JP3165780B2 - ３次元モデル情報検索システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラント、建物、船
舶、航空機、及び自動車など空間的な拡がりを持つ構造
物の中に、配管、機器、計測装置、配線、支持器材、そ
の他の部品が３次元的に配置される構造体を対象として
いるものであり、計算機を用いて構築されたデータモデ
ルの検索や選択的なデータ抽出などの利用技術に関わる
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばプラント、建物、船舶、航空機、
及び自動車などは、全て空間的な拡がりを持つ構造物の
中に、配管、機器、計測装置、配線、支持器材、その他
さまざまな部品が３次元的に配置されている構造体であ
る。このような構造体における、各構成要素の空間的な
位置関係や全体的な姿を把握するため、計算機を利用し
て、対象とする構造体の詳細なデータモデル、いわゆる
３次元モデルを作成する技術は上記構造体の設計や製造
に際して広く利用されている。

【０００３】しかしまた上記のような構造体の設計や製
造において、３次元モデルを利用する以前から、配管
図、計装線図、配置図など２次元的な図面である２次元
モデルが常用されて来た。これら２次元モデルを計算機
によって作成する技術は、既に一般的なものとして普及
している。

【０００４】２次元モデルは、図面の種類に応じた独自
の用途に適した表現を備えており、従来からの設計又は
製造の手順と良く適合している。このため上記のような
構造体の設計や製造には、多くの場合、３次元モデルと
何種類かの２次元モデルが併用されるのが一般的であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、単一の設
計対象物に対して複数のデータモデルが存在することに
なるため、それぞれのモデルにおける情報の詳細度やデ
ータ構造の違いなどから、複数のモデル間で相対似する
構成要素の検索、特に３次元モデルに対するデータ検索
やデータの選択的な抽出が難しいことは知られている。
その点に関するより詳しい説明を以下に記す。

【０００６】一般的に２次元モデルと３次元モデルを比
較すると、それぞれ次のような特徴を有する。すなわち
２次元モデルはもともと図面をモデルの起点とするた
め、図面の内容に対応した詳細度の情報と、図面の表現
に適した固有のデータ構造を持つのが普通である。さら
に図面は、３次元的な設計対象物に関わる情報を２次元
的に表現するために、目的に応じた情報の簡略化とこれ
を補う表現上の独自な規約に従って作成されており、２
次元モデルも必然的にそれらの影響を受けた簡略化され
た情報を内包することになる。２次元モデルの代表的な
例としては、配管図又は配管計装線図などと呼ばれる図
面が挙げられる。これらはプラントなどにおける複雑な
配管構成を系統単位で簡略化し整理した図面であり、全
ての配管要素を記載している訳ではなく、記載されてい
る要素についても空間的な位置関係などを正しく表現し
ている訳ではない。その他に代表的な図面として、プラ
ントや建物の配置図、船舶、航空機、及び自動車などの
平面配置図がある。これらは基本的には、対象とする構
造体を２次元平面に投影したものであるが、記載されて
いるのは主要な構造物や機器類に限定され、目的に応じ
て投影と断面の異なった情報が混在している点が特徴で
ある。

【０００７】２次元の図面又は図面から作成した２次元
モデルと比べると、３次元モデルは、もともと図面のよ
うな限定された用途のためでなく、最終的な対象物自体
を計算機上に仮想的に構築するという汎用的な目的のた
めに作成される点が特徴的である。その結果３次元モデ
ルには、原理的に対象物の構成要素の全てがモデル要素
として格納されることになり、対象が複雑な場合にはモ
デルが非常に大規模なものとなる。このような３次元モ
デルを設計に利用する場合には、大規模なモデルから必
要な要素だけを検索して表示したり、データを抽出して
利用する必要性が頻繁に生じる。３次元モデルに対する
検索には、その３次元モデルを作成するのに用いた入力
システムなどを利用して画面操作により構成要素を直接
指示したり、各構成要素にあらかじめ付加された属性情
報を用いて構成要素を検索するということが一般的に用
いられる。

【０００８】しかし、３次元モデルに対する検索手段の
うち直接指示する方法では、モデルの規模が非常に大き
く検索する構成要素が多い場合には実用的でない。また
属性に基づく検索する方法も、目的に合った属性情報が
全要素に対して付加されていなければ実行できない。特
に設計では従来の手順に従い、配管図、配管計装線図、
配置図、及び平面配置図などが使用される機会が多く、
これら２次元の図面又は２次元モデル上での操作や指示
に基づく３次元モデルの検索や必要なデータの抽出など
に対する要求は高い。

【０００９】しかし、従来の技術では、このような要求
に応えることはできず、特にプラント、建物、船舶、航
空機、及び自動車などの設計において２次元の図面に相
当する情報から、３次元モデルに対するデータ検索やデ
ータ抽出を行う方法の確立が課題となっていた。

【００１０】そこで、本発明の目的は、２次元モデルデ
ータから３次元モデルデータの構成要素を容易に抽出し
うる３次元モデル情報検索システムを提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る３
次元モデル情報検索システムは、空間的な拡がりを持つ
構造物の中に、３次元的に配置された構成要素を対象に
計算機内部に記憶された３次元モデルを検索するもので
あって、３次元モデルから平面配置図に相当する２次元
モデル平面配置図を生成し、２次元モデル画面上に表現
する平面配置図情報生成手段と、３次元モデルから垂直
配置図に相当する２次元モデル垂直配置図を生成し、２
次元モデル画面上に表現する垂直配置図情報生成手段
と、２次元モデル画面上に表現された２次元モデル平面
配置図又は２次元モデル垂直配置図に対する操作を通じ
て２次元モデル平面配置図又は２次元モデル垂直配置図
を生成する元となった３次元モデルの構成要素を検索す
るための条件を入力する３次元モデル検索条件入力手段
と、その入力された条件に基づいて３次元モデルの構成
要素を直接に又は２次元モデル平面配置図又は２次元モ
デル垂直配置図を介して検索し、その検索結果を３次元
モデル画面上に又は周辺装置に出力する３次元モデル構
成要素検索手段とを有することを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明に係る３次元モデル情報検
索システムは、請求項１に記載の平面配置図情報生成手
段が、３次元モデルの構成要素のデータ種別や形状に関
わる情報を利用することによって、構成要素の種別毎に
水平面への投影情報及び断面情報を組み合わせて、２次
元モデル平面配置図を生成することを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明に係る３次元モデル情報検
索システムは、請求項１に記載の垂直配置図情報生成手
段が、３次元モデルの構成要素のデータ種別や形状に関
わる情報を利用することによって、構成要素の種別毎に
垂直面への投影情報及び断面情報を組み合わせて、２次
元モデル垂直配置図を生成することを特徴とする。

【００１４】請求項４の発明に係る３次元モデル情報検
索システムは、請求項１〜３のいずれかに記載の平面配
置図情報生成手段が、任意の範囲を特定するため、２次
元モデル画面上に表示された２次元モデル平面配置図の
構成要素を指示させることによって、任意の範囲に囲ま
れる領域を抽出する領域抽出手段と、領域に対応する仮
想的な仮想構成要素を生成し、この仮想構成要素に対し
て名称及び属性を持たせる属性生成手段と、この仮想構
成要素を２次元モデル画面上に表示する仮想要素表示手
段と、２次元モデル画面上の仮想構成要素を直接指示さ
せることにより検索条件を入力させる個別情報検索入力
手段とを有することを特徴とする。

【００１５】請求項５の発明に係る３次元モデル情報検
索システムは、請求項４に記載の平面配置図情報生成手
段が、２次元モデル画面上に表示されている２次元モデ
ル平面配置図を、２次元モデルの構成要素の大きさに応
じて発生させた要素メッシュに分割する要素メッシュ発
生分割手段を有し、領域抽出手段が、２次元モデル画面
上に表示された分割した要素メッシュを指示させること
により、任意の範囲に囲まれる領域を抽出する領域を指
定させるものであることを特徴とする。

【００１６】請求項６の発明に係る３次元モデル情報検
索システムは、請求項５に記載の３次元モデル構成要素
検索手段が、２次元モデル画面上に表示された２次元モ
デル平面配置図を通じて指定された平面的な範囲に、２
次元モデル垂直配置図を通じて入力された高さに関する
情報を追加することによって、立体的な範囲を算出し、
３次元モデルの中から範囲に含まれる構成要素を検索す
るものであることを特徴とする。

【００１７】請求項７の発明に係る３次元モデル情報検
索システムは、請求項５に記載の３次元モデル構成要素
検索手段が、２次元モデル画面上に表示された２次元モ
デル平面配置図を通じて指定された平面的な範囲に、所
定の高さに関する情報を追加することによって、立体的
な範囲を算出し、３次元モデルの中から範囲に含まれる
構成要素を検索するものであることを特徴とする。

【００１８】請求項８の発明に係る３次元モデル情報検
索システムは、請求項１〜７のいずれかに記載の３次元
モデル構成要素検索手段が、その検索結果を対応する２
次元平面配置図又は２次元モデル垂直配置図に関係付け
ることによって、検索結果を２次元モデル画面上に表示
するものであることを特徴とする。

【００１９】請求項９の発明に係る３次元モデル情報検
索システムは、空間的な拡がりを持つ構造物の中に、３
次元的に配置され、空間的な位置関係を表現せず各構成
要素間の接続関係のみを表現している独立２次元モデル
画面上に表示された独立２次元モデルに対する操作を通
じて、その独立２次元モデルの構成要素の空間的な位置
関係を表す関連２次元モデルを検索するための条件を入
力する関連２次元モデル検索条件入力手段と、３次元的
に配置された構成要素を、分岐合流点および機器に対応
する構成要素としてのポイント・オブジェクト及び各ポ
イント・オブジェクト間に存在する複数の配管や機器を
一括して表す複合要素としてのインターバル・オブジェ
クトに分割し、各オブジェクトに、オブシェクト相互の
接続関係を表す属性項目及びそのオブジェクトを構成す
る要素の属性を示す属性項目を設けるとともに、上記イ
ンターバル・オブジェクトの属性値の配列を物理的配管
要素の配列と同順とし、このポイント・オブジェクトと
インターバル・オブジェクトによって、各種モデルに共
通の汎用モデルを構築するモデリング手段と、関連２次
元モデル検索条件入力手段に従い、そのモデリング手段
を介して３次元モデルから対応する関連２次元モデルを
検索する関連２次元モデル検索手段とを備え、請求項１
に記載の３次元モデル構成要素検索手段が、モデリング
手段によって得られた関連２次元モデルから対応する３
次元モデルの構成要素を検索するものであることを特徴
とする。

【００２０】請求項１０の発明に係る３次元モデル情報
検索システムは、請求項９に記載のモデリング手段が、
３次元モデル構成要素検索手段により検索された検索結
果から、対応する独立２次元モデルを関係付けることに
よって、検索結果を独立２次元モデル画面上に表示する
ものであることを特徴とする。

【００２１】請求項１１の発明に係る３次元モデル情報
検索システムは、請求項９又は請求項１０に記載の３次
元モデル構成要素検索手段が、３次元モデルとその３次
元モデルに対応する独立２次元モデルとの間及び３次元
モデルとその３次元モデルに対応する２次元モデル平面
配置図又は２次元モデル垂直配置図との間をそれぞれ双
方向に結び付けることによって、３次元モデルの構成要
素を媒体にして、２次元モデル平面配置図又は２次元モ
デル垂直配置図と独立２次元モデル画面上に表示された
独立２次元モデルとの情報との間を双方向に検索し、そ
の検索結果を、２次元モデル画面、独立２次元モデル画
面、及び３次元モデル画面それぞれに表示するものであ
ることを特徴とする。

【００２２】

【作用】本発明の請求項１に係る３次元モデル情報検索
システムは、３次元モデルから２次元モデル平面配置図
及び２次元モデル垂直配置図を生成し、それらの配置図
が表示されている画面を通じて３次元モデルの構成要素
を検索する。

【００２３】これによって、３次元モデルと２次元モデ
ルの間で対応する構成要素の整合性を保つことが可能と
なる。

【００２４】本発明の請求項２に係る３次元モデル情報
検索システムは、請求項１記載の平面配置図情報生成手
段が、３次元モデルの構成要素のデータ種別や３次元形
状に関わる最小限の情報を利用して、構成要素の種別毎
に水平面への投影情報及び断面情報を組み合わせて、２
次元モデル平面配置図を生成する。

【００２５】これによって、平面配置図相当の情報を生
成するために、データ作成に使用したシステムなどによ
らず一般的な３次元モデルに対して適用可能となる。

【００２６】本発明の請求項３に係る３次元モデル情報
検索システムは、請求項１記載の垂直配置図情報生成手
段が、３次元モデルの構成要素のデータ種別や形状に関
わる情報を利用することによって、構成要素の種別毎に
垂直面への投影情報及び断面情報を組み合わせて、２次
元モデル垂直配置図を生成する。

【００２７】これによって、垂直配置図相当の情報を生
成するため、データ作成に使用したシステムなどによら
ず一般的な３次元モデルに対して適用可能となる。

【００２８】本発明の請求項４に係る３次元モデル情報
検索システムは、請求項１〜３のいずれかに記載の平面
配置図情報生成手段が、部屋や区画のように特徴的では
あるが実体を持つ構成要素の存在しない空間領域を、実
在する構成要素を指示することにより抽出し、それらを
検索条件として利用する。

【００２９】これによって、あらかじめ配管や機器など
の要素に部屋や区画に関する属性情報を付加していなく
ても汎用的な検索が可能となる。

【００３０】本発明の請求項５に係る３次元モデル情報
検索システムは、請求項４に記載の平面配置図情報生成
手段が、部屋や区画のように特徴的ではあるが実体を持
つ構成要素の存在しない空間領域を、実在する構成要素
を基準に客観的に分割して生成した仮想的な領域要素の
組み合わせて指定させ、それらを検索条件として利用さ
せる。

【００３１】これによって、あらかじめ配管や機器など
の要素に部屋や区画に関する属性情報を付加していなく
ても汎用的な検索が可能となる。

【００３２】本発明の請求項６に係る３次元モデル情報
検索システムは、請求項５に記載の３次元モデル構成要
素検索手段が、２次元モデル平面配置図を表示している
画面を通じて入力された平面的な範囲に、３次元モデル
から生成した垂直面に対する垂直配置図相当の画面表示
を通じて入力した高さ情報を追加して立体的な検索範囲
を算出する。

【００３３】これによって、３次元モデルの各構成要素
に特別な検索用の属性情報などが付加されていなくても
精度の高い検索が可能となる。

【００３４】本発明の請求項７に係る３次元モデル情報
検索システムは、請求項５に記載の３次元モデル構成要
素検索手段が、２次元モデル平面配置図が表示されてい
る画面を通じて入力された平面的な範囲に、例えば床面
から天井面までのように一律の高さ情報を追加して立体
的な検索範囲を算出する。

【００３５】これによって、３次元モデルの各構成要素
に特別な検索用の属性情報などが付加されていなくても
検索が可能となる。

【００３６】本発明の請求項８に係る３次元モデル情報
検索システムは、請求項１〜７のいずれかに記載の３次
元モデル構成要素検索手段がその検索結果を、対応する
２次元平面配置図又は２次元モデル垂直配置図に関係付
けることによって、検索結果を２次元モデル画面上に表
示する。

【００３７】このように、３次元モデルと平面配置図や
垂直配置図相当の２次元モデルを双方向で関連付けるた
め、従来技術ないしは本発明により検索された３次元モ
デルの構成要素を、平面配置図や垂直配置図相当の２次
元モデルの画面上に表示して確認することが可能とな
る。

【００３８】本発明の請求項９に係る３次元モデル情報
検索システムは、空間的な位置関係を表現せず各構成要
素間の接続関係のみを表現している独立２次元モデルを
表示している画面を通して指定させ、その指定された独
立２次元モデルを基に、空間的な位置関係を表現する関
連２次元モデルを検索し、その関連２次元モデルから対
応する３次元モデルの構成要素を検索する。

【００３９】これによって、配管の系統分類や接続関係
などが表された図面に表現された固有の情報に基づく３
次元モデルの検索が可能となる。

【００４０】本発明の請求項１０に係る３次元モデル情
報検索システムは、請求項９に記載のモデリング手段
が、前記３次元モデル構成要素検索手段により検索され
た検索結果から、対応する独立２次元モデルを関係付け
る。

【００４１】これによって、従来技術ないしは本発明に
より検索された３次元モデルの構成要素を、配管計装線
図などに対応する２次元モデル画面上に表示して確認す
ることが可能となる。

【００４２】本発明の請求項１１に係る３次元モデル情
報検索システムは、請求項９又は請求項１０に記載の３
次元モデル構成要素検索手段が、３次元モデルとその３
次元モデルに対応する独立２次元モデルとの間及び３次
元モデルとその３次元モデルに対応する２次元モデル平
面配置図又は２次元モデル垂直配置図との間をそれぞれ
双方向に結び付けることによって、３次元モデルの構成
要素を媒体にして、２次元モデル平面配置図又は２次元
モデル垂直配置図と独立２次元モデル画面上に表示され
た独立２次元モデルとの情報との間を双方向に検索し、
その検索結果を、２次元モデル画面、独立２次元モデル
画面、及び３次元モデル画面それぞれに表示する。

【００４３】これによって平面配置図や垂直配置図など
の２次元モデル画面上で検索された情報の配管計装線図
などの独立２次元モデル画面上への表示、および逆に配
管計装線図などの独立２次元モデル画面上で検索された
情報の平面配置図や垂直配置図などの２次元モデル画面
上への表示が可能となる。

【００４４】

【実施例】まず、本発明を適用するための前提となる技
術を説明する。

【００４５】本発明は、プラント、建物、船舶、航空
機、及び自動車などを対象として、あらゆる構成要素を
含む詳細な３次元モデルが存在することを前提とし、３
次元モデルが、どのような入力システムにより作成され
るかは、本発明とは無関係である。

【００４６】しかし３次元モデルは、その構成要素を独
立したデータ単位として扱い、各データ単位は、少なく
とも部品名や配管番号などに対応する固有の識別情報、
壁・柱・機器・配管など構成要素の種別情報、及び３次
元的な図形情報（形状・位置）を有し、モデルの任意の
範囲を計算機の画面に表示する手段を備えているものと
する。

【００４７】一方、２次元の図面に相当の情報は、配管
図や配管計装線図のように、３次元的な情報とは別の情
報を表現する目的で用いられる図面と、水平配置図や垂
直配置図のように３次元的な情報を図面上に表現した図
面とに区別されているものとする。前者については、図
面種別に適した作図システムなどにより作成された２次
元モデルの存在を前提とし、独立したデータ単位である
モデル構成要素が少なくともそれぞれ固有の識別情報と
２次元的な図形情報を有し、モデルの任意の範囲を計算
機のＣＲＴ画面上に表示する手段を備えているものとす
る。他方、後者すなわち配置図に関しては、後述するよ
うに本発明で提案する手段の一部として３次元モデルか
ら２次元モデルを生成して利用するものとする。

【００４８】以下、本発明の実施例について説明する。

【００４９】本発明の請求項１に係る３次元モデル情報
検索システムによる第１実施例を図１を基に説明する。
図１は第１実施例を示すブロック図である。

【００５０】図示するように、第１実施例は、プラン
ト、建物、船舶、−航空機、及び自動車などの空間的な
拡がりを持つ構造物の中に、配管、機器、計測装置、配
線、支持器材、その他の構成要素が配置された状態を示
す３次元モデルデータベース１と、３次元モデルデータ
ベース１から水平配置図に相当する２次元モデル水平配
置図を生成し、その２次元モデル水平配置図を２次元モ
デル画面６上に表現する水平配置図情報生成手段２ａ
と、３次元モデルデータベース１から垂直配置図に相当
する２次元モデル垂直配置図を生成し、その２次元モデ
ル垂直配置図を２次元モデル画面６上に表現する垂直配
置図情報生成手段２ｂと、水平配置図情報生成手段２ａ
又は垂直配置図情報生成手段２ｂによって生成された２
次元モデル水平配置図又は２次元垂直配置図のデータベ
ースである２次元モデルデータベース３と、ユーザに３
次元モデルを検索するための条件を入力させる３次元モ
デル検索条件入力手段４と、入力された条件により、２
次元モデル水平配置図又は２次元モデル垂直配置図を介
して３次元モデルの構成要素を検索する場合には２次元
モデルデータベース３を検索する２次元モデル検索手段
５と、３次元モデル検索条件入力手段４から直接指示を
受ける場合か又は２次元モデル検索手段５を介して指示
を受けた場合には、３次元モデルデータベース１の中か
ら３次元モデルの構成要素を検索する３次元モデル構成
要素検索手段７と、その検索結果を表示する３次元モデ
ル画面６とを有する。

【００５１】本実施例は、まず３次元モデルデータベー
ス１から水平配置図情報生成手段２ａ及び垂直配置図情
報生成手段２ｂによって、２次元モデル水平配置図及び
２次元モデル垂直配置図をそれぞれ作成し、それらのデ
ータを２次元データベース３に保存する共に、２次元モ
デル画面６に表示する。

【００５２】ユーザは、３次元モデル検索条件入力手段
４を介して、２次元モデル画面６上に表示されている２
次元モデル水平配置図及び２次元モデル垂直配置図を指
定することにより、該当の３次元モデルの構成要素を検
索を指示する。３次元モデル検索条件入力手段４は、入
力された条件により２次元モデル検索手段５を介して、
又は直接３次元モデル構成要素検索手段７を起動して、
３次元でモデルデータベース１から該当の構成要素を検
索し、その検索結果を３次元モデル画面６に表示する。

【００５３】このように、３次元モデルから生成した水
平配置図又は垂直配置図相当の２次元モデルを利用する
ことによって、容易に画面上に表示された２次元モデル
から３次元モデルの構成要素の検索が可能になる。

【００５４】次に本発明の請求項２に係る３次元モデル
情報検索システムによる第２実施例の水平配置図情報生
成手段について図２〜図３を基に説明する。

【００５５】図２は、あるプラント建屋に関する３次元
モデルについて、壁や柱など建屋の構造を示す構成要素
だけをワイヤーフレームとして表示した例である。なお
実際の３次元モデルには、建屋の中に、配管、機器、計
測装置、配線、支持器材、その他さまざまな構成要素が
含まれるが、それらを全て表示すると図の密度が高くな
り過ぎ識別ができなくなるため、図２では以下の説明を
行うに際して、対象物のイメージを把握するために壁や
柱だけを図示した。

【００５６】図３の（ａ）〜（ｃ）は、図２に示したプ
ラント３次元モデルの最上階部分だけを表示したもので
ある。図３の（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ側方、上方、
斜め上方からの図で、図３の（ｂ）と図３の（ｃ）とは
図２の各要素をワイヤーフレームで表現している。図３
の（ａ）〜（ｃ）のような表示を介した３次元モデルの
構成要素の検索としては、画面上に表示されているモデ
ル要素を直接指示するか、画面上の任意の座標又は座標
範囲を指示し、その該当点又は該当範囲のモデル要素を
抽出するという方法が一般的である。

【００５７】３次元モデルでは、その構成要素に対し
て、３次元的な形状を表わす座標情報以外に、各要素を
識別する最小限の情報として、固有の名称又は番号、要
素の種別などの情報が付加されているのが普通である。
例えば図３に示したようなプラント建屋を表わす躯体要
素の場合には、柱、天井、床、梁、壁、階段、スロープ
などの種類が挙げられる。３次元モデルから図３の
（ｂ）のような垂直配置図、あるいは断面図を生成する
場合には、それら要素の種別によらず一律に投影又は切
断に相当する処理を施すことになる。一方、設計時に多
用されるいわゆる配置図は、もともと建屋のような立体
的な物体の構造を単一の紙面上に記すことを目的として
工夫された独自の様式を持つ図面なため、３次元モデル
の各要素について一律な変換を施した結果とは異なった
情報を表現している。

【００５８】第２実施例の水平配置図情報生成手段は、
そのような水平配置図の基本的な特徴に基づき、あらか
じめ構成要素種別ごとに、水平面への投影や切断などに
相当する異なる処理内容を設定し、例えばプラントの３
次元モデルにおいて、ある特定の階に相当する高さ範囲
に含まれる各要素に対して、それら複数の処理一括して
適用することにより、３次元モデルから２次元の水平配
置図に相当する情報を生成する。

【００５９】以下水平配置図情報生成手段の動作につい
て更に詳細に説明をする。

【００６０】３次元モデルにおける形状表現としては多
様な形態があり、投影や切断などに相当する変換処理
も、それら３次元形状表現に応じて異なることはよく知
られている。代表的な３次元形状表現のひとつとして、
モデル要素の形状をあらかじめ定めた何種類かの基本３
次元形状の集合として表わす方法がある。基本形状とし
てどのような形を定義するかは任意であるが、例えば基
本形状としての図４の（ａ）〜（ｇ）に示すような組み
合わせが考えられる。特にプラント建屋などのように、
複雑な形状を持つ構成要素が少ない対象の場合には、図
４のように単純な基本形状の組み合わせにより各要素の
形状を表現することで、モデル全体としての物理的なデ
ータサイズを小さくできるという利点がある。図４のよ
うな基本形状を利用する場合、任意の面への投影や任意
の面による切断などの処理により得られる形状は容易に
計算できる。

【００６１】モデルを構成する各要素は、形状とは別に
それぞれが示す物の種別を表わす情報を持つ。例えば図
３に示したようなプラント建屋を表わす躯体要素の場合
には、柱、天井、床、梁、壁、階段、スロープなどの種
類が挙げられる。すでに述べたように、３次元モデルの
垂直配置図や断面図は、これらの種別に関わらず各要素
に対して一律に同じ処理を施した結果であるが、これは
いわゆる水平配置図が表わす情報とは異なる。

【００６２】水平配置図情報生成手段は、モデルを構成
する要素の種類ごとに、例えば図５のような変換処理を
定義し、３次元モデルのうち特定の階に相当する高さ範
囲に含まれるそれぞれの要素に対して図５の図表に示す
変換処理を施す。これを簡単な式を用いて表わすと次の
ようになる。

【００６３】あるプラント建屋を表わす３次元モデル全
体を、要素ａの集合Ａで表わす。

【００６４】 Ａ＝｛ａ（ｎ）｝ ａ（ｎ）＝｛Ｎ（ｎ），Ｔ（ｎ），Ｅ（ｎ）｝ Ｎ（ｎ）＝“要素が表わす物の名称又は識別名” Ｔ（ｎ）＝“要素が表わす物の種別；壁” Ｅ（ｎ）＝｛（“基本形状；立方体”， （立方体を特定するｘｙｚ座標列））， （“基本形状；円柱”， （円柱を特定するｘｙｚ座標列と変数）），…｝ また同建屋のｘ階が、高さＨｍｉｎ（ｘ）とＨｍａｘ
（ｘ）の間で定義される時、ｘ階に含まれる要素ａの場
合の集合をＡ（ｘ）とする。

【００６５】 Ａ（ｘ）＝｛ａ（ｎ）｝_{Ｈmin(x)＜ａ＜Ｈmax(x)} 図５に示した変換処理全体をΦと表わすと、その値φ
（ｔ）は、要素の種別ｔごとに図５で定義した変換処理
を指す。同建屋モデルのｘ階に含まれる要素全体に、変
換処理Φを施した結果の要素集合をＢ（ｘ）とする。

【００６６】 Ｂ（ｘ）＝Φ＊Ａ（ｘ） ｂ（ｎ）＝φ（ｔ）＊ａ（ｎ） ＝φ（ｔ）＊｛Ｎ（ｎ），Ｔ（ｎ），Ｅ（ｎ）｝ ＝｛Ｎ（ｎ），Ｔ（ｎ），φ（Ｔ（ｎ））＊Ｅ（ｎ）｝ ＝｛Ｎ（ｎ），Ｔ（ｎ），Ｆ（ｎ）｝ 一例として、値φが基本形状に対して、それと直交する
平面に対する投影処理を表わすとすると、３次元モデル
における立方体・円柱は、それぞれ四角・円に変換され
る。

【００６７】 Ｆ（ｎ）＝φ（Ｔ（ｎ））＊Ｅ（ｎ） ＝｛（“基本形状；四角”，（四角を特定するｘｙ座標列））， （“基本形状；円”， （円を特定するｘｙ座標列と変数）），…｝ このような処理の結果として得られたＢは、２次元形状
を持つ要素ｂの集合、すなわち２次元モデルを構成す
る。図３の（ｂ）に示したプラント最上階の３次元モデ
ルに対して、図５で定義した変換処理を施して得られ
た、水平配置図に相当する２次元モデル水平配置図の例
を図６に示す。

【００６８】ここでは、３次元モデルを構成する各要素
の形状表現として、基本的な立体形状を組み合わせる方
式を例にとって説明をしたが、第２実施例の水平配置図
情報生成手段は、立体形状を複数の四角形又は三角形か
ら成る多面体として表現するいわゆるポリゴンデータな
どについても同様に適用でき、水平配置図に相当する２
次元モデルを生成することができる。

【００６９】これによって、３次元モデル構成要素のデ
ータ種別や３次元形状に関わる最小限の情報と、要素の
種別ごとに水平面への投影又は断面生成という基本的な
技術を利用して水平配置図相当の情報を生成するので、
一般的な３次元モデルに対して水平配置図相当の２次元
モデル画面上から３次元モデルの検索ができる。

【００７０】次に請求項３に係る３次元モデル情報検索
システムによる第３実施例の垂直配置図情報生成手段の
動作を説明する。

【００７１】第３実施例の垂直配置図情報生成手段は、
前述した第２実施例の水平配置図情報作成手段と同様
に、上述の配置図の基本的な特徴に基づき、あらかじめ
構成要素種別ごとに、垂直面への投影や切断などに相当
する異なる処理内容を設定し、例えばプラントの３次元
モデルにおいて、ある特定の階に相当する高さ範囲に含
まれる各要素に対して、それら複数の処理内容を一括し
て適用することにより、３次元モデルから２次元の垂直
配置図に相当する情報を生成する。

【００７２】なお第３実施例の垂直配置図情報生成手段
も、第２実施例の水平配置図情報生成手段と同様に、立
体形状を複数の四角形又は三角形から成る多面体として
表現するいわゆるポリゴンデータなどについても同様に
適用でき、垂直配置図に相当する２次元モデルを生成す
ることができる。

【００７３】これによって、３次元モデル構成要素のデ
ータ種別や３次元形状に関わる最小限の情報と、要素の
種別ごとに垂直面への投影又は断面生成という基本的な
技術を利用して垂直配置図相当の情報を生成するので、
一般的な３次元モデルに対して水平配置図相当の２次元
モデル画面上から３次元モデルの検索ができる。

【００７４】次に本発明の請求項４に係る３次元モデル
情報検索システムによる第４実施例を図７を基に説明す
る。

【００７５】前述したように、３次元モデルの構成要素
の検索として、図３のように画面上に表示されているモ
デル要素を直接指示するか、画面上の任意の座標又は座
標範囲を指示し、その該当点又は該当範囲のモデル要素
を抽出するという方法が一般的である。

【００７６】しかし実際の設計においては、特定の名前
又は番号を付けられた区画ないしは部屋という単位で考
えられることが多い。区画や部屋は、それぞれ固有の名
前や属性などの情報を有するにもかかわらず、配管や機
器のように実体を備えた物ではないため、一般には３次
元モデルの構成要素として最初から存在するものではな
い。そこで第４実施例の平面配置図情報生成手段は、３
次元モデルに対して、区画や部屋を表わす仮想的な構成
要素を生成し、この仮想的な構成要素に対して名称及び
属性を持たせる属性生成手段と、この仮想構成要素を２
次元モデル水平配置図を表示している２次元モデル画面
６上に表示する仮想要素表示手段と、２次元モデル画面
６上の仮想構成要素を直接指示させることにより検索条
件を入力させる個別情報検索入力手段とを有する。

【００７７】図７は、図６と同様に第２実施例の水平配
置図生成手段により３次元モデルから生成した建屋の水
平配置図に相当する２次元モデルの一部である。図７に
図示されたように、いくつかの特徴領域から構成される
部屋Ｒ１を指定する操作を例として以下に記す。もとも
と建屋における区間や部屋は、壁や床や天井のような構
成要素で囲まれた閉じた空間を指すものであるが、現実
には目的や構造上の制約から部屋Ｒ１のように入り組ん
だ形状をとる場合も多い。しかし部屋Ｒ１の場合でも、
その領域は、突出した壁面の延長などにより特徴付けら
れるため、それらの特徴的な要素を指示することにより
それぞれの領域を抽出することができる。

【００７８】その後、第４実施例の水平配置図情報生成
手段に含まれる領域抽出手段が、まず要素１２・１３・
１４・１７を指示し、それぞれの中心線ａ・ｂ・ｃ・ｄ
によって囲まれる四角形の領域Ｓａを抽出する。続いて
同様にして、要素１２・１７・２１・２３により領域Ｓ
ｂ、要素２１・２３・２９・３２により領域Ｓｃを抽出
する。この一連の操作と同時に、水平配置図情報生成手
段に含まれる属性生成手段が図７に対応する２次元形状
を持つモデル要素の集合Ｂ（ｘ）に対して、部屋Ｒ１に
対応する下記のような新たな構成要素ｂ（ｒ）を追加す
る。

【００７９】 ｂ（ｒ）＝｛Ｎ（ｒ），Ｔ（ｒ），Ｆ（ｒ）｝ Ｎ（ｒ）＝“要素が表わす物の名称又は識別名；Ｒ１” Ｔ（ｒ）＝“要素が表わす物の種類；部屋” Ｆ（ｒ）＝｛（“四角形”，（領域Ｓａを特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓｂを特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓｃを特定するｘｙ座標列）），｝ 水平配置図情報生成手段に含まれる仮想要素表示手段
は、この新たな構成要素ｂ（ｒ）を２次元モデル水平配
置図を表示している画面上に表示し、ユーザは個別情報
検索入力手段を介して画面上の仮想構成要素を直接指示
させることにより検索条件を入力することが可能とな
る。

【００８０】このように、部屋や区画のような特徴的な
空間領域を、実在する構成要素で囲むことにより抽出
し、これを条件として検索を行うので、３次元モデルの
各構成要素に特別な検索用の属性情報などが付加されて
いなくても客観的かつ汎用的な検索ができる。

【００８１】次に本発明の請求項５に係る３次元モデル
情報検索システムによる第５実施例について図８を基に
説明する。

【００８２】図８には図７に示された同じ構造物につい
て、第５実施例に含まれる要素メッシュ発生分割手段を
適用した結果を示した水平配置図相当の２次元モデルの
表示例を示している。

【００８３】前述した第４実施例では部屋Ｒ１を構成す
る領域Ｓａ〜Ｓｃを順次追加する形で指定して行くのに
対して、第５実施例の要素メッシュ発生分割手段は、ま
ず要素１２・１３・３０・３２を指示することにより、
部屋Ｒ１を包括する範囲全体Ｓｘを指定する。続いてシ
ステムがＳｘの範囲に含まれる要素１４・１６・１７・
１８・２１・２３・２４・２５・２９を、自動的に抽出
し、それら各要素の軸線により範囲Ｓｘを領域Ｓ１〜Ｓ
９に分割する。これらの処理の後、領域抽出手段がＳ１
・Ｓ４・Ｓ５・Ｓ６・Ｓ９を順次指示して対象領域に追
加して行くか又はＳ２・Ｓ３・Ｓ７・Ｓ８を指示して対
象領域から除去して行く操作と同時に、２次元形状を持
つモデル要素の集合Ｂ（ｘ）に対して、部屋Ｒ１に対応
する下記のような新たな構成要素ｂ（ｒ）追加する。

【００８４】 ｂ（ｒ）＝｛Ｎ（ｒ），Ｔ（ｒ），Ｆ（ｒ）｝ Ｎ（ｒ）＝“要素が表わす物の名称又は識別名；Ｒ１” Ｔ（ｒ）＝“要素が表わす物の種類；部屋” Ｆ（ｒ）＝｛（“四角形”，（領域Ｓ１を特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓ４を特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓ５を特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓ６を特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓ９を特定するｘｙ座標列）），｝ 第４実施例又は第５実施例によって得られるのは、もと
の３次元モデルに図５のような変換処理を施した配置図
に相当する２次元モデルにおける、区画又は部屋に対応
する新たな構成要素ｂ（ｒ）である。最終的には、これ
らの区画又は部屋の情報を利用して、もとの３次元モデ
ルの情報を検索する。

【００８５】これによって、部屋や区画のような特徴的
な空間領域を、実在する構成要素で囲むことにより抽出
し、これを条件として検索を行うので、３次元モデルの
各構成要素に特別な検索用の属性情報などが付加されて
いなくても客観的かつ汎用的な検索ができる。

【００８６】次に本発明の請求項６に係る３次元モデル
情報検索システムによる第６実施例を説明する。

【００８７】第６実施例の３次元モデル情報検索手段
は、元の３次元モデルの情報を検索するために、前述し
た要素ｂ（ｒ）の２次元形状Ｆ（ｒ）を３次元形状Ｅ
（ｒ）に変換する。そのために、２次元要素の集合Ｂ
（ｘ）の元となる３次元要素集合Ａ（ｘ）を求めるため
に利用した建屋のｘ階に相当する高さＨｍｉｎ（ｘ）と
Ｈｍａｘ（ｘ）を、Ｆ（ｒ）の各要素に対して一律に付
加する。すなわち図７又は図８の例では、四角形の領域
であるＳａ・Ｓｂ・Ｓｃ又はＳ１・Ｓ４・Ｓ５・Ｓ６・
Ｓ９に対して、高さＨｍｉｎ（ｘ）とＨｍａｘ（ｘ）を
追加することにより立方体形状から成るＥ（ｒ）を生成
する。

【００８８】このように、水平配置図に相当する２次元
モデルの画面表示を通じて入力された平面的な範囲に、
例えば床面から天井面までのように一律の高さ情報を追
加して立体的な検索範囲を算出するので、３次元モデル
の各構成要素に特別な検索用の属性情報などが付加され
ていなくても検索ができる。

【００８９】次に本発明の請求項７に係る３次元モデル
情報検索システムによる第７実施例を説明する。

【００９０】前述した第６実施例の３次元モデル情報検
索手段が一様な高さを持つ領域から成る区画又は部屋に
対応する３次元要素を生成するのに対して、第７実施例
の３次元モデル情報検索手段は、高さの異なる領域から
成る区画又は部屋に対応する３次元要素を生成する。も
ともと配置図においては、床又は天井などに高低差があ
る場合には、その境界がわかるように記載される。第２
実施例の水平配置図情報生成手段も、図５の図表に示さ
れる変換処理において、壁については切断面でなく投影
面の利用を指定することにより、Ｈｍｉｎ（ｘ）とＨｍ
ａｘ（ｘ）の間の部分的な高さを持つ壁についても、２
次元要素が生成されるため、図７又は図８の上に境界と
なる要素が明示されることになる。すなわち図８の例に
おいてＳ１・Ｓ４・Ｓ５・Ｓ６・Ｓ９の高さがそれぞれ
異なることはなく、高さの異なる範囲が存在するとすれ
ばＳ７・Ｓ８のように他とは分離した領域として表現さ
れることになる。そこで第５実施例の要素メッシュ発生
分割手段及び領域抽出手段において、部屋Ｒ１の要素に
対して領域Ｓ１・Ｓ４・Ｓ５・Ｓ６・Ｓ９だけでなく、
Ｓ７・Ｓ８を指定したと仮定すると、部屋Ｒ１に対応す
る２次元構成要素ｂ（ｒ）は下記のように表わされる。

【００９１】 ｂ（ｒ）＝｛Ｎ（ｒ），Ｔ（ｒ），Ｆ（ｒ）｝ Ｎ（ｒ）＝“要素が表わす物の名称又は識別名；Ｒ１” Ｔ（ｒ）＝“要素が表わす物の種類；部屋” Ｆ（ｒ）＝｛（“四角形”，（領域Ｓ１を特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓ４を特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓ５を特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓ６を特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓ７を特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓ８を特定するｘｙ座標列））， （“四角形”，（領域Ｓ９を特定するｘｙ座標列）），｝ 第７実施例の３次元モデル情報検索手段では、部屋Ｒ１
に対応する２次元構成要素ｂ（ｒ）に含まれる領域Ｓ１
・Ｓ４・Ｓ５・Ｓ６・Ｓ７・Ｓ８・Ｓ９のうち異なった
高さを有する領域群については、各代表領域を通る垂直
面に対して第２実施例の垂直配置図情報生成手段を適用
して側面図モデルを生成し、同モデルを通じてそれぞれ
の領域に対して付加すべき高さを指定する。部屋Ｒ１に
対応する２次元構成要素ｂ（ｒ）に関する例において
は、前記の通り領域Ｓ１・Ｓ４・Ｓ５・Ｓ６・Ｓ９と領
域Ｓ７・Ｓ８で異なる高さを有することが、配置図モデ
ルを示す図８から予想される。そこで配置図モデル上
で、図９の（ａ）に示すように水平配置図相当の断面図
モデル９−１の領域Ｓ７・Ｓ８を通る垂直面ｅを指定
し、図９の（ｂ）に示すように垂直配置図相当の断面図
モデル９−２を生成する。続いて図９の（ｂ）におい
て、要素４０・４１を指示することにより、領域Ｓ７・
Ｓ８に付加する高さ情報Ｈ１・Ｈ２を指定する。領域Ｓ
１・Ｓ４・Ｓ５・Ｓ６・Ｓ９についても同様に、例えば
垂直配置図相当の断面図モデル９−２を利用する場合に
は、要素４０・４２を指示することにより、高さ情報Ｈ
０・Ｈ２を指定する。

【００９２】このように、水平配置図に相当する２次元
モデルの画面表示を通じて入力された平面的な範囲に、
３次元モデルから生成した垂直面に対する垂直配置図相
当の画面表示を通じて入力した高さ情報を追加して立体
的な検索範囲を算出するので、３次元モデルの各構成要
素に特別な検索用の属性情報などが付加されていなくて
も精度の高い検索ができる。

【００９３】以上述べた第４実施例〜第７実施例は、プ
ラント建屋などの３次元モデルに対して、区画や部屋の
ように特徴的な空間領域を表わす構成要素を定義する方
法を提供するものである。これはプラント建屋などに限
らず、船舶、航空機、及び自動車などにおいて、特徴的
な空間領域を特定する場合についても、同様に適用でき
る。それらの３次元モデルに対して上記のような空間要
素を定義して、各要素に対して部屋であれば部屋名、作
業を行う区画であれば作業名、物体を移動する経路であ
れば物体名又はルート名などの属性を付加すれば、その
属性に基づいて空間要素を呼び出し該当空間を占める要
素を抽出する処理は、３次元モデル情報の検索処理に他
ならない。

【００９４】次に本発明の請求項８に係る３次元モデル
情報検索システムによる第８実施例を説明する。

【００９５】第８実施例は、第１実施例〜第７実施例が
いずれも逆の応用も可能であることを、すなわち、従来
技術などを用いた３次元モデルに対する直接的な検索結
果を、水平配置図又は垂直配置図に相当する２次元モデ
ルに対応付け、例えばある構成要素が存在する区画や部
屋を表示することを可能とするものである。

【００９６】このように、３次元モデルと水平配置図や
垂直配置図相当の２次元モデルを双方向に関連付けるこ
とができるので、検索された３次元モデルの構成要素
を、水平配置図や垂直配置図相当の２次元モデル画面６
上に表示して確認することが可能となる。

【００９７】次に本発明の請求項９に係る３次元モデル
情報検索システムによる第９実施例を説明する。

【００９８】前述した第１実施例〜第８実施例が、３次
元モデルを構成する要素の座標情報を利用して、空間的
な検索を行う手段を提供するのに対して、第９実施例
は、構成要素が表わす物の識別情報ならびに要素間の接
続情報を利用した検索を行う手段を提供する。引き続き
プラント建屋に関するモデルを対象として、第９実施例
について図１０のブロック図を基に説明する。なお、図
１０において、第１実施例を説明する時に図１で説明し
た部分と同一の部分の説明は省く。

【００９９】第９実施例は、３次元モデルデータベース
１や２次元モデルデータベース３のデータとは独立して
対象物における各構成要素間の系統関係のみを表現され
た、例えば配管計装線図のような簡略図面に相当する独
立２次元モデルの独立２次元モデルデータベース１０１
と、その独立２次元モデルを表示すると共に、独立２次
元モデル画面１０６を介してその独立２次元モデルに対
応する空間的な位置関係を示す関連２次元モデルを検索
条件を入力する関連２次元モデル検索条件入力手段１０
４と、その独立２次元モデルと３次元モデルとを関連づ
けるモデリング手段１０２と、その関連づけられた関連
２次元モデルの関連２次元データベース１０３と、入力
された検索条件に基き、関連２次元モデルを関連２次元
データベース１０３から検索し、検索された関連２次元
モデルを独立２次元モデル画面２６上に表示する関連２
次元モデル検索手段１０５とを有する。また第１実施例
で説明したように、２次元モデル検索手段１０５で検索
された関連２次元モデルに対応する３次元モデルの構成
要素を３次元モデルデータベース１から検索する３次元
モデル構成要素検索手段と、その検索結果を表示する３
次元モデル画面８とを有する。

【０１００】ここで、３次元モデルデータベース１や２
次元モデルデータベース３のデータとは独立して対象物
における各構成要素間の系統関係のみを表現された、例
えば配管計装線図のような簡略図面に相当する独立２次
元モデルについて説明する。

【０１０１】プラントに限らず、建物、船舶、飛行機、
自動車などは空間的な拡がりを持つ構造の中に、配管、
機器、計測装置、配線、支持器材、その他の多様な構成
要素が配置されている。このような構造物の設計や建造
に利用される情報として、３次元モデルや配置図などの
他に、配管計装線図がある。図１１に配管計装線図の例
を示す。配管計装線図は、先に説明した水平配置図や垂
直配置図などと異なり構成要素の位置関係ではなく、配
管や機器、計装品などの機能的な面からの接続関係を表
わすことを目的とした図面である。そのため配管計装線
図上の要素が有する図形情報（形状・位置）は、実際の
物の形状や位置とは無関係であり、水平配置図や垂直配
置図の場合のように３次元モデル要素との変換可能な相
関関係は成立しない。図形情報が対応しないだけでな
く、配管計装線図では、系統全体の構成を示すため系統
を簡略化表現するのが普通であり、３次元モデルを構成
する要素に対応する要素のうち配管の屈曲を表わす曲が
り管やそれをつなぐ直管など、配管計装線図には独立し
た要素として存在しないものも少なくない。

【０１０２】そこで、第９実施例のモデリング手段は、
３次元モデルと配管計装線図モデルのような詳細度の異
なる情報を、統合的にモデル化する。

【０１０３】第９実施例のモデリング手段の動作を以下
に説明する。

【０１０４】３次元モデルでも、配管計装線図のような
簡略化したモデルでも、同一の配管系統を表わしている
限り必ず共通点が存在する。特に配管系統の基本機能を
正しく表現するには、ポンプやバルブのような機器、な
らびに配管の分岐点は不可欠な特徴要素である。そこで
配管系統を、それらの特徴点、および特徴点間を結ぶ特
徴区間に分けて要素化し、詳細度の異なるモデルの要素
を、該当する特徴点又は特徴区間に対応する要素の下位
又は内部に格納する。一例として、図１２の（ａ），
（ｂ）のように、あるプラントの配管系統の一部に関す
る、３次元モデルと配管計装線図モデルを、集合Ａ，Ｃ
と表わす。

【０１０５】ここで配管系統を、分岐合流点および機器
に対応する単体要素としてのポイント・オブジェクト
と、各ポイント・オブジェクト間に存在する複数の配管
や機器を一括して表す複合要素としてのインターバル・
オブジェクトとに分割し、各オブジェクトに、オブシェ
クト相互の接続関係を表す属性項目と、そのオブジェク
トを構成する要素の属性を示す属性項目と設けるととも
に、上記インターバル・オブジェクトの属性値の配列を
物理的配管要素の配列と同順とし、このポイント・オブ
ジェクトとインターバル・オブジェクトによって、各種
モデルに共通の汎用モデルを構築する技術に基づいて、
集合Ａ，Ｃの両モデルを結合した配管モデル図１２の
（ｃ）を集合Ｘとすると、Ｘの構成要素ｘと集合Ａ，Ｃ
の構成要素ａ，ｃの関係は、以下のように表わされる。

【０１０６】 ｘ（１）＝｛｛…，ａ（１）｝，｛…，ｃ（１）｝｝ ｘ（２）＝｛｛ａ（２）｝，｛ｃ（２）｝｝ ｘ（３）＝｛｛ａ（３），ａ（４），ａ（５）｝，｛ｃ（３）｝｝ ｘ（４）＝｛｛ａ（６）｝，｛ｃ（４）｝｝ ｘ（５）＝｛｛ａ（７），ａ（８），ａ（９）｝， ｛ｃ（５），ｃ（６）｝｝ ｘ（６）＝｛｛ａ（１０）｝，｛ｃ（７）｝｝ ｘ（７）＝｛｛ａ（１１），…｝，｛ｃ（８），…｝｝ ｘ（８）＝｛｛ａ（１２），ａ（１３），ａ（１４），ａ（１５）， ａ（１６）｝，｛ｃ（９），ｃ（１０）｝｝ ｘ（９）＝｛｛ａ（１７）｝，｛ｃ（１１）｝｝ ｘ（１０）＝｛｛ａ（１８），…｝，｛ｃ（１２），…｝｝ こうして、３次元モデルと配管計装線図モデルの各要素
間の対応関係を上記のように表現すれば、配管計装線図
モデル上の任意の要素ｃを指示することにより、同要素
を含む結合モデルの要素ｘを介して、３次元モデル上の
対応する構成要素の集合｛ａ｝を抽出することが可能と
なる。これは３次元モデル内の情報に対する配管計装線
図に基づく検索手段に相当する。

【０１０７】これによって、水平配置図や垂直配置図や
配管計装線図などに相当する２次元モデルや３次元モデ
ルの各構成要素に対してあらかじめ個別に関連付ける属
性情報を付加しておかなくても、水平配置図や垂直配置
図や配管計装線図などに相当する画面を通じて入力した
条件に基づいて、３次元モデルを検索できる他、３次元
モデルを中間媒体として利用することで、水平配置図や
垂直配置図や配管計装線図などの異なった２次元モデル
の情報を相互に関連付けることができる。

【０１０８】次に本発明の請求項１０に係る３次元モデ
ル情報検索システムによる第１０実施例を説明する。

【０１０９】第１０実施例のモデリング手段は、３次元
モデルを中間媒体として利用することにより、水平配置
図や垂直配置図のような２次元モデルと、配管計装線図
のような独立２次元モデルの構成要素を、相互に関連付
け検索するものである。

【０１１０】これによって、３次元モデルと配管計装線
図などに対応する独立２次元モデルを双方向に関連付け
ることができるので、検索された３次元モデルの構成要
素を、配管計装線図などに対応する２次元モデルを独立
２次元モデル画面１０６上に表示して確認することがで
きる。

【０１１１】次に本発明の請求項１１に係る３次元モデ
ル情報検索システムによる第１１実施例を説明する。

【０１１２】第１１実施例において、第９実施例で説明
した３次元モデル構成要素検索手段７が、３次元モデル
を中間媒体として利用することにより、水平配置図や垂
直配置図のような２次元モデルと、配管計装線図のよう
な独立２次元モデルの構成要素を、相互に関連付けて検
索するものである。

【０１１３】これによって、３次元モデルを中間媒体と
することにより、水平配置図などの２次元モデルと配管
計装線図などの独立２次元モデルの構成要素を関連付け
られるので、水平配置図や垂直配置図などの２次元モデ
ル画面６上に表示されている検索結果を配管計装線図な
どの独立２次元モデル画面１０６上に表示して確認する
こと、及び配管計装線図などの独立２次元モデル画面１
０６上で表示されている検索結果を水平配置図などの２
次元モデル画面６上に表示して確認することができる。

【０１１４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、プラント、建
物、船舶、航空機、及び自動車などの３次元モデルの検
索をする時に、３次元モデルから生成した水平配置図相
当の２次元モデルを利用するので、水平配置図相当の２
次元モデル画面上から３次元モデルを容易に検索するこ
とができる。

【０１１５】請求項２の発明によれば、３次元モデル構
成要素のデータ種別や３次元形状に関わる最小限の情報
と、要素の種別ごとに水平面への投影または断面生成と
いう基本的な技術を利用して水平配置図相当の情報を生
成するので、一般的な３次元モデルに対して水平配置図
相当の２次元モデル画面上から３次元モデルの検索がで
きる。

【０１１６】請求項３の発明によれば、３次元モデル構
成要素のデータ種別や３次元形状に関わる最小限の情報
と、要素の種別ごとに垂直面への投影または断面生成と
いう基本的な技術を利用して垂直配置図相当の情報を生
成するので、一般的な３次元モデルに対して水平配置図
相当の２次元モデル画面上から３次元モデルの検索がで
きる。

【０１１７】請求項４の発明によれば、部屋や区画のよ
うな特徴的な空間領域を、実在する構成要素で囲むこと
により抽出し、これを条件として検索を行うので、３次
元モデルの各構成要素に特別な検索用の属性情報などが
付加されていなくても客観的かつ汎用的な検索ができ
る。

【０１１８】請求項５の発明によれば、実在する構成要
素を基準に２次元モデル全体を特徴的な領域要素に分割
し、部屋や区画のような特徴的な空間領域を、それら領
域要素の組み合わせとして定義した上で、これを条件と
して検索を行うので、入り組んだ形状を持つ領域を指定
できる他、３次元モデルの各構成要素に特別な検索用の
属性情報などが付加されていなくても客観的かつ汎用的
な検索ができる。

【０１１９】請求項６の発明によれば、水平配置図に相
当する２次元モデルの画面表示を通じて入力された平面
的な範囲に、例えば床面から天井面までのように一律の
高さ情報を追加して立体的な検索範囲を算出するので、
３次元モデルの各構成要素に特別な検索用の属性情報な
どが付加されていなくても検索ができる。

【０１２０】請求項７の発明によれば、水平配置図に相
当する２次元モデルの画面表示を通じて入力された平面
的な範囲に、３次元モデルから生成した垂直面に対する
垂直配置図相当の画面表示を通じて入力した高さ情報を
追加して立体的な検索範囲を算出するので、３次元モデ
ルの各構成要素に特別な検索用の属性情報などが付加さ
れていなくても精度の高い検索ができる。

【０１２１】請求項８の発明によれば、３次元モデルと
水平配置図や垂直配置図相当の２次元モデルを双方向に
関連付けることができるので、検索された３次元モデル
の構成要素を、水平配置図や垂直配置図相当の２次元モ
デルの画面上に表示して確認することが可能となる。

【０１２２】請求項９の発明によれば、３次元モデルの
検索手段として、配管計装線図などに対応する２次元モ
デルを利用するので、配管の系統分類や接続関係など同
図面に表現された固有の情報に基づいた３次元モデルの
検索ができる。

【０１２３】請求項１０の発明によれば、３次元モデル
と配管計装線図などに対応する２次元モデルを双方向に
関連付けることができるので、検索された３次元モデル
の構成要素を、配管計装線図などに対応する２次元モデ
ルの画面上に表示して確認することができる。

【０１２４】請求項１１の発明によれば、３次元モデル
を中間媒体とすることにより、水平配置図などの２次元
モデルと配管計装線図などの２次元モデルの構成要素を
関連付けられるので、水平配置図や垂直配置図などの２
次元モデル画面上での検索結果を配管計装線図などの２
次元モデル画面上に表示して確認すること、および配管
計装線図などの２次元モデル画面上での検索結果を水平
配置図などの２次元モデル画面上に表示して確認するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の３次元モデル情報検索システムによる
第１実施例を示すブロック図。

【図２】水平配置図情報生成手段の動作を説明するため
の３次元モデルを示す図。

【図３】３次元モデルの最上階部分を側方、上方、斜め
上方からの見た図。

【図４】３次元モデルを表現する各基本形状を示す図。

【図５】水平配置図情報生成手段による３次元モデルか
ら２次元モデルを変換する動作を説明するための図表。

【図６】水平配置図情報生成手段により３次元モデルか
ら生成された２次元モデルを示す図。

【図７】３次元モデルから生成された２次元モデルを示
す図。

【図８】３次元モデルから生成された２次元モデルを示
す別の図。

【図９】水平配置図ならびに垂直配置図を示す図。

【図１０】本発明による第９実施例を示すブロック図。

【図１１】各構成要素の接続関係のみを表わす配管計装
線図相当の２次元モデルを示す図。

【図１２】３次元モデルと配管計装線図モデルとの関連
付けを説明するための図。

【符号の説明】

１ ３次元モデルデータベース ２ａ 水平配置図情報生成手段 ２ｂ 垂直配置図情報生成手段 ３ ２次元モデルデータベース ４ ３次元モデル検索条件入力手段 ５ ２次元モデル検索手段 ６ ２次元モデル画面 ７ ３次元モデル構成要素検索手段 ８ ３次元モデル画面 ９−１ 水平配置図相当の断面図モデル ９−２ 垂直配置図相当の断面図モデル １０１ 独立２次元モデルデータベース １０２ モデリング手段 １０３ 関連２次元モデルデータベース １０４ 関連２次元モデル検索条件入力手段 １０５ 関連２次元モデル検索手段 １０６ 独立２次元モデル画面 Ｒ１ 部屋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 17/40 G06F 17/50

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空間的な拡がりを持つ構造物の中に、３次
   元的に配置された構成要素を対象に計算機内部に記憶さ
   れた３次元モデルを検索する３次元モデル情報検索シス
   テムにおいて、 前記３次元モデルから平面配置図に相当する２次元モデ
   ル平面配置図を生成し、２次元モデル画面上に表現する
   平面配置図情報生成手段と、前記３次元モデルから垂直
   配置図に相当する２次元モデル垂直配置図を生成し、前
   記２次元モデル画面上に表現する垂直配置図情報生成手
   段と、前記２次元モデル画面上に表現された２次元モデ
   ル平面配置図又は２次元モデル垂直配置図に対する操作
   を通じて前記２次元モデル平面配置図又は２次元モデル
   垂直配置図を生成する元となった３次元モデルの構成要
   素を検索するための条件を入力する３次元モデル検索条
   件入力手段と、その入力された条件に基づいて前記３次
   元モデルの構成要素を直接に又は前記２次元モデル平面
   配置図又は２次元モデル垂直配置図を介して検索し、そ
   の検索結果を３次元モデル画面上に又は周辺装置に出力
   する３次元モデル構成要素検索手段とを有する３次元モ
   デル情報検索システム。
2. 【請求項２】前記平面配置図情報生成手段は、前記３次
   元モデルの構成要素のデータ種別や形状に関わる情報を
   利用することによって、前記構成要素の種別毎に水平面
   への投影情報及び断面情報を組み合わせて、２次元モデ
   ル平面配置図を生成することを特徴とする請求項１に記
   載の３次元モデル情報検索システム。
3. 【請求項３】前記垂直配置図情報生成手段は、前記３次
   元モデルの構成要素のデータ種別や形状に関わる情報を
   利用することによって、前記構成要素の種別毎に垂直面
   への投影情報及び断面情報を組み合わせて、２次元モデ
   ル垂直配置図を生成することを特徴とする請求項１に記
   載の３次元モデル情報検索システム。
4. 【請求項４】前記平面配置図情報生成手段は、任意の範
   囲を特定するため、前記２次元モデル画面上に表示され
   た２次元モデル平面配置図の構成要素を指示させること
   によって、前記任意の範囲に囲まれる領域を抽出する領
   域抽出手段と、前記領域に対応する仮想的な仮想構成要
   素を生成し、この仮想構成要素に対して名称及び属性を
   持たせる属性生成手段と、この仮想構成要素を前記２次
   元モデル画面上に表示する仮想要素表示手段と、前記２
   次元モデル画面上の仮想構成要素を直接指示させること
   により検索条件を入力させる個別情報検索入力手段とを
   有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   の３次元モデル情報検索システム。
5. 【請求項５】前記平面配置図情報生成手段は、前記２次
   元モデル画面上に表示されている２次元モデル平面配置
   図を、前記２次元モデルの構成要素の大きさに応じて発
   生させた要素メッシュに分割する要素メッシュ発生分割
   手段を有し、 前記領域抽出手段は、前記２次元モデル画面上に表示さ
   れた分割した要素メッシュを指示させることにより、前
   記任意の範囲に囲まれる領域を抽出する領域を指定させ
   るものであることを特徴とする請求項４に記載の３次元
   モデル情報検索システム。
6. 【請求項６】前記３次元モデル構成要素検索手段は、２
   次元モデル画面上に表示された前記２次元モデル平面配
   置図を通じて指定された平面的な範囲に、前記２次元モ
   デル垂直配置図を通じて入力された高さに関する情報を
   追加することによって、立体的な範囲を算出し、前記３
   次元モデルの中から前記範囲に含まれる構成要素を検索
   するものであることを特徴とする請求項５に記載の３次
   元モデル情報検索システム。
7. 【請求項７】前記３次元モデル構成要素検索手段は、前
   記２次元モデル画面上に表示された前記２次元モデル平
   面配置図を通じて指定された平面的な範囲に、所定の高
   さに関する情報を追加することによって、立体的な範囲
   を算出し、前記３次元モデルの中から前記範囲に含まれ
   る構成要素を検索するものであることを特徴とする請求
   項５に記載の３次元モデル情報検索システム。
8. 【請求項８】前記３次元モデル構成要素検索手段は、そ
   の検索結果を対応する２次元平面配置図又は２次元モデ
   ル垂直配置図に関係付けることによって、前記検索結果
   を前記２次元モデル画面上に表示するものであることを
   特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の３次元モデ
   ル情報検索システム。
9. 【請求項９】空間的な拡がりを持つ構造物の中に、３次
   元的に配置され、空間的な位置関係を表現せず各構成要
   素間の接続関係のみを表現している独立２次元モデル画
   面上に表示された独立２次元モデルに対する操作を通じ
   て、その独立２次元モデルの構成要素の空間的な位置関
   係を表す関連２次元モデルを検索するための条件を入力
   する関連２次元モデル検索条件入力手段と、前記３次元
   モデルの構成要素を、分岐合流点および機器に対応する
   構成要素としてのポイント・オブジェクト及び各ポイン
   ト・オブジェクト間に存在する複数の配管や機器を一括
   して表す複合要素としてのインターバル・オブジェクト
   に分割し、各オブジェクトに、オブシェクト相互の接続
   関係を表す属性項目及びそのオブジェクトを構成する要
   素の属性を示す属性項目を設けるとともに上記インター
   バル・オブジェクトの属性値の配列を物理的配管要素の
   配列と同順とし、このポイント・オブジェクト及びイン
   ターバル・オブジェクトによって、各種モデルに共通の
   汎用モデルを構築するモデリング手段と、前記関連２次
   元モデル検索条件入力手段からの入力に従い前記モデリ
   ング手段を介して前記３次元モデルから対応する前記関
   連２次元モデルを検索する関連２次元モデル検索手段と
   を備え、 前記３次元モデル構成要素検索手段は、前記関連２次元
   モデル検索手段によって得られた関連２次元モデルから
   対応する前記３次元モデルの構成要素を検索するもので
   あることを特徴とする請求項１に記載の３次元モデル情
   報検索システム。
10. 【請求項１０】前記モデリング手段は、前記３次元モデ
    ル構成要素検索手段により検索された検索結果から、対
    応する独立２次元モデルを関係付けることによって、前
    記検索結果を前記独立２次元モデル画面上に表示するも
    のであることを特徴とする請求項９に記載の３次元モデ
    ル情報検索システム。
11. 【請求項１１】前記３次元モデル構成要素検索手段は、
    前記３次元モデルとその３次元モデルに対応する独立２
    次元モデルとの間及び前記３次元モデルとその３次元モ
    デルに対応する前記２次元モデル平面配置図又は２次元
    モデル垂直配置図との間をそれぞれ双方向に結び付ける
    ことによって、前記３次元モデルの構成要素を媒体にし
    て、２次元モデル平面配置図又は２次元モデル垂直配置
    図と前記独立２次元モデル画面上に表示された前記独立
    ２次元モデルとの情報との間を双方向に検索し、その検
    索結果を、前記２次元モデル画面、前記独立２次元モデ
    ル画面、及び前記３次元モデル画面それぞれに表示する
    ものであることを特徴とする請求項９又は請求項１０に
    記載の３次元モデル情報検索システム。