JP4101677B2 - 動作シミュレーション装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モデル空間に存在するオブジェクトの動作をシミュレーションする動作シミュレーション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動作シミュレーション装置は、モデル空間に存在するオブジェクトの中で、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出すると、オブジェクトの動作シミュレーションを一時的に中止して、そのオブジェクトのペアを他のオブジェクトと異なる色で表示するようにしている（以下の特許文献１を参照）。
しかし、このような動作シミュレーション装置の場合、例えば、シミュレーション対象の一部を拡大して表示しているとき、非表示のオブジェクト間で干渉が生じても、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアが画面内に存在していないため、ユーザはそのオブジェクトのペアを確認することができない。
【０００３】
これに対して、オペレータが入力デバイスを用いて、オブジェクトの視線方向を変更することができる動作シミュレーション装置が以下の特許文献２に開示されている。
しかし、この動作シミュレーション装置では、オペレータが入力デバイスを用いてオブジェクトの視線方向を変更するものであって、動作シミュレーション装置が最適な視線方向や、視点位置・注視点位置を設定するものではないため、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを必ずしも確認することができないことがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２８４８１９公報（段落番号［００３７］から［００８４］、図１）
【特許文献２】
特開平２−２３６７０４号公報（第２３頁から第４４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の動作シミュレーション装置は以上のように構成されているので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出しても、そのオブジェクトのペアを確認するための最適な視点位置や視線方向などを設定する機能を備えておらず、ユーザが相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを確認することができないことがあるなどの課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを容易に確認することができる動作シミュレーション装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る動作シミュレーション装置は、干渉検出手段により検出された各オブジェクトの最近接点を抽出する最近接点抽出手段を設け、その最近接点抽出手段により抽出された最近接点に応じて視線の注視点及び視線方向を設定し、その視線の注視点及び視線方向から視点位置を設定し、シミュレーション手段が、干渉検出手段が相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出すると、シミュレーションを一時的に停止するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による動作シミュレーション装置を示す構成図であり、図において、動作シミュレーション部１は任意に設定可能な周期毎に、例えば外部のシステムやプログラムから移動命令を受けると、その移動命令に従ってモデル空間に存在する全てのオブジェクトを移動させるシミュレーション手段を構成している。なお、シミュレーション対象であるオブジェクトの三次元あるいは二次元の形状データは、例えば、工作機械，ロボット，自動車などの三次元あるいは二次元の形状データであり、オブジェクトデータ格納部２に格納されている。また、オブジェクトの移動命令を示すプログラムは、計算機に設けられているメモリにロードされているものとする。
【０００９】
干渉状態検出部３は動作シミュレーション部１がオブジェクトを移動させると、相互に干渉を生じているオブジェクトのペア、即ち、干渉検出距離記憶部４に記憶されている干渉検出距離よりも間隔が短くなっているオブジェクトのペアを検出する。なお、干渉状態検出部３及び干渉検出距離記憶部４から干渉検出手段が構成されている。
最近接点抽出部５は干渉状態検出部３により検出された各オブジェクトの最近接点を抽出する最近接点抽出手段を構成している。干渉ペア情報リスト格納部６は干渉ペア情報として、干渉状態検出部３により検出された各オブジェクトを一意に識別する識別子や名前の他、そのオブジェクトの形状データのポインタや最近接点を格納する。また、オブジェクト間の距離、オブジェクトの干渉時表示優先順位、この干渉を起こした移動命令の内容や、この干渉を起こしたプログラムの行番号などを格納してもよい。
【００１０】
入力デバイス７は例えばマウスやキーボードから構成され、ユーザによる視線情報（視線の注視点、視線方向、視点位置）や視体積の設定を受け付けて、その設定内容を視線情報・視体積設定部８に出力する。視線情報・視体積設定部８は入力デバイス７から出力された設定内容を表示部１０に出力する。あるいは、最近接点抽出部５により抽出された最近接点に応じて視線の注視点及び視線方向を設定するとともに、その視線の注視点及び視線方向から視点位置を設定し、その設定内容を表示部１０に出力する。設定データ記憶部９は視線情報・視体積設定部８等による設定内容を記憶する。なお、視線情報・視体積設定部８は設定手段を構成している。
【００１１】
表示部１０は視線情報・視体積設定部８から出力された設定内容にしたがってモデル空間に存在するオブジェクトや最近接点間を結ぶ線分を表示デバイス１１（例えば、ＣＲＴなどのディスプレイ）に表示する。なお、表示部１０及び表示デバイス１１から表示手段が構成されている。
図２はこの発明の実施の形態１による動作シミュレーション装置の処理内容を示すフローチャートである。
【００１２】
次に動作について説明する。
まず、動作シミュレーション部１は、モデル空間に存在するオブジェクトの動作をシミュレーションするに際し、例えば、外部のシステムやプログラムから任意に設定可能な周期毎に移動命令を受けると、その移動命令に従ってモデル空間に存在する全てのオブジェクトを移動させる（ステップＳＴ１〜ＳＴ３）。
この際、動作シミュレーション部１は、オブジェクトデータ格納部２に記憶されているオブジェクトの形状データを参照して、オブジェクトの包含領域を作成する。例えば、オブジェクトに外接する、モデル空間の座標系の各軸に平行な面で構成される直方体（以降、包含ボックスと呼ぶ）を作成する。
【００１３】
干渉状態検出部３は、動作シミュレーション部１がオブジェクトを移動させると、動作シミュレーション部１のシミュレーション結果（移動後のオブジェクトの位置及び姿勢）とオブジェクトデータ格納部２に格納されているオブジェクトの形状データを参照して、相互に干渉を生じているオブジェクトのペア、即ち、干渉検出距離記憶部４に記憶されている干渉検出距離よりも間隔が短くなっているオブジェクトのペアを検出する（ステップＳＴ４）。
最近接点抽出部５は、干渉状態検出部３が相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出すると、動作シミュレーション部１のシミュレーション結果（移動後のオブジェクトの位置及び姿勢）とオブジェクトデータ格納部２に格納されているオブジェクトの形状データを参照して、各オブジェクトの最近接点を抽出する（ステップＳＴ５，ＳＴ６）。
【００１４】
最近接点抽出部５は、各オブジェクトの最近接点を抽出すると、干渉ペア情報として、干渉状態検出部３により検出された各オブジェクトを一意に識別する識別子や名前の他、そのオブジェクトの形状データのポインタや最近接点を干渉ペア情報リスト格納部６に格納する（ステップＳＴ７，ＳＴ８）。また、オブジェクト間の距離、オブジェクトの干渉時表示優先順位、この干渉を起こした移動命令の内容や、この干渉を起こしたプログラムの行番号などを格納してもよい。
なお、最近接点抽出部５は、複数の干渉ペア情報を干渉ペア情報リスト格納部６に格納する場合、例えば、「オブジェクト間の距離が短いペアの干渉ペア情報から順番に登録する」などの規則にしたがって格納するようにする。
【００１５】
視線情報・視体積設定部８は、干渉状態検出部３が相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出していなければ、入力デバイス７を操作してユーザにより設定された視線情報（視線の注視点、視線方向、視点位置）と視体積を表示部１０に出力する。この場合は、ステップＳＴ１６の処理に進む。
ここで、視体積とは、全モデル空間の中で画面上に表示する部分の空間を示すものであり、例えば、図５に示すような三次元空間を二次元平面に射影する際の手法として透視変換を採用する場合には、視体積は錐体の形になる。また、射影変換として、無限遠点に視点を置いたことに等しくする正射影変換を用いる場合には、視体積は錐体ではなく四角柱になる。ただし、いずれの射影手法であっても、この実施の形態１に影響するものではない。
【００１６】
視線情報・視体積設定部８は、干渉状態検出部３が相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出している場合、次のようにして、視線情報や視体積を設定する。
即ち、視線情報・視体積設定部８は、干渉ペア情報リスト格納部６に最初に登録された干渉ペア情報（例えば、オブジェクト間の距離が一番短いペアの干渉ペア情報）を取り出して、その干渉ペア情報から各オブジェクトの最近接点を抽出する（ステップＳＴ９）。
例えば、図３に示すように、オブジェクトＡとオブジェクトＢに干渉が生じている場合、オブジェクトＡの最近接点ＳＡとオブジェクトＢの最近接点ＳＢを結ぶベクトル（以下、最近接ベクトルＶｃと称する）を求め、図３及び図４に示すように、その最近接点ＳＡと最近接点ＳＢの中点Ｐｃを視線の注視点Ｐｒｅｆとして設定する（ステップＳＴ１０）。ただし、最近接点ＳＡと最近接点ＳＢの位置が完全に一致する場合には、その位置を視線の注視点Ｐｒｅｆとして設定する。
【００１７】
次に、視線情報・視体積設定部８は、モデル空間の座標系において、任意に設定可能な上方向を示す単位ベクトルＶｕｐを、画面の上方向を表すベクトルＶｙとして、図３に示すように、ベクトルＶｙと最近接ベクトルＶｃとの外積を算出し、その算出結果を正規化したベクトルＶｏを視線方向ベクトルＶｅｙｅとして設定する（ステップＳＴ１１）。
工作機械や産業用ロボットなどの機械は、大抵の場合、地面に据付られるので、例えば、図６のような機械モデルがモデリングされているモデル座標系では、機械の上方向をＶｕｐとすれば、ユーザは、実機に機械を見ている状況と同様のシミュレーション画面を見ることができる。したがって、図６の例では、単位ベクトルＶｕｐを座標軸Ｚｍの方向に取ればよい。
【００１８】
ただし、単位ベクトルＶｕｐと最近接ベクトルＶｃが同一の直線上に乗る場合には、ベクトルＶｏが定まらないため、例えば、図７に示すように、単位ベクトルＶｕｐに対して多少傾けたベクトルＶｕｐ＿ｎを新たに単位ベクトルＶｕｐとして適用する。図７の例では、単位ベクトルＶｕｐをＹｍＺｍ平面内でＸｍ軸周りにθ傾けたものをベクトルＶｕｐ＿ｎとしている。単位ベクトルＶｕｐを傾ける際の回転中心軸の方向を示すベクトルや、どれほど傾けるかを示す角度θは、ユーザが設定してもよいし、システムに予め設定されている値を用いてもよい。
【００１９】
次に、視線情報・視体積設定部８は、視線方向ベクトルＶｅｙｅとベクトルＶｙとの外積を算出し、その算出結果を正規化したベクトルを画面横方向ベクトルＶｘとする。
次に、視線情報・視体積設定部８は、オブジェクトＡとオブジェクトＢの形状データを参照して、オブジェクトＡ，Ｂの各頂点の位置を求め、各頂点の位置を画面横方向ベクトルＶｘ及び単位ベクトルＶｕｐへの射影を算出することにより、画面縦横方向の最小座標（ｘｍｉｎ，ｙｍｉｎ）と最大座標（ｘｍａｘ，ｙｍａｘ）を求める（図５を参照）。
【００２０】
次に、視線情報・視体積設定部８は、少なくともオブジェクトＡとオブジェクトＢを包含する領域を、例えば、動作シミュレーション部１により作成された包含ボックスを更に包含する包含ボックスを作成し、その包含ボックスに外接する図４に示すような球Ｓとして求める。
そして、少なくともオブジェクトＡとオブジェクトＢを包含する領域である球Ｓの半径Ｒと球の中心位置Ｐｓｐｈを求め、その中心位置Ｐｓｐｈと注視点Ｐｒｅｆを結ぶベクトルを視線方向ベクトルＶｅｙｅに射影し、その射影長をｄｆとして求める。
【００２１】
視線情報・視体積設定部８は、上記のようにして、注視点Ｐｒｅｆ、半径Ｒ、射影長ｄｆ及び視線方向ベクトルＶｅｙｅを求め、視点位置から視線奥行き方向において、ユーザが視点に近い位置でクリップする面への距離ｎｅａｒを適宜設定すると、下記に示すように、視点位置Ｐｅｙｅを決定する（ステップＳＴ１２）。
Ｐｅｙｅ＝Ｐｒｅｆ−（ｎｅａｒ＋Ｒ＋ｄｆ）×Ｖｅｙｅ
視点に遠い位置でクリップする面への距離ｆａｒは、次のように決定する。
ｆａｒ＝ｎｅａｒ＋２Ｒ＋ｄｆ
なお、視体積は、図５に示すように、視点位置Ｐｅｙｅ、視線方向ベクトルＶｅｙｅ、距離ｎｅａｒ，ｆａｒ及び画面縦横方向の最小座標（ｘｍｉｎ，ｙｍｉｎ），最大座標（ｘｍａｘ，ｙｍａｘ）が得られれば、定義付けられたことになる（ステップＳＴ１３）。
【００２２】
表示部１０は、視線情報・視体積設定部８から視線情報（視線の注視点Ｐｒｅｆ、視線方向ベクトルＶｅｙｅ、視点位置Ｐｅｙｅ）と視体積の設定内容を受けると、その設定内容にしたがってモデル空間に存在するオブジェクトを表示デバイス１１に表示する（ステップＳＴ１４）。即ち、モデル空間に存在するオブジェクトのうち、視体積の中に存在するオブジェクトを表示する。
また、表示部１０は、オブジェクトＡの最近接点ＳＡとオブジェクトＢの最近接点ＳＢを結ぶ線分である最近接ベクトルＶｃも表示デバイス１１に表示する。この際、表示部１０は、オブジェクトＡ，Ｂをモデル空間に存在する他のオブジェクトと異なる色で表示するなどして、オブジェクトＡ，Ｂを強調表示するようにしてもよい。また、オブジェクトＡ，Ｂが干渉している旨を示すメッセージを表示するようにしてもよい。
因みに、表示部１０は、干渉状態検出部３が干渉状態のオブジェクトを検出しない場合、ユーザが入力デバイス７を操作して設定した内容にしたがってモデル空間に存在するオブジェクトを表示する（ステップＳＴ１６）。
【００２３】
なお、動作シミュレーション部１は、全オブジェクトの移動を実施しても、干渉状態検出部３が干渉状態のオブジェクトを検出しない場合、表示部１０が全オブジェクトの表示を完了すると、今回の移動指令に伴うシミュレーション処理を終了し、新たな移動指令を受けると、上記と同様の処理を繰り返し実施する。
一方、干渉状態検出部３が干渉状態のオブジェクトを検出すると、全オブジェクトの移動を一時的に停止し、表示部１０における干渉状態の表示を保持するようにする。
【００２４】
したがって、干渉状態検出部３が干渉状態のオブジェクトを検出すると、ユーザの入力待ち状態になり、ユーザは入力デバイス７を操作することにより、拡大、回転、平行移動などの画面操作や、特定オブジェクトの位置情報の確認や、干渉ペア情報の確認などを行うことができる。
なお、ユーザが干渉状態のオブジェクトを確認した旨の意思を入力すると、その他に干渉状態のオブジェクトがあれば、表示部１０は、他の干渉状態のオブジェクトに係る視線情報・視体積設定部８の設定内容にしたがってオブジェクトを表示する（ステップＳＴ９〜ＳＴ１５）。
【００２５】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、干渉状態検出部３により検出された各オブジェクトの最近接点を抽出する最近接点抽出部５を設け、その最近接点抽出部５により抽出された最近接点に応じて視線の注視点及び視線方向を設定し、その視線の注視点及び視線方向から視点位置を設定するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを容易に確認することができる効果を奏する。
また、この実施の形態１によれば、視線方向及び視点位置とオブジェクトの形状を考慮して視体積を設定するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを注視することができる効果を奏する。
【００２６】
また、この実施の形態１によれば、最近接点抽出部５により抽出された最近接点間を結ぶ線分を表示するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクト間の距離を容易に確認することができる効果を奏する。
また、この実施の形態１によれば、干渉状態検出部３により検出されたオブジェクトのペアを強調表示するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを容易に確認することができる効果を奏する。
【００２７】
また、この実施の形態１によれば、干渉状態検出部３により複数のオブジェクトのペアが検出された場合、最近接点間の距離が短いオブジェクトのペアに係る設定内容（視線情報・視体積設定部８により設定された当該オブジェクトのペアに係る視線情報・視体積）から順番に選択して表示するように構成したので、干渉の度合が著しいオブジェクトのペアを先に確認することができる効果を奏する。
さらに、この実施の形態１によれば、干渉状態検出部３が相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出すると、シミュレーションを一時的に停止するように構成したので、ユーザが複数のオブジェクト間で干渉が発生している事実を確実に把握することができる効果を奏する。
【００２８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、干渉状態検出部３により複数のオブジェクトのペアが検出された場合、最近接点間の距離が短いオブジェクトのペアに係る設定内容から順番に選択して表示するものについて示したが、例えば、ユーザにより予め設定された優先順位が高いオブジェクトのペアに係る設定内容（視線情報・視体積設定部８により設定された当該オブジェクトのペアに係る視線情報・視体積）から順番に選択して表示するようにしてもよい。この場合、優先順位が高いオブジェクトのペアを先に確認することができる効果を奏する。
なお、オブジェクトのペアの優先順位は、例えば、重要度の高い部品や部位等を考慮して設定される。
【００２９】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、干渉ペア情報リスト格納部６が干渉ペア情報をリスト形式で保持するものについて示したが、例えば、干渉ペア情報を二分木形式で保持するようにしてもよい。
この際、各ノードの分木条件として、例えば、子ノードは親ノードよりもオブジェクト間の距離が長く、かつ、２つの兄弟のノードでは、右ノードのオブジェクト間の距離が左ノードのオブジェクト間の距離よりも長くなるという条件を採用すれば、オブジェクト間の距離に基づいて分岐した検索ツリーを構築することができる。
【００３０】
実施の形態４．
上記実施の形態１では、視線情報・視体積設定部８が画面横方向ベクトルＶｘを設定するものについて示したが、ユーザが入力デバイス７を操作して、画面横方向ベクトルＶｘを指定するようにしてもよい。また、シミュレーションシステムに予め設定されているベクトルや、機械データと共に定義されているベクトルを用いてもよい。
例えば、工作機械の場合には、ユーザから見て明らかに正面と呼べる部分が位置付けられる。それはつまり、ＮＣ制御装置が取り付けられている面であったり、ワークを取り付けるためにアクセスする防護扉のある面であったりする。例えば、図８のような工作機械の場合、上方から見て、大まかに４面が存在するので、そのうちの１面に平行で、かつ、機械の上方向を指すベクトルＶｕｐに垂直なベクトルを画面横方向ベクトルＶｘとしてもよい。
【００３１】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５による動作シミュレーション装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
透明表示判定部１２は干渉状態検出部３により検出されたオブジェクトのペアより視点位置Ｐｅｙｅ側に他のオブジェクトが存在し、そのオブジェクトが視体積に掛かっている場合、そのオブジェクトを透明表示する旨の指令を表示部１０に出力する。なお、透明表示判定部１２は表示手段を構成している。
図１０は透明表示判定部１２の処理内容を示すフローチャートである。
【００３２】
透明表示判定部１２が付加されている以外の点は、上記実施の形態１と同様であるため、以下、透明表示判定部１２の動作のみを説明する。
透明表示判定部１２は、視線情報・視体積設定部８が上記実施の形態１と同様にして視体積等を設定すると、次のような処理を実施する。ただし、この実施の形態５では、説明の便宜上、視線情報・視体積設定部８がオブジェクトＡとオブジェクトＢに係る視体積等を設定し、図１１に示すように、オブジェクトＡとオブジェクトＢより視点位置Ｐｅｙｅ側にオブジェクトＣ，Ｄが存在するものとする。
【００３３】
まず、透明表示判定部１２は、動作シミュレーション部１のシミュレーション結果（移動後のオブジェクトの位置及び姿勢）とオブジェクトデータ格納部２に格納されているオブジェクトの形状データを参照して、オブジェクトＡとオブジェクトＢに係る視体積に一部でも掛かっているオブジェクトＡ，Ｂ以外のオブジェクトＯｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）を検出する（ステップＳＴ２１）。
【００３４】
透明表示判定部１２は、オブジェクトＯｉの各頂点と視点位置Ｐｅｙｅを結ぶベクトルを視線方向ベクトルＶｅｙｅに投影し、その視線方向ベクトルＶｅｙｅに沿った視点位置Ｐｅｙｅからの距離を求め、各頂点の射影の視点からの距離が最大の距離をＬｉとして保持する。
また、オブジェクトＡとオブジェクトＢに対しては、オブジェクトＡとオブジェクトＢの各頂点と視点位置Ｐｅｙｅを結ぶベクトルを視線方向ベクトルＶｅｙｅに投影し、視点位置Ｐｅｙｅからの距離が最小の距離をＬｍｉｎとする（ステップＳＴ２２）。
図１１の例では、最小距離Ｌｍｉｎを与える頂点はＰｅｚｍｉｎである。
【００３５】
次に、透明表示判定部１２は、オブジェクトＯｉ毎に、当該オブジェクトＯｉの最大距離Ｌｉと最小距離Ｌｍｉｎを比較し、その最小距離Ｌｍｉｎが最大距離Ｌｉより大きい場合、即ち、Ｌｍｉｎ≧Ｌｉが成立する場合、当該オブジェクトＯｉがオブジェクトＡ，Ｂの表示を遮るので、当該オブジェクトＯｉを透明表示する旨の指令を表示部１０に出力する（ステップＳＴ２５，ＳＴ２６，ＳＴ２８）。即ち、透明表示フラグをオンにする。
一方、Ｌｍｉｎ≧Ｌｉが成立しない場合には、当該オブジェクトＯｉがオブジェクトＡ，Ｂの表示を遮ることはないので、当該オブジェクトＯｉを通常通り表示する旨の指令を表示部１０に出力する（ステップＳＴ２５，ＳＴ２７，ＳＴ２８）。即ち、透明表示フラグをオフにする。
【００３６】
表示部１０は、透明表示フラグがオンの場合にはオブジェクトＯｉを透明表示し、透明表示フラグがオフの場合にはオブジェクトＯｉを通常通り規定の色で表示する。
この実施の形態５によれば、干渉状態検出部３により検出されたオブジェクトのペアより視点位置Ｐｅｙｅ側に他のオブジェクトが存在し、そのオブジェクトが視体積に掛かっている場合、そのオブジェクトを透明表示する旨の指令を表示部１０に出力するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを確実に確認することができる効果を奏する。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、干渉検出手段により検出された各オブジェクトの最近接点を抽出する最近接点抽出手段を設け、その最近接点抽出手段により抽出された最近接点に応じて視線の注視点及び視線方向を設定し、その視線の注視点及び視線方向から視点位置を設定するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを容易に確認することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による動作シミュレーション装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による動作シミュレーション装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図３】 視線の注視点の設定を説明する説明図である。
【図４】 視線の注視点や視線方向の設定等を説明する説明図である。
【図５】 視体積を示す説明図である。
【図６】 機械モデルの一例を示す斜視図である。
【図７】 機械モデルの一例を示す斜視図である。
【図８】 工作機械の一例を示す平面図である。
【図９】 この発明の実施の形態５による動作シミュレーション装置を示す構成図である。
【図１０】 透明表示判定部の処理内容を示すフローチャートである。
【図１１】 各オブジェクトの位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 動作シミュレーション部（シミュレーション手段）、２ オブジェクトデータ格納部、３ 干渉状態検出部（干渉検出手段）、４ 干渉検出距離記憶部（干渉検出手段）、５ 最近接点抽出部（最近接点抽出手段）、６ 干渉ペア情報リスト格納部、７ 入力デバイス、８ 視線情報・視体積設定部（設定手段）、９ 設定データ記憶部、１０ 表示部（表示手段）、１１ 表示デバイス（表示手段）、１２ 透明表示判定部（表示手段）。
【発明の属する技術分野】
この発明は、モデル空間に存在するオブジェクトの動作をシミュレーションする動作シミュレーション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動作シミュレーション装置は、モデル空間に存在するオブジェクトの中で、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出すると、オブジェクトの動作シミュレーションを一時的に中止して、そのオブジェクトのペアを他のオブジェクトと異なる色で表示するようにしている（以下の特許文献１を参照）。
しかし、このような動作シミュレーション装置の場合、例えば、シミュレーション対象の一部を拡大して表示しているとき、非表示のオブジェクト間で干渉が生じても、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアが画面内に存在していないため、ユーザはそのオブジェクトのペアを確認することができない。
【０００３】
これに対して、オペレータが入力デバイスを用いて、オブジェクトの視線方向を変更することができる動作シミュレーション装置が以下の特許文献２に開示されている。
しかし、この動作シミュレーション装置では、オペレータが入力デバイスを用いてオブジェクトの視線方向を変更するものであって、動作シミュレーション装置が最適な視線方向や、視点位置・注視点位置を設定するものではないため、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを必ずしも確認することができないことがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２８４８１９公報（段落番号［００３７］から［００８４］、図１）
【特許文献２】
特開平２−２３６７０４号公報（第２３頁から第４４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の動作シミュレーション装置は以上のように構成されているので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出しても、そのオブジェクトのペアを確認するための最適な視点位置や視線方向などを設定する機能を備えておらず、ユーザが相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを確認することができないことがあるなどの課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを容易に確認することができる動作シミュレーション装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る動作シミュレーション装置は、干渉検出手段により検出された各オブジェクトの最近接点を抽出する最近接点抽出手段を設け、その最近接点抽出手段により抽出された最近接点に応じて視線の注視点及び視線方向を設定し、その視線の注視点及び視線方向から視点位置を設定し、シミュレーション手段が、干渉検出手段が相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出すると、シミュレーションを一時的に停止するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による動作シミュレーション装置を示す構成図であり、図において、動作シミュレーション部１は任意に設定可能な周期毎に、例えば外部のシステムやプログラムから移動命令を受けると、その移動命令に従ってモデル空間に存在する全てのオブジェクトを移動させるシミュレーション手段を構成している。なお、シミュレーション対象であるオブジェクトの三次元あるいは二次元の形状データは、例えば、工作機械，ロボット，自動車などの三次元あるいは二次元の形状データであり、オブジェクトデータ格納部２に格納されている。また、オブジェクトの移動命令を示すプログラムは、計算機に設けられているメモリにロードされているものとする。
【０００９】
干渉状態検出部３は動作シミュレーション部１がオブジェクトを移動させると、相互に干渉を生じているオブジェクトのペア、即ち、干渉検出距離記憶部４に記憶されている干渉検出距離よりも間隔が短くなっているオブジェクトのペアを検出する。なお、干渉状態検出部３及び干渉検出距離記憶部４から干渉検出手段が構成されている。
最近接点抽出部５は干渉状態検出部３により検出された各オブジェクトの最近接点を抽出する最近接点抽出手段を構成している。干渉ペア情報リスト格納部６は干渉ペア情報として、干渉状態検出部３により検出された各オブジェクトを一意に識別する識別子や名前の他、そのオブジェクトの形状データのポインタや最近接点を格納する。また、オブジェクト間の距離、オブジェクトの干渉時表示優先順位、この干渉を起こした移動命令の内容や、この干渉を起こしたプログラムの行番号などを格納してもよい。
【００１０】
入力デバイス７は例えばマウスやキーボードから構成され、ユーザによる視線情報（視線の注視点、視線方向、視点位置）や視体積の設定を受け付けて、その設定内容を視線情報・視体積設定部８に出力する。視線情報・視体積設定部８は入力デバイス７から出力された設定内容を表示部１０に出力する。あるいは、最近接点抽出部５により抽出された最近接点に応じて視線の注視点及び視線方向を設定するとともに、その視線の注視点及び視線方向から視点位置を設定し、その設定内容を表示部１０に出力する。設定データ記憶部９は視線情報・視体積設定部８等による設定内容を記憶する。なお、視線情報・視体積設定部８は設定手段を構成している。
【００１１】
表示部１０は視線情報・視体積設定部８から出力された設定内容にしたがってモデル空間に存在するオブジェクトや最近接点間を結ぶ線分を表示デバイス１１（例えば、ＣＲＴなどのディスプレイ）に表示する。なお、表示部１０及び表示デバイス１１から表示手段が構成されている。
図２はこの発明の実施の形態１による動作シミュレーション装置の処理内容を示すフローチャートである。
【００１２】
次に動作について説明する。
まず、動作シミュレーション部１は、モデル空間に存在するオブジェクトの動作をシミュレーションするに際し、例えば、外部のシステムやプログラムから任意に設定可能な周期毎に移動命令を受けると、その移動命令に従ってモデル空間に存在する全てのオブジェクトを移動させる（ステップＳＴ１〜ＳＴ３）。
この際、動作シミュレーション部１は、オブジェクトデータ格納部２に記憶されているオブジェクトの形状データを参照して、オブジェクトの包含領域を作成する。例えば、オブジェクトに外接する、モデル空間の座標系の各軸に平行な面で構成される直方体（以降、包含ボックスと呼ぶ）を作成する。
【００１３】
干渉状態検出部３は、動作シミュレーション部１がオブジェクトを移動させると、動作シミュレーション部１のシミュレーション結果（移動後のオブジェクトの位置及び姿勢）とオブジェクトデータ格納部２に格納されているオブジェクトの形状データを参照して、相互に干渉を生じているオブジェクトのペア、即ち、干渉検出距離記憶部４に記憶されている干渉検出距離よりも間隔が短くなっているオブジェクトのペアを検出する（ステップＳＴ４）。
最近接点抽出部５は、干渉状態検出部３が相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出すると、動作シミュレーション部１のシミュレーション結果（移動後のオブジェクトの位置及び姿勢）とオブジェクトデータ格納部２に格納されているオブジェクトの形状データを参照して、各オブジェクトの最近接点を抽出する（ステップＳＴ５，ＳＴ６）。
【００１４】
最近接点抽出部５は、各オブジェクトの最近接点を抽出すると、干渉ペア情報として、干渉状態検出部３により検出された各オブジェクトを一意に識別する識別子や名前の他、そのオブジェクトの形状データのポインタや最近接点を干渉ペア情報リスト格納部６に格納する（ステップＳＴ７，ＳＴ８）。また、オブジェクト間の距離、オブジェクトの干渉時表示優先順位、この干渉を起こした移動命令の内容や、この干渉を起こしたプログラムの行番号などを格納してもよい。
なお、最近接点抽出部５は、複数の干渉ペア情報を干渉ペア情報リスト格納部６に格納する場合、例えば、「オブジェクト間の距離が短いペアの干渉ペア情報から順番に登録する」などの規則にしたがって格納するようにする。
【００１５】
視線情報・視体積設定部８は、干渉状態検出部３が相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出していなければ、入力デバイス７を操作してユーザにより設定された視線情報（視線の注視点、視線方向、視点位置）と視体積を表示部１０に出力する。この場合は、ステップＳＴ１６の処理に進む。
ここで、視体積とは、全モデル空間の中で画面上に表示する部分の空間を示すものであり、例えば、図５に示すような三次元空間を二次元平面に射影する際の手法として透視変換を採用する場合には、視体積は錐体の形になる。また、射影変換として、無限遠点に視点を置いたことに等しくする正射影変換を用いる場合には、視体積は錐体ではなく四角柱になる。ただし、いずれの射影手法であっても、この実施の形態１に影響するものではない。
【００１６】
視線情報・視体積設定部８は、干渉状態検出部３が相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出している場合、次のようにして、視線情報や視体積を設定する。
即ち、視線情報・視体積設定部８は、干渉ペア情報リスト格納部６に最初に登録された干渉ペア情報（例えば、オブジェクト間の距離が一番短いペアの干渉ペア情報）を取り出して、その干渉ペア情報から各オブジェクトの最近接点を抽出する（ステップＳＴ９）。
例えば、図３に示すように、オブジェクトＡとオブジェクトＢに干渉が生じている場合、オブジェクトＡの最近接点ＳＡとオブジェクトＢの最近接点ＳＢを結ぶベクトル（以下、最近接ベクトルＶｃと称する）を求め、図３及び図４に示すように、その最近接点ＳＡと最近接点ＳＢの中点Ｐｃを視線の注視点Ｐｒｅｆとして設定する（ステップＳＴ１０）。ただし、最近接点ＳＡと最近接点ＳＢの位置が完全に一致する場合には、その位置を視線の注視点Ｐｒｅｆとして設定する。
【００１７】
次に、視線情報・視体積設定部８は、モデル空間の座標系において、任意に設定可能な上方向を示す単位ベクトルＶｕｐを、画面の上方向を表すベクトルＶｙとして、図３に示すように、ベクトルＶｙと最近接ベクトルＶｃとの外積を算出し、その算出結果を正規化したベクトルＶｏを視線方向ベクトルＶｅｙｅとして設定する（ステップＳＴ１１）。
工作機械や産業用ロボットなどの機械は、大抵の場合、地面に据付られるので、例えば、図６のような機械モデルがモデリングされているモデル座標系では、機械の上方向をＶｕｐとすれば、ユーザは、実機に機械を見ている状況と同様のシミュレーション画面を見ることができる。したがって、図６の例では、単位ベクトルＶｕｐを座標軸Ｚｍの方向に取ればよい。
【００１８】
ただし、単位ベクトルＶｕｐと最近接ベクトルＶｃが同一の直線上に乗る場合には、ベクトルＶｏが定まらないため、例えば、図７に示すように、単位ベクトルＶｕｐに対して多少傾けたベクトルＶｕｐ＿ｎを新たに単位ベクトルＶｕｐとして適用する。図７の例では、単位ベクトルＶｕｐをＹｍＺｍ平面内でＸｍ軸周りにθ傾けたものをベクトルＶｕｐ＿ｎとしている。単位ベクトルＶｕｐを傾ける際の回転中心軸の方向を示すベクトルや、どれほど傾けるかを示す角度θは、ユーザが設定してもよいし、システムに予め設定されている値を用いてもよい。
【００１９】
次に、視線情報・視体積設定部８は、視線方向ベクトルＶｅｙｅとベクトルＶｙとの外積を算出し、その算出結果を正規化したベクトルを画面横方向ベクトルＶｘとする。
次に、視線情報・視体積設定部８は、オブジェクトＡとオブジェクトＢの形状データを参照して、オブジェクトＡ，Ｂの各頂点の位置を求め、各頂点の位置を画面横方向ベクトルＶｘ及び単位ベクトルＶｕｐへの射影を算出することにより、画面縦横方向の最小座標（ｘｍｉｎ，ｙｍｉｎ）と最大座標（ｘｍａｘ，ｙｍａｘ）を求める（図５を参照）。
【００２０】
次に、視線情報・視体積設定部８は、少なくともオブジェクトＡとオブジェクトＢを包含する領域を、例えば、動作シミュレーション部１により作成された包含ボックスを更に包含する包含ボックスを作成し、その包含ボックスに外接する図４に示すような球Ｓとして求める。
そして、少なくともオブジェクトＡとオブジェクトＢを包含する領域である球Ｓの半径Ｒと球の中心位置Ｐｓｐｈを求め、その中心位置Ｐｓｐｈと注視点Ｐｒｅｆを結ぶベクトルを視線方向ベクトルＶｅｙｅに射影し、その射影長をｄｆとして求める。
【００２１】
視線情報・視体積設定部８は、上記のようにして、注視点Ｐｒｅｆ、半径Ｒ、射影長ｄｆ及び視線方向ベクトルＶｅｙｅを求め、視点位置から視線奥行き方向において、ユーザが視点に近い位置でクリップする面への距離ｎｅａｒを適宜設定すると、下記に示すように、視点位置Ｐｅｙｅを決定する（ステップＳＴ１２）。
Ｐｅｙｅ＝Ｐｒｅｆ−（ｎｅａｒ＋Ｒ＋ｄｆ）×Ｖｅｙｅ
視点に遠い位置でクリップする面への距離ｆａｒは、次のように決定する。
ｆａｒ＝ｎｅａｒ＋２Ｒ＋ｄｆ
なお、視体積は、図５に示すように、視点位置Ｐｅｙｅ、視線方向ベクトルＶｅｙｅ、距離ｎｅａｒ，ｆａｒ及び画面縦横方向の最小座標（ｘｍｉｎ，ｙｍｉｎ），最大座標（ｘｍａｘ，ｙｍａｘ）が得られれば、定義付けられたことになる（ステップＳＴ１３）。
【００２２】
表示部１０は、視線情報・視体積設定部８から視線情報（視線の注視点Ｐｒｅｆ、視線方向ベクトルＶｅｙｅ、視点位置Ｐｅｙｅ）と視体積の設定内容を受けると、その設定内容にしたがってモデル空間に存在するオブジェクトを表示デバイス１１に表示する（ステップＳＴ１４）。即ち、モデル空間に存在するオブジェクトのうち、視体積の中に存在するオブジェクトを表示する。
また、表示部１０は、オブジェクトＡの最近接点ＳＡとオブジェクトＢの最近接点ＳＢを結ぶ線分である最近接ベクトルＶｃも表示デバイス１１に表示する。この際、表示部１０は、オブジェクトＡ，Ｂをモデル空間に存在する他のオブジェクトと異なる色で表示するなどして、オブジェクトＡ，Ｂを強調表示するようにしてもよい。また、オブジェクトＡ，Ｂが干渉している旨を示すメッセージを表示するようにしてもよい。
因みに、表示部１０は、干渉状態検出部３が干渉状態のオブジェクトを検出しない場合、ユーザが入力デバイス７を操作して設定した内容にしたがってモデル空間に存在するオブジェクトを表示する（ステップＳＴ１６）。
【００２３】
なお、動作シミュレーション部１は、全オブジェクトの移動を実施しても、干渉状態検出部３が干渉状態のオブジェクトを検出しない場合、表示部１０が全オブジェクトの表示を完了すると、今回の移動指令に伴うシミュレーション処理を終了し、新たな移動指令を受けると、上記と同様の処理を繰り返し実施する。
一方、干渉状態検出部３が干渉状態のオブジェクトを検出すると、全オブジェクトの移動を一時的に停止し、表示部１０における干渉状態の表示を保持するようにする。
【００２４】
したがって、干渉状態検出部３が干渉状態のオブジェクトを検出すると、ユーザの入力待ち状態になり、ユーザは入力デバイス７を操作することにより、拡大、回転、平行移動などの画面操作や、特定オブジェクトの位置情報の確認や、干渉ペア情報の確認などを行うことができる。
なお、ユーザが干渉状態のオブジェクトを確認した旨の意思を入力すると、その他に干渉状態のオブジェクトがあれば、表示部１０は、他の干渉状態のオブジェクトに係る視線情報・視体積設定部８の設定内容にしたがってオブジェクトを表示する（ステップＳＴ９〜ＳＴ１５）。
【００２５】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、干渉状態検出部３により検出された各オブジェクトの最近接点を抽出する最近接点抽出部５を設け、その最近接点抽出部５により抽出された最近接点に応じて視線の注視点及び視線方向を設定し、その視線の注視点及び視線方向から視点位置を設定するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを容易に確認することができる効果を奏する。
また、この実施の形態１によれば、視線方向及び視点位置とオブジェクトの形状を考慮して視体積を設定するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを注視することができる効果を奏する。
【００２６】
また、この実施の形態１によれば、最近接点抽出部５により抽出された最近接点間を結ぶ線分を表示するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクト間の距離を容易に確認することができる効果を奏する。
また、この実施の形態１によれば、干渉状態検出部３により検出されたオブジェクトのペアを強調表示するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを容易に確認することができる効果を奏する。
【００２７】
また、この実施の形態１によれば、干渉状態検出部３により複数のオブジェクトのペアが検出された場合、最近接点間の距離が短いオブジェクトのペアに係る設定内容（視線情報・視体積設定部８により設定された当該オブジェクトのペアに係る視線情報・視体積）から順番に選択して表示するように構成したので、干渉の度合が著しいオブジェクトのペアを先に確認することができる効果を奏する。
さらに、この実施の形態１によれば、干渉状態検出部３が相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出すると、シミュレーションを一時的に停止するように構成したので、ユーザが複数のオブジェクト間で干渉が発生している事実を確実に把握することができる効果を奏する。
【００２８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、干渉状態検出部３により複数のオブジェクトのペアが検出された場合、最近接点間の距離が短いオブジェクトのペアに係る設定内容から順番に選択して表示するものについて示したが、例えば、ユーザにより予め設定された優先順位が高いオブジェクトのペアに係る設定内容（視線情報・視体積設定部８により設定された当該オブジェクトのペアに係る視線情報・視体積）から順番に選択して表示するようにしてもよい。この場合、優先順位が高いオブジェクトのペアを先に確認することができる効果を奏する。
なお、オブジェクトのペアの優先順位は、例えば、重要度の高い部品や部位等を考慮して設定される。
【００２９】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、干渉ペア情報リスト格納部６が干渉ペア情報をリスト形式で保持するものについて示したが、例えば、干渉ペア情報を二分木形式で保持するようにしてもよい。
この際、各ノードの分木条件として、例えば、子ノードは親ノードよりもオブジェクト間の距離が長く、かつ、２つの兄弟のノードでは、右ノードのオブジェクト間の距離が左ノードのオブジェクト間の距離よりも長くなるという条件を採用すれば、オブジェクト間の距離に基づいて分岐した検索ツリーを構築することができる。
【００３０】
実施の形態４．
上記実施の形態１では、視線情報・視体積設定部８が画面横方向ベクトルＶｘを設定するものについて示したが、ユーザが入力デバイス７を操作して、画面横方向ベクトルＶｘを指定するようにしてもよい。また、シミュレーションシステムに予め設定されているベクトルや、機械データと共に定義されているベクトルを用いてもよい。
例えば、工作機械の場合には、ユーザから見て明らかに正面と呼べる部分が位置付けられる。それはつまり、ＮＣ制御装置が取り付けられている面であったり、ワークを取り付けるためにアクセスする防護扉のある面であったりする。例えば、図８のような工作機械の場合、上方から見て、大まかに４面が存在するので、そのうちの１面に平行で、かつ、機械の上方向を指すベクトルＶｕｐに垂直なベクトルを画面横方向ベクトルＶｘとしてもよい。
【００３１】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５による動作シミュレーション装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
透明表示判定部１２は干渉状態検出部３により検出されたオブジェクトのペアより視点位置Ｐｅｙｅ側に他のオブジェクトが存在し、そのオブジェクトが視体積に掛かっている場合、そのオブジェクトを透明表示する旨の指令を表示部１０に出力する。なお、透明表示判定部１２は表示手段を構成している。
図１０は透明表示判定部１２の処理内容を示すフローチャートである。
【００３２】
透明表示判定部１２が付加されている以外の点は、上記実施の形態１と同様であるため、以下、透明表示判定部１２の動作のみを説明する。
透明表示判定部１２は、視線情報・視体積設定部８が上記実施の形態１と同様にして視体積等を設定すると、次のような処理を実施する。ただし、この実施の形態５では、説明の便宜上、視線情報・視体積設定部８がオブジェクトＡとオブジェクトＢに係る視体積等を設定し、図１１に示すように、オブジェクトＡとオブジェクトＢより視点位置Ｐｅｙｅ側にオブジェクトＣ，Ｄが存在するものとする。
【００３３】
まず、透明表示判定部１２は、動作シミュレーション部１のシミュレーション結果（移動後のオブジェクトの位置及び姿勢）とオブジェクトデータ格納部２に格納されているオブジェクトの形状データを参照して、オブジェクトＡとオブジェクトＢに係る視体積に一部でも掛かっているオブジェクトＡ，Ｂ以外のオブジェクトＯｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）を検出する（ステップＳＴ２１）。
【００３４】
透明表示判定部１２は、オブジェクトＯｉの各頂点と視点位置Ｐｅｙｅを結ぶベクトルを視線方向ベクトルＶｅｙｅに投影し、その視線方向ベクトルＶｅｙｅに沿った視点位置Ｐｅｙｅからの距離を求め、各頂点の射影の視点からの距離が最大の距離をＬｉとして保持する。
また、オブジェクトＡとオブジェクトＢに対しては、オブジェクトＡとオブジェクトＢの各頂点と視点位置Ｐｅｙｅを結ぶベクトルを視線方向ベクトルＶｅｙｅに投影し、視点位置Ｐｅｙｅからの距離が最小の距離をＬｍｉｎとする（ステップＳＴ２２）。
図１１の例では、最小距離Ｌｍｉｎを与える頂点はＰｅｚｍｉｎである。
【００３５】
次に、透明表示判定部１２は、オブジェクトＯｉ毎に、当該オブジェクトＯｉの最大距離Ｌｉと最小距離Ｌｍｉｎを比較し、その最小距離Ｌｍｉｎが最大距離Ｌｉより大きい場合、即ち、Ｌｍｉｎ≧Ｌｉが成立する場合、当該オブジェクトＯｉがオブジェクトＡ，Ｂの表示を遮るので、当該オブジェクトＯｉを透明表示する旨の指令を表示部１０に出力する（ステップＳＴ２５，ＳＴ２６，ＳＴ２８）。即ち、透明表示フラグをオンにする。
一方、Ｌｍｉｎ≧Ｌｉが成立しない場合には、当該オブジェクトＯｉがオブジェクトＡ，Ｂの表示を遮ることはないので、当該オブジェクトＯｉを通常通り表示する旨の指令を表示部１０に出力する（ステップＳＴ２５，ＳＴ２７，ＳＴ２８）。即ち、透明表示フラグをオフにする。
【００３６】
表示部１０は、透明表示フラグがオンの場合にはオブジェクトＯｉを透明表示し、透明表示フラグがオフの場合にはオブジェクトＯｉを通常通り規定の色で表示する。
この実施の形態５によれば、干渉状態検出部３により検出されたオブジェクトのペアより視点位置Ｐｅｙｅ側に他のオブジェクトが存在し、そのオブジェクトが視体積に掛かっている場合、そのオブジェクトを透明表示する旨の指令を表示部１０に出力するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを確実に確認することができる効果を奏する。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、干渉検出手段により検出された各オブジェクトの最近接点を抽出する最近接点抽出手段を設け、その最近接点抽出手段により抽出された最近接点に応じて視線の注視点及び視線方向を設定し、その視線の注視点及び視線方向から視点位置を設定するように構成したので、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを容易に確認することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による動作シミュレーション装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による動作シミュレーション装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図３】 視線の注視点の設定を説明する説明図である。
【図４】 視線の注視点や視線方向の設定等を説明する説明図である。
【図５】 視体積を示す説明図である。
【図６】 機械モデルの一例を示す斜視図である。
【図７】 機械モデルの一例を示す斜視図である。
【図８】 工作機械の一例を示す平面図である。
【図９】 この発明の実施の形態５による動作シミュレーション装置を示す構成図である。
【図１０】 透明表示判定部の処理内容を示すフローチャートである。
【図１１】 各オブジェクトの位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 動作シミュレーション部（シミュレーション手段）、２ オブジェクトデータ格納部、３ 干渉状態検出部（干渉検出手段）、４ 干渉検出距離記憶部（干渉検出手段）、５ 最近接点抽出部（最近接点抽出手段）、６ 干渉ペア情報リスト格納部、７ 入力デバイス、８ 視線情報・視体積設定部（設定手段）、９ 設定データ記憶部、１０ 表示部（表示手段）、１１ 表示デバイス（表示手段）、１２ 透明表示判定部（表示手段）。
Claims (7)
- モデル空間に存在するオブジェクトの動作をシミュレーションするシミュレーション手段と、上記シミュレーション手段がオブジェクトを移動させると、相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出する干渉検出手段と、上記干渉検出手段により検出された各オブジェクトの最近接点を抽出する最近接点抽出手段と、上記最近接点抽出手段により抽出された最近接点に応じて視線の注視点及び視線方向を設定し、その視線の注視点及び視線方向から視点位置を設定する設定手段と、上記設定手段の設定内容にしたがってオブジェクトを表示する表示手段とを備え、
上記シミュレーション手段は、上記干渉検出手段が相互に干渉を生じているオブジェクトのペアを検出すると、シミュレーションを一時的に停止することを特徴とする動作シミュレーション装置。 - 設定手段は、オブジェクトの形状を包含する視体積を算出し、算出した視体積を基に視線方向及び視点位置を設定することを特徴とする請求項１記載の動作シミュレーション装置。
- 表示手段は、干渉検出手段により検出されたオブジェクトのペアより視点位置側に他のオブジェクトが存在し、そのオブジェクトが視体積に掛かっている場合、そのオブジェクトを透明表示することを特徴とする請求項１または請求項２記載の動作シミュレーション装置。
- 表示手段は、最近接点抽出手段により抽出された最近接点間を結ぶ線分を表示することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の動作シミュレーション装置。
- 表示手段は、干渉検出手段により検出されたオブジェクトのペアを強調表示することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の動作シミュレーション装置。
- 表示手段は、干渉検出手段により複数のオブジェクトのペアが検出された場合、最近接点間の距離が短いオブジェクトのペアに係る設定内容から順番に選択して表示することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の動作シミュレーション装置。
- 表示手段は、干渉検出手段により複数のオブジェクトのペアが検出された場合、予め設定された優先順位が高いオブジェクトのペアに係る設定内容から順番に選択して表示することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の動作シミュレーション装置。
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