JPH01125670A - ３次元形状データ高速領域検索装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、３吹元データ検索処理装置に係わり、特に大
量のデータを扱い、広ＩＣＥな領域中の任意の領域を検
索、処理す６ようなプラントレイアウトＣＡＤ、建築設
計ＣＡＤシステム等〈好適な高速検索処理に関する。

（従来Φ技術） 従来の検索装置あるいは検−両方式は、特開昭５８−１
１−７０７７号公報及び特開昭６０−６５３″３５号公
報に記載のように、検索対象物は、２次元図面表示図形
や、２次元画像データであり、複雑かつ膨大なデ−タ量
を有する３次元空間上の形状データを扱うということは
、なんら配慮されていなかった。また、あるまとまった
２次元画像データあるいは図形の中での処理を行なって
はいるが、それらが複数にまたがっている画像、図面に
およぶまでのデータの管理あるいはその処理方式につい
ては、配慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術は、特定のファイルに３次元形状データを、あ
るまとまりのある単位、たとえば建屋別、フロア別等に
格納しておき、必要に応７じて人間がそのファイルを指
示して、データを順次読込ませ、それらのデータ゛が、
人間の指示した領域の最小−最大座標内に入っているか
を計算し、入っているもののみを判定し、ディスプレイ
上に表示を行なっていた。そのためデータ量が増えれば
増えるほどプログラムの読込時間、計算時間が比例して
増　゛え、その結果人間の待ち時間が増えてしまってい
た。特に原子力発電プラントや火力発電プラント等のプ
ラントレイアウトを扱うＣＡＤシステムや、ビルディン
グなどの建築設計を行なうＣＡＤシステム等で扱うよう
な、膨大なデータを有し、かつその中の任意の領域を指
定して表示し作業を行なうといった分野では、作業を開
始するまでにかなりの待ち時間を要するといった問題点
が発生しており、今後３次元形状データをよりリアルに
表現したり、広範囲な領域を扱うようなニーズが一層増
える傾向にあることから、データ処理時間の短縮化が強
く望まれている。そこで本発明の目的は。

複雑で膨大な３次元形状データに対し、任意の領域をい
かに高速に検索、読込み、計算時間を最小にとどめ、Ｃ
ＡＤシステムの重要な要素である応答性を飛躇的に向上
させることを目的にしている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、３次元空間領域を、任意の適当な範囲で区
分する小領域を設定しておき、この小領域１つ１つに対
しあるルールに従がって付番を行ない、領域検索用キー
を生成する装置により、３次元形状データがどの小領域
に含まれているかを判定し、あらかじめ記憶装置に格納
しておく。ここで広範囲な領域中の任意の領域の指示は
、キーボード、タブレット、マウス等の入力装置を用い
て行ない、指示された３次元座標値の最小、最大値を取
って、゛前述の装置により３次元形状データを検索する
領域検索キーが生成される。これにより、既登録の３次
元形状データの領域検索キーと一致するデータを直接読
込むことが出来、領域外の不用なデータの読込み、判定
演算が省略され、高速に任意の領域中の登録３次元形状
データの検索、読込みが達成される。

〔作用〕

３次元形状データは、あらかじめ高速領域検索装置によ
って、３次元座標を記号化した領域検索キーが作成され
、領域検索記憶装置ならびに３次元形状データ記憶装置
に！ｉ録しである。それらの任意の領域の表示は、人間
が入力装置に用いて表示領域を指示することにより行な
われる。この指示された３次元の領域指示範囲の３次元
座標値を一１前述の高速領域検索装置により、同様な領
域検索キーが作成され、その検索キーをもとに、あらか
じめ登録されている領域検索記憶装置のそれぞれの３次
元形状データの領域検索キーと一致するか順次判定し、
一致した領域検索キーの３次元形状データのみを、実デ
ータが格納されている３次元形状データ記憶装置より直
接読込み、不用な３次元形状データは読み込まない。

【実施例〕

以下１本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図は、本発明による３次元形状データ高速領域検索
装置の構成の一実施例を示したものである。キーボード
、タブレット、マウス等の入力装置１は、広範囲におよ
ぶ３次元形状データの任意の領域を指示するための入力
装置である。演算処理装置ｉ１２及び高速領域検索装置
３は、入力装置１から読み込んだ３次元形状データを、
外部データ入力回路２ａに格納し、これらのデータを高
速領域検索装置１３に３次元座標値を転送し、ここで高
速領域検索キーが作成される。次にこの高速領域検索キ
ーを記憶するため、検索制御回路２ｂにより領域検索記
憶装置に格納される。同時に、３次元形状データも、デ
ータ入出力ＩＩＩ御回１２Ｇにより、３次元形状データ
記憶装置５に格納される。

また、検索されたデータの表示は、前述のデータ入出力
制御回路２Ｃにより、３次元形状データ記憶装置５より
必要データのみを読み込み、座標演算回路２ｄ及び演算
結果記憶回路２ｅを通して、表示装置６に任意の領域中
の３次元形状データが表示される。なお、記憶装置４及
び５は、物理的に同一でもよい。また、演算処理装置２
と高速領域検索装置３、領域検索記憶装置４及び３次元
形状データ記憶装置５は、処理装置としてまとまってい
る。

第２図は、広範囲なプラント建屋の３次元空間上からレ
イアウト設計あるいは確認等をするために、適切な領域
範囲指示によって抽出された小領域の一例である。この
例では、検索単位となる小領域の定義は、あらかじめ定
義された既知座標であるプラント建屋の柱芯と、フロア
の３次元座標をもとにして、高速領域検索装置により、
柱芯で囲まれた３次元空間の１区画を１領域として、プ
ラント名十建屋名十フロア名十領域名をコード化した、
高速領域検索キーとして定義される。この高速領域検索
キーは、３次元Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に対し、建屋の原点から
柱芯ごとＸ、Ｙ平面は、０１゜０２、・・・ＮＮとコー
ド化し、Ｙ方向は、建屋コード＋フロアコードを付けて
いる。さらにこのコードの上にプラント識別コードを付
けて、全データに対しユニークになるよう工夫をしてい
る。第２図の任意の小領域の場合、前述の定義に従がっ
て、高速領域検索装置により以下の様な８個の高速領域
検索キーが付けられる。

１、Ｆ４Ｒ３Ｂ３０１ ２、Ｆ４Ｒ３Ｂ３０２ ３、Ｆ４Ｒ３Ｂ４０１ ４、Ｆ４Ｒ３Ｂ４０２ ５、Ｆ４Ｒ２Ｂ３０１ ６、Ｆ４Ｒ２Ｂ３０２ ７、Ｆ４Ｒ２Ｂ４０１ ８、Ｆ４Ｒ２Ｂ４０２ これらの高速領域検索キーの検索条件式を作成すること
により、この中に含まれる３次元形状データの検索がで
きる。

一方、実際に格納されている３次元形状データは、第３
図に示す様な建屋に配置される機器及び配管を例にする
と、高速領域検索装置により、２通りの方法で高速領域
検索キーが作成される。まず一つは、機器の様に複雑で
かついくつかの小領域にまたがる３次元形状データの場
合は、直立体、円柱、半球等の基本図形で構成されてお
り、これらの３次元形状物体を包含する外接直方体を計
算し、建屋座標系での最小−最大座標値、（Ｘ、ｅ。

Ｙｅ、　Ｚｅ）　ｍｉｎ　、　（Ｘｅ、　Ｙｅ、　Ｚｅ
）　ｌ１ｂｌＸを求める。もう一方は、配管の様に外形
はさほど大きくないが、複数の小領域にまたがる３次元
形状データは、配管を構成するおのおのの部品中心点（
Ｘｐ、ＹＰ＊　Ｚｐ）Ｎ点を求める。ここで、以下の条
件式を満足するコードを求める。

Ｘ＋≦Ｘ≦ｘｔ＋ｔ　　　ｉ＝１．Ｑ　１ｙＪ≦Ｙ≦ｙ
＊＋１　　　ｊ＝１．ｍ−１ｚｋ≦Ｚ≦Ｚｋ＋１　　　
ｋ＝１．ｎ−１ここでｘ、ｚは、建屋平面の柱芯座標値
を示し、ｙはフロア値を示す。またＱ、ｎは柱芯数、ｍ
はフロア数を示す。上記式を満足するｉ＋、］＋ｋを、
ｍｉｎ　−ｍａｘ点あるいはＮ点で求め、ｘ、ｚ平面は
０１．０２．・・・９９という数字コードを与え、ｙ方
向は、３Ｂ、２Ｂ、・・・５Ｆというフロア名コードを
与える。これにプラントコード、建屋コードを付加して
高速領域検索キーが作成される。この様にして求められ
た。高速領域検索キーを重複しないよう、かつ不連続領
域にならないように処理を行なう。図３の機器、配管の
高速領域検索キーを作成した例を図４に示す。ここで２
通りの作成方法を持ったのは、最小の計算時間でかつ効
率良く高速領域検索キーを作成するためである。以上の
ような高速領域検索装置の処理を含めた３次元形状デー
タの登録手順について第５図に示す。処理手順７でキー
ボード、タブレット、マウス等の入力装置１を用いて、
任意の３次元形状データの登録指示があると、これらの
座標値は、処理手順８で外部データ入力回路２ａに取り
込まれ、“登録する３次元形状データが読み込まれる。

これらのデータは、高速領域検索装置３により、与えら
れたデータ種別を判断して、最小−最大点の計算を行な
うか、部品中心点Ｎ点を求める。これらの座標値を処理
手順１２で前述の高速領域検索キーが作成方法で作成し
、このあと処理手順１３で重複キー名の削除、および不
連続領域から連続領域への処理を行ない、与えられた３
次元形状データの高速領域検索キー作成を完了する。こ
れらのデータは、領域検索記憶装置４に、３次元形状デ
ータの登録されるアドレスとともに登録される。最後に
３次元形状データが３次元形状データ記憶装置５に登録
される。

次に、高速領域検索キーによる検索、読み込み、表示の
手順について、第６図に示す、処理手順１６で入力装置
１から任意の領域指定デニタが入力される。これらの座
標値は、処理手順１７の外部データ入力回路２ａに取り
込まれ、高速領域検索装置３により、指示範囲の最小−
最大座標値を求め、３次元形状データを検索するための
高速領域検索キーが作成される。第２図を例にとると、
下記の検索条件式が作成される。

Ｆ４Ｒ３［１０３０１≦高速領域検索キー≦Ｆ４Ｒ３Ｂ
Ｏ３０２＆Ｆ４Ｒ２Ｂ０３０１≦高速領域検索キー≦Ｆ
４Ｒ３ＢＯ３０２＆Ｆ４Ｒ３Ｂ０４０１≦高速領域検索
キー≦Ｆ４Ｒ３Ｂ０４０２ｋＦ４１２Ｂ０４０１≦高速
領域検索キー≦Ｆ４Ｒ２１１０４０２上記検索条件式と
、領域検索記憶装置４に格納されている３次元形状デー
タの高速領域検索キーと一致していれば、処理手順２２
で３次元形状データ記憶装置５より当該データを読み出
す。一致しなければ、次の高速領域検索キーを読み、そ
の比較を繰り返し、領域検索記憶装置４中のレコードが
すべて検索された時、上記動作を終了する。

これにより任意の領域中の３次元形状データが、データ
入出力回路２ｃを通して必要なデータのみ読み込まれ、
処理手順２３で表示に必要な座標演算回路２ｄを経て、
処理手順２４の演算結果記憶回路２ｅを通して、処理手
順２５で表示装置６に表示され、すべての処理を終了す
る。

このように、少ない情報量の高速領域検索キーをもとに
して複雑で大量の３次元形状データを検索出来、必要最
少限の３次元形状データの読み込みで済むことから、応
答時間を速くすることができる。

本実施例は、プラント建屋について説明したが、プラン
トの中でも特に原子カプラントのような大型プラントの
場合、扱うデータ量は、火力、水力プラントと比較にな
らないほど多くなり、また原子炉建屋、タービン建屋、
熱交換器建屋等１つのプラント上で複数建屋にまたがっ
ており、データを管理する上でも大変である。本装置３
の場合、プラントコード＋建屋コード＋フロアコード＋
領域コードを持っていることから、１つの物理ファイル
の中に複数の建屋も扱かえるため、領域の高速検索と同
時に、ファイル管理の容易さも可能になっている。この
コード体系を変えれば、プラント以外の分野にも適用で
きる。

なお領域の区分は、通常建屋の柱芯、フロアで区切るが
、データの規模、扱う範囲の大きさによって必ずしもこ
の通りでなくてもよい。

また、本装置３によって作成、記憶している領域検索記
憶装置よりデータを読込み、高速領域検索キー毎にソー
ト編集してやれば、ある領域中にどのような３次元形状
データが存在するのかが、膨大なデータ量の３次元形状
記憶装置を読みに行かずに確認ができ、容易に素早く管
理が行なえるという効果もある。

なお本装置３は、３次元形状データを扱うものであるが
、地図情報や図面情報といった２次元形状データでもＹ
方向＝０．０で扱えば、同様に適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来広範囲に及ぶ３次元領域から、任
意の領域中の３次元形状データを読込む際、かなりの検
索、読込時間を要していたが、高速領域検索装置により
、任意の領域中に存在する３次元形状データのみを読込
むことができるので、検索、読込時間の大巾な低減が可
能になり、ＣＡＤシステムの永遠のｉ＊ｇである応答時
間低減化を、大量の複雑な３次元形状データで可能にし
た。これにより、作業の高効率化及び、不要な応答待ち
時間のイライラを解消するという効果がある。さらに従
来は、扱うデータ量が増えるにつれ、比例して応答時間
の劣化につながっていたが、少ない情報量の高速領域検
索情報をもとにして、表示する３次元形状データのみを
読取れることから、応答時間が比例して増えることがな
く、３次元形状データ数ならびに１形状中の表示するデ
ータ量が増えれば増えるほど、応答性向上の効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による３次元形状データ高速領域検索
装置の一例を示す構成図。第２図は、高速領域検索装置
による、ある一定間隔で区切られた小領域で、３次元座
標データがルールに従がって記号化された高速領域検索
キーの作成例を示す図、第３図は、プラントの機器、配
管を例にして高速領域検索キーの作成手順を示す図、第
４図は、第３図における機器、配管の高速領域検索キー
の作成した結果の例を示す図。第５図は、高速領域検索
装置の処理を含めた３次元形状データの登録の動作を示
す処理フロー図、第６図および第７図は、高速領域検索
装置による、人間が指示した任意の領域中にある３次元
形状データを検索、読み込み、表示する動作を示す処理
フロー図である。 １・・・入力装置、２・・・演算処理装置、３・・・高
速領域検索装置、４・・・領域検索記憶装置、５・・・
３次元形、　　　　　ｖｌ　１■ ６−−−女ホ漿１ 茅Ｚ　口 ＄　３　口 第　４菌 第５０ 第ｂ　の

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１つまたは複数の表示装置と、３次元形状データ及
   び領域範囲を入力する入力装置と演算処理装置及び、こ
   れらの入力されたデータを格納する記憶装置より成るＣ
   ＡＤシステムにおいて、高速領域検索装置を設け、これ
   により、検索の単位である３次元座標を記号化した領域
   検索キーを、登録３次元形状データとして複数レコード
   記憶格納しておき、広範囲な領域より表示したいある任
   意の領域を、前述の高速領域検索装置により、領域検索
   キーが作成され、この検索キーと一致する３次元形状デ
   ータを検索、読取ることを特徴とする３次元形状データ
   高速領域検索装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、該記憶装置に３次
   元形状データと、高速領域検索装置によつて作成された
   領域検索キーを記憶し、ディスプレイ上には３次元形状
   を表示する特許請求の範囲第１項記載の３次元形状デー
   タ高速領域検索装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、表示したい領域の
   指示は、該入力装置にキーボード、タブレツト、マウス
   等の入力装置を用いて実施する特許請求の範囲第１項記
   載の３次元形状データ高速領域検索装置。