(57)【要約】      （修正有）【課題】部材等を最終製品として組み込んだ時、その部材等の組立て後の状況を確認できる簡便で、確認作業の場所と時間が制約されない物品の組立て状況情報の表示装置を提供する。【解決手段】物品をカメラ撮影して２次元デジタル画像として保存する。３次元ＣＡＤデータをワイヤーフレームモデルに変換して陰線処理を施し、前記物品の陰線処理済３次元ＣＡＤデータに対して、前記２次元デジタル画像と概ね同じ特定視点に合わせて操作をした操作情報をタブレットに取り込んで保存しておく。組立て状況の確認作業を行う際に、対象物品の２次元デジタル画像を、作業者がその都度、保存済みの画像ファイルの中から選択して呼び出すと共に、その画像に対応する陰線処理済３次元ＣＡＤデータを自動呼び出しし、両者が出来るだけ重なり合うように、前記タブレットに付属のコントローラを操作して表示する。【選択図】図２
2017068849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業場にてカメラで撮影された物品の２次元デジタル画像をコンピュータに取り込む２次元デジタル画像入力手段と、
前記２次元デジタル画像をモニター画面上に表示する２次元デジタル画像表示手段と、
記憶媒体または前記コンピュータに備えられた記憶手段に保存されている前記物品の３次元ＣＡＤデータを呼び出し、前記モニター画面上で前記物品の２次元デジタル画像に重ね合わせて表示する３次元ＣＡＤデータ呼出し手段と、
を備えた物品の組立て状況情報表示装置であって、
前記２次元デジタル画像入力手段から取り込んだ物品の２次元デジタル画像のデータファイルを保存する２次元デジタル画像ファイル記憶手段と、
前記物品のソリッドモデルの３次元ＣＡＤデータをワイヤーフレームモデルに変換して輪郭線を抽出し、そのワイヤーフレームモデルに対して隠れて見えないはずの線を区別する陰線処理を施す陰線処理手段と、
前記陰線処理を施した陰線処理済３次元ＣＡＤデータについて、比較対象とする前記物品の２次元デジタル画像と概ね同じ特定視点から見た情報を管理ファイルとして保存しておく管理ファイル記憶手段と、
確認対象とする前記２次元デジタル画像ファイル記憶手段に保存済みの前記物品の２次元デジタル画像のデータファイルを指定して、対応する前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータを自動呼出する陰線処理済３次元ＣＡＤデータ呼出し手段と、
前記２次元デジタル画像のデータファイルと前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータによって前記モニター画面上に表示された画像の輪郭線の重なりのずれを、操作して微調整するためのコントローラと、
をさらに備えていることを特徴とする物品の組立て状況情報表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の物品の組立て状況情報表示装置において、前記物品の２次元デジタル画像を表示し、かつ前記物品の３次元ＣＡＤデータを処理し自動的に輪郭線を抽出し、陰線処理して表示するプログラムを搭載したコンピュータは、前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータを操作するためのコントローラ付きのタブレットであり、前記物品の撮影に使用するカメラは、前記タブレットに付属したリアカメラ、もしくは前記タブレットと無線通信できる分離カメラであることを特徴とする物品の組立て状況情報表示装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の物品の組立て状況情報表示装置において、前記物品のソリッドモデルに対応する陰線処理済３次元ＣＡＤデータは、前記２次元デジタル画像のデータファイルと同じファイル名で、または関連付けたファイル名で保存され、保存済みの前記２次元デジタル画像のデータファイルの中から組立て状況を確認したい物品の２次元デジタル画像のデータファイルが呼び出されると、自動的に同じファイル名で、または関連付けたファイル名で保存された陰線処理済３次元ＣＡＤデータを呼び出す関連データ呼出し手段を備えていることを特徴とする物品の組立て状況情報表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元ＣＡＤデータを利用して、物品（部品、部材、製品の総称）の組立て後の状況（全体形状と精度等をいう。以下同じ）を目視で確認するための情報表示方法および装置に関するもので、例えば建設分野における溶接による鉄骨の組立て等に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨等の物品の組立てを溶接等によって行う場合、形を整えるための組立治具を用いて仮の溶接（以下、組立溶接と称す）をした後、本溶接を行って仕上げるが、部材等の組立て後の状況を確認する必要がある。
【０００３】
従来、一般的には、部材等の組立て後の全体形状の確認は目視で行い、精度は定規や角度計等の計測器具を用いていた。しかし、鋼板等の部品が相互に任意角度で集合し複雑に組立てられている場合には、組立て間違いや組立て忘れといった単純間違いが発生し易く、また完成後の部材等の設置角度や位置を、良好な精度で測定することは極めて困難であった。特に、ヒューマンエラーに起因する組立工程での間違いは発見が難しかった。
【０００４】
従って、組立て間違いや組立て忘れが無く、精度も許容できる範囲で完成したかどうかは、それら部材等を最終製品として組み込んだ時、問題なく納まるかどうかで判断されるので、問題があった場合には、その部材等は作り直しとなり、コストだけでなく大幅な時間的ロスを生じさせてしまうということがあった。
【０００５】
そのような不適合を防止するために、デジタル技術を活用する方法も開発されている。例えば、写真のような２次元画像の対象物に、２次元ＣＡＤデータを重ね合わせることにより、２次元ＣＡＤデータとの食い違いを確認する方法があった。しかし、対象物が３次元である場合には適用できなかった。
【０００６】
また、対象物が３次元の場合では、対象物を計測によりデジタルデータ化し、それに対象物の設計上の正確なソリッドモデルの３次元ＣＡＤデータを重ね合わせることにより、３次元ＣＡＤデータとの食い違いを確認する方法があった。この方法では、対象物を３次元測定によりデジタルデータ化するという前処理が必要であるため、かなり大掛かりで手間とコストが必要とされた。
【０００７】
３次元ＣＡＤデータを用いて部材等の加工精度確認や組立て間違いを防止する方法に関する先行技術として、例えば特許文献１乃至特許文献４がある。
【０００８】
特許文献１は、実物である被検体を断層画像撮像装置にて撮影し、その撮影された断層画像データを処理して物体部分の輪郭を決定する画像認識方法において、前記画像中に存在する物体部分の輪郭と、前記被検体の設計情報であるＣＡＤデータから求められる設計時の物体部分の輪郭付近の画像データとの位置合わせにより、両者の輪郭部分の差を明示するよう表示する方法である。
【０００９】
特許文献２は、Ｘ線ＣＴ装置を用いて、被試験体の３次元透視画像を生成し、被試験体の設計データである３次元ＣＡＤデータの３次元透視画像を重ね合わせ、両者の形状が一致するまで、前記３次元ＣＡＤデータの各ピクセルを所定の演算により移動させることにより、誤差を求める製造誤差評価システムである。
【００１０】
特許文献３では、作業者が組立作業を行う組立対象物を撮像し、その撮像手段のレンズ位置と作業者の目の位置との３次元座標における差分を算出し、前記撮影された画像データに基づいて、予め画像処理装置の外部記憶装置に登録されている各種組立対象物の３次元設計データの中から、前記組立対象物の３次元設計データを特定し、既に算出されている前記差分に基づき、前記作業者から見た前記組立対象物の３次元設計データに変換して、変換した視点位置情報に基づいて前記組立対象物の輪郭データを表示するものであり、作業者が実際に組立てている組立対象物が、作業者から見た状態で画面上に表示されるので、組み付ける方向などを間違えることが無くなるとしている。
【００１１】
しかし、特許文献１及び２の先行技術は、実物である対象物（被検体又は被試験体）を、断層画像撮像装置やＸ線ＣＴ装置を用いることにより、その対象物の３次元デジタルデータを作成するという前処理が必要であるため、かなり大掛かりな装置を必要とし、かつ手間とコストがかかった。また、これらの先行技術は、３次元物体である対象物と３次元ＣＡＤデータとを対比して、両者間の誤差を評価する手法であるが、３次元物体である対象物を２次元画像（２次元デジタルデータ）として扱うという発想はなく、従って、そのことに対して示唆するものは何もない。
【００１２】
また、特許文献３は、組立手順に沿って作業者が実際に組立てている組立対象物を、組立作業者の視点から見た状態で画面表示することにより、流れ作業の中で多数の様々な部品の組立位置や方向を間違えないように作業支援するものであり、部材等の組立て後の状況、即ち、全体形状と精度等を確認することは目的ではない。その上、この方法では、運ばれてきた一つの組立対象物をその場で撮影し、その画像データを基にそれに対応する３次元設計データから輪郭データを表示する、という一連の手順を順次繰り返すことが前提であるので、照合作業の場所と時間が制約される。
【００１３】
特許文献４では、部分組立品の位置と向きが正しいかどうかを、計算機の「比較部」が、次のように行うとしている。作業者による部品の組立ては、組立て用の作業エリアにおいて行われ、一定の決められたカメラ位置から部品を撮影するが、その部品の画像であるとの認識が可能になるのは、「形状認識装置」に、前記カメラ位置から見える一様な作業エリアを背景画像として予め記憶させておき、その背景画像と部品が設置された後の撮影画像との差分画像を識別させることによる。また、このカメラ位置から見える前記部品の形状データは、予め「形状認識装置」に格納されている。
【００１４】
取付けする部品が正しいかどうかの照合は、計算機の「部品判別部」が行う。
カメラによる部分組立品の撮影画像に基づいて、「形状認識装置」により、その部分組立品の２次元形状を認識し、当該部分組立品の組み付け形状を示すデータとして、２次元形状データを出力する。
一方、計算機の「３次元形状モデル生成部」において、個別部品の部品識別情報から、前記撮影画像に対応する、複数部品が結合された状態における３次元形状モデルを生成する。
【００１５】
この３次元形状データをカメラの視点方向に投影して作成した２次元形状データと、撮影画像の２次元形状データとを比較して、組立て品の位置と向きが正しいかどうかを、計算機の「比較部」が照合を行う。
従って、前記照合方法は、撮影画像と２次元形状モデルとの重ね合わせによる作業者の目視ではなく、部品識別情報に基づく計算機の内部処理であり、組立状況の正誤に関する情報が出力される。
また、複数部品が結合された３次元形状モデルを抽出する際に、確認対象の部分組立品がモニター画面上で際立つように、その他の部品を非表示状態にするが、その時、陰線処理を行う。
【００１６】
引用文献４の照合方法は以上のようであるが、対象部品であることの認識をするために、作業エリアを背景画像として予め記憶させておき、その背景画像と部品が設置された後の撮影画像との差分画像を認識させる必要がある。このことは、流れ作業による部品組立てをする場合には適するが、溶接による鉄骨の組立て等を行う建設の工場や現場の作業場のように、多種多様な環境下では適用できない。
【００１７】
また、前記陰線処理については、確認対象の部分組立品のみがモニター画面上で表示状態の時に施される操作に過ぎず、組立て状況の可否判断を目的として、陰線処理済３次元形状データを撮影画像に重ね合わせる手段として利用しているわけではない。かつ、そのことについての記述や示唆はない。しかも、前記３次元形状データから作成した２次元形状データを、２次元形状データである撮影画像との照合に用いる、即ち、２次元形状モデルと２次元画像とを比較するが、もし、３次元形状データからカメラ視点方向に投影して作成した前記２次元形状データを生成する際に無視できない誤差を含んでいた場合、生成済みの２次元形状データを直接微調整して修正できないので、再度、３次元形状データから正確な２次元形状データを作成し直す必要がある。
【００１８】
更には、組立て状況の可否判断は目視ではなく、前記のように計算機の「比較部」が内部処理として行うので、そのために必要なプログラムを搭載する必要がある。
以上のように、引用文献４の方法では、組立て状況の確認作業の場所と時間が制約され、かつシステムが大掛かりになる等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平０９−２０４５３２号公報
【特許文献２】特開２００４−１３２９４４号公報
【特許文献３】特開２００９−２８９０４６号公報
【特許文献４】特開２００８−２３５５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、鉄骨等の部材等を最終製品として組み込んだ時、上手く納まらないという不適合が発生しないように、その部材等の組立て後の状況を確認する際に、大掛かりな装置は不要で、簡便にしてその確認作業の場所と時間が制約されない、３次元ＣＡＤデータを利用した、物品の組立て状況情報の表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、作業場にてカメラで撮影された部材等の物品の２次元デジタル画像をコンピュータに取り込む２次元デジタル画像入力手段と、
前記２次元デジタル画像をモニター画面上に表示する２次元デジタル画像表示手段と、
記憶媒体または前記コンピュータに備えられた記憶手段に保存されている前記物品の３次元ＣＡＤデータ（設計図）を呼び出し、前記モニター画面上で前記物品の２次元デジタル画像に重ね合わせて表示する３次元ＣＡＤデータ呼出し手段と、
を備えた物品の組立て状況情報表示装置であって、
前記２次元デジタル画像入力手段から取り込んだ物品の２次元デジタル画像のデータファイルを保存する２次元デジタル画像ファイル記憶手段と、
前記物品のソリッドモデルの３次元ＣＡＤデータをワイヤーフレームモデルに変換して輪郭線を抽出し、そのワイヤーフレームモデルに対して隠れて見えないはずの線を破線や薄い線或いは別の色で表示、もしくは完全に隠すことにより区別する陰線処理を施す陰線処理手段と、
前記陰線処理を施した陰線処理済３次元ＣＡＤデータについて、比較対象とする前記物品の２次元デジタル画像と概ね同じ特定視点から見た座標変換マトリクス等の、人が操作した情報を管理ファイルとして保存しておく管理ファイル記憶手段と、
物品の組立て状況を確認する際に、確認対象とする前記２次元デジタル画像ファイル記憶手段に保存済みの前記物品の２次元デジタル画像のデータファイルを指定して、対応する前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータを自動呼出する陰線処理済３次元ＣＡＤデータ呼出し手段と、
前記２次元デジタル画像のデータファイルと前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータによって前記モニター画面上に表示された画像の輪郭線の重なりの多少のずれを、操作（回転、移動、拡大、縮小）して微調整するためのコントローラと、
をさらに備えていることを特徴とするものである。
【００２２】
上記構成において、前記物品の２次元デジタル画像を表示し、かつ前記物品の３次元ＣＡＤデータを処理し自動的に輪郭線を抽出し、陰線処理して表示するプログラムを搭載したコンピュータとして、前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータを操作（回転、移動、拡大、縮小）するためのコントローラ付きのタブレットを用い、前記物品の撮影に使用するカメラとして、前記タブレットに付属したリアカメラ、もしくは前記タブレットと無線通信できる分離カメラを用いれば、装置をコンパクトにすることができる。
【００２３】
カメラがタブレットと分離できれば、カメラを三脚等にて固定しておくことができ、タブレットのモニター画面の映像はぶれることはないので、タブレットは三脚等で固定する必要はなく、作業者が手持ちで自由に移動することも可能になる。
【００２４】
また、前記物品のソリッドモデルに対応する陰線処理済３次元ＣＡＤデータを、前記２次元デジタル画像のデータファイルと同じファイル名で、または関連付けたファイル名で保存し、組立て状況の確認作業を人が行う際に、保存済みの前記２次元デジタル画像のデータファイルの中から組立て状況を確認したい物品の２次元デジタル画像のデータファイルが呼び出されると、自動的に同じファイル名で、または関連付けたファイル名で保存された陰線処理済３次元ＣＡＤデータを呼び出す関連データ呼出し手段を備える構成とすれば、作業が容易となり、誤操作が防げる。
【００２５】
すなわち、物品の組立て状況を確認したい方向から見て人が撮影した２次元デジタル画像を画像ファイルとして、名前を付けてコンピュータに保存し、かつ、前記物品の組立て状況を確認したい方向に概ね合うように人が操作（回転、移動、拡大、縮小）した前記物品のソリッドモデルに対応する陰線処理済３次元ＣＡＤデータを、その操作情報（座標変換マトリクス、ファイル保管場所等）と共に管理ファイルとして前記画像ファイルと同じ名前を付けてコンピュータに保存しておくことにより、組立て状況の確認作業を人が行う際に、前記保存済みの画像ファイルの中から組立て状況を確認したい物品の２次元デジタル画像をその都度、人が選択して呼び出し、その２次元デジタル画像のファイル名と同じファイル名の陰線処理済３次元ＣＡＤデータを、コンピュータが自動的に前記管理ファイルの中から呼び出すことができる。
【００２６】
相互に対応する画像ファイル及び管理ファイルの名前（拡張子を除く）を一致させておけば、人がコンピュータを操作して呼び出した２次元デジタル画像に対して、前記コンピュータの記憶装置内に格納された、対応する３次元ＣＡＤデータを、前記画像ファイルと同名の前記管理ファイルに保存された座標変換マトリクス等の操作情報と共にコンピュータが参照することにより、組立て状況を確認したい方向に特定視点を合わせて、前記コンピュータのモニター画面上で即座に再配置することが可能となる。
【００２７】
従って、事前に確認対象となる物品を一つもしくは複数撮影し、２次元デジタル画像としてコンピュータに取り入れ保存し、適宜、必要画像の選択及び呼び出すことが可能なので、対象物品の２次元デジタル画像と同物品の３次元ＣＡＤデータとの重ね合わせによる組立て状況確認作業をする場所は作業現場である必要はなく、また、作業現場を離れてからでも作業できるので時間的にも制約されないため、合理的かつ効率的である。
【００２８】
本発明を用いて物品の組立て状況を確認する手順を、フローチャートで示すと以下のようになる。なお、下記手順（１）、（２）と（１ａ）、（２ａ）とは、並行して実行することができる。
【００２９】
手順（１）：製作された一つもしくは複数の物品の各パーツを、組立溶接にて仮組みし、設計図の形状に組立てる。
手順（２）：仮組みされた前記物品を、作業者が組立て状況を確認したい方向から特定視点を決めてカメラにて撮影し、その画像をコンピュータに２次元の画像ファイルとして保存する。
【００３０】
手順（１ａ）：作業者が、対象とする前記物品の設計図からソリッドモデル（３次元ＣＡＤデータ）を作成する。
手順（２ａ）：前記ソリッドモデルを、コンピュータが、ワイヤーフレームモデルに変換（自動的に輪郭線を抽出）した後、陰線処理を施し、その作成された陰線処理済３次元ＣＡＤデータをコンピュータに保存する。
【００３１】
手順（３）：手順（２）で保存された画像ファイルの中から、作業者が確認対象となる物品の画像を選定する。
手順（４）：手順（３）で選定した物品の画像の特定視点に概ね合うように、対応する前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータを呼び出して、作業者が操作（回転、移動、拡大、縮小）し、その操作情報（座標変換マトリクス、ファイル保管場所等）と共に管理ファイルとしてコンピュータに保存する。
【００３２】
手順（５）：物品の組立て状況を確認する際に、手順（２）で保存された画像ファイルの中から、確認対象物品の画像を指定すると、その画像に対応させて操作して保存した手順（４）の陰線処理済３次元ＣＡＤデータをコンピュータが自動呼び出しする。この時、手順（４）で保存した陰線処理済３次元ＣＡＤデータは、前記部品の画像の特定視点に概ね合っているものの、両者の輪郭線の重なりには多少のずれがある。そこで、より精度の高い重ね合わせは、モニター画面上のコントローラを作業者が操作して、前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータの方輪郭線を回転、移動、拡大、縮小することにより微調整して行う。
【００３３】
手順（６）：前記手順（５）において重ね合わせた、前記物品の画像の輪郭線と、その画像に対応させた陰線処理済３次元ＣＡＤデータの輪郭線との一致度合い（ずれ）が、前記物品を製品として組み込むのに支障となる程度かどうかを、作業者が目視にて判断し、問題あれば前記手順（１）に戻り修正する。
【００３４】
手順（７）：手順（６）で問題がなければ、前記物品の各パーツを本溶接して組立てを完了させる。
手順（８）：手順（７）で組立て完了した後の各物品を、組立て状況を確認したい方向から特定視点を決めて作業者がカメラにて撮影し、その画像をコンピュータに画像ファイルとして保存する。
【００３５】
手順（９）：手順（８）で保存された画像ファイル中から、確認対象となる物品の画像を作業者が選定する。
手順（１０）：手順（９）で選定した物品の画像の特定視点に概ね合うように、前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータをコンピュータに付属のコントローラを作業者が操作（回転、移動、拡大、縮小）し、その操作情報（座標変換マトリクス、ファイル保管場所等）と共に管理ファイルとしてコンピュータに保存する。
【００３６】
手順（１１）：物品の組立て状況を確認する際に、手順（８）で保存された画像ファイルの中から、確認対象物品の画像を指定すると、その画像に対応させて操作して保存した手順（１０）の陰線処理済３次元ＣＡＤデータをコンピュータが自動呼び出しする。この時、手順(4)で保存した陰線処理済３次元ＣＡＤデータは、前記部品の画像の特定視点に概ね合っているものの、両者の輪郭線の重なりには多少のずれがある。そこで、より精度の高い重ね合わせは、モニター画面上のコントローラを作業者が操作して、前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータの方を回転、移動、拡大、縮小することにより微調整して行う。
【００３７】
手順（１２）：前記手順（１１）において重ね合わせた、前記物品の画像の輪郭線と、その画像に対応させた陰線処理済３次元ＣＡＤデータの輪郭線との一致度合い（ずれ）が、前記物品を製品として組込むのに支障となる程度かどうかを作業者が目視にて判断する。一致度合いが支障ない程度であれば終了とし、支障があっても修正可能の場合には修正して手順（８）に戻る。修正不可能な程度であれば、再製作とする。
以上の手順で使用するコンピュータにタブレットを用いれば、組立て作業場での移動が容易なので、機動的かつ効率的に組立て状況の確認作業ができて好適である。
【００３８】
なお、上記輪郭線は、前記部材等の物品のパーツである鋼板の縁線や孔の縁線などの形状認識する上で要所となる部分である。
【００３９】
また、カメラにて撮影した前記物品の画像は、そのカメラのレンズ特性に合わせて歪補正を行った後、保存する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、以上のような手段によって部材等の物品の組立て状況の確認に用いるので、次のような効果が得られる。
【００４１】
（１）対象の部材等の物品を、３次元測定によるデジタルデータ化ではなく、カメラにより撮影した２次元デジタル画像をコンピュータ（タブレット）に取り込めばよいので、３次元ＣＡＤデータとの重ね合わせのための前処理が、極めて簡単かつ迅速にできる。
【００４２】
（２）２次元デジタル画像に、陰線処理済３次元ＣＡＤデータを重ね合わせるに際しては、タブレットに付属のコントローラ操作で行うので、重なり具合の調整操作が極めて簡単であり、ＩＴの専門知識が乏しい人でも短時間で操作が上手くできるようになる。
【００４３】
（３）タブレットを用いれば、現物のある場所でも組立て状況の確認作業ができるので、機動的かつ効率的である。
【００４４】
（４）タブレットを用いて、その場で撮影した直後の対象物品の２次元デジタル画像そのものに、同物品の３次元ＣＡＤデータをその場で重ね合わせる方式もあるが、その場合、その作業が終わるまで、次の画像に対する作業に取りかかれないという欠点がある。本発明では、事前に確認対象となる複数の物品を組立て状況確認したい任意角度から複数撮影し、２次元デジタル画像としてコンピュータに取り入れ保存し、適宜、確認対象画像を選択し、呼び出すことが可能なので、作業をする場所と時間が制約されないため、より合理的かつ効率的である。
【００４５】
（５）対象部品のデジタルデータ化は２次元でよく、カメラやタブレットは市販品を使用でき、また、画像とＣＡＤモデルとを重ねる操作にかかるプログラムも既成のものを流用できるので、極めて安価である。
【００４６】
（６）部材等の物品の組立て時に、人間の視覚による不具合の有無の発見が、短時間かつ簡便にできるので、製品のヒューマンエラーを含む不適合発生削減に寄与する。
【００４７】
（７）不適合が発生した場合の製品再製作に伴う経済的、時間的ロス回避に大いに貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の装置の使用状況を示す模式図である。
【図２】本発明の装置の構成と機能を示す図である。
【図３】本発明を使用して物品の組立て状況を確認する手順を示すフローチャートである。
【図４】組立て状況の確認対象物の一例を示す斜視図であり、（ａ）は隠れて見えないはずの輪郭線も含めて表示したもの、（ｂ）は隠れて見えないはずの輪郭線を非表示にしたものである。
【図５】図４に対応した対象物のソリッドモデルの陰線処理済３次元ＣＡＤモデルである。（見えないはずの輪郭線も、細破線で表示）
【図６】図４（ｂ）と図５とを重ね合わせる操作途中の図である。（見えないはずの輪郭線は非表示）
【図７】図４（ｂ）と図５とを重ね合わせ完了後の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１は本発明の実施例であり、本発明の装置の使用状況を示す模式図である。物品１０を撮影するカメラ１１と、３次元ＣＡＤデータに対する情報処理を行なうコンピュータであり物品１０の画像を表示するタブレット１２、およびカメラ１１とタブレット１２とを繋ぐコード１３で構成される。
【００５０】
カメラ１１は、画像がぶれないように三脚等にて固定しておき、物品１０の特定視点（例えば、物品１０の球体中心）に焦点を当てて撮影する。撮影された写真画像は、デジタル信号としてコード１３を通してタブレット１２に送信され、２次元デジタル画像データとして保存される。デジタル信号を無線で送信可能なカメラであれば、コード１３は不要である。
【００５１】
カメラ１１が固定されているため、タブレット１２のモニター画面の映像はぶれることはないので、タブレット１２は三脚等で固定する必要はなく、作業者１４の手持ちでもよい。
【００５２】
図２は本発明の装置の構成と機能を示す図であり、次の通りである。
（１）作業者１４が、物品１０の特定視点に焦点を当ててカメラ１１で撮影する。
（２）撮影した２次元画像は、名前を付けてタブレット１２の記憶装置に保存する。
【００５３】
（３）別途、物品の設計図からソリッドモデル（３次元ＣＡＤデータ）を作成しておき、
（４）その３次元ＣＡＤデータをタブレット１２に入力して、変換プログラムによりワイヤーモデルに変換（陰線処理済３次元ＣＡＤデータを作成）し、更に陰線処理を施す。
（５）作成された陰線処理済３次元ＣＡＤデータはタブレット１２の記憶装置に保存する。
【００５４】
（６）既に（２）で保存済みの物品１０の２次元画像データと、それに対応する（５）で保存した陰線処理済３次元ＣＡＤデータとを呼び出して、物品１０の画像データの特定視点に概ね合うように、前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータを、タブレットに付属のコントローラ１２ａを作業者１４が操作（回転、移動、拡大、縮小）し、
（７）その操作情報（座標変換マトリクス、ファイル保管場所等）と共に管理ファイルとして、前記２次元画像データと同じ名前を付けてタブレット１２の記憶装置に保存する。
【００５５】
（８）組立て状況を確認する際、物品１０の任意の２次元画像データを、その都度、作業者１４が（２）で保存済みの物品の２次元画像データファイルの中から選択し、それに対応する（７）で保存した陰線処理済３次元ＣＡＤデータをコンピュータが自動的に呼び出して、タブレット１２のモニター画面上で重ね合わせて表示する。
【００５６】
（９）ここでモニター画面上に表示された前記陰線処理済３次元ＣＡＤデータは、物品１０の画像データの特定視点に概ね合うように設定しただけなので、前記物品１０の２次元画像データとの重なり具合は、ずれが少し大きいため、重なり精度を上げる必要がある。そのため、前記タブレット１２にはコントローラ１２ａが付属しており、作業者１４は、物品１０の画像データの特定視点を中心にして、前記コントローラ１２ａを操作（回転、移動、拡大、縮小）により微調整して、陰線処理済３次元ＣＡＤデータの輪郭線が、物品１０の輪郭と出来るだけ重なり合うようにして表示する。
【００５７】
以上が、本発明の物品の組立て状況情報の表示方法および装置の実施例である。従って、作業者１４は、上記の重なり合った画像をモニター画面上で目視にて確認して、両者のどこかに問題になりそうなずれがないかを調べればよい。
【００５８】
本発明を用いて部材等の組立て状況の確認をする手順を、図３に示すフローチャートの手順（１）〜（１２）に沿って、図４の斜視図に示すような部材を例として説明する。図４の部材は、球体１と３枚のリブプレート２、３、４及びベースプレート５によって構成されており、球体１には２つの孔１ａ、リブプレート２には孔２ａと２ｂ、ベースプレート５には２つの孔５ａが視認できる。なお、図４（ａ）では、隠れて見えないはずの輪郭線を細点線で表示している。
【００５９】
手順（１）：実物部材のパーツである球体１と３枚のリブプレート２、３、４及びベースプレート５を組立溶接にて、設計図の形状に組立てる。
【００６０】
手順（２）：次に、手順（１）で仮組みされた部材を、図４（ａ）に対応した向きから特定視点（例えば、球体１の中心）を決めてデジタルカメラで撮影し、その２次元デジタル画像データをコンピュータ（以下、タブレットと読替える）に画像ファイルとして名前を付けて保存する。撮影された前記部材の画像は、図４（ａ）では細点線表示した輪郭線は見えないので、図４（ｂ）のようになる。前記２次元デジタル画像データをタブレットに保存する際に、撮影された画像は、そのデジタルカメラのレンズ特性に合わせて歪補正を行う。
【００６１】
手順（１ａ）：前記部材の設計図から、別途、現寸３次元ＣＡＤソフトを使用して、この部材のソリッドモデル（３次元ＣＡＤデータ）を作成する。
【００６２】
手順（２ａ）：前記ソリッドモデルを線のみで表すワイヤーフレームモデルに変換して、図５に図示のように輪郭線６を抽出後、陰線処理を施し、その陰線処理済３次元ＣＡＤデータをタブレットに保存する。
なお、図５において、細い点線は隠れて見えないはずの輪郭線を示している。
【００６３】
手順（３）：手順（２）で保存された画像ファイルから、確認対象となる物品の画像、即ち本例では図４（ｂ）を選定する。
【００６４】
手順（４）：手順（３）で選定した物品の画像である図４（ｂ）の特定視点に概ね合うように、手順（２ａ）の陰線処理済３次元ＣＡＤデータを呼び出し操作（回転、移動、拡大、縮小）し、その操作情報（座標変換マトリクス、ファイル保管場所等）と共に管理ファイルとしてタブレットに、手順（３）で選定した画像ファイルと同じ名前を付けて保存する。
【００６５】
手順（５）：物品の組立て状況を確認する際に、タブレットに保存された手順（２）の画像ファイルの中から対象とする画像（図４（ｂ））を指定し、それと同じファイル名の陰線処理済３次元ＣＡＤデータ（図５）を手順（４）の管理ファイルと共に、自動呼び出しする。この時、手順（４）で保存した陰線処理済３次元ＣＡＤデータ（図５）は、図４(ｂ)の画像の特定視点に概ね合っているものの、図６に図示のような不完全な重なり具合である。そこで、手順（３）で選定した前記物品の画像（図４（ｂ））の視認できる輪郭線（リブや孔の縁線）と、その画像に対応させて操作して保存した手順（４）の陰線処理済３次元ＣＡＤデータである図５に図示した輪郭線６の太い破線とが、出来るだけ精度よく重なるように、タブレットに付属のコントローラを操作（回転、移動、拡大、縮小）にて微調整して、図７のように、タブレットのモニター画面上に表示する。なお、図６、図７では、図５には表示されている細い破線は省略している。
【００６６】
手順（６）：図７において、矢印Ａで示す孔２ｂの位置が正規位置より下にずれていること、また、矢印Ｂで示すように、平面視（図示せず）におけるリブプレート３の角度が設計図とずれていることが確認される。図７で確認されたずれについては、仮組み段階のため手直し可能なので、修正ルートへ流し、手順１に戻す。
【００６７】
手順（７）：仮組みに問題がなかった場合は、本溶接して部材の組立てを完了させる。
【００６８】
手順（８）：仮組み時に問題が無かったとしても、本溶接の時に多少とも位置や角度にずれが発生する可能性があるので、組立てを完了後の部材についても、手順（２）と同様に、図４（ａ）に対応した向きからデジタルカメラで撮影し（図４（ｂ））、撮影された画像の歪補正を行い、２次元デジタル画像データをタブレットに画像ファイルとして保存する。
【００６９】
手順（９）：手順（８）で保存された画像ファイルから、確認対象となる物品の画像、即ち本例では組立て完了後の図４（ｂ）を選定する。
【００７０】
手順（１０）：手順（９）で選定した物品の画像である図４（ｂ）の視点に合うように、手順（２ａ）の陰線処理済３次元ＣＡＤデータを呼び出し操作（回転、移動、拡大、縮小）し、その操作情報（座標変換マトリクス、ファイル保管場所等）と共に管理ファイルとしてタブレットに、手順（９）で選定した画像ファイルと同じ名前を付けて保存する。
【００７１】
手順（１１）：物品の組立て状況を確認する際に、タブレットに保存された手順（９）の画像ファイルの中から対象とする画像（図４（ｂ））を指定し、それと同じファイル名の陰線処理済３次元ＣＡＤデータ（図５）を手順（１０）の管理ファイルと共に、自動呼び出しする。この時、手順(4)で保存した陰線処理済３次元ＣＡＤデータ（図５）は、図４(ｂ)の画像の特定視点に概ね合っているものの、図６に図示のような不完全な重なり具合である。そこで、重ね合わせは、タブレットに付属のコントローラを作業者が操作して、前記３次元ＣＡＤデータの輪郭線を回転、移動、拡大、縮小することにより微調整して行う。
【００７２】
手順（１２）：手順（１１）の重ね合わせ確認の結果、この部材を最終製品として組込むのに許容を超える程のずれが無ければ終了であるが、許容を超えるずれがあった場合は、判断が２つに分かれる。即ち、本溶接しているため、仮組みの時程には修正の可能性が限定されるものの、例えば、リブプレートの若干の角度誤差に対して加熱などによる矯正が許される場合には修正して手順（８）に戻す。そのような矯正も出来ない状態の場合は、部材そのものを再製作することになる。
【００７３】
以上の手順で使用するコンピュータにタブレットを用いているが、組立て作業場での移動が容易なので、機動的かつ効率的に組立て状況の確認作業ができて好適である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、従来方法では困難であった複雑な部材等の物品の組立て状況情報を、タブレットのモニター画面上に見易く表示でき、かつ、場所と時間に制約されることなく、簡便、迅速、機動的に実施することが出来るので、部材等の物品組立ての不適合発生防止とそれに伴う経済的、時間的ロス削減に貢献するところ大である。
【符号の説明】
【００７５】
１：球体
１ａ：球体の孔
２、３、４：リブプレート
２ａ、２ｂ：リブプレート２の孔
５：ベースプレート
５ａ：ベースプレート５の孔
６：部品のソリッドモデルの輪郭線
１０：物品
１１：カメラ
１２タブレット
１２ａ：コントローラ
１３：コード
１４：作業者
Ａ、Ｂ：組立てのずれ位置
【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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