叉的点,不管实测处理点群数据中重复和不一致等,能从基本形状面上的基本点群,求得采用NURBS法时所需的有序点群数据(处理点群数据),并能容易地算出三维表面的曲面。

此外,如果将与有向向量所示方向延伸后的邻近处实测点群数据所作成的微小面相交叉的点作为处理点群数据,则用在有向向量所示邻近位置的实测点群数据作成的微小面,能在有向向量所示的分布面上设定假设的点,即使对因不完全而有误差和缺损的未整理的实测点群数据,也能得到确实能处理的处理点群数据。

采用本发明,可提供能削减以往必需的从实测点群数据人工选择曲面变换中所需数据的操作,在非常短的时间内从实测点群数据求得曲面数据的方法。

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