制作虚拟设备模型的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于制作作为真实设备（１）的图像的虚拟设备模型（２）的一种装置和一种方法。在此作为数据基础，一是描述真实设备图像的数字图像数据（４），另一是零部件库（６）的设备零部件（１３）。借助于图像分析（５），设备零部件的数据以及真实设备的数字图像数据（４）得到分析。借助这种分析将已分别识别的设备零部件（１３）配置到虚拟产生的设备模型（２）上。这样产生的真实设备的虚拟图像可作为设备实际结构的文档，例如对难于触及的区域进行简便的故障分析和／或操作和观察设备。除了存储几何数据外，对设备零部件而言还可存储功能数据等。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制作作为真实设备的图像的虚拟设备模型的一种装置和一种方法。这样一种真实设备例如指一种设计的或业已存在的工业设备、机器或单个组件等。在此在实践中常常出现如下情况真实设备与设备的原始设计并不一致，因为例如在制造设备时已经进行了特殊的适配或追加配备，或者其设计没有包含为进行数据的进一步处理而必需的信息。本专利技术的目的在于提供用于制作作为真实设备图像的虚拟设备模型的一种方法和一种装置。本专利技术的目的是通过一种用于制作作为真实设备的图像的虚拟设备模型的装置来实现的，该装置具有一个第一存储器，用于存储真实设备的图像数据；一个第二存储器，用于存储零部件库中设备零部件的信息数据；一个第三存储器，用于存储虚拟设备模型；以及一个分析和控制装置，用于将设备零部件的信息数据与真实设备的图像数据进行比较，以便识别图像数据中的设备零部件，导出是否接纳图像数据中的设备零部件并在虚拟设备模型中产生已分别识别出的设备零部件。本专利技术的目的是通过一种用于制作作为真实设备的图像的虚拟设备模型的方法来实现的，在此方法中，虚拟设备模型由真实设备的图像数据用下述方法产生，即，零部件库中设备零部件的信息数据与真实设备的图像数据相比较，在相吻合时将一个已分别出识别的设备零部件添加到虚拟设备模型上。制作虚拟设备模型数据的原始基础是两个数据源，第一数据源包含真实设备的图像数据，而第二数据源包含预先定义的设备零部件，它们在构造设备时应用。图像分析和控制装置实施图像分析，也就是说，图像数据的信息和预先定义的设备零部件的信息有时在用户的支持下被组合和分析。只要在图像数据中识别到一个设备零部件，它就添到用于虚拟产生的识别模型的图像中。因此用户可基于真实设备的图像数据和借助一个所采用的设备零部件的零部件库来虚拟地仿造真实设备。因此用户对设备的当前装备状态就有一个全局了解，有时即便在设备转换到新状态时也可以获得。该装置的最大程度的自动化运行方式用下述方法得到保证，即，分析和控制装置设计用于对图像数据、零部件库中设备零部件的信息数据、虚拟设备模型的当前状态和/或用户的附加信息进行图像分析。图像分析可以有利的方式进行，即，分析装置设计用于对图像数据的几何特性和/或零部件库中的设备零部件的几何特性进行图像分析。为了实现一种一目了然和全面的用户操作以及操作界面，有利的是所述装置具有一个用于显示三张视图的显示装置，其中，第一张视图示出以图像数据为基础的真实设备，第二张视图示出零部件库中的设备零部件的信息数据，第三张视图示出虚拟设备模型。由用户控制制作虚拟设备模型可以简便方式进行，即，分析和控制装置设计将从零部件库选出的设备零部件移入配给示出真实设备的图像数据的第一屏幕范围内，从而控制虚拟设备模型的结构。将各个设备零部件配置到包含在真实设备的图像数据中的“真实”设备零部件上有利地用下述方式实现，即，分析和控制装置尤其在分析了几何特性的前提下将所选出的和移入第一屏幕范围的设备零部件与可在真实设备的图像中识别的零部件相协调，在成功探测到这些零部件后进行配置。可通过下述方式进一步提高识别设备零部件的安全性，即，配给设备零部件的结构信息，尤其是几何信息和功能信息得到同步分析，以便将设备零部件配置到图像数据。一张一目了然的并与制作过程的各个状况相配的总图这样来得到保证，即，分析和控制装置设计用于在成功识别一个设备零部件之后将其添入虚拟设备模型的第三张视图中。所述装置的自动运行方式可这样来实现，即，分析和控制装置设计用于控制一种自动功能，即自动选择设备零部件、将其定位和添入设备模型中的功能。在此要求通过产生假设并通过所述分析和控制装置校验这些假设来考虑结构信息，从而进行选择设备零部件、将其配置到真实设备的图像数据中以及将其定位在虚拟设备模型中。图像数据采集的实现方式是为了产生数字图像数据，设置一个数字照相机、一个数字摄像机、数字化照片和/或一套CAD系统的数据。这样来得到整个真实设备的包容形总图，即，为了采集真实设备的数字图像数据，设置真实设备的不同视图，其中在识别零部件时将已识别的设备零部件配置到设备的所有图像数据中。下面借助附图所示实施例对本专利技术作进一步说明，附图中附图说明图1为制作设备模型的装置的原理性方块图；图2示出一个屏幕区，它带有一个附有真实设备的数字照片的屏幕范围；图3示出一个屏幕区，它带有针对真实设备的第一张视图和针对设备零部件“箱体”的第二张视图；图4示出一个屏幕区，它带有针对真实设备的第一张视图和针对设备零部件“箱体”的第二张视图和虚拟设备模型的第三张视图；图5示出一个屏幕区，它带有针对真实设备的第一张视图和针对设备零部件“阀门”的第二张视图；图6示出一个屏幕区，它带有针对真实设备的第一张视图和针对设备零部件“阀门”的第二张视图和针对虚拟设备的第三张视图；图7示出一个屏幕区，它带有针对真实设备的第一张视图和针对设备零部件“管道”的第二张视图和针对虚拟设备的第三张视图；图8示出一个屏幕区，它带有一张针对设备零部件“箱体”的视图和针对附有配给设备零部件“箱体”的结构数据的另一张视图；图9示出一种基于虚拟设备模型的信息、操作和观察系统；图10示出一个用于零部件库的结构和虚拟设备模型的结构的数据模型的实施例。图1为制作虚拟设备模型的装置的方块图。附图标记1表示一个真实设备。借助于一个图像采集系统3可从该真实设备1上采集图像，这些图像存储在装置22的一个存储器20中，以制作虚拟设备模型2。图像数据4(在下面也将称作数字图像数据)被引导到一个分析和控制装置5。该分析和控制装置5除图像数据4外还处理一个零部件库6中的零部件数据13，而零部件库6存储在装置22的第二存储器21中。此外，零部件库6的第二存储器21还包含一个存储器分区24，用于存储设备零部件6的结构信息23。在图1所示实施例中用箭头14形象地表示分析和控制装置5也有能力处理用户7的用户数据14。分析和控制装置5的输出端的输出数据27用作虚拟设备模型2的输入数据。一个屏幕8构成一个显示装置，用于显示由图像数据20所代表的真实设备1、设备零部件6以及所产生的虚拟设备模型2。图1所示制作真实设备1的虚拟图像2的装置22的中心要素是控制和分析装置5。该控制和分析装置5实施一种图像分析，其中，包含在数字图像数据4中的几何信息得到识别，并与包含在零部件信息13中的几何信息相协调。图像分析5有时由用户控制借助用户数据14来确定各个识别零部件13的位置和取向。用户7在制作的各个阶段通过屏幕8来了解虚拟制作的设备的当前状态，在需要时介入制作过程以给予支持，恰如在图2至图8中还要说明的那样。图2示出一个屏幕区，它可在图1所示装置的屏幕8上示出。在此在一个第一屏幕区9内示出真实设备1的一个基于数字图像数据的数字图像4，该图像4经过方析和控制装置到达屏幕8(参见图1)。此外屏幕8具有所谓的光电条12a、12b、12c，它们作为用户的人机对话或操作界面。这些光电条分别包含控制元件，例如用于选择、抓取和移动图像数据和/或零部件。右屏幕区在上图像区10内包含一个屏幕窗口13，它用于显示各个设备零部件。这些设备零部件可借助光电条12a来选择。右下屏幕区11包含一个第三屏幕窗口15，它用于显示虚拟设备，即已经通过图像数据(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制作作为真实设备（１）的图像的虚拟设备模型（２）的装置（２２），它具有一个第一存储器（２０），用于存储真实设备（１）的图像数据；一个第二存储器（２１），用于存储零部件库（６）中设备零部件（１３）的信息数据（１３、２３）；一个第三存储器（２８），用于存储虚拟设备模型（２）；以及一个分析和控制装置（５），用于对设备零部件（１３）的信息数据（１３、２３）与真实设备（１）的图像数据（４）进行比较，以便识别图像数据（４）中的设备零部件（１３），导出是否接纳图像数据（４）中的设备零部件（１３）和在虚拟设备模型（２）中产生已分别识别的设备零部件（１３）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：索伦莫里茨，沃尔夫冈弗里德里克，艾里雷扎巴尼哈谢米，尼古拉斯克拉夫特，内西尔纳瓦布，弗兰克索尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]