零件组装作业支持系统及零件组装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用来使用复合现实感技术支持零件的组装作业的零件组装作业支持系统及使用该系统的零件组装方法。
【背景技术】
[0002]以往以来，在用来制造构造物等的零件的组装作业中，通过将组合的零件(工件)彼此在组装作业之前事前对接等，而确认组装是否无障碍或是否容易组装等组装性。
[0003]然而，在零件过大而不容易移动的情况下，或组合的零件分别在不同的场所制作、保存的情况下，在组装作业之前确认组装性极其困难或不可能。
[0004]因此，必须在开始实际的组装作业后发现问题点，暂且中止组装作业而进行零件的修正作业。如此暂且中止组装作业而进行零件的修正作业，由此步骤产生延迟。
[0005]为了避免此种事态，例如，也考虑使接收在不同工厂制作的零件时的接收检查的条件(检查项目的数量等)比目前更严格，而在接受零件的时间点发现问题点。或者，另外，也考虑使在其他工厂中的出货时间点的检查条件比目前更严格。
[0006]然而，若使出货时间点或接收时间点的检查条件太严格，则存在用来检查的成本增加的问题，另外，也存在该不同的工厂本来未设置检查设备(尺寸测量机构等)的情况。
[0007]另外，一般而言，在组装作业中使用组装说明书或作业细则等。这是以纸张为基础利用图式或文字进行说明的情况较多。另外，最近，也采取如下方法，即，使用利用PC (personal computer，个人计算机)或平板终端使用立体图或动态图像等的交互式的容易理解的内容。
[0008]然而，由于作业者将组装说明书或作业细则放置在旁边，一面确认组装说明书或作业细则的内容一面对应作业，因此作业者的视线移动距离变大，会进行无用的动作。
[0009]另外，即便在内容方面下功夫，最终仍需一面对比指示内容与实物一面进行作业，为了理解内容而需要理解图或文字。
[0010]其结果，存在作业者的身体上或精神上的负担变大的问题。
[0011 ] 此外，近年来，将假想空间的图像重叠在任意视点上的现实空间的图像，并将由此获得的合成图像提示给观察者的复合现实感(MR:Mixed Reality)技术，作为使现实世界与假想世界无缝地实时地融合的图像技术受到关注(专利文献1-4)。
[0012][现有技术文献]
[0013][专利文献]
[0014]专利文献1:日本专利特开2005-107968号公报
[0015]专利文献2:日本专利特开2005-293141号公报
[0016]专利文献3:日本专利特开2003-303356号公报
[0017]专利文献4:日本专利特开2008-293209号公报
【发明内容】
[0018][发明要解决的问题]
[0019]因此，本发明的目的在于提供一种能够利用复合现实感技术解决零件的组装作业中的所述问题，实现作业效率的大幅的提高的零件组装作业支持系统及使用该系统的零件组装方法。
[0020][解决问题的技术手段]
[0021]为了解决所述问题，本发明是一种零件组装作业支持系统，用来支持零件的组装作业，且包括:摄像机构，用来在作业者的视点位置对作业者的视线方向上的作业空间与应组装一零件的另一零件一起拍摄；位置姿势信息取得机构，用来取得表示所述作业者的视点与所述作业空间中的所述另一零件的相对性的位置姿势关系的位置姿势信息；假想图像产生机构，用来基于所述位置姿势信息而产生所述作业者的所述视点位置及作业者的视线方向上的所述一零件的实物形状的假想图像；图像合成机构，用来使所述假想图像重叠在通过所述摄像机构拍摄的所述作业空间的现实图像而产生合成图像；及显示机构，用来显示所述合成图像。
[0022]另外，优选为，所述假想图像产生机构基于通过三维扫描仪而获得的所述一零件的三维实物形状数据而产生所述假想图像。
[0023]另外，优选为，所述位置姿势信息取得机构具有复合现实感用标记，该复合现实感用标记暂定地设置在相对于所述另一零件上的基准点的特定的相对位置。
[0024]另外，优选为，所述位置姿势信息取得机构具有位置方向测量装置，该位置方向测量装置用来测量所述作业者的视点位置及作业者的视线方向、以及所述工件的位置。
[0025]另外，优选为，本发明的零件组装作业支持系统还具备用来产生与所述零件的组装顺序相关的组装顺序信息的组装顺序信息产生部，在所述组装顺序信息产生部产生的所述组装顺序信息被组入至通过所述图像合成机构产生的所述合成图像中。
[0026]为了解决所述问题，本发明是一种零件组装方法，使用用来支持零件的组装作业的零件组装作业支持系统，且包括:摄像步骤，在作业者的视点位置对作业者的视线方向上的作业空间与应组装一零件的另一零件一起拍摄；位置姿势信息取得步骤，取得表示所述作业者的视点与所述作业空间中的所述另一零件的相对性的位置姿势关系的位置姿势信息；假想图像产生步骤，基于所述位置姿势信息而产生所述作业者的所述视点位置及作业者的视线方向上的所述一零件的实物形状的假想图像；图像合成步骤，使所述假想图像重叠于在所述摄像步骤中拍摄的所述作业空间的现实图像而产生合成图像；及显示步骤，显示所述合成图像。
[0027]另外，优选为，所述位置姿势信息取得步骤包含标记设置步骤，该标记设置步骤将复合现实感用标记暂定地设置在相对于所述另一零件上的基准点的特定的相对位置。
[0028]另外，优选为，为了判断所述一零件与所述另一零件的组装性的良否，而在所述显示步骤显示出的所述合成图像中，将所述一零件的实物形状的假想图像与所述另一零件的现实图像对接。
[0029]另外，优选为，本发明的零件组装方法还具备产生与所述零件的组装顺序相关的组装顺序信息的组装顺序信息产生步骤，将在所述组装顺序信息产生步骤产生的所述组装顺序信息组入至在所述图像合成步骤产生的所述合成图像中。
[0030][发明效果]
[0031]根据本发明的零件组装作业支持系统及使用该系统的零件组装方法，通过利用复合现实感技术，不将实际的零件彼此对接即可确认组装性，因此能够使零件组装的作业效率大幅提尚。
【附图说明】
[0032]图1是表示本发明的一实施方式的零件组装作业支持系统的概略构成的框图。
[0033]图2是表示图1所示的零件组装作业支持系统的概略构成的示意图。
[0034]图3是将图1所示的零件组装作业支持系统的标记部件放大而表示的立体图。
[0035]图4是表示使用图1所示的零件组装作业支持系统检查零件、根据需要进行修正、组装的一系列的组装步骤的示意图。
[0036]图5是表示图1所示的零件组装作业支持系统的一变形例的概略构成的示意图。
[0037]图6是表示图1所示的零件组装作业支持系统的另一变形例的概略构成的框图。
[0038]图7是表示图7所示的零件组装作业支持系统的又一变形例的概略构成的示意图。
[0039]图8是用来说明以往的零件组装作业的示意图。
[0040]图9是用来说明以往的零件组装作业的另一示意图。
【具体实施方式】
[0041]以下，对本发明的一实施方式的零件组装作业支持系统及使用该系统的零件组装方法进行说明。
[0042]此外，成为本系统的支持的对象的零件组装作业典型而言为制造锅炉及其他大型构造物时的零件组装作业，但除此以外，还可支持用来组装多个零件而制造成品的各种零件组装作业。
[0043]本实施方式的零件组装作业支持系统使用复合现实感技术，所以首先对复合现实感技术进行概述。
[0044]如上所述般，所谓复合现实感技术是指使假想空间的图像重叠在任意视点上的现实空间的图像，并将由此获得的合成图像提示给观察者，而使现实世界与假想世界无缝地实时地融合的影像技术。
[0045]也就是说，该复合现实感技术将通过将现实空间图像与根据观察者的视点位置、视线方向而产生的假想空间图像合成所得的合成图像提供给观察者。而且，能够使观察者以实际尺寸感知假想物体的比例，感知假想物体真正存在于现实世界。
[0046]根据该复合现实感技术，并非利用鼠标或键盘来操作计算机图形(CG)，而观察者能够实际移动并从任意的位置或角度观察。也就是说，能够利用图像位置对准技术将CG放置在指