JP2001357084A - Device and method for optimizing voxel dividing coordinates, and computer-readable storage medium - Google Patents
Device and method for optimizing voxel dividing coordinates, and computer-readable storage mediumInfo
- Publication number
- JP2001357084A JP2001357084A JP2000177283A JP2000177283A JP2001357084A JP 2001357084 A JP2001357084 A JP 2001357084A JP 2000177283 A JP2000177283 A JP 2000177283A JP 2000177283 A JP2000177283 A JP 2000177283A JP 2001357084 A JP2001357084 A JP 2001357084A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vector
- shape data
- extracting
- voxel
- coordinate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 98
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 24
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 11
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 8
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Image Generation (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ボクセル(voxel
)とよばれる3次元画素を用いて、CAD(computer-
aided design :コンピュータ援用設計)等により作成
した任意の3次元の形状データを分割して解析を行う際
に、この形状データに対して最適な座標軸を決定するた
めのボクセル分割座標最適化装置、ボクセル分割座標最
適化方法、およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a voxel.
) Using three-dimensional pixels called CAD (computer-
voxel division coordinate optimization apparatus for determining the optimal coordinate axis for this shape data when performing analysis by dividing arbitrary three-dimensional shape data created by aided design or the like, voxel The present invention relates to a divided coordinate optimization method and a computer-readable storage medium.
【0002】一般に、ボクセルは、解析の対象である3
次元の形状データを格子状に分割する(ボクセル分割と
よばれる)ために使用される小立方体の体積要素として
定義される。本発明は、ボクセル分割によって得られる
形状データ(以下、必要に応じて「ボクセル分割後の形
状データ」と略記する)と、CADにより作成した元の
形状データ(以下、必要に応じて「CAD形状データ」
と略記する)との差異をできる限り小さくすることによ
って、比較的正確な解析結果を得るための一手法につい
て言及するものである。[0002] In general, a voxel is an object to be analyzed.
It is defined as a small cube volume element used to divide the dimensional shape data into a grid (called voxel division). According to the present invention, the shape data obtained by voxel division (hereinafter, abbreviated as “shape data after voxel division” as necessary) and the original shape data created by CAD (hereinafter, “CAD shape data"
This method refers to one method for obtaining relatively accurate analysis results by minimizing the difference from the above.
【0003】[0003]
【従来の技術】一般的なコンピュータシステムを利用し
て、CADにより作成した3次元のCAD形状データの
ボクセル分割を行って上記形状データを解析する場合、
X座標、Y座標およびZ座標からなる3次元の座標軸を
基準にして設定されたボクセルが使用される。2. Description of the Related Art When a general computer system is used to perform a voxel division of three-dimensional CAD shape data created by CAD and analyze the shape data,
A voxel set based on a three-dimensional coordinate axis including an X coordinate, a Y coordinate, and a Z coordinate is used.
【0004】図8は、従来の方法により形状データをボ
クセル分割する様子を示す図である。ただし、ここで
は、3次元の座標軸の中のX座標およびY座標により定
義される平面のみを示す。さらに、ここでは、各々が同
一形状のメッシュにより表されるボクセルVを使用し
て、正方形の平面を有する3次元のCAD形状データC
1のボクセル分割を行う様子を示すこととする。FIG. 8 is a diagram showing a state in which shape data is divided into voxels by a conventional method. However, here, only a plane defined by the X coordinate and the Y coordinate in the three-dimensional coordinate axes is shown. Further, here, using voxels V each represented by a mesh having the same shape, three-dimensional CAD shape data C having a square plane is used.
It is assumed that one voxel division is performed.
【0005】図8に示す従来の方法では、CAD形状デ
ータ作成時の座標軸を基準にしてボクセル分割の方向を
決定し、このボクセル分割の方向に従って設定されたボ
クセルVを使用して、CAD形状データのボクセル分割
を行っていた。より詳しく説明すると、従来の方法で
は、CAD形状データC1の正方形の平面の直線エッジ
が、X座標およびY座標に対して斜めになっている場合
でも(図8の(a)にて実線で示す)、上記のX座標お
よびY座標を基準にしてボクセルVを設定し、このボク
セルVを使用してボクセル分割後の形状データDを得る
ようにしていた(図8の(b)にて実線で示す)。この
結果、図8の(b)から明らかなように、ボクセル分割
によって得られる形状データにおいては、元のCAD形
状データ(図8の(b)にて太い破線で示す)に比べ
て、端の部分のギザギザがより大きくなる。In the conventional method shown in FIG. 8, the direction of voxel division is determined on the basis of a coordinate axis at the time of generating CAD shape data, and the voxel V set according to the voxel division direction is used to generate CAD shape data. Voxel division was performed. More specifically, according to the conventional method, even when the straight line edge of the square plane of the CAD shape data C1 is oblique to the X coordinate and the Y coordinate (shown by a solid line in FIG. 8A). The voxel V is set based on the X coordinate and the Y coordinate, and the voxel V is used to obtain shape data D after voxel division (in FIG. 8 (b), a solid line is used). Shown). As a result, as is apparent from FIG. 8B, the shape data obtained by the voxel division has a larger edge than the original CAD shape data (shown by a thick broken line in FIG. 8B). The jagged portions are larger.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のとおり、CAD
により作成したCAD形状データのボクセル分割を行う
場合、従来は、CAD形状データ作成時の座標軸を基準
にして設定したボクセルを使用していた。このため、C
AD形状データの形状と座標軸との関係によっては、ボ
クセル分割によって得られる形状データと、CADによ
り作成した元の形状データとの差異が大きくなり、形状
データの解析結果が不正確なものになるという問題が生
じてくる。SUMMARY OF THE INVENTION As described above, CAD
In the case of performing voxel division of CAD shape data created by the above, conventionally, voxels set based on coordinate axes at the time of creating CAD shape data have been used. Therefore, C
Depending on the relationship between the shape of the AD shape data and the coordinate axes, the difference between the shape data obtained by voxel division and the original shape data created by CAD increases, and the analysis result of the shape data becomes inaccurate. Problems arise.
【0007】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、ボクセル分割によって得られる形状データと、
CAD等により作成した元の形状データとの差異をでき
る限り小さくすることによって、高精度にて形状データ
の解析を実行することが可能なボクセル分割座標最適化
装置、ボクセル分割座標最適化方法、およびコンピュー
タ読み取り可能な記憶媒体を提供することを目的とする
ものである。[0007] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has the following features: shape data obtained by voxel division;
A voxel division coordinate optimization device, a voxel division coordinate optimization method, and a voxel division coordinate optimization method capable of executing shape data analysis with high accuracy by minimizing the difference from the original shape data created by CAD or the like. It is an object of the present invention to provide a computer-readable storage medium.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理構
成を示すブロック図である。ただし、ここでは、本発明
のボクセル分割座標最適化装置の構成を簡略化して示
す。上記問題点を解決するために、本発明のボクセル分
割座標最適化装置1は、図1に示すように、ボクセルを
使用して解析される任意の3次元の形状データの幾何学
的形状に関する幾何学情報(ジオメトリ情報)を抽出す
る幾何学情報抽出手段2を備えている。より詳しくいえ
ば、この幾何学情報抽出手段2は、形状データ読み込み
手段6に保持されているCAD形状データ等の形状デー
タの特徴である幾何学情報(例えば、平面、円筒面また
は曲面を有する形状データ)を抽出する機能を有する。FIG. 1 is a block diagram showing the principle configuration of the present invention. However, here, the configuration of the voxel division coordinate optimizing device of the present invention is simplified and shown. In order to solve the above problems, the voxel division coordinate optimizing device 1 of the present invention, as shown in FIG. 1, uses a voxel-based geometrical analysis of an arbitrary three-dimensional shape data to be analyzed. There is provided geometric information extracting means 2 for extracting scientific information (geometry information). More specifically, the geometric information extracting means 2 is configured to output geometric information (for example, a shape having a plane, a cylindrical surface, or a curved surface) which is a feature of the shape data such as CAD shape data held by the shape data reading means 6. Data).
【0009】さらに、図1に示すボクセル分割座標最適
化装置1は、上記幾何学情報に基づいて選定された第1
の面の方向を特定する第1のベクトルを抽出する第1の
ベクトル抽出手段3と、上記第1の面とは異なる面の中
から選定された第2の面の方向を特定する第2のベクト
ルを抽出する第2のベクトル抽出手段4とを備えてい
る。Further, the voxel-divided coordinate optimizing device 1 shown in FIG.
A first vector extracting means 3 for extracting a first vector for specifying the direction of the surface, and a second vector for specifying the direction of a second surface selected from the surfaces different from the first surface. Second vector extracting means 4 for extracting a vector.
【0010】さらに、図1に示すボクセル分割座標最適
化装置1は、上記第1のベクトル抽出手段3から抽出さ
れた第1ベクトル、および、上記第2のベクトル抽出手
段4から抽出された第2のベクトルをもとに、上記形状
データに対して一意に定まる座標軸(すなわち、ボクセ
ル分割の方向)を決定するボクセル分割手段5を備えて
いる。このボクセル分割手段5では、上記のようにして
決定された座標軸を基準にして、上記ボクセルにより上
記形状データのボクセル分割が行われ、このボクセル分
割後の形状データが出力される。Further, the voxel division coordinate optimizing device 1 shown in FIG. 1 includes a first vector extracted from the first vector extracting unit 3 and a second vector extracted from the second vector extracting unit 4. And voxel dividing means 5 for determining a coordinate axis (that is, a direction of voxel division) uniquely determined with respect to the shape data based on the vector. In the voxel dividing means 5, the voxel divides the shape data into voxels based on the coordinate axes determined as described above, and outputs the shape data after the voxel division.
【0011】好ましくは、本発明のボクセル分割座標最
適化装置において、上記第1のベクトル抽出手段2は、
面積が最大となる面の方向を特定する方向ベクトルを、
上記第1のベクトルとして抽出し、上記第2のベクトル
抽出手段3は、上記第1のベクトルが抽出された面以外
の面の中で面積が最大となる面の方向を特定する方向ベ
クトルであって、上記第1のベクトルと直交する方向ベ
クトルを、上記第2のベクトルとして抽出する。Preferably, in the voxel division coordinate optimizing apparatus of the present invention, the first vector extracting means 2 comprises:
The direction vector that specifies the direction of the plane with the largest area is
The first vector is extracted as the first vector, and the second vector extracting means 3 is a direction vector that specifies the direction of the plane having the largest area among the planes other than the plane from which the first vector is extracted. Then, a direction vector orthogonal to the first vector is extracted as the second vector.
【0012】さらに、好ましくは、本発明のボクセル分
割座標最適化装置において、上記幾何学情報に基づいて
選定された第1の面が曲面になっている場合、上記第1
のベクトル抽出手段は、この曲面を構成する複数の面要
素の方向をそれぞれ特定する複数の方向ベクトルを抽出
し、共通の方向を有する方向ベクトル毎に、当該方向ベ
クトルに対応する面要素の面積を加算し、このような加
算の結果として得られる面要素の面積が最大となる方向
ベクトルを、上記第1のベクトルとして抽出する。Further, preferably, in the voxel division coordinate optimizing apparatus of the present invention, when the first surface selected based on the geometric information is a curved surface,
Vector extraction means extracts a plurality of direction vectors respectively specifying the directions of the plurality of surface elements constituting the curved surface, and for each direction vector having a common direction, calculates the area of the surface element corresponding to the direction vector. The direction vector in which the area of the surface element obtained as a result of such addition is maximized is extracted as the first vector.
【0013】上記の幾何学情報抽出手段2、第1のベク
トル抽出手段3、第2のベクトル抽出手段4およびボク
セル分割手段5は、好ましくは、後述のように、コンピ
ュータのソフトウェアにより実現される。このソフトウ
ェアによって、コンピュータシステム内でCAD形状デ
ータ等の形状データの特徴が抽出され、この抽出結果に
基づいて一意に定まる座標軸が、ボクセル分割を行う際
の最適な座標軸として決定される。The geometric information extracting means 2, first vector extracting means 3, second vector extracting means 4, and voxel dividing means 5 are preferably realized by software of a computer as described later. With this software, features of shape data such as CAD shape data are extracted in the computer system, and a coordinate axis uniquely determined based on the extraction result is determined as an optimal coordinate axis for voxel division.
【0014】要約すれば、本発明では、CAD等により
作成した元の形状データの特徴である幾何学情報を抽出
し、この幾何学情報に基づいて、ボクセル分割を行う際
の最適な座標軸を自動的に決定することができるので、
ボクセル分割によって得られる形状データと、CADに
より作成した元の形状データとの差異が比較的小さくな
り、高精度にて形状データの解析を行うことが可能にな
る。In summary, according to the present invention, geometric information which is a feature of the original shape data created by CAD or the like is extracted, and based on the geometric information, an optimal coordinate axis for performing voxel division is automatically determined. Can be determined
The difference between the shape data obtained by voxel division and the original shape data created by CAD is relatively small, and the shape data can be analyzed with high accuracy.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、添付図面(図2〜図7)を
参照しながら、本発明の好ましい実施例の構成および動
作を説明する。図2は、本発明のボクセル分割座標最適
化装置に係る実施例の構成を示すブロック図である。た
だし、ここでは、本発明のボクセル分割座標最適化装置
を一般のコンピュータシステムに適用したボクセル分割
座標最適化用コンピュータシステム10の構成を代表し
て示す。なお、これ以降、前述した構成要素と同様のも
のについては、同一の参照番号を付して表すこととす
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The construction and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings (FIGS. 2 to 7). FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment according to the voxel division coordinate optimizing device of the present invention. Here, the configuration of the computer system 10 for voxel division coordinate optimization in which the voxel division coordinate optimization device of the present invention is applied to a general computer system is shown as a representative. Hereinafter, the same components as those described above will be denoted by the same reference numerals.
【0016】図2のボクセル分割座標最適化用コンピュ
ータシステム10において、前述の図1の幾何学情報抽
出手段2、第1のベクトル抽出手段3、第2のベクトル
抽出手段4およびボクセル分割手段5は、コンピュータ
システムのCPU(中央処理装置)7により実現され
る。換言すれば、上記の幾何学情報抽出手段2、第1の
ベクトル抽出手段3、第2のベクトル抽出手段4および
ボクセル分割手段5は、コンピュータのソフトウェアに
より実現されることになる。In the computer system 10 for optimizing voxel division coordinates shown in FIG. 2, the geometric information extracting means 2, first vector extracting means 3, second vector extracting means 4 and voxel dividing means 5 shown in FIG. Is realized by a CPU (Central Processing Unit) 7 of a computer system. In other words, the geometric information extracting means 2, first vector extracting means 3, second vector extracting means 4, and voxel dividing means 5 are realized by software of a computer.
【0017】さらに、図2のコンピュータシステムは、
本発明のボクセル分割座標最適化を実行させるプログラ
ムを格納するためのプログラム格納部20を備えてい
る。このプログラム格納部20は、RAM(random acc
ess memory) またはROM(read-only memory)により
構成される。なお、プログラム格納部20として、CP
U7に内蔵のRAMまたはROMを用いることも可能で
ある。ここで、プログラム格納部20に格納されている
プログラムは、幾何学情報抽出手段2、第1のベクトル
抽出手段3、第2のベクトル抽出手段4およびボクセル
分割手段5の機能を実行するためのものである。Further, the computer system of FIG.
A program storage unit 20 for storing a program for executing the voxel division coordinate optimization of the present invention is provided. The program storage unit 20 stores a RAM (random acc.
ess memory) or ROM (read-only memory). In addition, as the program storage unit 20, the CP
It is also possible to use a built-in RAM or ROM in U7. Here, the programs stored in the program storage unit 20 are for executing the functions of the geometric information extracting means 2, the first vector extracting means 3, the second vector extracting means 4, and the voxel dividing means 5. It is.
【0018】より詳しくいえば、上記のプログラムは、
CAD形状データのような3次元の形状データの幾何学
的形状に関する幾何学情報を抽出するステップと、この
幾何学情報に基づいて選定された第1の面の方向を特定
する第1のベクトルを抽出するステップと、上記第1の
面とは異なる面の中から選定された第2の面の方向を特
定する第2のベクトルを抽出するステップと、上記第1
および第2のベクトルをもとに上記形状データに対して
一意に定まる座標軸を決定し、この座標軸を基準にし
て、ボクセルにより上記形状データのボクセル分割を行
うステップとを含む。More specifically, the above program is:
Extracting geometric information relating to the geometric shape of the three-dimensional shape data such as CAD shape data; and generating a first vector specifying the direction of the first surface selected based on the geometric information. Extracting; and extracting a second vector specifying a direction of a second surface selected from among surfaces different from the first surface.
Determining a coordinate axis uniquely determined for the shape data based on the second vector and the second vector, and performing voxel division of the shape data by voxels based on the coordinate axis.
【0019】さらに、図2のコンピュータシステムは、
解析の対象であるCAD形状データ等の形状データや、
形状データあるいは形状データのボクセル分割後のボク
セルに付加される荷重、拘束等の境界条件および解析結
果等のデータを記憶するための記憶部70を備えてい
る。この記憶部70もまた、RAMまたはROMにより
構成される。Further, the computer system of FIG.
Shape data such as CAD shape data to be analyzed,
A storage unit 70 is provided for storing data such as shape data or boundary conditions such as loads and constraints added to voxels after voxel division of the shape data and analysis results. This storage unit 70 is also constituted by RAM or ROM.
【0020】さらに、図2のコンピュータシステムは、
CPU7の動作を制御するOS(operating system)部
30を備えている。このOS部30は、プログラム格納
部20に格納されているプログラムをCPU7に実行さ
せると共に、記憶部70およびCPU7間の各種のデー
タのやり取りを制御する機能を有する。上記OS部は、
コンピュータのソフトウェアおよびハードウェアにより
実現される。Further, the computer system of FIG.
An OS (operating system) unit 30 for controlling the operation of the CPU 7 is provided. The OS unit 30 has a function of causing the CPU 7 to execute a program stored in the program storage unit 20 and controlling exchange of various data between the storage unit 70 and the CPU 7. The OS unit is
It is realized by software and hardware of a computer.
【0021】さらに、本発明の実施例では、コンピュー
タ読み取り可能な記憶媒体を使用してボクセル分割座標
最適化用コンピュータシステム10を動作させる場合、
前述のようなプログラムの内容を保持している記憶媒
体、例えば、ハードディスクHを用意することが好まし
い。このハードディスクHは、ハードディスク駆動装置
25により駆動される。ここで、前述のCAD形状デー
タと境界条件は、ハードディスクHからロードすること
も可能である。Further, in the embodiment of the present invention, when the computer system 10 for voxel division coordinate optimization is operated using a computer-readable storage medium,
It is preferable to prepare a storage medium holding the contents of the program as described above, for example, a hard disk H. The hard disk H is driven by a hard disk drive 25. Here, the CAD shape data and the boundary conditions described above can be loaded from the hard disk H.
【0022】さらに、図2のコンピュータシステムにお
いては、前述の図1の形状データ読み込み手段6とし
て、マウス60やキーボード65が設けられている。こ
のマウス60やキーボード65を操作することによっ
て、解析の対象であるCAD形状データ等の元の形状デ
ータや、形状データあるいは形状データのボクセル分割
後のボクセルに付加される荷重、拘束等の境界条件が入
力され、記憶部70(図2)に保持される。なお、これ
らの形状データと境界条件は、ハードディスクHからロ
ードすることも可能である。Further, in the computer system of FIG. 2, a mouse 60 and a keyboard 65 are provided as the shape data reading means 6 of FIG. By operating the mouse 60 or the keyboard 65, original shape data such as CAD shape data to be analyzed, and boundary conditions such as load and constraints added to the shape data or voxels obtained by dividing the shape data into voxels are obtained. Is input and stored in the storage unit 70 (FIG. 2). Note that these shape data and boundary conditions can also be loaded from the hard disk H.
【0023】さらに、図2のコンピュータシステムにお
いては、CAD形状データ等の元の形状データを表示し
たり、ボクセル分割後の形状データを表示したりするた
めの表示装置40を設けている。図3は、本発明のボク
セル分割座標最適化の手順を説明するためのフローチャ
ートである。ここでは、ボクセル分割を行う際の最適な
座標軸を決定し、この座標軸を基準にしてCAD形状デ
ータの解析を行う場合に、前述の図2のCPU7により
実行される処理フローを説明する。Further, the computer system of FIG. 2 is provided with a display device 40 for displaying original shape data such as CAD shape data and for displaying shape data after voxel division. FIG. 3 is a flowchart for explaining the procedure of voxel division coordinate optimization according to the present invention. Here, a description will be given of a processing flow executed by the CPU 7 of FIG. 2 when determining an optimal coordinate axis for performing voxel division and analyzing CAD shape data based on the coordinate axis.
【0024】図3のフローチャートに示すように、まず
第1に、ユーザがマウスやキーボード等を操作すること
によって、CADにより作成した元のCAD形状データ
が読み込まれてコンピュータシステムに入力される(ス
テップS1)。なお、CAD形状データは、ハードディ
スクからロードすることも可能である。つぎに、コンピ
ュータシステム内のCPUは、CAD形状データの特徴
である幾何学情報(例えば、平面、円筒面または曲面を
有する形状データ)を抽出する(ステップS2)。As shown in the flowchart of FIG. 3, first, when the user operates a mouse, a keyboard, or the like, the original CAD shape data created by the CAD is read and input to the computer system (step). S1). The CAD shape data can be loaded from a hard disk. Next, the CPU in the computer system extracts geometric information (eg, shape data having a plane, a cylindrical surface, or a curved surface) which is a feature of the CAD shape data (step S2).
【0025】さらに、コンピュータシステム内のCPU
は、CAD形状データを構成する複数の面(サーフェ
ス)の中から、最大面積の面を検索する(ステップS
3)。さらに、コンピュータシステム内のCPUは、上
記のようにして検索された面から、この面の方向を特定
する第1のベクトルを抽出する(ステップS4)。例え
ば、上記の最大面積の面を構成する直線エッジの方向ベ
クトルや、平面の法線ベクトルや、円筒面の中心の方向
ベクトルが、第1のベクトルとして抽出される。Further, a CPU in the computer system
Searches for a surface having the maximum area from a plurality of surfaces (surfaces) constituting the CAD shape data (step S).
3). Further, the CPU in the computer system extracts a first vector specifying the direction of the surface from the surface searched as described above (step S4). For example, the direction vector of the straight line edge, the normal vector of the plane, and the direction vector of the center of the cylindrical surface that form the surface having the maximum area are extracted as the first vector.
【0026】さらに、コンピュータシステム内のCPU
は、上記の最大面積の面以外の面の中から、最大面積の
面を検索する(ステップS5)。さらに、コンピュータ
システム内のCPUは、上記のようにして検索された面
から、この面の方向を特定する第2のベクトルを抽出す
る(ステップS6)。好ましくは、第2のベクトルは、
第1のベクトルと直交する関係になっている。Further, a CPU in the computer system
Searches for a surface having the maximum area from among the surfaces other than the surface having the maximum area (step S5). Further, the CPU in the computer system extracts a second vector specifying the direction of the surface from the surface searched as described above (step S6). Preferably, the second vector is
The relationship is orthogonal to the first vector.
【0027】さらに、コンピュータシステム内のCPU
は、上記第1および第2のベクトルをもとに前記形状デ
ータに対して一意に定まる座標軸を、ボクセル分割を行
う際の最適な座標軸として新たに作成する(ステップS
7)。例えば、最大面積の面が正方形である場合、この
正方形の面を構成する2種の直線エッジの方向が、最適
な座標軸のX座標およびY座標として自動的に判別され
る。なお、座標軸の残りのZ座標は、X座標およびY座
標のいずれにも直交する座標として一意に定まる。Further, a CPU in the computer system
Creates a new coordinate axis uniquely determined for the shape data based on the first and second vectors as an optimal coordinate axis for voxel division (step S).
7). For example, when the plane having the largest area is a square, the directions of the two types of linear edges constituting the square plane are automatically determined as the X coordinate and the Y coordinate of the optimal coordinate axes. Note that the remaining Z coordinates of the coordinate axes are uniquely determined as coordinates orthogonal to both the X coordinate and the Y coordinate.
【0028】さらに、コンピュータシステム内のCPU
は、新たに作成された座標軸を基準にして、CAD形状
データのボクセル分割を実行し、ボクセル分割後のデー
タを出力・表示する(ステップS8)。図4は、本発明
に係るボクセル分割座標最適化の第1の具体例を示す図
である。ただし、ここでは、前述の図8の(a)の場合
と同じように、CADにより作成される3次元のCAD
形状データの中で、X座標およびY座標により定義され
る正方形の平面のみを示す。Further, a CPU in the computer system
Executes voxel division of the CAD shape data based on the newly created coordinate axes, and outputs and displays the data after the voxel division (step S8). FIG. 4 is a diagram showing a first specific example of voxel division coordinate optimization according to the present invention. However, here, as in the case of FIG. 8A, a three-dimensional CAD created by CAD is used.
In the shape data, only a square plane defined by the X coordinate and the Y coordinate is shown.
【0029】図4の(a)は、CADにより作成したC
AD形状データC1と、CAD形状データ作成時のX座
標およびY座標との関係を示すものである。この図4の
(a)は、前述の図8の(a)と全く同様なので、この
図4の(a)に関する詳細な説明は省略する。また一方
で、図4の(b)は、ボクセル分割を行う際の形状デー
タと、本発明に係るボクセル分割座標最適化方法によっ
て新たに作成したX座標およびY座標との関係を示すも
のである。本発明に係るボクセル分割座標最適化方法で
は、図4の(b)に示すように、CAD形状データ作成
時の座標軸の代わりに、CAD形状データC1の正方形
の平面における2種の直線エッジの方向ベクトルが、最
適な座標軸のX座標およびY座標として自動的に判別さ
れる。FIG. 4 (a) shows a C created by CAD.
The relationship between the AD shape data C1 and the X coordinate and the Y coordinate at the time of creating the CAD shape data is shown. FIG. 4A is exactly the same as FIG. 8A described above, and a detailed description of FIG. 4A is omitted. On the other hand, FIG. 4B shows the relationship between the shape data when performing voxel division and the X and Y coordinates newly created by the voxel division coordinate optimization method according to the present invention. . In the voxel division coordinate optimization method according to the present invention, as shown in FIG. 4B, instead of the coordinate axes at the time of generating the CAD shape data, the directions of the two types of straight edges in the square plane of the CAD shape data C1 are used. The vector is automatically determined as the X and Y coordinates of the optimal coordinate axis.
【0030】この結果、CAD形状データC1の正方形
の平面の直線エッジが、X座標およびY座標に対してそ
れぞれ平行に配置されることになる。さらに、自動的に
判別されたX座標およびY座標を含むような最適な座標
軸を基準にしてボクセル分割の方向を決定し、このボク
セル分割の方向に従って設定されたボクセルVを使用し
て、CAD形状データのボクセル分割を行うようにして
いる。最終的に、ボクセル分割によって得られる形状デ
ータ、すなわち、ボクセル分割後の形状データE(図4
の(b)にて実線で示す)は、端の部分でギザギザが発
生することなく、元のCAD形状データにより近くな
る。それゆえに、より精度の高い解析結果を得ることが
可能になる。As a result, the straight edges of the square plane of the CAD shape data C1 are arranged in parallel with the X coordinate and the Y coordinate, respectively. Further, the direction of the voxel division is determined based on the optimal coordinate axes including the automatically determined X coordinate and Y coordinate, and the CAD shape is set using the voxel V set according to the voxel division direction. Voxel division of data is performed. Finally, shape data obtained by voxel division, that is, shape data E after voxel division (FIG. 4)
(B) indicated by a solid line) is closer to the original CAD shape data without jagged edges. Therefore, it is possible to obtain a more accurate analysis result.
【0031】図5は、本発明に係るボクセル分割座標最
適化の第2の具体例を示す図である。図5においては、
最大面積の面S2が任意の平面になっているCAD形状
データC2のボクセル分割を行う際に最適な方向ベクト
ルを抽出する様子を示す。図5に示すように、最大面積
の面S2が任意の平面になっている場合、この平面に垂
直な法線ベクトルが、この最大面積の面S2の方向を特
定する第1のベクトルV1として抽出される。この第2
の具体例における第1のベクトルV1が、最適な座標軸
のX座標、Y座標またはZ座標として決定される。FIG. 5 is a diagram showing a second specific example of voxel division coordinate optimization according to the present invention. In FIG.
A state in which an optimal direction vector is extracted when voxel division is performed on the CAD shape data C2 in which the plane S2 having the largest area is an arbitrary plane is shown. As shown in FIG. 5, when the plane S2 having the maximum area is an arbitrary plane, a normal vector perpendicular to this plane is extracted as the first vector V1 specifying the direction of the plane S2 having the maximum area. Is done. This second
Is determined as the X coordinate, the Y coordinate, or the Z coordinate of the optimal coordinate axis.
【0032】図6は、本発明に係るボクセル分割座標最
適化の第3の具体例を示す図である。図6においては、
最大面積の面S3が円筒面になっているCAD形状デー
タC3のボクセル分割を行う際に最適な方向ベクトルを
抽出する様子を示す。図6に示すように、最大面積の面
S3が円筒面になっている場合、この円筒面に垂直でか
つ上記円筒面の中心を通る方向ベクトルが、この最大面
積の面S3の方向を特定する第1のベクトルV1として
抽出される。この第3の具体例における第1のベクトル
V1が、最適な座標軸のX座標、Y座標またはZ座標と
して決定される。FIG. 6 is a diagram showing a third specific example of voxel division coordinate optimization according to the present invention. In FIG.
FIG. 8 shows how an optimal direction vector is extracted when voxel division is performed on CAD shape data C3 in which a plane S3 having a maximum area is a cylindrical surface. As shown in FIG. 6, when the surface S3 having the maximum area is a cylindrical surface, a direction vector perpendicular to the cylindrical surface and passing through the center of the cylindrical surface specifies the direction of the surface S3 having the maximum area. It is extracted as the first vector V1. The first vector V1 in the third specific example is determined as the X coordinate, the Y coordinate, or the Z coordinate of the optimal coordinate axis.
【0033】図7は、本発明に係るボクセル分割座標最
適化の第4の具体例を示す図である。図7においては、
CAD形状データの幾何学情報に基づいて選定された面
S4が、2本の直線L1、L2にはさまれた曲面になっ
ているようなCAD形状データC4のボクセル分割を行
う際に最適な方向ベクトルを抽出する様子を示す。図7
に示すように、面S4が曲面になっている場合、この曲
面を構成する複数の面要素の方向をそれぞれ特定する複
数の方向ベクトルV11〜V1n(nは2以上の正の整
数)を抽出する。さらに、これらの方向ベクトルV11
〜V1nに対し、共通の方向を有する方向ベクトルをま
とめ、これらの方向ベクトルにそれぞれ対応する面要素
の面積を加算する。このような加算の結果として得られ
る面要素の面積が最大となる方向ベクトルを、第1のベ
クトルとして抽出するようにしている。このようにして
抽出された方向ベクトルが、最適な座標軸のX座標、Y
座標またはZ座標として決定される。FIG. 7 is a diagram showing a fourth specific example of voxel division coordinate optimization according to the present invention. In FIG.
An optimal direction for performing voxel division of CAD shape data C4 such that surface S4 selected based on the geometric information of the CAD shape data is a curved surface sandwiched between two straight lines L1 and L2. This shows how to extract a vector. FIG.
As shown in (2), when the surface S4 is a curved surface, a plurality of direction vectors V11 to V1n (n is a positive integer of 2 or more) that respectively specify the directions of a plurality of surface elements constituting the curved surface are extracted. . Furthermore, these direction vectors V11
For ベ ク ト ル V1n, directional vectors having a common direction are put together, and the areas of the surface elements corresponding to these directional vectors are added. The direction vector in which the area of the surface element obtained as a result of such addition is maximized is extracted as the first vector. The direction vector extracted in this manner is the optimum coordinate X coordinate, Y coordinate
It is determined as coordinates or Z coordinates.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
CAD形状データ等の元の形状データの特徴である幾何
学情報を抽出し、この幾何学情報に基づいて、ボクセル
分割を行う際の最適な座標軸を自動的に決定するように
しているので、ボクセル分割後の形状データがCAD形
状データにより近くなり、比較的精度の高い解析を行う
ことが可能になる。As described above, according to the present invention,
Geometric information, which is a feature of original shape data such as CAD shape data, is extracted, and based on this geometric information, an optimal coordinate axis for voxel division is automatically determined. The shape data after the division is closer to the CAD shape data, so that a relatively accurate analysis can be performed.
【図1】本発明の原理構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the principle configuration of the present invention.
【図2】本発明のボクセル分割座標最適化装置に係る実
施例の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment according to the voxel division coordinate optimizing device of the present invention.
【図3】本発明のボクセル分割座標最適化の手順を説明
するためのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure of voxel division coordinate optimization according to the present invention.
【図4】本発明に係るボクセル分割座標最適化の第1の
具体例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a first specific example of voxel division coordinate optimization according to the present invention.
【図5】本発明に係るボクセル分割座標最適化の第2の
具体例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a second specific example of voxel division coordinate optimization according to the present invention.
【図6】本発明に係るボクセル分割座標最適化の第3の
具体例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a third specific example of voxel division coordinate optimization according to the present invention.
【図7】本発明に係るボクセル分割座標最適化の第4の
具体例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a fourth specific example of voxel division coordinate optimization according to the present invention.
【図8】従来の方法により形状データをボクセル分割す
る様子を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a state in which shape data is divided into voxels by a conventional method.
1…ボクセル分割座標最適化装置 2…幾何学情報抽出手段 3…第1のベクトル抽出手段 4…第2のベクトル抽出手段 5…ボクセル分割手段 6…形状データ読み込み手段 7…CPU 10…ボクセル分割座標最適化用コンピュータシステム 20…プログラム格納部 25…ハードディスク駆動装置 30…OS部 50…表示装置 60…マウス 65…キーボード 70…記憶部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Voxel division coordinate optimization apparatus 2 ... Geometric information extraction means 3 ... 1st vector extraction means 4 ... 2nd vector extraction means 5 ... Voxel division means 6 ... Shape data reading means 7 ... CPU 10 ... Voxel division coordinates Computer system for optimization 20 Program storage unit 25 Hard disk drive 30 OS unit 50 Display device 60 Mouse 65 Keyboard 70 Storage unit
Claims (5)
次元の形状データの幾何学的形状に関する幾何学情報を
抽出する幾何学情報抽出手段と、 前記幾何学情報に基づいて選定された第1の面の方向を
特定する第1のベクトルを抽出する第1のベクトル抽出
手段と、 前記第1の面とは異なる面の中から選定された第2の面
の方向を特定する第2のベクトルを抽出する第2のベク
トル抽出手段と、 前記第1および第2のベクトルをもとに前記形状データ
に対して一意に定まる座標軸を決定し、該座標軸を基準
にして、前記ボクセルにより前記形状データの分割を行
うボクセル分割手段とを備えることを特徴とするボクセ
ル分割座標最適化装置。1. An arbitrary 3 to be analyzed using voxels
Geometric information extracting means for extracting geometric information relating to the geometric shape of the dimensional shape data; and extracting a first vector for specifying a direction of a first surface selected based on the geometric information. 1 vector extraction means, 2nd vector extraction means for extracting a second vector specifying the direction of a second plane selected from among the planes different from the first plane, and Voxel dividing means for determining a coordinate axis uniquely determined for the shape data based on a second vector, and dividing the shape data by the voxel based on the coordinate axis. Voxel division coordinate optimization device.
最大となる面の方向を特定する方向ベクトルを、前記第
1のベクトルとして抽出し、 前記第2のベクトル抽出手段は、前記第1のベクトルが
抽出された面以外の面の中で面積が最大となる面の方向
を特定する方向ベクトルであって、前記第1のベクトル
と直交する方向ベクトルを、前記第2のベクトルとして
抽出する請求項1記載の装置。2. The method according to claim 1, wherein the first vector extraction unit extracts a direction vector that specifies a direction of a plane having a maximum area as the first vector, and the second vector extraction unit performs the first vector extraction. The direction vector that specifies the direction of the surface having the largest area among the surfaces other than the extracted surface is extracted as the second vector, and the direction vector is orthogonal to the first vector. The device according to claim 1.
1の面が曲面になっている場合、前記第1のベクトル抽
出手段は、該曲面を構成する複数の面要素の方向をそれ
ぞれ特定する複数の方向ベクトルを抽出し、共通の方向
を有する方向ベクトル毎に、該方向ベクトルに対応する
面要素の面積を加算し、加算された前記面要素の面積が
最大となる方向ベクトルを、前記第1のベクトルとして
抽出する請求項1記載の装置。3. When the first surface selected based on the geometric information is a curved surface, the first vector extracting unit specifies directions of a plurality of surface elements constituting the curved surface. A plurality of direction vectors to be extracted, for each direction vector having a common direction, add the area of the surface element corresponding to the direction vector, and determine the direction vector in which the added area of the surface element is the largest, 2. The apparatus according to claim 1, wherein the extraction is performed as a first vector.
次元の形状データの幾何学的形状に関する幾何学情報を
抽出するステップと、 前記幾何学情報に基づいて選定された第1の面の方向を
特定する第1のベクトルを抽出するステップと、 前記第1の面とは異なる面の中から選定された第2の面
の方向を特定する第2のベクトルを抽出するステップ
と、 前記第1および第2のベクトルをもとに前記形状データ
に対して一意に定まる座標軸を決定し、該座標軸を基準
にして、前記ボクセルにより前記形状データの分割を行
うステップとを有することを特徴とするボクセル分割座
標最適化方法。4. An arbitrary 3 parsed using voxels
Extracting geometric information related to the geometric shape of the dimensional shape data; extracting a first vector specifying a direction of a first surface selected based on the geometric information; Extracting a second vector that specifies the direction of a second surface selected from among surfaces different from the first surface; and extracting a second vector specifying the shape data based on the first and second vectors. Determining a uniquely determined coordinate axis, and dividing the shape data by the voxel with reference to the coordinate axis.
状に関する幾何学情報を抽出させる手段と、 前記幾何学情報に基づいて選定された第1の面の方向を
特定する第1のベクトルを抽出させる手段と、 前記第1の面とは異なる面の中から選定された第2の方
向を特定する第2のベクトルを抽出させる手段と、 前記第1および第2のベクトルをもとに前記形状データ
に対して一意に定まる座標軸を決定させ、該座標軸を基
準にして、ボクセルにより前記形状データの分割を実行
させる手段とを記憶したことを特徴とする、コンピュー
タ読み取り可能な記憶媒体。5. A means for extracting geometric information relating to a geometric shape of arbitrary three-dimensional shape data, and a first vector specifying a direction of a first surface selected based on the geometric information. A means for extracting a second vector specifying a second direction selected from a plane different from the first plane; and a means for extracting a second vector based on the first and second vectors. Means for determining a coordinate axis uniquely determined with respect to the shape data, and dividing the shape data by voxels with reference to the coordinate axis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000177283A JP2001357084A (en) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | Device and method for optimizing voxel dividing coordinates, and computer-readable storage medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000177283A JP2001357084A (en) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | Device and method for optimizing voxel dividing coordinates, and computer-readable storage medium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001357084A true JP2001357084A (en) | 2001-12-26 |
Family
ID=18678902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000177283A Pending JP2001357084A (en) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | Device and method for optimizing voxel dividing coordinates, and computer-readable storage medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001357084A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007272403A (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Toshiba Corp | Cad device and cad method |
JP2013025533A (en) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Jfe Steel Corp | Shape optimization analysis method and device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08159841A (en) * | 1994-12-01 | 1996-06-21 | Nissan Motor Co Ltd | Liquid filling level computing method, liquid filling quantity computing method and computing device used for it |
JPH09204532A (en) * | 1996-01-25 | 1997-08-05 | Hitachi Ltd | Image recognition method and image display method |
-
2000
- 2000-06-13 JP JP2000177283A patent/JP2001357084A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08159841A (en) * | 1994-12-01 | 1996-06-21 | Nissan Motor Co Ltd | Liquid filling level computing method, liquid filling quantity computing method and computing device used for it |
JPH09204532A (en) * | 1996-01-25 | 1997-08-05 | Hitachi Ltd | Image recognition method and image display method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007272403A (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Toshiba Corp | Cad device and cad method |
JP2013025533A (en) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Jfe Steel Corp | Shape optimization analysis method and device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4443623B2 (en) | Vertex-based geometry engine system for use in integrated circuit design | |
JP3275920B2 (en) | Scientific figure display method | |
US11263802B2 (en) | Method and apparatus for splitting three-dimensional volumes | |
JP2002024306A (en) | Method and device for analysis model data generation and recording medium with analysis model data generation program recorded thereon | |
JP4973447B2 (en) | Difference enhancement program, difference enhancement processing method, and difference enhancement processing apparatus | |
US7107193B1 (en) | Defining parameters for a finite elements analysis calculation in a computer-assisted drafting program | |
CN113850917B (en) | Three-dimensional model voxelization method and device, electronic equipment and storage medium | |
JP2000194881A (en) | Method and device for preparing analysis model and storage medium storing program for analysis model data preparation or analysis model data | |
JP2001357084A (en) | Device and method for optimizing voxel dividing coordinates, and computer-readable storage medium | |
WO2004053741A1 (en) | Method of calculating intersecions between triangle and line segment and progam therefor | |
CN111737896A (en) | Automatic extraction and analysis system and method for calculating stress of caisson key points based on ABAQUS | |
Park | Triangular mesh intersection | |
JP3337608B2 (en) | Analysis simulation device | |
JPH04679A (en) | Method and device for supporting coordinate grid preparation | |
US10223824B2 (en) | Information processing apparatus, simulator result display method, and computer-readable recording medium | |
JP3143464B2 (en) | Apparatus and method for creating three-dimensional model | |
JP7013248B2 (en) | Fitting part analysis model creation method, fitting part analysis model creation device, program, and analysis model creation method | |
Ahrens et al. | A modular extensible visualization system architecture for culled prioritized data streaming | |
JPH0623991B2 (en) | Coordinate grid generation support method and apparatus | |
JP2004348708A (en) | Polygon generation method and device for map information system | |
US7394463B2 (en) | Method for generating three-dimensional mesh method for magnetic field of rotating machine, system for generating three-dimensional mesh, system for analyzing magnetic field of rotating machine, computer program, and recording medium | |
US10529444B1 (en) | System that rapidly generates a solvent-excluded surface | |
JP2008033817A (en) | Heterogeneous mathematical model data mapping apparatus, heterogeneous mathematical model data mapping program, and heterogeneous mathematical model data mapping method | |
JP2001357078A (en) | Device and method for integrally analyzing form data and computer-readable storage medium | |
WO2004111887A1 (en) | Three-dimensional design assisting program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070611 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100413 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100831 |