JP2003514294A - 対象に指向してマーキングし情報を選択された技術的構成要素に対応付けるシステム及び方法 - Google Patents

対象に指向してマーキングし情報を選択された技術的構成要素に対応付けるシステム及び方法

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JP2003514294A JP2001536646A JP2001536646A JP2003514294A JP 2003514294 A JP2003514294 A JP 2003514294A JP 2001536646 A JP2001536646 A JP 2001536646A JP 2001536646 A JP2001536646 A JP 2001536646A JP 2003514294 A JP2003514294 A JP 2003514294A
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Abstract

(57)【要約】 特に作業者とこの技術的装置との間の対話を情況に応じて支援するために、対象に指向してマーキングし情報を選択された技術的構成要素に対応付けるためのシステム及び方法において、特に自動化システムの保守において最適に支援するために、このシステムは、文書化データを記憶する記憶手段と、現実の情報を検出する検出手段と、文書化データにアクセスするアクセス手段と、現実の情報を評価し記憶された文書化データをこの現実の情報に関連して選択する評価手段と、技術的構成要素に仮想的にマーキングをする手段と、この仮想的マーキングにより選択された技術的構成要素に関連する付加情報を表示する手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、対象に指向してマーキングし情報を選択された技術的構成要素に対
応付けるシステム及び方法に関する。
【0002】 このようなシステム及び方法は、例えば自動化技術の分野において、生産機械
及び工作機械において、診断及びサービス支援システムにおいて並びに例えば車
両や産業機械及び設備のような複合的な構成要素、機器及びシステムに対して使
用される。
【0003】 本発明の課題は、具体的な作業情況において関連する文書化データに迅速にか
つ確実にアクセスすることを可能にするシステム及び方法を提供することにある
【0004】 この課題は、請求項1に挙げられた特徴を備えたシステム並びに請求項4に挙
げられた特徴を備えた方法によって解決される。
【0005】 文書化データは、例えば、設備或いは自動化システムを設立する際に作成され
、集積されたデータ及び/又は設備或いは自動化システムの稼動において所定の
基準に従って整理され、その都度更新された文書化データである。これらの文書
化データは、ローカルにも、即ちその都度の使用の場所でも或いは任意の他の場
所(例えば個々の設備構成要素のそれぞれの製造会社の場所)でも記憶手段に記
憶される。検出手段により例えば画像内容から現実の情報が検出され、評価手段
を介して評価されるので、現実の対象を文書化データに記憶された対象データに
対応付けることが可能になる。現実の情報データ(例えば検出された対象の形態
のデータ)により、特に自動的に、文書化データに含まれている対象データが選
択され、例えば現場でサービスのために提供される。これによりその都度の必要
なデータに情況に応じた迅速なアクセスが可能となる。
【0006】 作業者にとって非常に使い易い、対象のマーキング方法は、仮想的にマーキン
グする手段が音声制御により及び/又はデジタル画像処理により制御されること
である。作業者はその場合例えば特定の対象を観察し、これによりARシステム
(=強調現実感システム)のカメラが同様にその対象を撮影する。デジタル画像
処理により、かくして選択された対象の位置が決められ、仮想的にマーキングさ
れる。付加的に或いは画像評価とは無関係に、選択されマーキングされるべき対
象は作業者の音声命令の評価によって検出できる。
【0007】 現場作業者のその都度の所在地に無関係に、このシステムの「グローバル」な
適用は、作業者の現場に、遠隔の専門家及び/又は遠隔のエキスパートシステム
とのデータ接続を介してマーキングを伝達するために及び/又は仮想的マーキン
グによって選択された技術的構成要素に関連する付加情報の返送するために接続
可能である強調現実感システムが設けられていることによって達成される。かく
して対象の、現場で作成されたマーキングが遠隔の専門家に伝達され、この専門
家はそれによりその都度マーキングされた対象に対する付加情報を現場の作業者
に仲介することができる。
【0008】 本発明の異なる有利な構成例は文書化データが静的及び/又は動的な情報デー
タである。このような静的な情報の例はハンドブックの技術データ、分解図、保
守仕様書等である。動的な情報の例は温度、圧力等のようなプロセス値である。
【0009】 文書化データへの情況に応じた迅速なアクセスは、検出手段が撮像装置を備え
、現実の情報を評価する評価手段が、現実の情報から適用コンテキスト、特に文
書化データの対象が求められるように設けられ、そしてこのシステムが文書化デ
ータを可視化する可視化手段を備えていることによりさらに支援される。
【0010】 文書化データへの情況に応じた迅速なアクセスは、検出手段が作業者側で制御
され、特に音声制御形検出手段として及び/又は制御データにより制御された検
出手段として形成されていることによっても支援される。
【0011】 静的及び/又は動的な文書化データ及び/又はプロセスデータに基づいた強調
現実感技術の、多くの適用例に対する最適な使用は、検出手段及び/又は可視化
手段がデータグラスとして形成されるようにして行われる。
【0012】 以下において本発明を図に示された実施例により詳しく説明する。 図1は文書化処理システムの1つの実施例のブロック回路図、 図2は文書化処理システムの異なる実施例のブロック回路図、 図3は文書化処理システムのさらに別の実施例のブロック回路図、 図4は文書化データに情況に応じてアクセスするための1つの適用例、 図5は対象に指向してマーキングし情報を選択された技術的構成要素に対応付
けるための1つの適用例の問題設定及び作業情況を備えた第一の情況、 図6は情況に関連して強調した図5の適用例の第二の情況、 図7は図5の適用例の第三の情況、 図8は対象に指向してマーキングし情報を音声に基づく対話により対応付ける
第四の情況、 図9は対象に指向してマーキングし情報を対応付ける第五の情況、 図10は対象に指向してマーキングし情報を対応付ける第六の情況、 図11は対象に指向してマーキングし情報を対応付ける第七の情況、 図12は対象に指向してマーキングし情報を対応付ける第八の情況、を示す。
【0013】 図1は、強調現実感技術を使用した文書化処理システムの原理図を示す。この
システムは評価手段Aと、これに接続された検出手段2並びに可視化手段Bとか
らなる。データ接続Dを介して評価手段Aは記憶手段1と連結可能である。この
記憶手段1は文書化データとして情報I1..Inを含む。検出手段2はプロセ
ス3(例えば自動化システム)の現実の情報Rを検出するためのものである。
【0014】 図1は技術的及び工業的適用のための情況に応じた文書化処理システムの基本
構造を構成する。検出手段2(例えばビデオカメラ)により技術的及び工業的適
用例3の現実の情報が検出され、評価手段A(例えばデジタル画像処理手段)に
より分析され、評価される。評価手段Aによる現実の情報Rの評価は、例えば、
個々の対象(即ち自動化システム或いは工業的適用の個々の構成要素)を検出す
るように行われる。この検出は、例えば、現実の対象に付加された付加情報の形
で、例えばバーコード・ステッカーの形で行われるか、或いは評価手段A及び/
又は文書化データ1に記憶された比較データと画像情報との比較によって行われ
る。現実の情報Rに対応する所望の対象を求めた後、自動的に及び/又は対話的
に作業者によって制御されて、文書化データI1..Inが作業者に可視化手段
Bにより表示される。これらの文書化データI1..Inは情況に応じた及び修
理、保守等の際の支援のための付加情報を形成する。現実の情報に関係してその
都度必要とされる文書化データが情況に応じて示される。この文書化データI1
..Inは、現場で、例えばデータ処理装置に或いはまた遠隔の場所に記憶され
る。この場合、アクセスは例えばインターネット接続を介して行われる。
【0015】 図2は、作業者と自動化装置A1..Anとの間の相互関係を情況に応じて支
援するための文書化処理システムの原理図を示す。図2に詳しく図示されていな
い作業者はモバイル機器4,6を備えている。このモバイル機器はビデオカメラ
2並びにマイクロフォン11が配置されているデータグラス4を含んでいる。こ
のデータグラスは無線インターフェイス15を介して自動化装置A1..Anと
交信する無線送受信装置6に連結されている。この自動化装置A1..Anはデ
ータ接続14を介して強調現実感システム10に接続可能である。なお、このシ
ステムは以下において簡略化してARシステムと称する。このARシステムは情
報データを記憶する情報モジュール1bと、AR基本モジュール8と、AR応用
モジュール9とを含む。ARシステム10はデータ接続13を介してインターネ
ット5と接続可能であり、例示されたインターネット接続12を介して別の記憶
及び文書化データ1aにアクセス可能である。
【0016】 データグラス4及びモバイル無線送受信装置6を装着している作業者は、保守
及びサービス目的のために装置A1..An内において自由に移動できる。例え
ばこの装置A1..Anの特定の部分構成要素の保守或いは修理が必要な場合、
データグラス4のカメラ2により、場合によってはマイクロフォン11で捉えら
れる音声指令によって制御されて、関係する文書化データ1a,1bへの適当な
アクセスが行われる。このために無線インターフェイス15を介して装置A1.
.An或いは対応の無線送信モジュールへのデータ接続が構成され、データがA
Rシステム10に伝達される。ARシステムにおいては、作業者によって得られ
たデータの情況に応じた評価が行われ、情報データ1a,1bへのアクセスが自
動的に或いは対話的に作業者によって制御されて行われる。求められた関係する
文書化データ1a,1bはデータ接続14,15を介して無線送信装置6に伝達
され、全体として、検出された作業情況に基づいて分析が行われ、現在の静的情
報からのデータの選択のための基礎とされる。これにより、情況に応じた、対象
に指向したもしくは構成要素に指向した重要な知識を最新のデータ源1a,1b
から選択することができる。この情報の表示はその都度使用された可視化機器(
例えば携帯形パソコン或いはデータグラス)によって行われる。ARに基づく技
術について説明する。現場の作業者はそれ故ただ必要とする情報だけが供給され
る。サービスマンは例えばいわゆる「100頁マニュアル」によって情報を過剰
に受けることはない。
【0017】 図3はサービス及び保守のための文書化処理システムの別の適用例を示す。こ
のシステムは、情報データを記憶する情報モジュール1bと、AR基本モジュー
ル8と、AR応用モジュール9とを含む強調現実感システム10からなる。AR
システム10は接続線13,18を介してインターネット5に接続可能である。
インターネットから例示されているデータ接続12を介して遠隔の専門家22が
操作する遠隔のパソコン16と接続できる。ARシステム10の個々のモジュー
ル間の結合は接続線19,20,21を介して行われる。作業者7とARシステ
ムとの間の交信はインターフェイス8,23を介して行われる。このためにAR
システム10は、ARシステム10と作業者7との間の双方向データ交信をデー
タグラス4により或いは直接インターフェイス8を介して又は作業者7の範囲に
配置されている無線送受信装置17によりインターフェイス23を介して行うこ
とを可能にする送受信装置に連結可能である。インターフェイス23による接続
は別置のデータ接続を介して或いは電流回路網を介していわゆる「電源ライン」
モデムとして実現することができる。データグラス4は眼鏡レンズの範囲に配置
された表示装置の他に、画像検出装置2をカメラの形で並びにマイクロフォン1
1を備えている。作業者7はデータグラス4により装置A1..Anの範囲で移
動でき、サービス或いは保守作業を行うことができる。
【0018】 データグラス4と、これに付設された無線送受信装置(例えば作業者が直接身
体に所持する無線送受信装置17)とにより、予防的な機能を達成することがで
きる。即ち、先ずその都度の作業情況の検出を、例えばカメラ2或いは作業者7
による位置決定により行う。この検出された作業情況に基づいて、ARシステム
においてデータ保守された装置A1..Anの選択が行われる。図3に示された
システムの基本的な利点は、このシステムが個々の単独機能の協調をその適用に
応じて支援することにある。即ち、先ず具体的な作業情況が自動的に検出され、
次いでこの作業情況が分析され、その際最新の、現存の静的情報からその時に検
出された動的データと組み合わされて自動的に重要な局面が求められる。これに
より例えば組立指針が最新のプロセスデータで修正される。作業者7はこれによ
り重要な情報の情況に応じた表示を、作業者の視界に現実の作業情況を求められ
た情報に関して拡大するように、例えば対応するデータを重畳して可視化するこ
とにより得ることができる。これにより作業者7は最短時間で行動可能とされ、
従って必要な機械行程時間が確保される。保守作業者7は現場で遠隔の専門家2
2及び遠隔の専門家22の所に存在するパソコンデータ16を介しても支援を得
ることができる。
【0019】 図4は文書化データに情況に応じてアクセスするための1つの適用例を示す。
図4は、その左側の第一の画像スクリーン範囲B1に装置の構成要素を示してい
る。右側の画像スクリーン範囲B2には、例えば装置の個々の構成要素を監視す
る作業者7が示されている。この作業者7は、検出手段としてのカメラ2を含む
データグラス4を装着している。データグラス4にはさらにマイクロフォン11
並びに拡声器16が配置されている。左側の画像スクリーン範囲B1には、画像
スクリーンB2に示されたデータグラスで観察される配管の概観が示されている
。左側の画像スクリーンB1において2つの点P1,P2が、それぞれデータグ
ラス4により観察された2つの画像部分を表わすものとしてマークされている。
第一の点P1を観察した後、即ち点P1に配置されている配管を観察した後、作
業者7には付加情報がデータグラス4に可視化される。この付加情報I11は、
第一の点P1に関してはこの配管部に対する作業指針を含み、点P2に関しては
第二の工程で実行される据付け指針を含む文書化データからなる。据付け指針は
、作業者7に点P2のボルト締付けのトルク及び回転方向が付加データI12の
可視化により通知されることである。作業者7はそれ故最短時間で観察される対
象に対する情況に応じた指示を得る。その時適用されたトルクを検出できるイン
テリジェント工具を使用する場合には、さらに、作業者が現在のトルクに基づい
て、このトルクを上げるか又は下げるかについても要求されることが可能である
【0020】 図5から図12は、それぞれ、対象に指向してマーキングし情報を選択された
技術的構成要素に対応付けるための1つの適用例の情況を示す。その場合、装置
或いはその他の技術的構成要素に異常事態があるものとされている(図5参照)
。データ処理技術により行う異常事態管理が問題を含んでいると思われる装置の
構成要素の位置を決めている(図6,7参照)。作業者或いはサービスマンはそ
の作業を支援するためのモバイルARシステムを装着し、例えば、指でそれらし
い問題スポットを指すことによって及び/又は例えばこれを音声で支援すること
によって、その疑念を表わしている(「この構造群に欠陥があるのかも知れない
」、図8参照)。かくして例えば技術的対象(例えば前記構造群)に当てた指が
、その後も引き続き遠隔のシステム専門家(サービスセンターの専門家)及び現
場の作業者或いはサービスマンのために見えるような仮想のマーキング(図9に
おける円を参照)を残している。例えばシステム専門家はこの情況を、カメラ及
びデータ線を介して伝達されたビデオ画像を可視化するモニタ(図11)で見て
いる。作業者は現場でいわゆる「モバイルモニタ」(例えば、HMD、「データ
グラス」或いは手持ちモニタ)でその可視化を行う。遠隔の専門家は作業者によ
って提起された問題スポットに対して音声及び他の情報(マーキング、付加的な
テキスト或いは図表のような情報、図12参照)によってコメントする。この「
強調」は、挿入された、対象に関連する表示(文書、画像、多面情報「対象背後
を見よ」)によるマーキングによって行われる。付加情報及び強調化は、それに
より、特に作業者にとって、関係する技術的対象に対する視覚的な関連をもって
見える(図12参照、「このリレーをもう一度チェックせよ」)。
【0021】 本発明の主要な構成要素は、それ故、特に作業者と遠隔地で関与可能なシステ
ム専門家との協調作業を支援するために、対象に指向した仮想マーキングと、光
学的に検出された、現実の技術的構成要素への情報の対応付けとにある。本発明
は特に適用フィールド「生産及び工作機械」(NC制御の自動化プロセス)並び
に「複合的な技術的構成要素、機器及びシステムのための診断及びサービス支援
システム」(例えば、車輌、しかしまた産業機械や設備)の特殊なコンテキスト
にある。
【0022】 特に、生産、始動及びサービス(診断、保守等)の段階において従来の技術は
、複合的な経過及び作業手順を支援するためには殆ど充分ではなかった。空間的
に遠隔のシステム専門家が現場の協力者や作業者と全世界的な距離を介して交信
して、分散して問題解決を行うような協調作業には、効果的な技術的可能性が欠
けていた。このことは特に主に中規模の工作機械メーカーにとっては特に重要で
ある。彼らはグローバル化によって、その顧客の生産拠点を全世界的に建設する
ことを余儀なくされてきた。しかしながら、全ての重要な市場に支点を置くこと
は経済的な理由から実現不可能でもあり、また益々複合化する設備に関して本社
の経験豊富なサービスマンの深遠なる知識を諦めることもできない。
【0023】 本発明は、光学的に検出された現実の技術的構成要素に、「仮想のマーキング
」を行うことを可能にする。この「マーキング」(=対象の同一性確認)は、利
用者の観点から直感的に使用可能な対話技術(例えば身振りや音声)によって行
われる。
【0024】 従来のむしろハンディな解決方法はこれによって不必要となるか或いは少なく
とも大幅に軽減される。このような従来の解決方法は例えば作業情況の状況的説
明のための口頭による交信もしくは所定の課題設定の作業における支援のための
電話による指示であった。
【0025】 図5ないし図12により行われるやり方においては、特別なこととして、強調
現実感によるマン・マシーン相互会話がコンピュータとの非常に簡単なかつ直感
的な交信でもって、音声処理或いは身振り認識のような例えばマルチモードの対
話技術に補足されて使用される。
【0026】 光学的に検出され文書化された現実の作業情況において画像認識(分析的画像
処理による)の手法での技術的対象の確認、即ち「マーキング」、即ち、例えば
作業者により行われる重要な技術的対象の確認は、マルチモードの対話手法、例
えば身振り認識に、場合によっては音声認識を加えたような手法により行われる
。マーキングは技術的対象に対応付けられており、「遠隔で」関与可能なシステ
ム専門家による支援とにも同様に使用される。
【0027】 本発明の本質的に新規でかつ特別な点は、作業者によるマーキングと、対象に
このマーキングを結合することと、場合によっては遠隔のシステム専門家による
マーキング及び強調化とにある。
【0028】 要約するに、本発明は、対象に指向したマーキング及び情報を選択された技術
的構成要素に対応付けるためのシステム及び方法に関する。特に自動化システム
の保守において最適な支援のために、作業者と技術的構成要素との間の対話を情
況に応じて支援するために、対象に指向してマーキングし情報を選択された技術
的構成要素に対応付けるための、特に技術的及び工業的適用のためのシステムが
提案される。このシステムは、文書化データを記憶する記憶手段と、現実の情報
を検出する検出手段と、文書化データにアクセスするアクセス手段と、現実の情
報を評価し記憶された文書化データをこの現実の情報に関連して選択する評価手
段と、技術的構成要素を仮想的にマーキングする手段と、この仮想的マーキング
により選択された技術的構成要素に関連する付加情報を表示する手段とを備える
【図面の簡単な説明】
【図1】 文書化処理システムの1つの実施例のブロック回路図
【図2】 文書化処理システムの異なる実施例のブロック回路図
【図3】 文書化処理システムのさらに別の実施例のブロック回路図
【図4】 文書化データに情況に応じてアクセスするための適用例を示す図
【図5】 対象に指向してマーキングし情報を選択された技術的構成要素に対応付けるた
めの適用例の問題設定及び作業情況を備えた第一の情況を示す図
【図6】 情況に関連して強調した図5の適用例の第二の情況を示す図
【図7】 図5の適用例の第三の情況を示す図
【図8】 対象に指向してマーキングし情報を音声に基づく対話により対応付ける第四の
情況を示す図
【図9】 対象に指向してマーキングし情報を対応付ける第五の情況を示す図
【図10】 対象に指向してマーキングし情報を対応付ける第六の情況を示す図
【図11】 対象に指向してマーキングし情報を対応付ける第七の情況を示す図
【図12】 対象に指向してマーキングし情報を対応付ける第八の情況を示す図
【符号の説明】
1 記憶手段 1a 文書化データ 1b 文書化データ(情報モジュール) 2 検出手段 3 プロセス 4 データグラス 5 インターネット 6 送受信装置 7 作業者 8 AR基本モジュール 9 AR応用モジュール 10 ARシステム 11 マイクロフォン 12 インターネット接続 13,14,15 データ接続線 16 遠隔のパソコン 16(図4) 拡声器 17 送受信装置 18 接続線 19,20,21 内部接続線 22 遠隔の専門家 23 インターフェイス A 評価手段 A1...An 技術的装置 B 可視化手段 B1,B2 画像スクリーン範囲 D アクセス手段(データ接続) I1...In 文書化データ I11 付加情報 I12 付加データ P1,P2 画像スクリーンの点 R 現実の情報

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】作業者(7)と技術的装置(A1..An)との間の対話を情
    況に応じて支援するために、対象に指向してマーキングし情報を選択された技術
    的構成要素に対応付けるための、特に技術的及び工業的適用のためのシステムに
    おいて、文書化データ(I1..In)を記憶する記憶手段(1)と、現実の情
    報(R)を検出する検出手段(2)と、文書化データ(I1..In)にアクセ
    スするアクセス手段(D)と、現実の情報(R)を評価し記憶された文書化デー
    タ(I1..In)をこの現実の情報(R)に関連して選択する評価手段(A)
    と、技術的構成要素を仮想的にマーキングする手段と、この仮想的マーキングに
    よって選択された技術的構成要素に関連する付加情報を表示する手段とを備えた
    システム。
  2. 【請求項2】仮想的にマーキングする手段が音声制御によって及び/又はデ
    ジタル画像処理によって制御されることを特徴とする請求項1に記載のシステム
  3. 【請求項3】作業者(7)の現場、遠隔の専門家及び/又は遠隔のエキスパ
    ートシステムとのデータ接続を介してマーキングを伝達するために及び/又は仮
    想マーキングによって選択された技術的構成要素に関連する付加情報を返送する
    ために接続可能である強調現実感システムが設けられていることを特徴とする請
    求項1又は2に記載のシステム。
  4. 【請求項4】作業者(7)と技術的装置(A1..An)との間の対話を情
    況に応じて支援するために、対象に指向してマーキングし情報を選択された技術
    的構成要素に対応付ける、特に技術的及び工業的適用のための方法において、文
    書化データ(I1..In)が記憶され、現実の情報(R)が検出手段(2)に
    より検出され、文書化データ(I1..In)に、現実の情報(R)が評価され
    、記憶された文書化データ(I1..In)がこの現実の情報(R)に関連して
    選択されるようにアクセスされ、選択される技術的構成要素に仮想的マーキング
    が付けられ、この仮想的マーキングによって選択された技術的構成要素に関連す
    る付加情報が作業者に表示される方法。
  5. 【請求項5】仮想的マーキングが音声に基づき及び/又はデジタル画像処理
    によって付けられることを特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】作業者(7)の場所から強調現実感システムによって、遠隔の
    専門家及び/又は遠隔のエキスパートシステムとのデータ接続を介して、マーキ
    ングの伝達が行われ、及び/又は仮想的マーキングによって選択された技術的構
    成要素に関連する付加情報の返送が行われることを特徴とする請求項4又は5に
    記載の方法。
JP2001536646A 1999-11-09 2000-11-09 対象に指向してマーキングし情報を選択された技術的構成要素に対応付けるシステム及び方法 Withdrawn JP2003514294A (ja)

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