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公開番号2025118558
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2025013084
出願日2025-01-29
発明の名称3D壁からの2D壁中心線の復元
出願人ダッソーシステムズ,DASSAULT SYSTEMES
代理人個人,個人
主分類G06F 30/13 20200101AFI20250805BHJP(計算;計数)
要約【課題】建設予定の建物を表す3Dモデルの少なくとも1つの3D壁から2D壁中心線を設計するためのコンピュータ実装方法、システム及びプログラムを提供する。
【解決手段】方法は、少なくとも1つの3D壁を取得すること、壁のエレベーションの方向を表し、ベクトルである壁方向を取得することと、各3D壁について、壁方向の向きとは反対の向きを有するそのそれぞれの負のスカラを有する面を取得することと、取得面のそれぞれの各エッジについて、取得面のエッジの中から1つのエッジを識別し、それによってエッジの有効ペアを形成することと、形成された有効ペアのそれぞれについて、2Dペア壁中心線を計算することと、有効ペアの計算された2Dペア壁中心線をマージすることにより、3Dモデルの2D壁中心線を計算することと、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
建設予定の建物を表す３Ｄモデルの少なくとも１つの３Ｄ壁から２Ｄ壁中心線を設計するためのコンピュータ実装方法であって、
－少なくとも１つの３Ｄボリュームを取得することであって、各３Ｄボリュームは少なくとも１つの３Ｄ壁を表し、各３Ｄ壁はエッジによって制限されて前記エッジを形成する頂点によって接続された面で構成され、各面は法線ベクトルを有する、取得すること、
－壁のエレベーションの方向を表し、ベクトルである壁方向を取得すること、
－各３Ｄ壁について、前記壁方向の向きとは反対の向きを有するそのそれぞれの負のスカラを有する面を取得すること、
－取得面のそれぞれの各エッジについて、前記取得面の前記エッジの中から１つのエッジを識別し、それによって前記３Ｄモデルの前記少なくとも１つの３Ｄ壁のうちの３Ｄ壁を表すエッジの有効ペアを形成すること、
－形成された有効ペアのそれぞれについて、２Ｄペア壁中心線を計算すること、および
－前記有効ペアの前記計算された２Ｄペア壁中心線をマージすることにより、前記３Ｄモデルの前記２Ｄ壁中心線を計算すること
を備える、コンピュータ実装方法。
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
前記取得面の前記エッジのうち１つのエッジを識別する前に、
－内部エッジを削除することにより、取得面をマージすることをさらに備え、前記内部エッジは、互いに接触している２つの面を接続するエッジであり、前記マージされた取得面はドメインを形成する、
請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項３】
各３Ｄ壁は、前記壁のエレベーションを表す高さ、地面における前記壁のフットプリントを表す長さ、および前記長さを２で割った値よりも小さい厚さを有し、
各３Ｄ壁の各面について、前記面上の任意の法線ベクトルは、前記壁方向に対して同じ方向を有する、
請求項１または２に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項４】
前記取得面の前記エッジのうち１つのエッジを識別することは、
－前記取得面のそれぞれの各エッジについて、該エッジを通過する第１の線を計算すること、
－前記取得面の前記他のエッジのそれぞれについて、前記取得面の前記他のエッジを通過する第２の線を計算すること、
－前記第１の線と前記第２の線との間の角度を計算すること、および
－前記計算された角度が所定の角度許容差θ
１
°を超え、且つ前記計算された角度が範囲［１８０°；１８０°－θ
１
°］に含まれない場合、前記第２の線のエッジを破棄し、それによって前記第１および第２の線の前記エッジがエッジの有効ペアではないと見なすことであって、好ましくは前記所定の角度許容差θ
１
は［１０°；３０°］に含まれる値を有し、より好ましくは前記所定の角度許容差θ
１
°は２５°の値を有する、見なすこと
を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項５】
－前記取得面のそれぞれの前記各エッジについて、第１の中心点、第１の開始点、および第１の終了点を取得すること、および
－前記取得面の前記他のエッジのそれぞれについて、第２の中心点、第２の開始点、および第２の終了点を取得すること
をさらに備え、
－前記第１の線を計算することは、前記第１の開始点および前記第１の終了点を通過する線を計算することを含み、
－前記第２の線を計算することは、前記第２の開始点および前記第２の終了点を通過する線を計算することを含む、
請求項４に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項６】
前記取得面の前記エッジのうちの１つのエッジを識別することは、
－前記第１の中心点と前記第２の中心点の前記他のエッジとの間の距離を計算するか、または前記第２の中心点と前記第１の中心点の前記他のエッジとの間の距離を計算すること、および
－前記計算された距離が前記３Ｄ壁の所定の厚さ値Ｔ
１
未満である場合、前記第２の中心点の前記エッジを破棄し、それによって前記第１および第２の中心点の前記エッジがエッジの有効ペアではないと見なすことであって、前記所定の厚さ値Ｔ
１
は、好ましくは［１ｍｍ；５ｍｍ］に含まれる値を有し、より好ましくは、前記所定の厚さ値Ｔ
１
は１ｍｍの値を有する、見なすこと
をさらに含む、請求項５に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項７】
前記取得面の前記エッジのうち１つのエッジを識別することは、
－前記第１の開始点と前記第２の開始点との間の第１の距離を計算すること、
－前記第１の開始点と前記第２の終了点との間の第２の距離を計算すること、
－前記第１の終了点と前記第２の開始点との間の第３の距離を計算すること、
－前記第１の終了点と前記第２の終了点との間の第４の距離を計算すること、
－前記第１、第２、第３、および第４の距離のうちの最小の距離を決定し、それによって前記最小距離が計算された２つの点を備える点の対を取得すること、
－前記点の対の各点について、前記対のうちの前記点から、前記対のうちの前記点が属する前記エッジの前記開始点または終了点へのベクトルを計算し、それによって２つのベクトルを取得すること、
－前記取得した２つのベクトルのスカラ積を計算すること、および
－前記計算されたスカラ積が負の場合、前記取得面の前記他のエッジのそれぞれの前記エッジを破棄すること
をさらに含む、請求項５または６に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項８】
前記取得面の前記エッジのうち１つのエッジを識別することは、
－前記第１の中心点と前記第２の中心点とを接続する線分を計算すること、および
－前記計算された線分と前記ドメインとの間に交差が検出されない場合、前記取得面の前記他のエッジのそれぞれの前記エッジを破棄すること
をさらに含む、請求項２と組み合わせた請求項７に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項９】
－前記決定された最小距離、前記第１の距離、前記第２の距離、および前記第１の中心点と前記第２の中心点との間の距離を合計することにより基準最小距離を計算すること、
－前記取得面の前記他のエッジのそれぞれの前記エッジを、その計算された基準最小距離とともに、有効候補として有効候補のリストに格納すること、および
－前記リスト内で、最小の前記計算された基準最小距離を有する前記有効候補、すなわちエッジの前記有効ペアを選択すること
をさらに備える、請求項７または８に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項１０】
前記取得面の前記エッジのうち１つのエッジを識別することは、
－前記第１の線と前記第２の線との間の距離Ｄ
１
を計算すること、
－前記第１の線をサポートする前記エッジの長さＬ
１
を取得すること、
－前記第２の線をサポートする前記エッジの長さＬ
２
を取得すること、および
－前記距離Ｄ
１
が前記長さＬ
１
および／または前記長さＬ
２
より大きい場合、前記第１の線の前記エッジおよび前記第２の線の前記エッジを破棄し、それによって前記第１および第２の線の前記エッジがエッジの有効ペアではないと見なすこと
をさらに含む、請求項５～９のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、コンピュータプログラムおよびシステムの分野、より具体的には、建設予定の建物を表す３Ｄモデルの少なくとも１つの３Ｄ壁から２Ｄ壁中心線を設計する方法、システム、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 5,800 文字）【背景技術】
【０００２】
オブジェクトの設計、エンジニアリング、および製造のためのシステムおよびプログラムが多数、市場に提供されている。ＣＡＤはＣｏｍｐｕｔｅｒ－ＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎの頭字語であり、例えばそれは、オブジェクトを設計するためのソフトウェアソリューションに関連する。ＣＡＥはＣｏｍｐｕｔｅｒ－ＡｉｄｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇの頭字語であり、例えばそれは、将来製品の物理的挙動をシミュレートするためのソフトウェアソリューションに関連する。ＣＡＭはＣｏｍｐｕｔｅｒ－ＡｉｄｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇの頭字語であり、例えばそれは、製造プロセスおよび操作を定義するためのソフトウェアソリューションに関連する。このようなコンピュータ支援設計システムでは、グラフィカルユーザインタフェースが、技術の効率性に関して重要な役割を果たしている。これらの技術は、製品ライフサイクル管理（ＰＬＭ）システムに組み込まれ得る。ＰＬＭとは、企業が製品データを共有し、共通のプロセスを適用し、企業知識を活用して、構想から製品寿命の終わりまで、拡張エンタープライズの概念全体にわたって製品を開発するのに役立つビジネス戦略を指す。ダッソーシステムズが提供するＰＬＭソリューション（ＣＡＴＩＡ、ＥＮＯＶＩＡ、およびＤＥＬＭＩＡの商標下での）は、製品エンジニアリング知識を編成するエンジニアリングハブ、製造エンジニアリング知識を管理する製造ハブ、ならびに、エンジニアリングハブと製造ハブとの両方への企業の統合および接続を可能にするエンタープライズハブを提供する。システムすべてがともに、製品、プロセス、リソースをリンクするオープンオブジェクトモデルを提供し、動的で知識ベースの製品作成と意思決定サポートとを可能にし、最適化された製品定義、製造準備、生産、およびサービスを推進する。
【０００３】
ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭは、建物の設計および／または管理および／または建設について専用のソリューションを提供することができる。例えば、コンクリート壁の注入を計画することができ、例えば、ソフトウェアソリューションは、各日にどのセクションの壁を注入するか、どのくらいの量のコンクリートが必要であるかを記述する。この目的のために、ソフトウェアソリューションは、構築される壁を表す「壁ベースライン」に依存する。壁ベースラインは、ワイヤフレーム要素によって壁を表す。
【０００４】
壁ベースラインは、壁の３Ｄジオメトリから取得される。特に、建設予定の建物を表す３Ｄモデルは、複数の３Ｄ壁を備える。しかし、壁の初期３Ｄジオメトリは、その構築に関係するさまざまな手仕事によって何度も変更され、それにより、壁の３Ｄジオメトリから壁ベースラインを自動的に計算することは不可能である。さらに、壁の３Ｄジオメトリが、その作成履歴またはベースジオメトリなしでそのままでしか利用できない場合、壁ベースラインを取得するには、より多くの時間とコンピュータの３Ｄ設計スキルとが必要になり、これらはどちらも建設現場の計画者が必ずしも利用可能であるとは限らない。
【０００５】
壁のベースラインを復元するための現在の方法は、ｉ）壁の側面を抽出するステップ、ｉｉ）何らかのオフセット技術を使用して抽出面の中間面を計算するステップ、ｉｉｉ）壁の下部の平面に中間面を投影するステップ、およびｉｖ）各壁に対して上記の３つのステップを繰り返すステップを備える。この方法は、特に何百もの壁がある建物の場合、時間がかかり、方法の出力を修正するために多くのユーザ入力が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このコンテキストでは、建設予定の建物を表す３Ｄモデルの少なくとも１つの３Ｄ壁から２Ｄ壁中心線を設計するための改善された方法が依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、建設予定の建物を表す３Ｄモデルの少なくとも１つの３Ｄ壁から２Ｄ壁中心線を設計するためのコンピュータ実装方法が提供される。方法は、
－少なくとも１つの３Ｄボリュームを取得することであって、各３Ｄボリュームは少なくとも１つの３Ｄ壁を表し、各３Ｄ壁はエッジによって制限されてエッジを形成する頂点によって接続された面で構成され、各面は法線ベクトルを有する、取得すること、
－壁のエレベーションの方向を表し、ベクトルである壁方向を取得すること、
－各３Ｄ壁について、壁方向の向きとは反対の向きを有するそのそれぞれの負のスカラを有する面を取得すること、
－取得面のそれぞれの各エッジについて、取得面のエッジの中から１つのエッジを識別し、それによって３Ｄモデルの少なくとも１つの３Ｄ壁のうちの３Ｄ壁を表すエッジの有効ペアを形成すること、
－形成された有効ペアのそれぞれについて、２Ｄペア壁中心線を計算すること、および
－有効ペアの計算された２Ｄペア壁中心線をマージすることにより、３Ｄモデルの２Ｄ壁中心線を計算すること
を備える。
【０００８】
本方法は、以下の１つ以上を備え得る。
－取得面のエッジのうち１つのエッジを識別する前に、内部エッジを削除することにより、取得面をマージし、内部エッジは、互いに接触している２つの面を接続するエッジであり、マージされた取得面はドメインを形成する。
－各３Ｄ壁は、壁のエレベーションを表す高さ、地面における壁のフットプリントを表す長さ、および長さを２で割った値よりも小さい厚さを有し、各３Ｄ壁の各面について、面上の任意の法線ベクトルは、壁方向に対して同じ方向を有する。
－取得面のエッジのうち１つのエッジを識別することは、取得面のそれぞれの各エッジについて、該エッジを通過する第１の線を計算すること、取得面の他のエッジのそれぞれについて、取得面の他のエッジを通過する第２の線を計算すること、第１の線と第２の線との間の角度を計算すること、および計算された角度が所定の角度許容差θ１°を超え、且つ計算された角度が範囲［１８０°；１８０°－θ１°］に含まれない場合、第２の線のエッジを破棄し、それによって第１および第２の線のエッジがエッジの有効ペアではないと見なすこと（好ましくは所定の角度許容差θ１は［１０°；３０°］に含まれる値を有し、より好ましくは所定の角度許容差θ１°は２５°の値を有する）を含む。
－取得面のそれぞれの各エッジについて、第１の中心点、第１の開始点、および第１の終了点を取得すること、および取得面の他のエッジのそれぞれについて、第２の中心点、第２の開始点、および第２の終了点を取得することをさらに備え、第１の線を計算することは、第１の開始点および第１の終了点を通過する線を計算することを含み、第２の線を計算することは、第２の開始点および第２の終了点を通過する線を計算することを含む。
－取得面のエッジのうちの１つのエッジを識別することはさらに、第１の中心点と第２の中心点の他のエッジとの間の距離を計算すること、または第２の中心点と第１の中心点の他のエッジとの間の距離を計算すること、および計算された距離が３Ｄ壁の所定の厚さ値Ｔ１未満である場合、第２の中心点のエッジを破棄し、それによって第１および第２の中心点のエッジがエッジの有効ペアではないとみなす（好ましくは所定の厚さ値Ｔ１は、［１ｍｍ；５ｍｍ］に含まれる値を有し、より好ましくは所定の厚さ値Ｔ１は１ｍｍの値を有する）ことを含む。
－取得面のエッジのうち１つのエッジを識別することはさらに、第１の開始点と第２の開始点との間の第１の距離を計算すること、第１の開始点と第２の終了点との間の第２の距離を計算すること、第１の終了点と第２の開始点との間の第３の距離を計算すること、第１の終了点と第２の終了点との間の第４の距離を計算すること、第１、第２、第３および第４の距離のうちの最小距離を決定し、それによって最小距離が計算された２つの点を備える点の対を取得すること、点の対の各点について、対のうちの点から、対のうちの点が属するエッジの開始点または終了点へのベクトルを計算し、それによって２つのベクトルを取得すること、取得された２つのベクトルのスカラ積を計算すること、計算されたスカラ積が負の場合、取得面の他のエッジのそれぞれのエッジを破棄することを含む。
－取得面のエッジのうち１つのエッジを識別することはさらに、第１の中心点と第２の中心点とを接続する線分を計算すること、および計算された線分とドメインとの間に交差が検出されない場合、取得面の他のエッジのそれぞれのエッジを破棄することを含む。
－決定された最小距離、第１の距離、第２の距離、および第１の中心点と第２の中心点との間の距離を合計することにより基準最小距離を計算し、取得面の他のエッジのそれぞれのエッジを、その計算された基準最小距離とともに、有効候補として有効候補のリストに格納し、リスト内で、最小の計算された基準最小距離を有する有効候補、すなわちエッジの有効ペアを選択する。
－取得面のエッジのうち１つのエッジを識別することはさらに、第１の線と第２の線との間の距離Ｄ１を計算すること、第１の線をサポートするエッジの長さＬ１を取得すること、第２の線をサポートするエッジの長さＬ２を取得すること、および距離Ｄ１が長さＬ１および／または長さＬ２より大きい場合、第１の線のエッジおよび第２の線のエッジを破棄し、それによって第１および第２の線のエッジがエッジの有効ペアではないと見なすことを含む。
－２Ｄペア壁中心線を計算することは、第１の開始点と第２の開始点との間の第１の線分、第１の終了点と第２の終了点との間の第２の線分を計算すること、第１の線分の第１の中間点と第２の線分の第２の中間点とを計算すること、第１の中間点と第２の中間点とを接続する線分を計算し、それによって有効ペアの２Ｄペア壁中心線を取得すること、２Ｄペア壁中心線のそれぞれの各壁線分ペア厚さから平均壁線分ペア厚さを計算すること、各有効ペアの２Ｄペア壁中心線の長さを、計算された平均壁線分ペア厚さと比較すること、および２Ｄペア壁中心線のいずれかの長さが、計算された平均壁線分ペア厚さよりも小さい場合は、２Ｄペア壁中心線を破棄することを含む。
－少なくとも１つの３Ｄ壁は、少なくとも１つの非平面の面を備え、２Ｄペア壁中心線を計算することは、第１の開始点と第２開始点との間の第１の線分、第１の終了点と第２の終了点との間の第２の線分を計算すること、第１の線分の第１の中間点と第２の線分の第２の中間点とを計算すること、および第１の中間点と第２の中間点とを接続するアイソパラメトリック曲線を計算し、それによって有効ペアの２Ｄペア壁中心線を取得することを含む。
－３Ｄモデルの２Ｄペア壁中心線を計算することはさらに、壁方向の３Ｄ壁の頂点のうち最も低い頂点を取得すること、最も低い頂点を備え、壁方向を法線とする平面を計算すること、計算された平面上に各２Ｄペア壁中心線を投影し、投影は壁方向に従って実行され、それによって、投影２Ｄペア壁中心線のセットを取得すること、投影２Ｄペア壁中心線をマージすること、および、マージされた投影２Ｄペア壁中心線上で、開始点および／または終了点である頂点および／または鋭角ではない頂点を削除し、それによって、３Ｄモデルの２Ｄ壁中心線を取得することを含む。
－計算された平面上に各２Ｄペア壁中心線を投影することはさらに、少なくとも２つの投影２Ｄペア壁中心線間の重なりを検出すること、１つの投影２Ｄペア壁中心線の全体が他の投影２Ｄペア壁中心線と重なる場合、重なり合う少なくとも２つの投影２Ｄペア壁中心線の最も近い開始点および終了点の１つを選択すること、最も近い開始点を通過し、投影面に対して垂直な第１の切断線と、最も近い終了点を通過し、投影面に対して垂直な第２の切断線とを計算すること、２つの切断線を使用して他の投影２Ｄペア壁中心を切断すること、および１つの投影２Ｄペア壁中心線を他の投影２Ｄペア壁中心線と縫い合わせること、１つの投影２Ｄペア壁中心線の一部が他の投影２Ｄペア壁中心線と重なる場合、重なり合う少なくとも２つの投影２Ｄペア壁中心線の最も近い開始点または終了点の１つを選択すること、最も近い開始点を通過し、投影面に対して垂直な第１の切断線を計算すること、切断線を使用して他の投影２Ｄペア壁中心線を切断すること、および、１つの投影２Ｄペア壁中心線を他の投影２Ｄペア壁中心と縫い合わせることを含む。
－ドメインについて、３Ｄモデルの２Ｄ壁中心線の開始点および終了点、ならびにそれらのそれぞれの接線方向を取得し、各開始点について、開始点を線の開始として使用し、開始点の接線方向をその自身の方向とする半無限線を計算し、半無限線と３Ｄモデルの２Ｄ壁中心線との交点を計算し、交点と開始点との間の距離を計算し、計算された距離が平均厚さよりも小さい場合、半無限線を分割し、それによって開始点と交点とを線分で接続し、各終了点について、終了点を線の開始として使用して終了点の接線方向をその自身の方向とする半無限線を計算し、半無限線と３Ｄモデルの２Ｄ壁中心線との交点を計算し、交点と終了点との間の距離を計算し、計算された距離が平均厚さよりも小さい場合、半無限線を分割し、それによって終了点と交点とを線分で接続し、有効ペアの計算された２Ｄペア壁中心線と計算された線分とをマージして、３Ｄモデルの２Ｄ壁中心線を計算する。
【０００９】
さらに、本方法を実行するための命令を備えるコンピュータプログラムが提供される。
【００１０】
さらに、コンピュータプログラムが記録されたコンピュータ可読記憶媒体が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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