JP2004021848A - Building design system, plant design system, and three-dimensional structure body observation system - Google Patents

Building design system, plant design system, and three-dimensional structure body observation system Download PDF

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Ikuo Yamamoto
山本　郁夫
Susumu Harada
原田　享
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Mitsubishi Heavy Industries Environmental Engineering Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a building design system by which the structure of a building is realistically and interactively observed, so as to support the examination of the structure of the building. <P>SOLUTION: The system includes: a data obtaining means (1a, 3, 4, 5) for obtaining three-dimensional (3D) structure data which indicates the 3D structure of the building; a position indicator which is operated by a user and comprises a position sensor; 3D glasses (8) to be worn by the user; a display means (6) for displaying videos on a plurality of surfaces (7a-7e) at the inner side of a 3D video display chamber (7); and an arithmetic device (1) for processing the 3D structure data based on the position of the 3D glasses detected by the position sensor, and generating the videos so as the user three-dimensionally observes the building through the 3D glasses (8). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元構造体の設計や観察を行うために使用される３次元構造体設計システム、及び３次元構造体観察システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元構造体には、その構造の検討や観察が困難であるものが少なくない。例えば、建築物やプラントのような大型の３次元構造体は、設計段階で構造の検討が充分になされることが重要である。しかし、建築物やプラントの試作は、経済性の点から困難である。試作が事実上不可能であることは、建築物やプラントの構造の検討の困難性を高める。また、津波や人体の臓器のように自然現象を通じて形成される３次元構造体は、直接に観察する機会を数多く得ることが困難であり、構造の検討が困難である。更に、人体の臓器は、その構造が微細であるため、その構造の観察が困難である。
【０００３】
３次元構造体の構造の検討には、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）システムが広く使用される。３次元ＣＡＤシステムは、３次元構造体を設計する環境をユーザに提供する。更に、３次元ＣＡＤシステムは、設計された３次元構造体の立体的構造をディスプレイに表示して、ユーザによる３次元構造体の構造の検討を支援する。
【０００４】
建築物やプラントのような大型の３次元構造体の構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にし、これによって、３次元構造体の構造の検討を容易化する設計システムが提供されることが望まれる。更に、このような設計システムは、操作性がより良好であることが望まれる。
【０００５】
更に、津波や人体の臓器のように、自然現象を通じて形成される３次元構造体を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にし、これによって、３次元構造体の構造の観察を容易化する観察システムが提供されることが望まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、建築物の構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にし、これによって建築物の構造の検討を支援する建築物設計システムを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、建築物の構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にする建築物設計システムの操作性を向上することにある。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、プラントの構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にし、これによってプラントの構造の検討を支援するプラント設計システムを提供することにある。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、プラントの構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にするプラント設計システムの操作性を向上することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、自然現象を通じて形成される３次元構造体の構造をリアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にし、これによって、普段は体験できない自然現象や、見ることができない微細組織の観察を支援する３次元構造体観察システムを提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、３次元構造体の構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にする３次元構造体観察システムの操作性を向上することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されている。但し、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１３】
本発明による建築物設計システムは、建築物の立体的構造を示す立体的構造データを取得するデータ取得手段（１ａ、３、４、５）と、ユーザによって操作され、位置センサを含む位置指示器と、ユーザに装着される立体メガネ（８）と、立体映像表示室（７）の内側の複数の面（７ａ〜７ｅ）に映像を表示する表示手段（６）と、前記位置センサが検出する立体メガネ（８）の位置に基づいて前記立体的構造データをデータ処理し、立体メガネ（８）を通して前記建築物が立体的に観察されるように前記映像を生成する演算装置（１）とを備えている。当該建築物設計システムでは、ユーザによって操作される位置指示器（８）の位置に応じて建築物の立体表示が行われ、建築物をリアルに、且つ、インターラクティブに観察することが可能である。
【００１４】
前記位置指示器は、立体メガネ（８）に内蔵されることが可能であり、また、前記位置指示器は、立体メガネ（８）と別体に用意される指示棒であることが可能である。
【００１５】
当該建築物設計システムが、更に、操作検知手段（９）を備えている場合、表示手段（６）は、立体映像表示室（７）の内側の複数の面（７ａ〜７ｅ）のうちの一の面（７ｂ）に定められた操作領域（７ｆ）に操作画面を表示し、操作検知手段（９）は、前記操作画面に対してユーザが行った操作を検知し、演算装置（１）は、前記操作に応答して前記映像を生成することが好ましい。これにより、ユーザは、操作画面を介して演算装置（１）に指令を与えることが可能である。
【００１６】
操作領域（７ｆ）が設けられる一の面（７ｂ）は、立体映像表示室（７）の床面であることが好ましい。これにより、ユーザは足によって操作画面を操作することが可能であり操作性が向上する。
【００１７】
演算装置（１）は、前記建築物を観察する視点を立体メガネ（８）の位置に基づいて決定することが好ましい。これにより、ユーザは、自らの動きによって建築物を観察する視点をインターラクティブに変更し、建築物が立体表示されている仮想空間を自在に移動可能である。
【００１８】
建築物を観察する視点は、前記建築物の内部に設定可能であることが好ましい。これにより、建築物の内部構造の把握が容易になる。
【００１９】
前記建築物が、第１建築物と既存である第２建築物とを含み、前記立体的構造データが、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）システムによって生成された、前記第１建築物の立体的構造を示す３次元ＣＡＤデータと、前記第２建築物を撮影して得られた撮影画像データとを含む場合、演算装置（１）は、前記３次元ＣＡＤデータと前記撮影画像データとに基づいて、前記第１建築物と前記第２建築物とが立体的に観察されるように前記映像を生成することが好ましい。これにより、第１建築物と、既存の第２建築物との構造の協調性の検討が容易になる。
【００２０】
本発明によるプラント設計システムは、プラント（４０）に含まれる設備の立体的構造を示す立体的構造データを取得するデータ取得手段（２１ａ、２２、２４、２５）と、位置センサを含む立体メガネ（８）と、立体映像表示室（７）の内側の複数の面（７ａ〜７ｅ）に映像を表示する表示手段（６）と、前記位置センサが検出する立体メガネ（８）の位置に基づいて前記立体的構造データを処理し、立体メガネ（８）を通して前記プラントが立体的に観察されるように前記映像を生成する演算装置（２１）とを備えている。当該プラント設計システムでは、ユーザに装着される立体メガネ（８）の位置に応じてプラントの立体表示が行われ、プラントをリアルに、且つ、インターラクティブに観察することが可能である。
【００２１】
当該プラント設計システムが、更に、操作検知手段（９）を備えている場合、表示手段（６）は、立体映像表示室（７）の内側の複数の面（７ａ〜７ｅ）のうちの一の面（７ｂ）に定められた操作領域（７ｆ）に操作画面を表示し、操作検知手段（９）は、前記操作画面に対してユーザが行った操作を検知し、演算装置（２１）は、前記操作に応答して前記映像を生成することが好ましい。
【００２２】
操作領域（７ｆ）が定められる前記一の面（７ｂ）は、立体映像表示室（７）の床面であることが好ましい。
【００２３】
演算装置（２１）は、プラント（４０）を観察する視点を立体メガネ（８）の位置に基づいて決定することが好ましい。
【００２４】
演算装置（２１）は、プラント（４０）に含まれる設備の動作をシミュレーションし、立体メガネ（８）を通して前記動作が立体的に観察されるように前記映像を生成することが好ましい。
【００２５】
プラント（４０）は、第１設備と、プラント（４０）に既存である第２設備
とを含み、前記立体的構造データは、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）システムによって生成された、前記第１設備の立体的構造を示す３次元ＣＡＤデータと、前記第２設備を撮影して得られた撮影画像データとを含む場合、演算装置（２１）は、前記３次元ＣＡＤデータと前記撮影画像データとに基づいて、前記第１設備と前記第２設備とが立体的に観察されるように前記映像を生成することが好ましい。
【００２６】
この場合、演算装置（２１）は、前記第１設備と前記第２設備との動作をシミュレーションし、立体メガネ（８）を通して前記動作が立体的に観察されるように前記映像を生成することが好ましい。
【００２７】
本発明による３次元構造体観察システムは、自然現象を通じて形成される３次元構造体の立体的構造を示す立体的構造データを供給するデータ供給手段（１ａ、３〜５）と、ユーザによって操作され、位置センサを含む位置指示器と、ユーザに装着される立体メガネ（８）と、立体映像表示室（７）の内側の複数の面（７ａ〜７ｅ）に映像を表示する表示手段（６）と、前記位置センサが検出する前記位置指示器の位置に応答して前記立体的構造データをデータ処理し、立体メガネ（８）を通して前記３次元構造体が立体的に観察されるように前記映像を生成する演算装置（１）とを備えている。ユーザによって操作される位置指示器（８）の位置に応じて３次元構造体の立体表示が行われ、３次元構造体をリアルに、且つ、インターラクティブに観察することが可能である。
【００２８】
本発明による３次元構造体観察システムは、３次元構造体の立体的構造を示す立体的構造データを供給するデータ供給手段（１ａ、３〜５、２１ａ、２４、２５）と、位置センサを含む立体メガネ（８）と、立体映像表示室（７）の内側の複数の面（７ａ〜７ｅ）に映像を表示する表示手段（６）と、操作検知手段（９）と、前記位置センサが検出する立体メガネ（８）の位置とに応答して前記立体的構造データをデータ処理し、前記立体メガネを通して前記建築物が立体的に観察されるように前記映像を生成する演算装置（１、２１）とを備えている。表示手段（６）は、立体映像表示室（７）の内側の複数の面（７ａ〜７ｅ）のうちの一の面（７ｂ）に定められた操作領域（７ｆ）に対して操作画面を表示する。操作検知手段（９）は、前記操作画面に対してユーザが行った操作を検知する。演算装置（１１）は、前記操作に応答して前記映像を生成する。
【００２９】
操作領域（７ｆ）が定められた前記一の面（７ｂ）は、前記立体映像表示室の床面であることが好ましい。
【００３０】
また、演算装置（１、２１）は、前記３次元構造体を観察する視点を前記位置に基づいて決定することが好ましく、その視点は、前記３次元構造体の内部に設定可能であることが更に好ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明による３次元構造体設計システム及び３次元構造体観察システムの実施の一形態を説明する。
【００３２】
（実施の第１形態）
本発明による３次元構造体設計システムの実施の第１形態は、建築物を設計するための建築物設計システムである。その建築物設計システム１０には、図１に示されているように、演算装置１が３次元ＣＡＤシステム２とともに設けられている。
【００３３】
３次元ＣＡＤシステム２は、ユーザによる操作に応じて、建築物の立体的構造を示す３次元ＣＡＤデータを作成する。３次元ＣＡＤシステム２は、建築物を設計する環境をユーザに提供し、設計の対象である建築物の立体的構造は、３次元ＣＡＤデータに記述される。作成された３次元ＣＡＤデータは、通信インターフェース１ａを介して３次元ＣＡＤシステム２から演算装置１に供給される。
【００３４】
演算装置１には更に、都市に既存の建築物を撮影した撮影画像が衛星３、デジタルカメラ４、及びモバイル端末５から提供される。衛星３、デジタルカメラ４、及びモバイル端末５は、既存の建築物２０を撮影するために使用される。この撮影画像は、既存の建築物２０を立体表示するために使用される。衛星３、デジタルカメラ４、及びモバイル端末５から演算装置１への撮影画像の供給は、通信インターフェース１ａを介して行われる。
【００３５】
演算装置１は、３次元ＣＡＤシステム２から供給された３次元ＣＡＤデータと、衛星３、デジタルカメラ４、及びモバイル端末５が撮影した撮影画像とから、立体プロジェクタ６が投影する映像を生成する。必要がある場合、演算装置１は、３次元ＣＡＤデータに示されている建築物と、撮影画像に撮影された既存の建築物２０とを合成して立体プロジェクタ６が投影する映像を生成する。
【００３６】
立体プロジェクタ６は、演算装置１が生成した映像を、立体映像表示室７の内側の面である天井面７ａ、床面７ｂ、側面７ｃ、７ｄ、７ｅに投影する。表示される映像は、一つの連続的な映像である。ユーザは、立体メガネ８を通して天井面７ａ、床面７ｂ、側面７ｃ、７ｄ、７ｅに投影された映像を見ることにより、建築物を立体視によって観察することができる。建築物の立体視による観察は、建築物の構造をリアルに把握することを可能にする。特に、立体映像表示室７の複数の内面に建築物の映像が投影されていることにより、ユーザは、没入感にあふれる観察像を得ることができる。
【００３７】
立体映像表示室７に投影される映像を生成する演算装置１とユーザとの間のインタラクション（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）を実行するために、立体映像表示室７の床面７ｂには、操作画面を表示するための操作領域７ｆが定められている。演算装置１は、立体プロジェクタ６が投影する映像を、操作領域７ｆに操作画面が表示されるように生成する。操作画面に何らかの操作を行うことにより、ユーザは、演算装置１に指令を与えることができる。
【００３８】
操作画面になされた操作を検出するために、操作領域７ｆには、光センサアレイ９が設けられている。光センサアレイ９は、演算装置１に接続されている。ユーザによって操作領域７ｆに何らかの操作がなされると、演算装置１は、光センサアレイ９が検出した光の強度、及び強度の分布によって、操作領域７ｆに対してなされた操作を識別する。演算装置１は、操作領域７ｆに対してなされた操作に応じて、立体プロジェクタ６が投影する映像に所定の操作を行う。ユーザは、操作画面を操作して演算装置１に指令を与え、立体プロジェクタ６による映像の投影を開始し、終了し、又は、その映像の切替や変更を行うことができる。
【００３９】
操作画面を表示するための操作領域７ｆは、床面７ｂではなく、側面７ｃ、７ｄ、７ｅに定められることも可能である。しかし、操作領域７ｆが床面７ｂに定められていることは、足による操作画面の操作を可能にする点で有用である。足によって操作画面が操作できることは、ユーザの視線の移動を最小限に抑え、建築物の構造の検討に便利である。
【００４０】
演算装置１とユーザとの間のインタラクションを行う他の手段を提供するために、立体メガネ８には、その位置を検出する位置センサ（図示されない）が内蔵されている。立体メガネ８は、演算装置１に接続され、位置センサによって検出された自己の位置を演算装置１に通知する。このような動作を行う立体メガネ８は、位置を指示するための位置指示器としても機能する。
【００４１】
立体メガネ８の位置は、建築物を観察する視点の決定に使用される。演算装置１は、立体メガネ８の位置を示す位置データを立体メガネ８から受け取り、建築物を観察する視点を定める。演算装置１は、定められた視点から建築物が観察されるように、立体プロジェクタ６が投影する映像を生成する。
【００４２】
ユーザが立体メガネ８をかけたまま移動すると、演算装置１は、その移動に応じて立体プロジェクタ６が投影する映像を逐次に変更し、建築物を観察する視点を移動させる。このような演算装置１の動作は、ユーザが視点をインターラクティブに変更することを可能にする。
【００４３】
建築物を観察する視点は、建築物の内部に定められ得る。図２は、視点が設計対象の建築物の内部にあるときに、ユーザに見える観察映像を示している。この場合、ユーザが立体メガネ８をかけたまま移動すると、その移動に応じて視点も移動し、ユーザは建築物の内部を仮想的に移動しながら、建築物の内部を観察することができる。このように、視点が建築物の内部に定められ得ることは、建築物の内部構造の検討を容易にする。
【００４４】
また、視点は、建築物の外部に定められ得る。図３は、視点が設計対象の建築物の外部にあるときに、ユーザに見える観察像を示している。ユーザが立体メガネ８をかけたまま移動すると、その移動に応じて視点も移動し、ユーザは建築物の外部を仮想的に移動しながら、建築物の外観を観察することができる。このとき、演算装置１は、必要に応じて、設計対象の建築物及び既存の建築物とが合成された映像を生成する。設計対象の建築物及び既存の建築物との合成映像は、設計対象の建築物の外観と既存の建築物の外観との協調性を検討するのに極めて有用である。
【００４５】
視点が建築物の外部にあるときに操作画面に対して所定の操作がなされると、図４に示されているように、演算装置１は、建築物の屋根を取り去って建築物の内部構造が建築物の外部にある視点から観察可能なように、立体プロジェクタ６が投影する鳥瞰図的な映像を生成する。このような演算装置１の動作は、建築物の内部構造の多面的な検討を可能にする。
【００４６】
以上に説明されているように、実施の第１形態の建築物設計システムは、建築物の構造を、リアルに、且つ、インタラクティブに観察することを可能にする。このような建築物設計システムは、建築物の構造の検討を容易にする。
【００４７】
本実施の形態では、操作画面の操作の検出は、光センサアレイ９を用いてなされているが、他の操作検出手段が光センサアレイ９の代わりに使用され得る。例えば、光センサアレイ９の代わりにタッチパネルが使用されることが可能である。この場合、操作画面に与えられた力学的作用がタッチパネルにより検出され、演算装置１は、検出された力学的作用に基づいて操作画面の操作の識別を行う。
【００４８】
また、本実施の形態では、位置センサによって検出された立体メガネ８の位置に応じて建築物を観察する視点が定められているが、視点の指定には、立体メガネ８と別体に用意された指示棒が使用されることが可能である。この場合、指示棒に位置センサが内蔵され、演算装置１は、位置センサによって検出された指示棒の位置に応答して、建築物を観察する視点を定める。
【００４９】
また、３次元ＣＡＤシステム２から供給される３次元ＣＡＤデータを、津波の立体的形状を示す内容に変更し、衛星３、デジタルカメラ４、及びモバイル端末５が撮影する撮影画像の内容を、津波の撮影画像に変更することにより、本実施の形態の建築物設計システムは、津波を観察するための３次元構造体設計システムに変更することが可能である。
【００５０】
同様に、３次元ＣＡＤシステム２から供給される３次元ＣＡＤデータを、人体の臓器の立体的形状を示す内容に変更し、デジタルカメラ４、及びモバイル端末５が撮影する撮影画像の内容を、臓器の撮影画像に変更することにより、本実施の形態の建築物設計システムは、人体の臓器を観察するための３次元構造体設計システムに変更することが可能である。
【００５１】
このように、３次元ＣＡＤシステム２から供給される３次元ＣＡＤデータと、衛星３、デジタルカメラ４、及びモバイル端末５が撮影した撮影画像とを、自然現象から形成される３次元構造体を示す内容に変更することにより、本実施の形態の建築物設計システムは、自然現象から形成される３次元構造体を観察する３次元構造体観察システムとしても転用可能である。このような当該３次元構造体観察システムは、自然現象から形成される３次元構造体の観察を、より容易にする。
【００５２】
（実施の第２形態）
本発明による３次元構造体設計システムの実施の第２形態は、プラントを設計するためのプラント設計システムである。図５に示されているように、そのプラント設計システム３０は、実施の第１形態の建築物設計システムとほぼ同様の構成を有しており、実施の第１形態と同様に立体プロジェクタ６、立体映像表示室７、及び立体メガネ８がプラント４０の立体視による観察に使用される。但し、プラント設計システム３０の構成は、以下に述べられているように、プラント４０の設計に適用されるように変更されている。
【００５３】
実施の第２形態では、演算装置２１が３次元ＣＡＤシステム２２とともに設けられている。３次元ＣＡＤシステム２２は、プラント４０を設計する環境をユーザに提供する。３次元ＣＡＤシステム２２は、ユーザによる操作に応じて、プラント４０に含まれる設備の立体的構造を示す３次元ＣＡＤデータを作成する。この３次元ＣＡＤシステム２２は、プラント４０を設計する環境をユーザに提供し、プラント４０のうち設計の対象である設備の立体的構造は、この３次元ＣＡＤデータに記述される。
【００５４】
このとき、プラント４０の全体が設計の対象であるとは限られず、プラント４０のうちの一部のみが設計の対象である場合もあることに留意されるべきである。プラント４０の全体が新規に設計される場合には、３次元ＣＡＤデータには、プラント４０の全ての設備の立体的構造が記述される。プラント４０の一部のみが設計の対象である場合には、少なくとも新たに設計される設備の立体的構造が、この３次元ＣＡＤデータに記述される。３次元ＣＡＤシステム２２は、作成した３次元ＣＡＤデータを演算装置２１に供給する。
【００５５】
演算装置２１には、更に、設計対象のプラント４０に既存である既存設備を撮影した撮影画像がデジタルカメラ２４、及びモバイル端末２５から提供される。デジタルカメラ２４、及びモバイル端末２５は、既存の既存設備を撮影するのに使用される。この撮影画像は、既存の既存設備を立体表示するために使用される。プラント４０の全ての設備が新規に設計される場合には、既存設備の撮影画像の演算装置２１への提供は、行われる必要はない。
【００５６】
３次元ＣＡＤシステム２２から演算装置２１への３次元ＣＡＤデータの供給、及び、デジタルカメラ２４、及びモバイル端末２５から演算装置２１への撮影画像の供給は、通信インターフェース２１ａを介して行われる。通信インターフェース２１ａは演算装置２１に接続され、３次元ＣＡＤシステム２２、デジタルカメラ２４、及びモバイル端末２５から演算装置２１への通信を可能にする。
【００５７】
演算装置２１は、３次元ＣＡＤシステム２２から供給された３次元ＣＡＤデータと、デジタルカメラ２４、及びモバイル端末２５が撮影した撮影画像とから、立体プロジェクタ６が投影する映像を生成する。必要がある場合、演算装置２１は、３次元ＣＡＤデータに示されている設備と、撮影画像に撮影された既存設備とを合成して立体プロジェクタ６が投影する映像を生成する。
【００５８】
立体プロジェクタ６、立体映像表示室７、及び立体メガネ８の機能は、実施の第１形態で説明された通りである。立体プロジェクタ６は、演算装置２１が生成した映像を、立体映像表示室７の内側の面である天井面７ａ、床面７ｂ、側面７ｃ、７ｄ、７ｅに投影する。実施の第１形態と同様に、ユーザは、立体メガネ８を通して天井面７ａ、床面７ｂ、側面７ｃ、７ｄ、７ｅに投影された映像を見ることにより、プラント４０を立体視によって観察することができる。プラント４０の立体視による観察は、プラント４０の構造をリアルに把握することを可能にする。立体映像表示室７の床面７ｂには、実施の第１形態と同様に、操作画面が表示される操作領域７ｆが定められ、ユーザは、操作画面に対して操作を行うことにより演算装置２１に指令を与えることができる。操作画面の操作の検出は、光センサアレイ９を用いてなさる。更に、立体メガネ８の位置が立体メガネ８に内蔵された位置センサによって検出され、演算装置２１は、プラント４０を観察する視点を、立体メガネ８の位置に応じて逐次に変更する。プラント４０を観察する視点は、プラント４０の内部及び外部のいずれにも設定され得る。プラント４０の視点が建築物の外部にあるときに操作画面に対して所定の操作がなされると、演算装置２１は、プラント４０の屋根を取り去ってプラント４０の内部構造がプラント４０の外部にある視点から観察可能なように、立体プロジェクタ６が投影する映像を生成する。
【００５９】
プラント４０の構造を詳細に検討するためには、プラント４０に含まれる設備の動作がシミュレーションされることが好ましい。演算装置２１は、プラント４０に含まれる設備の動作をシミュレーションし、その動作が立体的に観察されるように、立体プロジェクタ６が投影する映像を生成する。このとき、３次元ＣＡＤデータに構造が記述されている設備と、撮影画像に撮影された既存設備との両方の動作が同時にシミュレーションされることは、新規に設計した設備と、既存設備との動作の干渉のチェックを可能にする点で好ましい。
【００６０】
以上に説明されているように、実施の第２形態のプラント設計システムは、プラントの構造を、リアルに、且つ、インタラクティブに観察し、検討することを可能にする。このようなプラント設計システムは、プラントの構造の検討を容易にする。
【００６１】
本実施の形態では、操作画面の操作の検出は、光センサアレイ９を用いてなされているが、他の操作検出手段が光センサアレイ９の代わりに使用され得る。例えば、光センサアレイ９の代わりにタッチパネルが使用されることが可能である。この場合、操作画面に与えられた力学的作用がタッチパネルにより検出され、演算装置２１は、検出された力学的作用に基づいて操作画面の操作の識別を行う。
【００６２】
また、実施の第１形態と同様に、本実施の形態において、視点の指定には、立体メガネ８と別体に用意された指示棒が使用されることが可能である。この場合、指示棒に位置センサが内蔵され、演算装置２１は、位置センサによって検出された指示棒の位置に応答して、プラントを観察する視点を定める。
【００６３】
【発明の効果】
本発明により、建築物の構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にする建築物設計システムが提供され、これによって建築物の構造の検討が容易になる。
【００６４】
また、本発明により、建築物の構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にする建築物設計システムの操作性が向上する。
【００６５】
また、本発明により、プラントの構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にするプラント設計システムが提供され、これによってプラントの構造の検討が容易になる。
【００６６】
また、本発明により、プラントの構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にするプラント設計システムの操作性が向上する。
【００６７】
また、本発明により、自然現象によって形成される３次元構造体の構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にする３次元構造体観察システムが提供され、これによって、自然現象によって形成される３次元構造体の観察が容易になる。
【００６８】
また、本発明により、自然現象によって形成される３次元構造体の構造を、リアルに、且つ、インターラクティブに観察することを可能にする３次元構造体設観察システムの操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による建築物設計システムの実施の一形態を示す。
【図２】図２は、視点が建築物の内部にあるときのユーザの観察像の例を示す。
【図３】図３は、視点が建築物の外部にあるときのユーザの観察像の例を示す。
【図４】図４は、視点が建築物の外部にあり、且つ、建築物の内部構造が表示されているときのユーザの観察像の例を示す。
【図５】図５は、本発明によるプラント設計システムの実施の一形態を示す。
【符号の説明】
１、２１：演算装置
１ａ、２１ａ：通信インターフェース
２、２２：３次元ＣＡＤシステム
３：衛星
４、２４：デジタルカメラ
５、２５：モバイル端末
６：立体プロジェクタ
７：立体映像表示室
８：立体メガネ
９：光センサアレイ
１０：建築物設計システム
２０：既存建築物
３０：プラント設計システム
４０：プラント[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a three-dimensional structure design system used for designing and observing a three-dimensional structure, and a three-dimensional structure observation system.
[0002]
[Prior art]
Many three-dimensional structures have difficulty in examining and observing the structure. For example, for a large three-dimensional structure such as a building or a plant, it is important that the structure be sufficiently studied at the design stage. However, prototypes of buildings and plants are difficult in terms of economy. The fact that prototypes are virtually impossible increases the difficulty of examining the structure of buildings and plants. In addition, it is difficult to obtain many opportunities for direct observation of a three-dimensional structure formed through natural phenomena, such as a tsunami or a human organ, and it is difficult to study the structure. Furthermore, since the structure of human organs is minute, it is difficult to observe the structure.
[0003]
A three-dimensional CAD (Computer Aided Design) system is widely used for studying the structure of a three-dimensional structure. The three-dimensional CAD system provides a user with an environment for designing a three-dimensional structure. Further, the three-dimensional CAD system displays a three-dimensional structure of the designed three-dimensional structure on a display to assist the user in examining the structure of the three-dimensional structure.
[0004]
Provide a design system that enables real and interactive observation of the structure of a large three-dimensional structure such as a building or a plant, thereby facilitating the examination of the structure of the three-dimensional structure. It is desired to be done. Further, such a design system is desired to have better operability.
[0005]
Furthermore, it is possible to observe a three-dimensional structure formed through natural phenomena, such as a tsunami or a human organ, in a realistic and interactive manner, thereby facilitating observation of the structure of the three-dimensional structure. It is desired to provide an observing system that can be developed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a building design system that enables a structure of a building to be realistically and interactively observed, thereby supporting a study of the structure of the building.
[0007]
Another object of the present invention is to improve the operability of a building design system that enables a user to observe the structure of a building realistically and interactively.
[0008]
Still another object of the present invention is to provide a plant design system that enables a realistic and interactive observation of the structure of a plant, thereby supporting the study of the structure of the plant.
[0009]
Still another object of the present invention is to improve the operability of a plant design system that allows a plant structure to be observed realistically and interactively.
[0010]
Still another object of the present invention is to enable real and interactive observation of the structure of a three-dimensional structure formed through natural phenomena. An object of the present invention is to provide a three-dimensional structure observation system that supports observation of a microstructure that cannot be performed.
[0011]
Still another object of the present invention is to improve the operability of a three-dimensional structure observation system that enables a structure of a three-dimensional structure to be realistically and interactively observed.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The means for solving the problem will be described below using the numbers and symbols used in [Embodiments of the Invention]. These numbers and symbols are added to clarify the correspondence between the description in [Claims] and the description in [Embodiment of the Invention]. However, the added numbers and symbols must not be used for interpreting the technical scope of the invention described in [Claims].
[0013]
A building design system according to the present invention includes a data acquisition unit (1a, 3, 4, 5) for acquiring three-dimensional structure data indicating a three-dimensional structure of a building, and a position indicator operated by a user and including a position sensor. Stereoscopic glasses (8) worn by the user, display means (6) for displaying images on a plurality of surfaces (7a to 7e) inside the stereoscopic image display room (7), and the position sensor detects the images. An arithmetic unit (1) that performs data processing on the three-dimensional structure data based on the position of the three-dimensional glasses (8), and generates the image so that the building is viewed three-dimensionally through the three-dimensional glasses (8). Have. In the building design system, a three-dimensional display of the building is performed according to the position of the position indicator (8) operated by the user, and it is possible to observe the building realistically and interactively.
[0014]
The position indicator may be built in the stereoscopic glasses (8), and the position indicator may be a pointing rod prepared separately from the stereoscopic glasses (8). .
[0015]
When the building design system further includes the operation detection means (9), the display means (6) is one of a plurality of surfaces (7a to 7e) inside the stereoscopic video display room (7). The operation screen is displayed in the operation area (7f) defined on the surface (7b), the operation detection means (9) detects the operation performed by the user on the operation screen, and the arithmetic unit (1) Preferably, the image is generated in response to the operation. Thereby, the user can give a command to the arithmetic unit (1) via the operation screen.
[0016]
One surface (7b) on which the operation area (7f) is provided is preferably a floor surface of the stereoscopic image display room (7). Thereby, the user can operate the operation screen with his / her feet, and the operability is improved.
[0017]
It is preferable that the arithmetic unit (1) determines the viewpoint for observing the building based on the position of the stereoscopic glasses (8). Thus, the user can interactively change the viewpoint of observing the building by his / her own movement, and can freely move in the virtual space where the building is stereoscopically displayed.
[0018]
It is preferable that the viewpoint for observing the building can be set inside the building. Thereby, it becomes easy to grasp the internal structure of the building.
[0019]
The three-dimensional structure of the first building, wherein the building includes a first building and an existing second building, and the three-dimensional structure data is generated by a three-dimensional CAD (Computer Aided Design) system. In the case where the arithmetic device (1) includes three-dimensional CAD data indicating a structure and captured image data obtained by capturing the second building, the arithmetic unit (1) performs the processing based on the three-dimensional CAD data and the captured image data. Preferably, the image is generated such that the first building and the second building are stereoscopically observed. This facilitates examination of the coordination of the structure between the first building and the existing second building.
[0020]
A plant design system according to the present invention includes a data acquisition unit (21a, 22, 24, 25) for acquiring three-dimensional structure data indicating a three-dimensional structure of equipment included in a plant (40), and stereoscopic glasses including a position sensor (21). 8), display means (6) for displaying images on a plurality of surfaces (7a to 7e) inside the stereoscopic image display room (7), and the position of the stereoscopic glasses (8) detected by the position sensor. An arithmetic unit (21) for processing the three-dimensional structure data and generating the video so that the plant is stereoscopically observed through the three-dimensional glasses (8). In the plant design system, stereoscopic display of the plant is performed according to the position of the stereoscopic glasses (8) worn by the user, and the plant can be observed realistically and interactively.
[0021]
When the plant design system further includes the operation detection means (9), the display means (6) is one of a plurality of surfaces (7a to 7e) inside the stereoscopic video display room (7). The operation screen is displayed in the operation area (7f) defined on the surface (7b), the operation detection means (9) detects an operation performed by the user on the operation screen, and the arithmetic unit (21) Preferably, the image is generated in response to the operation.
[0022]
The one surface (7b) on which the operation area (7f) is defined is preferably a floor surface of the stereoscopic image display room (7).
[0023]
It is preferable that the arithmetic unit (21) determines the viewpoint for observing the plant (40) based on the position of the stereoscopic glasses (8).
[0024]
Preferably, the arithmetic unit (21) simulates the operation of the equipment included in the plant (40) and generates the image such that the operation is observed stereoscopically through the stereoscopic glasses (8).
[0025]
The plant (40) includes a first facility and a second facility existing in the plant (40).
The three-dimensional structure data includes three-dimensional CAD data generated by a three-dimensional CAD (Computer Aided Design) system and representing the three-dimensional structure of the first equipment, and obtained by photographing the second equipment. In the case of including the captured image data, the arithmetic unit (21) is configured to allow the first facility and the second facility to be stereoscopically observed based on the three-dimensional CAD data and the captured image data. Preferably, the image is generated at the same time.
[0026]
In this case, the computing device (21) simulates the operation of the first facility and the second facility, and generates the image such that the operation is stereoscopically observed through the stereoscopic glasses (8). preferable.
[0027]
A three-dimensional structure observation system according to the present invention is operated by a user and data supply means (1a, 3 to 5) for supplying three-dimensional structure data indicating a three-dimensional structure of a three-dimensional structure formed through natural phenomena. A position indicator including a position sensor, stereoscopic glasses (8) worn by a user, and display means (6) for displaying images on a plurality of surfaces (7a to 7e) inside a stereoscopic image display room (7). And processing the three-dimensional structure data in response to the position of the position indicator detected by the position sensor, so that the three-dimensional structure is stereoscopically observed through the stereoscopic glasses (8). And an arithmetic unit (1) that generates The three-dimensional structure of the three-dimensional structure is displayed according to the position of the position indicator (8) operated by the user, and it is possible to observe the three-dimensional structure realistically and interactively.
[0028]
A three-dimensional structure observation system according to the present invention includes data supply means (1a, 3 to 5, 21a, 24, 25) for supplying three-dimensional structure data indicating a three-dimensional structure of a three-dimensional structure, and a position sensor. Stereoscopic glasses (8), display means (6) for displaying images on a plurality of surfaces (7a to 7e) inside a stereoscopic image display room (7), operation detection means (9), and the position sensor detects An arithmetic unit (1, 21) that performs data processing on the three-dimensional structure data in response to the position of the three-dimensional glasses (8) to perform, and generates the image so that the building is observed three-dimensionally through the three-dimensional glasses. ). The display means (6) displays an operation screen on an operation area (7f) defined on one surface (7b) of the plurality of surfaces (7a to 7e) inside the stereoscopic video display room (7). I do. The operation detecting means (9) detects an operation performed by the user on the operation screen. The arithmetic unit (11) generates the video in response to the operation.
[0029]
It is preferable that the one surface (7b) in which the operation area (7f) is defined is a floor surface of the stereoscopic image display room.
[0030]
Further, it is preferable that the arithmetic unit (1, 21) determines a viewpoint for observing the three-dimensional structure based on the position, and the viewpoint can be set inside the three-dimensional structure. More preferred.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a three-dimensional structure design system and a three-dimensional structure observation system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0032]
(First embodiment)
A first embodiment of a three-dimensional structure design system according to the present invention is a building design system for designing a building. As shown in FIG. 1, the building design system 10 includes an arithmetic unit 1 and a three-dimensional CAD system 2.
[0033]
The three-dimensional CAD system 2 creates three-dimensional CAD data indicating a three-dimensional structure of a building in accordance with a user operation. The three-dimensional CAD system 2 provides a user with an environment for designing a building, and the three-dimensional structure of the building to be designed is described in three-dimensional CAD data. The created three-dimensional CAD data is supplied from the three-dimensional CAD system 2 to the arithmetic unit 1 via the communication interface 1a.
[0034]
The arithmetic unit 1 is further provided with a captured image of an existing building in the city from the satellite 3, the digital camera 4, and the mobile terminal 5. The satellite 3, the digital camera 4, and the mobile terminal 5 are used for photographing the existing building 20. This photographed image is used to stereoscopically display the existing building 20. The supply of captured images from the satellite 3, the digital camera 4, and the mobile terminal 5 to the arithmetic device 1 is performed via the communication interface 1a.
[0035]
The arithmetic unit 1 generates a video projected by the three-dimensional projector 6 from the three-dimensional CAD data supplied from the three-dimensional CAD system 2 and images captured by the satellite 3, the digital camera 4, and the mobile terminal 5. If necessary, the arithmetic unit 1 combines the building shown in the three-dimensional CAD data with the existing building 20 photographed in the photographed image to generate a video projected by the three-dimensional projector 6.
[0036]
The stereoscopic projector 6 projects an image generated by the arithmetic unit 1 on a ceiling surface 7a, a floor surface 7b, and side surfaces 7c, 7d, and 7e, which are surfaces inside the stereoscopic image display room 7. The displayed image is one continuous image. By viewing images projected on the ceiling surface 7a, the floor surface 7b, the side surfaces 7c, 7d, and 7e through the stereoscopic glasses 8, the user can observe the building stereoscopically. Observation of a building by stereoscopic vision makes it possible to grasp the structure of the building realistically. In particular, since the images of the building are projected on the plurality of inner surfaces of the stereoscopic image display room 7, the user can obtain an immersive observation image.
[0037]
An operation screen is displayed on the floor 7b of the stereoscopic video display room 7 in order to execute an interaction between the user and the arithmetic device 1 that generates a video projected on the stereoscopic video display room 7. 7f is defined. The arithmetic device 1 generates an image projected by the stereoscopic projector 6 such that an operation screen is displayed in the operation area 7f. By performing any operation on the operation screen, the user can give a command to the arithmetic device 1.
[0038]
In order to detect an operation performed on the operation screen, an optical sensor array 9 is provided in the operation area 7f. The optical sensor array 9 is connected to the arithmetic unit 1. When any operation is performed on the operation area 7f by the user, the arithmetic unit 1 identifies the operation performed on the operation area 7f based on the intensity of light detected by the optical sensor array 9 and the distribution of the intensity. The arithmetic device 1 performs a predetermined operation on an image projected by the stereoscopic projector 6 according to an operation performed on the operation area 7f. The user can operate the operation screen to give a command to the arithmetic device 1 to start and end projection of an image by the stereoscopic projector 6, or to switch or change the image.
[0039]
The operation area 7f for displaying the operation screen can be set not on the floor surface 7b but on the side surfaces 7c, 7d, 7e. However, the fact that the operation area 7f is defined on the floor 7b is useful in that the operation screen can be operated by the foot. The fact that the operation screen can be operated by the foot minimizes the movement of the user's line of sight and is convenient for studying the structure of the building.
[0040]
In order to provide another means for performing an interaction between the arithmetic device 1 and a user, the stereoscopic glasses 8 have a built-in position sensor (not shown) for detecting the position. The stereoscopic glasses 8 are connected to the arithmetic device 1 and notify the arithmetic device 1 of their position detected by the position sensor. The stereoscopic glasses 8 performing such an operation also function as a position indicator for indicating a position.
[0041]
The position of the stereoscopic glasses 8 is used for determining a viewpoint for observing the building. The arithmetic unit 1 receives position data indicating the position of the stereoscopic glasses 8 from the stereoscopic glasses 8, and determines a viewpoint for observing the building. The arithmetic device 1 generates an image projected by the three-dimensional projector 6 so that the building can be observed from the determined viewpoint.
[0042]
When the user moves while wearing the three-dimensional glasses 8, the computing device 1 sequentially changes the image projected by the three-dimensional projector 6 according to the movement, and moves the viewpoint for observing the building. Such an operation of the arithmetic device 1 allows the user to interactively change the viewpoint.
[0043]
The viewpoint for observing the building can be determined inside the building. FIG. 2 shows an observation image that can be viewed by a user when the viewpoint is inside a building to be designed. In this case, if the user moves while wearing the stereoscopic glasses 8, the viewpoint also moves in accordance with the movement, and the user can observe the inside of the building while virtually moving inside the building. Thus, the fact that the viewpoint can be determined inside the building facilitates examination of the internal structure of the building.
[0044]
Also, the viewpoint can be set outside the building. FIG. 3 shows an observation image that can be seen by the user when the viewpoint is outside the building to be designed. When the user moves while wearing the stereoscopic glasses 8, the viewpoint also moves in accordance with the movement, and the user can observe the appearance of the building while virtually moving outside the building. At this time, the arithmetic unit 1 generates an image in which the building to be designed and the existing building are combined as necessary. The composite image of the building to be designed and the existing building is extremely useful for examining the coordination between the appearance of the building to be designed and the appearance of the existing building.
[0045]
When a predetermined operation is performed on the operation screen when the viewpoint is outside the building, as shown in FIG. 4, the arithmetic unit 1 removes the roof of the building and removes the internal structure of the building. Generates a bird's-eye view image projected by the stereoscopic projector 6 so that the image can be observed from a viewpoint outside the building. Such an operation of the arithmetic device 1 enables a multifaceted examination of the internal structure of a building.
[0046]
As described above, the building design system according to the first embodiment makes it possible to observe the structure of a building realistically and interactively. Such a building design system facilitates examination of the structure of the building.
[0047]
In the present embodiment, the operation of the operation screen is detected using the optical sensor array 9, but other operation detecting means may be used instead of the optical sensor array 9. For example, a touch panel can be used instead of the optical sensor array 9. In this case, the dynamic action given to the operation screen is detected by the touch panel, and the arithmetic device 1 identifies the operation of the operation screen based on the detected dynamic action.
[0048]
Also, in the present embodiment, the viewpoint for observing the building is determined according to the position of the stereoscopic glasses 8 detected by the position sensor, but the viewpoint is specified separately from the stereoscopic glasses 8. A pointing rod can be used. In this case, a position sensor is incorporated in the pointing rod, and the arithmetic unit 1 determines the viewpoint for observing the building in response to the position of the pointing rod detected by the position sensor.
[0049]
In addition, the three-dimensional CAD data supplied from the three-dimensional CAD system 2 is changed to a content indicating the three-dimensional shape of the tsunami, and the content of the image captured by the satellite 3, the digital camera 4, and the mobile terminal 5 is changed to the By changing the captured image to the three-dimensional image, the building design system of the present embodiment can be changed to a three-dimensional structure design system for observing a tsunami.
[0050]
Similarly, the three-dimensional CAD data supplied from the three-dimensional CAD system 2 is changed to contents indicating the three-dimensional shape of a human body organ, and the contents of a captured image captured by the digital camera 4 and the mobile terminal 5 are changed to an organ. The architectural design system according to the present embodiment can be changed to a three-dimensional structure design system for observing human organs by changing to the photographed image of.
[0051]
As described above, the three-dimensional CAD data supplied from the three-dimensional CAD system 2 and the images captured by the satellite 3, the digital camera 4, and the mobile terminal 5 represent a three-dimensional structure formed from a natural phenomenon. By changing the content, the building design system of the present embodiment can be diverted as a three-dimensional structure observation system for observing a three-dimensional structure formed from natural phenomena. Such a three-dimensional structure observation system makes it easier to observe a three-dimensional structure formed from natural phenomena.
[0052]
(Second embodiment)
A second embodiment of the three-dimensional structure design system according to the present invention is a plant design system for designing a plant. As shown in FIG. 5, the plant design system 30 has substantially the same configuration as the building design system of the first embodiment, and the three-dimensional projector 6, The stereoscopic video display room 7 and the stereoscopic glasses 8 are used for stereoscopic observation of the plant 40. However, the configuration of the plant design system 30 has been changed so as to be applied to the design of the plant 40 as described below.
[0053]
In the second embodiment, the arithmetic unit 21 is provided together with the three-dimensional CAD system 22. The three-dimensional CAD system 22 provides an environment for designing the plant 40 to the user. The three-dimensional CAD system 22 creates three-dimensional CAD data indicating a three-dimensional structure of the equipment included in the plant 40 in accordance with a user operation. The three-dimensional CAD system 22 provides an environment for designing the plant 40 to the user, and the three-dimensional structure of the equipment of the plant 40 that is a design target is described in the three-dimensional CAD data.
[0054]
At this time, it should be noted that the entirety of the plant 40 is not necessarily designed, and only a part of the plant 40 may be designed. When the entire plant 40 is newly designed, the three-dimensional CAD data describes the three-dimensional structure of all the facilities of the plant 40. When only a part of the plant 40 is to be designed, at least the three-dimensional structure of the newly designed equipment is described in the three-dimensional CAD data. The three-dimensional CAD system 22 supplies the created three-dimensional CAD data to the arithmetic unit 21.
[0055]
The arithmetic unit 21 is further provided with a captured image of an existing facility existing in the plant 40 to be designed from the digital camera 24 and the mobile terminal 25. The digital camera 24 and the mobile terminal 25 are used for photographing existing existing equipment. This photographed image is used to stereoscopically display existing existing equipment. When all the facilities of the plant 40 are newly designed, it is not necessary to provide the photographed images of the existing facilities to the arithmetic unit 21.
[0056]
The supply of three-dimensional CAD data from the three-dimensional CAD system 22 to the arithmetic device 21 and the supply of captured images from the digital camera 24 and the mobile terminal 25 to the arithmetic device 21 are performed via the communication interface 21a. The communication interface 21a is connected to the arithmetic unit 21, and enables communication from the three-dimensional CAD system 22, the digital camera 24, and the mobile terminal 25 to the arithmetic unit 21.
[0057]
The arithmetic unit 21 generates an image projected by the three-dimensional projector 6 from the three-dimensional CAD data supplied from the three-dimensional CAD system 22 and images captured by the digital camera 24 and the mobile terminal 25. If necessary, the arithmetic unit 21 combines the equipment shown in the three-dimensional CAD data with the existing equipment captured in the captured image to generate a video projected by the three-dimensional projector 6.
[0058]
The functions of the stereoscopic projector 6, the stereoscopic video display room 7, and the stereoscopic glasses 8 are as described in the first embodiment. The three-dimensional projector 6 projects the image generated by the arithmetic unit 21 on the ceiling surface 7a, the floor surface 7b, and the side surfaces 7c, 7d, and 7e, which are the inner surfaces of the three-dimensional image display room 7. As in the first embodiment, the user can observe the image projected on the ceiling surface 7a, the floor surface 7b, the side surfaces 7c, 7d, and 7e through the stereoscopic glasses 8 to observe the plant 40 in a stereoscopic manner. it can. The stereoscopic observation of the plant 40 enables the structure of the plant 40 to be grasped in a realistic manner. An operation area 7f in which an operation screen is displayed is defined on the floor 7b of the stereoscopic image display room 7, as in the first embodiment, and the user operates the operation screen to operate the operation device 21. Can be given instructions. The operation of the operation screen is detected using the optical sensor array 9. Further, the position of the stereoscopic glasses 8 is detected by a position sensor built in the stereoscopic glasses 8, and the arithmetic unit 21 sequentially changes the viewpoint for observing the plant 40 according to the position of the stereoscopic glasses 8. The viewpoint for observing the plant 40 can be set both inside and outside the plant 40. When a predetermined operation is performed on the operation screen when the viewpoint of the plant 40 is outside the building, the arithmetic unit 21 removes the roof of the plant 40 and the internal structure of the plant 40 is outside the plant 40. An image projected by the three-dimensional projector 6 is generated so as to be observable from a viewpoint.
[0059]
In order to study the structure of the plant 40 in detail, it is preferable that the operation of the equipment included in the plant 40 is simulated. The arithmetic unit 21 simulates the operation of the equipment included in the plant 40 and generates an image projected by the stereoscopic projector 6 so that the operation is observed three-dimensionally. At this time, the simultaneous simulation of the operation of both the equipment whose structure is described in the three-dimensional CAD data and the existing equipment captured in the captured image is due to the operation of the newly designed equipment and the existing equipment. This is preferable in that the interference can be checked.
[0060]
As described above, the plant design system according to the second embodiment makes it possible to observe and study the structure of a plant realistically and interactively. Such a plant design system facilitates examination of the plant structure.
[0061]
In the present embodiment, the operation of the operation screen is detected using the optical sensor array 9, but other operation detecting means may be used instead of the optical sensor array 9. For example, a touch panel can be used instead of the optical sensor array 9. In this case, the dynamic action given to the operation screen is detected by the touch panel, and the arithmetic unit 21 identifies the operation of the operation screen based on the detected dynamic action.
[0062]
Further, as in the first embodiment, in the present embodiment, a pointing rod prepared separately from the stereoscopic glasses 8 can be used for designating the viewpoint. In this case, a position sensor is built in the pointing rod, and the arithmetic unit 21 determines a viewpoint for observing the plant in response to the position of the pointing rod detected by the position sensor.
[0063]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided a building design system that enables a structure of a building to be observed realistically and interactively, thereby facilitating the study of the structure of the building.
[0064]
Further, according to the present invention, the operability of a building design system capable of observing the structure of a building realistically and interactively is improved.
[0065]
In addition, the present invention provides a plant design system that enables a real and interactive observation of the structure of a plant, thereby facilitating the study of the structure of the plant.
[0066]
Further, according to the present invention, the operability of the plant design system that enables the structure of the plant to be observed realistically and interactively is improved.
[0067]
Further, according to the present invention, there is provided a three-dimensional structure observation system which enables a structure of a three-dimensional structure formed by natural phenomena to be observed realistically and interactively. Observation of the formed three-dimensional structure becomes easy.
[0068]
Further, according to the present invention, the operability of the three-dimensional structure setting observation system that enables the structure of the three-dimensional structure formed by natural phenomena to be observed realistically and interactively is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of a building design system according to the present invention.
FIG. 2 shows an example of an observation image of a user when the viewpoint is inside a building.
FIG. 3 shows an example of an observation image of a user when a viewpoint is outside a building.
FIG. 4 shows an example of a user's observation image when the viewpoint is outside the building and the internal structure of the building is displayed.
FIG. 5 shows an embodiment of a plant design system according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 21: arithmetic unit
1a, 21a: Communication interface
2, 22: 3D CAD system
3: Satellite
4, 24: Digital camera
5, 25: Mobile terminal
6: Stereoscopic projector
7: 3D image display room
8: stereo glasses
9: Optical sensor array
10: Building design system
20: Existing building
30: Plant design system
40: Plant

Claims (20)

建築物の立体的構造を示す立体的構造データを取得するデータ取得手段と、
ユーザによって操作され、位置センサを含む位置指示器と、
ユーザに装着される立体メガネと、
立体映像表示室の内側の複数の面に映像を表示する表示手段と、
前記位置センサが検出する前記位置指示器の位置に基づいて前記立体的構造データをデータ処理し、前記立体メガネを通して前記建築物が立体的に観察されるように前記映像を生成する演算装置
とを備えた
建築物設計システム。Data acquisition means for acquiring three-dimensional structure data indicating the three-dimensional structure of the building;
A position indicator operated by a user and including a position sensor;
Stereo glasses worn by the user,
Display means for displaying images on a plurality of surfaces inside the stereoscopic image display room,
An arithmetic unit that performs data processing on the three-dimensional structure data based on the position of the position indicator detected by the position sensor and generates the video so that the building is observed three-dimensionally through the three-dimensional glasses; Building design system equipped. 請求項１に記載の建築物設計システムにおいて、
前記位置指示器は、前記立体メガネに内蔵された
建築物設計システム。The building design system according to claim 1,
The position designator is a building design system built in the stereoscopic glasses. 請求項１に記載の建築物設計システムにおいて、
前記位置指示器は、指示棒である
建築物設計システム。The building design system according to claim 1,
The building design system, wherein the position indicator is an indicator rod. 請求項１に記載の建築物設計システムにおいて、
更に、操作検知手段を備え、
前記表示手段は、前記複数の面のうちの一の面に定められた操作領域に操作画面を表示し、
前記操作検知手段は、前記操作画面に対してユーザが行った操作を検知し、
前記演算装置は、前記操作に応答して前記映像を生成する
建築物設計システム。The building design system according to claim 1,
Furthermore, an operation detecting means is provided,
The display means displays an operation screen in an operation area defined on one of the plurality of surfaces,
The operation detection unit detects an operation performed by a user on the operation screen,
The building design system, wherein the arithmetic device generates the video in response to the operation. 請求項４に記載の建築物設計システムにおいて、
前記一の面は、前記立体映像表示室の床面である
建築物設計システム。In the building design system according to claim 4,
The building design system, wherein the one surface is a floor surface of the stereoscopic image display room. 請求項１に記載の建築物設計システムにおいて、
前記演算装置は、前記建築物を観察する視点を前記位置に基づいて決定する
建築物設計システム。The building design system according to claim 1,
The building design system, wherein the arithmetic device determines a viewpoint for observing the building based on the position. 請求項１に記載の建築物設計システムにおいて、
前記視点は、前記建築物の内部に設定可能な
建築物設計システム。The building design system according to claim 1,
A building design system in which the viewpoint can be set inside the building. 請求項１に記載の建築物設計システムにおいて、
前記建築物は、
第１建築物と、
既存である第２建築物
とを含み、
前記立体的構造データは、
３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）システムによって生成された、前記第１建築物の立体的構造を示す３次元ＣＡＤデータと、
前記第２建築物を撮影して得られた撮影画像データ
とを含み、
前記演算装置は、前記３次元ＣＡＤデータと前記撮影画像データとに基づいて、前記第１建築物と前記第２建築物とが立体的に観察されるように前記映像を生成する
建築物設計システム。The building design system according to claim 1,
The building is
The first building,
Including the existing second building,
The three-dimensional structure data is
Three-dimensional CAD data generated by a three-dimensional CAD (Computer Aided Design) system and showing a three-dimensional structure of the first building;
Including photographed image data obtained by photographing the second building,
A building design system that generates the image so that the first building and the second building are three-dimensionally observed based on the three-dimensional CAD data and the captured image data; . プラントに含まれる設備の立体的構造を示す立体的構造データを取得するデータ取得手段と、
ユーザによって操作され、位置センサを含む位置指示器と、
ユーザに装着される立体メガネと、
立体映像表示室の内側の複数の面に映像を表示する表示手段と、
前記位置センサが検出する前記位置指示器の位置に基づいて前記立体的構造データを処理し、前記立体メガネを通して前記プラントが立体的に観察されるように前記映像を生成する演算装置
とを備えた
プラント設計システム。Data acquisition means for acquiring three-dimensional structure data indicating the three-dimensional structure of the equipment included in the plant,
A position indicator operated by a user and including a position sensor;
Stereo glasses worn by the user,
Display means for displaying images on a plurality of surfaces inside the stereoscopic image display room,
A processing device for processing the three-dimensional structure data based on the position of the position indicator detected by the position sensor, and generating the video so that the plant is three-dimensionally observed through the three-dimensional glasses. Plant design system. 請求項９に記載のプラント設計システムにおいて、
更に、操作検知手段を備え、
前記表示手段は、前記複数の面のうちの一の面に定められた操作領域に操作画面を表示し、
前記操作検知手段は、前記操作画面に対してユーザが行った操作を検知し、
前記演算装置は、前記操作に応答して前記映像を生成する
プラント設計システム。The plant design system according to claim 9,
Furthermore, an operation detecting means is provided,
The display means displays an operation screen in an operation area defined on one of the plurality of surfaces,
The operation detection unit detects an operation performed by a user on the operation screen,
The plant design system in which the arithmetic unit generates the video in response to the operation. 請求項１０に記載のプラント設計システムにおいて、
前記一の面は、前記立体映像表示室の床面である
プラント設計システム。The plant design system according to claim 10,
The plant design system, wherein the one surface is a floor surface of the stereoscopic image display room. 請求項９に記載のプラント設計システムにおいて、
前記演算装置は、前記プラントを観察する視点を前記位置に基づいて決定する
プラント設計システム。The plant design system according to claim 9,
The plant design system, wherein the arithmetic unit determines a viewpoint for observing the plant based on the position. 請求項９に記載のプラント設計システムにおいて、
前記演算装置は、前記設備の動作をシミュレーションし、前記立体メガネを通して前記動作が立体的に観察されるように前記映像を生成する
プラント設計システム。The plant design system according to claim 9,
A plant design system that simulates an operation of the facility and generates the image so that the operation is stereoscopically observed through the stereoscopic glasses; 請求項９に記載のプラント設計システムにおいて、
前記プラントは、
第１設備と、
前記プラントに既存である第２設備
とを含み、
前記立体的構造データは、
３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）システムによって生成された、前記第１設備の立体的構造を示す３次元ＣＡＤデータと、
前記第２設備を撮影して得られた撮影画像データ
とを含み、
前記演算装置は、前記３次元ＣＡＤデータと前記撮影画像データとに基づいて、前記第１設備と前記第２設備とが立体的に観察されるように前記映像を生成する
プラント設計システム。The plant design system according to claim 9,
The plant comprises:
The first equipment;
A second facility existing in the plant,
The three-dimensional structure data is
Three-dimensional CAD data generated by a three-dimensional CAD (Computer Aided Design) system and showing a three-dimensional structure of the first facility;
Including photographed image data obtained by photographing the second facility,
A plant design system, wherein the arithmetic unit generates the video based on the three-dimensional CAD data and the photographed image data so that the first facility and the second facility are three-dimensionally observed. 請求項１４に記載のプラント設計システムにおいて、
前記演算装置は、前記第１設備と前記第２設備との動作をシミュレーションし、前記立体メガネを通して前記動作が立体的に観察されるように前記映像を生成する
プラント設計システム。The plant design system according to claim 14,
A plant design system that simulates an operation of the first facility and the second facility and generates the image so that the operation is stereoscopically observed through the stereoscopic glasses; 自然現象を通じて形成される３次元構造体の立体的構造を示す立体的構造データを供給するデータ供給手段と、
ユーザによって操作され、位置センサを含む位置指示器と、
ユーザに装着される立体メガネと、
立体映像表示室の内側の複数の面に映像を表示する表示手段と、
前記位置センサが検出する前記位置指示器の位置に応答して前記立体的構造データをデータ処理し、前記立体メガネを通して前記３次元構造体が立体的に観察されるように前記映像を生成する演算装置
とを備えた
３次元構造体観察システム。Data supply means for supplying three-dimensional structure data indicating a three-dimensional structure of a three-dimensional structure formed through natural phenomena;
A position indicator operated by a user and including a position sensor;
Stereo glasses worn by the user,
Display means for displaying images on a plurality of surfaces inside the stereoscopic image display room,
An operation of performing data processing on the three-dimensional structure data in response to the position of the position indicator detected by the position sensor and generating the image so that the three-dimensional structure is stereoscopically viewed through the three-dimensional glasses A three-dimensional structure observation system provided with a device. ３次元構造体の立体的構造を示す立体的構造データを供給するデータ供給手段と、
ユーザによって操作され、位置センサを含む位置指示器と、
ユーザに装着される立体メガネと、
立体映像表示室の内側の複数の面に映像を表示する表示手段と、
操作検知手段と、
前記位置センサが検出する前記位置指示器の位置に応答して前記立体的構造データをデータ処理し、前記立体メガネを通して前記建築物が立体的に観察されるように前記映像を生成する演算装置と、
前記表示手段は、前記複数の面のうちの一の面に定められた操作領域に対して操作画面を表示し、
前記操作検知手段は、前記操作画面に対してユーザが行った操作を検知し、
前記演算装置は、前記操作に応答して前記映像を生成する
３次元構造体観察システム。Data supply means for supplying three-dimensional structure data indicating a three-dimensional structure of the three-dimensional structure;
A position indicator operated by a user and including a position sensor;
Stereo glasses worn by the user,
Display means for displaying images on a plurality of surfaces inside the stereoscopic image display room,
Operation detection means,
An arithmetic unit that performs data processing on the three-dimensional structure data in response to the position of the position indicator detected by the position sensor, and generates the image so that the building is observed three-dimensionally through the three-dimensional glasses; and ,
The display means displays an operation screen for an operation area defined on one of the plurality of surfaces,
The operation detection unit detects an operation performed by a user on the operation screen,
The three-dimensional structure observation system, wherein the arithmetic device generates the video in response to the operation. 請求項１７に記載の３次元構造体観察システムにおいて、
前記一の面は、前記立体映像表示室の床面である
３次元構造体観察システム。The three-dimensional structure observation system according to claim 17,
The three-dimensional structure observation system, wherein the one surface is a floor surface of the stereoscopic image display room. 請求項１７に記載の３次元構造体観察システムにおいて
前記演算装置は、前記３次元構造体を観察する視点を前記位置に基づいて決定する
３次元構造体観察システム。18. The three-dimensional structure observation system according to claim 17, wherein the arithmetic unit determines a viewpoint for observing the three-dimensional structure based on the position. 請求項１９に記載の３次元構造体観察システムにおいて、
前記視点は、前記３次元構造体の内部に設定可能な
３次元構造体観察システム。The three-dimensional structure observation system according to claim 19,
The viewpoint is a three-dimensional structure observation system that can be set inside the three-dimensional structure.
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