(57)【要約】【課題】工業製品などの３次元モデルを表示した２次元画像上の１点を指定して特定のパーツを抽出する操作を実現し、かつ、処理性能の低い計算機上でも十分実用に耐えられるようにするためのデータを作成すること目的とする。【解決手段】予め用意された３次元モデルについて、機器を構成する各パーツのパーツ形状をあらわすパーツ形状情報と、各パーツの組み付け状態を表す組付形状情報を少なくとも含む３次元モデル情報を記憶管理するモデルデータ管理手段と、入力装置から視線方向を受け取るとともに、前記モデルデータ管理手段から組付形状情報と単体形状情報とパーツ管理情報を受け取り、部品画面領域管理情報を作成する部品画面領域計算処理手段を備えた。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め用意された３次元モデルについて、機器を構成する各パーツのパーツ形状をあらわすパーツ形状情報と、各パーツの組み付け状態を表す組付形状情報を少なくとも含む３次元モデル情報を記憶管理するモデルデータ管理手段と、
入力装置から視線方向を受け取るとともに、前記モデルデータ管理手段から組付形状情報と単体形状情報とパーツ管理情報を受け取り、部品画面領域管理情報を作成する部品画面領域計算処理手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記部品画面領域計算手段は、３次元モデルの組付形状を表示した２次元画像上を碁盤目状に幾つかの領域に分割し、各パーツがどの領域に位置するかを幾何学的に計算して、特定の領域に位置するパーツを抽出するための部品画面領域情報を作成することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記部品画面領域計算手段は、３次元モデルの組付形状を表示した２次元画像上を碁盤目状に幾つかの領域に分割した各領域に画面領域ＩＤを割り振り、画面領域ＩＤを基準として対応するパーツのＩＤをリストした一覧表形式で部品画面領域情報を作成することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記部品画面領域計算手段は、３次元モデルの組付形状を表示した２次元画像上の１点を指定し、該当する画面領域ＩＤに対応したパーツを抽出するための部品画面領域情報を作成することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記部品画面領域計算手段は、３次元モデルの組付形状を表示した２次元画像上の１点を指定することで特定のパーツを抽出する際、画像の部分的な領域ごとに対応するパーツが予めリストされた一覧表から対応するパーツを抽出するための部品画面領域情報を作成することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項６】
コンピュータに導入されて実行されるプログラムであって、
予め用意された３次元モデルについて、機器を構成する各パーツのパーツ形状をあらわすパーツ形状情報と、各パーツの組み付け状態を表す組付形状情報を少なくとも含む３次元モデル情報を記憶管理するステップと、
入力装置から視線方向を受け取るとともに、前記モデルデータ管理手段から組付形状情報と単体形状情報とパーツ管理情報を受け取り、部品画面領域管理情報を作成するステップとを備えたことを特徴とするプログラム。
【請求項７】
コンピュータシステムで読取可能な記憶媒体であって、
請求項６記載のプログラムを格納した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元モデルにより構成されるパーツカタログ等において、パーツを選択する際に提供する情報を作成する画像処理装置および画像処理方法およびプログラムおよび記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピューターの性能向上とグラフィック処理技術の進歩により、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）やＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ）を使って作成した３次元モデルの利用が急速に広がってきている。工業製品を製造する製造業においても、自社の製品モデルを表示した画像を作成し、パーツカタログやサービスマニュアルなどの画像を含んだコンテンツを電子媒体として利用することが可能になってきた。機械製品や電気製品など、多くの工業製品は複数のパーツから構成されており、製品モデルの画像を利用する際には、製品を構成するパーツを画像上で特定することが必要な場面も頻繁に生じる。
【０００３】
このような場合、従来は製品の３次元モデルを表示させる装置上で、３次元空間上の位置または領域を指定し、各パーツとの幾何学的な関係から特定のパーツを抽出する処理が行なわれていた。
【０００４】
例えば、特許文献１では、３次元の製品モデルの情報を読み込んだＣＡＤシステムにおいて、３次元上の閉空間を指定することで、指定された閉空間内に位置する製品モデルのパーツを抽出する方法を提示している。
【０００５】
また、特許文献２では、３次元のモデルに対して、ある定めた幾何学的探索基準に当てはまるパーツを抽出する方法を提示している。
【特許文献１】特開平９−１９０４５６号公報
【特許文献２】特開２００６−３９８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、どちらの従来技術であっても、パーツを抽出する際の対象が３次元形状に限定されており、一般の２次元画像上でパーツを抽出するものではなかった。また、パーツを抽出する操作を行なう都度、幾何学的な関係を計算するため、パーツ点数が非常に多いと、処理性能の低い計算機では十分には実用に耐えられなかった。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、工業製品などの３次元モデルを表示した２次元画像上の１点を指定して特定のパーツを抽出する操作を実現し、かつ、処理性能の低い計算機上でも十分実用に耐えられるようにするためのデータを作成する画像処理装置および画像処理方法およびプログラムおよび記憶媒体を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、予め用意された３次元モデルについて、機器を構成する各パーツのパーツ形状をあらわすパーツ形状情報と、各パーツの組み付け状態を表す組付形状情報を少なくとも含む３次元モデル情報を記憶管理するモデルデータ管理手段と、入力装置から視線方向を受け取るとともに、前記モデルデータ管理手段から組付形状情報と単体形状情報とパーツ管理情報を受け取り、部品画面領域管理情報を作成する部品画面領域計算処理手段を備えたものである。
【０００９】
また、前記部品画面領域計算手段は、３次元モデルの組付形状を表示した２次元画像上を碁盤目状に幾つかの領域に分割し、各パーツがどの領域に位置するかを幾何学的に計算して、特定の領域に位置するパーツを抽出するための部品画面領域情報を作成するようにしたものである。
【００１０】
また、前記部品画面領域計算手段は、３次元モデルの組付形状を表示した２次元画像上を碁盤目状に幾つかの領域に分割した各領域に画面領域ＩＤを割り振り、画面領域ＩＤを基準として対応するパーツのＩＤをリストした一覧表形式で部品画面領域情報を作成するようにしたものである。
【００１１】
また、前記部品画面領域計算手段は、３次元モデルの組付形状を表示した２次元画像上の１点を指定し、該当する画面領域ＩＤに対応したパーツを抽出するための部品画面領域情報を作成するようにしたものである。
【００１２】
また、前記部品画面領域計算手段は、３次元モデルの組付形状を表示した２次元画像上の１点を指定することで特定のパーツを抽出する際、画像の部分的な領域ごとに対応するパーツが予めリストされた一覧表から対応するパーツを抽出するための部品画面領域情報を作成するようにしたものである。
【００１３】
また、コンピュータに導入されて実行されるプログラムであって、め用意された３次元モデルについて、機器を構成する各パーツのパーツ形状をあらわすパーツ形状情報と、各パーツの組み付け状態を表す組付形状情報を少なくとも含む３次元モデル情報を記憶管理するステップと、入力装置から視線方向を受け取るとともに、前記モデルデータ管理手段から組付形状情報と単体形状情報とパーツ管理情報を受け取り、部品画面領域管理情報を作成するステップとを備えたものである。
【００１４】
また、コンピュータシステムで読取可能な記憶媒体であって、請求項６記載のプログラムを格納した記憶媒体である。
【発明の効果】
【００１５】
したがって、本発明によれば、カタログデータを閲覧する際、画面上の任意の１点を指定することで、部品全体の中から指定された点の付近にあるパーツを絞り込むことが可能となり、かつ、処理性能の低い計算機上でも十分実用に耐えられるようにすることが可能となるという効果を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例にかかるパーツカタログ自動生成システムを構成するためのデータ処理装置の一例を示している。
【００１８】
同図において、このデータ処理装置は、種々のデータ処理を実行するためのＣＰＵ（中央処理装置）１と、ＣＰＵ１のワークエリアを構成するとともに、種々のプログラムデータなどを記憶するメモリ２と、ユーザ操作によりこのデータ処理装置にデータを入出力するための入出力装置３と、外部装置との間でデータを入出力するための外部入出力装置４からなる。
【００１９】
また、これらのＣＰＵ１、メモリ２、入出力装置３、および、外部入出力装置４は、バス５を介して接続されており、バス５を介して、種々のデータのやりとりが行われる。
【００２０】
また、図２は、３Ｄ＿ＣＡＤデータを利用したパーツカタログを作成するパーツカタログ作成機能の機能ブロックの一例を示している。
【００２１】
同図において、カタログ作成部２０は、図示しない記憶装置に形成される３Ｄデータ記憶部２１およびパーツリスト記憶部２２に記憶されているデータに基づいて、パーツカタログデータを作成し、カタログ記憶部２３に保存する。
【００２２】
ここで、３Ｄデータ記憶部２１は、カタログ作成のために利用される３Ｄ＿ＣＡＤデータを保持したデータベースである。また、３Ｄ＿ＣＡＤデータは、製品を構成する個々のパーツ単位に形状情報を保持し、それらパーツが組み付いた状態で保存されている。
【００２３】
パーツリスト記憶部２２は、カタログに含まれるべきパーツ（交換可能なパーツ）のリストを記述したデータベースである。パーツリストには、パーツの名称やパーツ発注時の番号等が製品のユニット単位にまとめた形で保持されている。
【００２４】
カタログ作成部２０は、パーツリスト記憶部２２に記憶されているパーツリストに登録されているパーツのうち、３Ｄデータ記憶部２１に３Ｄ＿ＣＡＤデータが保存されているものは、３Ｄデータ記憶部２１の記憶内容を参照するとともに、３Ｄデータ記憶部２１に３Ｄ＿ＣＡＤデータが保存されていないものについては、画像データ記憶部２４に記憶されている画像データ（２Ｄデータ）を画像補填部２５により補填入力させる。また、画像補填部２５により補填入力させた画像データについては、位置情報補填部２６から入力される位置情報を、当該パーツの表示の際に利用する位置情報として用いる。
【００２５】
ここで、画像データ記憶部２４は、パーツリストに記載されているが３Ｄ＿ＣＡＤデータとして存在していないパーツについて、あらかじめ、デジタル・スチル・カメラで撮影した画像や、イラストにより作成された画像を保持したデータベースである。
【００２６】
また、画像補填部２５は、パーツリストに記載されているが３Ｄ＿ＣＡＤデータが存在しないパーツに対応する画像データ中の画像(ファイル)を指定して、カタログ作成部２０に与える。
【００２７】
また、位置情報補填部２６は、パーツリストに記載されているが３Ｄデータが存在しないパーツに対して、ユーザが画面指示装置１４やキーボード装置１３を操作して、組み付け状態の位置を指定し、位置情報としてカタログ作成部２０に与える。
【００２８】
カタログ記憶部２３には、カタログ中のパーツの一覧（名称と発注番号）と、パーツの単体を表示した画像と、パーツの組み付け位置を示す画像（複数の視点から）と、パーツの組み付け位置情報（複数の視点から）から構成されるカタログデータが、それぞれのパーツについて記憶されている。
【００２９】
また、パーツの組み付け位置を示す画像は、製品または製品の一部を示すユニットの画像中に、対象パーツの組み付け位置がわかるように、パーツをハイライト表示する(３Ｄデータから作成した場合）、または、パーツの組み付け位置を示す矩形領域あるいはパーツを囲む直方体をハイライト表示したものを利用する。
【００３０】
カタログ閲覧部２７は、カタログ作成部２０が作成したカタログ記憶部２３に記憶されているカタログデータの内容を表示する。パーツ名称での検索の他、パーツの組付け状態図上の領域指定によりパーツを検索することが可能である。
【００３１】
図３は、カタログ作成部１０の構成の一例を示している。
【００３２】
同図において、モデルデータ管理部２１は、３Ｄデータ記憶部１１およびパーツリスト記憶部１２により構成される予め用意された３次元モデルについて、機器を構成する各パーツのパーツ形状をあらわすパーツ形状情報と、各パーツの組み付け状態を表す全体形状情報を少なくとも含む３次元モデル情報を記憶管理するものであり、全体形状情報ＳＦと、パーツ形状情報ＳＰをカタログデータ作成処理部２２、および、部品画面領域計算処理部２３に渡す。
【００３３】
カタログデータ作成処理部２２は、モデルデータ管理部から受け取った全体形状情報ＳＦと各パーツ形状情報ＳＰ、および、入出力装置３から受け取った視線方向ＰＥとズームパラメータＰＺから、全体画像ＩＺ、および、各パーツに対応したハイライト付全体画像ＩＨ、単体画像ＩＴ、境界情報ＩＫを作成し、カタログ記憶部１３に渡す。
【００３４】
ここで、視線方向は、３次元空間上の極座標αおよびβによって与えられる。このとき、３次元モデルのＸＹＺ直交座標系と、αとβとの関係を図４（ａ）に示す。また、ズームパラメータは、０．０から１．０までの数値で与えられ、数値が大きい程、より拡大されたズーム画像となる。
【００３５】
また、全体画像は、指定されたズームパラメータで表示した３次元モデルの全体画像であり、ハイライト付全体画像は、指定されたズームパラメータで表示された３次元モデルの全体画像において、着目しているパーツ形状をハイライト表示（特定の表示属性で表示）させた画像であり、単体画像は、着目しているパーツ形状だけの画像であり、境界情報は、指定されたズームパラメータで表示された３次元モデルの全体画像内において、着目しているパーツが占める領域とそうでない領域との境となる線の情報である。
【００３６】
また、部品画面境界計算処理部２３は、入力装置３から受け取る各視線情報ＰＥごとに、次の３つのステップを実行して部品画面領域情報ＰＭを作成し、カタログ記憶部１３に渡す。
【００３７】
まず、視線方向で組付形状を表示したときの２次元画像の画面を碁盤目状に幾つかの矩形領域に切り分け、切り分けた各領域にＩＤ（画面領域ＩＤ）を割り振る。このとき、縦方向の領域の数と横方向の領域の数はシステム内で予め決めておく（ステップ１）。
【００３８】
次に、３次元モデルを構成する各パーツについて、パーツの形状を表現する３次元空間上の点が、ステップ１のどのＩＤの領域に位置するかを幾何学的に計算する。これをパーツの形状を表現するすべての点について実行する。このとき各パーツにはＩＤ（部品ＩＤ）が割り振られており、この結果を部品ＩＤごとに、図４（ｂ）に示したような形式でメモリー上に記憶する（ステップ２）。
【００３９】
そして、ステップ２の結果を、画面領域ＩＤを基準に並べ替え、図４（ｃ）に示したような一覧表形式の部品画面領域情報ＰＥを作成する。
【００４０】
したがって、本システムにて作成されたカタログデータを閲覧する際、例えば、入力装置によって組付画像上の１点を指定し、指定された点がどの画面領域ＩＤで示される領域かを計算し、部品画面領域情報ＰＭから該当する画面領域ＩＤに対応した部品ＩＤを取り出し、対応するハイライト組付画像、および、単体画像を、選択されたパーツとして判定することができることとなる。
【００４１】
以上により、カタログデータを閲覧する際、画面上の任意の１点を指定することで、部品全体の中から指定された点の付近にあるパーツを絞り込むことが可能となり、かつ、処理性能の低い計算機上でも十分実用に耐えられるようにすることが可能となる。
【００４２】
図５（ａ）〜（ｄ）は、本システムを適用して部品の画面領域を計算する様子を示したものである。図５（ａ）は、ある視線方向で組付形状を表示したときの２次元画像の画面の例である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の画面を碁盤目状に幾つかの矩形領域に切り分け、切り分けた各領域にＩＤ（画面領域ＩＤ）を割り振った例である。図５（ｃ）と図５（ｄ）は、パーツの形状を表現する３次元空間上の点が、どの画面領域ＩＤの領域に位置するかを計算した結果の例である。水色の枠で囲われた領域が該当する領域となる。また、図５（ａ）〜（ｄ）に対応した部品画面領域管理情報ＰＭの一例を図６に示す。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施例にかかるパーツカタログ自動生成システムを構成するためのデータ処理装置の一例を示したブロック図。
【図２】３Ｄ＿ＣＡＤデータを利用したパーツカタログを作成するパーツカタログ作成機能の機能ブロックの一例を示したブロック図。
【図３】カタログ作成部１０の構成の一例を示したブロック図。
【図４】３次元モデルのＸＹＺ直交座標系と、極座標α，βとの関係を説明するための概略図、および、部品ＩＤごとに当該部品が位置する画面領域ＩＤをまとめた情報、および、部品画面領域情報ＰＭの一例を示した概略図。
【図５】本システムを適用して部品の画面領域を計算する様子を示した概略図。
【図６】図５（ａ）〜（ｄ）に対応した部品画面領域管理情報ＰＭの一例を示した概略図。
【符号の説明】
【００４４】
２１  モデルデータ管理部
２２  カタログデータ作成処理部
２３  部品画面領域計算処理部
【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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