JP2000099767A - 教育シミュレ―タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 仮想物体を他の仮想物体と結合させる操作を
する際に、実物の有する特性を考慮して、結合の手順を
疑似体験させる教育シミュレータの提供。 【解決手段】 仮想物体の結合部位および結合形態を指
定する情報を含む結合関係情報４５０を保持し、仮想物
体についての選択指示をおよび変位指示を受け付け、仮
想物体定義情報４４０を、選択された仮想物体に対する
変位指示に応じて変更すると共に、当該仮想物体を画面
３００上で変位させて表示する。変位指示を受け付ける
際に、実物の有する特性の確認入力を受け付けること
で、仮想空間内でも実空間における場合と同様に、物体
の特性に注意を払って結合手順を確認できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータグラ
フィックスにおける表示画像に対する処理操作技術に係
り、特に、コンピュータグラフィックスを用いて物体の
組立手順を学習させるシステムに好ましく適用すること
ができる、仮想空間内の仮想物体の表示画面上での結合
操作を支援する方法、システム、そのためのプログラム
を記録した記録媒体、および、前記の方法を利用した教
育シミュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチメディア対応のパソコン、
安価なネットワークの普及が進んだことより、３次元Ｃ
Ｇ（コンピュータグラフィックス）を実行する環境を手
軽に利用できるようになってきている。環境の整備に伴
い、３次元ＣＧを用いて、部品の組立等の、複数の物体
を結合させる作業を疑似体験させることよって教育を行
う教育シミュレータの開発が進められている。

【０００３】このような教育シミュレータとしては、例
えば、保守サービス員の教育における作業実習として、
機器の組立を疑似体験させ、その手順を理解させるため
の教育シミュレータなどが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の教育
シミュレータでは、例えば、ピンをピン孔に差し込む場
合、ピンを示す画像要素（オブジェクト）を、ピン孔を
有する仮想物体の画像要素（オブジェクト）の位置に正
確に一致させると共に、ピン孔とピンとの軸を合わせ
て、押し込む操作を行う必要があった。これは、正確な
組立作業の疑似体験ができるという利点がある。しか
し、３次元ＣＧにより表示されている仮想物体の位置お
よび姿勢を他の仮想物体との関係で正確に指示すること
は、容易ではない。すなわち、仮想的なオブジェクトを
マウス等で変位させつつ、画面上、すなわち、仮想空間
内でこのような作業を行うことは、実物による組立作業
に比べて、きわめて手間がかかるという問題がある。こ
のため、部品の組立手順を体験させて学習させるという
本来の目的の達成に支障をきたすことになる。

【０００５】一方、ピンをピン孔に嵌合させたり、ボル
トをネジ孔にねじ込むといった作業は、対象製品によら
ず共通の技能であるため、これについては、それぞれの
製品において訓練する必要性が薄い。むしろ、組立技能
として集中的に実物で訓練することが好ましい。

【０００６】また、従来の教育シミュレータでは、実物
による組立作業のときに、注意しなければならない当該
実物が有する特性については考慮されていなかった。

【０００７】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、本発明の目的は、仮想物体を他の仮想物体と
結合させる際に、実物の有する特性を考慮した上で結合
の操作を行い、部品の組立手順を疑似体験することがで
きる教育シミュレータを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ため、本発明の一態様によれば、複数の部品を操作する
手順を、仮想空間における仮想物体を用いてシミュレー
ションにより疑似体験させるための教育シミュレータに
おいて、前記仮想物体を表示する表示手段と、前記表示
されている仮想物体についての選択指示を受け付ける選
択受付手段と、前記選択されている仮想物体に対して、
所定の操作を受け付ける操作受付手段と、前記選択され
ている仮想物体について行うべき操作と関連付けられた
付帯操作を受け付ける付帯操作受付手段と、を備え、前
記表示手段は、前記操作の結果を表示することを特徴と
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００１０】本実施の形態は、例えば、３次元ＣＧ（コ
ンピュータグラフィックス）疑似体験システムに適用す
ることができる。この疑似体験システムは、実際の機器
を利用して行う分解組立実習を、パソコンを利用して疑
似体験するためのものであり、機器の分解組立、特に、
組立の手順を保守員に理解させるためのシミュレーショ
ンによる教育に用いることができる。

【００１１】また、本実施の形態では、ＣＤ−ＲＯＭ等
の記録媒体に記録されたプログラムとして提供されるプ
ログラムをハードウエアシステムにインストールするこ
とで仮想物体結合操作支援システムを実現している。も
ちろん、プログラムは、予めインストールしてあっても
よく、また、必要の都度、インストールしてもよい。さ
らに、通信手段を介してプログラムの提供を受けること
もできる。

【００１２】図１は、本発明の仮想物体結合操作支援を
実現するためのハードウエアシステムの構成を示す。図
１に示す構成は一例であって、本発明を実現するための
ハードウエアはこれに限定されない。

【００１３】図１に示すシステムは、処理装置１００
と、入力装置２００と、表示装置３００と、記憶装置４
００とを有する情報処理システムである。この他に、プ
リンタ、通信制御装置等を接続することができる。ま
た、ＣＤ−ＲＯＭリーダ、ＦＤ（フレキシブルディス
ク）駆動装置等を接続することができる。

【００１４】処理装置１００は、プログラムにしたがっ
て情報処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）１１０
と、ＣＰＵ１１０が実行するプログラム、処理のための
データ等を記憶するメモリ１２０と、表示のための画像
を記憶するビデオメモリ１３０と、インタフェース１４
０とを有する。この処理装置１００は、例えば、コンピ
ュータの本体で構成することができる。

【００１５】入力装置２００は、文字、記号等の打ち込
み、機能の入力指示等を行うキーボード２１０と、位置
選択、ドラッグ等の画面上での指示操作を行うための機
器であるマウス２２０とを有する。もちろん、入力装置
は、これに限定されない。

【００１６】表示装置３００は、画像表示を行うための
ものであり、本実施の形態では、カラー表示可能なもの
を用いている。例えば、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等を
用いることができる。

【００１７】記憶装置４００は、読み書き自在の大容量
の外部記憶装置として設けられる。例えば、ハードディ
スク装置で構成される。本実施の形態では、ＣＰＵ１１
０のプログラム、および、結合操作支援処理で用いるデ
ータ、ならびに、教育シミュレータにおいて用いるデー
タ等を格納している。すなわち、システムプログラム４
１０、結合操作支援プログラム４２０、教育シミュレー
ションプログラム４３０等をプログラムとして格納して
いる。また、複数の仮想物体のそれぞれについて、仮想
空間内での形状、位置および姿勢を定義する仮想物体定
義情報４４０と、結合すべき仮想物体の結合部位および
結合形態を指定する情報を含む結合関係情報４５０と、
結合すべき複数の仮想物体間の結合手順を定義する結合
手順定義情報４６０とを有する。

【００１８】前記仮想物体定義情報４４０は、図２に模
式的に示すように、結合対象となる複数の仮想物体（オ
ブジェクト）のそれぞれについての定義情報を格納す
る。例えば、各オブジェクトを識別するためのオブジェ
クトコード４４１、オブジェクトの名称４４２、形状４
４３、位置４４４、姿勢４４５、属性４４６、結合操作
を開始する位置４４７、および、各仮想物体についての
結合関係情報とリンクするためのポインタ４４８が格納
される。

【００１９】なお、図２〜図６および以下の説明では、
図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に示すように、ブロックＡおよ
びＢをボルトＣで固定するという組立作業を想定する。
ここで、図４（Ａ）は結合すべき二つのブロックとボル
トとを示す。図４（Ｂ）はブロックＢの姿勢をブロック
Ａの当接面と揃えた状態を示す。図４（Ｃ）はブロック
ＡとＢとを当接させた状態を示す。図４（Ｄ）はさらに
ボルトを装着した状態を示す。すなわち、図４（Ａ）の
状態から出発して、最終的には、図４（Ｄ）の状態とす
る結合操作を行う。

【００２０】名称４４２としては、例えば、ボルトＡ、
ブロックＢ、ブロックＣ等のように、ユーザ（操作者）
が各仮想物体を特定しやすい名称が選定されて格納され
る。位置４４４は、各仮想物体について予め定められた
基準点、例えば、重心等の仮想空間内での現在位置（仮
想空間のワールド座標系でのアドレス）を示す。したが
って、位置４４４は、仮想物体の変位と共に、書き替え
られる。姿勢４４５は、当該仮想物体の仮想空間内でど
のような状態で存在するかを定義する。このため、各仮
想物体のローカル座標系と仮想空間のワールド座標系と
の関係を規定する。属性４４６は、仮想物体の表示色等
を定義する。さらに、結合関係ポインタ４４８は、各仮
想物体について定義される結合関係情報とのリンクを採
るための情報が格納される。

【００２１】形状４４３は、それぞれの仮想物体の形状
を各仮想物体のローカル座標系で表わすデータである。
この形状データは、別の領域に格納し、ここでは、当該
領域のポインタを格納する。前記形状データに関して
は、例えば、図５に示すような情報が格納される。すな
わち、形状データは、各仮想物体（オブジェクト）毎
に、その形状を頂点および面による定義を有する。この
形状データを用いて、当該仮想物体を画像化する。ま
た、形状データには、結合部位を特定する部位コード、
それに対応する頂点、および、例えば、面、孔等の当該
部位についての属性が格納される。この結合部位コード
により、結合対象となる相互の仮想物体の結合部位、お
よび、結合部位の形状が特定される。

【００２２】また、結合開始位置４４７は、システムに
おいて標準的に定めた値とすることができるほか、ユー
ザが適宜設定するようにしてもよい。また、仮想物体に
よって変えるようにしてもよい。例えば、変位させてい
る仮想物体の先端部が、結合対象の仮想物体の結合部位
の予め定めた角度範囲内、および、結合部位の延長線上
のいずれかにおいて、予め定めた距離、例えば、数画素
程度に設定することができる。画素数を少なくすること
で、仮想物体を接合対象とほとんど接触したと同様に見
えるようにすることができる。もちろん、距離ゼロとす
ることもできる。

【００２３】結合関係情報４５０は、例えば、図３
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、各仮想物体ごと
に定義され、互いに他の仮想物体との結合関係を定義す
る情報である。ここでは、図４に示される三つの仮想物
体Ａ、ＢおよびＣについてそれぞれ用意される。結合関
係情報としては、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すよ
うに、他の仮想物体との結合が行われる１または２以上
の当該物体自身における結合部位４５１毎に、対応する
他の仮想物体との結合関係、すなわち、結合対象情報４
５２と、結合対象における結合部位の報知態様４５３
と、どのような形態で結合するかを示す結合形態４５４
と、現在の結合状態にあるか否かを示す結合状態４５５
と、当該仮想物体と他の仮想物体とを結合した後、当該
仮想物体を二次元画像として他の仮想物体上に表現する
ために用意される二次元画像の格納位置（図示せず）を
示すポインタを格納する二次元画像４５６と、結合後の
姿勢を規定する結合姿勢４５７とを含む結合関係情報が
記憶される。対応する二次元画像データは、図示しない
二次元画像データファイルに格納される。

【００２４】結合姿勢４５７には、結合時にとるべき結
合相手との相対的位置、方向を示す情報が格納される。
この情報は、変位中の仮想物体が結合開始位置に到達し
た時に、変位中の仮想物体または結合対象を、結合後の
相対位置、方向となるように変位させることに使用す
る。例えば、図４（Ａ）では、ブロックＡについて、ボ
ルトＣおよびブロックＢのいずれと結合する場合にも、
「自姿勢」と指定されている。これは、ボルトＣおよび
ブロックＢとの結合後は、いずれについても、ブロック
Ａの姿勢に従うことを示している。また、図４（Ｂ）で
は、ブロックＢについて、ボルトＣと結合する場合には
「自姿勢」、ブロックＡと結合する場合には「相手姿
勢」と指定されている。これは、これは、ボルトＣとの
結合後は、ブロックＢの姿勢に従い、ブロックＡとの結
合後は、ブロックＡの姿勢に従うことを示している。ま
た、図４（Ｃ）では、ボルトＣについて、ブロックＡ＋
Ｂと結合する場合には「相手姿勢」と指定されている。
これは、ブロックＡ＋Ｂと結合は、ブロックＡ＋Ｂの姿
勢に従うことを示している。

【００２５】結合状態４５５には、現在参照されている
仮想物体とその結合対象との結合状態のステータスを表
わす情報が格納される。ここで、「未結合」である場合
には、結合操作が行われておらず、一方、「結合済」で
ある場合には、結合操作が既に行われていることを示
す。

【００２６】前記結合対象情報４５２としては、結合対
象仮想物体を特定するためのコード４５２ａ、その仮想
物体の名称４５２ｂ、結合すべき部位４５２ｃ、およ
び、いずれを変位させて結合操作を行うかの区別を示す
変位主体４５２ｄが規定される。ここで、変位主体が
「自」とある場合には、現在参照されている仮想物体を
結合対象として規定されている他の仮想物体に向けて変
位させて結合操作を行うものであることを示している。
一方、「他」は、この逆であって、結合対象として規定
されている仮想物体を変位させて、現在参照されている
仮想物体に結合する操作を行うことを示している。さら
に、「自 他」は、いずれを変位させてもよいことを示
している。

【００２７】また、報知態様４５３は、結合対象の結合
部位が、参照されている仮想物体を結合させるべき部位
であることを示すために、表示態様を変更する場合に、
その態様を記述する。本実施の形態では、表示色の変更
と、点滅とを行うように規定してある。そのために、色
４５３ａの指定と、点滅４５３ｂのオンオフの指定とが
記述される。なお、ここで規定されているのは、結合対
象の表示態様であって、参照されている当該仮想物体自
体についての表示態様ではない。もちろん、これとは逆
に規定することも可能である。

【００２８】例えば、図３（Ａ）では、ブロックＡが参
照された場合について記述している。すなわち、ブロッ
クＡについては、部位Ａ１１とＡ２０とが結合部位とし
て規定され、それぞれについて結合対象との関係が記述
される。

【００２９】部位Ａ１１には、ボルトＣが結合される関
係にある。この場合、結合操作主体は、「他」であるか
ら、ボルトＣが主体となって操作が行われることを示し
ている。また、報知態様は、ボルトが変位主体であるた
め、色４５３ａは規定されず、また、「点滅」４５３ｂ
もＯＦＦとなっている。さらに、結合形態４５４が貫通
であることから、この部位Ａ１１については、このブロ
ックＡに対して、ボルトＣの変位操作を行って、ボルト
Ｃを部位Ａ１１に貫通させる操作を行うことが記述され
ている。

【００３０】部位Ａ２０には、ブロックＢが結合される
関係にある。この場合、結合操作主体は、「自 他」で
あるから、ブロックＡおよびブロックＢのいずれを主体
として操作を行ってもよいことを示している。また、報
知態様は、ブロックＡ自体が変位主体となり得るため、
ブロックＢについて、色４５３ａが例えば「赤」規定さ
れ、また、「点滅」４５３ｂがＯＮとなっている。さら
に、結合形態４５４が当接であることから、この部位Ａ
２０については、このブロックＡをブロックＢに対し
て、変位させる操作を行って、ブロックＡの部位Ａ２０
をブロックＢの部位Ｂ３０に当接させることが記述され
ている。

【００３１】図３（Ｂ）は、ブロックＢが参照された場
合について記述している。すなわち、ブロックＢについ
ては、部位Ｂ１１とＢ３０とが結合部位として規定さ
れ、それぞれについて結合対象との関係が記述される。
接合部位と接合対象とが異なる他は、ブロックＡの場合
と同じである。

【００３２】図３（Ｃ）は、ボルトＣが参照された場合
について記述している。すなわち、ボルトＣについて
は、部位Ｃ１０が結合部位として規定され、それについ
て結合対象との関係が記述される。ボルトＣの場合、ブ
ロックＡおよびＢを組み立てたものを、ボルトＣで固定
することを想定しているので、結合対象が、図３（Ｃ）
に示すように、ブロックＡ＋Ｂとなっている。また、直
接表に出る結合面がブロックＡであるため、その結合部
位Ａ１１の表示態様が、赤とされ、また、点滅表示がＯ
Ｎとされている。さらに、ボルトＣについては、結合
後、ブロックＡの結合部位Ａ１１に当該ボルトＣの二次
元画像を貼り付ける構成となっている。そのため、二次
元画像４５６において、二次元画像が格納先アドレス
（図４（Ｃ）では＊＊＊＊で示す）が格納される。

【００３３】結合手順定義情報４６０は、図６に示すよ
うに、結合すべき仮想物体について、その結合の手順を
示す情報を格納している。すなわち、手順４６１、仮想
物体コード４６２、仮想物体名称４６３、操作４６４の
各項目が規定されている。ここでは、仮想物体のコード
を用いて、結合関係を定義し、結合したものに、さらに
他の仮想物体を結合することについて、順次規定してい
る。

【００３４】このようにして構成される本実施の形態の
システムは、複数の仮想物体を表示画面上に三次元的に
表示すると共に、いずれかの仮想物体を他の仮想物体と
結合する操作を支援する。このシステムにおいては、前
記記憶装置４００およびメモリ１２０により、複数の仮
想物体のそれぞれについて、仮想空間内での形状、位置
および姿勢を定義する仮想物体定義情報、および、結合
すべき仮想物体の結合部位および結合後の状態を指定す
る情報を含む結合関係情報を記憶する記憶手段が構成さ
れる。また、ＣＰＵ１１０、ビデオメモリ１３０および
表示装置３００により、仮想物体定義情報に基づいて、
各仮想物体を表示装置３００の表示画面上に三次元的に
表示する表示手段が構成される。また、入力装置２００
とＣＰＵ１１０とにより、表示されている仮想物体につ
いての選択指示を受け付けると共に、変位指示を受け付
ける受付手段が構成される。さらに、ＣＰＵ１１０によ
り、選択された仮想物体に対する変位指示に応じて前記
仮想物体定義情報を変更する手段と、変位している仮想
物体の仮想空間内での変位方向の指定範囲内に、当該変
位している仮想物体を結合すべき結合対象仮想物体の結
合すべき部位が存在するかを、前記仮想物体定義情報お
よび前記結合関係情報を参照して判定する判定手段とを
構成する。

【００３５】本実施の形態においては、前記表示手段
は、仮想物体定義情報の変更に応じて当該仮想物体を画
面上で変位させて表示し、判定手段によって、該当する
結合対象仮想物体の結合すべき部位が存在すると判定さ
れたとき、前記仮想物体定義情報および結合関係情報を
参照して、前記選択された仮想物体および結合対象仮想
物体を結合した後の状態で表示画面に表示する。

【００３６】また、本実施の形態では、前記表示手段
は、前記選択された仮想物体が、当該仮想物体が結合さ
れるべき結合対象仮想物体の結合部位における凹部に収
容される形状を有する場合において、当該選択された仮
想物体が結合対象仮想物体の結合部位の凹部に収容され
た後に表面に現われるべき面を二次元的に示す画像を、
結合対象仮想物体の結合部位表面に貼り付けて、前記選
択された仮想物体および結合対象仮想物体を結合した後
の状態で表示画面に表示する。

【００３７】次に、本実施の形態の動作について、前記
各図の他、図７〜図９を参照してさらに詳細に説明す
る。なお、ここでの動作は、図４（Ａ）〜図（Ｄ）に示
すブロックＡとＢとを当接させて、ボルトＣで連結固定
する作業を例として説明する。ＣＰＵ１１０は、仮想物
体定義情報を読み出して、仮想物体を表示装置３００の
表示画面上に立体的に表示する（ステップ１１００）。
その上で、いずれかの仮想物体について入力装置２０
０、特に、マウス２２０により指示する操作があるかを
調べ、指示がなければ、ステップ１９００に進む。一
方、指示がある場合には、当該指示された仮想物体につ
いて、仮想物体定義情報の該当する仮想物体に関する結
合関係ポインタ４４８を参照して、結合関係情報を検索
する（図３（Ａ）参照）。その結果、結合部位と共に、
結合対象を求める（ステップ１３００）。ここでは、例
えば、ブロックＡが指示されたものとする。この場合に
は、ブロックＡと結合すべきは、ブロックＢとボルトＣ
であることが結合情報によりわかる。ただし、変位主体
４５２ｄによれば、ボルトＣに対しては、ブロックＡは
変位主体ではない。一方、ブロックＢに対しては、ブロ
ックＡは、変位主体となり得る。そこで、ここでは、現
在参照されているブロックＡに対する結合対象として、
ブロックＢを抽出する。

【００３８】次に、図３（Ａ）に示す報知態様４５３に
よると、結合対象のブロックＢの結合部位Ｂ３０を、赤
色に表示すると共に、点滅表示することが指定されてい
る。そこで、ＣＰＵ１１０は、報知態様４５３に示す態
様で、ブロックＢの結合部位を表示する（ステップ１４
００）。

【００３９】ここで、変位している仮想物体変位方向の
指定範囲内に、当該変位している仮想物体を結合すべき
結合対象仮想物体の結合すべき部位が存在すると判定さ
れた場合に、変位している仮想物体がその状態にあるこ
とを報知するための信号を出力してもよい。すなわち、
仮想物体が結合対象の仮想物体に近接したことを走者者
に報知するため、その信号を用いて、図示しない音響装
置から音響を発したり、表示装置において、何らかの表
示を行うようにしてもよい。これにより、操作者に注意
を喚起することができる。

【００４０】次に、ＣＰＵ１１０は、ブロックＡを変位
させるための処理を実行する（ステップ１５００）。変
位処理は、マウス２２０で対象のブロックＡについての
ドラッグ操作として受け付ける。そして、このドラッグ
処理が途中で解除されると、変位処理が解除されると
（ステップ１６００）、その位置にブロックＡが表示さ
れる。また、変位処理が解除されない限り（ステップ１
６００）、結合開始位置に達したかを判定する（ステッ
プ１７００）。結合開始位置に達したかは、図２に示す
仮想物体定義情報における結合開始位置４４７と、現在
位置とを比較して判定する。

【００４１】変位しているブロックＡが結合開始位置に
達したとき、すなわち、ブロックＡがブロックＢに近接
したとき、ＣＰＵ１１０は、結合形態４５４を参照し
て、ブロックＡおよびブロックＢが結合した状態、すな
わち、当接した状態を描画して表示する（ステップ１８
００）。

【００４２】そして、終了の指示があるかを調べ、終了
指示がなければ、前記ステップ１２００に戻って、終了
が指示されるまで、以降の処理を繰り返す（ステップ１
９００）。

【００４３】前述の例では、まず、ブロックＡとブロッ
クＢとが当接された状態とされる。そこで、次に、ユー
ザがマウス２２０で、ボルトＣを指定したとする。ＣＰ
Ｕ１１０は、上述したと同様にして、ボルトＣに関する
結合関係情報を参照して、結合対象と、その状態とを検
知する。すなわち、この場合には、ブロックＡ＋Ｂが結
合対象であり、ブロックＡの部位Ａ１１が結合対象部位
であって、その部分の表示が赤とされ、点滅表示される
こととなる。そして、ボルトＣが結合開始位置に達する
と、後述するように、結合後の仮想物体を生成して表示
する。ただし、二次元画像が用意されている場合には、
二次元の貼り付けを行う。

【００４４】したがって、画面でマウス２２０を操作し
ているユーザには、ブロックＡをブロックＢの側面に向
けて変位させると共に、変位操作を行うことで、組立の
指示を実現することができる。その上、一方の仮想物体
が他方の仮想物体に対して、厳密な位置決めをすること
なく、一定の範囲内に近接するだけで結合したこととな
って、後は、システム側で結合後の画像を表示するの
で、位置決め、姿勢決め等の手間がかかり、なかなか思
う通りに位置決めできない作業をシステムが行うこと
で、組み立て操作が容易に行えるようになる。

【００４５】次に、変位処理について、図８を参照し
て、さらに詳細に説明する。

【００４６】ＣＰＵ１１０は、まず、指定されている仮
想対象（前述の説明では、ブロックＡ）の現在位置を捕
捉する（ステップ１５０１）。これは、マウス２２０に
よって指示されるカーソル（図示せず）の表示画面で表
現される仮想空間における位置を算出することにより求
める。捕捉した現在位置と、図２に示す仮想物体定義情
報の位置４４４に規定される現在位置とを比較して、変
化があるかを判定する（ステップ１５０２）。変化があ
る場合には、前記位置４４４を更新する（ステップ１５
０３）。また、ブロックＡを現在位置に変位させて表示
する（ステップ１５０４）。変化がない場合には、ステ
ップ１５０５に進む。

【００４７】次に、ブロックＡについて、姿勢変更操作
があるかを判定する（ステップ１５０５）。姿勢変更操
作は、例えば、変位の対象となっている仮想物体の端部
を特定方向にドラッグすることで、対象の仮想物体を回
転させる等の操作を行えるものとする。ここで、姿勢変
更操作がある場合には、前記仮想物体定義情報の姿勢４
４５を更新する（ステップ１５０６）。そして、変更さ
れた姿勢の状態で当該仮想物体を表示する（ステップ１
５０７）。

【００４８】以上により、変位処理を終了する。本実施
の形態では、姿勢変更操作をも行うこととしているが、
単に組立手順を追うのみの場合には、姿勢は問わないこ
ととして、姿勢変更に関する処理を省略することができ
る。

【００４９】次に、結合表示処理の詳細について、図９
を参照して説明する。本実施の形態では、凹部を有する
仮想物体に、当該凹部に他の物体を嵌め込む等の場合
に、二次元画像を貼り付けることで、描画を省略する方
式となっている。もちろん、本発明は、これに限定され
ない。

【００５０】ＣＰＵ１１０は、まず、変位対象となって
いる仮想物体が、結合対象となっている仮想物体の凹部
への結合であるかを判定する（ステップ１８０１）。こ
の判定は、仮想物体定義情報における結合部位の属性に
よって、判定することができる。例えば、ボルトＣとの
結合では、ボルトＣをブロックＡの孔に貫通させる異に
なるため、ここにいう、凹部への結合に相当する。凹部
への結合の場合、二次元画像があるかを結合関係情報の
二次元画像４５６を参照して調べる（ステップ１８０
２）。二次元画像が用意されている場合には、そのポイ
ンタが示す格納先から二次元画像を読み出して、該当す
る結合部位に貼り付ける（ステップ１８０３）。そし
て、二次元画像化された仮想物体の表示を消去する（ス
テップ１８０４）。一方、凹部を有しない場合、二次元
画像が用意されていない場合には、それぞれ、結合後の
仮想物体の画像を描画する（ステップ１８０５）。

【００５１】そして、結合関係情報の結合状態４５５を
「未結合」から「結合済」に変更する（ステップ１８０
６）。これにより、以後、結合された仮想物体は、一つ
の物体として取り扱われる。この場合、いずれの物体を
主体とするかは、予め定めておく。本実施の形態では、
ブロックＡとＢとの結合については、ブロックＡを主体
として定めている。したがって、ボルトＣとの関係で
は、ブロックＡについて、報知態様の設定が行われる。

【００５２】このように、二次元画像を用いることで、
一の仮想物体が他の仮想物体の凹部に収容され、表面に
は、ある面のみが表れるに過ぎない場合における描画処
理を簡易化して、システムに対する描画の負荷を軽減す
ることができる。

【００５３】次に、本発明を物体組立のための教育シミ
ュレーションに適用した場合について説明する。

【００５４】この場合、実現するためのハードウエア資
源は、図１に示すシステムと同じでよい。図１に示すシ
ステムの場合、記憶装置４００に教育シミュレーション
プログラムが格納されているので、これをそのまま用い
ることができる。

【００５５】この教育シミュレーションプログラムは、
操作者に対して、組立手順をガイドしたり、誤った処理
の受け付けを拒否したり等の処理を行う。そのために、
ＣＰＵ１１０は、例えば、図６に示す手順を表示装置３
００の表示画面に表示したり、手順を見せずに、正しい
手順にしたがって結合操作をしたかを判定する等の動作
を行う。

【００５６】したがって、本発明による教育シミュレー
タは、上述したように、一の仮想物体を結合すべき他の
仮想物体に近接させるだけで組立の指示が行える。しか
も、その状態で、結合後の仮想物体が表示される。した
がって、ある仮想物体を他の仮想物体に結合するための
具体的な技能的な操作を行うことを省略することができ
る。このため、組立手順を習得する際の操作者の操作の
負担が軽くなるという効果がある。

【００５７】以下、本発明を物体組立のための教育シミ
ュレータに適用した場合の他の実施形態について説明す
る。

【００５８】ハードウェア資源は図１０に示す様に、図
１に示すシステムに以下の構成を追加したものでよい。
すなわち、記憶装置４００には、教育的な指導をする場
合に必要となる各物体の属性等を記憶した教育用特性情
報４７０と、操作者の操作記録を履歴として記憶する操
作履歴情報４８０と、統計データを格納する統計情報デ
ータベース４９０とをそれぞれ記憶する領域と、操作履
歴情報４８０を基に統計処理を行う統計処理プログラム
５１０およびしおり処理を行うしおり処理プログラム５
２０をさらに有する。システムプログラム４１０中に
は、計時機構を実現するためのプログラムを含み、計時
機構はＣＰＵ１１０上で常時動作している。結合関係情
報４５０中の二次元画像４５６のリンク先には、本実施
形態では動画情報を記憶しておく。

【００５９】教育用特性情報４７０には、実空間におけ
る現実の物体に関する特性が、当該現実の物体と対応す
る仮想物体に関連付けて記憶されている。例えば図１１
に示すように、教育用特性情報４７０は、各仮想物体ご
とに各仮想物体のオブジェクトコード４７１、作業時に
注意しなければならない特性である作業特性４７２、作
業特性４７２に対応する確認フラグ４７３、および時間
経過によって変化する物体の属性である時間特性４７４
を含んでいる。

【００６０】作業特性４７２は、重量や、取り扱い方法
に関する特性などが含まれる。例えば、重量が１００ｋ
ｇを超えるような物体（オブジェクトコード0001）は、
通常１人で持ち上げることはできないので、何らかのツ
ールが必要である。また、静電気に弱い電子部品（オブ
ジェクトコード0110）を取り扱うときには、静電気対策
として専用の帯電防止手袋と帯電防止靴の着用が義務付
けられる。このような、ツールを取りに行ったり、手袋
や靴を着用することは、本来の操作に付随する付帯操作
である。そして、この付帯操作の種類を示す作業上留意
すべき属性を、作業特性４７２として、それぞれ「１０
０ｋｇ超」、「静電気」と予め記憶しておく。ここで、
付帯操作は、本来の操作の前に行うものを例示したが、
これに限られず、例えば、本来の操作の後に行う確認作
業等を含むことはもちろんである。

【００６１】確認フラグ４７３は、操作者が仮想物体を
取り扱うときに、それぞれの作業特性４７２を知ってい
て、作業時にその特性に注意を払っている事を示すもの
で、仮想物体に対する操作をする前に確認入力を行うと
立つフラグである。上記の例では、例えば、オブジェク
トコード0001の仮想物体を持ち上げるときには、表示画
面上に表示されているツールバー（図示しない）からジ
ャッキ等の重いものを持ち上げるときに利用できるツー
ルを選択した時にフラグが立つ。また、オブジェクトコ
ード0110の仮想物体を扱うときには、ツールバーから帯
電防止靴と帯電防止手袋を選択した時にフラグが立つ。

【００６２】時間特性４７４は、外部から何も働きかけ
なくても、時間経過によって物体が変化する特性のこと
である。例えば、常温で放置すると溶け出すような物体
の時間特性は、「溶けやすい」ことと、状態が変化し始
める時間を記憶しておく。例えば、５分経過すると溶け
出す性質を持つオブジェクトコード0111の物体には、
「溶けやすい（５分）」と記憶しておく。この場合、仮
想物体が溶け出したときの形状データを、正常時の形状
データとリンクさせて記憶しておく。

【００６３】重大ミス４７５は、人身事故などの大事故
につながるような、決してしてはならない致命的なミス
を予め記憶しておく。

【００６４】なお、作業特性４７２、確認フラグ４７３
および時間特性４７４は、図１１の例では２つずつ、重
大ミス４７５は１つだけ、それぞれ領域を設けている
が、その数は任意に設定可能であることはもちろんであ
る。

【００６５】操作履歴情報４８０は、操作者の操作履歴
を記憶するためのものである。その内容は、例えば、図
１２に示すように、操作内容４８１、変位データ４８
２、当該操作を行った時刻４８３、および操作を行った
操作者４８４を１レコードとして構成される。操作者が
操作を行う毎に、操作履歴情報４８０には履歴レコード
が１つずつ追加される。操作履歴情報４８０には、正常
操作のみならず、誤操作(エラー)の履歴も記録される。
また、操作履歴のうち、特に本シミュレータを起動した
ときの開始時刻を含む履歴情報を開始情報４８０ａと
し、終了したときの終了時刻を含む履歴情報を終了情報
４８０ｂとしてそれぞれ記憶する。操作者４８４は、全
履歴レコードに操作者の識別情報を記憶しても良いが、
開始情報４８０ａと終了情報４８０ｂにのみ記憶するこ
ととしてもよい。変位データ４８２は、操作者によって
入力された操作が「変位」であったとき、変位の内容を
変位前後の座標データからなるベクトル情報として記憶
される。さらに、本シミュレータを起動中の任意の時点
で、しおり情報４８０ｃの設定が可能であり、しおり情
報４８０ｃも操作履歴情報４８０に記憶される。しおり
情報４８０ｃの詳細については後述する。

【００６６】統計情報データベース４９０は、例えば、
図１３に示すように、作業時間頻度分布表４９１とエラ
ー頻度分布表４９２とを含み、統計処理プログラム５１
０の処理結果を記憶する。作業時間頻度分布表４９１に
は、作業時間４９１ａと頻度４９１ｂとを含み、エラー
頻度分布表４９２には、エラー種類４９２ａと頻度４９
２ｂを含む。

【００６７】統計処理プログラム５１０は、操作履歴情
報４８０に格納された履歴情報に基づいて、統計処理を
行う。

【００６８】しおり処理プログラム５２０は、本シミュ
レータを起動中の任意の時点で、しおり情報４８０ｃを
設定する処理と、しおり情報４８０ｃが設定された時点
まで戻る戻り処理を行う。

【００６９】次に、この教育用シミュレータの動作につ
いて、仮想物体の結合操作を例にとり、図１１〜図１５
を参照して説明する。

【００７０】本シミュレータを起動すると、まず、初期
設定処理が実行される（ステップ２０００）。初期設定
処理では、ＣＰＵ１１０は、操作者の氏名またはＩＤ等
個人を識別する情報が入力を受け付け、さらに、計時機
構から現在時刻を取得して、操作履歴情報４８０に開始
情報４８０ａを格納する。初期設定が終わると、ＣＰＵ
１１０は、仮想物体定義情報を読み出して、仮想物体を
表示装置３００の表示画面上に表示する（ステップ２１
００）。次に、時間特性４７４を有する仮想物体につい
て、形態変更表示処理を実行する（ステップ２２０
０）。ここで、しおり入力があったかどうかを調べる
（ステップ２３００）。しおり入力であったときは、し
おり処理３７００を行う。次に、いずれかの仮想物体に
ついて入力装置２００により指示する操作があるか調
べ、指示がなければステップ３９００に進む。一方、指
示がある場合には、当該指示された仮想物体について、
作業特性４７２の確認入力があるか調べ、確認入力がな
ければ、ステップ２７００に進む。確認入力がある場合
には、当該確認入力が正しいかどうかを判定し、正しい
場合には教育用特性情報４７０の該当する仮想物体に関
する作業特性４７２に対応する確認フラグ４７３にフラ
グを立てる。正しくない場合には、確認入力エラー情報
４８０ｅとして操作履歴情報４８０に記憶する（ステッ
プ２６００）。

【００７１】ここで、例えば、オブジェクトコード0001
（ブロックＡ）が指示されたとする。ブロックＡは作業
特性４７２から、１００ｋｇを超える重量のものである
ことがわかる。したがって、実空間における実際の作業
ではブロックＡを持ち上げるためにはツールが必要であ
る。そこで、仮想空間上では、操作者が確認入力とし
て、ツールバーからジャッキ等を選択すると、当該仮想
物体の当該作業上特性４７２に対応する確認フラグ４７
３にフラグが立てられる。

【００７２】次に、操作者の入力が変位入力かどうかを
調べ、変位入力でない場合はステップ２５００へ戻り、
これ以降の手順を繰り返す。変位入力である場合は、当
該仮想物体に関するすべての作業特性４７２に対して確
認入力がされ、確認フラグ４７３が設定されているかど
うかを調べる（ステップ２８００）。設定されるべきフ
ラグのうち、一つでも未設定のフラグがあれば、当該フ
ラグに対応する未確認である作業特性４７２を未確認特
性情報４８０ｄとして操作履歴情報４８０に格納する
(ステップ３５００)。

【００７３】ここで、未確認特性がある場合には、その
旨を示すメッセージを出力して、変位入力は受け付けな
い構成としても良い。その場合、メッセージ出力後、ス
テップ３９００へ進む。

【００７４】すべての確認フラグ４７３が設定済みであ
った場合、および、未確認特性を格納した後、ＣＰＵ１
１０は変位入力を受け付け、仮想物体を画面上で変位さ
せるための処理を実行する（ステップ２９００）。変位
処理の詳細な手順は、すでに説明した図８に示す手順と
同様である。変位操作が解除されるまで（ステップ３０
００）、変位処理が繰り返される。

【００７５】変位操作が解除されると、変位後の位置の
仮想物体に、近接する他の仮想物体があるかどうかを調
べる（ステップ３１００）。他の仮想物体がない場合
は、結合する相手の仮想物体の特定ができないので、ス
テップ２３００まで戻り、これ以降の処理を繰り返す。
一方、近接する他の仮想物体がある場合は、その近接す
る他の仮想物体が結合対象の仮想物体と判断される。そ
して、その仮想物体との結合が正しい操作であるかどう
かを仮想物体定義情報４４０の結合関係ポインタ４４８
を参照して、結合関係情報４５０を調べる（ステップ３
２００）。結合対象仮想物体が正しくない場合は、エラ
ー処理（ステップ３６００）を行って、ステップ３８０
０へ進む。正しい場合には、その操作が正解であること
を意味する信号を出力する（ステップ３３００）。この
信号により、例えば、図示しない音響装置から正解を表
す音響が出力される。そして、ＣＰＵ１１０は、結合処
理表示を行う（ステップ３４００）。

【００７６】そして、操作者が行った操作内容とその時
刻を操作履歴情報４８０に格納し（ステップ３８０
０）、終了の指示があるか調べる。終了指示がなけれ
ば、前記ステップ２３００に戻り、終了が指示されるま
で、以降の処理を繰り返す（ステップ３９００）。終了
指示があったときは、終了情報４８０ｂを操作履歴情報
４８０に格納して終了する（ステップ４０００）。

【００７７】前述の例では、ブロックＡの確認フラグは
設定されているので、変位入力があった場合には、その
入力は受け付けられる。さらに、ブロックＡとブロック
Ｂを当接させる処理が正しい処理である場合に、操作者
が仮想空間上でブロックＡをブロックＢに近接する位置
に変位させたとき、正解を表す音響が出力され、結合後
の状態が表示画面上に表示される。そして、ブロックＡ
とブロックＢの当接という操作が、操作履歴情報４８０
に格納される。

【００７８】次に、形態変更表示処理２２００につい
て、図１６を参照して、詳細に説明する。

【００７９】ＣＰＵ１１０は、計時機構から現在の時刻
を取得し、操作履歴情報４８０を参照して、当該処理の
開始時刻からの経過時間を求める（ステップ２２１
０）。教育用特性情報４７０の時間特性４７４を参照し
て、現在表示されている物体について、時間経過に対応
して形態が変化する物体があるかどうかを調べる（ステ
ップ２２２０）。当該特性を有する物体がある場合は、
仮想物体定義情報４４０を参照して当該物体の形態を変
更して表示し（ステップ２２３０）、形態変更表示処理
を終了する。形態変更表示が必要な仮想物体がない場合
は、そのまま何もせずに形態変更表示処理を終了する。

【００８０】ここで、例えば、オブジェクトコード0111
の物体は、溶けやすいという時間特性を有する。シミュ
レータを起動して５分経過した場合には、現在表示され
ている形状データからリンクをたどって、溶け出した状
態の形状データを形態変更表示する。

【００８１】次に、結合表示処理３４００について、図
１７を参照して、詳細に説明する。

【００８２】ＣＰＵ１１０は、現在行われた操作に対応
する動画情報があるかを結合関係情報４５０の二次元画
像４５６を参照して調べる（ステップ３４１０）。動画
情報が用意されている場合には、そのポインタが示す格
納先から動画情報を読み出して、新たなウィンドウを開
き、該当する結合部位で動画として再生表示する（ステ
ップ３４２０）。そして、動画表示終了後に結合後の仮
想物体の画像を描画し（ステップ３４３０）、結合関係
情報の結合状態４５５を「未結合」から「結合済」に変
更する（ステップ３４４０）。ここで、動画を表示する
ウィンドウの大きさは任意に変更することが可能で、動
画像の再生速度も変更可能に構成してもよい。このよう
な構成とすることで、シミュレータ上では体験できない
ような実際の作業について、その様子を見て学習するこ
とができる。

【００８３】例えば、ブロックＡとブロックＢにボルト
Ｃを螺合させる処理の場合、ボルトＣが回転しながらブ
ロックＡとブロックＢに入っていく様子を動画情報とし
て予め記憶しておいて、これを再生表示する。また、あ
まり一般的ではない道具を使った作業の様子を動画像と
して記憶しておいて、再生してもよい。

【００８４】次に、エラー処理３６００について、図１
８を参照して、詳細に説明する。

【００８５】ＣＰＵ１１０は、教育用特性情報４７０を
参照して、仮想物体に対して行われた操作が重大ミス４
７５であるかどうかを調べる（ステップ３６１０）。重
大ミス４７５であった場合には、重大ミスであることを
示す信号が出力され、図示しない音響装置から重大ミス
を表す音響、例えば大音響の爆発音が発せられる（ステ
ップ３６２０）。そして、重大ミスであることを示すメ
ッセージおよび正しい操作を表示画面に出力し、エラー
処理を終了する（ステップ３６３０）。一方、行われた
操作が重大ミス４７５でなかった場合には、通常のミス
であることを示す信号が出力され、図示しない音響装置
から通常ミスを表す音響が発せられる（ステップ３６４
０）。そして、通常のミスであることを示すメッセージ
および正しい操作を表示画面に出力し、エラー処理を終
了する（ステップ３６５０）。

【００８６】次に、しおり処理３７００について、図１
２および１９を参照して、詳細に説明する。

【００８７】まず、ＣＰＵ１１０はしおりを設定するの
か、設定済みのしおりを利用するのかの入力を受け付け
る（ステップ３７１０）。操作者がしおりの設定を入力
した場合は、ＣＰＵ１１０は、操作履歴情報４８０にし
おり情報４８０ｃレコードを格納し、しおり処理を終了
する（ステップ３７６０）。一方、操作者がしおりの利
用を入力した場合は、ＣＰＵ１１０は設定済みのしおり
情報４８０ｃがあるかどうかを、操作履歴情報４８０を
検索して調べ、設定済みのしおり情報４８０ｃがない場
合はしおり処理を終了する（ステップ３７２０）。設定
済みのしおりがある場合は、すべてのしおり情報４８０
ｃについて、それらのしおり情報４８０ｃが設定された
直前に行われた処理の内容の一覧が表示される（ステッ
プ３７３０）。そして、その一覧表示された操作の中か
ら操作者が一つを選択すると、ＣＰＵ１１０は操作履歴
情報４８０を参照して、当該処理を行う直前の状態まで
戻る戻り処理を行う（ステップ３７４０、３７５０）。
戻り処理は、操作履歴情報４８０に格納されている操作
履歴の内容を、一つずつ逆処理を行うことで、所望のし
おり情報４８０ｃが設定されている状態を回復する。

【００８８】このしおり処理３７００により、操作者は
任意の時点でしおりの設定が可能となり、いつでも、し
おりを設定した状態に戻ることができる。したがって、
ある時点以降の操作手順だけを確認したい場合に、操作
手順を最初から繰り返さなくてもよく、シミュレータの
利便性が向上する。

【００８９】以上、説明したように、本教育シミュレー
タでは、現実の作業時に注意すべき事項も含めたシミュ
レーションを可能とし、大きな教育的効果をあげること
ができる。また、操作者自身が、自分の行った操作が正
しい操作かどうかが容易にわかり、かつ、誤りであった
ときには、正解の操作を含むエラーメッセージが出力さ
れるので、この点でも教育的効果が大きい。

【００９０】次に、本教育シミュレータの有する統計処
理機能について、図１２および図２０〜２５を参照し
て、詳細に説明する。統計処理機能としては、作業時間
分析と、エラー操作分析と、未確認特性分析と、操作者
別分析とを備える。

【００９１】作業時間分析では、操作履歴情報４８０か
ら、開始情報４８０ａと終了情報４８０ｂのレコードの
ペアを抽出する（ステップ５１００）。抽出された開始
情報４８０ａの開始時刻と終了情報４８０ｂの終了時刻
とから、作業に要した時間を算出する（ステップ５２０
０）。ここで算出した作業時間は、図示しない一時記憶
用のメモリに記憶しておく。すべての開始情報４８０ａ
と終了情報４８０ｂのペアを抽出しているかどうかを調
べ、未抽出のペアがある限り上記処理を繰り返す（ステ
ップ５３００）。すべてのペアについて、作業時間を算
出した後、一時記憶用のメモリを参照して、作業時間の
分布および作業時間の平均値を算出する（ステップ５４
００、５５００）。そして、作業時間の分布を作業時間
分布表４９１に保存した後、ヒストグラムおよび平均値
を、例えば、図２３に示すように画面にとして表示装置
に表示する（ステップ５６００、５７００）。

【００９２】エラー操作分析では、操作履歴情報４８０
に記憶された履歴情報から、すべてのエラー操作の履歴
を抽出して、エラー操作の種類毎にエラー回数をカウン
トし、度数分布を作成する（ステップ６１００、６２０
０）。分析結果をエラー頻度分布表４９２に保存した
後、当該結果を表示装置に表示する（ステップ６３０
０、６４００）。例えば、結果表示では、図２４に示す
ように当該エラー回数を多い順に表示する。これによ
り、操作者が間違いやすい個所の把握が容易にできる。
さらに、この分析結果を次期製品の開発に活用すること
もできる。

【００９３】未確認特性分析では、操作履歴情報４８０
に記憶された履歴情報から、すべての未確認特性情報４
７０ｄを抽出して、未確認特性の種類別にレコードの数
をカウントし、度数分布を作成する（ステップ７１０
０、７２００）。分析結果を未確認特性分布表４９３に
保存した後、当該結果を表示装置に表示する（ステップ
７３００、７４００）。例えば、結果表示では、図２５
に示すように当該未確認の回数が多い順に表示する。こ
れにより、操作者が忘れやすい物体の特性の把握が容易
にできる。

【００９４】操作者別分析では、上記３つの分析を操作
者別に行う。

【００９５】以上、説明したように、教育シミュレータ
に統計分析処理機能を有することにより、操作者の操作
履歴を分析して、操作者が間違えやすい個所を把握で
き、その間違いの原因をさらに分析することで、組み立
ての手順や方法等に内在する問題点の抽出が可能とな
る。また、操作者別に分析することで、操作者毎に作業
の習熟度合いを把握でき、さらにトレーニングが必要な
要員を的確に抽出できる。

【００９６】また、以上の説明では組み立て操作を例に
取り説明したが、同じ構成を用いて、反対の手順を行え
ば分解操作が可能であることはもちろんである。

【００９７】

【発明の効果】本発明によれば、仮想物体を他の仮想物
体と結合させる際に、実物の有する特性を考慮した上で
結合の操作を行い、実物で行う場合と同様な組立手順を
疑似体験することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の仮想物体の結合操作支援方法を実現
するためのハードウエアシステムの構成を示すブロック
図。

【図２】 本発明において用いられる仮想物体定義情報
のデータ構造の一例を模式的に示す説明図。

【図３】 （Ａ）は結合関係情報の一例としてブロック
Ａについて示す説明図、（Ｂ）は結合関係情報の一例と
してブロックＢについて示す説明図、（Ｃ）は結合関係
情報の一例としてブロックＣについて示す説明図。

【図４】 （Ａ）は結合すべき二つのブロックとボルト
とを示す斜視図、（Ｂ）はブロックＢの姿勢をブロック
Ａの当接面と揃えた状態の斜視図、（Ｃ）はブロックＡ
とＢとを当接させた状態を示す斜視図、（Ｄ）はさらに
ボルトを装着した状態を示す斜視図。

【図５】 仮想物体定義情報に含まれる形状定義情報の
データ構造の一例を模式的に示す説明図。

【図６】 仮想物体の結合手順を規定するデータ構造の
一例を模式的に示す説明図。

【図７】 本発明の仮想物体結合操作支援の処理の流れ
を示すフローチャート。

【図８】 仮想物体結合操作の際に行なわれる仮想物体
の変位処理の詳細な手順を示すフローチャート。

【図９】 仮想物体を結合させた後の表示処理について
のフローチャート。

【図１０】 本発明の教育シミュレータを実現するため
のハードウエアシステムの構成を示すブロック図。

【図１１】 教育用特性情報のデータ構造の一例を模式
的に示す説明図。

【図１２】 操作履歴情報のデータ構造の一例を模式的
に示す説明図。

【図１３】 統計情報データベースのデータ構造の一例
を模式的に示す説明図。

【図１４】 教育シミュレータの処理の流れを示すフロ
ーチャート。

【図１５】 教育シミュレータでの処理の流れを示すフ
ローチャート。

【図１６】 教育シミュレータで行われる形態変更表示
の詳細な手順を示すフローチャート。

【図１７】 教育シミュレータで行われる結合表示の詳
細な手順を示すフローチャート。

【図１８】 教育シミュレータで行われるエラー処理の
詳細な手順を示すフローチャート。

【図１９】 教育シミュレータで行われるしおり処理の
詳細な手順を示すフローチャート。

【図２０】 教育シミュレータで行われる作業時間分析
の詳細な手順を示すフローチャート。

【図２１】 教育シミュレータで行われるエラー分析の
詳細な手順を示すフローチャート。

【図２２】 教育シミュレータで行われる未確認特性分
析の詳細な手順を示すフローチャート。

【図２３】 教育シミュレータで行われる作業時間分析
の結果の表示画面。

【図２４】 教育シミュレータで行われるエラー分析の
結果の表示画面。

【図２５】 教育シミュレータで行われる未確認特性分
析の結果の表示画面。

【符号の説明】

１００…処理装置、１１０…中央処理装置（ＣＰＵ）、
１２０…メモリ、２００…入力装置、２１０…キーボー
ド、２２０…マウス、３００…表示装置、４００…記憶
装置、４１０…システムプログラム、４２０…結合操作
支援プログラム、４３０…教育シミュレーションプログ
ラム、４４０…仮想物体定義情報、４５０…結合関係情
報、４６０…結合手順定義情報、４７０…教育用特性情
報、４８０…操作履歴情報、４９０…統計情報データベ
ース、５１０…統計処理プログラム、５２０…しおり処
理プログラム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岸 令和 神奈川県横浜市戸塚区品濃町504番地２ 日立電子サービス株式会社内 (72)発明者 武貞 睦治 神奈川県横浜市戸塚区品濃町504番地２ 日立電子サービス株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の部品を操作する手順を、仮想空間
   における仮想物体を用いてシミュレーションにより疑似
   体験させるための教育シミュレータにおいて、 前記仮想物体を表示する表示手段と、 前記表示されている仮想物体についての選択指示を受け
   付ける選択受付手段と、 前記選択されている仮想物体に対して、所定の操作を受
   け付ける操作受付手段と、 前記選択されている仮想物体について行うべき操作と関
   連付けられた付帯操作を受け付ける付帯操作受付手段
   と、を備え、 前記表示手段は、前記操作の結果を表示することを特徴
   とする教育シミュレータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した教育シミュレータに
   おいて、 前記付帯操作を当該仮想物体と関連付けて記憶する第１
   の記憶手段と、 前記第１の記憶手段を参照して、前記付帯操作受付手段
   によって受け付けた付帯操作が、前記記憶されている付
   帯操作と一致するかどうかを判定する判定手段と、 をさらに備えることを特徴とする教育シミュレータ。
3. 【請求項３】 請求項１および２のいずれか一項に記載
   した教育シミュレータにおいて、 正しい操作の手順を記憶する第２の記憶手段と、 前記第２の記憶手段を参照して、前記仮想物体操作受付
   手段によって受け付けた操作が正しい操作であるかどう
   かを判別する判別手段と、 判別の結果、正しい操作でない場合には、正しい操作で
   ないことを報知する報知手段と、 を、さらに備えることを特徴とする教育シミュレータ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか一項に記載さ
   れた教育シミュレータにおいて、 前記判別手段は、前記操作が正しくない場合には、予め
   定めた特定の誤操作であるかどうかをさらに判別し、 前記報知手段は、判別の結果、前記特定の誤操作である
   場合には、その旨を報知することを特徴とする教育シミ
   ュレータ。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一項に記載さ
   れた教育シミュレータにおいて、 前記仮想物体に対する操作が変位操作であって、他の仮
   想物体との結合操作を行う場合には、 前記仮想空間上で、当該仮想物体の変位後の位置から所
   定の範囲内に、前記他の仮想物体が存在するかどうかを
   判定する判定手段をさらに備え、 前記表示手段は、 判定の結果、前記他の仮想物体が所定の範囲内に存在す
   る場合には、前記仮想物体と前記他の仮想物体を結合さ
   せた状態で表示することを特徴とする教育シミュレー
   タ。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の教育シミュレータにお
   いて、 結合状態を表示するための動画像情報を予め記憶してお
   く第３の記憶手段をさらに備え、 前記表示手段は、 該当する操作が行われた場合には、前記第３の記憶手段
   を参照して動画像を表示することを特徴とする教育シミ
   ュレータ。
7. 【請求項７】 複数の部品を組み立てる手順を、仮想空
   間における仮想物体を用いて疑似体験させるための教育
   用シミュレーション方法であって、 前記仮想物体を表示する表示ステップと、 前記仮想物体についての選択指示を受け付ける選択受付
   ステップと、 前記選択されている仮想物体について行うべき操作と関
   連付けられた付帯操作を受け付ける付帯操作受付ステッ
   プと、 前記選択されている仮想物体に対して、所定の操作を受
   け付ける操作受付ステップと、 前記操作の結果を表示するステップと、 を備えることを特徴とする教育用シミュレーション方
   法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載した教育用シミュレーシ
   ョン方法を実行するために必要なステップからなるコン
   ピュータプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り
   可能な記録媒体。