(57)【要約】【課題】  本発明は、ＣＡＤデータから派生するデータを処理する情報処理アプリケーションを相互に関連付けた統合情報管理システム５０を介し、データ管理情報を積極的に活用することで動的に各情報処理アプリケーションのデータを切り替えることでユーザからは単一のデータとして扱うことのできるシステムを提案する。【解決手段】  本発明のシステムは、ＣＡＤシステム１０で生成した仮想設計データ２０と、ＣＡＥシステム１１で使用するデータ３１と、ＤＭＲシステム１２で使用するデータ１２と、モックアップシステム１３で使用するデータ２３とをそれぞれ、表示するときの条件５３０、５３１、５３２、５３３と対応付けて記憶する。そして、それぞれの条件に基づいて、各データが合成された画像が生成され、統合表示部５１に表示される。【選択図】  図５
2007048271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の設計データを記憶する設計データ記憶手段と、
前記設計データからモックアップ作成用のモックアップデータを生成する生成手段と、
前記生成したモックアップデータを記憶するモックアップデータ記憶手段と、
前記設計データと前記モックアップデータのそれぞれのデータを表示するときの条件を記憶する条件記憶手段と、
前記条件に基づき、前記設計データと前記モックアップデータから表示画像を生成する生成手段と、
画像入力手段により入力される入力画像を受信する画像受信手段と、
前記生成手段で生成された画像と前記画像受信手段により受信された入力画像とを合成する合成手段と、
前記合成手段により合成された画像を表示手段に表示する表示制御手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
製品の設計データを記憶する設計データ記憶手段と、
前記設計データから解析用の解析用データを生成する生成手段と、
前記生成した解析用データを記憶する解析用データ記憶手段と、
前記解析用データに基づき解析された解析結果データを記憶する結果データ記憶手段と、
前記設計データと前記解析用データと前記解析結果データのそれぞれのデータを表示するときの条件を記憶する条件記憶手段と、
前記条件に基づき、前記設計データと前記解析用データと前記解析結果データから表示画像を生成する生成手段と、
画像入力手段により入力される入力画像を受信する画像受信手段と、
前記生成手段で生成された画像と前記画像受信手段により受信された入力画像とを合成する合成手段と、
前記合成手段により合成された画像を表示手段に表示する表示制御手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
製品の設計データを記憶する設計データ記憶手段と、
前記設計データから、簡略度が異なる複数の簡略化データを生成する生成手段と、
前記生成した複数の簡略化データを記憶する簡略化データ記憶手段と、
前記設計データと前記複数の簡略化データのそれぞれのデータを表示するときの条件を記憶する条件記憶手段と、
前記条件に基づき、前記設計データと前記複数の簡略化データから表示画像を生成する生成手段と、
画像入力手段により入力される入力画像を受信する画像受信手段と、
前記生成手段で生成された画像と前記画像受信手段により受信された入力画像とを合成する合成手段と、
前記合成手段により合成された画像を表示手段に表示する表示制御手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
設計データ記憶手段に記憶された製品の設計データからモックアップ作成用のモックアップデータを生成するステップと、
前記生成したモックアップデータをモックアップデータ記憶手段に記憶するステップと、
前記設計データと前記モックアップデータのそれぞれのデータを表示するときの条件に基づき、前記設計データと前記モックアップデータから表示画像を生成するステップと、
画像入力手段により入力される入力画像を受信するステップと、
前記生成された画像と前記受信された入力画像とを合成するステップと、
前記合成された画像を表示手段に表示するステップとを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
設計データ記憶手段に記憶にされた製品の設計データから解析用の解析用データを生成するステップと、
前記生成した解析用データを解析用データ記憶手段に記憶するステップと、
前記解析用データに基づき解析された解析結果データを結果データ記憶手段に記憶するステップと、
前記設計データと前記解析用データと前記解析結果データのそれぞれのデータを表示するときの条件に基づき、前記設計データと前記解析用データと前記解析結果データから表示画像を生成するステップと、
画像入力手段により入力される入力画像を受信するステップと、
前記生成された画像と前記受信された入力画像とを合成するステップと、
前記合成された画像を表示手段に表示するステップとを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
設計データ記憶手段に記憶された製品の設計データから、簡略度が異なる複数の簡略化データを生成するステップと、
前記生成した複数の簡略化データを簡略化データ記憶手段に記憶するステップと、
前記設計データと前記複数の簡略化データのそれぞれのデータを表示するときの条件に基づき、前記設計データと前記複数の簡略化データから表示画像を生成するステップと、
画像入力手段により入力される入力画像を受信するステップと、
前記生成された画像と前記受信された入力画像とを合成するステップと、
前記合成された画像を表示手段に表示するステップとを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
請求項４乃至６に記載された画像処理方法を、コンピュータにより実現するためのコンピュータプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及び方法に関し、特に、作成された設計データから生成されるデータを用いて現実空間内において設計データの検証作業を行う際の表示用画像を生成する画像処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、設計・製造分野において、計算機システム上で仮想データを用いた設計・検証業務が行われている。その手順は、まず３次元ＣＡＤシステム上で基本設計が行われる。通常３次元ＣＡＤシステムを使って形状やデザインなどの設計業務を行う場合、設計データはそれぞれの３次元ＣＡＤシステム固有のソリッドデータとして保存されるのが一般的である。
【０００３】
この３次元ＣＡＤシステムで設計されたデータをもとに、解析（ＣＡＥ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）処理を行うことで設計データの妥当性を検証する作業が行われる。それにより、放熱問題や応力変形問題など実際の製品を使用する上で発生する問題点を、仮想データの段階であらかじめ抽出し、対応を検討する。
【０００４】
また、同時に３次元ＣＡＤシステムで設計された製品の操作性・メンテナンス性・組み立て性を検証するためにラピッド・プロトタイピングの手法やアルミ部材・発泡樹脂樹脂素材を用いて簡易試作品（モックアップ）や実際の試作品を作成する。そのために３次元ＣＡＤシステムで設計されたデータをもとにモックアップの設計データを作成する。
【０００５】
これらの実物や仮想データに対して、実際にデザインレビュー（ＤＭＲ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｏｃｋｕｐ  Ｒｅｖｉｅｗ）を行うことで現在の設計データの問題点を洗い出し、設計にフィードバックをかけることによって製品データの質の向上を図る。その際にモックアップやＣＡＥのデータは積極的に活用されることとなる。
【０００６】
近年は、設計業務の流れで試作の回数をゼロ、もしくは極力減少させる試作レスの試みが積極的に行われている。試作の回数を減らすことにより、試作物の作成数が製品の開発費に占める割合を減らし、単品の開発品や少量多種生産の製品などで試作物を何度も製作することができない状況下でも製品の質を維持することができる。更に、試作期間を短くすることで早い製品開発サイクルに対応できる設計業務を行うことが可能となる。そのためには設計データとそれから派生するＣＡＥデータ、計測データを最大限に活用し、実物の試作品を作成することなく、必要となる全てのデータを仮想空間上で検証するシステムが必須となる。
【特許文献１】特開２００５−１０７９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これらの設計システムでは、ＣＡＤによる設計、ＣＡＥ、モックアップ作成、それらに伴うデータ計測、デザインレビューの各業務において、それぞれ異なる専用の情報処理アプリケーションが開発・活用されていた。そのため、それらはそれぞれ独立してデータ管理を行っているのが現状である。従って、デザインレビューなどにおいて、３次元ＣＡＤデータとそこから派生する情報処理アプリケーション（ＤＭＲ、ＣＡＥ、モックアップ作成など）を統合的に管理・表示することができなかった。そのため、試作レスの試みにおいて設計データの検証作業をすべて仮想空間上で行うことが大きく阻害されてきていた。
【０００８】
またデータ管理を統合的に行えないことから、以下に示す障害も発生する。
１．ラピッド・プロトタイピング装置などで簡易試作物（簡易モックアップ）を作成する方法では、加工精度、素材などの制約により、おおまかな形状を把握するのには有効である。しかしながら、デザインや形状の詳細・色彩など、３次元ＣＡＤ上で設計した詳細な情報が再現されない。
２．試作レスとはいえ、現状ではまだ試作品やモックアップを作成する必要が完全にはなくならない。そのため、実際に試作品やモックアップが作成された場合に、デザインレビューの結果として設計データに対して修正を加えると、そのモックアップは既に設計データとは異なるものとなり、データの不整合が発生する。
３．デザインレビューの過程において、モックアップを作成した上に仮想データである設計データを重畳する場合には、通常ビデオで撮影したモックアップの画像に仮想データを重畳する処理を行うことで対応する。しかしながら、ビデオ画像が２次元のため３次元の仮想データとの間で隠蔽問題が発生する。
【０００９】
本発明は、仮想設計データと、この仮想設計データを用いて生成されたデータとを表示条件に基づいて表示することにより、効率良く設計を行うことを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、現実空間と仮想空間における仮想設計データと現実のモックアップと、これらの設計データを用いて生成されたデータとを統合的に扱うことを目的とする。
【００１１】
更に、本発明は、設計データと、この設計データを用いて生成されたデータとを、観察者に適切に表示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、製品の設計データを記憶する設計データ記憶手段と、前記設計データからモックアップ作成用のモックアップデータを生成する生成手段と、前記生成したモックアップデータを記憶するモックアップデータ記憶手段と、前記設計データと前記モックアップデータのそれぞれのデータを表示するときの条件を記憶する条件記憶手段と、前記条件に基づき、前記設計データと前記モックアップデータから表示画像を生成する生成手段と、画像入力手段により入力される入力画像を受信する画像受信手段と、前記生成手段で生成された画像と前記画像受信手段により受信された入力画像とを合成する合成手段と、前記合成手段により合成された画像を表示手段に表示する表示制御手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の画像処理装置は、製品の設計データを記憶する設計データ記憶手段と、前記設計データから解析用の解析用データを生成する生成手段と、前記生成した解析用データを記憶する解析用データ記憶手段と、前記解析用データに基づき解析された解析結果データを記憶する結果データ記憶手段と、前記設計データと前記解析用データと前記解析結果データのそれぞれのデータを表示するときの条件を記憶する条件記憶手段と、前記条件に基づき、前記設計データと前記解析用データと前記解析結果データから表示画像を生成する生成手段と、画像入力手段により入力される入力画像を受信する画像受信手段と、前記生成手段で生成された画像と前記画像受信手段により受信された入力画像とを合成する合成手段と、前記合成手段により合成された画像を表示手段に表示する表示制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の画像処理装置は、製品の設計データを記憶する設計データ記憶手段と、前記設計データから、簡略度が異なる複数の簡略化データを生成する生成手段と、前記生成した複数の簡略化データを記憶する簡略化データ記憶手段と、前記設計データと前記複数の簡略化データのそれぞれのデータを表示するときの条件を記憶する条件記憶手段と、前記条件に基づき、前記設計データと前記複数の簡略化データから表示画像を生成する生成手段と、画像入力手段により入力される入力画像を受信する画像受信手段と、前記生成手段で生成された画像と前記画像受信手段により受信された入力画像とを合成する合成手段と、前記合成手段により合成された画像を表示手段に表示する表示制御手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
更に、本発明の画像処理方法は、設計データ記憶手段に記憶された製品の設計データからモックアップ作成用のモックアップデータを生成するステップと、前記生成したモックアップデータをモックアップデータ記憶手段に記憶するステップと、前記設計データと前記モックアップデータのそれぞれのデータを表示するときの条件に基づき、前記設計データと前記モックアップデータから表示画像を生成するステップと、画像入力手段により入力される入力画像を受信するステップと、前記生成された画像と前記受信された入力画像とを合成するステップと、前記合成された画像を表示手段に表示するステップとを有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の画像処理方法は、設計データ記憶手段に記憶にされた製品の設計データから解析用の解析用データを生成するステップと、前記生成した解析用データを解析用データ記憶手段に記憶するステップと、前記解析用データに基づき解析された解析結果データを結果データ記憶手段に記憶するステップと、前記設計データと前記解析用データと前記解析結果データのそれぞれのデータを表示するときの条件に基づき、前記設計データと前記解析用データと前記解析結果データから表示画像を生成するステップと、画像入力手段により入力される入力画像を受信するステップと、前記生成された画像と前記受信された入力画像とを合成するステップと、前記合成された画像を表示手段に表示するステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の画像処理方法は、設計データ記憶手段に記憶された製品の設計データから、簡略度が異なる複数の簡略化データを生成するステップと、前記生成した複数の簡略化データを簡略化データ記憶手段に記憶するステップと、前記設計データと前記複数の簡略化データのそれぞれのデータを表示するときの条件に基づき、前記設計データと前記複数の簡略化データから表示画像を生成するステップと、画像入力手段により入力される入力画像を受信するステップと、前記生成された画像と前記受信された入力画像とを合成するステップと、前記合成された画像を表示手段に表示するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、設計データと、この設計データを用いて生成されたデータとを表示条件に基づいて表示することにより、効率良く設計を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
［基本構成］
（システム構成）
まず、本実施の形態を実現するシステム構成を説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態を実現するためのシステム構成を示す図である。
【００２２】
図１において、１００は、観察者が頭部に装着して現実空間と仮想空間を合成した映像を観察するための頭部装着型映像入出力装置（頭部装着型ディスプレイ、ＨＭＤ：Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙなどと呼ばれるもの）である。
【００２３】
１０１はＨＭＤ１００に組み込まれている映像表示装置であり、１０２はＨＭＤ１００に組み込まれている映像入力装置であり、それぞれ右目用、左目用に２セットずつ組み込まれている。
【００２４】
さらに、ＨＭＤ１００には、後述する磁気センサー２０１が取り付けられている。このセンサ２０１からの出力が位置姿勢計測装置２０５に入力されることにより、位置姿勢計測装置２０５が、観察者の視点位置、視線方向（ＨＭＤ１００の位置、方向に相当する）を算出する。
【００２５】
４００は情報処理装置であって、位置・姿勢計測装置２０１により算出した位置・姿勢情報に合わせたＣＧ映像を生成し、ＨＭＤ１００の映像入力装置１０２より入力した映像に重畳して、得られた合成映像を映像表示装置１０１に向けて出力するものである。
【００２６】
ＣＡＤシステム１０、ＣＡＥシステム１１、ＤＭＲシステム１２、モックアップシステム１３は、前述した通りであり、これらがネットワークにより情報処理装置４００に接続されることにより、種々のデータの転送が行われる。なお、本実施の形態では、ＣＡＤシステム１０、ＣＡＥシステム１１、ＤＭＲシステム１２、モックアップシステム１３を別体として説明したが、同一筐体内に構成してもよい。更には、情報処理装置４００と同一の装置上で、それぞれのアプリケーションを動作させることによって、実現させても良い。
【００２７】
ここで、情報処理装置４００、ＣＡＤシステム１０、ＣＡＥシステム１１、ＤＭＲシステム１２、モックアップシステム１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、表示装置、入力装置、外部記憶装置等から構成されるコンピュータ上において、ＲＯＭまたは外部記憶装置に記憶されたそれぞれのシステムを実現するためのアプリケーションを実行することにより実現されるものである。
【００２８】
モックアップ３３は、モックアップシステム１３により生成されたデータに基づき、製作者により製作されたものである。
【００２９】
２００は磁気トランスミッタであり、磁場を発生させる。２０１と２０２は、磁気トランスミッタが発生させた磁場の変化を計測するための磁気センサである。磁気センサ２０１は、ＨＭＤ１００に取り付けられており、磁気センサ２０２は、モックアップ３３に取り付けられている。２０５は、位置姿勢計測装置２０５は、磁気センサー２０１、２０２の計測結果により、各磁気センサの位置姿勢を計測する。これにより、ＨＭＤ１００とモックアップ３３のそれぞれの位置姿勢を計測することができる。
【００３０】
また、モックアップ３３には、マーカ２１０が取り付けられており、映像入力装置１０２により入力した画像から、モックアップ３３の位置姿勢を求める際に利用される。
【００３１】
（位置姿勢に応じた表示）
本実施の形態におけるのＨＭＤ１００とモックアップ３３のそれぞれの位置姿勢に応じた表示について、図１２を用いて説明する。以下の説明では、特に、ＨＭＤ１００を装着した操作者が、モックアップ３３を見るときの処理について説明する。
【００３２】
まず、映像入力装置１０２の映像情報を元に現実空間に配置されたマーカー２１０や位置姿勢計測装置２０５などによって、ＨＭＤ１００とモックアップ３３の位置・姿勢情報を計測する（ステップＳ２０１）。
【００３３】
この位置・姿勢情報に基づき、情報処理装置４００は、操作者に提示するために、仮想データから表示用データを生成する（ステップＳ２０２）。そして、生成した表示用データと、映像入力装置１０２により撮影された現実空間の画像とを合成する（ステップＳ２０３）。
【００３４】
後述する条件（状態管理データ）に変更があったか否かを判断し（ステップＳ２０４）、変更がなければステップＳ２０５に進む。
【００３５】
変更があれば、ステップＳ２０２に戻り、ステップＳ２０２において、条件（状態管理データ）に基づいた仮想データにより表示用データを生成する。
【００３６】
このように、現実空間に配置してある簡易試作物３３の仮想空間における３次元位置情報を計測し、計測結果に応じた表示を行うことが可能となっている。
【００３７】
（全体構成）
次に、本発明の実施の形態の全体構成を、図２〜図６、図１１を用いて説明する。
【００３８】
図２に示すように、基本となる仮想設計データ２０が、ＣＡＤシステム１０により作成される。本実施の形態において、作成された仮想設計データ（ＣＡＤデータ）２０は、１つの製品がユニット１と２から成り、更に、ユニット２はユニット３と４から構成されているものとする。
【００３９】
ＣＡＤシステム１０で作成された仮想設計データ２０は、統合情報管理システム５０に保存される（ステップＳ１１０）。尚、ＣＡＤデータとしては、例えば、米ＭＳＣ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ社のＣＡＤアプリケーションであるＯＳＤ等により作成したデータを用いる。
【００４０】
次に、図３に示すように、統合情報管理システム５０において、熱流体解析、応力解析など各種の解析計算を行うためのＣＡＥシステム１１にて使用するために、仮想設計データ２０から派生させたデータ２１を生成し、保存する（ステップＳ１１１）。派生データ２１は、仮想設計データ２０のユニット構造を継承し、仮想設計データ２０に対応したデータ構造を持っている。
【００４１】
その際に、仮想設計データ２０のユニット３とユニット４が派生データ２１では統合されても、また、派生データ２１では仮想設計データ２０におけるユニット１のデータが存在しなくても、解析計算においては問題ないものとする。
【００４２】
そして、派生データ２１に基づき、ＣＡＥシステム１１によって解析計算が行われ、その結果である解析データ３１が統合情報管理システム５０に保存される（ステップＳ１１２）。尚、ＣＡＥシステムとしては、米Ｆｌｕｅｎｔ社（Ｆｌｕｅｎｔ  Ｉｎｃ．）製の解析ソフトＦｌｕｅｎｔ等により実現する。
【００４３】
また、図４に示すように、統合情報管理システム５０において、デザインレビューを行うためのＤＭＲシステム１２で使用するために、仮想設計データ２０から派生データを作成し、保存する（ステップＳ１２１、Ｓ１２２）。ここで作成される派生データは、デザインレビューにおいてリアルタイム性を確保するために、ユニットを構成するデータの詳細度を下げたり、色情報を単純化するなどして複数のレベルでデータを簡略化された、それぞれ詳細度の異なる派生データ２２、３２、４２である。詳細度は２２＞３２＞４２となり，２２がもっとも詳細なデータとなるものとする。
【００４４】
次に、図５に示すように、モックアップシステム２３は、仮想設計データ２０をもとに実物によるレビューを行うために、仮想設計データ２０に対して大幅なデータの簡略化や、内部部品の削除などを行う独自のデータ形式を持っている。これにより、実物モックアップを簡単な部材で短期間に安価に製作することができる。
【００４５】
システム２３は、仮想設計データ２０からモックアップ作成用設計データ２３を派生させ、統合情報管理システム５０に保存する（ステップＳ１３１）。また、派生されたモックアップ作成用データ２３に基づき、製作者により現実モックアップ３３が製作される。
【００４６】
そして、製作された現実モックアップ３３にセンサを配置し、気流の流れや応力などを実際にセンサで計測された実測値や、現実空間に存在する現実モックアップ３３の位置・姿勢などをセンサによって計測し，それらのデータを現実モックアップ３３の実測データ４３として保存する（ステップＳ１３２）。
【００４７】
なお、本実施例では、統合情報管理システム５０に保存される派生データとしてＣＡＥ、ＤＭＲ、モックアップを例に説明したが、発明の本質としてはこれに限定されるものではなく、他の派生データでもあっても良い。
【００４８】
次に、図６に示すように、これらのデータを元にして、仮想設計データ２０の評価を行うため、統合表示部５１に、統合情報管理システム５０に保存されたデータを必要に応じて提示する（ステップＳ２００）。尚、ステップＳ２００は、図１２で説明した通りである。
【００４９】
その際にそれぞれのデータには「表示」「隠蔽判定」「接触判定」「詳細度」などの状態管理データ５３０〜５３３が、同時に統合情報管理システム５０にて管理される。この状態管理データ５３０〜５３３を、統合表示部５１にて観察者は、それぞれを自由に変更することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、統合情報管理システム５０に保存される状態管理データ５３０〜５３３として、「表示」「隠蔽判定」「接触判定」「詳細度」を説明したが、発明の本質としてはこれに限定されるものではなく、他の状態管理データが含まれることはいうまでもない。
【００５１】
例えば、図６示すように、デザインレビューにおいて現在ユニット２に着目している場合を説明する。ここでは、ユニット２におけるＣＡＤシステム１０からの仮想設計データ２０を、状態管理データ５３０が「表示＝Ｏｎ」「隠蔽判定＝Ｏｎ」「接触判定＝Ｏｎ」状態で表示する。
【００５２】
この状態において、現実モックアップ３３としてユニット１が既に作成されているものとして，モックアップアシステム１３のモックアップ設計データ２３の状態管理データ５３３を「表示＝Ｏｆｆ」「隠蔽判定＝Ｏｎ」「接触判定＝Ｏｎ」として、統合表示部５１にて、現実モックアップ３３に他の仮想設計データを重畳して表示する。また、今回検証対象となっていないユニット３、４はＤＭＲシステム１２の派生データ４２を使用し、「表示＝Ｏｎ」「隠蔽判定＝Ｏｎ」「接触判定＝Ｏｆｆ」「詳細度＝３」として詳細度の低いデータを用いることで，デザインレビューのリアルタイム性を確保する。
【００５３】
また、デザインレビュー中に、観察者の必要に応じてユニット２を対象として行った流体解析計算１１の結果データ２１を必要に応じて「表示＝Ｏｎ」とすることによって解析結果を確認することが可能となる。
【００５４】
（状態管理データの変更）
ここで、状態管理データの変更について、説明する。
【００５５】
情報処理装置４００の表示画面上に、状態管理データを変更するウインドウを表示し、その中で、操作者が入力装置を用いて指示することにより変更する。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態のシステムでは、３次元ＣＡＤシステム１０の仮想設計データ２０から派生する情報処理アプリケーションの入力・出力データを管理することにより、デザインレビューなどの検証作業において、必要な情報を適時切り替えつつ表示させることでより完成品に近い状態での評価をリアルタイムで行うことを可能とするシステムを構築し、仮想データの時点で必要な修正を行い、試作レスを推進することが可能となる。
【００５７】
また、複合現実感システムを統合表示部５１に使用することにより、現実モックアップ３３などの現実空間に配置されたデータも統合設計情報管理システムの統合情報管理システム５０で管理することが可能となり、モックアップ作成用のモックアップ製作用仮想データ２３を統合表示部が管理することで、現実モックアップ３３と仮想設計データ２０との隠蔽問題や衝突判定を解決し、ＣＡＥデータ３１やＤＭＲデータ４２を現実モックアップ３３に重畳表示し、少ない試作にて設計業務を遂行することが可能となる。
【００５８】
［デザインレビューの例１］
次に、このＨＭＤ１００を用いて、デザインレビューを行う際の表示を図７〜図１０を用いて説明する。
【００５９】
図７は、現実空間上に配置されたモックアップ３３を映像入力装置１０２により撮影した映像２０２と、仮想空間２０４に配置された仮想設計データ２０３とを、ＨＭＤ１００を用いて観察する様子を示している。なお、現実空間映像２０２には、現実モックアップ３３に対するモックアップ画像２０１があり、観察者は、矢印の方向から映像を観察することになる。
【００６０】
従って、現実空間映像２０２内のモックアップ画像２０１と仮想設計データ２０３が、図８に示すように、映像表示装置１０１に重畳して表示される。
【００６１】
通常，現実空間映像２０２は表示画面において最奥に配置され、その前面に仮想設計データ２０３が配置される。このときモックアップ画像２０１と仮想設計データ２０３との前後関係（重なり関係）が不明なため、本来の配置されるべきモックアップ画像２０１と仮想設計データ２０２の隠蔽関係とは異なる状態で表示されてしまう問題がある。
【００６２】
これに対して、本実施形態においては、統合情報管理システム５０内に現実モックアップ３３を作成するために使用した仮想モックアップデータ２０５を保持しているため、このデータを用いて隠蔽問題を解決することが可能である。
【００６３】
すなわち、統合情報管理システム５０内に登録されている、現実モックアップ３３の空間位置・姿勢情報である実測データ４３を用いて、現実モックアップ３３の位置情報をもとに仮想モックアップデータ２０５の位置・姿勢を決定し、仮想空間２０４に配置する。
【００６４】
統合情報管理システム５０内の仮想モックアップデータ２０５の状態管理データを「隠蔽判定＝ｏｎ」状態に切り替えて配置する。
【００６５】
そして、仮想空間２０４内で仮想モックアップデータ２０５と仮想設計データ２０３との隠蔽判定を行うことで、仮想データ２０２が正常に隠蔽判定された状態で表示される（図１０参照）。
【００６６】
さらに、この状態で、仮想モックアップデータ２０５の状態管理データを「表示＝ｏｆｆ」に変更することで、隠蔽判定を行った状態で，仮想モックアップデータ２０５の部分が表示されなくなるため、最奥の現実モックアップ２０３が表示されることになり、現実空間と仮想空間における正常な隠蔽状態での表示が可能となる（図１０参照）。
【００６７】
なお、本実施の形態では、複合現実感システムを実現する映像入出力装置としてＨＭＤ装置を例に説明したが、発明の本質としてはこれに限定されるものではなく、頭部装着せず映像入出力装置を固定配置するなど他の手段で実現できることはいうまでもない。
【００６８】
［モックアップのバージョンが異なる場合の例］
現実モックアップ３３を統合したデザインレビューにおいて、現実モックアップ３３の更新頻度と仮想設計データ２０の更新頻度が異なる場合が発生する。現実モックアップ３３などの現実物は製作に時間と費用がかかるため近年製作回数は減る傾向にある。そのため仮想設計データ２０では既に更新されてしまっているデータも現実モックアップ３３は反映されていない場合が多い。
【００６９】
この場合、モックアップの仮想モックアップデータ２３をバージョン毎に管理し、必要に応じて仮想モックアップデータ２３のバージョンを切り替えて現実モックアップ３３に重畳することにより、観察者に、その差分を認識しやすいようにすることが可能となる。
【００７０】
［モックアップの接触を判定する場合の例］
現実モックアップ３３を統合した仮想デザインレビューにおいて、現実モックアップ３３と仮想設計データ２０との間で接触判定を行いたい場合について、図６を用いて説明する。
【００７１】
仮想設計データ２０のユニット２と、現実モックアップ３３を作成してあるユニット１との間で、動作中における機構動作検証を行う場合、現実モックアップ３３に仮想モックアップ作成用データ２３を状態管理データ「表示＝ｏｆｆ」「隠蔽判定＝ｏｎ」「接触判定＝ｏｎ」状態に切り替えて配置する。これにより、ＨＭＤ１００を通して実物のユニット１のモックアップにユニット２の仮想設計データ２０を重畳し、現実のユニット１と仮想のユニット２のデータ間での接触判定を、仮想空間上での接触判定を行うことで統合表示部５１上にて実現する。
【００７２】
［デザインレビューにおける詳細度コントロール１］
仮想設計データ２０を元にしたデザインレビューを行う場合に、設計フェーズが進行するに従い、ＣＡＤシステム１０による仮想設計データ２０のデータ容量は増大する傾向にある。
【００７３】
今後のＣＡＤシステムの発展に伴い、データ容量の巨大化は避けられない問題になることが予想されるが、データの巨大化に対して表示システムの表示性能はそれに追従できていないのが現状である。
【００７４】
そこで、統合情報管理システム５０システムに、ＣＡＤデータ１０の詳細度を数段階にコントロールした派生データ２２，３２，４２を格納し、それを順次切り替えることによりデータの詳細度をコントロールする。
【００７５】
例えば、デザインレビューにおいて、ユニット２に着目した場合でも、全体の構成の中におけるユニット２の配置や配線の接続性などの検証を行うために他のユニットも表示しておく必要がある。
【００７６】
この場合、着目しているユニット２のみ、詳細な仮想設計データ２０のデータを表示することで、詳細な検討を可能にする。
【００７７】
そして、隣接するユニット３、４は、詳細度を下げて、詳細度を下げた簡略データ４２のデータを表示する。
【００７８】
またユニット１が、ユニット２の裏側に位置され、その一部しか表示されず、現時点でのレビューでは使用しないデータの場合を考える。このとき、ユニット２の詳細度を最下層まで下げる簡略データ４２を使用することにより、リアルタイム性を維持しながら詳細なデザインレビューを行うことが可能となる。
【００７９】
［デザインレビューにおける詳細度コントロール２］
デザインレビューにおいて発生する要求に、ユニット間・仮想設計データ２０と操作者の手との間での接触判定がある。
【００８０】
これらの判定を行う場合、仮想設計データ２０からの詳細なデータを干渉チェック用に使用すると計算処理に膨大な時間を必要とし、リアルタイム性を損なう恐れがある。
【００８１】
そこで、表示用データと干渉チェック用データを別にして統合情報管理システム５０で管理することで高速な干渉チェックと表示を実現する。
【００８２】
この干渉チェックデータを統合情報管理システム５０で動的に管理することにより、着目したい仮想データの範囲では詳細なデータを用いて干渉チェックを行い、それ以外の部分では簡略化されたデータで詳細なチェックまでは行わないように管理することが可能となる。
【００８３】
例えば、ユニット２をデザインレビュー対象としている場合、表示用のデータには、状態管理データを「表示＝ｏｎ」「隠蔽判定＝ｏｎ」「接触判定＝ｏｆｆ」「詳細度＝ｍａｘ」状態に切り替えて，仮想設計データ２０のものを表示する。
【００８４】
同時にユニット２には接触判定用としてＤＭＲシステム１２の簡略データ３２を用いて「表示＝ｏｆｆ」「隠蔽判定＝ｏｆｆ」「接触判定＝ｏｎ」「詳細度＝３」状態として、接触判定専用のデータとして配置する。これにより、検討対象となっていないデータでの接触判定処理でリアルタイム性が損なわれることのないよう運用することが可能となる。
【００８５】
［解析データの重畳表示例］
現実モックアップ３３と仮想設計データ２０との重畳表示において、ＣＡＥシステム１１の結果データ３１も統合情報管理システム５０で管理することにより、より詳細なデザインレビューを可能にする。
【００８６】
ここでいう解析結果のデータとは、次の２つを指す。
１）解析ソルバーにより出力されたボリュームデータ状のデータ。これらは通常直接表示できる状態ではなく、データがボリューム上に並んでいるのみである。
２）解析可視化ソフトによる解析結果可視化データ。これらは空間上の必要なデータのみを抽出し、リボンや断面画像などユーザが認識しやすいように加工したデータである。
【００８７】
これらの解析結果データを統合情報管理システム５０で管理することにより、観察者の必要に応じてそれらのデータを切り替え表示することが可能となる。たとえば個々の温度分布解析データをすべて表示することにより全体の温度分布の傾向を知るなどの表示も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本実施の形態を実現するためのシステム構成を示す図である。
【図２】本実施の形態における設計データの作成、保存を説明するための図である。
【図３】本実施の形態における派生データの作成、保存を説明するための図である。
【図４】本実施の形態における派生データの作成、保存を説明するための図である。
【図５】本実施の形態における派生データの作成、保存と、計測データの保存を説明するための図である。
【図６】本実施の形態における各データの保存、表示を説明するための図である。
【図７】従来における現実空間の映像と仮想空間の仮想データを説明するための図である。
【図８】図７のデータが、表示された状態を説明するための図である。
【図９】本実施の形態における現実空間の映像と仮想空間の仮想データを説明するための図である。
【図１０】図８のデータが、表示された状態を説明するための図である。
【図１１】本実施の形態の処理を示すフローチャートである。
【図１２】本実施の形態の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１０  ＣＡＤシステム
１１  ＣＡＥシステム
１２  ＤＲＭシステム
１３  モックアップシステム
２０  設計データ
２１、２２、２３、３２、４２  派生データ
３１  解析データ
１００  ＨＭＤ
２０５  位置姿勢計測装置
４００  情報処理装置
【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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