JP2002520701A - 仮想設備モデルを作成するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 実際設備（１）の写像としての仮想設備モデル（２）を作成するための装置および方法に関する。その他そのデータベースとして、一方では実際設備の写像を表すディジタル像データ（４）を、また他方では構成要素ライブラリの設備構成要素（１３）を用いる。像解析（５）により仮想モデルとして発生された設備モデル（２）へのそれぞれ認識された設備構成要素の対応付けが行われる。こうして発生された実際設備の仮想的写像は、設備の実際的な構成のドキュメンテーション、例えば近接困難な範囲における簡単化された障害解析および／又は設備の操作および監視の役割をする。幾何学的なデータとならんで設備構成要素には機能データなどを記憶させてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、実際設備の写像としての仮想設備モデルを作成するための装置およ
び方法に関する。

【０００２】 このような実際設備は、例えば計画されあるいは既に存在している工業設備、
機械又はそれらの個々のサブアセンブリである。実際にはその際にしばしば、実
際設備が設備の最初の計画と合致しない場合がある。なぜならば、例えば設備の
製作の際には既に特別な適合又は増備が実行されており、又はそれらの計画がデ
ータ技術的なその後の処理のために必要な情報を含んでいないからである。

【０００３】 本発明の課題は、実際設備の写像としての仮想設備モデルを作成するための方
法および装置を提供することである。

【０００４】 装置に関する本発明の課題は、実際設備の写像としての仮想設備モデルを作成
するための装置において、実際設備の像データを記憶するための第１のメモリと
、構成要素ライブラリの設備構成要素の情報データを記憶するための第２のメモ
リと、仮想設備モデルを記憶するための第３のメモリと、設備構成要素の情報デ
ータを実際設備の像データと比較し、像データ内の設備構成要素を認識し、像デ
ータ内の構成要素に関する推定を導出し、かつ仮想設備モデル内にそれぞれ認識
された設備構成要素を発生するための評価および制御装置とを含んでいることに
より解決される。

【０００５】 方法に関する本発明の課題は、実際設備の写像としての仮想設備モデルを作成
するための方法において、仮想設備モデルを実際設備の像データから、設備構成
要素の情報データを実際設備の像データと比較し、かつ合致の際にそれぞれ認識
された設備構成要素を仮想設備モデルに付加することにより発生させることで解
決される。

【０００６】 仮想設備モデルを作成するための出発点は２つのデータソースである。第１の
データソースは実際設備の像データを含んでおり、他方において第２のデータソ
ースは設備の構成の際に使用される予め定義された設備構成要素を含んでいる。
評価および制御装置は像解析を実行する、即ち像データおよび予め定義された設
備構成要素の情報が利用者の支援のもとに組み合わされ、かつ評価される。設備
構成要素が像データ内に認識されると直ちに、これが仮想モデルとして発生され
た設備モデルに対する写像に付加される。利用者はこうして実際設備に対する像
データに基づいて、さらに使用される設備構成要素に対する構成要素ライブラリ
の助けをかりて、実際設備の仮想モデルを発生する。利用者はこれにより、場合
によっては設備の変更の際にも、新しい状態にもたらされる現在の設置状態に関
する展望を得ることができる。

【０００７】 装置の非常に広範囲に自動的な作動は、像データ、構成要素ライブラリの設備
構成要素の情報データ、仮想設備モデルの現在の状態および／又は利用者の追加
情報の像解析を行うための評価および制御装置を設けることで保証される。

【０００８】 像解析は、構成要素ライブラリの設備構成要素のジオメトリ情報および／又は
像データの像解析をするための評価装置を設けることにより容易に行える。

【０００９】 利用者による判り易いかつ包括的な操作ならびに操作インタフェースのため、
装置が３つのサイトを表示するための表示装置を有し、その際に第１のサイトは
像データに基づく実際設備を表示するため、第２のサイトは構成要素ライブラリ
の設備構成要素の情報データを表示するため、そして第３のサイトは仮想設備モ
デルを表示するために設けると有利であることが判った。

【００１０】 仮想設備モデルの利用者により制御される作成は、簡単な方法で、評価および
制御装置が、仮想設備モデルの構成を制御するため、構成要素ライブラリから選
び出された設備構成要素を、実際設備の像データの表示のために用意した第１の
スクリーン範囲内にシフトさせることにより行われる。

【００１１】 実際設備の像データ内に含まれている“実際”設備構成要素への各設備構成要
素の対応付けは、評価および制御装置を、選出されかつ第１のスクリーン範囲内
にシフトされた設備構成要素を、特に幾何学的特性の評価のもとに、実際設備の
像内で認識可能な構成要素と一致させ、また検出に成功した後にこれらの構成要
素を対応付けることにより行うのが有利である。

【００１２】 設備構成要素の認識の確実性は、設備構成要素に対応付けられた構造情報、特
に幾何学的および機能的な情報を像データへの設備構成要素の対応付けのために
一緒に評価することにより一層高まる。

【００１３】 分り易く、作成プロセスの各状況に適合した展望は、評価および制御装置を、
認識に成功した後に、仮想設備モデルの第３のサイトに設備構成要素を付加する
ために設けることにより保証される。

【００１４】 装置の自動的な作動は、評価および制御装置を、自動的に設備構成要素を選出
し、位置決めし、かつ設備モデル内に付加する自動機能を制御するために設ける
ことにより達成される。設備構成要素の選出および実際設備の像データへの対応
付け又は仮想設備モデル内でのそれらの位置決めは、必要なら評価制御装置によ
る推定の発生および推定の検証により構造情報を考慮に入れて行う。

【００１５】 像データの捕捉は、像データを発生するディジタルカメラ、ディジタルビデオ
カメラ、ディジタル化された撮影および／又はＣＡＤシステムのデータを用いる
ことにより行われる。

【００１６】 実際設備全体に関する包括的な展望は、実際設備の像データを捕捉するため実
際設備を種々の見方で表示し、その際設備構成要素の認識の際に認識した設備構
成要素を設備の全像データレコードに対応付けることにより達成できる。

【００１７】 以下、本発明を図面に示す実施例により一層詳細に説明する。

【００１８】 図１は、仮想設備モデルを作成するための装置のブロック回路図を示す。符号
１は実際設備を示す。像捕捉システムを用いて、実際設備１から装置２２のメモ
リ２０内に、仮想設備モデル２の作成のために記憶すべき像を捕捉する。以下デ
ィジタル像データとも呼ぶ像データ４は、評価および制御装置５に与えられる。
評価および制御装置５は、像データ４とならんで、装置２２の第２のメモリ２１
内に記憶されている構成要素ライブラリ６の構成要素データ１３を処理する。構
成要素ライブラリ６の第２のメモリ２１は、さらに設備構成要素６の構造情報２
３を記憶するためのメモリ部分範囲２４を含んでいる。矢印１４により、図１に
示す実施例の際に、評価および制御装置５が利用者７の利用者データを処理する
役割をも果たすことをシンボル化して示す。評価および制御装置５の出力端にお
ける出力データ２７は、仮想設備モデル２に対する入力データとしての役割をす
る。スクリーン８は、像データ２０により表される実際設備１、設備構成要素６
ならびに発生された仮想設備モデル２を表示するための表示装置を形成する。

【００１９】 実際設備１の仮想設備モデル２を作成するための、図１中に示す装置２２の中
心的な要素は制御および評価装置５である。制御および評価装置５は、像解析を
実行し、その際にディジタル像データ４内に含まれているジオメトリ情報を認識
し、かつ構成要素情報１３内に含まれているジオメトリ情報と一致させる。像解
析は、場合によっては利用者により制御されて、利用者データ１４の助けをかり
て個々の設備構成要素１３の位置および方位を求める。利用者７は、スクリーン
８を介して作成の各段階内で、仮想的に作成された設備２の現在の状態に関する
情報を与えられ、また必要ならば図２ないし８と関連して後で説明するように、
作成プロセスを支援する意味で作成プロセスに介入する。

【００２０】 図２は、図１の装置のスクリーン８上に表示可能なスクリーン部分を示す。そ
の際、第１のスクリーン範囲９内に、評価および制御装置を介してスクリーン８
に到達するディジタルの像データに基づく実際設備のディジタル像４を表示する
（図１参照）。スクリーン８はさらに、利用者に対する相互作用および操作イン
タフェースとしての役割をする所謂アイコン帯１２ａ、１２ｂ、１２ｃを持つ。
アイコン帯はそれぞれ、例えば選択するため、掴むため、さらに像データおよび
／又は構成要素を動かすための制御要素を有する。右側のスクリーン範囲は、上
側の像範囲１０内に、個々の設備構成要素を表示する役割のスクリーン窓１３を
含んでいる。これらの設備構成要素は、アイコン帯１２ａを利用して選出可能で
ある。右下のスクリーン範囲１１は仮想設備、即ち既に“実際”設備に像データ
を介して、スクリーン窓４内に表示された、対応付する設備構成要素を表示する
役割を果たす第３のスクリーン窓１５を含む。さらに制御帯１２ｃ、１２ｄを介
して“カメラ制御”、即ちスクリーン範囲１３、１５内に表示される構成要素の
３Ｄ空間内での運動が可能である。構成要素を選び出すためのアイコン帯１２ａ
の代わりに、又はそれに追加して、スクリーン８上に、グラフィックに又はオブ
ジェクトとして表示される構成要素を持つ別の、固有のサイトを設けてもよい。

【００２１】 図１中に示すスクリーン部分は、例えば特定のディジタル像データ４の呼出し
に従い使用され、かつ仮想設備モデルを作成するためのアプローチを形成する。
あまり複雑でない設備の場合、利用者は、左側のスクリーン範囲内に表示されて
いる“実際”設備から出発し、次々と構成要素ライブラリの個々の構成要素を呼
出し、かつ評価および制御装置でこれらをディジタル像データ４に対応付けよう
と試みる自動作動を開始する。評価および制御装置は、その場合に予め定められ
た探索キーに従ってそれぞれ配置すべき構成要素に対応付けられている情報デー
タを評価する。第１の評価は構成要素に属するジオメトリデータに関するもの、
そして第２の評価は構成要素に対応付けられている構造データに関するものであ
ってよい。仮想設備モデルを作成する際の別のトリガリングは、既に位置決めさ
れた構成要素およびまだ存在している間隙を用いて行う。例えば探索計画は、既
に配置された、情報データ“接続弁 位置 ｘｘｘ”を有する構成要素“タンク
”の範囲内で、特性“弁”を有する構成要素のみを検査することにより制限でき
る。より複雑な設備構造の場合には通常少なくとも部分的に、図３〜７と関連し
て後で説明するように、手動作動で行う。

【００２２】 図３は、実際設備４に対する第１のサイトおよびタンク１６ａの設備構成要素
に対する、第２のサイトを有するスクリーン部分を示す。仮想設備構成要素１６
ａはディジタル像データ４内に示された実際のタンク１６ａの仮想写像である。
スクリーン範囲１０内の表示は、図３中に示す情報では、メニュー帯１２ａを用
いて利用者により実行される。破線で記入した矢印１７ａにより、利用者が仮想
設備構成要素１６ａを、ディジタル像データ４の左側のスクリーン範囲内にシフ
トし、かつ実際のタンク１６ａの範囲内に位置決めすることをシンボル化して示
している。利用者はこうして構成要素サイト１０内の設備構成要素を選択し、こ
れらを像サイト４に引き入れる（ドラッグアンドドロップ法）。

【００２３】 図４は実際設備４の左側スクリーン範囲内に仮想設備構成要素１６ａを設置し
た後のすぐ次のステップを示す。部分１７ｂにより、仮想設備構成要素１６ａが
左側のスクリーン範囲内に引き入れられたこと、また実際タンク１６ｂの範囲内
に設置したことをシンボル化して示している。評価および制御装置の助けをかり
て、この位置の周りで設備構成要素１６ａのジオメトリ特性をスクリーン部分の
ジオメトリ特性と一致させるべく試みられる。この際に、例えば縁又は縁の組み
合わせが評価される。評価に成功した後、設備構成要素１６ａが位置および方位
に関してディジタル像データ４に対応付けられ、また相応に標識される。同時に
右下のスクリーン部分１１内で仮想設備モデル中の仮想設備構成要素１６ａの所
謂オーソライゼーションが行われる。それによって仮想設備オブジェクト１６ａ
がスクリーン範囲１１内に表示される設備サイト中に現れる。

【００２４】 図５は、ディジタル像データ４の範囲内における設備構成要素の配置に対する
別の例を示す。ここでは右上のスクリーン範囲１０内に、メニュー帯１２ａを用
いて設備構成要素ライブラリから能動化された弁１８ａが示されている。メニュ
ー帯１２ｂの助けをかりて、弁１８ａは破線で記入された矢印２６ａ上で、実際
の弁１８ｂの方向に導かれ、そこに設置される。

【００２５】 図６は左側のスクリーン範囲９内に設置された仮想弁１８ａを示し、その際に
追加的に既に認識かつ配置された仮想タンク１６ａも表示してある。右下のスク
リーン部分１１中には、こうして生じた仮想設備タンク１６ａおよび仮想弁１８
ａから成る仮想設備サイトが表示されている。設備構成要素の位置決めが自動的
に行われないならば、設備構成要素の位置決めおよび方位付けは利用者によって
も実行可能である。この際に像内で、解析されたジオメトリ特性が設備構成要素
のジオメトリ特性と一致させられる。それにより設備構成要素の位置および方位
が決められる。ディジタル像データ４の像の中に存在しているジオメトリ情報が
対応付けに対して十分でないならば、各設備構成要素の対応付けを、他の表示像
を介してディジタル像データ４の形態で達成すべく試みる。

【００２６】 図７は別の例として、ディジタル像データ４の左側の像内に示された実際設備
への導管１９ａの対応付けを示す。右下のスクリーン部分１１内で、どの設備構
成要素が既に設備の仮想像内で検出されているかを認識することができる。

【００２７】 図８は、右上のスクリーン部分１０内に表示される仮想設備構成要素１６ａの
例として、左側のスクリーン範囲内に表示されている別の構造データ２３の対応
付けを示す。これらの構造データは、例えばタンク１６ａの大きさおよび接続方
法についての指示を含んでいる。構造データ２３はディジタル像データへのタン
クの対応付けの際に一緒に評価され、こうして各設備構成要素の方位付けおよび
位置決めを支援する。構造データはその際に、例えば別の構成要素がどのような
状況であってよいかおよび／又は別の構成要素がどこに位置していてよいかの推
定を可能とするために使用される。

【００２８】 仮想設備モデルの有効な機能が達成されるよう、設備モデルの個々の設備構成
要素は各構成に対して使用される像データに関する指摘を含んでいる。設備構成
要素は、その際に各像への関連とならんでそれらの各像中の位置をも知る。像、
即ちディジタル像データは、設備モデル１１中に含まれている像への関連を有す
る構成要素の参照指示を含んでいる。

【００２９】 図９は、図１中に示す装置２２を用いて発生される仮想設備モデル２に基づく
情報、操作および／又は監視システム３１を示す。以下では短縮してＢ＆Ｂシス
テムとも呼ぶ情報、操作および／又は監視システム３１は、コンバータ３０を介
して仮想設備モデル２と接続されている。双方向の接続線を介してＢ＆Ｂシステ
ムはさらに実際設備１と接続されている。装置２２の、仮想設備モデルを発生す
るための部分は、図１中に示す実施例のそれに相当するので、装置２２の説明お
よびその参照符号に関しては図１に関して述べたことを参照されたい。

【００３０】 仮想設備モデル２中又は構成要素ライブラリ６の構成要素中に含まれている情
報１３、２３は、後段に接続されている各種のシステムに使用される。例えばこ
こでは操作および監視システム（例えばＳｉｅｍｅｎｓ社の“ＷｉｎＣＣ”）が
示されている。コンバータ３０は仮想設備モデル２から操作および監視システム
３１に対して重要な情報を抽出しかつ変換する。操作および監視システムの単独
のエンジニアリングは省略され、又は劇的に減ぜられる。操作および監視システ
ム３１は実際設備１と接続されており、かつ例えば仮想設備モデルに基づく三次
元的な可視化によって現在のプロセス状態を指示する。定義された構成要素の操
作要素を介して、プロセスへの介入が可能になる。

【００３１】 仮想設備モデルの上に重ねられる別のシステムは、例えば制御、シミュレーシ
ョンシステム、診断システムおよび情報システムである。

【００３２】 仮想設備モデルと実際設備１との接続の基本的な利点は、仮想設備２が単に設
備１のスタティックな可視化およびドキュメンテーションの役割をするのではな
く、さらに実際設備の情報、操作および監視に関する多数の別の実際的機能を引
き受け得ることにある。即ち、定義された機能に関する実際設備１の正確な写像
を表示する仮想設備モデル２を用いて、例えば危険な範囲、遠隔な範囲、近接困
難な範囲などを困難なしに正確な可視化により監視できる。仮説的なシミュレー
ションデータを用い、仮想設備モデルの助けをかりて、例えば訓練目的でのシミ
ュレーションも可能である。

【００３３】 図１０は、図１および１０中に示す装置２２が関連して使用できる構成要素ラ
イブラリ６、仮想設備モデル２およびそれらの結合の構成に対するデータモデル
の実施例を示す。その際に、可能であれば、既に図１および９で使用した符号を
使用する。像メモリ２０（＝図１および９中の第１のメモリ２０）内に、以下で
ソースとも呼ぶ像データ２０１、例えばディジタル像撮影又はＣＡＤ図面および
それらと結び付けられる像情報２０２、２０３、２０４、２０５を記憶する。像
メモリ２０のソース内に含まれている情報は、評価および制御装置５によりコン
ディショニングされたソース５１に変換される。ソース対応付け５２のためにジ
オメトリ対応付け５２の助けをかりて、構成要素６１のどのジオメトリ要素５３
がコンディショニングされたソースのジオメトリ要素と一致させられたかが記述
される。構成要素ライブラリの第２のメモリ６は、前もって作られた構成要素、
例えばタンク、弁、導管など（図１ないし９の説明を参照）を含んでいる。仮想
設備モデルの第３のメモリ２は、仮想設備の構成要素６１、コンディショニング
されたソース５１に関する情報も、構成要素６１とコンディショニングされた像
２０１との間の対応付け情報５２も含んでいる。

【００３４】 図１０中に示すデータモデルは、ＵＭＬ表記法（統一されたモデリング言語）
を用いて記述される。その際に使用される表記法は、下記のセマンティクスを有
する。所謂「類」は情報、例えば情報ユニット構成要素を記述する。類は１つ又は
多くの属性を有し、その際に属性は類又はオーソリティの具体的な特性又は状態
を決める（属性値）。こうして類“構造情報”６２は属性“＋構成要素形式”を
有する。類は他の類への、又はそれ自体への結び付き（関連）を構成する。関連
は、類の間のどの関連が所謂ロール（例えば解析された構成要素）およびカーデ
ィナリティ（０…ｎ→対応付けなし、対応付け又は多くの対応付け）の意味で存
在するかを記述する。

【００３５】 菱形の上に、“ｂｅｓｔｅｈｔ ａｕｓ”ロールを他の類の上に構築する関連
が標識される。例えば構成要素は、構造情報６２、物理的な挙動６３、制御挙動
６４から成る。別の特別な関連は、小さい三角形を介して所謂上位類の終端に示
されている継承である。この継承は、下位類の特性が上位類から導き出されてお
り、上位類の特性を継承することを記述する。例えば上位類である点５５、線５
６、曲線５７は上位類であるジオメトリ要素５３の特性を継承する。特性には属
性とならんで関連および類の詳細には説明されない方法も属する。図１０中に示
すデータ構造は、２つの相い異なるソース２０１を使用する。両方のソース形式
（下位類）は、写像すべき設備のサイトを記述する。像２０２は、多くの画素２
０４から成るディジタル像を表すソース形式である。ＣＡＤ図面２０３は、ＣＡ
Ｄ要素２０５（線、多角形、弧）から成るＣＡＤ図面を表すソース形式である。

【００３６】 ソース２０１中に含まれている情報は、評価および制御装置５により、コンデ
ィショニングされたソース５１に変換される。その際、像２０２の画素もしくは
ＣＡＤ図面２０３のＣＡＤ要素２０５が、ジオメトリ要素５３（例えば点５５、
線５６、曲線５７、…５８）に変換される。ジオメトリ要素５３に基づいて評価
および制御装置５は、選び出された構成要素６１をコンディショニングされたソ
ース５１に対応付けようと試みる。

【００３７】 評価および制御装置５は、自動的に又は利用者との相互作用によりコンディシ
ョニングされたソース５１、像２０２又はＣＡＤ図面２０３内で構成要素を同定
し、かつ仮想設備モデル２に付加しようと試みる。この対応付けは、コンディシ
ョニングされたソース５１中で解析されたジオメトリ要素５３又は構成要素６１
にジオメトリ特性６８を介して対応付けられるジオメトリ要素５３に基づき行わ
れる。

【００３８】 構成要素６１をコンディショニングされたソース５１に対応付けた後、この情
報をソース対応付け５２内に格納する。ソース対応付け５２は、解析されたどの
構成要素６１がどのソース２０１に対応付けられたかを記述する。その際、構成
要素６１を、多くのソース対応付け５２を介して相異なるソース２０１に対応付
けてもよい。

【００３９】 多くのジオメトリ対応付け５４の助けをかりて、ソース対応付け５２に関し、
構成要素のどのジオメトリ要素５３がコンディショニングされたソース５１のジ
オメトリ要素５３と一致させられたかを記述する。

【００４０】 仮想設備モデル２は既に解析された構成要素から成っている。仮想設備モデル
２又はその内に含まれている構成要素６１の情報は、後段に接続されている様々
なシステム、例えば操作および監視システムにおいて利用される。

【００４１】 要約すると本発明は、実際設備の写像としての仮想設備モデルを作成するため
の装置および方法に関する。その他そのデータベースとして、一方では実際設備
の写像を表すディジタル像データを、他方では構成要素ライブラリの設備構成要
素を用いる。像解析により仮想モデルとして発生された設備モデルへのそれぞれ
認識された設備構成要素の対応付けを行う。こうして発生された実際設備の仮想
的写像は、設備の実際的な構成のドキュメンテーションおよび障害時の簡単化さ
れた障害解析の役割を果たす。幾何学的なデータの記憶とならんで設備構成要素
には、機能データなどを記憶していてよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 仮想設備モデルを作成するための装置を原理的に示すブロック回路図。

【図２】 実際設備のディジタル撮影を有するスクリーン範囲を有するスクリーン部分。

【図３】 実際設備に対する第１のサイトおよび設備構成要素に対する第２のサイトを有
するスクリーン部分。

【図４】 実際設備に対する第１のサイト、設備構成要素“タンク”に対する第２のサイ
トおよび仮想設備モデルに対する第３のサイトを有するスクリーン部分。

【図５】 実際設備に対する第１のサイトおよび設備構成要素“弁”に対する第２のサイ
トを有するスクリーン部分。

【図６】 実際設備に対する第１のサイト、設備構成要素“弁”に対する第２のサイトお
よび仮想設備モデルに対する第３のサイトを有するスクリーン部分。

【図７】 実際設備に対する第１のサイト、設備構成要素“導管”に対する第２のサイト
および仮想設備モデルに対する第３のサイトを有するスクリーン部分。

【図８】 設備構成要素“タンク”に対するサイトおよび設備構成要素“タンク”に対応
付けられている構造データの別のサイトを有するスクリーン部分。

【図９】 仮想設備モデルに基づく情報、操作および／又は監視システム。

【図１０】 図１および１０内に示されている装置２２は関連して使用され得るような構成
要素ライブラリおよび仮想設備モデルの構成に対するデータモデルの実施例。

【符号の説明】

１ 実際設備 ２ 仮想設備モデル ４ 像データ ５ 評価および制御装置 ６ 構成要素ライブラリ ９、１０、１１ サイト １３、２３ 情報データ ２０、２１、２８ メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ，Ｕ Ｓ (72)発明者 バニ‐ハシェミ、アリ‐レザ アメリカ合衆国 08502 ニュージャージ ー ベル ミード キャッツキル コート 119 (72)発明者 クラフト、ニコラス アメリカ合衆国 21044 メリーランド コロンビア トワインデユー プレイス 10318 (72)発明者 ナヴァブ、ナッシール アメリカ合衆国 08536 ニュージャージ ー プレインスボロ ラヴェンス クレス ト ドライブ 3802 (72)発明者 ザウアー、フランク アメリカ合衆国 08540 ニュージャージ ー プリンストン ヘリテージ ブールヴ ァード 22 Ｆターム(参考） 5B050 BA06 BA09 BA10 BA13 BA18 EA03 EA07 EA12 EA18 EA19 EA28 FA02 FA09 FA12 FA19

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実際設備（１）の写像としての仮想設備モデル（２）を作成
   するための装置（２２）において、実際設備（１）の像データ（４）を記憶する
   ための第１のメモリ（２０）と、構成要素ライブラリ（６）の設備構成要素の情
   報データ（１３、２３）を記憶するための第２のメモリ（２１）と、仮想設備モ
   デル（２）を記憶するための第３のメモリ（２８）と、設備構成要素（１３）の
   情報データ（１３、２３）を実際設備（１）の像データ（４）と比較し、像デー
   タ（４）内の設備構成要素を認識し、像データ内の構成要素に関する推定を導出
   し、かつ仮想設備モデル（２）内にそれぞれ認識された設備構成要素を発生する
   ための評価および制御装置（５）とを含んでいることを特徴とする仮想設備モデ
   ルを作成するための装置。
2. 【請求項２】 像データ（４）と、構成要素ライブラリ（６）の設備構成要
   素（１３）の情報データと、仮想設備モデル（２）の現在の状態および／又は利
   用者の追加情報（１４）の像解析をするための評価および制御装置（５）とを備
   えることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 像データ（４）および／又は構成要素ライブラリ（６）の設
   備構成要素（１３）のジオメトリ情報の像解析をするための評価装置（５）を備
   えることを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】 装置が３つのサイト（９、１０、１１）を表示するための表
   示装置（８）を有し、その際に第１のサイト（９）は像データ（４）に基づく実
   際設備を表示するため、第２のサイト（１０）は構成要素ライブラリ（６）の設
   備構成要素（１３）の情報データ（１３、２３）を表示するため、そして第３の
   サイト（１１）は仮想設備モデル（２）を表示するために設けられたことを特徴
   とする請求項１ないし３の１つに記載の装置。
5. 【請求項５】 評価および制御装置（５）が、仮想設備モデル（２）の構成
   を制御するため、構成要素ライブラリ（６）から選び出された設備構成要素（１
   ３）を、実際設備（１）の像データ（４）の表示のために対応付けられている第
   １のスクリーン範囲（９）内にシフトさせることを特徴とする請求項１ないし４
   の１つに記載の装置。
6. 【請求項６】 評価および制御装置（５）が、選び出されかつ第１のスクリ
   ーン範囲内にシフトされた設備構成要素を、特に幾何学的特性の評価の下に、実
   際設備の像内で認識可能な構成要素と一致させ、かつ検出に成功した後これらの
   構成要素を対応付けることを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載の装置。
7. 【請求項７】 設備構成要素に対応付けられた構造情報（２３）、特に幾何
   学的および機能的な情報を、像データ（４）への設備構成要素の対応付けのため
   に一緒に評価することを特徴とする請求項１ないし６の１つに記載の装置。
8. 【請求項８】 評価および制御装置（５）を、検出に成功した後仮想設備モ
   デル（２）の第３のサイト（１１）に設備構成要素を付加するために設けたこと
   を特徴とする請求項１ないし７の１つに記載の装置。
9. 【請求項９】 評価および制御装置（５）を、自動的に設備構成要素を選び
   出し、位置決めし、かつ設備モデル（２）内に付加される自動機能を制御するた
   めに設けたことを特徴とする請求項１ないし８の１つに記載の装置。
10. 【請求項１０】 像データ（４）を発生するために、ディジタルカメラ、デ
    ィジタルビデオカメラ、ディジタル化された撮影および／又はＣＡＤシステムの
    データを用いることを特徴とする請求項１ないし９の１つに記載の装置。
11. 【請求項１１】 実際設備（１）の像データ（４）を捕捉するため、実際設
    備（１）を種々の見方で表示することを特徴とする請求項１ないし１０の１つに
    記載の装置。
12. 【請求項１２】 実際設備（１）の写像としての仮想設備モデル（２）を作
    成するための方法において、仮想設備モデル（２）を実際設備（１）の像データ
    （４）から、設備構成要素の情報データ（１３、２３）を実際設備（１）の像デ
    ータ（４）と比較し、かつ合致の際にそれぞれ認識された設備構成要素を仮想設
    備モデル（２）に付加することにより発生させることを特徴とする仮想設備モデ
    ルを作成するための方法。
13. 【請求項１３】 像データ（４）および構成要素ライブラリ（６）の設備構
    成要素のデータに対し、像データ（４）の情報、設備構成要素（１３）の情報お
    よび／又は利用者の情報（１４）を評価する像解析（５）を行うことを特徴とす
    る請求項１２記載の方法。
14. 【請求項１４】 像解析（５）の際に、像データ（４）および／又は構成要
    素ライブラリ（６）の設備構成要素のデータのジオメトリ情報を評価することを
    特徴とする請求項１２又は１３記載の方法。
15. 【請求項１５】 仮想設備モデル（２）を作成する際に表示装置（９）の上
    に３つのサイト（９、１０、１１）を表示し、その際に第１のサイト（９）は実
    際設備の像データ（４）を、第２のサイト（１０）は構成要素ライブラリ（６）
    の設備構成要素を、そして第３のサイト（１１）は仮想設備モデル（２）を表示
    するためにそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１２ないし１４の１つに記載
    の方法。
16. 【請求項１６】 仮想設備モデル（２）を構成するため構成要素ライブラリ
    （６）から設備構成要素を選び出し、かつ選び出した設備構成要素を、実際設備
    の表示に対応付けられているスクリーン範囲（９）内にシフトすることを特徴と
    する請求項１２ないし１５の１つに記載の方法。
17. 【請求項１７】 像解析（５）が、シフトした設備構成要素（１６ａ）を、
    特に幾何学的特性の評価のもとに、実際設備の像内で認識可能な構成要素（１６
    ｂ）と一致させ、かつ検出に成功した後に、これらの構成要素を互いに対応付け
    ることを特徴とする請求項１２ないし１６の１つに記載の装置。
18. 【請求項１８】 仮想設備構成要素（１６ａ）に、像データ（４）への設備
    構成要素の対応付けのために一緒に評価される構造情報（２３）を対応付けるこ
    とを特徴とする請求項１２ないし１７の１つに記載の方法。
19. 【請求項１９】 構成要素認識に成功した後に、認識した構成要素を仮想設
    備モデル（２）の第３のサイト（１１）内に付加することを特徴とする請求項１
    ２ないし１８の１つに記載の方法。
20. 【請求項２０】 自動的に設備構成要素を選び出し、位置決めし、かつ設備
    モデル（２）内に付加される自動的な像解析を行うことを特徴とする請求項１２
    ないし１９の１つに記載の方法。
21. 【請求項２１】 像データ（４）を、ディジタルカメラ、ディジタルビデオ
    カメラ、ディジタル化された撮影および／又はＣＡＤシステムのデータを用いて
    発生させることを特徴とする請求項１２ないし２０の１つに記載の方法。
22. 【請求項２２】 実際設備の種々の見方の像データ（４）を使用し、設備構
    成要素の認識に成功した際に、種々の見方の像データへの認識された設備構成要
    素の自動的な対応付けを行うことを特徴とする請求項１２ないし２１の１つに記
    載の方法。