JP6554865B2

JP6554865B2 - Wiring and piping design apparatus and method

Info

Publication number: JP6554865B2
Application number: JP2015068927A
Authority: JP
Inventors: 弘二須永
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2019-08-07
Anticipated expiration: 2035-03-30
Also published as: JP2016189122A

Description

本発明は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ：computer-aided design）に関し、特に、機構製品の設計において配線や配管の引き回し等を決定して最終形状の設計を行うための配線・配管設計装置及び方法に関する。 The present invention relates to computer-aided design (CAD), and more particularly to a wiring / pipe design apparatus and method for designing a final shape by determining wiring and piping routing in the design of mechanical products. .

機構製品の設計では、３次元（３Ｄ：three dimentional）ＣＡＤツール（以下、３Ｄ−ＣＡＤツールとも呼ぶ）を用いてその機構製品の３次元設計情報を作成することが行われている。しかしながら、機構製品を実際に完成させるためには、その機構製品を構成する各要素ブロック間を接続する配線や配管（例えばエアー配管など）についての詳細な設計を行って設計事項を決定する必要がある。ここでいう詳細な設計には、配線や配管の引き回しをどうするか、それらの長さと分岐位置をどうするか、分岐や接続に使用する接続機器として何を使用するか、などが含まれる。配線や配管の詳細な設計に際しては、設計対象の機構製品の試作品を製作し、そののち試作品上で仮の線材（配線や配管の）を実際に引きまわし、その結果に基づいて、実際の機構製品における配線や配管の引き回し、長さ、接続位置を決定し、接続機器を決定することが一般に行われている。配線や配管の詳細な設計が完了すれば、これらの設計決定事項に合わせて機構製品の正式設計図等の正規図面を完成させ、構成部品の手配を行って正規製品に組み込むことにより、機構製品が完成することになる。試作品を用いずに実機を用いて配線や配管の引き回しを決定する場合もある。 In designing a mechanical product, a three-dimensional (3D) CAD tool (hereinafter also referred to as a 3D-CAD tool) is used to create three-dimensional design information of the mechanical product. However, in order to actually complete a mechanical product, it is necessary to determine the design items by carrying out detailed design for the wiring and piping (for example, air piping) that connect each element block constituting the mechanical product. is there. The detailed design here includes how to route the wiring and piping, what to do with their length and branching position, what to use as the connecting device used for branching and connection, and the like. In the detailed design of wiring and piping, a prototype of the mechanical product to be designed is manufactured, and then a temporary wire (wiring and piping) is actually drawn on the prototype, and the actual results are based on the results. In general, it is common practice to determine the connection equipment by determining the wiring, piping, length, and connection position of the mechanical product. When the detailed design of wiring and piping is completed, the official product such as the official design drawing of the mechanical product is completed according to these design decisions, the component parts are arranged and incorporated in the official product, Will be completed. In some cases, the actual equipment is used instead of the prototype, and wiring and piping are determined.

しかしながら、試作品を製作して仮の線材を実際に引き回して詳細な設計事項を決定するやり方では、試作品製作のための手間とコストがかかるという課題がある。試作品製作を行うことなく配線や配管についての詳細な設計事項を決定するものとして、特許文献１には、ＰＣ（パーソナルコンピュータ；personal computer）上で設計対象の機構製品を表示させ、そこに配線（ハーネス）の通過点を指定することによりハーネスの３次元データを作成する方法が開示されている。また特許文献２には、特許文献１に記載されたものの改良として、配線の通過点を指定した際に、作成する通過点での配線の通過方向を含む通過点情報を自動作成し、その通過点情報を用いて配線のルートを作成することが開示されている。しかしこれらの方法では、あくまでＰＣ上で表示させた画面上で配線の経路を設定するので、実際に配線作業を行う時の作業性、つまり作業者の手が入って接続部品や中継部品の抜き差しや工具の使用を含めて十分な作業が可能であるかを再現することができない。このため、実際の機構製品において、修正が加わる可能性が十分にありうる。 However, the method of producing a prototype and actually drawing a temporary wire to determine detailed design items has the problem that labor and cost for producing the prototype are required. In order to determine detailed design items for wiring and piping without making a prototype, Patent Document 1 displays a mechanical product to be designed on a PC (personal computer) and wiring there. A method of creating harness three-dimensional data by specifying a passing point of (harness) is disclosed. In addition, in Patent Document 2, as an improvement to that described in Patent Document 1, when a passing point of wiring is designated, passing point information including the passing direction of the wiring at the passing point to be created is automatically created, and the passage It is disclosed that a route of wiring is created using point information. However, in these methods, the wiring route is set on the screen displayed on the PC, so the workability when actually performing the wiring work, that is, the insertion and removal of the connection parts and relay parts by the operator's hands. It is impossible to reproduce whether sufficient work including use of tools and tools is possible. For this reason, in an actual mechanism product, there is a possibility that correction is added.

近年では、３Ｄ−ＣＡＤツールを用いて生成した設計の３次元データを使用し、データ上で配線や配管の詳細な設計の妥当性を検証する方法も提案されている。この方法では、データ上で検証した結果の修正個所を設計にフィードバックして設計に反映させ、修正した結果を再度仮想空間上に表示させて検証するといったルーチンを数回繰り返さないと設計が完成しないため、設計に要する時間が長くなるという課題がある。例えば特許文献３には、仮想空間上に設計データを表示させて作業を疑似体験し、その作業性を検証し評価する方法が開示されている。しかしこの方法では、疑似体験した結果による修正箇所を設計にフィードバックして反映させ、修正を反映した設計データを、再度、仮想空間上に表示させて疑似体験し、また修正箇所があれば再度設計に反映させるといったルーチンを数回繰り返して設計が完成するため、設計に要する時間が長くなる。 In recent years, a method for verifying the validity of detailed design of wiring and piping on data using three-dimensional design data generated using a 3D-CAD tool has also been proposed. In this method, the design can be completed only by repeating a routine such as feeding back the corrected part of the result verified on the data to the design and reflecting it in the design, displaying the corrected result on the virtual space again, and verifying it several times. Therefore, there is a problem that the time required for design becomes long. For example, Patent Literature 3 discloses a method of displaying design data in a virtual space to experience a simulated work and verifying and evaluating the workability. However, with this method, the corrected part based on the result of the simulated experience is fed back to the design and reflected, the design data reflecting the correction is displayed on the virtual space again and simulated, and if there is a corrected part, the design is performed again. Since the design is completed by repeating a routine such as reflecting in several times, the time required for the design becomes longer.

特許文献４には、設計者と評価者とを通信ネットワークを介して接続し、設計された３次元形状モデルを立体映像として仮想空間に投影し、仮想空間内の評価者による変更指示を受けながら設計者が変更を進める方法が開示されている。この方法では、設計者と評価者との間で意思疎通を図るために音声や映像の伝送が必要であるとともに多数の複雑な形状の部品に関する３次元データの送信を行うので、通信ネットワークを流れるデータ量が大きくなり、ある程度大きな規模の通信システムが必要となるという課題がある。さらに、設計者と評価者との間の意思疎通が、相互の音声、評価者の映像、評価者が示す空間上の複数の点の位置情報、あらかじめ登録された円柱、円錐、立方体などの形状の有無の情報だけによって行われるので、複雑な３次元形状を再現するには不十分なものとなっている。また、評価者からどのように形状修正を提示するかについて具体的な記載がないので、特許文献４に記載の方法では、評価者の音声や、評価者の身振りなどの映像を設計者にフィードバックして設計者が形状を修正することとなる。したがって特許文献４に記載のものでは、特許文献３に記載のものと同様に、設計の評価と修正の指摘と設計への反映とからなるルーチンを繰り返すこととなり、設計完了までに時間を要し、また手間もかかることとなる。また、空間上で点の位置情報を指定するので、人の手による作業を考慮した作業検証結果を考慮することができないという課題もある。 In Patent Document 4, a designer and an evaluator are connected via a communication network, the designed three-dimensional shape model is projected as a stereoscopic image on a virtual space, and a change instruction from the evaluator in the virtual space is received. A method for a designer to make changes is disclosed. This method requires transmission of audio and video for communication between the designer and the evaluator, and transmits three-dimensional data related to a large number of complicatedly shaped parts. There is a problem that the amount of data becomes large and a communication system with a certain size is required. In addition, communication between the designer and the evaluator is based on mutual audio, evaluator video, location information of multiple points in the space indicated by the evaluator, pre-registered cylinders, cones, cubes, etc. Since this is performed only by the presence / absence information, it is insufficient to reproduce a complicated three-dimensional shape. In addition, since there is no specific description on how the shape correction is presented from the evaluator, the method described in Patent Document 4 feeds back the evaluator's voice and video of the evaluator's gestures to the designer. Then, the designer corrects the shape. Accordingly, in the case of the one described in Patent Document 4, as in the case of Patent Document 3, a routine consisting of design evaluation, correction indication, and reflection in the design is repeated, and it takes time to complete the design. It will also take time. In addition, since the position information of the points is designated in space, there is a problem that it is not possible to consider work verification results that take into account work by human hands.

仮想空間技術を用いた設計支援の例としては、以上のほかにも、例えば特許文献５には、製品を設計するための３次元ＣＡＤシステムと、製品の組立を仮想空間上で擬似的に体験させる仮想空間データ処理装置とを備える組立性評価支援装置が開示されている。この組立性評価支援装置は、被験者を仮想現実内に没入させ、仮想の部品や仮想の設備、工具、冶具を用いて仮想空間上で製品の組立作業を被験者に疑似体験させ、これにより、組立性評価対象の製品の組立性評価を得る。また特許文献６には、プラント制御盤の設計支援する装置であって、３次元仮想空間内に制御盤を模擬的に製作し、３次元形状としてのワイヤフレームデータを３次元盤／器具情報データベースに格納されるようにした装置が開示されている。この装置では、設計者である被体験者は、仮想空間内における制御盤の視野映像に配線図を加えることにより、その組立作業や改造作業あるいは保守作業などを模擬的に体験できる。これにより、保守性、使い勝手の良好なシステムを実現できるようになる。さらに特許文献７には、３次元仮想空間内の設計対象の運動を計算によって求める３次元動力学シミュレータと、３次元仮想空間内において設計対象とその運動を設計者に視覚的に提示する没入型ディスプレイ装置とを備え、新しい製品の人間工学的な特性を人間の主観に依存する感性に基づいて組立てし評価する没入型設計支援装置が開示されている。この没入型設計支援装置では、例えばロボットの設計を行う場合には、物理法則を考慮したロボットの運動を計算により求め、ロボットの運動の妥当性を仮想設計者を通じた相互作用力によって評価することができる。 As an example of design support using virtual space technology, in addition to the above, for example, in Patent Document 5, a three-dimensional CAD system for designing a product and product assembly are simulated in a virtual space. There is disclosed an assemblability evaluation support apparatus including a virtual space data processing apparatus. This assembling property evaluation support apparatus immerses the subject in the virtual reality and causes the subject to experience the assembly work of the product in the virtual space using virtual parts, virtual equipment, tools, and jigs. Obtain assembly evaluation of the product to be evaluated. Further, Patent Document 6 is a device for supporting design of a plant control panel, in which a control panel is simulated in a three-dimensional virtual space, and wire frame data as a three-dimensional shape is stored in a three-dimensional panel / appliance information database. An apparatus is disclosed that is adapted to be stored in a computer. In this apparatus, the person who is an experienced person can simulate the assembly work, the remodeling work, the maintenance work, and the like by adding a wiring diagram to the visual field image of the control panel in the virtual space. As a result, a system with good maintainability and ease of use can be realized. Further, Patent Document 7 discloses a three-dimensional dynamics simulator that calculates a motion of a design object in a three-dimensional virtual space by calculation, and an immersive type that visually presents the design object and the motion in the three-dimensional virtual space to a designer. An immersive design support apparatus that includes a display device and assembles and evaluates ergonomic characteristics of a new product based on a sensitivity that depends on human subjectivity is disclosed. In this immersive design support device, for example, when designing a robot, the motion of the robot in consideration of the laws of physics is obtained by calculation, and the validity of the motion of the robot is evaluated by the interaction force through the virtual designer. Can do.

国際公開第２００８／０４１３６２号International Publication No. 2008/041362 国際公開第２００８／０８４５１６号International Publication No. 2008/084516 特開平９−１６５５０号公報JP-A-9-16550 特開２００５−１３５１６１号公報JP 2005-135161 A 特開２００４−１７８２２２号公報JP 2004-178222 A 特開平６−３１４４１８号公報JP-A-6-314418 特開２００５−１１５４３０号公報JP 2005-115430 A

上述した各特許文献に示される技術は、いずれも、設計とその評価と評価に応じた設計修正とからなるルーチンを繰り返すことによって、配線や配管の引き回し、それらの長さ、分岐位置、及び、分岐や接続に使用する接続機器を決定するものであり、配線や配管の最終形状を決定して最終的に設計を完了するまでにコストや手間がかかるという課題がある。 The techniques shown in the above-mentioned patent documents all repeat the routine consisting of the design and its evaluation and the design modification according to the evaluation, thereby routing the wiring and piping, their length, branch position, and A connection device to be used for branching or connection is determined, and there is a problem that it takes cost and labor to determine the final shape of wiring and piping and finally complete the design.

本発明の目的は、配線及び配管の少なくとも一方である部材に関し、設計とその評価とその評価に基づいた設計修正とからなるルーチンを繰り返し実行することなく、また試作品を使用した事前検証も行うことなく、作業性をも考慮して少なくとも部材の引き回し決定できる配線・配管設計装置及び方法を提供することにある。 An object of the present invention relates to a member that is at least one of wiring and piping, without repeatedly executing a routine consisting of design, evaluation thereof, and design correction based on the evaluation, and also performing preliminary verification using a prototype. It is another object of the present invention to provide a wiring / piping design apparatus and method that can determine at least the routing of members in consideration of workability.

本発明の例示実施態様によれば、機構製品を設計する際に、配線及び配管の少なくとも一方である部材に関し、機構製品を構成する複数の要素ブロックの相互間での部材の引き回しを少なくとも決定する配線・配管設計装置は、評価設計者に対して仮想空間での作業環境を提供するために評価設計者に立体画像を提示する立体表示手段と、評価設計者の頭の位置または視線方向と、評価設計者の指の位置とを検出する位置検出手段と、機構製品の３次元データに評価設計者の指の位置を重畳させた出力画像を立体表示手段を介して評価設計者に提示し、指の位置の変化に応じて仮想空間での線材の引き回しを変化させて出力画像に反映させ、評価設計者からの指示の入力によって設計結果として引き回しを決定する処理手段と、を有する。 According to an exemplary embodiment of the present invention, when designing a mechanical product, with respect to a member that is at least one of wiring and piping, at least routing of the member between a plurality of element blocks constituting the mechanical product is determined. The wiring / piping design apparatus includes a three-dimensional display means for presenting a three-dimensional image to the evaluation designer in order to provide a work environment in a virtual space to the evaluation designer, a position or a line-of-sight direction of the evaluation designer's head, A position detecting means for detecting the position of the evaluation designer's finger, and an output image in which the position of the evaluation designer's finger is superimposed on the three-dimensional data of the mechanical product is presented to the evaluation designer via the stereoscopic display means; Processing means for changing the routing of the wire in the virtual space according to the change of the finger position, reflecting the change in the output image, and determining the routing as a design result by inputting an instruction from the evaluation designer.

本発明の例示実施態様によれば、機構製品を設計する際に、配線及び配管の少なくとも一方である部材に関し、機構製品を構成する複数の要素ブロックの相互間での部材の引き回しを少なくとも決定する配線・配管設計方法は、評価設計者の頭の位置または視線方向と、評価設計者の指の位置とを検出することと、機構製品の３次元データに評価設計者の指の位置を重畳させた出力画像を立体画像として評価設計者に提示して評価設計者を仮想空間に没入させ、評価設計者の指の位置の変化に応じて仮想空間での線材の引き回しを変化させて出力画像に反映させることと、評価設計者からの指示の入力によってその時点での仮想空間における引き回しを設計結果として決定することと、を有する。 According to an exemplary embodiment of the present invention, when designing a mechanical product, with respect to a member that is at least one of wiring and piping, at least routing of the member between a plurality of element blocks constituting the mechanical product is determined. The wiring and piping design method detects the evaluation designer's head position or line-of-sight direction and the evaluation designer's finger position, and superimposes the evaluation designer's finger position on the three-dimensional data of the mechanical product. The output image is presented to the evaluation designer as a three-dimensional image, the evaluation designer is immersed in the virtual space, and the output of the wire is changed in the virtual space according to the change in the position of the evaluation designer's finger. Reflecting, and determining the routing in the virtual space at that time as the design result by inputting an instruction from the evaluation designer.

本発明によれば、配線や配管の設計において、試作品を製作しての事前検証や３次元データを使っての設計・検証の繰り返し作業といったコストや手間を必要とすることなく、作業性をも考慮に入れた配線や配管の設計が可能になる。 According to the present invention, in the design of wiring and piping, workability can be achieved without the need for cost and labor such as pre-verification by making a prototype and repeated work of design and verification using three-dimensional data. This makes it possible to design wiring and piping that also take into account.

実施の一形態の配線・配管設計装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wiring and piping design apparatus of one Embodiment. 処理装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of a processing apparatus. 仮想空間上での操作例を示す図である。It is a figure which shows the example of operation on virtual space. 仮想空間上での操作例を示す図である。It is a figure which shows the example of operation on virtual space. 仮想空間上での操作例を示す図である。It is a figure which shows the example of operation on virtual space. 図１に示す装置を用いた機構製品の設計の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the design of a mechanism product using the apparatus shown in FIG. 図１に示す装置における情報の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the information in the apparatus shown in FIG. 別の実施形態の配線・配管設計装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wiring and piping design apparatus of another embodiment.

次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。本発明に基づく配線・配管設計装置は、機構製品の設計を進める際に、それに基づいて配線や配管の引き回し、長さ、分岐位置などを決定し、分岐や接続に用いる接続機器を決定し、これによって機構製品の最終形状をするために用いられるものである。特にこの装置は、３Ｄ−ＣＡＤツールを用いて作成した機構製品の３次元設計情報と配線・配管の接続情報とに基づいて設計対象となる製品を表示するための仮想空間を形成し、この仮想空間での評価設計者の動き、特に頭（あるいは視線）と手の各指の動きを検出し、それに基づいて配線や配管の引き回し、長さ、分岐位置などを決定し、また評価設計者の入力により、分岐や接続に用いる接続機器を決定する。また、要素ブロック間の配線や配管に分岐や中継がない場合もあるから、要素ブロックの相互間の配線または配管の引き回しを決定できるものであれば、ここでいう配線・配管設計装置に含まれる。 Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The wiring / piping design apparatus based on the present invention determines the connecting equipment used for branching and connection by determining the wiring, piping routing, length, branching position, etc., based on the design of the mechanical product. This is used to make the final shape of the mechanical product. In particular, this apparatus forms a virtual space for displaying a product to be designed based on the three-dimensional design information of the mechanical product created using the 3D-CAD tool and the connection information of the wiring and piping. The movement of the evaluation designer in the space, especially the movement of the head (or line of sight) and each finger of the hand, is detected, the wiring and piping are routed based on this, the length, the branching position, etc. are determined. The connected device used for branching or connection is determined by input. In addition, there are cases where there is no branch or relay in the wiring and piping between element blocks, so any wiring or piping design that can determine the wiring or piping routing between element blocks is included here .

仮想空間の形成には、公知の手段、例えば、左右両眼の視差を演算した映像データを表示することによって利用者が仮想現実を実感できるようにする立体表示手段を用いることができる。立体表示手段は例えば１／１スケールで立体映像を利用者に提示する。このような立体表示手段としては、例えば、利用者がその頭部にかぶることができるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ；head-mounted display）がある。仮想空間上でヘッドマウントディスプレイを装着した評価設計者の頭（あるいは視線）と手の各指の動きの検出には、例えば、超音波や磁気などを使用して、評価設計者の頭部と指に設置した発信器の信号を固定した受信器によって受信し、空間上での各発信器の位置を検出する検出手段を用いることができる。さらに配線・配管設計装置は、評価設計者からの指示を受けるためのコントローラなどの入力手段を備えるとともに、立体表示手段、検出手段及び入力手段に接続してこれらを制御する処理手段を備えている。このような構成により、評価設計者の頭の位置（あるいは視線方向）と作業する指の位置とが処理手段に情報として入力され、処理手段によって立体表示手段に映し出される製品３次元データ像における指の相対的な位置関係が明らかになる。 For forming the virtual space, a known means, for example, a stereoscopic display means for allowing the user to feel virtual reality by displaying video data obtained by calculating the parallax between the left and right eyes can be used. The stereoscopic display means presents a stereoscopic video to the user on a 1/1 scale, for example. As such a stereoscopic display means, for example, there is a head-mounted display (HMD) that a user can put on the head. To detect the movement of the evaluation designer's head (or line of sight) and each finger of the hand wearing a head-mounted display in virtual space, for example, using ultrasonic waves or magnetism, the evaluation designer's head and Detection means for receiving the signal of the transmitter installed on the finger by a fixed receiver and detecting the position of each transmitter in space can be used. Furthermore, the wiring / piping design apparatus includes input means such as a controller for receiving instructions from the evaluation designer, and also includes processing means for connecting to and controlling the stereoscopic display means, the detection means, and the input means. . With such a configuration, the position (or line-of-sight direction) of the evaluation designer's head and the position of the finger to work on are input as information to the processing means, and the finger in the product three-dimensional data image projected on the stereoscopic display means by the processing means. The relative positional relationship of becomes clear.

検出された視線位置に合わせ、設計対象の機構製品３次元データの１／１スケールの画像を立体表示手段に送り、位置を検出された指の動作と入力手段に対する操作とに基づいて、仮想空間上で、表示されている機構製品３次元データに対し、線材などの配線やチューブなどの配管のモデリングを作成し、それらの引き回しを行っていく。分岐や中継に使用する機器は、あらかじめ３次元データとしてライブラリに準備しておき、入力手段に対する操作と位置検出された指の動きとによって、仮想空間上での適正な位置へ設置する。したがってこの装置では、仮想空間内の評価設計者が仮想空間上で直接的に配線あるいは配管を引き回すことにより、その長さ、接続、分岐、中継、結束部品の型式や数の構成が決定されるため、実機試作や３次元データを見ながらの繰り返し検証を行うことなく、設計の最終形状の決定が可能になり、またその情報を手配図面へと反映することができるようになる。 In accordance with the detected line-of-sight position, a 1/1 scale image of the mechanical product three-dimensional data to be designed is sent to the stereoscopic display means, and the virtual space is determined based on the movement of the finger whose position is detected and the operation on the input means. Above, modeling of wiring such as wire rods and piping such as tubes is created for the displayed three-dimensional data of the mechanical product, and they are routed. Devices used for branching and relaying are prepared in the library in advance as three-dimensional data, and are installed at appropriate positions in the virtual space by the operation on the input means and the movement of the finger whose position is detected. Therefore, in this device, the evaluation designer in the virtual space directly routes the wiring or piping in the virtual space, and the length, connection, branching, relay, and the type and number of the binding parts are determined. Therefore, it becomes possible to determine the final shape of the design without performing repeated verification while observing the actual prototype or viewing the three-dimensional data, and the information can be reflected in the arrangement drawing.

図１は、このような本実施形態の配線・配管設計装置の具体的な構成例を示している。図１に示す装置は、評価設計者２０の頭に装着されるヘッドマウントディスプレイ１０と、評価設計者２０の頭の向きあるいは視線方向を検出するための頭（視線）検出用発信器１１と、評価設計者２０の手の指の位置を検出するための指検出用発信器１２と、頭（視線）検出用発信器１１及び指検出用発信器１２の位置を検出する受信器である位置検出センサ１３と、設計評価者２０によって操作されるコントローラ１５と、処理装置１６とを備えている。 FIG. 1 shows a specific configuration example of such a wiring / piping design apparatus according to this embodiment. The apparatus shown in FIG. 1 includes a head mounted display 10 mounted on the head of the evaluation designer 20, a head (line of sight) detection transmitter 11 for detecting the head direction or line of sight direction of the evaluation designer 20, Position detection is a finger detection transmitter 12 for detecting the position of the finger of the evaluation designer 20 and a receiver for detecting the positions of the head (line of sight) detection transmitter 11 and the finger detection transmitter 12. A sensor 13, a controller 15 operated by a design evaluator 20, and a processing device 16 are provided.

位置検出センサ１３が設置されており、位置検出センサ１３の有効範囲１４内に、１／１スケールの立体画像を出力するヘッドマウントディスプレイ１０を装着した評価設計者２０がいる。ヘッドマウントディスプレイ１０に近接して頭（視線）検出用発信器１１が設けられており、頭（視線）検出用発信器１１と位置検出センサ１３との間で信号の送受信を行うことにより、評価設計者２０の頭の位置及び方向、つまり評価設計者２０の視線位置が検出される。評価設計者２０の両手には例えばグローブの形をした指検出用発信器１２がそれぞれ装着されている。指検出用発信器１２は、評価設計者２０の各指に対応した発信体を有している。指検出用発信器１２と位置検出センサ１３との間で信号の送受信を行うことによりって、両手の各指の動作位置が検出される。各発信器１１，１２と位置検出センサ１３との間の信号の送受信によって位置を検出する方法として、上述したように、一般的に知られている超音波を用いる方法や磁気を用いる方法が使用される。評価設計者２０の近傍、具体的には手が届く範囲にはコントローラ１５が設けられており、コントローラ１５は処理装置１６に接続している。コントローラ１５は、複数のスイッチや操作レバーを備え、評価設計者２０の意思を処理装置１６に伝達するために使用される。処理装置１６は、位置検出センサ１３及びヘッドマウントディスプレイ１０とも節即している。 A position detection sensor 13 is installed, and an evaluation designer 20 wearing a head mounted display 10 that outputs a 1/1 scale stereoscopic image is within an effective range 14 of the position detection sensor 13. A head (line of sight) detection transmitter 11 is provided in the vicinity of the head mounted display 10, and evaluation is performed by transmitting and receiving signals between the head (line of sight) detection transmitter 11 and the position detection sensor 13. The position and direction of the designer's 20 head, that is, the line-of-sight position of the evaluation designer 20 is detected. For example, a glove-shaped finger detection transmitter 12 is mounted on both hands of the evaluation designer 20. The finger detection transmitter 12 has a transmitter corresponding to each finger of the evaluation designer 20. By transmitting and receiving signals between the finger detection transmitter 12 and the position detection sensor 13, the movement position of each finger of both hands is detected. As a method for detecting the position by transmitting and receiving signals between the transmitters 11 and 12 and the position detection sensor 13, as described above, a generally known method using ultrasonic waves or a method using magnetism is used. Is done. A controller 15 is provided in the vicinity of the evaluation designer 20, specifically in a reachable range, and the controller 15 is connected to the processing device 16. The controller 15 includes a plurality of switches and operation levers, and is used to transmit the intention of the evaluation designer 20 to the processing device 16. The processing device 16 is also connected with the position detection sensor 13 and the head mounted display 10.

図２は、処理装置１６の構成を示す機能ブロック図である。処理装置１６には、機構製品の３次元データを格納する機構製品データ記憶部６１と、機構製品における配線や配管の接続情報（すなわち配線／配管接続情報）を格納する接続情報記憶部６２と、接続や中継、分岐、結束などに用いる補助部品の３次元データを格納したライブラリ記憶部６３と、評価設計者２０について検出した頭や指の位置とコントローラ１５からの指令とに基づいて、仮想空間での配線や配管の引き回しや長さ、分岐位置を決定し、接続機器を決定し、さらにその決定した内容についての作業性を検証する処理を行う演算処理部６４と、ヘッドマウントディスプレイ１０に出力すべき出力画像２１を生成する画像生成部６５と、演算処理部６４で決定した配線や配管の引き回し、長さ、分岐位置、及び接続機器についての情報を格納する出力記憶部６６と、を備えている。配線／配管接続情報は、機構製品を構成する要素ブロックの相互間の配線または配管による接続関係を示す情報であり、この配線／配管接続情報に基づいて、この配線・配管線形装置により、配線や配管の実際の引き回しや分岐が決定することになる。画像生成部６５は、記憶部６１〜６３に格納されている情報及びデータと、検出された頭や指の位置と、演算処理部６４での処理結果とに基づいて出力画像２１を生成する。 FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the processing device 16. The processing device 16 includes a mechanism product data storage unit 61 that stores three-dimensional data of the mechanism product, a connection information storage unit 62 that stores connection information of wiring and piping in the mechanism product (that is, wiring / pipe connection information), Based on the library storage unit 63 storing the three-dimensional data of auxiliary parts used for connection, relay, branching, binding, etc., the position of the head and fingers detected for the evaluation designer 20 and the command from the controller 15, the virtual space The calculation processing unit 64 for determining the wiring, piping routing, length, branching position, determining the connected device, and verifying the workability of the determined content is output to the head mounted display 10. About the image generation part 65 which produces | generates the output image 21 which should be performed, the routing of the wiring and piping determined by the arithmetic process part 64, length, a branch position, and connection apparatus An output storage unit 66 for storing information, and a. The wiring / pipe connection information is information indicating the connection relationship between the element blocks constituting the mechanical product by wiring or piping. Based on this wiring / pipe connection information, the wiring / pipe connection information The actual routing and branching of the piping will be determined. The image generation unit 65 generates the output image 21 based on the information and data stored in the storage units 61 to 63, the detected head and finger positions, and the processing result in the arithmetic processing unit 64.

演算処理部６４は、位置検出センサ１３の設置位置を基準（すなわち原点）として、この原点から座標系で数値管理された位置に、機構製品データ記憶部６１に格納されている機構製品３次元データを仮想的に配置する。位置検出センサ１３に対する評価設計者２０視線位置は頭（視線）検出用発信器１１を介して検出されているため、画像生成部６５は、仮想的に配置された機構製品３次元データの画像が設計評価者２０の視線位置に合わせて表示されるように、その画像をヘッドマウントディスプレイ１０に送る。つまり、評価設計者２０の視線のリアルタイムの移動に合わせた見え方の画像がヘッドマウントディスプレイ１０に送られることになる。このようにしてヘッドマウントディスプレイ１０に表示される立体空間を仮想空間とする。位置検出センサ１３に対する評価設計者２０の指の位置も指検出用発信器１２によって検出されているため、画像生成部６５は、設計評価者２０の手の指の位置に合わせた３次元の両手のモデルをヘッドマウントディスプレイ１０に画像として送る。つまり、ヘッドマウントディスプレイ１０に表示される出力画像２１では機構製品３次元データと評価設計者２０の指の位置とが重畳されて表示されており、位置検出センサ１３からの検出結果に基づいて、演算処理部６４は、仮想空間において機構製品３次元データに対して指が触れるといった状況の検出が可能になる。 The arithmetic processing unit 64 uses the installation position of the position detection sensor 13 as a reference (that is, the origin), and the mechanism product three-dimensional data stored in the mechanism product data storage unit 61 at a position numerically managed from the origin in the coordinate system. Is virtually arranged. Since the evaluation designer 20's line-of-sight position with respect to the position detection sensor 13 is detected via the head (line-of-sight) detection transmitter 11, the image generation unit 65 has an image of the mechanical product three-dimensional data virtually arranged. The image is sent to the head mounted display 10 so as to be displayed according to the line-of-sight position of the design evaluator 20. That is, an image that looks in line with the real-time movement of the visual line of the evaluation designer 20 is sent to the head mounted display 10. The three-dimensional space displayed on the head mounted display 10 in this way is set as a virtual space. Since the finger position of the evaluation designer 20 with respect to the position detection sensor 13 is also detected by the finger detection transmitter 12, the image generation unit 65 has both three-dimensional hands matching the finger position of the hand of the design evaluator 20. Are sent to the head mounted display 10 as an image. That is, in the output image 21 displayed on the head-mounted display 10, the mechanical product three-dimensional data and the position of the evaluation designer 20's finger are superimposed and displayed, and based on the detection result from the position detection sensor 13, The arithmetic processing unit 64 can detect a situation where a finger touches the mechanical product three-dimensional data in the virtual space.

なお、図１に示すように、画像生成部６５からヘッドマウントディスプレイ１０には、配線／配管接続情報と補助部品ライブラリに関する情報も送られる。したがって、出力画像２１は、手のモデルが重畳表示された機構製品３次元データの表示領域１７と、配線／配管接続情報を図解的に示す表示領域１８と、補助部品ライブラリに関する情報が示される表示領域１９とから構成されている。表示領域１７に表示される機構製品３次元データは、例えば３Ｄ−ＣＡＤツールによって生成されたものであり、機構製品を構成する複数の要素ブロックが設計結果に応じて配置された状態を示すものである。表示領域１９において補助部品ライブラリが示されているとして、補助部品ライブラリ中のどの補助部品を選択して使用するか、また選択した補助部品を仮想空間におけるどの位置に配置するかは、後述するように、コントローラ１５に対するスイッチ操作と評価設計者２０の指の動きによって行われる。 As shown in FIG. 1, wiring / piping connection information and information on the auxiliary component library are also sent from the image generation unit 65 to the head mounted display 10. Therefore, the output image 21 displays a display area 17 of the mechanical product three-dimensional data on which the hand model is superimposed, a display area 18 schematically showing the wiring / pipe connection information, and a display showing information on the auxiliary component library. An area 19 is included. The mechanical product three-dimensional data displayed in the display area 17 is generated by, for example, a 3D-CAD tool, and indicates a state in which a plurality of element blocks constituting the mechanical product are arranged according to the design result. is there. Assuming that the auxiliary component library is displayed in the display area 19, which auxiliary component in the auxiliary component library is selected and used, and where the selected auxiliary component is arranged in the virtual space will be described later. Further, it is performed by a switch operation on the controller 15 and the movement of the evaluation designer 20's finger.

次に、図３乃至図６を使用し、本実施形態における仮想空間上での配線あるいは配管の設計の操作について説明する。以下では、引き回し対象の配線または配管を線材／配管チューブ２４と表すことにする。最初に図３に示すように、機構製品３次元データに基づく画像を表示領域１７に１／１スケールで表示させる。表示領域１７に表示される画像では、機構製品を構成する各要素ブロックが、見掛け上実寸で、３Ｄ−ＣＡＤツールなどにより設計された位置に配置されている。位置検出センサ１３を介して位置が検出されている指の内の１本（例えば、右手人差し指）を位置指示用の指として、評価設計者２０は、位置指示用の指により位置を指示しつつ、もう片方の手を使ってコントローラ１５上のスイッチ（例えば、スイッチＡ（不図示））を押して入力を行うことにより、つまり位置指示用の指の動きと、スイッチ入力があったときの位置指示用の指の位置とに基づいて、仮想空間上の線材／配管チューブ２４の通過点２５を指示する。通過点２５を順次指定するとによって、評価設計者２０は、仮想空間内で線材／配管チューブ２４を現実のように引き回していく。演算処理部６４は、このようにして引き回された線材／配管チューブ２４の３次元データを生成する。線材／配管チューブ２４の種類、太さ、材質、最小曲げ半径などの情報は、引き回し前にあらかじめ登録・選定しておく。 Next, the operation of wiring or piping design in the virtual space in the present embodiment will be described with reference to FIGS. Hereinafter, the wiring or piping to be routed is represented as a wire / pipe tube 24. First, as shown in FIG. 3, an image based on the mechanical product three-dimensional data is displayed on the display area 17 on a 1/1 scale. In the image displayed in the display area 17, each element block constituting the mechanical product is apparently actual size and is arranged at a position designed by a 3D-CAD tool or the like. The evaluation designer 20 designates the position with the position indicating finger, using one of the fingers whose position is detected via the position detection sensor 13 (for example, the right index finger) as the position indicating finger. Using the other hand, a switch on the controller 15 (for example, switch A (not shown)) is pressed to input, that is, the movement of the finger for position indication and the position indication when there is a switch input. The passing point 25 of the wire / pipe tube 24 in the virtual space is indicated based on the position of the finger for use. By sequentially specifying the passing points 25, the evaluation designer 20 draws the wire / pipe tube 24 in the virtual space as if it were actual. The arithmetic processing unit 64 generates three-dimensional data of the wire / pipe tube 24 routed in this way. Information such as the type, thickness, material, and minimum bending radius of the wire / pipe tube 24 is registered and selected in advance before routing.

次に線材／配管チューブ２４の適正位置への修正、または、実際の作業に際して狭いところに手を入れなければならないかどうかなどの作業性検証を行う。図４に示すように、評価設計者２０の左右の手それぞれの指の動作はその位置が検出されており、演算処理部６４は、仮想空間上で作成された線材／配管チューブ２４の３次元データに対して、例えば少なくとも２本の指がそれに接触した場合に「つかむ」という判断を行うものとする。演算処理部６４は、指の動きに合わせ、つかまれた線材／配管チューブ２４の３次元データにおけるその位置を移動し、修正を行う。例えば、仮想空間において評価設計者２０が左手の２本の指で線材／配管チューブ２４の任意のある位置をつかみ、もう一方の右手２本の指で同じ線材／配管チューブ２４の他の位置をつかみ、左手は動かさずに右手を移動させたときは、演算処理部６４は、左手でつかまれた位置を固定した状態で右手でつかまれた部分が移動するように、線材／配管チューブ２４の３次元データにおける位置修正を行う。また、評価設計者２０が右手でつかんだ部分を左手でつかんだ位置へ近づけたり遠ざけたりすることで、演算処理部６４は、位置調整だけでなく線材／配管チューブ２４の長さも決定する。評価設計者２０が同じ線材／配管チューブ２４において位置を変えてこれらの操作を順次行うことにより、演算処理部６４によって、線材／配管チューブ２４の引き回しの最終的な位置及び長さが決定されることになる。本実施形態では、線材／配管チューブ２４の引き回しの決定では、実機を実際に製作する際に作業者の手が入って接続部品や中継部品の抜き差しや工具の使用を含めての十分な作業が可能なスペースが確保されているかを上記の操作中に考慮することにより、作業性検証の結果に基づいた引き回し決定を行うようにする。また、仮想空間上での機構製品３次元データの各要素ブロックの位置と線材／配管チューブ２４の位置と指の位置との相互の位置関係が明らかであるため、それぞれが干渉する場合にそのことを演算処理部６４が検出することは可能である。このような干渉を検出した場合には、例えば干渉する部分の色を変えるなどのアラーム表示を出力画像２１において行うようにする。干渉を検出してその回避を促すことで、引き回し操作と作業性の検証とを正確に進めることができるようになる。 Next, workability verification is performed such as correction of the wire / pipe tube 24 to an appropriate position or whether a hand should be put in a narrow place during actual work. As shown in FIG. 4, the positions of the movements of the fingers of the left and right hands of the evaluation designer 20 are detected, and the arithmetic processing unit 64 performs the three-dimensional operation of the wire / pipe tube 24 created in the virtual space. For example, it is determined that the data is “grabbed” when at least two fingers touch the data. The arithmetic processing unit 64 moves and corrects the position of the grasped wire / pipe tube 24 in the three-dimensional data in accordance with the movement of the finger. For example, in the virtual space, the evaluation designer 20 grasps an arbitrary position of the wire / pipe tube 24 with two fingers of the left hand, and locates another position of the same wire / pipe tube 24 with the other two fingers of the right hand. When the right hand is moved without grasping and moving the left hand, the arithmetic processing unit 64 moves the three-dimensional shape of the wire / piping tube 24 so that the portion grasped by the right hand moves while the position grasped by the left hand is fixed. Correct the position in the data. In addition, the processing unit 64 determines not only the position adjustment but also the length of the wire rod / pipe tube 24 by moving the part held by the evaluation designer 20 with the right hand closer to or away from the position held with the left hand. The evaluation designer 20 changes the position in the same wire / pipe tube 24 and sequentially performs these operations, whereby the final position and length of the wire / pipe tube 24 are determined by the arithmetic processing unit 64. It will be. In this embodiment, in determining the routing of the wire rod / piping tube 24, when an actual machine is actually manufactured, an operator's hand enters and sufficient work including insertion and removal of connecting parts and relay parts and use of tools is required. Considering whether or not possible space is secured during the above-described operation, the routing determination based on the workability verification result is performed. In addition, since the mutual positional relationship between the position of each element block of the mechanical product three-dimensional data in the virtual space, the position of the wire rod / piping tube 24, and the position of the finger is clear, this is the case when they interfere with each other. Can be detected by the arithmetic processing unit 64. When such interference is detected, an alarm display such as changing the color of the interference part is performed on the output image 21. By detecting the interference and prompting its avoidance, the routing operation and workability verification can be accurately advanced.

図５は、配線や配管における分岐や中継、接続、結束位置の決定、分岐や中継、接続、結束に用いる部品の選定、そのような部品を配置する適正な位置の決定を示している。分岐や接続、中継、結束などに使用する部品を総称して補助部品という。使用するストレートタイプやＬ型といったコネクタなどの接続部品、配管などに使われるＴ型やＹ型、十字型などの分岐用継手、中継ジョイントなどの部品、結束に用いる部品などの補助部品は、３次元データとして補助部品ライブラリを構成しており、補助部品ライブラリは、上述したようにライブラリ記憶部６３に格納されている。ヘッドマウントディスプレイ１０で表示される出力画像２１では、その表示領域１９に補助部品ライブラリ内の各補助部品の３Ｄ画像が例えばスクロール可能な形式で表示されている。そこで評価設計者２０は、補助部品を選択する際には、コントローラ１５の例えばレバー（不図示）を手によって操作して表示領域１９内に表示された補助部品群をスクロールし、適切な形状の部品、例えば中継部品２５を例えば仮想空間内で１本の指（例えば右手人差し指）で触れることにより、選択する。そしてコントローラ１５上の別のスイッチ（例えばスイッチＢ（不図示））をもう片方の手の指で押したまま、選択された中継部品２５を指で触れながら仮想空間内で適切な位置へ移動させ、その後、コントローラ１５のスイッチから指を離すことで移動を終了する。これにより演算処理部６４は、移動を終了した時点での位置に中継部品２５の配置位置を決定する。 FIG. 5 shows determination of branching / relaying / connecting / binding positions in wiring and piping, selection of parts used for branching / relaying, connection, binding, and determination of proper positions for arranging such parts. Parts used for branching, connection, relaying, bundling, etc. are collectively referred to as auxiliary parts. Auxiliary parts such as connecting parts such as straight type and L type connectors used, branch joints such as T type, Y type and cross type used for piping, relay joints, and parts used for bundling are 3D. An auxiliary component library is configured as data, and the auxiliary component library is stored in the library storage unit 63 as described above. In the output image 21 displayed on the head mounted display 10, a 3D image of each auxiliary component in the auxiliary component library is displayed in the display area 19 in a scrollable format, for example. Therefore, when selecting the auxiliary component, the evaluation designer 20 manually operates, for example, a lever (not shown) of the controller 15 to scroll the auxiliary component group displayed in the display area 19 to have an appropriate shape. A part, for example, the relay part 25 is selected by touching it with, for example, one finger (for example, a right index finger) in the virtual space. Then, while pressing another switch (for example, switch B (not shown)) on the controller 15 with the finger of the other hand, the selected relay component 25 is moved to an appropriate position in the virtual space while touching with the finger. Thereafter, the movement is ended by releasing the finger from the switch of the controller 15. Thereby, the arithmetic processing unit 64 determines the arrangement position of the relay component 25 at the position when the movement is finished.

図４に示した線材／配管チューブ２４の位置調整と、図５に示した補助部品の選定及び配置は、これらに間で特に順番を規定するものではなく、双方を考慮しながら実行すること、例えば交互に進めていくことが好ましい。 The position adjustment of the wire / pipe tube 24 shown in FIG. 4 and the selection and arrangement of the auxiliary parts shown in FIG. 5 do not particularly define the order between them, and should be performed in consideration of both. For example, it is preferable to proceed alternately.

図６は、仮想空間２２上での上述した操作の全体の手順を示しており、図７は、この操作手順における情報の流れを示している。まず、ステップ７１において、３Ｄ−ＣＡＤツールによって設計された機構製品３次元データをヘッドマウントディスプレイ１０での出力画像２１に表示することにより、仮想空間２２に１／１スケールで機構製品３次元データを表示する。さらに、配線／配管接続情報と補助部品ライブラリの情報を出力画像２１に表示することにより、これらの情報を仮想空間２２に表示する。次に、ステップ７２において、図３及び図４に示したようにして配線や配管の引き回しを決定し、ステップ７３において、図５に示したように補助部品を選択して仮想空間２２上に配置するとともに、作業性を考慮して、引き回し済みの配線や配管を仮想空間２２上で修正する。その後、ステップ７４において、配線や配管の引き回し状態を最終的に決定し、接続や中継に用いる補助部品とその配置を決定する。これによって詳細な設計が完了するから、完了した設計情報を演算処理部６４から出力記憶部６６に出力する。完了した設計情報からは、ステップ７４に示すように、線材／配管チューブ２４の長さ、使用する分岐部品、中継部品、結束部品などのリスト、線材長さを決定したケーブル図など、部品表／手配図面２３を自動的に作成することができる。 FIG. 6 shows the entire procedure of the above-described operation on the virtual space 22, and FIG. 7 shows the information flow in this operation procedure. First, in step 71, the mechanical product three-dimensional data designed by the 3D-CAD tool is displayed on the output image 21 of the head mounted display 10, whereby the mechanical product three-dimensional data is displayed on the virtual space 22 at 1/1 scale. indicate. Further, by displaying the wiring / pipe connection information and the information of the auxiliary component library on the output image 21, the information is displayed on the virtual space 22. Next, in step 72, routing of wiring and piping is determined as shown in FIGS. 3 and 4, and in step 73, auxiliary parts are selected and placed on the virtual space 22 as shown in FIG. At the same time, in consideration of workability, the routed wiring and piping are corrected on the virtual space 22. Thereafter, in step 74, the wiring and piping routing state is finally determined, and auxiliary components used for connection and relay and their arrangement are determined. Since detailed design is thereby completed, the completed design information is output from the arithmetic processing unit 64 to the output storage unit 66. From the completed design information, as shown in step 74, the length of the wire / pipe tube 24, a list of branch parts to be used, relay parts, binding parts, etc., the cable diagram with the wire length determined, etc. The arrangement drawing 23 can be automatically created.

図１に示した装置では、評価設計者２０に提示する画像の出力先としてヘッドマウントディスプレイ１０を用いたが、評価設計者２０に対して仮想現実を提示するための出力機器は、ヘッドマウントディスプレイに限られるものではない。図８に示した配管／配線設計装置は、図１に示した装置におけるヘッドマウントディスプレイの代わりにスクリーン３２による１／１スケールの立体視画像表示を用いたものである。スクリーン３２を用いることによっても図１に示した装置と同様の効果を得ることができる。図８に示した装置では、出力画像２１として処理装置１６からの３次元画像データを、３次元プロジェクタ３０を介してスクリーン３２上に映し出している。これにより、評価設計者２０は、立体視用メガネ３１を使用してスクリーン３２に映し出された３次元画像の立体視が可能になり、評価設計者２３の目の前に仮想空間が形成されることとなる。スクリーン３２上に３次元画像を映し出し立体視用メガネ３１を介して立体視を可能とする方法としては、液晶シャッタ法や偏光フィルタ法などが知られている。図８に示す配線・配管設計装置は、ヘッドマウントディスプレイの代わりに３次元プロジェクタ３０、立体視用メガネ３１及びスクリーン３２を用いる点以外は図１に示すものと同じであり、頭（視線）検出用発信器１１、指検出用発信器１２、位置検出センサ１３、コントローラ１５及び処理装置１６を備えている。また図８に示す装置において、仮想空間での実際の操作、処理手順、情報の流れなどは図１に示す装置と同様である。 In the apparatus shown in FIG. 1, the head mounted display 10 is used as an output destination of an image to be presented to the evaluation designer 20, but the output device for presenting virtual reality to the evaluation designer 20 is a head mounted display. It is not limited to. The piping / wiring design apparatus shown in FIG. 8 uses a 1/1 scale stereoscopic image display by a screen 32 instead of the head mounted display in the apparatus shown in FIG. By using the screen 32, the same effect as the apparatus shown in FIG. 1 can be obtained. In the apparatus shown in FIG. 8, three-dimensional image data from the processing apparatus 16 is displayed on the screen 32 via the three-dimensional projector 30 as the output image 21. As a result, the evaluation designer 20 can stereoscopically view the three-dimensional image displayed on the screen 32 using the stereoscopic glasses 31, and a virtual space is formed in front of the evaluation designer 23. It will be. As a method for displaying a three-dimensional image on the screen 32 and enabling stereoscopic viewing via the stereoscopic glasses 31, a liquid crystal shutter method, a polarization filter method, and the like are known. The wiring / piping design apparatus shown in FIG. 8 is the same as that shown in FIG. 1 except that a three-dimensional projector 30, stereoscopic glasses 31 and a screen 32 are used instead of the head-mounted display. Transmitter 11, finger detection transmitter 12, position detection sensor 13, controller 15, and processing device 16. In the apparatus shown in FIG. 8, the actual operation, processing procedure, information flow, etc. in the virtual space are the same as those in the apparatus shown in FIG.

上述した各実施形態の配線・配管設計装置において処理装置１６は、専用のハードウェアとして構成することもできるが、３Ｄ−ＣＡＤツールを実行するために用いられるＰＣなどのコンピュータを用いてソフトウェアによって実現することもできる。具体的には、コンピュータの記憶装置内に機構製品データ記憶部６１、接続情報記憶部６２、ライブラリ記憶部６３及び出力記憶部６６として用いられる記憶領域あるいはファイルを設定し、そのコンピュータを演算処理部６４及び出力生成部６５として機能させるプログラムをそのコンピュータ上で実行させることによって、処理装置１６を実現することができる。このようにして処理装置１６を実現するためののプログラムは、通信インタフェースなどを介して外部装置から読み込まれ、あるいはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体から読み込まれてそのコンピュータの記憶装置に格納され、その後、そのコンピュータのＣＰＵ（中央処理ユニット：Central Processing Unit）によって実行される。 In the wiring / piping design apparatus of each embodiment described above, the processing apparatus 16 can be configured as dedicated hardware, but is realized by software using a computer such as a PC used to execute the 3D-CAD tool. You can also Specifically, a storage area or file used as a mechanical product data storage unit 61, a connection information storage unit 62, a library storage unit 63, and an output storage unit 66 is set in the storage device of the computer, and the computer is operated as an arithmetic processing unit. 64 and the program that functions as the output generation unit 65 are executed on the computer, so that the processing device 16 can be realized. The program for realizing the processing device 16 in this way is read from an external device via a communication interface or the like, or read from a computer-readable storage medium and stored in the storage device of the computer. It is executed by the CPU (Central Processing Unit) of the computer.

１０ヘッドマウントディスプレイ
１１頭（視線）検出用発信器
１２指検出用発信器
１３位置検出センサ
１５コントローラ
１６処理装置
２１出力画像
３０３次元プロジェクタ
３１立体視用メガネ
３２スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Head mounted display 11 Transmitter for head (line of sight) detection 12 Transmitter for finger detection 13 Position detection sensor 15 Controller 16 Processing device 21 Output image 30 Three-dimensional projector 31 Stereoscopic glasses 32 Screen

Claims

機構製品を設計する際に、配線及び配管の少なくとも一方である部材に関し、前記機構製品を構成する複数の要素ブロックの相互間での前記部材の引き回しを少なくとも決定する配線・配管設計装置であって、
評価設計者に対して仮想空間での作業環境を提供するために前記評価設計者に立体視映像を提示する立体表示手段と、
前記評価設計者の頭の位置または視線方向と、前記評価設計者の指の位置とを検出する位置検出手段と、
前記機構製品の３次元データに前記評価設計者の前記指の位置を重畳させた出力画像を前記立体表示手段を介して前記評価設計者に提示し、前記指の位置の変化に応じて前記仮想空間での前記部材の引き回しを変化させて前記出力画像に反映させ、前記評価設計者からの指示の入力によって設計結果として前記引き回しを決定する処理手段と、
を有し、
前記処理手段は、前記位置検出手段の検出結果により前記評価設計者が前記仮想空間において前記部材をつかみながら前記部材を伸縮する動作を行ったときに、該動作に応じて前記仮想空間での前記部材の長さを変化させて前記出力画像に反映させる、配線・配管設計装置。 A wiring / piping design apparatus that determines at least the routing of the member between a plurality of element blocks constituting the mechanical product, with respect to a member that is at least one of wiring and piping when designing the mechanical product. ,
Stereoscopic display means for presenting a stereoscopic image to the evaluation designer in order to provide a work environment in a virtual space to the evaluation designer;
Position detecting means for detecting the position or line-of-sight direction of the evaluation designer's head and the position of the evaluation designer's finger;
An output image obtained by superimposing the position of the evaluation designer's finger on the three-dimensional data of the mechanism product is presented to the evaluation designer via the stereoscopic display unit, and the virtual image is displayed according to the change in the position of the finger. Processing means for changing the routing of the member in space and reflecting it in the output image, and determining the routing as a design result by inputting an instruction from the evaluation designer;
I have a,
When the evaluation designer performs an operation of expanding and contracting the member while grasping the member in the virtual space according to a detection result of the position detection unit, the processing unit performs the operation in the virtual space according to the operation. A wiring / piping design apparatus for changing the length of a member and reflecting it in the output image .

前記処理手段は、前記仮想空間において前記要素ブロック及び前記部材に対して前記指の位置が干渉するかどうかを判定し、干渉する場合に前記評価設計者に警告する、請求項１に記載の配線・配管設計装置。 The wiring according to claim 1, wherein the processing unit determines whether or not the position of the finger interferes with the element block and the member in the virtual space, and warns the evaluation designer when the interference occurs.・ Piping design equipment.

前記処理手段は、前記部材の分岐、中継、接続及び結束の少なくとも１つに用いられる補助部品ライブラリを備え、該補助部品ライブラリの内容を前記出力画像に表示させ、前記評価設計者が前記補助部品ライブラリ中のいずれかの補助部品を選択して配置位置を指定したときに、前記選択された補助部品と前記配置位置とを前記設計結果に含める、請求項１または２に記載の配線・配管設計装置。 The processing means includes an auxiliary component library used for at least one of branching, relaying, connecting, and binding of the member , and displays the contents of the auxiliary component library on the output image, and the evaluation designer makes the auxiliary component The wiring / piping design according to claim 1 or 2 , wherein when selecting an auxiliary part in a library and specifying a placement position, the selected auxiliary part and the placement position are included in the design result. apparatus.

前記立体表示手段は、前記評価設計者が装着するヘッドマウントディスプレイである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線・配管設計装置。 The stereoscopic display unit, wiring and piping design apparatus according to any one of claims 1 to 3 is a head-mounted display in which the evaluation design wears.

前記立体表示手段は、３次元プロジェクタとスクリーンと前記評価設計者が装着する立体視用メガネとからなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線・配管設計装置。 The stereoscopic display unit, wiring and piping design apparatus according to any one of claims 1 to 3 comprising a stereoscopic glasses to the 3D projector and the screen and the evaluation design wears.

機構製品を設計する際に、配線及び配管の少なくとも一方である部材に関し、前記機構製品を構成する複数の要素ブロックの相互間での前記部材の引き回しを少なくとも決定する配線・配管設計方法であって、
位置検出手段が、評価設計者の頭の位置または視線方向と、前記評価設計者の指の位置とを検出することと、
処理手段が、前記機構製品の３次元データに前記評価設計者の前記指の位置を重畳させた出力画像を、立体視映像として、立体表示手段を介して評価設計者に提示して前記評価設計者を仮想空間に没入させ、前記評価設計者の前記指の位置の変化に応じて前記仮想空間での前記部材の引き回しを変化させて前記出力画像に反映させることと、
前記処理手段が、前記評価設計者からの指示の入力によってその時点での前記仮想空間における前記引き回しを設計結果として決定することと、
を有し、
前記処理手段は、前記位置検出手段の検出結果により前記評価設計者が前記仮想空間において前記部材をつかみながら前記部材を伸縮する動作を行ったときに、該動作に応じて前記仮想空間での前記部材の長さを変化させて前記出力画像に反映させる、配線・配管設計方法。 A wiring / piping design method for determining at least the routing of the members between a plurality of element blocks constituting the mechanical product with respect to a member that is at least one of wiring and piping when designing the mechanical product. ,
Position detecting means detects the position or line-of-sight direction of the evaluation designer's head and the position of the evaluation designer's finger;
The processing means presents an output image obtained by superimposing the position of the evaluation designer's finger on the three-dimensional data of the mechanism product as a stereoscopic image to the evaluation designer via the stereoscopic display means, and the evaluation design. Immersing a person in a virtual space, changing the routing of the member in the virtual space according to a change in the position of the finger of the evaluation designer, and reflecting it in the output image;
The processing means determines, as a design result, the routing in the virtual space at that time by inputting an instruction from the evaluation designer;
I have a,
When the evaluation designer performs an operation of expanding and contracting the member while grasping the member in the virtual space according to a detection result of the position detection unit, the processing unit performs the operation in the virtual space according to the operation. A wiring / piping design method in which the length of a member is changed and reflected in the output image .