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JP7662162B2 - Three-dimensional CAD device and three-dimensional structure generating method - Google Patents
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JP7662162B2 - Three-dimensional CAD device and three-dimensional structure generating method - Google Patents

Three-dimensional CAD device and three-dimensional structure generating method Download PDF

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本発明は、3次元CAD装置および3次元構造物生成方法に関する。 The present invention relates to a three-dimensional CAD device and a three-dimensional structure generating method .

例えば大型の構造躯体などの構造物を構築する土木建築現場などでは、施工業者が、設計者により作成された視点が異なる複数枚の次元図面を用いて、構造物の形状や寸法などを確認しながら施工を進めていた。 For example, at civil engineering construction sites where large structural frames and other structures are being constructed, contractors would proceed with construction while checking the shape and dimensions of the structure using multiple 2D drawings created by the designer with different perspectives.

しかし、複数の次元図面の間で不整合がある場合に、事前にその不整合を把握できなければ、施工の中断を招くなどの不都合な状況が発生する虞があった。 However, if there is an inconsistency between multiple two -dimensional drawings and the inconsistency cannot be detected in advance, there is a risk that an inconvenient situation such as interruption of construction may occur.

そこで、業務の効率化を企図して、CIM(Construction Information Modeling)が導入されつつある。CIMを導入する場合でも、設計者により作成された視点が異なる複数枚の次元図面に基づいて、CADオペレータが3次元CAD装置を操作することにより構造物の次元モデルが作成される。その際に、複数の次元図面の間で不整合があることが判明すると、設計者により不整合な図面の修正作業を経て、最終的な次元モデルが完成する。 Therefore, construction information modeling (CIM) is being introduced to improve the efficiency of the work. Even when CIM is introduced, a CAD operator operates a 3D CAD device to create a 3D model of a structure based on multiple 2D drawings created by a designer from different viewpoints. If an inconsistency is found between the multiple 2D drawings at that time, the designer corrects the inconsistent drawings, and the final 3D model is completed.

土木建築現場では、現場責任者が、表示装置に表示された次元モデルと紙に印刷された複数の次元図面に基づいて構造物の検証を行ない、問題が無いと確認された後に施工作業が進められる。 At civil engineering and construction sites, the site manager inspects the structure based on the 3D model displayed on a display device and multiple 2D drawings printed on paper, and construction work can proceed only after confirming that there are no problems.

現場責任者による検証作業において、表示装置に表示された次元モデルの各部位の寸法などを確認する際に、紙に印刷された複数の次元図面から対応する図面を選択して次元図面に記載された寸法を確認する必要があるが、この作業が非常に煩雑であるという問題があった。次元図面が表示装置に表示される場合でも、次元モデルと次元図面を其々対比しながら確認する煩雑な作業が必要であることに変わりはない。 In the verification work by the site manager, when checking the dimensions of each part of the 3D model displayed on the display device, it is necessary to select the corresponding drawing from multiple 2D drawings printed on paper and check the dimensions written on the 2D drawing, but this work is very cumbersome. Even when the 2D drawing is displayed on the display device, the cumbersome work of checking while comparing the 3D model and the 2D drawing is still required.

特許文献1には、設計物の立体形状を示す3次元モデルから生成され、複数の投影図から構成される2次元図面と、当該2次元図面を生成した3次元モデルを構成する要素ごとの座標値とを記憶する記憶手段を備える情報処理装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses an information processing device that includes a storage means for storing two-dimensional drawings that are generated from a three-dimensional model showing the three-dimensional shape of a design object and are composed of multiple projection views, and the coordinate values of each element that constitutes the three-dimensional model from which the two-dimensional drawings were generated.

当該情報処理装置は、記憶手段に記憶された2次元図面を構成する任意の投影図において、奥行き方向の寸法を算出するための基準となる要素の指定を受け付ける第1の指定受付手段と、記憶手段に記憶された2次元図面を構成する任意の投影図において、奥行き方向の寸法を算出する要素の指定を受け付ける第2の指定受付手段と、第1の指定受付手段で指定を受け付けた要素と、第2の指定受付手段で指定を受け付けた要素とに基づいて、2次元図面を生成した3次元モデルにおいて、当該要素間の距離を算出するための処理を行う算出手段と、算出手段における処理に応じて算出された距離を、第2の指定受付手段で指定を受け付けた要素の奥行き方向の寸法として表示するための処理を行う表示手段とを備えている。 The information processing device includes a first specification receiving means for receiving a specification of an element that serves as a reference for calculating a dimension in the depth direction in any projection view constituting the two-dimensional drawing stored in the storage means, a second specification receiving means for receiving a specification of an element for which a dimension in the depth direction is to be calculated in any projection view constituting the two-dimensional drawing stored in the storage means, a calculation means for performing a process to calculate a distance between the elements in a three-dimensional model that generates the two-dimensional drawing based on the elements specified by the first specification receiving means and the elements specified by the second specification receiving means, and a display means for performing a process to display the distance calculated in response to the process in the calculation means as the dimension in the depth direction of the element specified by the second specification receiving means.

特開2014-44074号公報JP 2014-44074 A

しかし、特許文献1に開示された情報処理装置は、3次元モデルに対する任意の投影図に寸法を表示するために、基準となる要素と奥行き方向の寸法を算出する要素の其々を指定する操作が必要となり、各要素を指定するための操作が煩雑であるという問題があった。また任意の投影図における寸法を表示するために、基準となる要素と基準からの寸法を算出する要素の其々を指定する操作が必要となり、同様に各要素を指定するための操作が煩雑になる。 However, the information processing device disclosed in Patent Document 1 has a problem in that, in order to display dimensions in an arbitrary projection view of a three-dimensional model, it is necessary to perform an operation to specify each of the reference element and the element for which the dimension in the depth direction is calculated, making the operation to specify each element cumbersome. Also, in order to display dimensions in an arbitrary projection view, it is necessary to perform an operation to specify each of the reference element and the element for which the dimension from the reference is calculated, making the operation to specify each element similarly cumbersome.

本発明の目的は、上述した従来の課題に鑑み、3次元モデルに対する任意の投影図に、煩雑な操作を行なうことなく寸法を把握できる3次元CAD装置および3次元構造物生成方法を提供する点にある。 In view of the above-mentioned problems in the conventional art, an object of the present invention is to provide a three-dimensional CAD device and a three-dimensional structure generating method that can grasp the dimensions of any projection drawing of a three-dimensional model without performing complicated operations.

上述の目的を達成するため、本発明による3次元CAD装置の第一の特徴構成は、3次元描画空間に3次元構造物を生成する3次元CAD装置であって、異なる視点で表現され、前記3次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の2次元図面を前記3次元CAD装置にインポートする2次元図面入力処理部と、前記3次元描画空間において、前記2次元図面の各尺度を所定の尺度に整合させる尺度整合処理部と、前記所定の尺度に整合した前記2次元図面に含まれる任意の基点が前記3次元描画空間の対応する位置と整合するように、前記2次元図面を平行移動させる基点整合処理部と、前記基点を整合した前記2次元図面を、前記3次元描画空間と前記視点が整合するように、必要に応じて所定の基線を軸に回転させる視点整合処理部と、前記視点を整合した前記2次元図面の何れかを選択して、第1基準面として画面表示し、選択された前記2次元図面に示された前記寸法線に基づいて、第1オブジェクトとなる平面図形を描画する第1描画処理部と、前記第1基準面と交差する他の2次元図面を選択して、第2基準面として画面表示し、前記2次元図面に示された前記寸法線に基づいて、前記第1オブジェクトに高さを持たせた第2オブジェクトとなる立体図形を描画する第2描画処理部と、前記第1描画処理部と前記第2描画処理部を、各2次元図面に対して繰返し実行することにより3次元モデルを生成する3次元モデル生成処理部と、前記3次元モデル生成処理部により生成され、前記視点の何れかから眺めた3次元モデルを表示するとともに、前記視点に対応する前記2次元図面を重畳して正対するように表示し、前記2次元図面に示された寸法と前記次元モデルとの整合状態を確認する表示処理部と、を含む点にある。 In order to achieve the above object, a first characteristic configuration of a three-dimensional CAD device according to the present invention is a three -dimensional CAD device for generating a three-dimensional structure in a three-dimensional drawing space, comprising: a two-dimensional drawing input processing unit for importing into the three-dimensional CAD device a plurality of two-dimensional drawings, which are expressed from different viewpoints and on which dimension lines corresponding to the three-dimensional structure are drawn, into the three-dimensional CAD device; a scale matching processing unit for matching each scale of the two-dimensional drawings to a predetermined scale in the three-dimensional drawing space; a base point matching processing unit for translating the two-dimensional drawings so that an arbitrary base point included in the two-dimensional drawings matched to the predetermined scale is matched with a corresponding position in the three-dimensional drawing space; a viewpoint matching processing unit for rotating the two-dimensional drawings with the base points matched as necessary about a predetermined base line axis so that the viewpoint is matched with the three-dimensional drawing space; a first rendering processing unit that displays a plane of the two-dimensional drawing selected from the two-dimensional drawing and draws a plane figure that becomes a first object based on the dimension lines shown in the selected two-dimensional drawing; a second rendering processing unit that selects another two-dimensional drawing that intersects with the first reference plane, displays it on the screen as a second reference plane, and draws a three-dimensional figure that becomes a second object by giving height to the first object based on the dimension lines shown in the two-dimensional drawing ; a three-dimensional model generation processing unit that generates a three-dimensional model by repeatedly executing the first rendering processing unit and the second rendering processing unit for each two-dimensional drawing; and a display processing unit that displays the three-dimensional model generated by the three-dimensional model generation processing unit and viewed from any of the viewpoints, and displays the 2-D drawing corresponding to the viewpoint so as to be superimposed and facing the two-dimensional drawing, thereby allowing a user to check the consistency between the dimensions shown in the two-dimensional drawing and the three- dimensional model.

2次元図面入力処理部で、3次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の2次元図面ファイルが3次元CAD装置にインポートされて3次元描画空間に2次元図面が定義される。尺度整合処理部で、複数の2次元図面の尺度が統一され、基点整合処理部で、複数の2次元図面に含まれる任意の基点が前記3次元描画空間の対応する位置と整合するように、2次元図面が3次元描画空間内で平行移動され、視点整合処理部で、3次元描画空間と前記視点が整合するように、所定の基線を軸に対応する2次元図面を回転させることで、基点を基準に複数の2次元図面の相対的な位置関係が3次元描画空間で整合される。 A two-dimensional drawing input processing unit imports a plurality of two-dimensional drawing files, on which dimension lines corresponding to a three-dimensional structure are drawn, into a three-dimensional CAD device to define two-dimensional drawings in a three-dimensional drawing space. A scale matching processing unit unifies the scales of the plurality of two-dimensional drawings, a base point matching processing unit translates the two-dimensional drawings in the three-dimensional drawing space so that any base point included in the plurality of two-dimensional drawings is matched with a corresponding position in the three-dimensional drawing space, and a viewpoint matching processing unit rotates the two-dimensional drawings corresponding to a predetermined base line as an axis so that the three-dimensional drawing space and the viewpoint are matched, thereby matching the relative positional relationship of the plurality of two-dimensional drawings in the three-dimensional drawing space with the base point as a reference.

その後、3次元モデル生成処理部により、視点を整合した2次元図面の何れかを選択して、第1基準面として画面表示し、選択された2次元図面に示された寸法線に基づいて、第1オブジェクトとなる平面図形を描画する第1描画処理部による処理と、第1基準面と交差する他の2次元図面を選択して、第2基準面として画面表示し、2次元図面に示された寸法線に基づいて、第1オブジェクトに高さを持たせた第2オブジェクトとなる立体図形を描画する第2描画処理部による処理とが、各2次元図面に対して繰返し実行されるように処理されて3次元モデルが極めて簡単に生成される。
3次元モデル生成処理部により生成され、何れかの視点から眺めた3次元モデルが表示処理部により表示され、当該視点に対応する2次元図面が重畳して正対するように表示されることにより、2次元図面に示された寸法と3次元モデルとから整合状態が極めて容易に確認できるようになる。
Then, the three-dimensional model generation processing unit selects one of the two-dimensional drawings with the aligned viewpoints, displays it on the screen as a first reference plane, and draws a planar figure that will become the first object based on the dimension lines shown in the selected two-dimensional drawing by a first drawing processing unit, and selects another two-dimensional drawing that intersects with the first reference plane, displays it on the screen as a second reference plane, and draws a three-dimensional figure that will become the second object by adding height to the first object based on the dimension lines shown in the two-dimensional drawing by a second drawing processing unit.These processing steps are repeatedly performed for each two-dimensional drawing, and a three-dimensional model is generated extremely easily.
A three-dimensional model generated by a three-dimensional model generation processing unit and viewed from any viewpoint is displayed by a display processing unit, and a two-dimensional drawing corresponding to that viewpoint is superimposed and displayed facing directly, making it extremely easy to check the consistency between the dimensions shown on the two-dimensional drawing and the three-dimensional model.

同第二の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記3次元モデルが土木構造物である点にある。 The second characteristic feature of the present invention is that, in addition to the first characteristic feature described above, the three-dimensional model is a civil engineering structure.

土木建築現場などで、3次元モデル検証ステップが実行されることにより、例えば現場責任者が施工対象となる土木構造物を極めて容易に且つ正確に把握することができる。By executing a three-dimensional model verification step at a civil engineering construction site, for example, the site manager can very easily and accurately grasp the civil engineering structure that is the subject of construction.

本発明による3次元構造物生成方法に特徴構成は、3次元CAD装置により3次元描画空間に3次元構造物を生成する3次元構造物生成方法であって、2次元図面入力処理部により実行され、異なる視点で表現され、前記3次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の2次元図面を前記3次元CAD装置にインポートする2次元図面入力ステップと、尺度整合処理部により実行され、前記3次元描画空間において、前記2次元図面の各尺度を所定の尺度に整合させる尺度整合ステップと、基点整合処理部により実行され、前記所定の尺度に整合した前記2次元図面に含まれる任意の基点が前記3次元描画空間の対応する位置と整合するように、前記2次元図面を平行移動させる基点整合ステップと、視点整合処理部により実行され、前記基点を整合した前記2次元図面を、前記3次元描画空間と前記視点が整合するように、必要に応じて所定の基線を軸に回転させる視点整合ステップと、第1描画処理部により実行され、前記視点を整合した前記2次元図面の何れかを選択して、第1基準面として画面表示し、選択された前記2次元図面に示された前記寸法線に基づいて、第1オブジェクトとなる平面図形を描画する第1描画ステップと、第2描画処理部により実行され、前記第1基準面と交差する他の2次元図面を選択して、第2基準面として画面表示し、前記2次元図面に示された前記寸法線に基づいて、前記第1オブジェクトに高さを持たせた第2オブジェクトとなる立体図形を描画する第2描画ステップと、前記第1描画ステップと前記第2描画ステップを、各2次元図面に対して繰返し実行することにより3次元モデルを生成する3次元モデル生成ステップと、前記3次元モデル生成ステップにより生成され、前記視点の何れかから眺めた3次元モデルを表示するとともに、前記視点に対応する前記2次元図面を重畳して正対するように表示し、前記2次元図面に示された寸法と前記3次元モデルとの整合状態を確認する整合状態確認ステップを備え、各視点から眺めた3次元モデルに対して、前記整合状態確認ステップを繰り返す3次元モデル検証ステップと、を実行する点にある。 A characteristic configuration of the three-dimensional structure generating method according to the present invention is a three-dimensional structure generating method for generating a three-dimensional structure in a three-dimensional drawing space by a three-dimensional CAD device, comprising: a two-dimensional drawing input step executed by a two-dimensional drawing input processing unit for importing into the three-dimensional CAD device a plurality of two-dimensional drawings, which are expressed from different viewpoints and on which dimension lines corresponding to the three-dimensional structure are drawn; a scale matching step executed by a scale matching processing unit for matching each scale of the two-dimensional drawings to a predetermined scale in the three-dimensional drawing space; a base point matching step executed by a base point matching processing unit for translating the two-dimensional drawings so that an arbitrary base point included in the two-dimensional drawings matched to the predetermined scale is matched with a corresponding position in the three-dimensional drawing space; a viewpoint matching step executed by a viewpoint matching processing unit for rotating the two-dimensional drawing with the base point matched as necessary about a predetermined base line axis so that the viewpoint is matched with the three-dimensional drawing space; and a viewpoint matching step executed by a first drawing processing unit for selecting one of the two-dimensional drawings with the viewpoint matched and setting the selected one as a first reference plane. a first drawing step of displaying on a screen the two-dimensional drawing selected from the two-dimensional drawing, and drawing a plane figure which becomes a first object based on the dimension lines shown in the selected two-dimensional drawing; a second drawing step, executed by a second drawing processing unit, of selecting another two-dimensional drawing which intersects with the first reference plane, displaying it on the screen as a second reference plane, and drawing a three-dimensional figure which becomes a second object by giving height to the first object based on the dimension lines shown in the two-dimensional drawing; a three-dimensional model generation step of generating a three-dimensional model by repeatedly executing the first drawing step and the second drawing step for each of the two-dimensional drawings; and a consistency state confirmation step of displaying the three-dimensional model generated by the three-dimensional model generation step and viewed from any of the viewpoints, and displaying the 2-D drawing corresponding to the viewpoint so as to be directly opposed to the three-dimensional drawing, and confirming a consistency state between the dimensions shown in the two-dimensional drawing and the three-dimensional model, and a three-dimensional model verification step of repeating the consistency state confirmation step for the 3-D model viewed from each viewpoint.

以上説明した通り、本発明によれば、3次元モデルに対する任意の投影図に、煩雑な操作を行なうことなく寸法を把握できる3次元CAD装置および3次元構造物生成方法を提供することができるようになった。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a three-dimensional CAD device and a three-dimensional structure generating method that can grasp the dimensions of any projection drawing of a three-dimensional model without performing complicated operations.

(a)は3次元CAD装置のハードウェアの説明図、(b)は3次元CAD装置のソフトウェアの説明図である。FIG. 2A is an explanatory diagram of the hardware of the three-dimensional CAD device, and FIG. 2B is an explanatory diagram of the software of the three-dimensional CAD device. 3次元CAD装置の使用方法を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing a method of using the three-dimensional CAD device. (a)は3次元CAD装置にインポートされた平面図の説明図、(b)は同正面図と左側面図に対する視点整合処理の説明図、(c)は3次元描画処理の説明図である。1A is an explanatory diagram of a plan view imported into a three-dimensional CAD device, FIG. 1B is an explanatory diagram of viewpoint matching processing for the front view and left side view of the same, and FIG. 1C is an explanatory diagram of three-dimensional drawing processing. (a)は3次元描画処理で得られた平面視の3次元モデルと平面図とを重畳した状態の説明図、(b)は左側面視の3次元モデルと左側面図とを重畳した状態の説明図である。1A is an explanatory diagram of a state in which a three-dimensional model viewed from above obtained by a three-dimensional drawing process is superimposed on a plan view, and FIG. 1B is an explanatory diagram of a state in which a three-dimensional model viewed from the left side is superimposed on a left side view. (a)は3次元CAD装置に入力された正面図の説明図、(b)は同側面図の説明図である。1A is an explanatory diagram of a front view inputted into a three-dimensional CAD device, and FIG. 1B is an explanatory diagram of a side view of the same. (a)は3次元CAD装置に入力された平面図の説明図、(b)は3次元CAD装置で描画された3次元モデルの説明図である。FIG. 2A is an explanatory diagram of a plan view inputted into a three-dimensional CAD device, and FIG. 2B is an explanatory diagram of a three-dimensional model drawn by the three-dimensional CAD device. (a)は別実施形態を示し、3次元CAD装置に入力された正面図の説明図、(b)は同側面図の説明図である。13A shows another embodiment, and is an explanatory diagram of a front view inputted into a three-dimensional CAD device, and FIG. 13B is an explanatory diagram of a side view of the same embodiment. (a)は別実施形態を示し、3次元CAD装置に入力された平面図の説明図、(b)は3次元CAD装置で描画された3次元モデルの説明図である。13A shows another embodiment, and is an explanatory diagram of a plan view inputted into a three-dimensional CAD device, and FIG. 13B is an explanatory diagram of a three-dimensional model drawn by the three-dimensional CAD device.

以下に、本発明による3次元CAD装置および3次元構造物生成方法を図面に基づいて説明する。
図1(a)には、本発明が適用される3次元CAD装置のハードウェア構成が示され、図1(b)には、当該3次元CAD装置のソフトウェア構成が示されている。
The three-dimensional CAD device and the three-dimensional structure generating method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1(a) shows the hardware configuration of a three-dimensional CAD device to which the present invention is applied, and FIG. 1(b) shows the software configuration of the three-dimensional CAD device.

本実施形態では、3次元CAD装置としてタブレット型のコンピュータが用いられる。なお、本発明は、タブレット型のコンピュータの使用に限定されるものではなく、デスクプトップ型のコンピュータやラップトップ型のコンピュータを用いることもできる。 In this embodiment, a tablet computer is used as the 3D CAD device. Note that the present invention is not limited to the use of tablet computers, and desktop computers and laptop computers can also be used.

図1(a)に示すように、3次元CAD装置1は、3次元描画空間に、土木構造物(鉄道や道路の橋梁、高架橋、塔状構造物など)のような3次元構造物である3次元モデル(以下、「3Dモデル」とも表記する。)を生成する装置1であり、システムバス2を介して通信可能に接続されたCPU3、OSプログラムやアプリケーションプログラムなどが格納されるメモリ4、タッチパネル式液晶表示部5、タッチパネル式液晶表示部5に対する入力制御を実行する入力制御部6、タッチパネル式液晶表示部5に対する出力制御を実行する表示制御部7、外部デバイスとの接続のためのI/F制御部8などを備えている。 As shown in FIG. 1(a), the 3D CAD device 1 is a device that generates a 3D model (hereinafter also referred to as a "3D model") of a 3D structure such as a civil engineering structure (railroad or road bridge, viaduct, tower-like structure, etc.) in a 3D drawing space, and is equipped with a CPU 3 communicably connected via a system bus 2, a memory 4 in which an OS program, application programs, etc. are stored, a touch panel type liquid crystal display unit 5, an input control unit 6 that executes input control for the touch panel type liquid crystal display unit 5, a display control unit 7 that executes output control for the touch panel type liquid crystal display unit 5, an I/F control unit 8 for connection with an external device, etc.

入力制御部6ではスタイラスペンを用いたポイント指定操作の各種の操作態様(タップ、長押し、ダブルタップ、ドラッグなど)に対応して、画面に表示された描画オブジェクトやアイコンなどを選択して所要の描画処理(直線描画、曲線描画、回転、移動など)が実行可能になる。 The input control unit 6 responds to various types of point designation operations using a stylus pen (tap, long press, double tap, drag, etc.) by selecting drawing objects and icons displayed on the screen and performing the required drawing processing (straight line drawing, curve drawing, rotation, movement, etc.).

I/F制御部8には、メモリI/F制御部や無線通信I/F制御部などが含まれ、例えばメモリI/F制御部を介して可搬性のメモリ媒体9との間で情報の入出力が可能となり、無線通信I/F制御部を介してクラウドサーバ10などとの間で情報の入出力が可能となる。 The I/F control unit 8 includes a memory I/F control unit and a wireless communication I/F control unit, and for example, information can be input and output with a portable memory medium 9 via the memory I/F control unit, and information can be input and output with a cloud server 10, etc. via the wireless communication I/F control unit.

3次元CAD装置1は、メモリ4に格納された3次元CADプログラムが、OSプログラムの管理下でCPU3によって実行されることにより、以下の各機能ブロックが実現される。3次元CADプログラムとして「Shapr3D」が好適に使用できる。なお、「Shapr3D」以外の3次元CADプログラムを用いることも可能である。 In the 3D CAD device 1, the following functional blocks are realized by the CPU 3 executing the 3D CAD program stored in the memory 4 under the control of the OS program. "Shapr3D" is preferably used as the 3D CAD program. However, it is also possible to use 3D CAD programs other than "Shapr3D".

図1(b)に示すように、3次元CADプログラムが実行されることにより、3次元CAD装置1は、2次元図面入力処理部21、尺度整合処理部22、基点整合処理部23、視点整合処理部24、描画処理部25、3Dモデル生成処理部26、3D図面管理部27、表示処理部28などの機能ブロックが具現化される。 As shown in FIG. 1(b), when the 3D CAD program is executed, the 3D CAD device 1 realizes functional blocks such as a 2D drawing input processing unit 21, a scale matching processing unit 22, a base point matching processing unit 23, a viewpoint matching processing unit 24, a drawing processing unit 25, a 3D model generation processing unit 26, a 3D drawing management unit 27, and a display processing unit 28.

以下に各機能ブロックの動作を説明する。
2次元図面入力処理部21では、異なる視点で表現され、3次元の土木構造物(に対応する2次元形状と各部の寸法線が描かれた複数の2次元図面を入力して、其々のレイヤに貼りつけるインポート処理を実行する。2次元図面は設計者により事前に設計された、例えばPDFファイルやJPEGファイルなどの任意の図面ファイルで、正面図、背面図、右側面図、左側面図、平面図、底面図、任意の断面図などが含まれる。予めメモリスティックやUSBメモリに格納された図面ファイルがI/F制御部8を介して読み込まれ、或いは予めクラウドサーバに格納された図面ファイルがI/F制御部8を介して読み込まれる。
The operation of each functional block will be explained below.
The two-dimensional drawing input processing unit 21 inputs a plurality of two-dimensional drawings, each of which is expressed from different viewpoints and shows a two-dimensional shape corresponding to a three-dimensional civil engineering structure (and the dimension lines of each part), and executes an import process in which the drawings are pasted onto each layer. The two-dimensional drawings are any drawing files, such as PDF files or JPEG files, designed in advance by a designer, and include a front view, a back view, a right side view, a left side view, a plan view, a bottom view, any cross-sectional view, and the like. Drawing files stored in advance in a memory stick or USB memory are read via the I/F control unit 8, or drawing files stored in advance in a cloud server are read via the I/F control unit 8.

尺度整合処理部22は、2次元図面入力処理部21で読み込まれた複数の2次元図面の尺度を互いに整合させる処理を実行する。複数の2次元図面の縮尺が区々である場合に、3次元描画空間上で尺度が整合するように各2次元図面の縮尺を変更する。 The scale matching processing unit 22 executes a process for matching the scales of multiple 2D drawings loaded by the 2D drawing input processing unit 21. When multiple 2D drawings have different scales, the scale of each 2D drawing is changed so that the scales are matched in the 3D drawing space.

基点整合処理部23は、尺度整合処理部22で尺度が整合された複数の2次元図面に含まれる任意の基点が前記3次元描画空間の対応する位置と整合するように、前記2次元図面を3次元描画空間上で平行移動させる処理を実行する。これにより、各2次元図面に含まれる任意の基点同士の3次元描画空間内での相対位置関係が整合される。 The base point matching processor 23 executes a process of translating the two-dimensional drawings in the three-dimensional drawing space so that any base point included in the two-dimensional drawings whose scales have been matched by the scale matching processor 22 is matched with a corresponding position in the three-dimensional drawing space. This causes the relative positional relationship in the three-dimensional drawing space between any base points included in each two-dimensional drawing to be matched.

視点整合処理部24は、視方向が異なる複数の2次元図面を3次元描画空間上で整合するように、所定の基線を軸に2次元図面を回転させる。所定の基線として、基点整合処理部23で選択された基点を含み、3次元描画空間のX,Y,Zの何れかの軸に平行な直線が選択される。これらの処理によって、複数の2次元図面の相対位置が3次元描画空間上で互いに整合される。 The viewpoint alignment processing unit 24 rotates the two-dimensional drawings around a predetermined base line so that multiple two-dimensional drawings with different viewing directions are aligned in the three-dimensional drawing space. As the predetermined base line, a straight line that includes the base point selected by the base point alignment processing unit 23 and is parallel to one of the X, Y, or Z axes of the three-dimensional drawing space is selected. Through these processes, the relative positions of the multiple two-dimensional drawings are aligned with each other in the three-dimensional drawing space.

描画処理部25は、2次元図面の何れかを選択して、第1基準面として2次元で画面表示し、選択された2次元図面に示された形状と寸法線に基づいて、第1オブジェクトとなる平面図形を描画する第1描画処理と、第1基準面と交差する他の2次元図面を選択して、第2基準面として3次元空間に表示し、当該2次元図面に示された形状と寸法線に基づいて、第1描画処理で描画した第1オブジェクトに高さ(奥行き)を持たせた第2オブジェクトとなる立体図形を描画する第2描画処理を実行する。 The drawing processing unit 25 executes a first drawing process in which one of the two-dimensional drawings is selected, displayed on the screen in two dimensions as a first reference plane, and a planar figure that becomes a first object is drawn based on the shape and dimension lines shown in the selected two-dimensional drawing, and a second drawing process in which another two-dimensional drawing that intersects with the first reference plane is selected, displayed in three-dimensional space as a second reference plane, and a three-dimensional figure that becomes a second object by adding height (depth) to the first object drawn in the first drawing process, based on the shape and dimension lines shown in the selected two-dimensional drawing.

例えば、第1描画処理では、画面に表示された描画アイコンを操作して、画面に指定された点を直線や曲線で接続する描画処理が実行される。第2描画処理では、第1描画処理で描画された2Dオブジェクトを選択して高さ(奥行)方向に引き延ばす描画処理が実行される。 For example, in the first drawing process, a drawing process is performed in which a drawing icon displayed on the screen is operated to connect points specified on the screen with straight lines or curves. In the second drawing process, a drawing process is performed in which the 2D object drawn in the first drawing process is selected and stretched in the height (depth) direction.

3Dモデル生成処理部26は、描画処理部25で実行される第1描画処理と第2描画処理とを、各2次元図面に対して繰返し実行することにより3次元描画空間に3次元モデルを生成する。 The 3D model generation processing unit 26 generates a three-dimensional model in a three-dimensional drawing space by repeatedly executing the first drawing process and the second drawing process executed by the drawing processing unit 25 for each two-dimensional drawing.

3D図面管理処理部27は、3Dモデル生成処理部26で生成された3次元モデルを表す情報と、その基となる複数の2次元図面とを関連付けてメモリ4に記憶し、必要に応じてI/F制御部8を介して外部のメモリやサーバに出力する。 The 3D drawing management processing unit 27 associates information representing the three-dimensional model generated by the 3D model generation processing unit 26 with multiple two-dimensional drawings on which it is based, stores the information in the memory 4, and outputs the information to an external memory or server via the I/F control unit 8 as necessary.

表示処理部28は、上述した複数の処理に関する情報を画面上に表示するとともに、操作に必要なコマンドであるアイコンを画面に表示する。 The display processing unit 28 displays information related to the above-mentioned multiple processes on the screen, as well as icons that are commands required for operation.

以下に、図2に示すフローチャートに基づいて、3次元CAD装置の使用方法を説明する。
3DCAD装置に電源が投入されてアプリケーションが立ち上がると(S1)、オペレータは、複数のPDFファイルで構成された図面ファイルが格納されたUSBメモリをI/F制御部8に挿入し、画面に表示されるデータ読込アイコンをスタイラスペンでタッチ操作することで当該PDFファイルをインポートする。各PDFファイルは、3次元CAD装置で認識及び操作可能な2次元図面(以下、「2D図面)とも表記する。」となるようにファイル形式が変換されて、各レイヤに貼りつけられる。(S2,S3)。
A method of using the three-dimensional CAD device will be described below with reference to the flow chart shown in FIG.
When the 3D CAD device is powered on and the application is launched (S1), the operator inserts a USB memory storing a drawing file consisting of multiple PDF files into the I/F control unit 8, and imports the PDF files by touching the data read icon displayed on the screen with a stylus pen. The file format of each PDF file is converted so that it becomes a two-dimensional drawing (hereinafter also referred to as "2D drawing") that can be recognized and operated by the 3D CAD device, and the file is pasted onto each layer (S2, S3).

オペレータは、インポートされた各2D図面の尺度が整合するように、スタイラスペンで対応する2D図面を選択して、画面に表示された倍率調整アイコンを操作する。これにより、各2D図面が3次元描画空間を規定するX,Y,Z座標系の尺度に整合される(S4)。なお、画面操作に際してスタイラスペンを用いることは、以下の説明も同様である。 The operator selects the corresponding 2D drawing with the stylus pen and operates the magnification adjustment icon displayed on the screen so that the scale of each imported 2D drawing is consistent. This aligns the scale of each 2D drawing with the X, Y, Z coordinate system that defines the three-dimensional drawing space (S4). Note that the use of the stylus pen when operating the screen is the same as in the following explanation.

オペレータは、画面に表示された移動操作用のアイコンを操作することで、各2D図面の任意の基点が3次元描画空間の適正な位置になるように、2D図面をドラッグ操作して平行移動させる。詳述すると、各2D図面に表された形状のうち、対応する点同士が基点となり、各基点が3次元描画空間の座標系の対応する座標点と重畳するように各2D図面を平行移動させる(S5)。 By operating the movement icon displayed on the screen, the operator drags and translates each 2D drawing so that any base point on the 2D drawing is at an appropriate position in the 3D drawing space. In more detail, corresponding points on the shapes depicted in each 2D drawing become base points, and each 2D drawing is translated so that each base point overlaps with a corresponding coordinate point in the coordinate system of the 3D drawing space (S5).

オペレータは、各基点を整合させた後に、画面に表示されたアイコンを操作することで、3次元描画空間と各2D図面の視点を整合させる。具体的には、上述した基点を含む所定の基線を軸に2D図面を所定角度回転させることにより、3次元描画空間における視点を整合させる(S6)。 After aligning each base point, the operator aligns the viewpoints of the 3D drawing space and each 2D drawing by manipulating the icon displayed on the screen. Specifically, the operator aligns the viewpoints in the 3D drawing space by rotating the 2D drawing by a predetermined angle around a predetermined base line that includes the above-mentioned base point (S6).

図3(a),(b)に基づいて視点整合処理を説明する。図3(a)は、3層のレイヤL1.L2.L3の其々に貼りつけた2D図面F1,F2,F3が3次元描画空間におけるXY平面上に配置されており、各レイヤL1に平面図F1、レイヤL2に正面図F2、レイヤL3に左側面図F3が配されている。 The viewpoint matching process will be explained based on Figures 3(a) and (b). In Figure 3(a), 2D drawings F1, F2, and F3 attached to three layers L1, L2, and L3 are arranged on the XY plane in a three-dimensional drawing space, with a plan view F1 on layer L1, a front view F2 on layer L2, and a left side view F3 on layer L3.

そして、例えば、平面図F1、正面図F2、左側面図F3に描かれた形状(オブジェクト)の共通点を基点BPとして、上述の基点整合処理が実行された状態が示されている。なお、基点は各図面の共通点に限るものではなく、各図面の任意の点であればよく、当該任意の点が3次元描画空間に形成される3次元モデルの対応する点となるように平行移動(この例ではXY平面に対して平行移動)すればよい。 The figure shows the state in which the above-mentioned base point matching process has been performed, with the common point of the shapes (objects) drawn in the plan view F1, front view F2, and left side view F3 as the base point BP. Note that the base point is not limited to the common point of each drawing, but can be any point on each drawing, and the arbitrary point can be translated (translated relative to the XY plane in this example) so that it becomes a corresponding point on the three-dimensional model formed in the three-dimensional drawing space.

図3(b)に示すように、視点整合処理では、正面図F2がXZ平面と平行になるように基点BPを含む基線BL1(X軸に平行な線)の周りに-90°回転されて正面図F2´となり、左側面図F3がYZ平面と平行になるように基点BPを含む基線BL2(Y軸に平行な線)の周りに90°回転されて左側面図F3´となる。 As shown in FIG. 3(b), in the viewpoint matching process, the front view F2 is rotated -90° around the baseline BL1 (a line parallel to the X-axis) including the base point BP so that it is parallel to the XZ plane, resulting in a front view F2', and the left side view F3 is rotated 90° around the baseline BL2 (a line parallel to the Y-axis) including the base point BP so that it is parallel to the YZ plane, resulting in a left side view F3'.

このような尺度整合、基点整合、視点整合の各処理により、各2D図面が3D描画空間に正しく配置されるようになる。 Through these scale matching, base point matching, and viewpoint matching processes, each 2D drawing is correctly positioned in the 3D drawing space.

次に、図3(c)に示すように、視点を整合した2次元図面の何れか、この例では左側面図F3´が貼りつけられたレイヤL3を選択して、第1基準面RP1として画面表示し(S7)、選択された2次元図面に示された寸法線d1~d5に基づいて、第1オブジェクトとなる平面図形O1(図中、ハッチングした図形)を描画する第1描画処理を実行する(S8)。さらに、第1基準面RP1と交差する他の2次元図面、この例では平面図F1が貼りつけられたレイヤL1を選択して第2基準面RP2として画面表示し、2次元図面に示された寸法線d6に基づいて、第1オブジェクトに高さ(奥行)d6を持たせた第2オブジェクトとなる立体図形O2(図中、一点鎖線で示す図形)を描画する第2描画処理を実行する(S7,S8)。 Next, as shown in FIG. 3(c), one of the two-dimensional drawings with the aligned viewpoints, in this example layer L3 with the left side view F3' attached, is selected and displayed on the screen as the first reference plane RP1 (S7), and a first drawing process is executed to draw a planar figure O1 (hatched figure in the drawing) that will be the first object based on the dimension lines d1 to d5 shown on the selected two-dimensional drawing (S8). Furthermore, another two-dimensional drawing that intersects with the first reference plane RP1, in this example layer L1 with the plan view F1 attached, is selected and displayed on the screen as the second reference plane RP2, and a second drawing process is executed to draw a solid figure O2 (figure shown by dashed line in the drawing) that will be the second object with height (depth) d6 added to the first object based on the dimension line d6 shown on the two-dimensional drawing (S7, S8).

オペレータは、上述した第1描画処理と第2描画処理と同様の処理を、各2次元図面に対して繰返し実行する3次元モデル生成処理により(S9)、最終の3次元モデルを生成して表示する(S10)。 The operator performs a 3D model generation process (S9) in which processes similar to the first and second drawing processes described above are repeatedly performed on each 2D drawing, and the final 3D model is generated and displayed (S10).

最終の3次元モデルを生成した後に、視点の何れかから眺めた3次元モデルを表示するとともに、任意の視点に対応する元の2次元図面を重畳して正対するように表示させることで、2次元図面に示された寸法と3Dモデルとの整合状態を確認する整合状態確認処理の実行が可能になる。 After generating the final 3D model, the 3D model viewed from one of the viewpoints is displayed, and the original 2D drawing corresponding to the selected viewpoint is superimposed and displayed facing the model, making it possible to perform a consistency check process to check the consistency between the dimensions shown on the 2D drawing and the 3D model.

この過程で得られる3次元モデル同士が3次元モデル空間の一部で重畳するような場合に、その基準となる各2D図面に整合性がないことが容易に判別できる。この場合には、元の2次元図面を修正するように設計者に指示することで、正しい2次元図面を得た後に同様の処理を繰り返すことになる。このような整合状態確認処理を繰り返す次元モデル検証処理により、最終の次元モデルが確定する。 If the 3D models obtained in this process overlap in parts of the 3D model space, it is easy to determine that the reference 2D drawings are not consistent. In this case, the designer is instructed to correct the original 2D drawings, and the same process is repeated after obtaining the correct 2D drawings. The final 3D model is determined by the 3D model verification process, which repeats such a consistency check process.

次元モデル検証処理では、確定した次元モデルを予めインポートされた2D図面に対応する視方向から表示させるように視方向を設定し、その視方向に対応する2D図面を重畳表示させることで、2D図面に記載された寸法を参照することが可能となり、3Dモデルの各部の寸法を容易に確認することができるようになる。このとき、3Dモデルまたは2D図面の何れか一方を半透明表示させることにより、視認性を向上させることができる。 In the 3D model verification process, the viewing direction is set so that the finalized 3D model is displayed from the viewing direction corresponding to the 2D drawing previously imported, and the 2D drawing corresponding to the viewing direction is superimposed, making it possible to refer to the dimensions described in the 2D drawing and easily confirm the dimensions of each part of the 3D model. At this time, visibility can be improved by displaying either the 3D model or the 2D drawing semi-transparently.

図4(a)には、図3(c)に示す3Dモデルの平面視での形状とそれに重畳された2D図面に描画された寸法が重畳示された次元モデル検証画面が例示されている。また、図4(b)には、図3(c)に示す3Dモデルの左側面視での形状とそれに重畳された2D図面に描画された寸法が重畳示された次元モデル検証画面が例示されている。 Fig. 4(a) illustrates a three -dimensional model verification screen in which the shape of the 3D model shown in Fig. 3(c) in plan view and the dimensions drawn in the 2D drawing superimposed thereon are shown, and Fig. 4(b) illustrates a three-dimensional model verification screen in which the shape of the 3D model shown in Fig. 3 (c) in left side view and the dimensions drawn in the 2D drawing superimposed thereon are shown, respectively.

以上の説明で用いた3次元モデルは、理解を容易にするために単純な形状で構成されているが、現実の土木構造物は複雑な形状をしており、平面図間の対比では最終構造物の寸法や形状を把握するのが極めて困難な状況である。しかし、本発明の3次元CAD装置の使用方法を採用することで、複雑な立体形状であっても確実に認識でき、かつ各部の寸法も容易に把握できるようになる。 The three-dimensional model used in the above explanation is constructed with simple shapes to make it easier to understand, but actual civil engineering structures have complex shapes, and it is extremely difficult to grasp the dimensions and shape of the final structure by comparing plan views. However, by adopting the method of using the three-dimensional CAD device of the present invention, even complex three-dimensional shapes can be recognized reliably, and the dimensions of each part can be easily understood.

図5(a)には、正面図がインポートされた3次元CAD装置1の操作画面が例示され、図5(b)には、側面図がインポートされた3次元CAD装置1の操作画面が例示され、図6(a)には、平面図がインポートされた3次元CAD装置1の操作画面が例示されている。そして、図6(b)には、3Dモデル空間に描画された3Dモデルと、対応する2D図面が半透明で表示されている。 Figure 5(a) illustrates an example of the operation screen of the 3D CAD device 1 with a front view imported, Figure 5(b) illustrates an example of the operation screen of the 3D CAD device 1 with a side view imported, and Figure 6(a) illustrates an example of the operation screen of the 3D CAD device 1 with a plan view imported. And Figure 6(b) shows a 3D model drawn in the 3D model space and the corresponding 2D drawing displayed semi-transparently.

操作画面のアイコンを操作して回転表示させることで、例えば正面図に正対した3Dモデルと、対応する2D図面を重畳表示することができ、各部の寸法を容易に認識できる。 By manipulating the icons on the operation screen to rotate the display, it is possible to display, for example, a 3D model facing directly on the front view and the corresponding 2D drawing superimposed on each other, making it easy to see the dimensions of each part.

図7(a)には、正面図がインポートされた3次元CAD装置1の操作画面が例示され、図7(b)には、側面図がインポートされた3次元CAD装置1の操作画面が例示され、図8(a)には、平面図がインポートされた3次元CAD装置1の操作画面が例示されている。各2D図面に示されたオブジェクトと対応する寸法表示に誤りが認められる。そして、図6(b)には、3Dモデル空間に描画された3Dモデルと、対応する2D図面が半透明で表示されている。 Figure 7(a) illustrates an example of the operation screen of the 3D CAD device 1 into which a front view has been imported, Figure 7(b) illustrates an example of the operation screen of the 3D CAD device 1 into which a side view has been imported, and Figure 8(a) illustrates an example of the operation screen of the 3D CAD device 1 into which a plan view has been imported. Errors have been found in the dimensional display corresponding to the objects shown in each 2D drawing. And Figure 6(b) shows the 3D model drawn in the 3D model space and the corresponding 2D drawing displayed semi-transparently.

3Dモデルと対応する2D図面の寸法が対応しておらず、2D図面に齟齬があることが容易に判別できる。この例では2D図面を目視するだけで寸法表記に誤りがあることが理解できるが、実際の複雑な形状では齟齬の有無を容易に判別できない場合が多くあり、本発明の3次元CAD装置の使用方法は、そのような場合に特に有用となる。特に、各2D図面では容易に理解できない3D形状であっても、各2D図面に基づいて3Dモデルを生成すると3Dモデルの一部が互いに干渉することが極めて容易に判断できる点で有用である。 In this example, the dimensions of the 3D model and the corresponding 2D drawing do not correspond, and it is easy to determine that there is a discrepancy in the 2D drawing. In this example, it is possible to see that there is an error in the dimensional notation just by looking at the 2D drawing, but in actual complex shapes, it is often not easy to determine whether there is a discrepancy, and the method of using the 3D CAD device of the present invention is particularly useful in such cases. In particular, it is useful in that even for 3D shapes that are not easily understood in each 2D drawing, when a 3D model is generated based on each 2D drawing, it is extremely easy to determine that parts of the 3D models interfere with each other.

以上説明した通り、本発明による3次元描画空間に3次元構造物を生成する3次元CAD装置の使用方法は、異なる視点で表現され、前記3次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の2次元図面を前記3次元CAD装置にインポートする2次元図面入力ステップと、前記3次元描画空間において、前記2次元図面の各尺度を所定の尺度に整合させる尺度整合ステップと、前記所定の尺度に整合した前記2次元図面に含まれる任意の基点が前記3次元描画空間の対応する位置と整合するように、前記2次元図面を平行移動させる基点整合ステップと、前記基点を整合した前記2次元図面を、前記3次元描画空間と前記視点が整合するように、必要に応じて所定の基線を軸に回転させる視点整合ステップと、前記視点を整合した前記2次元図面の何れかを選択して、第1基準面として画面表示し、選択された前記2次元図面に示された前記寸法線に基づいて、第1オブジェクトとなる平面図形を描画する第1描画ステップと、前記第1基準面と交差する他の2次元図面を選択して、第2基準面として画面表示し、前記2次元図面に示された前記寸法線に基づいて、前記第1オブジェクトに高さを持たせた第2オブジェクトとなる立体図形を描画する第2描画ステップと、前記第1描画ステップと前記第2描画ステップを、各2次元図面に対して繰返し実行することにより3次元モデルを生成する3次元モデル生成ステップと、を含む。 As described above, the method of using a three-dimensional CAD device according to the present invention for generating a three-dimensional structure in a three-dimensional drawing space includes a two-dimensional drawing input step of importing into the three-dimensional CAD device a plurality of two-dimensional drawings, each of which is represented from different viewpoints and on which dimension lines corresponding to the three-dimensional structure are drawn; a scale matching step of matching each scale of the two-dimensional drawings to a predetermined scale in the three-dimensional drawing space; a base point matching step of translating the two-dimensional drawings so that any base point included in the two-dimensional drawings matched to the predetermined scale is matched to a corresponding position in the three-dimensional drawing space; and a base point matching step of translating the two-dimensional drawings with the base points matched, if necessary, to a predetermined base line so that the viewpoint is matched to the three-dimensional drawing space. a viewpoint alignment step of rotating the two-dimensional drawing around an axis; a first drawing step of selecting one of the two-dimensional drawings for which the viewpoint has been aligned, displaying it on the screen as a first reference plane, and drawing a plane figure that will become a first object based on the dimension lines shown on the selected two-dimensional drawing; a second drawing step of selecting another two-dimensional drawing that intersects with the first reference plane, displaying it on the screen as a second reference plane, and drawing a solid figure that will become a second object by adding height to the first object based on the dimension lines shown on the two-dimensional drawing; and a three-dimensional model generation step of generating a three-dimensional model by repeatedly executing the first drawing step and the second drawing step for each two-dimensional drawing.

2次元図面入力ステップで、3次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の2次元図面ファイルが3次元CAD装置にインポートされて3次元描画空間に2次元図面が定義される。尺度整合ステップで、複数の2次元図面の尺度が統一され、基点整合ステップで、複数の2次元図面が3次元描画空間の所定の基点を基準に移動され、視点整合ステップで、3次元描画空間と前記視点が整合するように、所定の基線を軸に対応する2次元図面を回転させることで、基点を基準に複数の2次元図面の位置関係が3次元描画空間で整合される。 In the 2D drawing input step, multiple 2D drawing files with dimension lines corresponding to the 3D structure are imported into the 3D CAD device, and the 2D drawings are defined in the 3D drawing space. In the scale matching step, the scales of the multiple 2D drawings are unified, in the base point matching step, the multiple 2D drawings are moved based on a specified base point in the 3D drawing space, and in the viewpoint matching step, the 2D drawings corresponding to the specified base line are rotated around an axis so that the viewpoint is matched with the 3D drawing space, thereby matching the positional relationship of the multiple 2D drawings in the 3D drawing space based on the base point.

その後、3次元モデル生成ステップで、第1描画ステップと第2描画ステップが繰り返されることで、3次元モデルが生成される。第1描画ステップでは、視点が整合された2次元図面の何れかが選択され、選択された2次元図面が第1基準面として画面表示され、2次元図面に示された寸法線に基づいて、第1オブジェクトとなる平面図形が描画される。第2描画ステップでは、第1基準面と交差する他の2次元図面が選択され、選択された2次元図面が第2基準面として画面表示され、2次元図面に示された寸法線に基づいて、第1オブジェクトに高さを持たせた第2オブジェクトとなる立体図形が描画される。第1描画ステップと第2描画ステップが、各2次元図面に対して繰返し実行されることにより、表示装置に表示された2次元図面に基づいて正確な3次元モデルが極めて簡単に生成される。 Then, in the three-dimensional model generation step, the first and second drawing steps are repeated to generate a three-dimensional model. In the first drawing step, one of the two-dimensional drawings with the aligned viewpoints is selected, the selected two-dimensional drawing is displayed on the screen as the first reference plane, and a planar figure that becomes the first object is drawn based on the dimension lines shown in the two-dimensional drawing. In the second drawing step, another two-dimensional drawing that intersects with the first reference plane is selected, the selected two-dimensional drawing is displayed on the screen as the second reference plane, and a solid figure that becomes the second object by adding height to the first object is drawn based on the dimension lines shown in the two-dimensional drawing. By repeatedly executing the first and second drawing steps for each two-dimensional drawing, an accurate three-dimensional model is generated extremely easily based on the two-dimensional drawings displayed on the display device.

また、前記3次元モデル生成ステップにより生成され、前記視点の何れかから眺めた3次元モデルを表示するとともに、前記視点に対応する前記2次元図面を重畳して正対するように表示し、前記2次元図面に示された寸法と前記次元モデルとの整合状態を確認する整合状態確認ステップを備え、各視点から眺めた3次元モデルに対して、前記整合状態確認ステップを繰り返す次元モデル検証ステップと、を備えていることが好ましい。 It is also preferable that the method further comprises a consistency confirmation step of displaying the three-dimensional model generated by the three-dimensional model generation step and viewed from any of the viewpoints, and displaying the two-dimensional drawing corresponding to the viewpoint in a superimposed and facing direction, and confirming a consistency between the dimensions shown in the two-dimensional drawing and the three- dimensional model, and a three-dimensional model verification step of repeating the consistency confirmation step for the three- dimensional model viewed from each viewpoint.

整合状態確認ステップでは、3次元モデル生成ステップで生成された3次元モデルの基となった複数の2次元図面ファイルの何れかの視点から眺めた3次元モデルが表示され、視点に対応する2次元図面が3次元モデルに重畳して正対するように表示される結果、2次元図面に示された寸法を参照することで、次元モデルの対応する要素の寸法が容易に把握できるようになる。次元モデル検証ステップでは、各視点から眺めた3次元モデルに対して、整合状態確認ステップが繰り返される。 In the consistency check step, the 3D model viewed from one of the viewpoints of the multiple 2D drawing files that were the basis of the 3D model generated in the 3D model generation step is displayed, and the 2D drawing corresponding to the viewpoint is displayed superimposed on the 3D model so as to face it directly, so that the dimensions of the corresponding elements of the 3D model can be easily understood by referring to the dimensions shown in the 2D drawing. In the 3D model verification step, the consistency check step is repeated for the 3D model viewed from each viewpoint.

対象となる3次元モデルは土木構造物であることが好ましく、土木建築現場などで、次元モデル検証ステップが実行されることにより、例えば現場責任者が施工対象となる土木構造物を極めて容易に且つ正確に把握することができる。 The target three-dimensional model is preferably a civil engineering structure, and by executing the three- dimensional model verification step at a civil engineering construction site, for example, the site manager can very easily and accurately grasp the civil engineering structure that is the target of construction.

上述した実施形態では、対象となる3次元モデルが土木構造物である例を説明したが、本発明が適用される対象は、土木構造物に限定されることなく、任意の3次元構造物に適用できることはいうまでもない。 In the above embodiment, an example was described in which the target three-dimensional model was a civil engineering structure, but it goes without saying that the subject to which the present invention is applied is not limited to civil engineering structures, and can be applied to any three-dimensional structure.

上述した実施形態は何れも本発明の一態様に過ぎず、該記載により本発明の技術的範囲が限定されるものではなく、本発明の作用効果を奏する範囲で各部の具体的な構成は適宜変更設計することができることはいうまでもない。 The above-mentioned embodiments are merely one aspect of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited by the above description. It goes without saying that the specific configuration of each part can be appropriately modified and designed within the scope of the effects of the present invention.

1:3次元CAD装置
21:2D図面入力処理部
22:尺度整合処理部
23:基点整合処理部
24:視点整合処理部
25:描画処理部
26:3Dモデル生成処理部
27:3D図面管理部
28:表示処理部
1: 3D CAD device 21: 2D drawing input processing unit 22: scale matching processing unit 23: base point matching processing unit 24: viewpoint matching processing unit 25: drawing processing unit 26: 3D model generation processing unit 27: 3D drawing management unit 28: display processing unit

Claims (3)

3次元描画空間に3次元構造物を生成する3次元CAD装置であって、
異なる視点で表現され、前記3次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の2次元図面を前記3次元CAD装置にインポートする2次元図面入力処理部と、
前記3次元描画空間において、前記2次元図面の各尺度を所定の尺度に整合させる尺度整合処理部と、
前記所定の尺度に整合した前記2次元図面に含まれる任意の基点が前記3次元描画空間の対応する位置と整合するように、前記2次元図面を平行移動させる基点整合処理部と、
前記基点を整合した前記2次元図面を、前記3次元描画空間と前記視点が整合するように、必要に応じて所定の基線を軸に回転させる視点整合処理部と、
前記視点を整合した前記2次元図面の何れかを選択して、第1基準面として画面表示し、選択された前記2次元図面に示された前記寸法線に基づいて、第1オブジェクトとなる平面図形を描画する第1描画処理部と、
前記第1基準面と交差する他の2次元図面を選択して、第2基準面として画面表示し、前記2次元図面に示された前記寸法線に基づいて、前記第1オブジェクトに高さを持たせた第2オブジェクトとなる立体図形を描画する第2描画処理部と、
前記第1描画処理部と前記第2描画処理部を、各2次元図面に対して繰返し実行することにより3次元モデルを生成する3次元モデル生成処理部と、
前記3次元モデル生成処理部により生成され、前記視点の何れかから眺めた3次元モデルを表示するとともに、前記視点に対応する前記2次元図面を重畳して正対するように表示し、前記2次元図面に示された寸法と前記次元モデルとの整合状態を確認する表示処理部と、
を含む3次元CAD装置
A three-dimensional CAD device for generating a three-dimensional structure in a three-dimensional drawing space, comprising:
a two-dimensional drawing input processing unit that imports a plurality of two-dimensional drawings, each of which is expressed from a different viewpoint and has dimension lines corresponding to the three-dimensional structure, into the three-dimensional CAD device;
a scale matching processing unit that matches each scale of the two-dimensional drawing to a predetermined scale in the three-dimensional drawing space;
a base point matching processing unit that translates the two-dimensional drawing so that an arbitrary base point included in the two-dimensional drawing aligned to the predetermined scale is aligned with a corresponding position in the three-dimensional drawing space;
a viewpoint alignment processing unit that rotates the two-dimensional drawing, the base point of which has been aligned, about a predetermined base line as necessary so that the viewpoint is aligned with the three-dimensional rendering space;
a first drawing processing unit that selects one of the two-dimensional drawings with the aligned viewpoints, displays it on a screen as a first reference plane, and draws a plane figure that is to be a first object based on the dimension lines shown on the selected two-dimensional drawing;
a second drawing processing unit that selects another two-dimensional drawing that intersects with the first reference plane, displays it on the screen as a second reference plane, and draws a three-dimensional figure that becomes a second object by adding height to the first object based on the dimension lines shown on the two-dimensional drawing ;
a three-dimensional model generation processing unit that generates a three-dimensional model by repeatedly executing the first rendering processing unit and the second rendering processing unit for each two-dimensional drawing;
a display processing unit that displays the three-dimensional model generated by the three-dimensional model generation processing unit and viewed from any one of the viewpoints, and also displays the two-dimensional drawing corresponding to the viewpoint in a superimposed manner so as to face the two-dimensional drawing, and confirms a matching state between the dimensions shown in the two-dimensional drawing and the three- dimensional model;
A three-dimensional CAD device including:
前記3次元モデルが土木構造物である請求項1記載の3次元CAD装置。 The 3D CAD device according to claim 1, wherein the 3D model is a civil engineering structure. 3次元CAD装置により3次元描画空間に3次元構造物を生成する3次元構造物生成方法であって、
2次元図面入力処理部により実行され、異なる視点で表現され、前記3次元構造物に対応する寸法線が描かれた複数の2次元図面を前記3次元CAD装置にインポートする2次元図面入力ステップと、
尺度整合処理部により実行され、前記3次元描画空間において、前記2次元図面の各尺度を所定の尺度に整合させる尺度整合ステップと、
基点整合処理部により実行され、前記所定の尺度に整合した前記2次元図面に含まれる任意の基点が前記3次元描画空間の対応する位置と整合するように、前記2次元図面を平行移動させる基点整合ステップと、
視点整合処理部により実行され、前記基点を整合した前記2次元図面を、前記3次元描画空間と前記視点が整合するように、必要に応じて所定の基線を軸に回転させる視点整合ステップと、
第1描画処理部により実行され、前記視点を整合した前記2次元図面の何れかを選択して、第1基準面として画面表示し、選択された前記2次元図面に示された前記寸法線に基づいて、第1オブジェクトとなる平面図形を描画する第1描画ステップと、
第2描画処理部により実行され、前記第1基準面と交差する他の2次元図面を選択して、第2基準面として画面表示し、前記2次元図面に示された前記寸法線に基づいて、前記第1オブジェクトに高さを持たせた第2オブジェクトとなる立体図形を描画する第2描画ステップと、
3次元モデル生成処理部により実行され、前記第1描画ステップと前記第2描画ステップを、各2次元図面に対して繰返し実行することにより3次元モデルを生成する3次元モデル生成ステップと、
表示処理部により実行され、前記3次元モデル生成ステップにより生成され、前記視点の何れかから眺めた3次元モデルを表示するとともに、前記視点に対応する前記2次元図面を重畳して正対するように表示し、前記2次元図面に示された寸法と前記3次元モデルとの整合状態を確認する整合状態確認ステップを備え、
各視点から眺めた3次元モデルに対して、前記整合状態確認ステップを繰り返す3次元モデル検証ステップと、
を実行する3次元構造物生成方法。
A three-dimensional structure generating method for generating a three-dimensional structure in a three-dimensional drawing space by a three-dimensional CAD device, comprising the steps of:
a two-dimensional drawing input step, which is executed by a two-dimensional drawing input processing unit, for importing into the three-dimensional CAD device a plurality of two-dimensional drawings, which are expressed from different viewpoints and on which dimension lines corresponding to the three-dimensional structure are drawn;
a scale matching step of matching each scale of the two-dimensional drawing to a predetermined scale in the three-dimensional drawing space, the scale matching step being executed by a scale matching processing unit;
a base point matching step, which is executed by a base point matching processing unit, of translating the two-dimensional drawing so that any base point included in the two-dimensional drawing aligned to the predetermined scale is aligned with a corresponding position in the three-dimensional drawing space;
a viewpoint alignment step, which is executed by a viewpoint alignment processing unit, of rotating the two-dimensional drawing, the base point of which has been aligned, about a predetermined base line as necessary so that the viewpoint is aligned with the three-dimensional drawing space;
a first drawing step, which is executed by a first drawing processing unit, of selecting one of the two-dimensional drawings to which the viewpoint is aligned, displaying it on a screen as a first reference plane, and drawing a plane figure to be a first object based on the dimension lines shown on the selected two-dimensional drawing;
a second drawing step, which is executed by a second drawing processing unit, of selecting another two-dimensional drawing that intersects with the first reference plane, displaying it on the screen as a second reference plane, and drawing a three-dimensional figure that becomes a second object by adding height to the first object based on the dimension lines shown on the two-dimensional drawing;
a three-dimensional model generating step, which is executed by a three-dimensional model generating processing unit, for repeatedly executing the first drawing step and the second drawing step for each two-dimensional drawing to generate a three-dimensional model;
a matching state confirmation step, which is executed by a display processing unit, for displaying the three-dimensional model generated by the three-dimensional model generating step and viewed from any one of the viewpoints, and for displaying the two-dimensional drawing corresponding to the viewpoint in a superimposed manner so as to face the two-dimensional drawing, and for confirming a matching state between the dimensions shown in the two-dimensional drawing and the three-dimensional model;
a 3D model verification step of repeating the matching state confirmation step for the 3D model viewed from each viewpoint;
A three-dimensional structure generating method that executes the above.
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