形状変形装置、形状変形方法及びプログラム
【課題】最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で変形することができ、さらに計算時間を短縮することを可能にすること。
【解決手段】形状データ作成システム１は、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて内板形状及び成形形状を含む変形対象空間を変形させる変形実行部２５２と、変形実行部２５２により当該複数の制御点が移動された後、当該変形対象空間における制御点の数を増加させるとともに、変形される空間の範囲を所定範囲に比べて縮小させる条件変更部２５４と、を備え、変形実行部２５２は、条件変更部２５４により制御点の数、及び変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて当該変形対象空間を変形させる。
【解決手段】形状データ作成システム１は、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて内板形状及び成形形状を含む変形対象空間を変形させる変形実行部２５２と、変形実行部２５２により当該複数の制御点が移動された後、当該変形対象空間における制御点の数を増加させるとともに、変形される空間の範囲を所定範囲に比べて縮小させる条件変更部２５４と、を備え、変形実行部２５２は、条件変更部２５４により制御点の数、及び変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて当該変形対象空間を変形させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被変形形状を含む空間に設けられ、当該空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を変形させる、形状変形装置、形状変形方法及びプログラムに関し、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で変形することができ、さらに計算時間を短縮することができる形状変形装置、形状変形方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等の製品の設計では、初期段階において、製品の外観を決定するデザイン形状が設計され、その後の段階において、このデザイン形状に対応し、製品の内部形状を決定する内板形状、及びプレス加工時等に必要となる成形形状が設計される。続いて、このデザイン形状、内板形状、及び成形形状に基づいて、実際に成形性の検証シミュレーションが行われ、成形可能か否かの検討が行われる。続いて、成形可能という検討結果を得られた場合、デザイン形状、内板形状、及び成形形状が確定される。
【０００３】
しかしながら、デザイン形状、内板形状、及び成形形状は、主に、この順番に設計されるため、デザイン形状が設計された直後には、内板形状及び成形形状の設計がなされておらず、検証シミュレーションを行うことができない。このため、内板形状及び成形形状が設計されてから検証シミュレーションを行う必要があり、仮に成形不可能という検討結果が得られた場合、デザイン形状の再設計を行わなければならず、大幅な手戻りが生じてしまう。
【０００４】
そこで、製品のデザイン形状といった設計の初期段階において、既存の設計情報から当該デザイン形状に類似する既存のデザイン形状を流用して検証シミュレーションを行う方法が提案されている。すなわち、検証シミュレーションでは、流用した既存のデザイン形状を製品のデザイン形状に近づける変形を行い、同様の変形を、当該既存のデザイン形状に対応する内板形状及び成形形状に対して行い、変形された内板形状及び成形形状が成形可能か否かを検討する。例えば、特許文献１には、ＦＦＤ（Ｆｒｅｅ−Ｆｏｒｍ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）法を使用してデザインを最適化する方法が提案されている。すなわち、特許文献１では、デザインを示す物体点を移動させる方向及び移動させる量を指示して、変形を行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６５４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の方法によりデザインを最適化する場合に、物体点を移動させる方向及び移動させる量が最適な値となるように自動的に計算する方法を用いることが提案されている。
【０００７】
このような方法としては、共役勾配法、最急降下法、ニュートン法といったアルゴリズムが挙げられる。しかしながら、いずれの方法においても、変形の対象となる形状と目標となる形状との類似度が低い場合、目標となる形状に到達する前に、局所的な最適解に収束してしまい、結果として、目標となるデザインの形状に到達できない恐れがある。これは、最適化問題と呼ばれるものである。
【０００８】
最適化問題は、物体点、すなわち、形状を示すパラメータの数が多いことを起因とする場合が多い。そこで、最適化問題を解消するために、パラメータの数を減らすと、形状の細部を表現することができず、変形精度が低下してしまう。さらに、最適化問題が発生しない場合であっても、パラメータの数が多いほど、計算時間が増加するといった問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で被変形形状を基準形状に類似するように変形することができ、さらに計算時間を短縮することを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の形状変形装置（例えば、後述の形状データ検索システム１）は、被変形形状（例えば、後述の内板形状及び成形形状）を含む空間としての形状包含空間（例えば、後述の内板形状及び成形形状包含変形対象空間）に設けられ、当該形状包含空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を基準形状（例えば、後述の基準部位形状）に類似するように変形させる形状変形装置において、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる変形手段（例えば、後述の変形実行部２５２）と、前記変形手段により当該複数の制御点が移動された後、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させる条件変更手段（例えば、後述の条件変更部２５４）と、を備え、前記変形手段は、前記条件変更手段により前記制御点の数、及び前記変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる。
【００１１】
この発明によれば、変形手段により、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点が移動されて形状包含空間が変形される。次に、条件変更手段により、変形手段により当該複数の制御点が移動された後、形状包含空間における制御点の数が増加され、変形される空間の範囲が所定範囲に比べて縮小される。次に、変形手段により、条件変更手段により制御点の数、及び変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点が移動されて形状包含空間が変形される。
【００１２】
このように、本発明の形状変形装置は、形状包含空間を変形させる途中で、形状包含空間における制御点の数を増加させることができる。よって、本発明の形状変形装置は、変形の初期段階において、制御点の数を少ない状態として、最適化問題の発生を防ぎつつ、短い計算時間で形状包含空間に含まれる被変形形状を低い変形精度で変形させることができる。そして、本発明の形状変形装置は、制御点の数を増加させて、低い変形精度で変形させた被変形形状を高い変形精度で変形させることができる。したがって、本発明の形状変形装置は、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で被変形形状を変形することができ、さらに計算時間を短縮することができる。
【００１３】
本発明の形状変形方法は、被変形形状を含む空間としての形状包含空間に設けられ、当該形状包含空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を基準形状（例えば、後述の基準部位形状）に類似するように変形させる形状変形装置が実行する形状変形方法において、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる変形ステップ（例えば、後述する内板・成形形状データ作成処理のステップＳ５２）と、前記変形ステップにおいて当該複数の制御点が移動された後、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させる条件変更ステップ（例えば、後述する内板・成形形状データ作成処理のステップＳ５８）と、を含み、前記変形ステップにおいては、前記条件変更ステップの処理で前記制御点の数、及び前記変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる。
【００１４】
この発明によれば、本発明の形状変形装置と同様の効果を奏することができる。
【００１５】
また、前記制御点は、ＦＦＤ（Ｆｒｅｅ−Ｆｏｒｍ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）法において、前記被変形形状を含む空間に格子状に配置される点であることが好ましい。
【００１６】
このようにすることで、本発明の形状変形方法は、ＦＦＤ法における制御点を被変形形状の変形途中で増加させて、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で被変形形状を変形することができる。
【００１７】
また、上記形状変形方法は、前記変形ステップの処理で変形された後の前記被変形形状の変形前と、前記基準形状との差異を測定し、当該差異が閾値未満か否かを判定する判定ステップ（例えば、後述する変形データ作成処理のステップＳ４６）をさらに含み、前記条件変更ステップにおいては、前記判定ステップの処理で、前記差異が前記閾値未満と判定された場合に、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させ、さらに、当該閾値に所定値減算し、前記変形ステップにおいては、前記条件変更ステップの処理で、前記制御点の数、前記変形される空間の範囲、及び前記閾値が変更された後、前記差異が当該閾値未満となるまで、複数の制御点を繰返し移動させて前記形状包含空間を変形させることが好ましい。
【００１８】
このようにすることで、本発明の形状変形方法は、判定ステップにおいて、被変形形状の変形前と比べた場合の差異が閾値未満と判定された場合に、条件変更ステップにおいて、形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を、形状包含空間が変形される前に比べて縮小させ、さらに、当該閾値に所定値減算する。よって、本発明の形状変形方法は、被変形形状の差異が変形前と比べて閾値未満となるような形状変形の収束状態となった場合に、条件変形ステップにおいて制御点等の変形条件を切り替えて、高い変形精度で被変形形状の変形を行うことができる。
【００１９】
また、上記形状変形方法は、前記被変形形状と前記基準形状とは点列データから構成され、前記判定ステップにおいては、前記変形ステップの処理で変形された後の前記被変形形状の点列データと前記基準形状の点列データ（例えば、後述の対象部位点列データ）とのそれぞれについて、所定の分解能でフーリエ変換を行うことにより前記被変形形状の波形データと前記基準形状の波形データとを算出し、算出された前記被変形形状の波形データと前記基準形状の波形データとのベクトル差を算出することによって、前記被変形形状と前記基準形状との差異を測定することが好ましい。
【００２０】
このようにすることで、本発明の形状変形方法は、判定ステップにおいて、被変形形状の波形データと基準形状の波形データとのベクトル差を算出することによって、被変形形状と前記基準形状との差異を測定する。よって、本発明の形状変形方法は、ベクトル差を基準として適切に類似度を判定することができる。
【００２１】
また、上記形状変形方法は、前記条件変更ステップにおいては、前記判定ステップの処理で、前記差異が前記閾値未満と判定された場合に、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させ、さらに、当該閾値を所定値減算するとともに前記所定の分解能を上げることが好ましい。
【００２２】
このようにすることで、本発明の形状変形方法は、変形の初期段階で、制御点が少なく分解能が粗い場合の変形計算を適用して、形状が収束した後、制御点が多く分解能が細かい場合の変形計算を適用することができる。
【００２３】
本発明のプログラムは、上述の本発明の形状変形方法に対応するプログラムである。したがって、本発明のプログラムも、上述の本発明の形状変形方法と同様の効果を奏することが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で変形することができ、さらに計算時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る形状データ作成システムの概要を示す図である。
【図２】本実施形態に係る形状データ作成システムの機能構成を示す図である。
【図３】本実施形態に係る形状データ作成システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る類似既存デザイン形状データ抽出処理を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態に係る基準合せ処理を示すフローチャートである。
【図６】図５に続くフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る内板・成形形状データ作成処理を示すフローチャートである。
【図８】変形計算に対する制御点及び分解能の特性を示す模式図である。
【図９】本発明を適用して変形計算を複数行った場合の、被変形形状の目標形状に対する差異度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の形状データ検索装置に係る一実施形態としての形状データ作成システムの処理の流れの概要を示す図である。
【００２７】
ここで、本明細書でいう「システム」とは、複数の装置や複数の処理部により構成される装置全体を表すものをいう。すなわち、１つの筺体に含まれる範囲を１台と定義するならば、形状データ作成システムは、１台で構成することもできるし、複数台で構成することもできる。
形状データ作成システムは、車両における新規のデザイン形状を示す新規のデザイン形状データに対応して、新規の内板形状を示す新規の内板形状データ、及び新規の成型形状を示す新規の成形形状データを作成する。
形状データ作成システムは、作成した新規の内板形状データ及び新規の成形形状データを、新規のデザイン形状データと対応付けて記憶する。このようにして記憶されるデータ、すなわち、内板形状データ、成形形状データ、及びデザイン形状データを含むデータを、以下、「形状データ」と呼ぶ。記憶された形状データは、その後、別の新規の形状データが作成される場合には、既存の形状データとして用いられる。
【００２８】
すなわち、図１の手順１において、形状データ作成システムは、新規のデザイン形状データの入力を受け付け、この新規のデザイン形状データに類似する既存のデザイン形状データを既存の形状データから抽出する。
手順２において、形状データ作成システムは、この既存のデザイン形状データにより示される既存のデザイン形状を、変形させることによって、新規のデザイン形状データにより示される新規のデザイン形状に近づけるためのルール（以下、「変形ルール」と呼ぶ）を作成する（図１の手順２）。
続いて、形状データ作成システムは、この変形ルールに基づいて、既存の形状データに含まれる内板形状データ及び成形形状データの各々を変形することで、新規のデザイン形状データに対応する新規の内板形状データ及び成形形状データの各々を作成する（図１の手順３）。
【００２９】
図２は、本実施形態に係る形状データ作成システム１の機能的構成を示す機能ブロック図である。
形状データ作成システム１は、記憶部１０と、制御部２０と、入力部３０と、を備えている。
記憶部１０は、形状ＤＢ（Ｄａｔａｂａｓｅ）１１を備える。
制御部２０は、検索条件受付部２１と、検索部２２と、基準合せ部２３と、変形ルール作成部２４と、形状データ作成部２５と、結合部２６と、を備える。
入力部３０は、キーボードやマウス等により構成され、ユーザの操作を受けて各種情報を入力する。
表示部４０は、液晶ディスプレイ等の各種ディスプレイにより構成され、制御部２０の制御に応じて、制御部２０による処理結果や各種情報等を表示する。
【００３０】
形状ＤＢ１１は、複数の車両の機種それぞれについての既存の形状データを記憶する。既存の形状データには、上述したように、既存のデザイン形状データと、既存の内板形状データと、既存の成形形状データとが関連付けられて含まれている。
【００３１】
デザイン形状データは、車両の設計の初期段階において、デザイン形状を示すために作成されるデータである。このデザイン形状データは、車両を構成する複数の部位毎に、その部位の輪郭形状を示す線データと、当該輪郭で囲まれる面の形状を示す面データとを含んで構成されている。
また、これら線データ及び面データの各々は、点列データ、可視化形状データ（ＳＴＬ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ又はＳＴｅｒｅｏ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）データ）、及びＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データから構成されている。
また、複数の部位のそれぞれは、その部位を示す識別情報に対応付けられている。つまり、デザイン形状データは、複数の部位それぞれの識別情報と、複数の部位それぞれの線データ及び面データとが関連付けられて形状ＤＢ１１に記憶されている。
【００３２】
内板形状データは、デザイン形状を示すデザイン形状データが作成されてから、このデザイン形状データに基づいて作成されるデータであり、デザイン形状データの所定の部位の線データ及び面データにより示されるデザイン形状に対応して、当該部位の内板形状を決定する形状を示すデータである。内板形状データは、複数の部位における形状、寸法、部材といった内板形状に関連する設計情報を含んでいる。また、内板形状データにおける複数の部位に関する設計情報のそれぞれは、識別情報に対応付けられている。
【００３３】
成形形状データは、デザイン形状を示すデザイン形状データが作成されてから、このデザイン形状データに基づいて作成されるデータであり、プレス加工時に必要となる形状（例えば金型形状）を示すデータである。成形形状データは、内板形状データと同様に、複数の部位における形状、寸法、部材といった成形形状に関連する設計情報を含んでいる。また、成形形状データにおける複数の部位に関する設計情報それぞれは、識別情報に対応付けられている。
【００３４】
このように、内板形状データ及び成形形状データは、デザイン形状が設計されてから、このデザイン形状に基づいて作成されるデータである。
つまり、このデザイン形状を示すデザイン形状データにおける複数の部位に関する線データ及び面データそれぞれは、内板形状データ及び成形形状データの複数の部位に関する設計情報それぞれと対応付けられている。また、デザイン形状データにおける複数の部位の識別情報それぞれも、内板形状データ及び成形形状データの複数の部位の識別情報それぞれと対応付けられている。
【００３５】
検索条件受付部２１は、入力部３０を介してオペレータから、検索条件として、新規のデザイン形状データ等を受け付ける。
【００３６】
具体的には、検索条件受付部２１は、検索条件として、新規のデザイン形状データと、検索対象とする既存のデザイン形状データの情報（車種、発売年度等）とを受け付ける。
【００３７】
また、検索条件受付部２１は、当該新規のデザイン形状データのうち検索対象とする部位の情報を受け付ける。すなわち、検索条件受付部２１は、入力部３０を介してオペレータから、部位の名称又は識別情報の指定を受け付けることにより、部位の情報を受け付ける。さらに、検索条件受付部２１は、入力部３０を介してオペレータから、受け付けられた部位のうち検索対象とする部位の範囲として、当該部位の３次元座標におけるＸ軸方向の寸法Ｘ、Ｙ軸方向の寸法Ｙ、Ｚ軸方向の寸法Ｚを受け付ける。ここで、寸法Ｘ、寸法Ｙ、及び寸法Ｚにより指定された部位の範囲を対象部位という。
【００３８】
また、検索条件受付部２１は、後述のフーリエ変換において使用する分解能を受け付ける。
【００３９】
また、検索条件受付部２１は、重み係数を受け付ける。
重み係数は、輪郭形状を示す線データに対応する後述の既存部位点列データ、当該輪郭で囲まれる面の形状を示す面データに対応する後述の既存部位点列データそれぞれに対して指定する値であり、例えば、１や０．５といった値をとる。この重み係数により、後述の類似度判定部２２３において類似度を算出する際の、線データの影響度及び面データの影響度を調整することができる。
【００４０】
検索部２２は、検索条件受付部２１により検索条件を受け付けたことに応じて、新規のデザイン形状データのうち検索条件に含まれる部分に類似する既存のデザイン形状データの対応部分を検索し、当該部分を出力する。
この検索部２２は、点列データ取得部２２１と、波形データ変換部２２２と、類似度判定部２２３と、抽出部２２４とを備える。
【００４１】
点列データ取得部２２１は、検索条件受付部２１において新規のデザイン形状データを受け付けたことに応じて、形状ＤＢ１１から、複数の既存のデザイン形状データ及び当該新規の形状デザインデータの各々に対応する点列データを取得する。
【００４２】
具体的には、点列データ取得部２２１は、検索条件受付部２１において新規のデザイン形状データを受け付けたことに応じて、新規のデザイン形状データに対応する新規点列データのうち、検索条件受付部２１において受け付けた対象部位に対応する点列データを新規部位点列データとして取得する。
ここで、点列データ取得部２２１は、新規部位点列データとして、輪郭形状を示す線データに対応するものと、当該輪郭で囲まれる面の形状を示す面データに対応するものとをそれぞれ取得する。
【００４３】
また、点列データ取得部２２１は、検索条件受付部２１において新規の形状データを受け付けたことに応じて、検索条件（車種、発売年度等）を満たす既存の形状データのうち、検索条件受付部２１において受け付けた検索対象の対象部位に対応する点列データを既存部位点列データとして複数取得する。
ここで、点列データ取得部２２１は、既存部位点列データとして、輪郭形状を示す線データに対応するものと、当該輪郭で囲まれる面の形状を示す面データに対応するものとをそれぞれ取得する。
【００４４】
波形データ変換部２２２は、点列データ取得部２２１により取得された新規部位点列データ及び複数の既存部位点列データの各々についてフーリエ変換を行う。
ここで、新規部位点列データについてフーリエ変換が行われた結果得られるデータを、以下「新規波形データ」と呼ぶ。また、既存部位点列データについてフーリエ変換が行われた結果得られるデータを、以下「既存波形データ」と呼ぶ。なお、データの形態だけに着目する場合、すなわち新規と既存の区別が不要の場合、新規波形データと既存波形データとをまとめて、以下、「波形データ」と呼ぶ。換言すると、点列データについてフーリエ変換が行われた結果得られるデータが、ここでいう波形データである。
以下、このような波形データの具体的な求め方の一例について説明する。
【００４５】
まず、波形データ変換部２２２は、検索条件受付部２１により受け付けられた分解能をｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎとすると、以下の式（１）に示すように、波形データの変換に用いる波形指数ｈ、ｋ、ｌの最大値Ｈ、Ｋ、Ｌを算出する。
【００４６】
【数１】
【００４７】
ここで、フーリエ変換前の点列データは、Ｎ（Ｎは１以上の整数値）個の点データから構成されているものとする。また、波形指数ｈは、０からＨまでの任意の整数である。同様に、波形指数ｋは０からＫまでの任意の整数、波形指数ｌは０からＬまでの任意の整数である。ここで、ｈ、ｋ、ｌが全て０になるｈ、ｋ、ｌの整数の組合せは含まれないものとする。
この場合、波形データ変換部２２２は、Ｃを任意の定数とし、ｗｉを点列データのｉ番目の点データに対する重み係数であるとすると、以下の式（２）に示すように規格化定数Ｓｎを算出する。
【００４８】
【数２】
【００４９】
続いて、波形データ変換部２２２は、規格化定数Ｓｎ、波形指数ｈ、ｋ、ｌを用いて、点列データを波形データに変換する。点列データのうちｉ番目の点データのＸ座標をｘｉ、Ｙ座標をｙｉ、Ｚ座標をｚｉとそれぞれし、虚数をｊとすると、当該点列データから変換される任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する波形データＦｈｋｌは、以下の式（３）で示される。
【００５０】
【数３】
【００５１】
このようにして、波形データ変換部２２２は、任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する新規部位点列データを式（３）で表される新規波形データＦｈｋｌに変換するとともに、任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する複数の既存部位点列データを式（３）で表される既存波形データＦｈｋｌに変換する。
なお、新規波形データＦｈｋｌと既存波形データＦｈｋｌとを明確に区別すべく、以下、任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する新規波形データＦｈｋｌを「新規波形データＦＡ」と表わす一方、任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する既存波形データＦｈｋｌを「既存波形データＦＢ」と表わす。
【００５２】
類似度判定部２２３は、波形データ変換部２２２において変換された新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢとの類似度を判定する。
【００５３】
具体的には、類似度判定部２２３は、波形データ変換部２２２において変換された新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのスカラ差を算出する。このスカラ差をＤＳとすると、スカラ差ＤＳは、波形指数ｈ、ｋ、ｌが取り得る全ての整数の組み合わせ、すなわち、波形データの全ての要素に基づいて算出され、以下の式（４）に示される。
【００５４】
【数４】
【００５５】
ここでは、類似度判定部２２３は、線データに対応する新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのスカラ差Ｄｓ（以下、他と区別すべく「ＤＳＬ」と表記する）を算出するとともに、面データに対応する新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのスカラ差Ｄｓ（以下、他と区別すべく「ＤＳＳ」と表記する）を算出する。
【００５６】
また、類似度判定部２２３は、波形データ変換部２２２において変換された新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのベクトル差を算出する。このベクトル差をＤＶとすると、ベクトル差ＤＶは、波形指数ｈ、ｋ、ｌが取り得る全ての整数の組み合わせ、すなわち、波形データの全ての要素に基づいて算出され、以下の式（５）に示される。
【００５７】
【数５】
【００５８】
ここでは、類似度判定部２２３は、線データに対応する新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのベクトル差ＤＶ（以下、他と区別すべく「ＤＶＬ」と表記する）を算出するとともに、面データに対応する新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのスカラ差（以下、他と区別すべく「ＤＶＳ」と表記する）を算出する。
【００５９】
抽出部２２４は、類似度判定部２２３により判定された類似度、すなわち、スカラ差ＤＳ及びベクトル差ＤＶに基づいて、複数の既存波形データＦＢの中から、新規波形データＦＡに類似する既存波形データＦＢを特定し、特定した当該既存波形データＦＢに対応する既存のデザイン形状データを、新規のデザイン形状データに類似するデータとして抽出する。
【００６０】
具体的には、抽出部２２４は、スカラ差Ｄｓとベクトル差ＤＶとを既存のデザイン形状データそれぞれに対応する類似度として表示部４０に表示させ、オペレータから既存のデザイン形状データの選択を受け付ける。ここで、抽出部２２４は、オペレータから入力部３０を介した操作入力に応じて、スカラ差ＤＳが小さい順に類似度を表示したり、ベクトル差ＤＶが小さい順に類似度を表示したりする。そして、抽出部２２４は、選択された類似度に対応する既存波形データＦＢを新規波形データＦＡに類似する既存波形データＦＢに特定し、特定した当該既存波形データＦＢに対応する既存のデザイン形状データを、新規の形状データＦＡに類似するデータとして抽出する。
【００６１】
基準合せ部２３は、検索条件受付部２１により受け付けられた新規のデザイン形状データが示すデザイン形状（新規デザイン形状）の対象部位を基準部位形状として認識する。また、基準合せ部２３は、検索部２２（抽出部２２４）により抽出された既存のデザイン形状データが示す既存のデザイン形状（既存デザイン形状）の、新規デザイン形状の対象部位に対応する部位（以下、「対応部位」）を対象部位形状として認識する。続いて、基準合せ部２３は、基準部位形状と対象部位形状との形状の差異を算出する。そして、基準合せ部２３は、この算出した差異に基づいて、基準合せ処理として、既存デザイン形状を新規デザイン形状に近づける修正を行う。
【００６２】
ここで、新規デザイン形状の対象部位に対応する点列データは、新規部位点列データであるが、以下、基準部位点列データという。また、既存デザイン形状の対応部位に対応する点列データは、既存部位点列データであるが、以下、対象部位点列データという。
また、基準部位点列データの任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する波形データは、新規波形データＦＡであるが、以下、基準波形データＦＡともいう。また、対象部位点列データの任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する波形データは、既存波形データＦＢであるが、以下、対象部位波形データＦＢともいう。
【００６３】
基準合せ部２３は、基準部位点列データに対応する基準波形データＦＡと、対象部位点列データに対応する対象部位波形データＦＢとのスカラ差ＤＳを第１の閾値ＴＳとし、ベクトル差ＤＶを第２の閾値ＴＶとする。
【００６４】
続いて、基準合せ部２３は、対象部位点列データの修正を行う。
具体的には、基準合せ部２３は、対象部位点列データに対応する対象部位形状を所定角度ずつ回転させる修正を当該対象部位点列データに行う。続いて、基準合せ部２３は、修正後の対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行う。ここで、変換された波形データを、対象部位波形データＦＢ１という。続いて、基準合せ部２３は、対象部位波形データＦＢ１と、基準波形データＦＡとのスカラ差が、第１の閾値ＴＳ以下であるか判定する。続いて、基準合せ部２３は、スカラ差が第１の閾値ＴＳ以下であると判定した場合、対象部位形状を回転させる修正を終了する。なお、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定回数だけ回転させてもスカラ差が第１の閾値ＴＳ以下とならなかった場合、対象部位形状を回転させる修正をキャンセルし、次の処理（伸縮させる修正）に移る。
【００６５】
また、基準合せ部２３は、対象部位形状を第１の値ずつ伸長させる修正を、回転に係る修正（キャンセルされた場合も含む）が行われた当該対象部位点列データに行う。続いて、基準合せ部２３は、修正後の対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行う。ここで、変換された波形データを、対象部位波形データＦＢ２という。続いて、基準合せ部２３は、対象部位波形データＦＢ２と、基準波形データＦＡとのスカラ差が、第１の閾値ＴＳ以下であるか判定する。続いて、基準合せ部２３は、スカラ差が第１の閾値ＴＳ以下であると判定した場合、対象部位形状を伸長させる修正を終了する。なお、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定回数だけ伸長させてもスカラ差が第１の閾値ＴＳ以下とならなかった場合、対象部位形状を伸長させる修正をキャンセルし、次の処理（平行移動させる修正）に移る。
【００６６】
なお、基準合せ部２３は、対象部位形状を第１の値ずつ伸長させる修正を対象部位点列データに行うこととしたが、これに限らない。すなわち、基準合せ部２３は、対象部位形状を第１の値ずつ縮小させる修正を当該対象部位点列データに行うこととしてもよい。
【００６７】
また、基準合せ部２３は、対象部位形状を第２の値ずつ平行移動させる修正を、伸長（縮小）に係る修正（キャンセルされた場合も含む）が行われた対象部位点列データに行う。続いて、基準合せ部２３は、修正後の対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行う。ここで、変換された波形データを、対象部位波形データＦＢ３という。続いて、基準合せ部２３は、対象部位波形データＦＢ３と、基準波形データＦＡとのベクトル差が、第２の閾値ＴＶ以下であるか判定する。続いて、基準合せ部２３は、ベクトル差が第２の閾値ＴＶ以下である場合、対象部位形状の平行移動させる修正を終了する。なお、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定回数だけ平行移動させてもベクトル差が第２の閾値ＴＶ以下とならなかった場合、対象部位形状を平行移動させる修正をキャンセルし、その後、対象部位形状を平行移動させる修正を終了する。
【００６８】
このようにして、基準合せ部２３は、対象部位形状と基準部位形状との位置を合わせる修正を行う。なお、対象部位点列データに対して行われた修正内容は、後述の形状データ作成部２５において使用されるものである。このため、基準合せ部２３は、対象部位点列データに対して行われた修正内容を、記憶部１０に一時的に記憶させる。
【００６９】
変形ルール作成部２４は、対象部位形状を基準部位形状に近づける変形を行い、この変形結果に基づいて後述の形状データ作成部２５において使用される変形ルールを作成する。変形ルール作成部２４は、変形条件受付部２４１と、変形実行部２４２と、判定部２４３と、条件変更部２４４と、を備える。
【００７０】
変形条件受付部２４１は、対象部位形状の変形時に使用する変形条件として、入力部３０を介してオペレータから、ＦＦＤ法（Ｆｒｅｅ−Ｆｏｒｍ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ法）において空間の変形を行うための制御点の数、分解能、重み係数、変形時における収束条件を受け付ける。
【００７１】
ここで、ＦＦＤ法は、３次元構造体である変形対象物を包含する変形対象空間に複数の制御点を格子状に配置し、これら複数の制御点を移動することにより、この変形対象物の形態の変形を行う手法である。
また、空間は、変形が行われる仮想空間である。
【００７２】
制御点は、３次元座標情報であり、空間を変形させる際に基準となる点である。１の制御点が移動すると、制御点を中心とした所定範囲の空間が変形される。この所定範囲の空間は、制御点の数に対応している。例えば、空間内の制御点が相対的に少ない場合には、所定範囲が相対的に大きくなり、空間内の制御点が相対的に多い場合には、所定範囲が相対的に小さくなる。
分解能及び重み係数は、フーリエ変換において使用する数値である。
【００７３】
収束条件は、対象部位形状の変形時における変形量が妥当な量に達したか否かを判定するために用いられる閾値と、対象部位形状を変形させる最小回数及び最大回数と、制御点を分割（増加）させる回数を示す分割指定回数とを含んでいる。
【００７４】
なお、変形条件受付部２４１は、制御点の数、分解能、及び重み係数の組み合わせを予め定めておき、入力部３０を介して、当該組み合わせからの選択を受け付けるようにしてもよい。また、変形条件受付部２４１は、収束条件を受け付けずに、制御点の数、及び分解能に基づいて自動的に設定するようにしてもよい。
【００７５】
変形実行部２４２は、検索条件受付部２１により受け付けられた新規のデザイン形状データに対応する基準部位形状を認識する。また、変形実行部２４２は、基準合せ部２３により修正された既存のデザイン形状データに対応する対象部位形状を認識する。
【００７６】
続いて、変形実行部２４２は、対象部位形状を変形対象物として、対象部位形状を包含する変形対象空間を定義する。そして、変形実行部２４２は、この変形対象空間内に複数の制御点を格子状に配置するとともに、対象部位形状と基準部位形状のそれぞれに対して、形状の特徴を示す特徴点を複数個定義する。ここで、制御点は、入力部３０を介して受け付けられた制御点の数だけ定義される。また、対象部位形状の特徴点と、基準部位形状の特徴点とは、対応付けられている。
【００７７】
変形実行部２４２は、対象部位形状の複数の特徴点それぞれが、当該特徴点が対応する基準部位形状の特徴点に近づくように、変形対象空間内の制御点を移動させることによって、対象部位形状を変形する。すると、対象部位形状に対応する点列データの値が変更される。
【００７８】
判定部２４３は、変形実行部２４２による変形回数をカウントする。続いて、判定部２４３は、第１の判定、第２の判定、第３の判定、及び第４の判定を行う。
【００７９】
まず、判定部２４３は、第１の判定として、変形実行部２４２による対象部位形状の変形回数が、収束条件に含まれる最大回数に達したか否かを判定する。判定部２４３は、変形回数が最大回数に達したと判定した場合、第４の判定を行い、変形回数が最大回数に達していないと判定した場合、第２の判定を行う。
【００８０】
判定部２４３は、変形回数が最大回数に達していないと判定した場合、基準部位形状と対象部位形状との差異を算出し、その後、第２の判定を行う。
具体的には、判定部２４３は、上述の（１）式に基づいて、変形条件受付部２４１により受け付けられた分解能に対応する波形指数の最大値を算出するとともに、上述の（２）式に基づいて、変形条件受付部２４１により受け付けられた重み係数に対応する規格化定数を算出する。
【００８１】
続いて、判定部２４３は、算出した波形指数の最大値及び規格化定数を用いて、波形データ変換部２２２により、基準部位形状に対応する点列データを基準波形データに変換するとともに、対象部位形状に対応する対象部位点列データを対象部位波形データに変換する。続いて、判定部２４３は、上述の（５）式に基づいて、基準波形データと対象部位波形データとのベクトル差を、基準部位形状と、変形後の対象部位形状との差異として算出する。
【００８２】
続いて、判定部２４３は、算出された差異が、収束条件に含まれる閾値未満か否かを判定する。判定部２４３は、算出された差異が閾値未満であると判定した場合、第３の判定を行い、算出された差異が閾値以上であると判定した場合、変形実行部２５２に処理を移す。
【００８３】
判定部２４３は、算出された差異が閾値未満であると判定した場合、第３の判定として、変形実行部２４２による変形回数が、収束条件に含まれる最小回数に達したか否かを判定する。判定部２４３は、変形回数が最小回数に達したと判定した場合、第４の判定を行い、変形回数が最小回数に達していないと判定した場合、変形実行部２４２に処理を移す。
【００８４】
判定部２４３は、変形回数が最大回数に達したと判定した場合、又は算出された差異が閾値未満と判定し、かつ変形回数が最小回数に達したと判定した場合、第４の判定を行う。すなわち、判定部２４３は、第４の判定として、後述の条件変更部２４４により、制御点が分割された回数（分割実行回数）が、収束条件に含まれる分割指定回数に達したか否かを判定する。判定部２４３は、分割実行回数が分割指定回数に達したと判定した場合、変形実行部２４２による変形において移動及び分割が行なわれた制御点の変化を変形ルールとして出力する。また、判定部２４３は、分割実行回数が分割指定回数に達していないと判定した場合、条件変更部２４４に処理を移す。
【００８５】
条件変更部２４４は、判定部２４３の第４の判定において、分割実行回数が分割指定回数に達していないと判定された場合に実行される。すなわち、条件変更部２４４は、変形対象空間における制御点を分割することにより、当該空間における制御点の数を増加させる。すると、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲である所定範囲は、当該複数の制御点が分割される前の所定範囲と比べて縮小される。なお、条件変更部２４４は、制御点の数を増加させた場合に、分解能を上げるようにしてもよい。また、条件変更部２４４は、制御点の数に基づいて、収束条件に含まれる閾値を所定値だけ減算する。また、条件変更部２４４は、制御点の数に基づいて、収束条件に含まれる最小回数及び最大回数を変更する。条件変更部２４４は、これらの処理を行った後、変形実行部２４２に処理を移す。
【００８６】
形状データ作成部２５は、変形ルール作成部２４により作成された変形ルールに基づいて、検索部２２（抽出部２２４）により抽出された既存のデザイン形状データに関連付けられている既存の内板形状データ及び既存の成形形状データをそれぞれ変形する。
【００８７】
具体的には、形状データ作成部２５は、抽出された既存の内板形状データ及び既存の成形形状データの各対応部位に対して、基準合せ部２３によって記憶部１０に一時的に記憶された修正内容に基づいて修正を行う。
すなわち、形状データ作成部２５は、既存の内板形状データ及び既存の成形形状データの各対応部位に対応する点列データを抽出する。そして、形状データ作成部２５は、これらの点列データに対して、基準合せ部２３によって記憶部１０に一時的に記憶された修正内容に基づいて基準合せのための修正を行う。
【００８８】
続いて、形状データ作成部２５は、修正された点列データが示す内板形状及び成形形状の各対応部位を包含する変形対象空間（以下、「内板・成形形状包含変形対象空間」と呼ぶ）を定義する。そして、形状データ作成部２５は、内板・成形形状包含変形対象空間内に複数の制御点を格子状に配置する。
【００８９】
ここで、制御点は、変形ルール作成部２４によって受け付けられた制御点の数だけ、内板・成形形状包含変形対象空間内に配置される。また、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲は、所定範囲であることとする。
【００９０】
続いて、形状データ作成部２５は、内板・成形形状包含変形対象空間内に配置された制御点を、変形ルール作成部２４によって作成された変形ルールに従って変化させる。つまり、形状データ作成部２５は、内板・成形形状包含変形対象空間内に配置された制御点に対して、変形実行部２４２による変形において移動及び分割が行なわれた制御点の変化と同一に変化させる。すると、既存の内板形状に対応する点列データ及び既存の成形形状に対応する点列データの値が変更され、既存の内板形状データ及び既存の成形形状データが、新規のデザイン形状データに対応して変更される。そして、形状データ作成部２５は、変更された既存の内板形状データ及び既存の成形形状データを新規の内板形状データ及び新規の成形形状データとして出力する。
【００９１】
なお、内板形状データや成形形状データ以外に、既存のデザイン形状データに関連付けられている既存のデータがある場合、形状データ作成部２５は、これら既存のデータについて、内板形状データや成形形状データと同様に変形することにより、新規のデザイン形状データに対応する新規のデータを作成してもよい。
【００９２】
結合部２６は、検索条件受付部２１により受け付けられた新規のデザイン形状データと、形状データ作成部２５により作成された新規の内板形状データ及び新規の成形形状データ（作成対象部位についてのデータ）とを関連付けて、新規の形状データを作成する。
なお、結合部２６は、これら新規のデザイン形状データ、内板形状データ、及び成形形状データに対応するデザイン形状、内板形状、及び成形形状の位置合わせを行い、表示部４０に表示させるようにしてもよい。
【００９３】
なお、検索条件受付部２１により、新規のデザイン形状データ全体が示すデザイン形状全体が複数の部位に分割され、それぞれの部位が作成対象部位として受け付けられた場合、形状データ作成部２５により、複数の部位に対応して、新規の内板形状データ及び新規の成形形状データ（対応部位についての各部分データ）が複数生成される。この場合、結合部２６は、複数生成された新規の内板形状データ及び新規の成形形状データ（対応部位についての各部分データ）を合成することにより、新規のデザイン形状データ全体に対応する内板形状データ及び成形形状データを生成する。
【００９４】
続いて、形状データ作成システム１が実行する処理のうち、新規のデザイン形状データを受け付けてから、対応する新規の内板形状データ及び新規の成形形状データを作成することによって、新規の形状データを作成するまでの処理（以下、「新規形状データ作成処理」と呼ぶ）の流れについて説明する。
図３は、本実施形態に係る形状データ作成システム１が実行する新規形状データ作成処理の流れを示すフローチャートである。
【００９５】
ステップＳ１において、図２の検索条件受付部２１は、入力部３０を介して、検索の対象とする新規のデザイン形状データ及び設定情報の入力を受け付ける。
ここで、設定情報は、例えば、作成対象部位の情報や、類似度の判定に用いられる情報を含んでいる。
【００９６】
ステップＳ２において、検索部２２は、ステップＳ１の処理で受け付けられた設定情報に基づいて、新規のデザイン形状データに類似する既存のデザイン形状データを形状ＤＢ１１から抽出する。
なお、このようなステップＳ２の処理を、図３の記載に併せて、「類似既存デザイン形状データ抽出処理」と呼ぶ。類似既存デザイン形状データ抽出処理の詳細は、図４を参照して後述する。
【００９７】
ステップＳ３において、基準合せ部２３は、ステップＳ２の処理で抽出された既存デザイン形状データが示す既存デザイン形状の対応部位をステップＳ１で受け付けられた新規デザイン形状の作成対象部位に近づける修正を行う。
なお、このようなステップＳ３の処理を、図３の記載に併せて、「基準合せ処理」と呼ぶ。基準合せ処理の詳細は、図５及び図６を参照して後述する。
【００９８】
ステップＳ４において、変形ルール作成部２４は、変形ルールを作成する。
なお、このようなステップＳ４の処理を、図３の記載に併せて、「変形ルール作成処理」と呼ぶ。変形ルール作成処理の詳細は、図７を参照して後述する。
【００９９】
ステップＳ５において、形状データ作成部２５は、ステップＳ４の処理で作成された変形ルールに基づいて、新規の内板形状データ及び新規の成形形状データを作成する。
具体的には、形状データ作成部２５は、新規の内板形状データ及び新規の成形形状データの内板・成形形状包含変形対象空間を定義し、この空間内に配置された制御点を、ステップＳ４において作成された変形ルールに従って変化させる。
【０１００】
ステップＳ６において、結合部２６は、ステップＳ１の処理で受け付けられた新規のデザイン形状データと、ステップＳ５の処理で作成された新規の内板形状データ及び成形形状データの作成対象部位とを関連付けて、新規の形状データを作成する。
これにより、新規形状データ作成処理は終了となる。
なお、新規形状データ作成処理により作成された新規の形状データは、形状ＤＢ１１に記憶され、次回以降に別途実行される新規形状データ作成処理において、既存の形状データとして取り扱われる。
【０１０１】
次に、このような新規形状データ作成処理のうち、ステップＳ２の類似既存デザイン形状データ抽出処理の詳細について説明する。
図４は、類似既存デザイン形状データ抽出処理の詳細な流れを示すフローチャートである。
【０１０２】
上述したように、図３のステップＳ１の処理で新規のデザイン形状データ及び設定情報の入力が受け付けられると、処理はステップＳ２に進み、類似既存デザイン形状データ抽出処理として、次のようなステップＳ２１からステップＳ２４の処理が実行される。
【０１０３】
ステップＳ２１において、点列データ取得部２２１は、検索条件受付部２１において新規の形状データを受け付けた（図３のステップＳ１参照）ことに応じて、複数の既存の形状データの各々に対応する複数の既存部位点列データ、及び当該新規の形状データに対応する新規点列データを形状ＤＢ１１からそれぞれ取得する。
【０１０４】
ステップＳ２２において、波形データ変換部２２２は、ステップＳ２１の処理で取得された各点列データを各波形データに変換する。
具体的には、波形データ変換部２２２は、新規部位点列データ及び複数の既存部位点列データの各々についてフーリエ変換を行うことによって、当該新規点列データを新規波形データに変換するとともに、当該複数の既存点列データの各々を複数の既存波形データの各々に変換する。
【０１０５】
ステップＳ２３において、類似度判定部２２３は、ステップＳ２２の処理で変換された新規波形データと複数の既存波形データのそれぞれとについてのスカラ差及びベクトル差を算出する。
【０１０６】
ステップＳ２４において、抽出部２２４は、ステップＳ２３の処理で算出されたスカラ差及びベクトル差に基づいて、新規のデザイン形状データに類似する既存のデザイン形状データを形状ＤＢ１１から抽出する。
【０１０７】
これにより、類似既存デザイン形状データ抽出処理は終了となる。すなわち、図３のステップＳ２の処理が終了して、処理はステップＳ３に進むことになる。
【０１０８】
次に、ステップＳ３の基準合せ処理の詳細について説明する。
図５及び図６は、基準合せ処理の詳細な流れを示すフローチャートである。なお、図５及び図６のフローチャートの説明における、回転、伸長、平行移動の変化に係る規定数は、それぞれ異なるものとする。
【０１０９】
上述したように、図４のステップＳ２４の処理で既存のデザイン形状データが形状ＤＢ１１から抽出されると、処理はステップＳ３に進み、基準合せ処理として、次のようなステップＳ３０１からステップＳ３１４の処理が実行される。
【０１１０】
ステップＳ３０１において、基準合せ部２３は、閾値を設定する。具体的には、基準合せ部２３は、基準部位点列データに対応する基準波形データと、対象部位点列データに対応する対象部位波形データとについて、それらのスカラ差を第１の閾値に設定し、それらのベクトル差を第２の閾値に設定する。
【０１１１】
ステップＳ３０２において、基準合せ部２３は、図３のステップＳ２の処理で抽出された既存のデザイン形状データが示す既存デザイン形状の対象部位形状を所定角度回転させる修正を対象部位点列データに対して行う。
【０１１２】
ステップＳ３０３において、基準合せ部２３は、ステップＳ３０２の処理で修正された対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行い、修正後波形データに変換する。
【０１１３】
ステップＳ３０４において、基準合せ部２３は、ステップＳ３０３の処理で変換された修正後波形データと基準波形データとのスカラ差を算出し、算出したスカラ差が第１の閾値以下であるか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３０６に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ３０５に処理を移す。
【０１１４】
ステップＳ３０５において、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数回転させたか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３０６に処理を移し、この判定がＮＯの場合、処理をステップＳ３０２に処理を移す。つまり、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数回転させても、スカラ差が第１の閾値以下とならなかった場合に、回転に係る処理をキャンセルして次の処理に移る。
【０１１５】
ステップＳ３０６において、基準合せ部２３は、対象部位形状を第１の値ずつ伸長させる修正を、回転に係る修正（ステップＳ３０５の処理でキャンセルされた場合も含む）が行われた対象部位点列データに対して行う。
【０１１６】
ステップＳ３０７において、基準合せ部２３は、ステップＳ３０６の処理で修正された対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行い、修正後波形データに変換する。
【０１１７】
ステップＳ３０８において、基準合せ部２３は、ステップＳ３０７の処理で変換された修正後波形データと基準波形データとのスカラ差を算出し、算出したスカラ差が第１の閾値以下であるか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３１０に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ３０９に処理を移す。
【０１１８】
ステップＳ３０９において、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数伸長させたか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、図６のステップＳ３１０に処理を移し、この判定がＮＯの場合、処理をステップＳ３０６に処理を移す。つまり、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数伸長させても、スカラ差が第１の閾値以下とならなかった場合に、伸長に係る処理をキャンセルして次の処理に移る。
【０１１９】
図６に移り、ステップＳ３１０において、基準合せ部２３は、対象部位形状を第２の値ずつ平行移動させる修正を、伸長に係る修正（ステップＳ３０９の処理でキャンセルされた場合も含む）が行われた対象部位点列データに対して行う。
【０１２０】
ステップＳ３１１において、基準合せ部２３は、ステップＳ３１０の処理で修正された対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行い、修正後波形データに変換する。
【０１２１】
ステップＳ３１２において、基準合せ部２３は、ステップＳ３１１の処理で変換された修正後波形データと基準波形データとのベクトル差を算出し、算出したベクトル差が第２の閾値以下であるか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３１４に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ３１３に処理を移す。
【０１２２】
ステップＳ３１３において、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数平行移動させたか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３１４に処理を移し、この判定がＮＯの場合、処理をステップＳ３１０に処理を移す。つまり、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数平行移動させても、ベクトル差が第２の閾値以下とならなかった場合に、平行移動に係る処理をキャンセルして次の処理に移る。
【０１２３】
ステップＳ３１４において、ステップＳ３０１からステップＳ３１３までの処理で対象部位点列データに対して行われた修正内容を記憶部１０に一時記憶させる。
【０１２４】
これにより、基準合せ処理は終了となる。すなわち、図３のステップＳ３の処理が終了して、処理はステップＳ４に進むことになる。
【０１２５】
次に、ステップＳ４の変形ルール作成処理の詳細について説明する。
図７は、変形ルール作成処理の詳細な流れを示すフローチャートである。
【０１２６】
ステップＳ４１において、変形条件受付部２４１は、変形条件を受け付ける。具体的には、変形条件受付部２４１は、対象部位形状の変形時に使用する変形条件として、入力部３０を介してオペレータから、ＦＦＤ法における制御点の数、分解能、重み係数、収束条件を受け付ける。
【０１２７】
ステップＳ４２において、変形実行部２４２は、対象部位形状を包含し、複数の制御点が格子状に配置された変形対象空間を定義する。
【０１２８】
ステップＳ４３において、変形実行部２４２は、対象部位形状の複数の特徴点それぞれが、当該特徴点が対応する基準部位形状に近づくように、変形対象空間内の制御点を移動させることによって、変形対象空間を変形させる。これにより、変形対象空間内の対象部位形状が変形される。ここで、判定部２４３は、変形実行部２５２による変形回数をカウントする。
【０１２９】
ステップＳ４４において、判定部２４３は、ステップＳ４３においてカウントした変形回数が、収束条件に含まれる最大回数に達したか否かを判定する。判定部２４３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４８に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ４５に処理を移す。
【０１３０】
ステップＳ４５において、判定部２４３は、基準部位形状と、ステップＳ４３において変形された対象部位形状との差異を算出する。
【０１３１】
ステップＳ４６において、判定部２４３は、ステップＳ４５で測定された差異が、収束条件に含まれる閾値未満か否かを判定する。判定部２４３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４７に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ４３に処理を移す。
【０１３２】
ステップＳ４７において、判定部２４３は、ステップＳ４３の処理の回数、すなわち変形回数が、収束条件に含まれる最小回数に達したか否かを判定する。判定部２４３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４８に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ４３に処理を移す。
【０１３３】
ステップＳ４８において、判定部２４３は、制御点が分割された回数（分割実行回数）、すなわち後述のステップＳ４９により変形条件が変更された回数が、分割指定回数に達したか否かを判別する。判定部２４３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４３における制御点の移動及び後述のステップＳ４３における制御点の分割を、制御点の変化、すなわち変形ルールとして出力して変形ルール作成処理を終了し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ４９に処理を移す。
【０１３４】
ステップＳ４９において、条件変更部２４４は、分割実行回数が分割指定回数に達していない場合に、変形条件を変更する。すなわち、条件変更部２４４は、変形対象空間における制御点を分割することにより、当該空間における制御点の数を増加させる。また、条件変更部２４４はフーリエ変換に用いる分解能を上げる。また、条件変更部２４４は、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲に比べて縮小させる。また、条件変更部２４４は、制御点の数に基づいて、収束条件に含まれる閾値を所定値だけ減算する。また、条件変更部２４４は、制御点の数に基づいて、収束条件に含まれる最小回数及び最大回数を変更する。そして、条件変更部２４４は、ステップＳ４９において変形条件が変更されると、ステップＳ４３で変形実行部２４２によりカウントされた変形回数をリセットする。条件変更部２４４は、この処理が終了すると、ステップＳ４３に処理を移す。
【０１３５】
これにより、変形ルール作成処理は終了となる。すなわち、図３のステップＳ４の処理が終了して、処理はステップＳ５に進むことになる。
【０１３６】
以上、本実施形態によれば、形状データ作成システム１は、波形データ変換部２２２により、新規点列データ及び既存点列データのフーリエ変換を行い、当該新規点列データを新規波形データに変換するとともに、当該既存点列データを既存波形データに変換し、類似度判定部２２３により、変換された新規波形データと、既存波形データとの類似度を判定する。また、形状データ作成システム１は、抽出部２２４により、判定された類似度に基づいて、新規波形データに類似する既存波形データを特定し、当該既存波形データに対応する既存の形状データを検索結果として抽出する。よって、形状データ作成システム１は、フーリエ変換により、比較対象となる形状を変換させることによって、形状全体を任意の分解能にて数値化して表現することができる波形データとして捉えることができる。よって、形状データ作成システム１は、形状の類似度を数値化して、形状を検索することができる。
【０１３７】
また、類似度判定部２２３は、新規波形データと、既存波形データとのスカラ差を算出し、当該スカラ差に基づいて類似度を判定する。このようにすることで、形状データ作成システム１では、フーリエ変換によって変換された波形データのスカラ差を比較することによって、新規の形状データに対応する形状と既存の形状データに対応する形状との位置が異なる場合であっても、形状差のみを判定の基準とすることができる。
【０１３８】
また、類似度判定部２２３は、新規波形データと、既存波形データとのスカラ差及びベクトル差を算出し、当該スカラ差及びベクトル差に基づいて類似度を判定する。このようにすることで、形状データ作成システム１では、フーリエ変換によって変換された波形データのベクトル差を比較することによって、新規の形状データに対応する形状と既存の形状データに対応する形状との位置の差を判定の基準とすることができる。
【０１３９】
また、新規点列データ及び既存点列データは、形状の面形状を示す面データ及び形状の輪郭形状を示す線データから構成される。このようにすることで、形状データ作成システム１では、形状の面形状及び輪郭形状に基づいて類似する形状データを検索することができる。また、形状データ作成システム１では、形状の面形状及び輪郭形状の２つの尺度に基づいて類似する形状データを検索することができるので、面形状及び輪郭形状に重みをつけて、類似する形状の判定をすることができる。
【０１４０】
また、形状データ作成システム１は、検索部２２において取得された新規のデザイン形状データ及び対象部位点列データのフーリエ変換を行い、当該新規のデザイン形状データを新規波形データに変換するとともに、当該対象部位点列データを対象部位波形データに変換する。続いて、形状データ作成システム１は、変換された対象部位波形データと、新規波形データとの差異が所定の閾値以下となるように、対象部位点列データに対応する形状を変形させる修正を当該対象部位点列データに行う。
【０１４１】
よって、形状データ作成システム１は、フーリエ変換により、新規部位点列データ及び対象部位点列データを波形データに変換させるので、波形データの振幅と位相に基づいて、それぞれの形状の特徴を比較することができる。すなわち、形状データ作成システム１は、部分的に特徴がある形状にトラップされることなく、形状データ全体について比較して、対象部位点列データに対応する形状を、新規のデザイン形状データに対応する形状に類似するように効率よく修正することができる。
【０１４２】
また、形状データ作成システム１は、修正後の対象部位点列データに対応する波形データと、新規波形データとのスカラ差が第１の閾値以下となるように、対象部位形状を回転させる修正及び対象部位形状を伸長させる修正を対象部位点列データに行う。また、形状データ作成システム１は、修正後の対象部位点列データに対応する波形データと、新規波形データとのベクトル差が第２の閾値以下となるように、対象部位形状を平行移動させる修正を対象部位点列データに行う。
【０１４３】
このようにすることで、形状データ作成システム１は、対象部位点列データの修正の種類に応じて、修正後の対象部位点列データに対応する波形データと、新規波形データとのスカラ差、ベクトル差を基準として適切に類似度を判定することができる。
【０１４４】
また、形状データ作成システム１は、新規部位点列データ及び対象部位点列データのフーリエ変換を行い、当該新規部位点列データを新規波形データに変換するとともに、当該対象部位点列データを対象部位波形データに変換する。続いて、形状データ作成システム１は、新規波形データと、修正後の対象部位波形データとの差異が第１の閾値又は第２の閾値以下となるような、対象部位形状を変形させる修正を変形ルールとし、当該変形ルールにより、対象部位点列データに対応する既存のデザイン形状データに関連付けられている内板形状データ及び成形形状データを修正する。続いて、形状データ作成システム１は、新規のデザイン形状データと、修正された内板形状データ及び成形形状データとを結合する。
【０１４５】
よって、形状データ作成システム１は、当該変形ルールに基づいて、対象部位点列データに対応する既存のデザイン形状データに関連付けられている内板形状データ及び成形形状データを修正して、新規のデザイン形状データと結合する。よって、形状データ作成システム１は、新規のデザイン形状データに対応する内板形状データ及び成形形状データが存在しない場合であっても、新規のデザイン形状データに類似する既存のデザイン形状データの内板形状データ及び成形形状データに基づいて、新規のデザイン形状データに対応する内板形状データ及び成形形状データを生成することができる。
【０１４６】
また、形状データ作成システム１は、変形実行部２４２により、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を複数回移動させて変形対象空間を変形させる。次に、条件変更部２４４により、変形実行部２４２により当該複数の制御点が複数回移動された後、変形対象空間における制御点の数を増加させるとともに、変形される空間の範囲を所定範囲に比べて縮小させる。次に、変形実行部２４２により、条件変更部２４４により制御点の数、及び変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を複数回移動させて変形対象空間を変形させる。
【０１４７】
このように、形状データ作成システム１は、変形対象空間を変形させる途中で、変形対象空間における制御点の数を増加させ、分解能を増加させることができる。
【０１４８】
ここで、変形計算に対する制御点及び分解能の特性について説明する。図８は、変形計算に対する制御点及び分解能の特性を示す模式図である。
図８では、制御点が少なく分解能が粗い場合、制御点が少なく分解能が細かい場合、制御点が多く分解能が粗い場合、制御点が多く分解能が細かい場合の４つの場合に分けられている。そして、図８では、４つの場合の各々について、変形計算に対して被変形形状が複数回変形された場合の目標形状に対する差異度を示すグラフ、及び特性（収束失敗率、１回当り処理時間、処理回数、全体処理時間、計算誤差）が示されている。なお、制御点が多い場合とは、制御点が少ない場合に比べて制御点が２倍の場合であるものとする。また、分解能が細かい場合とは、分解能が粗い場合に比べて２倍の精度の場合であるものとする。また、グラフに示される白丸印○は、複数の変形計算における途中経過を示すものであり、黒丸印●は、変形計算が終了したことを示すものである。
【０１４９】
例えば、分解能が細かい場合は、分解能が荒い場合に比べて計算誤差が半分になり、高精度になるものの、収束失敗率、１回当り処理時間、全体処理時間が２倍になる。これは、分解能を細かくすることにより最適化問題が発生する可能性が高くなるためである。
また、制御点が多い場合は、制御点が少ない場合に比べて計算誤差が半分になるものの、処理回数と全体処理時間が２倍になる。これは、制御点が多くなったことにより、変形時の計算が増加するためである。また、制御点が多い場合は、制御点が少ない場合に比べて、収束失敗率が増加する。これは、分解能を細かくした場合と同様に、変形精度を高めたことにより最適化問題が発生する可能性が高くなるためである。なお、ここでいう「半分」や「２倍」との表現は、増減の一例を示すものであり、厳密に「半分」、「２倍」になることに限らない。
【０１５０】
図９は、本発明を適用して変形計算を複数回行った場合の、被変形形状の目標形状に対する差異度を示すグラフである。図９に示すように、本実施形態では、変形の初期段階で、図８に示される制御点が少なく分解能が粗い場合の変形計算を適用して、形状が収束した後、図８に示される制御点が多く分解能が細かい場合の変形計算を適用することができる。このようにすることで、形状データ作成システム１は、変形の初期段階において、制御点の数を少ない状態として、最適化問題の発生を防ぎつつ、短い計算時間で変形対象空間に含まれる対象部位形状を低い変形精度で変形させることができる。そして、形状データ作成システム１は、制御点の数を増加させて、低い変形精度で変形させた対象部位形状を高い変形精度で変形させることができる。したがって、形状データ作成システム１は、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で被変形形状を変形することができ、さらに計算時間を短縮することができる。
【０１５１】
また、形状データ作成システム１は、ＦＦＤ法における制御点を対象部位形状の変形途中で増加させて、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で対象部位形状を変形し、変形ルールを作成することができる。
【０１５２】
また、形状データ作成システム１は、判定部２４３において、基準部位形状と、変形後の対象部位形状の差異が閾値未満と判定された場合に、条件変更部２４４により、変形対象空間における制御点の数を増加させるとともに、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を、変形対象空間が変形される前に比べて縮小させ、さらに、当該閾値を所定値減算する。よって、形状データ作成システム１は、基準部位形状と、変形後の対象部位形状の差異が変形前と比べて閾値未満となるような形状変形の収束状態となった場合に、条件変更部２５４により制御点等の変形条件を切り替えて、高い変形精度で対象部位形状の変形を行うことができる。
【０１５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【０１５４】
例えば、基準合せ部２３は、対象部位形状に対して、回転、伸長、平行移動の順に修正を行うこととしたが、これに限らない。すなわち、基準合せ部２３は、対象部位形状に対する回転、伸長、平行移動の修正を、任意の順番で行うようにしてもよい。
【０１５５】
また、本発明に係る一連の処理は、ソフトウェアにより実行させることも、ハードウェアにより実行させることもできる。
【０１５６】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムを、コンピュータ等にネットワークを介して、或いは、記録媒体からインストールすることができる。コンピュータは、専用のハードウェアを組み込んだコンピュータであってもよいし、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
【０１５７】
本発明に係る一連の処理を実行するための各種プログラムを含む記録媒体は、情報処理装置（本実施形態では形状データ作成システム）本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布されるリムーバブルメディアでもよく、或いは、情報処理装置本体に予め組み込まれた記録媒体等でもよい。リムーバブルメディアは、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク、又は光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた記録媒体としては、例えば、プログラムが記録されているＲＯＭや、図２の記憶部１０に含まれるハードディスク等でもよい。
【０１５８】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。
【符号の説明】
【０１５９】
１ 形状データ作成システム
１０ 記憶部
１１ 形状ＤＢ
２０ 制御部
２１ 検索条件受付部
２２ 検索部
２３ 基準合せ部
２４ 変形ルール作成部
２５ 形状データ作成部
２６ 結合部
３０ 入力部
２２１ 点列データ取得部
２２２ 波形データ変換部
２２３ 類似度判定部
２２４ 抽出部
２４１ 変形条件設定部
２４２ 変形実行部
２４３ 判定部
２４４ 条件変更部
２５４ 条件変更部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被変形形状を含む空間に設けられ、当該空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を変形させる、形状変形装置、形状変形方法及びプログラムに関し、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で変形することができ、さらに計算時間を短縮することができる形状変形装置、形状変形方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等の製品の設計では、初期段階において、製品の外観を決定するデザイン形状が設計され、その後の段階において、このデザイン形状に対応し、製品の内部形状を決定する内板形状、及びプレス加工時等に必要となる成形形状が設計される。続いて、このデザイン形状、内板形状、及び成形形状に基づいて、実際に成形性の検証シミュレーションが行われ、成形可能か否かの検討が行われる。続いて、成形可能という検討結果を得られた場合、デザイン形状、内板形状、及び成形形状が確定される。
【０００３】
しかしながら、デザイン形状、内板形状、及び成形形状は、主に、この順番に設計されるため、デザイン形状が設計された直後には、内板形状及び成形形状の設計がなされておらず、検証シミュレーションを行うことができない。このため、内板形状及び成形形状が設計されてから検証シミュレーションを行う必要があり、仮に成形不可能という検討結果が得られた場合、デザイン形状の再設計を行わなければならず、大幅な手戻りが生じてしまう。
【０００４】
そこで、製品のデザイン形状といった設計の初期段階において、既存の設計情報から当該デザイン形状に類似する既存のデザイン形状を流用して検証シミュレーションを行う方法が提案されている。すなわち、検証シミュレーションでは、流用した既存のデザイン形状を製品のデザイン形状に近づける変形を行い、同様の変形を、当該既存のデザイン形状に対応する内板形状及び成形形状に対して行い、変形された内板形状及び成形形状が成形可能か否かを検討する。例えば、特許文献１には、ＦＦＤ（Ｆｒｅｅ−Ｆｏｒｍ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）法を使用してデザインを最適化する方法が提案されている。すなわち、特許文献１では、デザインを示す物体点を移動させる方向及び移動させる量を指示して、変形を行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６５４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の方法によりデザインを最適化する場合に、物体点を移動させる方向及び移動させる量が最適な値となるように自動的に計算する方法を用いることが提案されている。
【０００７】
このような方法としては、共役勾配法、最急降下法、ニュートン法といったアルゴリズムが挙げられる。しかしながら、いずれの方法においても、変形の対象となる形状と目標となる形状との類似度が低い場合、目標となる形状に到達する前に、局所的な最適解に収束してしまい、結果として、目標となるデザインの形状に到達できない恐れがある。これは、最適化問題と呼ばれるものである。
【０００８】
最適化問題は、物体点、すなわち、形状を示すパラメータの数が多いことを起因とする場合が多い。そこで、最適化問題を解消するために、パラメータの数を減らすと、形状の細部を表現することができず、変形精度が低下してしまう。さらに、最適化問題が発生しない場合であっても、パラメータの数が多いほど、計算時間が増加するといった問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で被変形形状を基準形状に類似するように変形することができ、さらに計算時間を短縮することを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の形状変形装置（例えば、後述の形状データ検索システム１）は、被変形形状（例えば、後述の内板形状及び成形形状）を含む空間としての形状包含空間（例えば、後述の内板形状及び成形形状包含変形対象空間）に設けられ、当該形状包含空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を基準形状（例えば、後述の基準部位形状）に類似するように変形させる形状変形装置において、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる変形手段（例えば、後述の変形実行部２５２）と、前記変形手段により当該複数の制御点が移動された後、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させる条件変更手段（例えば、後述の条件変更部２５４）と、を備え、前記変形手段は、前記条件変更手段により前記制御点の数、及び前記変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる。
【００１１】
この発明によれば、変形手段により、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点が移動されて形状包含空間が変形される。次に、条件変更手段により、変形手段により当該複数の制御点が移動された後、形状包含空間における制御点の数が増加され、変形される空間の範囲が所定範囲に比べて縮小される。次に、変形手段により、条件変更手段により制御点の数、及び変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点が移動されて形状包含空間が変形される。
【００１２】
このように、本発明の形状変形装置は、形状包含空間を変形させる途中で、形状包含空間における制御点の数を増加させることができる。よって、本発明の形状変形装置は、変形の初期段階において、制御点の数を少ない状態として、最適化問題の発生を防ぎつつ、短い計算時間で形状包含空間に含まれる被変形形状を低い変形精度で変形させることができる。そして、本発明の形状変形装置は、制御点の数を増加させて、低い変形精度で変形させた被変形形状を高い変形精度で変形させることができる。したがって、本発明の形状変形装置は、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で被変形形状を変形することができ、さらに計算時間を短縮することができる。
【００１３】
本発明の形状変形方法は、被変形形状を含む空間としての形状包含空間に設けられ、当該形状包含空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を基準形状（例えば、後述の基準部位形状）に類似するように変形させる形状変形装置が実行する形状変形方法において、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる変形ステップ（例えば、後述する内板・成形形状データ作成処理のステップＳ５２）と、前記変形ステップにおいて当該複数の制御点が移動された後、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させる条件変更ステップ（例えば、後述する内板・成形形状データ作成処理のステップＳ５８）と、を含み、前記変形ステップにおいては、前記条件変更ステップの処理で前記制御点の数、及び前記変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる。
【００１４】
この発明によれば、本発明の形状変形装置と同様の効果を奏することができる。
【００１５】
また、前記制御点は、ＦＦＤ（Ｆｒｅｅ−Ｆｏｒｍ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）法において、前記被変形形状を含む空間に格子状に配置される点であることが好ましい。
【００１６】
このようにすることで、本発明の形状変形方法は、ＦＦＤ法における制御点を被変形形状の変形途中で増加させて、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で被変形形状を変形することができる。
【００１７】
また、上記形状変形方法は、前記変形ステップの処理で変形された後の前記被変形形状の変形前と、前記基準形状との差異を測定し、当該差異が閾値未満か否かを判定する判定ステップ（例えば、後述する変形データ作成処理のステップＳ４６）をさらに含み、前記条件変更ステップにおいては、前記判定ステップの処理で、前記差異が前記閾値未満と判定された場合に、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させ、さらに、当該閾値に所定値減算し、前記変形ステップにおいては、前記条件変更ステップの処理で、前記制御点の数、前記変形される空間の範囲、及び前記閾値が変更された後、前記差異が当該閾値未満となるまで、複数の制御点を繰返し移動させて前記形状包含空間を変形させることが好ましい。
【００１８】
このようにすることで、本発明の形状変形方法は、判定ステップにおいて、被変形形状の変形前と比べた場合の差異が閾値未満と判定された場合に、条件変更ステップにおいて、形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を、形状包含空間が変形される前に比べて縮小させ、さらに、当該閾値に所定値減算する。よって、本発明の形状変形方法は、被変形形状の差異が変形前と比べて閾値未満となるような形状変形の収束状態となった場合に、条件変形ステップにおいて制御点等の変形条件を切り替えて、高い変形精度で被変形形状の変形を行うことができる。
【００１９】
また、上記形状変形方法は、前記被変形形状と前記基準形状とは点列データから構成され、前記判定ステップにおいては、前記変形ステップの処理で変形された後の前記被変形形状の点列データと前記基準形状の点列データ（例えば、後述の対象部位点列データ）とのそれぞれについて、所定の分解能でフーリエ変換を行うことにより前記被変形形状の波形データと前記基準形状の波形データとを算出し、算出された前記被変形形状の波形データと前記基準形状の波形データとのベクトル差を算出することによって、前記被変形形状と前記基準形状との差異を測定することが好ましい。
【００２０】
このようにすることで、本発明の形状変形方法は、判定ステップにおいて、被変形形状の波形データと基準形状の波形データとのベクトル差を算出することによって、被変形形状と前記基準形状との差異を測定する。よって、本発明の形状変形方法は、ベクトル差を基準として適切に類似度を判定することができる。
【００２１】
また、上記形状変形方法は、前記条件変更ステップにおいては、前記判定ステップの処理で、前記差異が前記閾値未満と判定された場合に、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させ、さらに、当該閾値を所定値減算するとともに前記所定の分解能を上げることが好ましい。
【００２２】
このようにすることで、本発明の形状変形方法は、変形の初期段階で、制御点が少なく分解能が粗い場合の変形計算を適用して、形状が収束した後、制御点が多く分解能が細かい場合の変形計算を適用することができる。
【００２３】
本発明のプログラムは、上述の本発明の形状変形方法に対応するプログラムである。したがって、本発明のプログラムも、上述の本発明の形状変形方法と同様の効果を奏することが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で変形することができ、さらに計算時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る形状データ作成システムの概要を示す図である。
【図２】本実施形態に係る形状データ作成システムの機能構成を示す図である。
【図３】本実施形態に係る形状データ作成システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る類似既存デザイン形状データ抽出処理を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態に係る基準合せ処理を示すフローチャートである。
【図６】図５に続くフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る内板・成形形状データ作成処理を示すフローチャートである。
【図８】変形計算に対する制御点及び分解能の特性を示す模式図である。
【図９】本発明を適用して変形計算を複数行った場合の、被変形形状の目標形状に対する差異度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の形状データ検索装置に係る一実施形態としての形状データ作成システムの処理の流れの概要を示す図である。
【００２７】
ここで、本明細書でいう「システム」とは、複数の装置や複数の処理部により構成される装置全体を表すものをいう。すなわち、１つの筺体に含まれる範囲を１台と定義するならば、形状データ作成システムは、１台で構成することもできるし、複数台で構成することもできる。
形状データ作成システムは、車両における新規のデザイン形状を示す新規のデザイン形状データに対応して、新規の内板形状を示す新規の内板形状データ、及び新規の成型形状を示す新規の成形形状データを作成する。
形状データ作成システムは、作成した新規の内板形状データ及び新規の成形形状データを、新規のデザイン形状データと対応付けて記憶する。このようにして記憶されるデータ、すなわち、内板形状データ、成形形状データ、及びデザイン形状データを含むデータを、以下、「形状データ」と呼ぶ。記憶された形状データは、その後、別の新規の形状データが作成される場合には、既存の形状データとして用いられる。
【００２８】
すなわち、図１の手順１において、形状データ作成システムは、新規のデザイン形状データの入力を受け付け、この新規のデザイン形状データに類似する既存のデザイン形状データを既存の形状データから抽出する。
手順２において、形状データ作成システムは、この既存のデザイン形状データにより示される既存のデザイン形状を、変形させることによって、新規のデザイン形状データにより示される新規のデザイン形状に近づけるためのルール（以下、「変形ルール」と呼ぶ）を作成する（図１の手順２）。
続いて、形状データ作成システムは、この変形ルールに基づいて、既存の形状データに含まれる内板形状データ及び成形形状データの各々を変形することで、新規のデザイン形状データに対応する新規の内板形状データ及び成形形状データの各々を作成する（図１の手順３）。
【００２９】
図２は、本実施形態に係る形状データ作成システム１の機能的構成を示す機能ブロック図である。
形状データ作成システム１は、記憶部１０と、制御部２０と、入力部３０と、を備えている。
記憶部１０は、形状ＤＢ（Ｄａｔａｂａｓｅ）１１を備える。
制御部２０は、検索条件受付部２１と、検索部２２と、基準合せ部２３と、変形ルール作成部２４と、形状データ作成部２５と、結合部２６と、を備える。
入力部３０は、キーボードやマウス等により構成され、ユーザの操作を受けて各種情報を入力する。
表示部４０は、液晶ディスプレイ等の各種ディスプレイにより構成され、制御部２０の制御に応じて、制御部２０による処理結果や各種情報等を表示する。
【００３０】
形状ＤＢ１１は、複数の車両の機種それぞれについての既存の形状データを記憶する。既存の形状データには、上述したように、既存のデザイン形状データと、既存の内板形状データと、既存の成形形状データとが関連付けられて含まれている。
【００３１】
デザイン形状データは、車両の設計の初期段階において、デザイン形状を示すために作成されるデータである。このデザイン形状データは、車両を構成する複数の部位毎に、その部位の輪郭形状を示す線データと、当該輪郭で囲まれる面の形状を示す面データとを含んで構成されている。
また、これら線データ及び面データの各々は、点列データ、可視化形状データ（ＳＴＬ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ又はＳＴｅｒｅｏ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）データ）、及びＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データから構成されている。
また、複数の部位のそれぞれは、その部位を示す識別情報に対応付けられている。つまり、デザイン形状データは、複数の部位それぞれの識別情報と、複数の部位それぞれの線データ及び面データとが関連付けられて形状ＤＢ１１に記憶されている。
【００３２】
内板形状データは、デザイン形状を示すデザイン形状データが作成されてから、このデザイン形状データに基づいて作成されるデータであり、デザイン形状データの所定の部位の線データ及び面データにより示されるデザイン形状に対応して、当該部位の内板形状を決定する形状を示すデータである。内板形状データは、複数の部位における形状、寸法、部材といった内板形状に関連する設計情報を含んでいる。また、内板形状データにおける複数の部位に関する設計情報のそれぞれは、識別情報に対応付けられている。
【００３３】
成形形状データは、デザイン形状を示すデザイン形状データが作成されてから、このデザイン形状データに基づいて作成されるデータであり、プレス加工時に必要となる形状（例えば金型形状）を示すデータである。成形形状データは、内板形状データと同様に、複数の部位における形状、寸法、部材といった成形形状に関連する設計情報を含んでいる。また、成形形状データにおける複数の部位に関する設計情報それぞれは、識別情報に対応付けられている。
【００３４】
このように、内板形状データ及び成形形状データは、デザイン形状が設計されてから、このデザイン形状に基づいて作成されるデータである。
つまり、このデザイン形状を示すデザイン形状データにおける複数の部位に関する線データ及び面データそれぞれは、内板形状データ及び成形形状データの複数の部位に関する設計情報それぞれと対応付けられている。また、デザイン形状データにおける複数の部位の識別情報それぞれも、内板形状データ及び成形形状データの複数の部位の識別情報それぞれと対応付けられている。
【００３５】
検索条件受付部２１は、入力部３０を介してオペレータから、検索条件として、新規のデザイン形状データ等を受け付ける。
【００３６】
具体的には、検索条件受付部２１は、検索条件として、新規のデザイン形状データと、検索対象とする既存のデザイン形状データの情報（車種、発売年度等）とを受け付ける。
【００３７】
また、検索条件受付部２１は、当該新規のデザイン形状データのうち検索対象とする部位の情報を受け付ける。すなわち、検索条件受付部２１は、入力部３０を介してオペレータから、部位の名称又は識別情報の指定を受け付けることにより、部位の情報を受け付ける。さらに、検索条件受付部２１は、入力部３０を介してオペレータから、受け付けられた部位のうち検索対象とする部位の範囲として、当該部位の３次元座標におけるＸ軸方向の寸法Ｘ、Ｙ軸方向の寸法Ｙ、Ｚ軸方向の寸法Ｚを受け付ける。ここで、寸法Ｘ、寸法Ｙ、及び寸法Ｚにより指定された部位の範囲を対象部位という。
【００３８】
また、検索条件受付部２１は、後述のフーリエ変換において使用する分解能を受け付ける。
【００３９】
また、検索条件受付部２１は、重み係数を受け付ける。
重み係数は、輪郭形状を示す線データに対応する後述の既存部位点列データ、当該輪郭で囲まれる面の形状を示す面データに対応する後述の既存部位点列データそれぞれに対して指定する値であり、例えば、１や０．５といった値をとる。この重み係数により、後述の類似度判定部２２３において類似度を算出する際の、線データの影響度及び面データの影響度を調整することができる。
【００４０】
検索部２２は、検索条件受付部２１により検索条件を受け付けたことに応じて、新規のデザイン形状データのうち検索条件に含まれる部分に類似する既存のデザイン形状データの対応部分を検索し、当該部分を出力する。
この検索部２２は、点列データ取得部２２１と、波形データ変換部２２２と、類似度判定部２２３と、抽出部２２４とを備える。
【００４１】
点列データ取得部２２１は、検索条件受付部２１において新規のデザイン形状データを受け付けたことに応じて、形状ＤＢ１１から、複数の既存のデザイン形状データ及び当該新規の形状デザインデータの各々に対応する点列データを取得する。
【００４２】
具体的には、点列データ取得部２２１は、検索条件受付部２１において新規のデザイン形状データを受け付けたことに応じて、新規のデザイン形状データに対応する新規点列データのうち、検索条件受付部２１において受け付けた対象部位に対応する点列データを新規部位点列データとして取得する。
ここで、点列データ取得部２２１は、新規部位点列データとして、輪郭形状を示す線データに対応するものと、当該輪郭で囲まれる面の形状を示す面データに対応するものとをそれぞれ取得する。
【００４３】
また、点列データ取得部２２１は、検索条件受付部２１において新規の形状データを受け付けたことに応じて、検索条件（車種、発売年度等）を満たす既存の形状データのうち、検索条件受付部２１において受け付けた検索対象の対象部位に対応する点列データを既存部位点列データとして複数取得する。
ここで、点列データ取得部２２１は、既存部位点列データとして、輪郭形状を示す線データに対応するものと、当該輪郭で囲まれる面の形状を示す面データに対応するものとをそれぞれ取得する。
【００４４】
波形データ変換部２２２は、点列データ取得部２２１により取得された新規部位点列データ及び複数の既存部位点列データの各々についてフーリエ変換を行う。
ここで、新規部位点列データについてフーリエ変換が行われた結果得られるデータを、以下「新規波形データ」と呼ぶ。また、既存部位点列データについてフーリエ変換が行われた結果得られるデータを、以下「既存波形データ」と呼ぶ。なお、データの形態だけに着目する場合、すなわち新規と既存の区別が不要の場合、新規波形データと既存波形データとをまとめて、以下、「波形データ」と呼ぶ。換言すると、点列データについてフーリエ変換が行われた結果得られるデータが、ここでいう波形データである。
以下、このような波形データの具体的な求め方の一例について説明する。
【００４５】
まず、波形データ変換部２２２は、検索条件受付部２１により受け付けられた分解能をｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎとすると、以下の式（１）に示すように、波形データの変換に用いる波形指数ｈ、ｋ、ｌの最大値Ｈ、Ｋ、Ｌを算出する。
【００４６】
【数１】
【００４７】
ここで、フーリエ変換前の点列データは、Ｎ（Ｎは１以上の整数値）個の点データから構成されているものとする。また、波形指数ｈは、０からＨまでの任意の整数である。同様に、波形指数ｋは０からＫまでの任意の整数、波形指数ｌは０からＬまでの任意の整数である。ここで、ｈ、ｋ、ｌが全て０になるｈ、ｋ、ｌの整数の組合せは含まれないものとする。
この場合、波形データ変換部２２２は、Ｃを任意の定数とし、ｗｉを点列データのｉ番目の点データに対する重み係数であるとすると、以下の式（２）に示すように規格化定数Ｓｎを算出する。
【００４８】
【数２】
【００４９】
続いて、波形データ変換部２２２は、規格化定数Ｓｎ、波形指数ｈ、ｋ、ｌを用いて、点列データを波形データに変換する。点列データのうちｉ番目の点データのＸ座標をｘｉ、Ｙ座標をｙｉ、Ｚ座標をｚｉとそれぞれし、虚数をｊとすると、当該点列データから変換される任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する波形データＦｈｋｌは、以下の式（３）で示される。
【００５０】
【数３】
【００５１】
このようにして、波形データ変換部２２２は、任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する新規部位点列データを式（３）で表される新規波形データＦｈｋｌに変換するとともに、任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する複数の既存部位点列データを式（３）で表される既存波形データＦｈｋｌに変換する。
なお、新規波形データＦｈｋｌと既存波形データＦｈｋｌとを明確に区別すべく、以下、任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する新規波形データＦｈｋｌを「新規波形データＦＡ」と表わす一方、任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する既存波形データＦｈｋｌを「既存波形データＦＢ」と表わす。
【００５２】
類似度判定部２２３は、波形データ変換部２２２において変換された新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢとの類似度を判定する。
【００５３】
具体的には、類似度判定部２２３は、波形データ変換部２２２において変換された新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのスカラ差を算出する。このスカラ差をＤＳとすると、スカラ差ＤＳは、波形指数ｈ、ｋ、ｌが取り得る全ての整数の組み合わせ、すなわち、波形データの全ての要素に基づいて算出され、以下の式（４）に示される。
【００５４】
【数４】
【００５５】
ここでは、類似度判定部２２３は、線データに対応する新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのスカラ差Ｄｓ（以下、他と区別すべく「ＤＳＬ」と表記する）を算出するとともに、面データに対応する新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのスカラ差Ｄｓ（以下、他と区別すべく「ＤＳＳ」と表記する）を算出する。
【００５６】
また、類似度判定部２２３は、波形データ変換部２２２において変換された新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのベクトル差を算出する。このベクトル差をＤＶとすると、ベクトル差ＤＶは、波形指数ｈ、ｋ、ｌが取り得る全ての整数の組み合わせ、すなわち、波形データの全ての要素に基づいて算出され、以下の式（５）に示される。
【００５７】
【数５】
【００５８】
ここでは、類似度判定部２２３は、線データに対応する新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのベクトル差ＤＶ（以下、他と区別すべく「ＤＶＬ」と表記する）を算出するとともに、面データに対応する新規波形データＦＡと、複数の既存波形データＦＢそれぞれとのスカラ差（以下、他と区別すべく「ＤＶＳ」と表記する）を算出する。
【００５９】
抽出部２２４は、類似度判定部２２３により判定された類似度、すなわち、スカラ差ＤＳ及びベクトル差ＤＶに基づいて、複数の既存波形データＦＢの中から、新規波形データＦＡに類似する既存波形データＦＢを特定し、特定した当該既存波形データＦＢに対応する既存のデザイン形状データを、新規のデザイン形状データに類似するデータとして抽出する。
【００６０】
具体的には、抽出部２２４は、スカラ差Ｄｓとベクトル差ＤＶとを既存のデザイン形状データそれぞれに対応する類似度として表示部４０に表示させ、オペレータから既存のデザイン形状データの選択を受け付ける。ここで、抽出部２２４は、オペレータから入力部３０を介した操作入力に応じて、スカラ差ＤＳが小さい順に類似度を表示したり、ベクトル差ＤＶが小さい順に類似度を表示したりする。そして、抽出部２２４は、選択された類似度に対応する既存波形データＦＢを新規波形データＦＡに類似する既存波形データＦＢに特定し、特定した当該既存波形データＦＢに対応する既存のデザイン形状データを、新規の形状データＦＡに類似するデータとして抽出する。
【００６１】
基準合せ部２３は、検索条件受付部２１により受け付けられた新規のデザイン形状データが示すデザイン形状（新規デザイン形状）の対象部位を基準部位形状として認識する。また、基準合せ部２３は、検索部２２（抽出部２２４）により抽出された既存のデザイン形状データが示す既存のデザイン形状（既存デザイン形状）の、新規デザイン形状の対象部位に対応する部位（以下、「対応部位」）を対象部位形状として認識する。続いて、基準合せ部２３は、基準部位形状と対象部位形状との形状の差異を算出する。そして、基準合せ部２３は、この算出した差異に基づいて、基準合せ処理として、既存デザイン形状を新規デザイン形状に近づける修正を行う。
【００６２】
ここで、新規デザイン形状の対象部位に対応する点列データは、新規部位点列データであるが、以下、基準部位点列データという。また、既存デザイン形状の対応部位に対応する点列データは、既存部位点列データであるが、以下、対象部位点列データという。
また、基準部位点列データの任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する波形データは、新規波形データＦＡであるが、以下、基準波形データＦＡともいう。また、対象部位点列データの任意の波形指数ｈ、ｋ、ｌに対応する波形データは、既存波形データＦＢであるが、以下、対象部位波形データＦＢともいう。
【００６３】
基準合せ部２３は、基準部位点列データに対応する基準波形データＦＡと、対象部位点列データに対応する対象部位波形データＦＢとのスカラ差ＤＳを第１の閾値ＴＳとし、ベクトル差ＤＶを第２の閾値ＴＶとする。
【００６４】
続いて、基準合せ部２３は、対象部位点列データの修正を行う。
具体的には、基準合せ部２３は、対象部位点列データに対応する対象部位形状を所定角度ずつ回転させる修正を当該対象部位点列データに行う。続いて、基準合せ部２３は、修正後の対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行う。ここで、変換された波形データを、対象部位波形データＦＢ１という。続いて、基準合せ部２３は、対象部位波形データＦＢ１と、基準波形データＦＡとのスカラ差が、第１の閾値ＴＳ以下であるか判定する。続いて、基準合せ部２３は、スカラ差が第１の閾値ＴＳ以下であると判定した場合、対象部位形状を回転させる修正を終了する。なお、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定回数だけ回転させてもスカラ差が第１の閾値ＴＳ以下とならなかった場合、対象部位形状を回転させる修正をキャンセルし、次の処理（伸縮させる修正）に移る。
【００６５】
また、基準合せ部２３は、対象部位形状を第１の値ずつ伸長させる修正を、回転に係る修正（キャンセルされた場合も含む）が行われた当該対象部位点列データに行う。続いて、基準合せ部２３は、修正後の対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行う。ここで、変換された波形データを、対象部位波形データＦＢ２という。続いて、基準合せ部２３は、対象部位波形データＦＢ２と、基準波形データＦＡとのスカラ差が、第１の閾値ＴＳ以下であるか判定する。続いて、基準合せ部２３は、スカラ差が第１の閾値ＴＳ以下であると判定した場合、対象部位形状を伸長させる修正を終了する。なお、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定回数だけ伸長させてもスカラ差が第１の閾値ＴＳ以下とならなかった場合、対象部位形状を伸長させる修正をキャンセルし、次の処理（平行移動させる修正）に移る。
【００６６】
なお、基準合せ部２３は、対象部位形状を第１の値ずつ伸長させる修正を対象部位点列データに行うこととしたが、これに限らない。すなわち、基準合せ部２３は、対象部位形状を第１の値ずつ縮小させる修正を当該対象部位点列データに行うこととしてもよい。
【００６７】
また、基準合せ部２３は、対象部位形状を第２の値ずつ平行移動させる修正を、伸長（縮小）に係る修正（キャンセルされた場合も含む）が行われた対象部位点列データに行う。続いて、基準合せ部２３は、修正後の対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行う。ここで、変換された波形データを、対象部位波形データＦＢ３という。続いて、基準合せ部２３は、対象部位波形データＦＢ３と、基準波形データＦＡとのベクトル差が、第２の閾値ＴＶ以下であるか判定する。続いて、基準合せ部２３は、ベクトル差が第２の閾値ＴＶ以下である場合、対象部位形状の平行移動させる修正を終了する。なお、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定回数だけ平行移動させてもベクトル差が第２の閾値ＴＶ以下とならなかった場合、対象部位形状を平行移動させる修正をキャンセルし、その後、対象部位形状を平行移動させる修正を終了する。
【００６８】
このようにして、基準合せ部２３は、対象部位形状と基準部位形状との位置を合わせる修正を行う。なお、対象部位点列データに対して行われた修正内容は、後述の形状データ作成部２５において使用されるものである。このため、基準合せ部２３は、対象部位点列データに対して行われた修正内容を、記憶部１０に一時的に記憶させる。
【００６９】
変形ルール作成部２４は、対象部位形状を基準部位形状に近づける変形を行い、この変形結果に基づいて後述の形状データ作成部２５において使用される変形ルールを作成する。変形ルール作成部２４は、変形条件受付部２４１と、変形実行部２４２と、判定部２４３と、条件変更部２４４と、を備える。
【００７０】
変形条件受付部２４１は、対象部位形状の変形時に使用する変形条件として、入力部３０を介してオペレータから、ＦＦＤ法（Ｆｒｅｅ−Ｆｏｒｍ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ法）において空間の変形を行うための制御点の数、分解能、重み係数、変形時における収束条件を受け付ける。
【００７１】
ここで、ＦＦＤ法は、３次元構造体である変形対象物を包含する変形対象空間に複数の制御点を格子状に配置し、これら複数の制御点を移動することにより、この変形対象物の形態の変形を行う手法である。
また、空間は、変形が行われる仮想空間である。
【００７２】
制御点は、３次元座標情報であり、空間を変形させる際に基準となる点である。１の制御点が移動すると、制御点を中心とした所定範囲の空間が変形される。この所定範囲の空間は、制御点の数に対応している。例えば、空間内の制御点が相対的に少ない場合には、所定範囲が相対的に大きくなり、空間内の制御点が相対的に多い場合には、所定範囲が相対的に小さくなる。
分解能及び重み係数は、フーリエ変換において使用する数値である。
【００７３】
収束条件は、対象部位形状の変形時における変形量が妥当な量に達したか否かを判定するために用いられる閾値と、対象部位形状を変形させる最小回数及び最大回数と、制御点を分割（増加）させる回数を示す分割指定回数とを含んでいる。
【００７４】
なお、変形条件受付部２４１は、制御点の数、分解能、及び重み係数の組み合わせを予め定めておき、入力部３０を介して、当該組み合わせからの選択を受け付けるようにしてもよい。また、変形条件受付部２４１は、収束条件を受け付けずに、制御点の数、及び分解能に基づいて自動的に設定するようにしてもよい。
【００７５】
変形実行部２４２は、検索条件受付部２１により受け付けられた新規のデザイン形状データに対応する基準部位形状を認識する。また、変形実行部２４２は、基準合せ部２３により修正された既存のデザイン形状データに対応する対象部位形状を認識する。
【００７６】
続いて、変形実行部２４２は、対象部位形状を変形対象物として、対象部位形状を包含する変形対象空間を定義する。そして、変形実行部２４２は、この変形対象空間内に複数の制御点を格子状に配置するとともに、対象部位形状と基準部位形状のそれぞれに対して、形状の特徴を示す特徴点を複数個定義する。ここで、制御点は、入力部３０を介して受け付けられた制御点の数だけ定義される。また、対象部位形状の特徴点と、基準部位形状の特徴点とは、対応付けられている。
【００７７】
変形実行部２４２は、対象部位形状の複数の特徴点それぞれが、当該特徴点が対応する基準部位形状の特徴点に近づくように、変形対象空間内の制御点を移動させることによって、対象部位形状を変形する。すると、対象部位形状に対応する点列データの値が変更される。
【００７８】
判定部２４３は、変形実行部２４２による変形回数をカウントする。続いて、判定部２４３は、第１の判定、第２の判定、第３の判定、及び第４の判定を行う。
【００７９】
まず、判定部２４３は、第１の判定として、変形実行部２４２による対象部位形状の変形回数が、収束条件に含まれる最大回数に達したか否かを判定する。判定部２４３は、変形回数が最大回数に達したと判定した場合、第４の判定を行い、変形回数が最大回数に達していないと判定した場合、第２の判定を行う。
【００８０】
判定部２４３は、変形回数が最大回数に達していないと判定した場合、基準部位形状と対象部位形状との差異を算出し、その後、第２の判定を行う。
具体的には、判定部２４３は、上述の（１）式に基づいて、変形条件受付部２４１により受け付けられた分解能に対応する波形指数の最大値を算出するとともに、上述の（２）式に基づいて、変形条件受付部２４１により受け付けられた重み係数に対応する規格化定数を算出する。
【００８１】
続いて、判定部２４３は、算出した波形指数の最大値及び規格化定数を用いて、波形データ変換部２２２により、基準部位形状に対応する点列データを基準波形データに変換するとともに、対象部位形状に対応する対象部位点列データを対象部位波形データに変換する。続いて、判定部２４３は、上述の（５）式に基づいて、基準波形データと対象部位波形データとのベクトル差を、基準部位形状と、変形後の対象部位形状との差異として算出する。
【００８２】
続いて、判定部２４３は、算出された差異が、収束条件に含まれる閾値未満か否かを判定する。判定部２４３は、算出された差異が閾値未満であると判定した場合、第３の判定を行い、算出された差異が閾値以上であると判定した場合、変形実行部２５２に処理を移す。
【００８３】
判定部２４３は、算出された差異が閾値未満であると判定した場合、第３の判定として、変形実行部２４２による変形回数が、収束条件に含まれる最小回数に達したか否かを判定する。判定部２４３は、変形回数が最小回数に達したと判定した場合、第４の判定を行い、変形回数が最小回数に達していないと判定した場合、変形実行部２４２に処理を移す。
【００８４】
判定部２４３は、変形回数が最大回数に達したと判定した場合、又は算出された差異が閾値未満と判定し、かつ変形回数が最小回数に達したと判定した場合、第４の判定を行う。すなわち、判定部２４３は、第４の判定として、後述の条件変更部２４４により、制御点が分割された回数（分割実行回数）が、収束条件に含まれる分割指定回数に達したか否かを判定する。判定部２４３は、分割実行回数が分割指定回数に達したと判定した場合、変形実行部２４２による変形において移動及び分割が行なわれた制御点の変化を変形ルールとして出力する。また、判定部２４３は、分割実行回数が分割指定回数に達していないと判定した場合、条件変更部２４４に処理を移す。
【００８５】
条件変更部２４４は、判定部２４３の第４の判定において、分割実行回数が分割指定回数に達していないと判定された場合に実行される。すなわち、条件変更部２４４は、変形対象空間における制御点を分割することにより、当該空間における制御点の数を増加させる。すると、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲である所定範囲は、当該複数の制御点が分割される前の所定範囲と比べて縮小される。なお、条件変更部２４４は、制御点の数を増加させた場合に、分解能を上げるようにしてもよい。また、条件変更部２４４は、制御点の数に基づいて、収束条件に含まれる閾値を所定値だけ減算する。また、条件変更部２４４は、制御点の数に基づいて、収束条件に含まれる最小回数及び最大回数を変更する。条件変更部２４４は、これらの処理を行った後、変形実行部２４２に処理を移す。
【００８６】
形状データ作成部２５は、変形ルール作成部２４により作成された変形ルールに基づいて、検索部２２（抽出部２２４）により抽出された既存のデザイン形状データに関連付けられている既存の内板形状データ及び既存の成形形状データをそれぞれ変形する。
【００８７】
具体的には、形状データ作成部２５は、抽出された既存の内板形状データ及び既存の成形形状データの各対応部位に対して、基準合せ部２３によって記憶部１０に一時的に記憶された修正内容に基づいて修正を行う。
すなわち、形状データ作成部２５は、既存の内板形状データ及び既存の成形形状データの各対応部位に対応する点列データを抽出する。そして、形状データ作成部２５は、これらの点列データに対して、基準合せ部２３によって記憶部１０に一時的に記憶された修正内容に基づいて基準合せのための修正を行う。
【００８８】
続いて、形状データ作成部２５は、修正された点列データが示す内板形状及び成形形状の各対応部位を包含する変形対象空間（以下、「内板・成形形状包含変形対象空間」と呼ぶ）を定義する。そして、形状データ作成部２５は、内板・成形形状包含変形対象空間内に複数の制御点を格子状に配置する。
【００８９】
ここで、制御点は、変形ルール作成部２４によって受け付けられた制御点の数だけ、内板・成形形状包含変形対象空間内に配置される。また、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲は、所定範囲であることとする。
【００９０】
続いて、形状データ作成部２５は、内板・成形形状包含変形対象空間内に配置された制御点を、変形ルール作成部２４によって作成された変形ルールに従って変化させる。つまり、形状データ作成部２５は、内板・成形形状包含変形対象空間内に配置された制御点に対して、変形実行部２４２による変形において移動及び分割が行なわれた制御点の変化と同一に変化させる。すると、既存の内板形状に対応する点列データ及び既存の成形形状に対応する点列データの値が変更され、既存の内板形状データ及び既存の成形形状データが、新規のデザイン形状データに対応して変更される。そして、形状データ作成部２５は、変更された既存の内板形状データ及び既存の成形形状データを新規の内板形状データ及び新規の成形形状データとして出力する。
【００９１】
なお、内板形状データや成形形状データ以外に、既存のデザイン形状データに関連付けられている既存のデータがある場合、形状データ作成部２５は、これら既存のデータについて、内板形状データや成形形状データと同様に変形することにより、新規のデザイン形状データに対応する新規のデータを作成してもよい。
【００９２】
結合部２６は、検索条件受付部２１により受け付けられた新規のデザイン形状データと、形状データ作成部２５により作成された新規の内板形状データ及び新規の成形形状データ（作成対象部位についてのデータ）とを関連付けて、新規の形状データを作成する。
なお、結合部２６は、これら新規のデザイン形状データ、内板形状データ、及び成形形状データに対応するデザイン形状、内板形状、及び成形形状の位置合わせを行い、表示部４０に表示させるようにしてもよい。
【００９３】
なお、検索条件受付部２１により、新規のデザイン形状データ全体が示すデザイン形状全体が複数の部位に分割され、それぞれの部位が作成対象部位として受け付けられた場合、形状データ作成部２５により、複数の部位に対応して、新規の内板形状データ及び新規の成形形状データ（対応部位についての各部分データ）が複数生成される。この場合、結合部２６は、複数生成された新規の内板形状データ及び新規の成形形状データ（対応部位についての各部分データ）を合成することにより、新規のデザイン形状データ全体に対応する内板形状データ及び成形形状データを生成する。
【００９４】
続いて、形状データ作成システム１が実行する処理のうち、新規のデザイン形状データを受け付けてから、対応する新規の内板形状データ及び新規の成形形状データを作成することによって、新規の形状データを作成するまでの処理（以下、「新規形状データ作成処理」と呼ぶ）の流れについて説明する。
図３は、本実施形態に係る形状データ作成システム１が実行する新規形状データ作成処理の流れを示すフローチャートである。
【００９５】
ステップＳ１において、図２の検索条件受付部２１は、入力部３０を介して、検索の対象とする新規のデザイン形状データ及び設定情報の入力を受け付ける。
ここで、設定情報は、例えば、作成対象部位の情報や、類似度の判定に用いられる情報を含んでいる。
【００９６】
ステップＳ２において、検索部２２は、ステップＳ１の処理で受け付けられた設定情報に基づいて、新規のデザイン形状データに類似する既存のデザイン形状データを形状ＤＢ１１から抽出する。
なお、このようなステップＳ２の処理を、図３の記載に併せて、「類似既存デザイン形状データ抽出処理」と呼ぶ。類似既存デザイン形状データ抽出処理の詳細は、図４を参照して後述する。
【００９７】
ステップＳ３において、基準合せ部２３は、ステップＳ２の処理で抽出された既存デザイン形状データが示す既存デザイン形状の対応部位をステップＳ１で受け付けられた新規デザイン形状の作成対象部位に近づける修正を行う。
なお、このようなステップＳ３の処理を、図３の記載に併せて、「基準合せ処理」と呼ぶ。基準合せ処理の詳細は、図５及び図６を参照して後述する。
【００９８】
ステップＳ４において、変形ルール作成部２４は、変形ルールを作成する。
なお、このようなステップＳ４の処理を、図３の記載に併せて、「変形ルール作成処理」と呼ぶ。変形ルール作成処理の詳細は、図７を参照して後述する。
【００９９】
ステップＳ５において、形状データ作成部２５は、ステップＳ４の処理で作成された変形ルールに基づいて、新規の内板形状データ及び新規の成形形状データを作成する。
具体的には、形状データ作成部２５は、新規の内板形状データ及び新規の成形形状データの内板・成形形状包含変形対象空間を定義し、この空間内に配置された制御点を、ステップＳ４において作成された変形ルールに従って変化させる。
【０１００】
ステップＳ６において、結合部２６は、ステップＳ１の処理で受け付けられた新規のデザイン形状データと、ステップＳ５の処理で作成された新規の内板形状データ及び成形形状データの作成対象部位とを関連付けて、新規の形状データを作成する。
これにより、新規形状データ作成処理は終了となる。
なお、新規形状データ作成処理により作成された新規の形状データは、形状ＤＢ１１に記憶され、次回以降に別途実行される新規形状データ作成処理において、既存の形状データとして取り扱われる。
【０１０１】
次に、このような新規形状データ作成処理のうち、ステップＳ２の類似既存デザイン形状データ抽出処理の詳細について説明する。
図４は、類似既存デザイン形状データ抽出処理の詳細な流れを示すフローチャートである。
【０１０２】
上述したように、図３のステップＳ１の処理で新規のデザイン形状データ及び設定情報の入力が受け付けられると、処理はステップＳ２に進み、類似既存デザイン形状データ抽出処理として、次のようなステップＳ２１からステップＳ２４の処理が実行される。
【０１０３】
ステップＳ２１において、点列データ取得部２２１は、検索条件受付部２１において新規の形状データを受け付けた（図３のステップＳ１参照）ことに応じて、複数の既存の形状データの各々に対応する複数の既存部位点列データ、及び当該新規の形状データに対応する新規点列データを形状ＤＢ１１からそれぞれ取得する。
【０１０４】
ステップＳ２２において、波形データ変換部２２２は、ステップＳ２１の処理で取得された各点列データを各波形データに変換する。
具体的には、波形データ変換部２２２は、新規部位点列データ及び複数の既存部位点列データの各々についてフーリエ変換を行うことによって、当該新規点列データを新規波形データに変換するとともに、当該複数の既存点列データの各々を複数の既存波形データの各々に変換する。
【０１０５】
ステップＳ２３において、類似度判定部２２３は、ステップＳ２２の処理で変換された新規波形データと複数の既存波形データのそれぞれとについてのスカラ差及びベクトル差を算出する。
【０１０６】
ステップＳ２４において、抽出部２２４は、ステップＳ２３の処理で算出されたスカラ差及びベクトル差に基づいて、新規のデザイン形状データに類似する既存のデザイン形状データを形状ＤＢ１１から抽出する。
【０１０７】
これにより、類似既存デザイン形状データ抽出処理は終了となる。すなわち、図３のステップＳ２の処理が終了して、処理はステップＳ３に進むことになる。
【０１０８】
次に、ステップＳ３の基準合せ処理の詳細について説明する。
図５及び図６は、基準合せ処理の詳細な流れを示すフローチャートである。なお、図５及び図６のフローチャートの説明における、回転、伸長、平行移動の変化に係る規定数は、それぞれ異なるものとする。
【０１０９】
上述したように、図４のステップＳ２４の処理で既存のデザイン形状データが形状ＤＢ１１から抽出されると、処理はステップＳ３に進み、基準合せ処理として、次のようなステップＳ３０１からステップＳ３１４の処理が実行される。
【０１１０】
ステップＳ３０１において、基準合せ部２３は、閾値を設定する。具体的には、基準合せ部２３は、基準部位点列データに対応する基準波形データと、対象部位点列データに対応する対象部位波形データとについて、それらのスカラ差を第１の閾値に設定し、それらのベクトル差を第２の閾値に設定する。
【０１１１】
ステップＳ３０２において、基準合せ部２３は、図３のステップＳ２の処理で抽出された既存のデザイン形状データが示す既存デザイン形状の対象部位形状を所定角度回転させる修正を対象部位点列データに対して行う。
【０１１２】
ステップＳ３０３において、基準合せ部２３は、ステップＳ３０２の処理で修正された対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行い、修正後波形データに変換する。
【０１１３】
ステップＳ３０４において、基準合せ部２３は、ステップＳ３０３の処理で変換された修正後波形データと基準波形データとのスカラ差を算出し、算出したスカラ差が第１の閾値以下であるか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３０６に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ３０５に処理を移す。
【０１１４】
ステップＳ３０５において、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数回転させたか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３０６に処理を移し、この判定がＮＯの場合、処理をステップＳ３０２に処理を移す。つまり、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数回転させても、スカラ差が第１の閾値以下とならなかった場合に、回転に係る処理をキャンセルして次の処理に移る。
【０１１５】
ステップＳ３０６において、基準合せ部２３は、対象部位形状を第１の値ずつ伸長させる修正を、回転に係る修正（ステップＳ３０５の処理でキャンセルされた場合も含む）が行われた対象部位点列データに対して行う。
【０１１６】
ステップＳ３０７において、基準合せ部２３は、ステップＳ３０６の処理で修正された対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行い、修正後波形データに変換する。
【０１１７】
ステップＳ３０８において、基準合せ部２３は、ステップＳ３０７の処理で変換された修正後波形データと基準波形データとのスカラ差を算出し、算出したスカラ差が第１の閾値以下であるか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３１０に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ３０９に処理を移す。
【０１１８】
ステップＳ３０９において、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数伸長させたか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、図６のステップＳ３１０に処理を移し、この判定がＮＯの場合、処理をステップＳ３０６に処理を移す。つまり、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数伸長させても、スカラ差が第１の閾値以下とならなかった場合に、伸長に係る処理をキャンセルして次の処理に移る。
【０１１９】
図６に移り、ステップＳ３１０において、基準合せ部２３は、対象部位形状を第２の値ずつ平行移動させる修正を、伸長に係る修正（ステップＳ３０９の処理でキャンセルされた場合も含む）が行われた対象部位点列データに対して行う。
【０１２０】
ステップＳ３１１において、基準合せ部２３は、ステップＳ３１０の処理で修正された対象部位点列データについて、波形データ変換部２２２によりフーリエ変換を行い、修正後波形データに変換する。
【０１２１】
ステップＳ３１２において、基準合せ部２３は、ステップＳ３１１の処理で変換された修正後波形データと基準波形データとのベクトル差を算出し、算出したベクトル差が第２の閾値以下であるか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３１４に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ３１３に処理を移す。
【０１２２】
ステップＳ３１３において、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数平行移動させたか否かを判定する。基準合せ部２３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３１４に処理を移し、この判定がＮＯの場合、処理をステップＳ３１０に処理を移す。つまり、基準合せ部２３は、対象部位形状を規定数平行移動させても、ベクトル差が第２の閾値以下とならなかった場合に、平行移動に係る処理をキャンセルして次の処理に移る。
【０１２３】
ステップＳ３１４において、ステップＳ３０１からステップＳ３１３までの処理で対象部位点列データに対して行われた修正内容を記憶部１０に一時記憶させる。
【０１２４】
これにより、基準合せ処理は終了となる。すなわち、図３のステップＳ３の処理が終了して、処理はステップＳ４に進むことになる。
【０１２５】
次に、ステップＳ４の変形ルール作成処理の詳細について説明する。
図７は、変形ルール作成処理の詳細な流れを示すフローチャートである。
【０１２６】
ステップＳ４１において、変形条件受付部２４１は、変形条件を受け付ける。具体的には、変形条件受付部２４１は、対象部位形状の変形時に使用する変形条件として、入力部３０を介してオペレータから、ＦＦＤ法における制御点の数、分解能、重み係数、収束条件を受け付ける。
【０１２７】
ステップＳ４２において、変形実行部２４２は、対象部位形状を包含し、複数の制御点が格子状に配置された変形対象空間を定義する。
【０１２８】
ステップＳ４３において、変形実行部２４２は、対象部位形状の複数の特徴点それぞれが、当該特徴点が対応する基準部位形状に近づくように、変形対象空間内の制御点を移動させることによって、変形対象空間を変形させる。これにより、変形対象空間内の対象部位形状が変形される。ここで、判定部２４３は、変形実行部２５２による変形回数をカウントする。
【０１２９】
ステップＳ４４において、判定部２４３は、ステップＳ４３においてカウントした変形回数が、収束条件に含まれる最大回数に達したか否かを判定する。判定部２４３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４８に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ４５に処理を移す。
【０１３０】
ステップＳ４５において、判定部２４３は、基準部位形状と、ステップＳ４３において変形された対象部位形状との差異を算出する。
【０１３１】
ステップＳ４６において、判定部２４３は、ステップＳ４５で測定された差異が、収束条件に含まれる閾値未満か否かを判定する。判定部２４３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４７に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ４３に処理を移す。
【０１３２】
ステップＳ４７において、判定部２４３は、ステップＳ４３の処理の回数、すなわち変形回数が、収束条件に含まれる最小回数に達したか否かを判定する。判定部２４３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４８に処理を移し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ４３に処理を移す。
【０１３３】
ステップＳ４８において、判定部２４３は、制御点が分割された回数（分割実行回数）、すなわち後述のステップＳ４９により変形条件が変更された回数が、分割指定回数に達したか否かを判別する。判定部２４３は、この判定がＹＥＳの場合、ステップＳ４３における制御点の移動及び後述のステップＳ４３における制御点の分割を、制御点の変化、すなわち変形ルールとして出力して変形ルール作成処理を終了し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ４９に処理を移す。
【０１３４】
ステップＳ４９において、条件変更部２４４は、分割実行回数が分割指定回数に達していない場合に、変形条件を変更する。すなわち、条件変更部２４４は、変形対象空間における制御点を分割することにより、当該空間における制御点の数を増加させる。また、条件変更部２４４はフーリエ変換に用いる分解能を上げる。また、条件変更部２４４は、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲に比べて縮小させる。また、条件変更部２４４は、制御点の数に基づいて、収束条件に含まれる閾値を所定値だけ減算する。また、条件変更部２４４は、制御点の数に基づいて、収束条件に含まれる最小回数及び最大回数を変更する。そして、条件変更部２４４は、ステップＳ４９において変形条件が変更されると、ステップＳ４３で変形実行部２４２によりカウントされた変形回数をリセットする。条件変更部２４４は、この処理が終了すると、ステップＳ４３に処理を移す。
【０１３５】
これにより、変形ルール作成処理は終了となる。すなわち、図３のステップＳ４の処理が終了して、処理はステップＳ５に進むことになる。
【０１３６】
以上、本実施形態によれば、形状データ作成システム１は、波形データ変換部２２２により、新規点列データ及び既存点列データのフーリエ変換を行い、当該新規点列データを新規波形データに変換するとともに、当該既存点列データを既存波形データに変換し、類似度判定部２２３により、変換された新規波形データと、既存波形データとの類似度を判定する。また、形状データ作成システム１は、抽出部２２４により、判定された類似度に基づいて、新規波形データに類似する既存波形データを特定し、当該既存波形データに対応する既存の形状データを検索結果として抽出する。よって、形状データ作成システム１は、フーリエ変換により、比較対象となる形状を変換させることによって、形状全体を任意の分解能にて数値化して表現することができる波形データとして捉えることができる。よって、形状データ作成システム１は、形状の類似度を数値化して、形状を検索することができる。
【０１３７】
また、類似度判定部２２３は、新規波形データと、既存波形データとのスカラ差を算出し、当該スカラ差に基づいて類似度を判定する。このようにすることで、形状データ作成システム１では、フーリエ変換によって変換された波形データのスカラ差を比較することによって、新規の形状データに対応する形状と既存の形状データに対応する形状との位置が異なる場合であっても、形状差のみを判定の基準とすることができる。
【０１３８】
また、類似度判定部２２３は、新規波形データと、既存波形データとのスカラ差及びベクトル差を算出し、当該スカラ差及びベクトル差に基づいて類似度を判定する。このようにすることで、形状データ作成システム１では、フーリエ変換によって変換された波形データのベクトル差を比較することによって、新規の形状データに対応する形状と既存の形状データに対応する形状との位置の差を判定の基準とすることができる。
【０１３９】
また、新規点列データ及び既存点列データは、形状の面形状を示す面データ及び形状の輪郭形状を示す線データから構成される。このようにすることで、形状データ作成システム１では、形状の面形状及び輪郭形状に基づいて類似する形状データを検索することができる。また、形状データ作成システム１では、形状の面形状及び輪郭形状の２つの尺度に基づいて類似する形状データを検索することができるので、面形状及び輪郭形状に重みをつけて、類似する形状の判定をすることができる。
【０１４０】
また、形状データ作成システム１は、検索部２２において取得された新規のデザイン形状データ及び対象部位点列データのフーリエ変換を行い、当該新規のデザイン形状データを新規波形データに変換するとともに、当該対象部位点列データを対象部位波形データに変換する。続いて、形状データ作成システム１は、変換された対象部位波形データと、新規波形データとの差異が所定の閾値以下となるように、対象部位点列データに対応する形状を変形させる修正を当該対象部位点列データに行う。
【０１４１】
よって、形状データ作成システム１は、フーリエ変換により、新規部位点列データ及び対象部位点列データを波形データに変換させるので、波形データの振幅と位相に基づいて、それぞれの形状の特徴を比較することができる。すなわち、形状データ作成システム１は、部分的に特徴がある形状にトラップされることなく、形状データ全体について比較して、対象部位点列データに対応する形状を、新規のデザイン形状データに対応する形状に類似するように効率よく修正することができる。
【０１４２】
また、形状データ作成システム１は、修正後の対象部位点列データに対応する波形データと、新規波形データとのスカラ差が第１の閾値以下となるように、対象部位形状を回転させる修正及び対象部位形状を伸長させる修正を対象部位点列データに行う。また、形状データ作成システム１は、修正後の対象部位点列データに対応する波形データと、新規波形データとのベクトル差が第２の閾値以下となるように、対象部位形状を平行移動させる修正を対象部位点列データに行う。
【０１４３】
このようにすることで、形状データ作成システム１は、対象部位点列データの修正の種類に応じて、修正後の対象部位点列データに対応する波形データと、新規波形データとのスカラ差、ベクトル差を基準として適切に類似度を判定することができる。
【０１４４】
また、形状データ作成システム１は、新規部位点列データ及び対象部位点列データのフーリエ変換を行い、当該新規部位点列データを新規波形データに変換するとともに、当該対象部位点列データを対象部位波形データに変換する。続いて、形状データ作成システム１は、新規波形データと、修正後の対象部位波形データとの差異が第１の閾値又は第２の閾値以下となるような、対象部位形状を変形させる修正を変形ルールとし、当該変形ルールにより、対象部位点列データに対応する既存のデザイン形状データに関連付けられている内板形状データ及び成形形状データを修正する。続いて、形状データ作成システム１は、新規のデザイン形状データと、修正された内板形状データ及び成形形状データとを結合する。
【０１４５】
よって、形状データ作成システム１は、当該変形ルールに基づいて、対象部位点列データに対応する既存のデザイン形状データに関連付けられている内板形状データ及び成形形状データを修正して、新規のデザイン形状データと結合する。よって、形状データ作成システム１は、新規のデザイン形状データに対応する内板形状データ及び成形形状データが存在しない場合であっても、新規のデザイン形状データに類似する既存のデザイン形状データの内板形状データ及び成形形状データに基づいて、新規のデザイン形状データに対応する内板形状データ及び成形形状データを生成することができる。
【０１４６】
また、形状データ作成システム１は、変形実行部２４２により、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を複数回移動させて変形対象空間を変形させる。次に、条件変更部２４４により、変形実行部２４２により当該複数の制御点が複数回移動された後、変形対象空間における制御点の数を増加させるとともに、変形される空間の範囲を所定範囲に比べて縮小させる。次に、変形実行部２４２により、条件変更部２４４により制御点の数、及び変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を複数回移動させて変形対象空間を変形させる。
【０１４７】
このように、形状データ作成システム１は、変形対象空間を変形させる途中で、変形対象空間における制御点の数を増加させ、分解能を増加させることができる。
【０１４８】
ここで、変形計算に対する制御点及び分解能の特性について説明する。図８は、変形計算に対する制御点及び分解能の特性を示す模式図である。
図８では、制御点が少なく分解能が粗い場合、制御点が少なく分解能が細かい場合、制御点が多く分解能が粗い場合、制御点が多く分解能が細かい場合の４つの場合に分けられている。そして、図８では、４つの場合の各々について、変形計算に対して被変形形状が複数回変形された場合の目標形状に対する差異度を示すグラフ、及び特性（収束失敗率、１回当り処理時間、処理回数、全体処理時間、計算誤差）が示されている。なお、制御点が多い場合とは、制御点が少ない場合に比べて制御点が２倍の場合であるものとする。また、分解能が細かい場合とは、分解能が粗い場合に比べて２倍の精度の場合であるものとする。また、グラフに示される白丸印○は、複数の変形計算における途中経過を示すものであり、黒丸印●は、変形計算が終了したことを示すものである。
【０１４９】
例えば、分解能が細かい場合は、分解能が荒い場合に比べて計算誤差が半分になり、高精度になるものの、収束失敗率、１回当り処理時間、全体処理時間が２倍になる。これは、分解能を細かくすることにより最適化問題が発生する可能性が高くなるためである。
また、制御点が多い場合は、制御点が少ない場合に比べて計算誤差が半分になるものの、処理回数と全体処理時間が２倍になる。これは、制御点が多くなったことにより、変形時の計算が増加するためである。また、制御点が多い場合は、制御点が少ない場合に比べて、収束失敗率が増加する。これは、分解能を細かくした場合と同様に、変形精度を高めたことにより最適化問題が発生する可能性が高くなるためである。なお、ここでいう「半分」や「２倍」との表現は、増減の一例を示すものであり、厳密に「半分」、「２倍」になることに限らない。
【０１５０】
図９は、本発明を適用して変形計算を複数回行った場合の、被変形形状の目標形状に対する差異度を示すグラフである。図９に示すように、本実施形態では、変形の初期段階で、図８に示される制御点が少なく分解能が粗い場合の変形計算を適用して、形状が収束した後、図８に示される制御点が多く分解能が細かい場合の変形計算を適用することができる。このようにすることで、形状データ作成システム１は、変形の初期段階において、制御点の数を少ない状態として、最適化問題の発生を防ぎつつ、短い計算時間で変形対象空間に含まれる対象部位形状を低い変形精度で変形させることができる。そして、形状データ作成システム１は、制御点の数を増加させて、低い変形精度で変形させた対象部位形状を高い変形精度で変形させることができる。したがって、形状データ作成システム１は、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で被変形形状を変形することができ、さらに計算時間を短縮することができる。
【０１５１】
また、形状データ作成システム１は、ＦＦＤ法における制御点を対象部位形状の変形途中で増加させて、最適化問題の発生を防ぎつつ、高い変形精度で対象部位形状を変形し、変形ルールを作成することができる。
【０１５２】
また、形状データ作成システム１は、判定部２４３において、基準部位形状と、変形後の対象部位形状の差異が閾値未満と判定された場合に、条件変更部２４４により、変形対象空間における制御点の数を増加させるとともに、１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を、変形対象空間が変形される前に比べて縮小させ、さらに、当該閾値を所定値減算する。よって、形状データ作成システム１は、基準部位形状と、変形後の対象部位形状の差異が変形前と比べて閾値未満となるような形状変形の収束状態となった場合に、条件変更部２５４により制御点等の変形条件を切り替えて、高い変形精度で対象部位形状の変形を行うことができる。
【０１５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【０１５４】
例えば、基準合せ部２３は、対象部位形状に対して、回転、伸長、平行移動の順に修正を行うこととしたが、これに限らない。すなわち、基準合せ部２３は、対象部位形状に対する回転、伸長、平行移動の修正を、任意の順番で行うようにしてもよい。
【０１５５】
また、本発明に係る一連の処理は、ソフトウェアにより実行させることも、ハードウェアにより実行させることもできる。
【０１５６】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムを、コンピュータ等にネットワークを介して、或いは、記録媒体からインストールすることができる。コンピュータは、専用のハードウェアを組み込んだコンピュータであってもよいし、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
【０１５７】
本発明に係る一連の処理を実行するための各種プログラムを含む記録媒体は、情報処理装置（本実施形態では形状データ作成システム）本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布されるリムーバブルメディアでもよく、或いは、情報処理装置本体に予め組み込まれた記録媒体等でもよい。リムーバブルメディアは、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク、又は光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた記録媒体としては、例えば、プログラムが記録されているＲＯＭや、図２の記憶部１０に含まれるハードディスク等でもよい。
【０１５８】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。
【符号の説明】
【０１５９】
１ 形状データ作成システム
１０ 記憶部
１１ 形状ＤＢ
２０ 制御部
２１ 検索条件受付部
２２ 検索部
２３ 基準合せ部
２４ 変形ルール作成部
２５ 形状データ作成部
２６ 結合部
３０ 入力部
２２１ 点列データ取得部
２２２ 波形データ変換部
２２３ 類似度判定部
２２４ 抽出部
２４１ 変形条件設定部
２４２ 変形実行部
２４３ 判定部
２４４ 条件変更部
２５４ 条件変更部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被変形形状を含む空間としての形状包含空間に設けられ、当該形状包含空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を基準形状に類似するように変形させる形状変形装置において、
１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる変形手段と、
前記変形手段により当該複数の制御点が移動された後、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させる条件変更手段と、を備え、
前記変形手段は、前記条件変更手段により前記制御点の数、及び前記変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる形状変形装置。
【請求項２】
被変形形状を含む空間としての形状包含空間に設けられ、当該形状包含空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を基準形状に類似するように変形させる形状変形装置が実行する形状変形方法において、
１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる変形ステップと、
前記変形ステップにおいて当該複数の制御点が移動された後、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させる条件変更ステップと、を含み、
前記変形ステップにおいては、前記条件変更ステップの処理で前記制御点の数、及び前記変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる
形状変形方法。
【請求項３】
前記制御点は、ＦＦＤ（Ｆｒｅｅ−Ｆｏｒｍ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）法において、前記形状包含空間に格子状に配置される点である
請求項２に記載の形状変形方法。
【請求項４】
前記変形ステップの処理で変形された後の前記被変形形状と、前記基準形状との差異を測定し、当該差異が閾値未満か否かを判定する判定ステップをさらに含み、
前記条件変更ステップにおいては、前記判定ステップの処理で、前記差異が前記閾値未満と判定された場合に、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させ、さらに、当該閾値を所定値減算し、
前記変形ステップにおいては、前記条件変更ステップの処理で、前記制御点の数、前記変形される空間の範囲、及び前記閾値が変更された後、前記差異が当該閾値未満となるまで、複数の制御点を繰返し移動させて前記形状包含空間を変形させる
請求項２又は３に記載の形状変形方法。
【請求項５】
前記被変形形状と前記基準形状とは点列データから構成され、
前記判定ステップにおいては、前記変形ステップの処理で変形された後の前記被変形形状の点列データと前記基準形状の点列データとのそれぞれについて、所定の分解能でフーリエ変換を行うことにより前記被変形形状の波形データと前記基準形状の波形データとを算出し、算出された前記被変形形状の波形データと前記基準形状の波形データとのベクトル差を算出することによって、前記被変形形状と前記基準形状との差異を測定する
請求項４に記載の形状変形方法。
【請求項６】
前記条件変更ステップにおいては、前記判定ステップの処理で、前記差異が前記閾値未満と判定された場合に、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させ、さらに、当該閾値を所定値減算するとともに前記所定の分解能を上げる
請求項５に記載の形状変形方法。
【請求項７】
被変形形状を含む空間としての形状包含空間に設けられ、当該形状包含空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を基準形状に類似するように変形させるコンピュータに、
１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる変形ステップと、
前記変形ステップの処理により当該複数の制御点が移動された後、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させる条件変更ステップと、を含み、
前記変形ステップにおいては、前記条件変更ステップにおいて前記制御点の数、及び前記変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる
制御処理を実行させるプログラム。
【請求項１】
被変形形状を含む空間としての形状包含空間に設けられ、当該形状包含空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を基準形状に類似するように変形させる形状変形装置において、
１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる変形手段と、
前記変形手段により当該複数の制御点が移動された後、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させる条件変更手段と、を備え、
前記変形手段は、前記条件変更手段により前記制御点の数、及び前記変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる形状変形装置。
【請求項２】
被変形形状を含む空間としての形状包含空間に設けられ、当該形状包含空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を基準形状に類似するように変形させる形状変形装置が実行する形状変形方法において、
１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる変形ステップと、
前記変形ステップにおいて当該複数の制御点が移動された後、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させる条件変更ステップと、を含み、
前記変形ステップにおいては、前記条件変更ステップの処理で前記制御点の数、及び前記変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる
形状変形方法。
【請求項３】
前記制御点は、ＦＦＤ（Ｆｒｅｅ−Ｆｏｒｍ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）法において、前記形状包含空間に格子状に配置される点である
請求項２に記載の形状変形方法。
【請求項４】
前記変形ステップの処理で変形された後の前記被変形形状と、前記基準形状との差異を測定し、当該差異が閾値未満か否かを判定する判定ステップをさらに含み、
前記条件変更ステップにおいては、前記判定ステップの処理で、前記差異が前記閾値未満と判定された場合に、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させ、さらに、当該閾値を所定値減算し、
前記変形ステップにおいては、前記条件変更ステップの処理で、前記制御点の数、前記変形される空間の範囲、及び前記閾値が変更された後、前記差異が当該閾値未満となるまで、複数の制御点を繰返し移動させて前記形状包含空間を変形させる
請求項２又は３に記載の形状変形方法。
【請求項５】
前記被変形形状と前記基準形状とは点列データから構成され、
前記判定ステップにおいては、前記変形ステップの処理で変形された後の前記被変形形状の点列データと前記基準形状の点列データとのそれぞれについて、所定の分解能でフーリエ変換を行うことにより前記被変形形状の波形データと前記基準形状の波形データとを算出し、算出された前記被変形形状の波形データと前記基準形状の波形データとのベクトル差を算出することによって、前記被変形形状と前記基準形状との差異を測定する
請求項４に記載の形状変形方法。
【請求項６】
前記条件変更ステップにおいては、前記判定ステップの処理で、前記差異が前記閾値未満と判定された場合に、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させ、さらに、当該閾値を所定値減算するとともに前記所定の分解能を上げる
請求項５に記載の形状変形方法。
【請求項７】
被変形形状を含む空間としての形状包含空間に設けられ、当該形状包含空間を変形させる複数の制御点を移動させて、被変形形状を基準形状に類似するように変形させるコンピュータに、
１の制御点が移動することにより変形される空間の範囲を所定範囲として、複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる変形ステップと、
前記変形ステップの処理により当該複数の制御点が移動された後、前記形状包含空間における制御点の数を増加させるとともに、前記変形される空間の範囲を前記所定範囲に比べて縮小させる条件変更ステップと、を含み、
前記変形ステップにおいては、前記条件変更ステップにおいて前記制御点の数、及び前記変形される空間の範囲が変更された後、変更された複数の制御点を移動させて前記形状包含空間を変形させる
制御処理を実行させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５６１２３（Ｐ２０１２−２５６１２３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７６６７（Ｐ２０１１−１２７６６７）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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