(57)【要約】【課題】ＶＲ空間上で、配線及び部品間の電気絶縁距離が不足しているか否かを判定し、不足している場合はＶＲ空間上で設計者による配線設計の修正操作を反映させることが出来る配線設計支援装置を提供する。【解決手段】本発明である配線設計支援装置は、管理端末２、ウェアラブル端末３及び位置センサ４を備えており、管理端末２は、設計情報格納部１１、演算処理部１２、電気絶縁距離判定部１５、画像情報生成部１３及び出力データ格納部１６で構成されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品及び配線に関する設計情報を格納する設計情報格納部と、
前記設計情報に基づいて前記部品及び前記配線の組み合わせ結果を算出する演算処理部と、
前記組み合わせ結果において前記配線の電気絶縁距離が不足しているか否かを判定する電気絶縁距離判定部と、
前記組み合わせ結果と前記電気絶縁距離判定部による電気絶縁距離の判定結果とを用いて、前記部品及び前記配線を含む仮想現実空間の画像情報を生成する画像情報生成部と、
を備えた配線設計支援装置。
【請求項２】
前記演算処理部で計算された前記組み合わせ結果を出力データとして格納する出力データ格納部とをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の配線設計支援装置。
【請求項３】
前記組み合わせ結果において前記部品及び前記配線の間に干渉が発生しているか否かを判定する干渉判定部とをさらに有し、
前記画像情報生成部は、
前記干渉判定部による判定結果をさらに用いて、前記画像情報を生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の配線設計支援装置。
【請求項４】
修正操作の位置情報を位置センサに認識させるマーカー部と、
前記修正操作の動作を検知する画像取得部と、
前記画像取得部が検知した前記動作を前記仮想現実空間の前記位置情報として認識する画像処理部とを備える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の配線設計支援装置。
【請求項５】
前記電気絶縁距離が不足している場合、
前記仮想現実空間で前記電気絶縁距離が不足している前記配線の色又は明度を変えて表示する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の配線設計支援装置。
【請求項６】
前記干渉が発生している場合、
前記仮想現実空間で前記干渉が発生している前記部品及び配線の色又は明度を変えて表示する
ことを特徴とする請求項３に記載の配線設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想現実（Virtual  Reality、以下ではＶＲと呼ぶ）空間上で配線設計を支援する配線設計支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の配線設計支援装置では、実際の配線作業を検証するため、ＶＲ空間上で設計者が配線作業を行い、各要素ブロック間を接続する配線及び配管に関する詳細な設計を決定していた（例えば、特許文献１参照）。
また、ＶＲ空間上で組立作業を行うことで、設計者が部品の組み付け力及び重量を感じ、実際の組立性を評価することを可能とした配線設計の組立性評価支援装置があった（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１８９１２２号公報
【特許文献２】特開２００４−１７８２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の方式では、例えば高電圧の機器の配線設計のように電気絶縁設計が重要となるような配線設計において、機器と配線との間の電気絶縁距離が不足しているか否かを判定することができない。したがって、設計者がＶＲ空間上で配線設計をした結果に対して３次元コンピュータ支援設計（3-dimensional  Computer  Aided  Design、３ＤＣＡＤ）ツールを用いて電気絶縁距離を確認し、設計者が電気絶縁距離が不足していると判断した場合は、設計者が再度ＶＲ空間上で配線設計を行うといった非効率な作業を行わなければならなかった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ＶＲ空間上で、配線及び部品間の電気絶縁距離が不足しているか否かを判定し、不足している場合はＶＲ空間上で設計者による配線設計の修正操作を反映するために判定結果を表示することが出来る配線設計支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る配線設計支援装置は、部品及び配線に関する設計情報を格納する設計情報格納部と、設計情報に基づいて部品及び配線の組み合わせ結果を算出する演算処理部と、組み合わせ結果において配線の電気絶縁距離が不足しているか否かを判定する電気絶縁距離判定部と、組み合わせ結果と電気絶縁距離判定部による電気絶縁距離の判定結果とを用いて、部品及び配線を含む仮想現実空間の画像情報を生成する画像情報生成部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る配線設計支援装置は、ＶＲ空間上で配線及び部品間の電気絶縁距離が不足しているか否かを判定し、不足している場合はＶＲ空間上で設計者による配線設計の修正操作を反映させるために判定結果を表示することが可能となり、配線設計の手戻りを抑制し、効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態である配線設計支援装置を設計者が使用している様子を示した図の例である。
【図２】本実施の形態である配線設計支援装置が有する管理端末に関する機能ブロック図の例である。
【図３】本実施の形態である配線設計支援装置が有するウェアラブル端末に関する機能ブロック図の例である。
【図４】本実施の形態である配線設計支援装置が有する位置センサに関する機能ブロック図の例である。
【図５】本実施の形態である配線設計支援装置に関する処理の全体のフローチャートの例である。
【図６】設計者が見えているＶＲ空間のイメージ図である。
【図７】設計者による修正操作の一連のフローチャートである。
【図８】設計者が位置を修正したい配線をどう動かすかをＶＲ空間上で表している図の例である。
【図９】ＶＲ空間上に見える部品及び接続配線が接触する場合を示している図の例である。
【図１０】部品と配線との間の空間距離を設計者が入力する画面の図の例である。
【図１１】本実施の形態である配線設計支援装置が設計者により選択された配線経路をＶＲ空間上に反映させる処理のフローチャートである。
【図１２】本実施の形態である配線設計支援装置の設計者による修正操作を認識するフローチャートである。
【図１３】本実施の形態である配線設計支援装置の設計者による修正操作の結果をＶＲ空間上に表示するフローチャートである。
【図１４】設計者が部品を動かした結果の状態をＶＲ空間上で表している図の例である。
【図１５】本実施の形態である配線設計支援装置が干渉の判定を行う詳細なフローチャートの例である。
【図１６】ＶＲ空間上で部品の干渉発生時の図の例である。
【図１７】干渉発生時にＶＲ空間上に表示される干渉発生の警告表示の例である。
【図１８】本実施の形態である配線設計支援装置が電気絶縁距離不足の判定を行う詳細なフローチャートの例である。
【図１９】ＶＲ空間上で部品と配線との間の電気絶縁距離が不足している図の例である。
【図２０】電気絶縁距離不足時にＶＲ空間上に表示される電気絶縁距離不足の警告表示の例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態．
本実施の形態である配線設計支援装置について説明する。図１は、本実施の形態である配線設計支援装置を設計者が使用している様子の例を示す。
【００１０】
図１に示されるように、設計者１は、管理端末２、ウェアラブル端末３及び位置センサ４で構成されている配線設計支援装置を使用する。
ウェアラブル端末３は、設計者１が頭部に装着するヘッドマウントディスプレイ３ａと設計者１の手に取り付けられて点灯する発光体３ｂと設計者１のもう一方の手に取り付けられてもう一方の手で入力可能な操作コントローラ３ｃで構成されている。
設計者１の目を覆うように装着されているヘッドマウントディスプレイ３ａは、ＶＲ空間を形成するためのＶＲ画像を表示する。設計者１は、ＶＲ画像を見ることでＶＲ空間に自分が存在していることを体感できる。また、設計者１の手に装着されている発光体３ｂは、設計者１によるＶＲ空間上での配線の修正操作における体の動きを配線設計支援装置が認識するために用いられる。設計者１のもう一方の手に取り付けられている操作コントローラ３ｃには例えば選択ボタン、ポインティングデバイス等の入力ツールが設けられている。図１に示すＶＲ画像Ｒは、設計者１が配線設計支援装置を用いて見ているＶＲ空間上の画像の例である。
【００１１】
管理端末２は、ウェアラブル端末３及び位置センサ４と画像情報及び設計者１による操作情報のやり取りを行う。情報のやりとりは、矢印の向きを情報のやり取りの向きとして実線の矢印で示しており、その詳細は後述する。
【００１２】
位置センサ４は、設計者１の手に装着されたウェアラブル端末３の発光体３ｂからの光を画像情報として認識する。なお、位置センサ４が認識する画像情報は設計者１の修正操作における手の動きを把握するために複数の画像が連続する動画の情報となっている。位置センサ４がウェアラブル端末３から受け取る画像情報の伝達は、破線の矢印で示している。位置センサ４の詳細は後述する。
次に、管理端末２、ウェアラブル端末３及び位置センサ４について順に以下で述べる。
【００１３】
管理端末２は、設計情報を格納している。管理端末２は格納している設計情報を用いて部品及び配線の情報を組み合わせて生成されたＶＲ画像をウェアラブル端末３に送る。
本実施の形態では、部品は単体のものだけでなく複数の部品で構成された複合部品、すなわちユニットも含む。
設計情報は、製品が必要とする部品に関する部品情報、部品と部品とを電気的に接続するための配線情報、部品及び配線を収容するための筐体情報で構成されている。
部品情報、配線情報及び筐体情報の詳細な内容は管理端末２の詳細な構成の説明と合わせて後述する。
【００１４】
ウェアラブル端末３のヘッドマウントディスプレイ３ａは、ＶＲ画像を表示する。また、ウェアラブル端末３の発光体３ｂ及び操作コントローラ３ｃは、設計者１が体感するＶＲ空間上に表示された配線の修正操作に用いられる。設計者１による配線の修正結果は、ＶＲ空間上へ反映される。修正結果をＶＲ空間上へ反映するために、管理端末２へは操作コントローラ３ｃにより設計者１による修正操作の内容の情報を電気信号で、さらに位置センサ４へは発光体３ｂからの光の画像情報で送る。ウェアラブル端末３の詳細な構成については後述する。
【００１５】
位置センサ４は、設計者１の手による修正操作の位置情報を管理端末２に送る。位置センサ４の詳細な構成については後述する。
【００１６】
図２は、本実施の形態に係る管理端末２の機能ブロック図である。図２に示すように管理端末２は、設計情報格納部１１、演算処理部１２、画像情報生成部１３、干渉判定部１４、電気絶縁距離判定部１５及び出力データ格納部１６で構成されている。
【００１７】
設計情報格納部１１は、設計情報１１ａを格納している。
設計情報１１ａは、部品情報、配線情報及び筐体情報で構成されている。
部品情報は、部品の寸法形状、部品における電気接続端子の位置及び、部品の配置に関する情報である。
配線情報は、配線材、電気接続関係及び配線経路のパターンに関する情報である。
筐体情報は、部品及び配線を収容するための筐体の寸法形状に関する情報である。
設計情報格納部１１は、格納している設計情報１１ａを演算処理部１２に送る。
【００１８】
演算処理部１２は、設計情報１１ａを用いて配線及び部品の組み合わせ結果を算出する。なお、組み合わせ結果とは、部品と部品との間の配線の引き回し方などＶＲ空間上で配線された結果を表示するためのものである。すなわち、演算処理部１２により、設計情報１１ａに基づく配線設計結果が管理端末２に再現される。
そのため、まず設計情報１１ａをＶＲ空間上での組み合わせに用いるために必要なＶＲデータへフォーマット変換する。以下では、設計情報１１ａについてはＶＲデータへフォーマット変換された設計情報も設計情報１１ａと呼ぶものとする。
次に、設計情報１１ａのうちの部品情報及び配線情報を用いて、演算処理部１２上で部品と部品との間の配線を引き回して接続し組み合わせる。
続いて同様に、演算処理部１２上で組み合わせられた配線経路の接続に用いる部品を向き及び位置を調整して配置する。
そして演算処理部１２は、組み合わせ結果を組み合わせ情報１２ａとして画像情報生成部１３に送る。演算処理部１２が送る組み合わせ情報１２ａは、組み合わせ結果に加えて組み合わせられた部品及び配線に関する部品情報及び配線情報も内部に含んでいる。
【００１９】
また、演算処理部１２は、組み合わせ情報１２ａを干渉判定部１４及び電気絶縁距離判定部１５に送る。さらに、設計者１による修正操作が終了したことを示す修正終了の情報を操作コントローラ３ｃから修正操作内容３２ａとして受け取ると、修正終了後の組み合わせ情報１２ａを最終的な設計情報１２ｃとして出力データ格納部１６に出力する。
【００２０】
干渉判定部１４は、送られてきた組み合わせ情報１２ａを用いて部品間、配線間及び部品配線間の干渉について判定し、判定結果を干渉判定情報１４ａとして出力する。ここでの干渉とは例えば部品同士の位置が重なってぶつかるというような機械構造的な干渉を意味する。
干渉が発生している場合、演算処理部１２には干渉判定部１４より指示情報１２ｂが送られる。指示情報１２ｂが送られると、演算処理部１２は電気絶縁距離判定部１５に組み合わせ情報１２ａを送る。
【００２１】
電気絶縁距離判定部１５は、演算処理部１２から送られてきた組み合わせ情報１２ａを用いて部品間、配線間及び部品配線間の電気絶縁距離を算出し必要な電気絶縁性能が得られているか否か判定し、判定結果を電気絶縁判定情報１５ａとして出力する。
干渉判定部１４及び電気絶縁距離判定部１５の動作の詳細ついては後述する。
設計者１による修正操作のうち操作コントローラ３ｃからの修正操作内容３２ａ及び設計者１の手による修正操作の位置情報４２ａは、各々ウェアラブル端末３及び位置センサ４より演算処理部１２に送られてくるが、その動作については後述する。
【００２２】
画像情報生成部１３は、演算処理部１２から送られてきた組み合わせ情報１２ａを用いてＶＲ空間上に表示するＶＲ画像情報１３ａを生成する。ＶＲ画像情報１３ａは、ＶＲ空間上で表示されるため設計者１の左右両眼の視差を考慮して生成される。画像情報生成部１３は、生成したＶＲ画像情報１３ａをウェアラブル端末３のヘッドマウントディスプレイ３ａに送る。
同様に、画像情報生成部１３は、演算処理部１２から送られてきた組み合わせ情報１２ａ、干渉判定部１４から送られてきた干渉判定情報１４ａ及び電気絶縁距離判定部１５から送られてきた電気絶縁判定情報１５ａを適宜用いてＶＲ空間上に表示するＶＲ画像情報１３ａを生成する。干渉判定情報１４ａ及び電気絶縁判定情報１５ａの動作の詳細に関しては後述する。
【００２３】
出力データ格納部１６は、演算処理部１２より送られてきた最終的な設計情報１２ｃをリスト化して格納する。
【００２４】
続いて、図３は、本実施の形態に係るウェアラブル端末３の機能ブロック図である。図３に示すように、ウェアラブル端末３は、図１のヘッドマウントディスプレイ３ａに対応する画像情報表示部３１、図１の操作コントローラ３ｃに対応する操作部３２及び図１の発光体３ｂに対応するマーカー部３３で構成されている。
【００２５】
画像情報表示部３１は、ＶＲ画像情報１３ａをＶＲ空間上に表示する。本実施の形態では画像情報表示部３１はヘッドマウントディスプレイ３ａとするが、設計者１がＶＲ空間上の画像を見ることが可能となるものであればよい。
【００２６】
操作部３２は、設計者１がＶＲ空間上に表示されたＶＲ画像に対して、配線又は部品を操作して修正する場合に、修正対象の指定、移動及び修正対象間の空間距離を入力するために用いるものである。本実施の形態では操作部３２は、修正対象及び修正対象間の空間距離をボタンで指定することができる操作コントローラ３ｃとする。修正対象を選択する修正対象ボタン、修正対象間の空間距離を設定する位置調節ボタン及び修正操作の終了を選択する終了ボタンがあるとする。
操作部３２は、修正対象、修正対象間の空間距離及び修正操作終了情報を修正操作内容３２ａとして演算処理部１２に送る。
【００２７】
マーカー部３３は、本実施の形態では、設計者１の例えば手に取り付けられ、光線３３ａを発光する発光体３ｂとする。光線３３ａは位置センサ４によって設計者１の手の操作位置を認識するために用いられる。本実施の形態ではマーカー部３３は、発光体３ｂとして設計者１の手に取り付けられる、さらに具体的には例えば可視光発光ダイオードとする。なお、マーカー部３３の取り付け位置は設計者１の手に限られるものではなく、設計者１による配線の修正操作が把握し易い位置に取り付ければ良いのは言うまでもない。また、マーカー部３３は１つの発光体である必要はなく、複数の発光体で構成されるようにしても良い。複数の発光体で構成することにより設計者１による配線操作の把握がより容易になるという効果がある。
【００２８】
また、マーカー部３３は設計者１の操作位置の認識が出来ればよいため可視光発光ダイオードに限らず、磁気、超音波及び赤外線等といったものをマーカーとするものでもよい。マーカー部３３が発光体である場合は、互いの設置位置が異なる複数台の可視ビデオカメラで３次元の可視画像情報が読み取れるように可視の光線３３ａを発光するが、マーカーを磁気とする磁性体の場合は３次元の磁気分布情報が読み取れるような磁気コイルシステム、マーカーを超音波とする超音波発信機の場合は３次元の超音波画像が読み取れるような超音波検出システム、マーカーを赤外線とする赤外発光ダイオードの場合は複数台の赤外線ビデオカメラで構成された３次元の赤外画像情報が読み取れるシステムを用いることができる。
【００２９】
図４は、本実施の形態に係る位置センサ４の機能ブロック図である。図４に示すように位置センサ４は、第１の画像取得部４１１、第２の画像取得部４１２及び画像処理部４２で構成される。第１の画像取得部４１１及び第２の画像取得部４１２のいずれも可視の画像が動画で取得できる具体的には例えばビデオカメラである。
【００３０】
第１の画像取得部４１１及び第２の画像取得部４１２は、光線３３ａを読み取り、光情報４１１ａ及び光情報４１２ａとして画像処理部４２に送る。設計者１は３次元空間であるＶＲ空間上で表示される画像に対して操作をするため、位置センサ４として、３次元の位置情報４２ａを取得するためには、第１の画像取得部４１１及び第２の画像取得部４１２のように、少なくとも２台以上で異なる位置から撮像する必要がある。
【００３１】
画像処理部４２は、光情報４１１ａ及び光情報４１２ａを用いて設計者１によるＶＲ空間上の画像の操作位置を位置情報４２ａとして算出する。算出した修正操作の位置情報４２ａは演算処理部１２に送られる。
【００３２】
続いて、本実施の形態の配線設計支援装置の全体の処理の流れについて述べる。図５は、本実施の形態の配線設計支援装置の処理の流れの例をフローチャートで表したものである。
図５のフローチャートに基づき、適宜ＶＲ空間上の図及びステップの詳細なフローチャートの図を用いて説明する。
【００３３】
図５のステップＳ１では、まず図２に示す管理端末２において、演算処理部１２が設計情報格納部１１が格納している設計情報１１ａを読み込む。そして設計情報１１ａをＶＲ空間上での組み合わせ評価に用いるために必要なＶＲデータへフォーマット変換する。
【００３４】
ステップＳ２では、演算処理部１２は、ステップＳ１でＶＲデータへフォーマット変換した設計情報１１ａのうちの部品情報及び配線情報を用いて演算処理部１２上で部品及び配線を接続し組み合わせる。
続いて同様に、上記で組み合わせられた配線経路の接続に用いる部品の向き及び位置を調整して演算処理部１２上で配置する。
このように演算処理部１２は部品及び配線が組み合わせられた組み合わせ結果を、組み合わせ情報１２ａとして、画像情報生成部１３に送る。
【００３５】
ステップＳ３では、画像情報生成部１３がステップＳ２で演算処理部１２から送られたてきた組み合わせ情報１２ａを用いてＶＲ空間上で表示するＶＲ画像を生成する。生成したＶＲ画像は、ＶＲ画像情報１３ａとして、ヘッドマウントディスプレイ３ａの画像情報表示部３１に送られる。
【００３６】
ステップＳ４では、ヘッドマウントディスプレイ３ａの画像情報表示部３１がステップＳ３で管理端末２の画像情報生成部１３から送られてきたＶＲ画像情報１３ａを用いてＶＲ空間上にＶＲ画像を表示する。
設計者１は、画像情報表示部３１を用いてＶＲ空間上でＶＲ画像を見て、部品及び配線の組み合わせられている様子を確認する。
【００３７】
ステップＳ５では、設計者１はＶＲ空間上の画像を見て、適宜修正操作を行う。修正対象は配線及び部品とする。
【００３８】
修正対象として、配線を選択した場合を例として、ステップＳ５の修正操作についてさらに詳細に述べる。
図６は、設計者１がＶＲ空間上で見ている修正操作を行う前の様子を表す図の例である。部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｃ及び配線Ｄが組み合わされている。
【００３９】
はじめに設計者１の動作に関して述べる。図７は、修正操作を行う際の設計者１の動作のフローチャートである。
ステップＳ１１０で設計者１は、ＶＲ空間上のＶＲ画像を見ながら操作部３２である操作コントローラ３ｃを用いて修正対象を選択する。配線を修正したい場合、操作コントローラ３ｃの修正対象ボタンを用いて修正対象として「配線」を選択する。
ステップＳ１２０で設計者１は、ＶＲ空間上の配線の中で修正したい配線をポインティングデバイス等を用いて選択する。設計者１はＶＲ空間上で修正したい配線に触れることで選択することができる。図６では、配線Ｄを選択するとする。そのとき設計者１は、ＶＲ空間上で配線Ｄに触れることができる。
【００４０】
ステップＳ１２０で修正したい配線を選択すると、ステップＳ１３０で設計者１は、ＶＲ空間上で表示されている配線の接続点である接点を掴んで、修正したい箇所まで動かす。図８は、ＶＲ空間上で設計者１が接点Ｐを掴み、矢印Ｋの方向へ移動させる様子を表した図の例である。設計者１の修正操作により、設計者１の手に装着されたマーカー部３３である発光体３ｂは、矢印Ｋの方向へ移動することになる。
ステップＳ１４０で設計者１は、ステップＳ１３０で移動させた結果さらに位置調整をしたい対象、及びそれらの空間距離を操作部３２である操作コントローラ３ｃを用いて入力する。図９は、分かりやすくするため、位置調整をしたい部品Ｃ及び配線Ｆの空間距離を矢印Ｌで表したものである。位置調整をする場合、設計者１は操作コントローラ３ｃの位置調整入力ボタンを押すことで、図９の出力画面Ｅ１のように位置調整表示をＶＲ空間上に出力する。図１０は、図９の出力画面Ｅ１の例である。設計者１は修正対象である部品Ｃ及び配線Ｆを操作コントローラ３ｃの位置調整ボタンを用いて入力する。また、部品Cと配線Ｆとの空間距離も入力する。
【００４１】
図７で示されるように設計者１によって修正操作がされた場合の、配線設計支援装置の動作を配線の選択、配線の修正操作の反映及び修正結果の表示の各動作に分けて順に説明する。
まず、配線設計支援装置の配線の選択に関する動作について述べる。
【００４２】
図１１は、設計者１によって配線の選択がされた場合の配線設計支援装置の動作のフローチャートを表している。
ステップＳ２１では、操作部３２である操作コントローラ３ｃは設計者１によって選択された修正操作内容３２ａを管理端末２の演算処理部１２に送る。図７のステップＳ１１０のように設計者１によって修正対象に配線が選択された場合、操作コントローラ３ｃは、配線を修正するという旨の修正操作内容３２ａを演算処理部１２に送る。
【００４３】
ステップＳ２２で、位置センサ４において第１の画像取得部４１１及び第２の画像取得部４１２であるそれぞれのビデオカメラが、設計者１に取り付けられているマーカー部３３である発光体３ｂによって発光される光線３３ａを検知してそれぞれ光情報４１１ａ及び光情報４１２ａとして画像処理部４２に送る。図７のステップＳ１２０のようにＶＲ空間上で設計者１によって修正する配線が選択された場合、第１の画像取得部４１１及び第２の画像取得部４１２は、設計者１に取り付けられた発光体３ｂの光線３３ａを検知して画像処理部４２に光情報４１１ａ及び光情報４１２ａを送る。
【００４４】
ステップＳ２３で、位置センサ４の画像処理部４２は、光情報４１１ａ及び光情報４１２ａから光線３３ａの位置を読み取り、位置情報４２ａとして演算処理部１２に送る。図７のように設計者１が配線を選択した場合、光情報４１１ａ及び光情報４１２ａから光線３３ａの位置を読み取ることで、ＶＲ空間上での設計者１が修正したい配線の位置の動きを認識することができる。認識した配線の位置が動いた後の情報を修正後の位置情報４２ａとし、演算処理部１２に送る。
【００４５】
次にステップＳ２４では、管理端末２において、演算処理部１２は、ＶＲ空間上で反映するために、ステップＳ２１及びステップＳ２３で送られてきた修正操作内容３２ａ及び位置情報４２ａに基づいて組み合わせが修正された組み合わせ結果を組み合わせ情報１２ａとして画像情報生成部１３に送る
【００４６】
ステップＳ２５では、画像情報生成部１３は、ステップＳ２４で送られてきた組み合わせ情報１２ａからＶＲ画像情報１３ａを生成する。
続いてステップＳ２６では、画像情報生成部１３は、ＶＲ画像情報１３ａを画像情報表示部３１に送る。
【００４７】
画像情報表示部３１はＶＲ空間上に修正対象の配線を反映させたＶＲ画像を表示する。表示するときは、指定した配線がどれか設計者１が視覚的に分かりやすいように、他の配線と色を変更して表示する。視覚的に分かりやすければよいため、明度を変えて表示してもよい。
【００４８】
続いて、配線の修正操作の反映に関する動作について述べる。
図１２は、配線の修正操作の際の配線設計支援装置の動作のフローチャートの例である。
【００４９】
ステップＳ３１では、配線を修正するために、図７のステップＳ１３０で設計者１が接点をどこからどこまで移動させる操作をしたかといった情報を、位置センサ４において、第１の画像取得部４１１及び第２の画像取得部４１２であるそれぞれのビデオカメラがマーカー部３３である発光体３ｂによる光線３３ａを検知し、画像処理部４２に光情報４１１ａ及び光情報４１２ａとして送る。設計者１が接点を動かす際に、設計者１に取り付けられている発光体３ｂが設計者１の動きに沿って動くので、光線３３ａの動きが設計者の操作時の動きと一致する。
【００５０】
ステップＳ３２では、位置センサ４の画像処理部４２は、光情報４１１ａ及び光情報４１２ａを用いて光線３３ａの位置として認識し位置情報４２ａを管理端末２の演算処理部１２に送る。
【００５１】
ステップＳ３３では、ウェアラブル端末３の操作部３２である操作コントローラ３ｃは、図７のステップＳ１４０で設計者１によって入力された部品、配線及びそれらの位置関係の空間距離の情報を修正操作内容３２ａとして管理端末２の演算処理部１２に送る。
【００５２】
ステップＳ３４では、管理端末２の演算処理部１２は、ステップＳ３２で送られてきた位置情報４２ａ及びステップＳ３３で送られてきた修正操作内容３２ａに基づいて求められた組み合わせ結果に対して、設計情報格納部１１の設計情報１１ａの部品情報及び配線情報を用いて配線の位置の修正を行う。
このとき演算処理部１２は、設計情報１１ａのうちの配線情報の配線材に関する情報である配線の太さ、材質及び最小曲率を用いて曲率以下で配線が曲がらないように修正を行う。
修正を行った結果を組み合わせ情報１２ａとして画像情報生成部１３に送る。
【００５３】
ステップＳ３５では、管理端末２の画像情報生成部１３がステップＳ３４で修正した組み合わせ情報１２ａを用いて、ＶＲ空間上に表示するためのＶＲ画像情報１３ａを生成する。
【００５４】
最後に、配線の修正結果の表示に関する動作について述べる。
図１３は、配線経路の修正結果の表示の際の配線設計支援装置の動作を示すフローチャートの例である。
【００５５】
ステップＳ４１では、管理端末２の画像情報生成部１３が図１２のステップＳ３５で生成したＶＲ画像情報１３ａを画像情報表示部３１であるヘッドマウントディスプレイ３ａに送る。
【００５６】
ステップＳ４２では、ウェアラブル端末３の画像情報表示部３１であるヘッドマウントディスプレイ３ａはステップＳ４１で送られてきたＶＲ画像情報１３ａを用いてＶＲ空間上にＶＲ画像を表示する。
図１４は、設計者１が修正操作を終えた修正結果を表示したＶＲ画像の図の例である。このように、配線設計支援装置は修正結果を反映してＶＲ空間上にＶＲ画像を表示するため、設計者はＶＲ空間上で修正操作の都度修正された結果を確認することができる。
【００５７】
次は、図５のフローチャートに戻って、以下ではステップＳ６の干渉判定及びステップＳ７の電気絶縁距離判定について順に詳細に述べる。
【００５８】
まず、図１５を用いて図５のステップＳ６の干渉判定について説明する。図１５は、図５のフローチャートのステップＳ６の干渉判定に関する詳細なフローチャートの図である。
【００５９】
ステップＳ５１では、演算処理部１２は、干渉判定部１４にＶＲ空間上で表示されている組み合わせ情報１２ａを送る。
ステップＳ５２では、ステップＳ５１で送られてきた組み合わせ情報１２ａのうちの部品情報の寸法形状に関する情報及び配線情報を用いて、部品及び配線が重なり合って干渉しているか否かを判定する。
図１６は、ＶＲ空間上で部品Ａ及び部品Ｂが干渉している様子を示す。
【００６０】
図１６のように干渉している場合、干渉判定部１４は、ステップＳ５３で、図１６の出力画面Ｅ２のようにエラー表示を出力するため、干渉判定情報１４ａを画像情報生成部１３に送る。干渉判定情報１４ａは、警告内容、干渉している対象及び干渉している旨のメッセージで構成されている。
ステップＳ５４では、画像情報生成部１３は、干渉判定情報１４ａを用いてエラー表示を出力するＶＲ画像情報１３ａを生成しウェアラブル端末３の画像情報表示部３１に送る。
そして、図５のステップＳ９である干渉の警告表示に進む。
図１７は、図１６の出力画面Ｅ２のようにＶＲ空間上に出力されるエラー表示画面の例である。
【００６１】
干渉が生じていない場合、ステップＳ５５に進む。
ステップＳ５５では、干渉判定部１４は、演算処理部１２に対し組み合わせ情報１２ａを電気絶縁距離判定部１５に送るよう指示情報１２ｂを送る。
ステップＳ５６では、ステップＳ５５より指示情報１２ｂが送られると、演算処理部１２は、電気絶縁距離判定部１５に組み合わせ情報１２ａを送る。
そして、図５のステップＳ７である電気絶縁距離判定に進む。
【００６２】
次に、図１８を用いて図５のステップＳ７の電気絶縁距離判定について説明する。図１８は、図５のフローチャートのステップＳ７の電気絶縁距離判定に関する詳細なフローチャートの図である。
ステップＳ５７では、電気絶縁距離判定部１５は、組み合わせ情報１２ａを用いて電気絶縁距離が不足しているか否かを判定する。なお、既に説明したように、組み合わせ情報１２ａは、組み合わせ結果に加えて組み合わせられた部品及び配線に関する部品情報及び配線情報も内部に含んでいる。
【００６３】
電気絶縁距離の判定方法は、まず、部品間、配線間及び部品配線間の各々の電気絶縁距離を求める。
部品間の電気絶縁距離は、組み合わせ情報１２ａのうちの部品情報の寸法形状に関する情報から縦方向、横方向、高さ方向の距離を計測し、最短距離を算出して求める。
配線間は、組み合わせ情報１２ａのうちの配線情報の配線経路パターンに関する情報を用いて最短距離を算出して求める。
部品配線間では、上記で述べた部品情報及び配線情報を用いて最短距離を算出して求める。
【００６４】
次に、組み合わせ情報１２ａのうちの配線情報の配線材及び電気接続関係に関する情報から電気絶縁距離の閾値を求める。ここで、電気絶縁距離の閾値とは、例えば、配線材の絶縁被覆の電気絶縁性能及び電気接続関係の高電圧ライン、低電圧ライン若しくはグラウンドライン等の情報を考慮して、必要な電気絶縁性能を得るために少なくとも必要な距離を意味する。例えば、配線材に電気絶縁性能の高い絶縁被覆が形成されている場合は、電気絶縁距離の閾値は小さくなる。例えば、配線が高電圧ラインとグラウンドラインの組み合わせの場合は、配線間には高電圧が加わることになるので電気絶縁距離の閾値は大きくなる。
【００６５】
そして、求めた最短距離が電気絶縁距離の閾値よりも短ければ、必要な電気絶縁性能が得られており電気絶縁距離が不足していると判定する。長ければ、電気絶縁距離が不足していないと判定する。
図１９は、矢印Ｌで示されている部品Ｃと配線Ｆとの間の電気絶縁距離が不足している様子を示している。
【００６６】
図１９のように電気絶縁距離が不足している場合、ステップＳ５８では、電気絶縁距離判定部１５は、図１８の出力画面Ｅ３のようにエラー表示を出力するため、電気絶縁判定情報１５ａを画像情報生成部１３に送る。電気絶縁判定情報１５ａは、警告内容、電気絶縁距離が不足している対象及び短かった空間距離の長さの情報で構成されている。
ステップＳ５９で画像情報生成部１３は、電気絶縁判定情報１５ａを用いてＶＲ画像情報１３ａを生成し、画像情報表示部３１に送る。
そして、図５のステップＳ１０である電気絶縁距離不足の警告表示に進む。
図２０は、図１９の出力画面Ｅ３のように出力されるエラー表示画面の例である。
【００６７】
図５のステップＳ９又はステップＳ１０で警告表示が出力されると、再度ステップＳ３に戻り、設計者１は修正操作を行う。
【００６８】
図５のステップＳ７で電気絶縁距離が不足していない場合は、ステップＳ８に進む。
ステップＳ８では、設計者１はＶＲ空間上で表示されている配線の様子を確認して修正操作を終了してよいか否かを判断する。
設計者１がもう一度組み合わせの修正操作を行いたい場合は、ステップＳ３に戻る。
終了してよい場合は、ステップＳ１１に進む。
【００６９】
ステップＳ１１では、設計者１はウェアラブル端末３の操作部３２である操作コントローラ３ｃを用いて修正操作の終了の入力を行う。入力された操作コントローラ３ｃは、修正操作が終了したことを示す修正終了情報を修正操作内容３２ａとして演算処理部１２に送る。
最後に、ステップＳ１２では、演算処理部１２は、修正操作終了後の組み合わせ情報１２ａを最終的な設計情報１２ｃとしてリスト化して出力データ格納部１６に格納し、終了となる。
【００７０】
本実施の形態の配線設計支援装置では、電気絶縁距離判定部１５がＶＲ空間上で配線及び部品間の電気絶縁距離が不足しているか否かを判定するため、設計者１が自ら判定する必要がない。
【００７１】
また、電気絶縁距離が不足している場合はＶＲ空間上で設計者１による配線の修正操作をその都度修正された結果を反映させることが可能となり、配線設計の手戻りを抑制し、設計者１は効率的に配線設計を行うことができる。
【００７２】
本実施の形態では、干渉判定及び電気絶縁距離判定を行ったが、電気絶縁距離の判定を行うためだけならば、電気絶縁距離判定のみを行う仕様でもよい。
【００７３】
また、修正対象として配線経路を選択した場合について述べたが、修正対象として部品を選択した場合は、図７のステップＳ１２０において、部品を選択するという点は異なるものの、他の処理の流れは同様である。
【符号の説明】
【００７４】
１  設計者
２  管理端末
３  ウェアラブル端末
３ａ  ヘッドマウントディスプレイ
３ｂ  発光体
３ｃ  操作コントローラ
４  位置センサ
Ｒ  ＶＲ画像
１１  設計情報格納部
１１ａ  設計情報
１２  演算処理部
１２ａ  組み合わせ情報
１２ｂ  指示情報
１２ｃ  最終的な設計情報
１３  画像情報生成部
１３ａ  ＶＲ画像情報
１４  干渉判定部
１４ａ  干渉判定情報
１５  電気絶縁距離判定部
１５ａ  電気絶縁判定情報
１６  出力データ格納部
３１  画像情報表示部
３２  操作部
３２ａ  修正操作内容
３３  マーカー部
３３ａ  光線
４１１  第１の画像取得部
４１１ａ  光情報
４１２  第２の画像取得部
４１２ａ  光情報
４２  画像処理部
４２ａ  位置情報
Ａ，Ｂ，Ｃ  部品
Ｄ，Ｆ  配線
Ｐ  接点
Ｅ１，Ｅ２、Ｅ３  出力画面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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