JP2006195850A - 設備更新情報抽出装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 3D計測機器のデータが不完全でも、設備の更新箇所を正しく検出し、3DCADモデルや図面等の更新を部分的(更新部分)について行うことにより、3DCADモデルや図面等の更新の手間を低減する。
【解決手段】 設備DB22内の3D−CADモデルにおいて3D計測機器12の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D計測機器視点形状モデルC23を生成し、まず、モデルC23にあり3D計測機器12で獲得したモデルA21にない形状を算出してモデルC−A24を生成し、モデルC−A24と設備DB22内の設備構成情報25とから撤去機器情報26を抽出し、次に機器撤去後の3D形状モデルC’28を求め、モデルA21に存在し、モデルC’28に存在しない形状を算出して新設機器情報29を抽出し、撤去機器情報26と新設機器情報29から機器の撤去、更新、入れ替えを抽出する。
【選択図】 図3
【解決手段】 設備DB22内の3D−CADモデルにおいて3D計測機器12の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D計測機器視点形状モデルC23を生成し、まず、モデルC23にあり3D計測機器12で獲得したモデルA21にない形状を算出してモデルC−A24を生成し、モデルC−A24と設備DB22内の設備構成情報25とから撤去機器情報26を抽出し、次に機器撤去後の3D形状モデルC’28を求め、モデルA21に存在し、モデルC’28に存在しない形状を算出して新設機器情報29を抽出し、撤去機器情報26と新設機器情報29から機器の撤去、更新、入れ替えを抽出する。
【選択図】 図3
Description
3次元(3D)計測機器により得た現在における更新後の新設備の3D形状データと、データベース(DB)内に保存した更新前の旧設備3D−CAD、図面等とを比較して、現在の新設備における更新箇所を抽出し、データベース(DB)内の3D−CAD、図面の更新を部分的(更新箇所)にできるようにしてデータベースの更新を容易にする技術に関するものである。
3D計測機器により得ることができる3D形状データは、物体の表面形状モデルで、3D計測機器から見て隠蔽部分や裏側の形状が欠落した不完全な形状データであり、3D−CADモデルは、隠蔽部分や裏側部分の形状を完備した完全な形状ソリッドモデルであるので、3D計測機器で獲得した新設備の3D形状データと新設備に更新する前の旧設備の3D−CADモデルなどの設備DB内の完全な3D形状データとを単純に比較して単に差分を計算しても更新部分を正しく認識したことにはならない。
特許文献1には、様々な方向から生成した対象の距離データを統合し全周囲的な形状モデルを生成する多視点距離データの統合方法が開示されている。この多視点距離データの統合方法を用いて、3D計測装置により獲得された3D形状データを統合して死角の無い形状データを生成できれば、3D形状データの不完全性の問題は解決できるはずである。
しかし、一般的に、設備には入り組んだ部分や壁などに阻まれた部分があり、3D計測装置により獲得された3D形状データは不完全であり、死角がなくなるほど完全な統合データを作ることは難しい。
したがって、多視点距離データの統合方法を用いて、3D計測機器で獲得した現在の3D形状データと過去の3D形状データとを単純に比較して単に差分を計算しても更新部分を正しく認識することはできない。
また、上記のように、3D計測機器で獲得した新設備の3D形状データと新設備に更新する前の旧設備の3D−CADモデルの3D形状データとを単純に比較して単に差分を計算しても更新部分を正しく認識したことにはならない。
このように、設備が更新された場合、設備内の機器の、どの機器が新設され、撤去され、あるいは新しい機器と取り替えられたかを3D形状データで認識することは難しい状況にあり、したがって、DB内の3D−CADモデルなどの3D形状データを更新する場合、全ての機器のデータの更新を行うことになり、多くの手間が必要になる。
この発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、レーザデジタイザなどの3D計測機器により獲得した新設備の3D形状データと、更新する前の旧設備の3D−CADモデルの3D形状データとを比較照合することによって、3D計測機器のデータが不完全でも、設備の更新箇所を正しく検出し、3DCADモデルや図面等の更新を部分的(更新部分)について行うことにより、3DCADモデルや図面等の更新の手間を低減することを目的とする。
この発明に係る設備更新情報抽出装置は、設備をある視点からみた時の映像に関する3D形状データを獲得する3D計測機器、
上記3D計測機器で獲得した更新後の新設備の3D形状データ及び視点情報を読み込む3D計測機器出力読み込み部、
上記新設備に更新する前の旧設備の3D−CADモデルの3D形状データが格納された3D−CADモデル形状読み込み部、
上記3D−CADモデル形状読み込み部に格納された3D−CADモデルから上記旧設備の機器の構成を読み取り格納する設備構成情報読み込み部、
上記3D計測機器の視点情報を用い上記3D−CADモデルの3D形状データにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成するする第1の3D計測機器視点形状モデル生成部、
上記3D計測機器出力読み込み部の3D形状データと上記第1の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データとを比較照合し、上記第1の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データに存在し、上記3D計測機器で獲得した3D形状データに存在しない形状を算出して、設備の更新に際して機器の撤去が有ったかどうかを判定する第1の比較照合処理部、
上記第1の比較照合処理部の比較照合結果と上記設備構成情報読み込み部の設備構成情報を用いて上記新設備における撤去機器及びその撤去機器の位置情報を抽出する撤去機器情報抽出部、
上記撤去機器情報抽出部で抽出された撤去機器と設備構成情報読み込み部に読み込まれた上記更新前設備の機器の構成とを用いて上記撤去機器除去後の3D形状データを生成する機器撤去後形状モデル生成部、
上記撤去機器除去後の3D形状モデルにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第2の3D計測機器視点形状モデル生成部、
上記3D計測機器で獲得した3D形状データと上記第2の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データとを比較照合し、上記第2の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データになく、上記3D計測機器で獲得した3D形状データにある形状を算出することにより、更新に際して機器の新設が有ったかどうかを判定する第2の比較照合処理部、
上記第2の比較照合処理部の比較照合結果を用いて新設機器及びその新設機器の位置情報を抽出する新設機器情報抽出部、
上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器の位置情報とを比較し、上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器の位置情報とが一致する上記新設機器は入れ替えた機器とし、上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器の位置情報とが一致しない上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器は撤去した機器とし、上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設した機器の位置情報とが一致しない上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器は新設した機器とし、上記新設備の現状における機器の撤去、新設、入れ替え情報を求める更新機器情報抽出部、
を備えたものである。
上記3D計測機器で獲得した更新後の新設備の3D形状データ及び視点情報を読み込む3D計測機器出力読み込み部、
上記新設備に更新する前の旧設備の3D−CADモデルの3D形状データが格納された3D−CADモデル形状読み込み部、
上記3D−CADモデル形状読み込み部に格納された3D−CADモデルから上記旧設備の機器の構成を読み取り格納する設備構成情報読み込み部、
上記3D計測機器の視点情報を用い上記3D−CADモデルの3D形状データにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成するする第1の3D計測機器視点形状モデル生成部、
上記3D計測機器出力読み込み部の3D形状データと上記第1の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データとを比較照合し、上記第1の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データに存在し、上記3D計測機器で獲得した3D形状データに存在しない形状を算出して、設備の更新に際して機器の撤去が有ったかどうかを判定する第1の比較照合処理部、
上記第1の比較照合処理部の比較照合結果と上記設備構成情報読み込み部の設備構成情報を用いて上記新設備における撤去機器及びその撤去機器の位置情報を抽出する撤去機器情報抽出部、
上記撤去機器情報抽出部で抽出された撤去機器と設備構成情報読み込み部に読み込まれた上記更新前設備の機器の構成とを用いて上記撤去機器除去後の3D形状データを生成する機器撤去後形状モデル生成部、
上記撤去機器除去後の3D形状モデルにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第2の3D計測機器視点形状モデル生成部、
上記3D計測機器で獲得した3D形状データと上記第2の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データとを比較照合し、上記第2の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データになく、上記3D計測機器で獲得した3D形状データにある形状を算出することにより、更新に際して機器の新設が有ったかどうかを判定する第2の比較照合処理部、
上記第2の比較照合処理部の比較照合結果を用いて新設機器及びその新設機器の位置情報を抽出する新設機器情報抽出部、
上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器の位置情報とを比較し、上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器の位置情報とが一致する上記新設機器は入れ替えた機器とし、上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器の位置情報とが一致しない上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器は撤去した機器とし、上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設した機器の位置情報とが一致しない上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器は新設した機器とし、上記新設備の現状における機器の撤去、新設、入れ替え情報を求める更新機器情報抽出部、
を備えたものである。
この発明に係る第1の設備更新情報抽出方法は、更新した新設備の3D形状データを3D計測機器である視点から計測して獲得する第1の工程、
上記新設備に更新する前の旧設備の3D−CADモデルの3D形状データが格納された設備DBから3D形状データを獲得する第2の工程、
上記設備DBに格納された上記旧設備の3D−CADモデルから上記旧設備の機器の構成を表す設備構成情報を読み取る第3の工程、
上記3D−CADモデルの3D形状データにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第4の工程、
上記第2の工程で獲得した3D形状データと上記第4の工程で生成した3D形状データとを比較照合し、上記第4の工程で生成した3D形状データに存在し、上記第2の工程で獲得した設備の3D形状データに存在しない形状を算出することにより機器の撤去の有無を判定する第5の工程、
上記第5の工程の比較照合結果と上記第3の工程で読み取った設備構成情報とを用いて更新に際して撤去された撤去機器及びその撤去機器の位置情報を抽出する第6の工程、
上記第6の工程で抽出した撤去機器の3D形状データと上記第2の工程で獲得した3D−CADモデルの3D形状データを用いて機器撤去後の3D形状データを生成する第7の工程、
上記第7の工程で生成した機器撤去後の3D形状データにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第8の工程、
上記第2の工程において3D計測機器で獲得した3D形状モデルと上記第8の工程で生成した3D形状モデルとを比較照合し、上記第2の工程において3D計測機器で獲得した3D形状モデルにあり、上記第8の工程で生成した3D形状モデルにない形状を算出することにより、更新に際して機器の新設が有ったかどうかを判定する第9の工程、
上記第9の工程の比較照合結果を用いて新設機器及びその新設機器の位置情報を抽出する第10の工程、
上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とを比較し、上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とが一致する上記新設機器は入れ替えた機器とし、上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とが一致しない上記第6の工程で抽出した撤去機器は撤去した機器とし、上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とが一致しない上記第10の工程で抽出した新設機器は新設した機器とし、上記新設備の現状における機器の撤去、新設、入れ替え情報を求める第11の工程、
を備えたものである。
上記新設備に更新する前の旧設備の3D−CADモデルの3D形状データが格納された設備DBから3D形状データを獲得する第2の工程、
上記設備DBに格納された上記旧設備の3D−CADモデルから上記旧設備の機器の構成を表す設備構成情報を読み取る第3の工程、
上記3D−CADモデルの3D形状データにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第4の工程、
上記第2の工程で獲得した3D形状データと上記第4の工程で生成した3D形状データとを比較照合し、上記第4の工程で生成した3D形状データに存在し、上記第2の工程で獲得した設備の3D形状データに存在しない形状を算出することにより機器の撤去の有無を判定する第5の工程、
上記第5の工程の比較照合結果と上記第3の工程で読み取った設備構成情報とを用いて更新に際して撤去された撤去機器及びその撤去機器の位置情報を抽出する第6の工程、
上記第6の工程で抽出した撤去機器の3D形状データと上記第2の工程で獲得した3D−CADモデルの3D形状データを用いて機器撤去後の3D形状データを生成する第7の工程、
上記第7の工程で生成した機器撤去後の3D形状データにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第8の工程、
上記第2の工程において3D計測機器で獲得した3D形状モデルと上記第8の工程で生成した3D形状モデルとを比較照合し、上記第2の工程において3D計測機器で獲得した3D形状モデルにあり、上記第8の工程で生成した3D形状モデルにない形状を算出することにより、更新に際して機器の新設が有ったかどうかを判定する第9の工程、
上記第9の工程の比較照合結果を用いて新設機器及びその新設機器の位置情報を抽出する第10の工程、
上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とを比較し、上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とが一致する上記新設機器は入れ替えた機器とし、上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とが一致しない上記第6の工程で抽出した撤去機器は撤去した機器とし、上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とが一致しない上記第10の工程で抽出した新設機器は新設した機器とし、上記新設備の現状における機器の撤去、新設、入れ替え情報を求める第11の工程、
を備えたものである。
この発明に係る第2の設備更新情報抽出方法は、3D計測機器で更新後の新設備の形状をある視点から計測したモデルAを獲得する第1の工程、
上記新設備に更新する前の旧設備のCADデータが格納された設備DB内の3D−CADのモデルBにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除したモデルCを生成する第2の工程、
上記設備DB内の3D−CADのモデルBから上記旧設備の機器の構成に関する設備構成情報を読み取る第3の工程、
上記モデルCにあり上記モデルAにない形状を算出してモデルC−Aを生成する第4の工程、
上記モデルC−Aと上記設備DB内に格納された上記旧設備の機器の構成に関する設備構成情報とから更新に際して撤去された撤去機器及びその撤去機器の位置情報を抽出する第5の工程、
上記第5の工程で抽出した撤去機器を除去した3D形状のモデルB’を求め、上記モデルB’において、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除したモデルC’を求める第6の工程、
上記モデルAにあり、上記モデルC’にない形状を算出して更新に際して新設された新設機器及びその新設機器の位置情報を抽出する第7の工程、
上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とを比較し、上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とが一致する上記新設機器は入れ替えした機器とし、上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とが一致しない上記撤去機器は撤去した機器とし、上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とが一致しない上記新設機器は新設した機器とし、上記新設備の現状における機器の撤去、更新、入れ替えを抽出する第8の工程、
を備えたものである。
上記新設備に更新する前の旧設備のCADデータが格納された設備DB内の3D−CADのモデルBにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除したモデルCを生成する第2の工程、
上記設備DB内の3D−CADのモデルBから上記旧設備の機器の構成に関する設備構成情報を読み取る第3の工程、
上記モデルCにあり上記モデルAにない形状を算出してモデルC−Aを生成する第4の工程、
上記モデルC−Aと上記設備DB内に格納された上記旧設備の機器の構成に関する設備構成情報とから更新に際して撤去された撤去機器及びその撤去機器の位置情報を抽出する第5の工程、
上記第5の工程で抽出した撤去機器を除去した3D形状のモデルB’を求め、上記モデルB’において、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除したモデルC’を求める第6の工程、
上記モデルAにあり、上記モデルC’にない形状を算出して更新に際して新設された新設機器及びその新設機器の位置情報を抽出する第7の工程、
上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とを比較し、上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とが一致する上記新設機器は入れ替えした機器とし、上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とが一致しない上記撤去機器は撤去した機器とし、上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とが一致しない上記新設機器は新設した機器とし、上記新設備の現状における機器の撤去、更新、入れ替えを抽出する第8の工程、
を備えたものである。
この発明に係る設備更新情報抽出装置及び方法によれば、3D計測機器のデータが不完全でも、更新した新設備の機器更新部分を抽出でき、この機器更新部分の情報を基に、旧設備DBの3DCADモデルや図面等の更新を部分的(更新部分)にすることが可能になり、3DCADモデルや図面等の更新の手間が低減される。
実施の形態1.
図1は、この発明に係る設備更新情報抽出装置における実施の形態1の構成を示すブロック図である。
この実施の形態1の設備更新情報抽出装置は、設備をある視点からみた時の3D形状データを獲得するレーザデジタイザ等の3D計測機器12、3D計測機器12で獲得した設備の3D形状データを読み込む3D計測機器出力読み込み部1、設備の3D−CADモデルの3D形状データを読み込む3D−CADモデル形状読み込み部(設備DB)2、3D−CADモデルから設備の構成を読み取る設備構成情報読み込み部3、3D−CADモデルの3D形状データにおいて、3D計測機器12の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第1の3D計測機器視点形状モデル生成部4、3D計測機器12で獲得した3D形状データと第1の3D計測機器視点形状モデル生成部4で生成した3D形状データとを比較照合し機器の撤去の有無を判定する第1の比較照合処理部5、第1の比較照合処理部5の比較照合結果と設備構成情報読み込み部3の設備構成情報とを用いて設備の現状における撤去機器及びその撤去機器の位置情報を抽出する撤去機器情報抽出部6、撤去機器情報抽出部6で抽出した撤去機器及び位置情報と設備構成情報読み込み部3に読み込まれた3D−CADモデルの構成を表す情報を用いて機器撤去後の3D形状データを生成する機器撤去後形状モデル生成部7、機器撤去後の3D形状データにおいて、3D計測機器12の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第2の3D計測機器視点形状モデル生成部8、3D計測機器12で獲得した3D形状データと第2の3D計測機器視点形状モデル生成部8で生成した3D形状データとを比較照合し機器の新設の有無を判定する第2の比較照合処理部9、第2の比較照合処理部9の比較照合結果を用いて新設機器を抽出する新設機器情報抽出部10、撤去機器情報抽出部6の撤去機器情報と新設機器情報抽出部10の新設機器情報を用いて、更新した新設備における機器の撤去、新設、入れ替え情報を求める更新機器情報抽出部11を備えている。
図1は、この発明に係る設備更新情報抽出装置における実施の形態1の構成を示すブロック図である。
この実施の形態1の設備更新情報抽出装置は、設備をある視点からみた時の3D形状データを獲得するレーザデジタイザ等の3D計測機器12、3D計測機器12で獲得した設備の3D形状データを読み込む3D計測機器出力読み込み部1、設備の3D−CADモデルの3D形状データを読み込む3D−CADモデル形状読み込み部(設備DB)2、3D−CADモデルから設備の構成を読み取る設備構成情報読み込み部3、3D−CADモデルの3D形状データにおいて、3D計測機器12の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第1の3D計測機器視点形状モデル生成部4、3D計測機器12で獲得した3D形状データと第1の3D計測機器視点形状モデル生成部4で生成した3D形状データとを比較照合し機器の撤去の有無を判定する第1の比較照合処理部5、第1の比較照合処理部5の比較照合結果と設備構成情報読み込み部3の設備構成情報とを用いて設備の現状における撤去機器及びその撤去機器の位置情報を抽出する撤去機器情報抽出部6、撤去機器情報抽出部6で抽出した撤去機器及び位置情報と設備構成情報読み込み部3に読み込まれた3D−CADモデルの構成を表す情報を用いて機器撤去後の3D形状データを生成する機器撤去後形状モデル生成部7、機器撤去後の3D形状データにおいて、3D計測機器12の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第2の3D計測機器視点形状モデル生成部8、3D計測機器12で獲得した3D形状データと第2の3D計測機器視点形状モデル生成部8で生成した3D形状データとを比較照合し機器の新設の有無を判定する第2の比較照合処理部9、第2の比較照合処理部9の比較照合結果を用いて新設機器を抽出する新設機器情報抽出部10、撤去機器情報抽出部6の撤去機器情報と新設機器情報抽出部10の新設機器情報を用いて、更新した新設備における機器の撤去、新設、入れ替え情報を求める更新機器情報抽出部11を備えている。
図2は、この実施の形態1における設備更新情報抽出装置の動作を説明するためのフローチャートであり、図3は、動作を説明するためのブロック図である。以下、図1,図2及び図3に基づき動作を説明する。
まず、S1において、3D計測機器12の出力である(不完全な)更新した新設備の3D形状データ(三角形のパッチの各頂点と各頂点を結んだ面のデータ:以下パッチデータという)3D計測機器出力読み込み部1に読み込む。この3D形状データを以下データAと呼ぶ(図3のモデルA21)。3D計測機器12の出力は一般的に点群データや隣接する点群を自動的に結びつけて生成したポリゴンモデルで表されるため、このポリゴンパッチの頂点とパッチデータを読み込む。また、3D計測機器12の出力データの座標系は原点を3D計測機器12の視点位置に設定してある。
次に、S2において、新設備に更新する前の旧設備の3D−CADモデルにおける3D形状データを3D−CADモデル形状読み込み部2に読み込む。この3D−CADモデルの3D形状データを以下データBと呼ぶ(図3のモデルB22)。
次に、S3において、読み取り設備構成情報読み込み部3は、3D−CADモデルから設備の機器構成に関する設備構成情報を読みとる。図4は、図3の例で示した設備構成情報25を示すブロック図である。設備構成情報25は、設備の情報、設備を構成する機器31の情報、機器31を構成する部品32の情報、部品32や機器31を構成する最小単位部品33の情報、及び最小単位部品33に関連付けられた形状データ(幾何データ、位相データ)34により構成される。
次に、S4において、データAとデータBの3D形状データの位置合わせを行う、データAの原点が位置合わせ後のデータBのどの座標値の点に当たるかを求める。位置合わせの方法としては、操作者が手作業でデータAとデータB間の対応点を3点以上入力することにより行う方法や、自動的に2つのデータ間の位置合わせを計算する方法がある(例えば、ICPアルゴリズム:P.J.Besl and N.D.McKay:“A Method for Registration of 3D Shapes”,IEEE Trans.Pattern Anal.Machine Intell,Vol.14,No.2,pp.239−256,Feb 1992)。
次に、S5において、データBにおいて、3D計測機器12の視点から見た場合に死角にならない部分のみから構成される3D形状データを第1の3D計測機器視点形状モデル生成部4で生成する。このデータを以下データCと呼ぶ。
このS5における処理を行う方法としては、データBの表面に密に点群を生成させ、各点から3D計測機器12の視点座標までの間に、他の表面があるかないかを判定することにより、各表面点が死角になるかどうかを判定し、全表面点を判定後、死角になると判定された表面を除いて、再び隣接する点間でパッチを生成することによりデータCを生成する方法などが考えられる(図3のモデルC23)。
また、3角測量の原理を用いた計測機器の場合は、もう一方の基準点がどこかを導き出し、3D計測機器12の視点と基準点どちらもから死角になっていない3D形状データを生成することより、正確に以後の処理を行うことが可能になる。
次に、S6で、データAとデータCとを比較し、データAの各頂点からデータCのパッチまでの最短距離をすべての点について求め、距離がある閾値(例えば、対象設備が約2m程度の大きさである場合は閾値は約1cm程度とする)より大きい場合は、その点はデータCにありデータAにない点と見なし、その点の集合を求めることによりデータC−Aを第1の比較照合処理部5で生成する(図3のモデルC−A24)。
データC−Aは、データAに存在せずデータCに存在する形状を表す。つまり、モデルBにおいて撤去された機器が有るか無いかを示すデータ(更新に際して撤去された機器が有るか無いかを示すデータ)と言える。
次に、S7において、データC−Aからノイズ、あるいは微小な形状と判断できるパッチを除くことにより撤去機器の位置を抽出する。ノイズ判定は、パッチの連結数を調べ、連結数が例えば5個以下ならノイズと判断するというような閾値処理で行う。
次に、S8において、S7のデータとデータCとを最小単位部品ごとに比較照合し、それぞれの部品の形状の何%が撤去箇所として検出されているかを求める。この割合がある値(例えば70%)以上であればその部品は撤去されていると判断でき、設備構成情報読み込み部3の設備構成情報25から機器更新時の最小単位を参照することにより撤去機器を特定できる(図3の撤去機器抽出26)。以上S7及びS8は撤去機器情報抽出部6で行う。
次に、S9において、S7及びS8で特定された撤去機器及びその位置情報と設備DB22のモデルBを参照して、撤去機器を除去した3D−CADのデータB’を機器撤去後形状モデル生成部7で生成する(図3のモデルB’27)。
次に、S10において、S5と同様に、データB’において、3D計測機器12の視点から死角にならない部分のみのデータC’を第2の3D計測機器視点形状モデル生成部8で生成する(図3のモデルC’28)。
次に、S11において、データAとデータC’とを比較し、S6と同様に、データAの各頂点からデータC’のパッチまでの最短距離をすべての点について求め、データA、データC’のパッチ間の距離が閾値以上か否かという閾値処理によりデータA−C’を第2の比較照合処理部9で生成する(図3のモデルA−C’29)。
データA−C’は、データC’に存在せずデータAに存在する形状を表す。つまりは、モデルAにおいて新設された機器の有無(更新の際に新設された機器の有無)が検出されているデータと言える。よって、データA−C’からノイズと判断できるパッチを除き、形状が残った部分に新設機器があると判断できる。ノイズ判定は、パッチの連結数を調べ、連結数が例えば5個以下ならノイズと判断するというような閾値処理で行う。
次に、S12において、第2の比較照合処理部9で生成されたデータA−C’から新設機器の位置情報を新設機器抽出部10で抽出する。
次に、S13では、S12における新設機器の位置情報とS7における撤去機器の位置情報とを比較し、撤去機器の位置情報と新設機器の位置情報とが一致する場合には新設機器は入れ替えした機器とし、撤去機器の位置情報と新設機器の位置情報とが一致しない場合には撤去機器は撤去した機器とし、撤去機器の位置情報と新設機器の位置情報とが一致しない場合には新設機器は新設した機器とし、新設備の現状における機器の撤去、更新、入れ替えを抽出する機器の撤去、更新、入れ替えの情報を抽出する(図3の機器更新情報抽出30)。
以上のようにして抽出された更新機器情報に基づき、設備DBの旧設備の3D−CADモデルの3D形状データにおいて、更新されなかった機器のデータはそのまま利用し、撤去、更新、入れ替えされた機器のみデータのみを更新することができる。
この実施の形態1によれば、3D計測機器12のデータが不完全でも、設備の更新の際に更新された更新部分を抽出でき、この更新部分の情報を基に、旧設備DBの3DCADモデルや図面等を部分的に更新することが可能になり、3DCADモデルや図面等の更新の手間を低減することができる。
この発明に係る設備更新情報抽出装置及び方法は、3次元計測機器により得た現在における更新後の新設備の3D計測機器で計測した3D形状データと、データベース内に保存した更新前の旧設備の3D−CADモデルの3D形状データ、図面等とを比較して、新設備における更新箇所を抽出し、データベース内の3D−CADモデルの3D形状データ、図面の更新を部分的(更新箇所)に行うことに利用できる。
1 3D計測機器出力読み込み部、2 3D−CADモデル形状読み込み部、
3 設備構成情報読み込み部、4 第1の3D計測機器視点形状モデル生成部、
5 第1の比較照合処理部、6 撤去機器情報抽出部、
7 機器撤去後形状モデル生成部、8 第2の3D計測機器視点形状モデル生成部、
9 第2の比較照合処理部、10 新設機器情報抽出部、11 更新機器情報抽出部、
12 3D計測機器、21 モデルA、22 モデルB、23 モデルC、
24 モデルC−A、25 設備構成情報、26 撤去機器抽出、27 モデルB’、
28 モデルC’、29 モデルA−C’、30 機器更新情報抽出、31 機器、
32 部品、33 相性単位部品、34 形状データ。
3 設備構成情報読み込み部、4 第1の3D計測機器視点形状モデル生成部、
5 第1の比較照合処理部、6 撤去機器情報抽出部、
7 機器撤去後形状モデル生成部、8 第2の3D計測機器視点形状モデル生成部、
9 第2の比較照合処理部、10 新設機器情報抽出部、11 更新機器情報抽出部、
12 3D計測機器、21 モデルA、22 モデルB、23 モデルC、
24 モデルC−A、25 設備構成情報、26 撤去機器抽出、27 モデルB’、
28 モデルC’、29 モデルA−C’、30 機器更新情報抽出、31 機器、
32 部品、33 相性単位部品、34 形状データ。
Claims (3)
- 設備をある視点からみた時の映像に関する3D形状データを獲得する3D計測機器、
上記3D計測機器で獲得した更新後の新設備の3D形状データ及び視点情報を読み込む3D計測機器出力読み込み部、
上記新設備に更新する前の旧設備の3D−CADモデルの3D形状データが格納された3D−CADモデル形状読み込み部、
上記3D−CADモデル形状読み込み部に格納された3D−CADモデルから上記旧設備の機器の構成を読み取り格納する設備構成情報読み込み部、
上記3D計測機器の視点情報を用い上記3D−CADモデルの3D形状データにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成するする第1の3D計測機器視点形状モデル生成部、
上記3D計測機器出力読み込み部の3D形状データと上記第1の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データとを比較照合し、上記第1の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データに存在し、上記3D計測機器で獲得した3D形状データに存在しない形状を算出して、設備の更新に際して機器の撤去が有ったかどうかを判定する第1の比較照合処理部、
上記第1の比較照合処理部の比較照合結果と上記設備構成情報読み込み部の設備構成情報を用いて上記新設備における撤去機器及びその撤去機器の位置情報を抽出する撤去機器情報抽出部、
上記撤去機器情報抽出部で抽出された撤去機器と設備構成情報読み込み部に読み込まれた上記更新前設備の機器の構成とを用いて上記撤去機器除去後の3D形状データを生成する機器撤去後形状モデル生成部、
上記撤去機器除去後の3D形状モデルにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第2の3D計測機器視点形状モデル生成部、
上記3D計測機器で獲得した3D形状データと上記第2の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データとを比較照合し、上記第2の3D計測機器視点形状モデル生成部で生成した3D形状データになく、上記3D計測機器で獲得した3D形状データにある形状を算出することにより、更新に際して機器の新設が有ったかどうかを判定する第2の比較照合処理部、
上記第2の比較照合処理部の比較照合結果を用いて新設機器及びその新設機器の位置情報を抽出する新設機器情報抽出部、
上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器の位置情報とを比較し、上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器の位置情報とが一致する上記新設機器は入れ替えた機器とし、上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器の位置情報とが一致しない上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器は撤去した機器とし、上記撤去機器情報抽出部で抽出した撤去機器の位置情報と上記新設機器情報抽出部で抽出した新設した機器の位置情報とが一致しない上記新設機器情報抽出部で抽出した新設機器は新設した機器とし、上記新設備の現状における機器の撤去、新設、入れ替え情報を求める更新機器情報抽出部、
を備えたことを特徴とする設備更新情報抽出装置。 - 更新した新設備の3D形状データを3D計測機器である視点から計測して獲得する第1の工程、
上記新設備に更新する前の旧設備の3D−CADモデルの3D形状データが格納された設備DBから3D形状データを獲得する第2の工程、
上記設備DBに格納された上記旧設備の3D−CADモデルから上記旧設備の機器の構成を表す設備構成情報を読み取る第3の工程、
上記3D−CADモデルの3D形状データにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第4の工程、
上記第2の工程で獲得した3D形状データと上記第4の工程で生成した3D形状データとを比較照合し、上記第4の工程で生成した3D形状データに存在し、上記第2の工程で獲得した設備の3D形状データに存在しない形状を算出することにより機器の撤去の有無を判定する第5の工程、
上記第5の工程の比較照合結果と上記第3の工程で読み取った設備構成情報とを用いて更新に際して撤去された撤去機器及びその撤去機器の位置情報を抽出する第6の工程、
上記第6の工程で抽出した撤去機器の3D形状データと上記第2の工程で獲得した3D−CADモデルの3D形状データを用いて機器撤去後の3D形状データを生成する第7の工程、
上記第7の工程で生成した機器撤去後の3D形状データにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除した3D形状データを生成する第8の工程、
上記第2の工程において3D計測機器で獲得した3D形状モデルと上記第8の工程で生成した3D形状モデルとを比較照合し、上記第2の工程において3D計測機器で獲得した3D形状モデルにあり、上記第8の工程で生成した3D形状モデルにない形状を算出することにより、更新に際して機器の新設が有ったかどうかを判定する第9の工程、
上記第9の工程の比較照合結果を用いて新設機器及びその新設機器の位置情報を抽出する第10の工程、
上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とを比較し、上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とが一致する上記新設機器は入れ替えた機器とし、上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とが一致しない上記第6の工程で抽出した撤去機器は撤去した機器とし、上記第6の工程で抽出した撤去機器の位置情報と上記第10の工程で抽出した新設機器の位置情報とが一致しない上記第10の工程で抽出した新設機器は新設した機器とし、上記新設備の現状における機器の撤去、新設、入れ替え情報を求める第11の工程、
を備えたことを特徴とする設備更新情報抽出方法。 - 3D計測機器で更新後の新設備の形状をある視点から計測したモデルAを獲得する第1の工程、
上記新設備に更新する前の旧設備のCADデータが格納された設備DB内の3D−CADのモデルBにおいて、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除したモデルCを生成する第2の工程、
上記設備DB内の3D−CADのモデルBから上記旧設備の機器の構成に関する設備構成情報を読み取る第3の工程、
上記モデルCにあり上記モデルAにない形状を算出してモデルC−Aを生成する第4の工程、
上記モデルC−Aと上記設備DB内に格納された上記旧設備の機器の構成に関する設備構成情報とから更新に際して撤去された撤去機器及びその撤去機器の位置情報を抽出する第5の工程、
上記第5の工程で抽出した撤去機器を除去した3D形状のモデルB’を求め、上記モデルB’において、上記3D計測機器の視点から見た場合に死角になる部分を削除したモデルC’を求める第6の工程、
上記モデルAにあり、上記モデルC’にない形状を算出して更新に際して新設された新設機器及びその新設機器の位置情報を抽出する第7の工程、
上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とを比較し、上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とが一致する上記新設機器は入れ替えした機器とし、上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とが一致しない上記撤去機器は撤去した機器とし、上記撤去機器の位置情報と上記新設機器の位置情報とが一致しない上記新設機器は新設した機器とし、上記新設備の現状における機器の撤去、更新、入れ替えを抽出する第8の工程、
を備えたことを特徴とする設備更新情報抽出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005008504A JP2006195850A (ja) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | 設備更新情報抽出装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005008504A JP2006195850A (ja) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | 設備更新情報抽出装置及び方法 |
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JP2006195850A true JP2006195850A (ja) | 2006-07-27 |
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ID=36801883
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JP2005008504A Pending JP2006195850A (ja) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | 設備更新情報抽出装置及び方法 |
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JP (1) | JP2006195850A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014091837A1 (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | 株式会社日立製作所 | 3次元モデル生成装置、3次元モデル生成方法及び3次元モデル生成プログラム |
-
2005
- 2005-01-17 JP JP2005008504A patent/JP2006195850A/ja active Pending
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WO2014091837A1 (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | 株式会社日立製作所 | 3次元モデル生成装置、3次元モデル生成方法及び3次元モデル生成プログラム |
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