CN102782688B - 三维坐标确定装置、三维坐标确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够通过简单的操作正确地确定三维空间中的任意的一个或多个坐标的三维坐标确定装置和三维坐标确定方法。该三维坐标确定装置具备：基准面设定部(22)，其在三维坐标空间中设定任意的基准面(31)；基准点决定部(23)，其决定所设定的基准面(31)中的任意的点的坐标值；光线照射部(25)，其从所决定的基准点(32)，以任意的角度照射虚拟的光线(33)；点确定部(26)，其确定所照射的光线上的任意的点；坐标运算部(27)，运算所确定的点的三维坐标。

Description

三维坐标确定装置、三维坐标确定方法

技术领域

本发明涉及在二维的画面上确定三维坐标中的任意的点的三维坐标确定装置和三维坐标确定方法。

背景技术

在使用CAD等软件设计三维图形的情况下，在以二维方式显示的显示器上无法通过鼠标等指示设备确定三维空间内的任意的坐标点。如果要确定空间内的任意的坐标点，则必须输入坐标的值(x，y，z)，操作繁琐，处理效率低。

对于上述情况，在专利文件1中揭示了确定三维空间内的任意的点的技术。专利文件1所示的技术是以下的技术：在通过显示为二维平面的操作画面输入三维空间内的位置的指示的三维坐标值输入方法中，将通过使Z值固定而定义的与XY平面平行的平面指定为可输入范围，显示表示该可输入范围的平面，在使光标在二维画面的例如上下方向上移动时，将其解释为在上述平面上的运动，并将其向量分解为三维坐标的X分量和Y分量，由此使得光标只在该平面上移动，使得输入没有固定的方向的位置信息，取得其位置信息作为画面上的位置即二维坐标值，根据该坐标值求出上述平面上的三维X坐标值和Y坐标值。

现有技术文件

专利文件

专利文件1：日本特开2003-167924号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，专利文件1所示的技术必须固定至少一个坐标轴的值，在确定不位于同一平面上或同一直线上的坐标值的情况下，必须输入要固定的坐标轴的信息，有操作繁琐、操作效率低的问题。

另外，在一连串的操作中只能确定一个平面上的任意的点、或直线上的任意的点，在确定多个平面上或直线上的坐标的情况下，操作繁琐、处理效率低。

因此，本发明提供一种能够通过简单的操作正确地确定三维空间中的任意一个或多个坐标的三维坐标确定装置等。

用于解决课题的手段

本申请所揭示的三维坐标确定装置的特征在于具备：基准面设定单元，其在三维坐标空间中设定任意的基准面；基准点决定单元，其将上述基准面设定单元设定的基准面中的任意的点决定为基准点；光线照射单元，其从上述基准点决定单元所决定的基准点，以任意的角度照射虚拟的光线；点确定单元，其确定上述光线照射单元照射的光线上的任意的点；坐标运算单元，其运算上述点确定单元确定的点的三维坐标。

这样，在本申请所揭示的三维坐标确定装置中，起到以下的效果，即通过确定从任意的基准面上的基准点照射的虚拟的光线上的任意的点，即使在二维地显示的显示器上，不输入坐标值也能够通过视觉正确地确定三维空间内的坐标。

本申请所揭示的三维坐标确定装置的特征在于：具备：基准点移动单元，其使上述基准点决定单元决定的基准点在上述基准面上移动。

这样，在本申请所揭示的三维坐标确定装置中，起到以下的效果，即由于使所决定的任意的基准点在基准面上移动，所以能够通过鼠标等指示设备通过简单的操作使该基准点在二维的基准面上移动，同时通过从该点照射的虚拟的光线来自由地确定三维坐标内的任意的点。

本申请所揭示的三维坐标确定装置的特征在于：上述点确定单元确定上述光线与显示在上述三维坐标空间内的显示对象物的表面的交点。

这样，在本申请所揭示的三维坐标确定装置中，起到以下的效果，即由于确定光线与显示在三维坐标空间内的显示对象物的表面的交点，所以能够针对已经显示在三维坐标空间内的显示对象物，容易地确定该显示对象物上的任意的三维坐标，能够高效地进行图面的编辑处理。

本申请所揭示的三维坐标确定装置的特征在于：上述点确定单元确定显示在上述三维坐标空间内的显示对象物所具有的面和/或线与一条光线的多个交点。

这样，在本申请所揭示的三维坐标确定装置中，起到以下的效果，即由于确定光线与显示在三维坐标空间内的显示对象物所具有的面和或线与一条光线的多个交点，所以能够通过一次操作确定显示对象物上的多个三维坐标，能够提高操作性。

本申请所揭示的三维坐标确定装置的特征在于：显示多个上述显示对象物，上述点确定单元确定上述多个显示对象物所具有的面和/或线与一条光线的多个交点。

这样，在本申请所揭示的三维坐标确定装置中，起到以下的效果，即由于显示对象物为多个，确定与该多个显示对象物的面和/或线的多个交点，所以能够通过一次操作确定多个显示对象物上的三维坐标，并且能够与已经显示的显示对象的形状、位置无关地使光线贯穿显示对象物而确定三维坐标，能够提高操作性。

本申请所揭示的三维坐标确定装置的特征在于：上述点确定单元确定任意的多个点，上述三维坐标确定装置具备距离计算单元，其计算上述确定的多个点间的距离。

这样，在本申请所揭示的三维坐标确定装置中，起到以下的效果，即由于确定任意的多个点，计算出所确定的多个点间的距离，所以能够在二维地显示的显示器上通过简单的操作容易地对三维空间的距离进行长度测量，能够高效地进行操作。

本申请所揭示的三维坐标确定装置的特征在于：上述基准面设定单元设定多个基准面，上述光线照射单元从上述设定的各基准面照射虚拟的光线，上述点确定单元确定从上述设定的各个基准面照射的光线的交点。

这样，在本申请所揭示的三维坐标确定装置中，起到以下的效果，即由于设定多个基准面，从各基准面照射虚拟的光线，确定所照射的光线的交点，所以能够利用多条光线的交点自由地确定三维坐标的任意的点。

本申请所揭示的三维坐标确定装置的特征在于：上述点确定单元确定从上述设定的各个基准面照射的多条光线的交点，上述三维坐标确定装置具备描绘单元，其根据该确定的多个交点，描绘线和面。

这样，在本申请所揭示的三维坐标确定装置中，起到以下的效果，即由于确定从所设定的各个基准面照射的多条光线的交点，根据所确定的多个交点描绘线和面，所以能够在三维坐标空间中自由地描绘形状。

本申请所揭示的三维坐标确定装置的特征在于：将从上述多个基准面照射的虚拟的光线设为不平行，对一条光线决定基准点而照射上述光线，对其他光线决定基准点而照射上述光线，并且使该其他光线的基准点在任意的轴方向上移动，使得上述其他光线通过该基准点与上述一条光线交叉，确定上述光线的交点。

这样，在本申请所揭示的三维坐标确定装置中，起到以下的效果，即由于将从多个基准面照射的虚拟的光源设为不平行，在照射一条光线后照射其他光线时，使该其他光线的基准点在任意的轴方向上移动，使得其他光线通过该基准点与一条光线交叉，确定光线的交点，因此，能够在反映了用户所设定的基准点的位置的同时，不进行复杂的操作就容易地确定一条光线与其他光线的交点。

本申请所揭示的三维坐标确定装置的特征在于：将上述多个基准面设为相互不平行，将上述基准面与从该基准面照射的虚拟的光线所成的角度设为直角，对一条光线决定基准点而照射上述光线，对其他光线决定基准点而照射上述光线，并且使该其他光线的基准点在通过该基准点并且由于上述基准面交叉而产生的轴方向上移动，确定上述光线的交点。

这样，在本申请所揭示的三维坐标确定装置中，起到以下的效果，即由于将多个基准面设为相互不平行，将基准面与从基准面照射的虚拟的光线所成的角度设为直角，在照射一条光线后照射其他光线时，使该其他光线的基准点在通过该基准点并且由于上述基准面交叉而产生的轴方向上移动，确定光线的交点，所以在反映了用户所设定的基准点的位置的同时，不进行复杂的操作就能够容易且可靠地确定一条光线与其他光线的交点。

本申请所揭示的三维坐标确定装置的特征在于：在上述一条光线的基准点移动并且上述一条光线与其他光线的交点移动了的情况下，上述其他光线的基准点在维持该其他光线与该其他光线的基准面所成的角度的状态下追随上述交点而移动。

这样，在本申请所揭示的三维坐标确定装置中，起到以下的效果，即由于在一条光线的基准点移动并且一条光线与其他光线的交点移动了的情况下，其他光线的基准点在维持其他光线与其他光线的基准面所成的角度的状态下追随上述交点而移动，所以始终是交点的位置被确定的状态，用户能够直观地使基准点移动，并且能够以简单的操作确定三维坐标。

以上，作为装置表示了本发明，但只要是本技术领域的技术人员，当然还能够作为方法以及程序来得到本发明。

附图说明

图1是第一实施方式的三维坐标确定装置的硬件结构图。

图2是第一实施方式的三维坐标确定装置的功能框图。

图3是表示第一实施方式的三维坐标确定装置中的确定坐标点的处理的第一图。

图4是表示第一实施方式的三维坐标确定装置中的确定坐标点的处理的第二图。

图5是表示第一实施方式的三维坐标确定装置中的确定坐标点的处理的第三图。

图6是表示第一实施方式的三维坐标确定装置中的确定坐标点的处理的第四图。

图7是表示第一实施方式的三维坐标确定装置的动作的流程图。

图8是第二实施方式的三维坐标确定装置的功能框图。

图9是表示第二实施方式的三维坐标确定装置中的点间的长度测量的处理的图。

图10是表示第二实施方式的三维坐标确定装置的动作的流程图。

图11是第三实施方式的三维坐标确定装置的功能框图。

图12是表示第三实施方式的三维坐标确定装置的描绘处理的图。

图13是表示对在第三实施方式的三维坐标确定装置中的描绘出的图形进行加工的情况下的一个例子的图。

图14是表示第三实施方式的三维坐标确定装置的动作的流程图。

图15是表示第三实施方式的三维坐标确定装置的描绘处理的第二图。

图16是表示第四实施方式的三维坐标确定装置中的计算2条光线的交点的处理的图。

图17是表示第四实施方式的三维坐标确定装置的动作的流程图。

图18是表示第四实施方式的三维坐标确定装置中的2条光线的交点与基准点的追随动作的图。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式。本发明能够通过许多不同的形式来实施。因此，不应该只通过本实施方式的记载内容来解释本发明。另外，对在本实施方式的全体中都相同的要素赋予相同的符号。

在以下的实施方式中，主要说明装置，但只要是本技术领域的技术人员，就当然能够将本发明作为方法以及使计算机动作的程序来实施。另外，本发明能够以硬件、软件、或硬件和软件的实施方式来实施。程序可以记录在硬盘、CD-ROM、DVD-ROM、光存储装置、或磁存储装置等任意的计算机可读介质中。进而，还能够经由网络将程序记录到其他计算机中。

(本发明的第一实施方式)

使用图1～图7说明本实施方式的三维坐标确定装置。

图1是本实施方式的三维坐标确定装置的硬件结构图。三维坐标确定装置10具备CPU11、RAM12、ROM13、硬盘(设为HD)14、通信I/F15以及输入输出I/F16。在ROM13、HD14中存储有操作系统、各种程序(例如CAD程序、三维坐标确定程序等)，根据需要读出到RAM12，通过CPU11执行各程序。

通信I/F15是用于与其他装置(例如服务器、上位装置等)进行通信的接口。输入输出I/F16是用于接受来自键盘、鼠标等输入设备的输入，或者向打印机、监视器等输出数据的接口。该输入输出I/F16根据需要能够连接与光磁盘、软盘(注册商标)、CD-R、DVD-R等可移动盘等对应的驱动器。各处理部经由总线连接，进行信息的收发。

图2是本实施方式的三维坐标确定装置的功能框图。三维坐标确定装置10具备：输入部21，其输入来自用户的输入信息20；基准面设定部22，其在三维空间内设定任意的基准面；基准点移动部24，其根据来自用户的输入信息20，使基准面设定部22设定的基准面上的任意的点(设为基准点)移动；光线照射部25，其从基准点以任意的角度照射虚拟的光线；基准点决定单元23，其根据来自用户的输入信息20，决定基准点的位置；点确定部26，其确定光线照射部25照射的光线上的任意的点以及坐标运算部27，其运算点确定部26确定的点的三维坐标。

关于坐标运算部27运算出的坐标点，其位置或坐标值被显示在二维的显示器29上，用户能够识别出该点的位置或坐标值。

在此，详细说明在二维的显示器上确定三维坐标的处理。图3是表示本实施方式的三维坐标确定装置中的确定坐标点的处理的第一图。图3A表示显示至少具有一个平面的显示对象物35，并确定该显示对象物35上的任意的点的处理。显示具有与三维上的3个坐标轴(x轴、y轴、z轴)的至少一个平行、和/或垂直的面的显示对象物35，根据显示对象物35所具有的平面(在此为图3(A)所示的对象面35a)，将与该对象面35a平行的任意的面设定为基准面31。

如果设定了基准面31，则一边从基准面31内的任意的基准点32照射假想的光线33，一边移动基准点32直到光线33照射到目标坐标为止。另外，从基准点32照射的光线33与基准面31所成的角度也可以通过用户的指定而任意地设定，但如果固定为预定的角度(例如90度)，则容易运算坐标值、进行基准点的决定、操作，因此固定是理想的。

如果所照射的光线33对着显示对象物35，则光在其表面反射，交点34a被确定。这时，如果假设显示对象物35是具有透射性的物体，则光线33贯穿显示对象物35，交点34b也一起被确定。即，通过使基准点32的位置在基准面31上任意地移动，能够确定光线33与显示对象物35的交点，确认显示对象物35的表面的坐标。

在图3(B)的情况下也一样，确定了显示对象物35上的任意的点，但与图3(A)的情况不同，显示对象物35不具有与3个坐标轴的任意一个平行和/或垂直的面。在这样的情况下，也根据显示对象物35的一个对象面35a，设定与该对象面35a平行的基准面31。在决定了基准面31后，与图3(A)的情况一样，一边从基准点32照射光线33，一边在成为目标的位置决定基准点32，由此确定显示对象物35上的交点34a、或34b。

另外，在如图3那样，显示对象物35具有多个平面的情况下，可以将对象面35a设为任意的面，也可以具有通过区分颜色、闪烁等显示形式向用户报告可能成为对象面35a的候选的面的功能。

另外，也可以由用户任意地选择是否将显示对象物35设为透射性，可以在不具有透射性的情况下，只确定图3中的交点34a，在有透射性的情况下，确定图3中的交点34a和交点34b。

进而，对于基准面31的设定，可以在决定了对象面35时，在装置内自动设定位于离该对象面35预定距离(假设是预先设定的设定信息)的平行的平面，也可以由用户用鼠标等手动地设定在任意的位置。

图4是表示本实施方式的三维坐标确定装置中的确定坐标点的处理的第二图。在此，说明显示对象物35不具有平面而无法确定对象面35a的情况下的基准面31的设定。如图4所示，在显示对象物35不具有平面的情况下，无法确定对象面35a，因此，将与3个坐标轴的任意一个平行和/或垂直的面设定为基准面31。图4(A)是设定了与x轴、z轴(xz平面)平行并且与y轴垂直的基准面31的情况下的图，图4(B)是设定了与y轴、z轴(yz平面)平行并且与x轴垂直的基准面31的情况下的图，图4(C)是设定了与x轴、y轴(xy平面)平行并且与z轴垂直的基准面31的情况下的图。

这样，通过设定与坐标轴、坐标平面平行和/或垂直的基准面31，而容易地运算出交点34a、34b的坐标值，并且容易在装置内进行成为基准面31的候选的报告、决定等，并向用户提示。

另外，对于基准面31的设定，也可以由用户用鼠标等手动地设定在任意的位置。另外，与图3的情况一样，也可以能够由用户任意地选择是否将显示对象物35设为透射性。

图5是表示本实施方式的三维坐标确定装置中的确定坐标点的处理的第三图。在此，向多个显示对象物35照射光线33。如图5所示，通过使光线33贯穿显示对象物35，能够确定位于光线33上的多个显示对象物35中的交点34。

另外，如图5所示，与显示对象物35是否具有透射性无关地，也可以使光线33贯穿显示对象物35。另外，也可以使得能够对光线33照射的距离设置限制。例如，可以使得能够设定为使光线33照射到图5中的球体，而不使光线照射到圆柱。

进而，与图3、图4所示的情况一样，在设定为显示对象物35具有透射性的情况下，能够在显示对象物35的背面侧确定光线33照射到物体的外部的点。

进而，对于基准面31上的基准点32，可以顺序地移动一个基准点32，也可以如图5所示，使得能够同时设定多个基准点32。

图6是表示本实施方式的三维坐标确定装置中的确定坐标点的处理的第四图。在此，表示确定从多个基准面31照射的多条光线33的交点39的情况下的处理。在图3～图5的情况下，将显示对象物35的表面上的光线33的反射确定为交点34，但在此，将显示对象物35的内部、外部的任意点确定为光线33的交点39。这样，通过确定从任意的多个基准面31照射的多条光线33的交点39，能够以空间内的全部坐标为对象容易地确定任意的点。在第三实施方式中详细地说明利用了该交点39的确定的图形的描绘处理。

另外，对于多个基准面31的设定，可以如图6所示那样设定与显示对象物35的对象面平行的多个面、与各坐标轴平行和/或垂直的基准面，也可以由用户使用鼠标等设定在任意的位置。

另外，在图6那样的情况下，在确定光线33的交点39时，使各基准面31的基准点32移动而确定交点39的位置，但在光线33彼此之间接近某距离以上的情况下，也可以使各条光线33或一方的光线33的位置近似，将交点39确定为交叉的点。即，并不一定只在光线33交叉的情况下确定交点39，在光线33某种程度地接近的情况下，也可以确定交点39。另外，在第四实施方式中详细说明求出多条光线的交点的具体处理。

接着，说明本实施方式的三维坐标确定装置的动作。图7是表示本实施方式的三维坐标确定装置的动作的流程图。首先，将显示对象物的形状、来自用户的操作等输入到输入部21，根据该输入的信息，基准面设定部22设定基准面(S71)。在所设定的基准面上，一边由光线照射部25照射虚拟的光线，一边根据来自使用鼠标等指示设备的用户的指示信息，由基准点移动部24移动基准点(S72)。判断基准点的位置是否被固定(S73)。即，由用户判定光线是否照射到目标的坐标，在没有照射到目标的坐标的情况下，不固定基准点的位置，在照射到目标的坐标的情况下，固定基准点的位置。

在没有固定基准点的情况下，返回到S72，继续控制基准点的移动。在基准点被固定的情况下，基准点决定部23在固定的位置决定基准点(S74)。由点确定部26确定从基准点照射的光线与显示对象物的交点、或从基准点照射的光线与从其他基准点照射的光线的交点(S75)。坐标运算部27运算所确定的交点的三维坐标(S76)，在二维显示器上显示希望的三维坐标点的信息(S77)，结束处理。

(本发明的第二实施方式)

使用图8～图10说明本实施方式的三维坐标确定装置。另外，在本实施方式的三维坐标确定装置中，省略与上述第一实施方式重复的说明。

图8是本实施方式的三维坐标确定装置的功能框图。与第一实施方式中的图2的结构的不同点在于：新具备距离运算部28。如果由点确定部26确定了多个点，由坐标运算部27运算出各个点的坐标，则该距离运算部28运算坐标之间的距离，对所确定的点之间进行长度测量。

使用图9说明多个点之间的长度测量。图9是表示本实施方式的三维坐标确定装置中的进行点间的长度测量的处理的图。图9(A)表示对从2个基准点32照射的各条光线33与显示对象物35的交点34之间的距离进行长度测量的情况，图9(B)表示对从1个基准点32照射的光线33与显示对象物35的交点34之间的距离进行长度测量的情况。

这样，通过确定多个点，能够正确地运算显示对象物35中的各个部分的长度，并且能够容易地在2维的显示器上进行三维空间的任意的点之间的长度测量。

接着，说明动作。图10是表示本实施方式的三维坐标确定装置的动作的流程图。从S101～S104的处理与第一实施方式中的图7的S71～S74的处理相同，因此省略说明。如果在S104中决定了基准点的位置，则点确定部26确定光线上的多个点(S105)。在此进行所确定的多个点之间的长度测量。坐标运算部27运算所确定的点各自的三维坐标(S106)，距离运算部28运算坐标之间的距离(S107)。显示希望的三维坐标的信息、长度测量的结果(S108)，结束处理。

(本发明的第三实施方式)

使用图11～图14说明本实施方式的三维坐标确定装置。另外，在本实施方式的三维坐标确定装置中，省略与上述第一实施方式和第二实施方式重复的说明。

图11是本实施方式的三维坐标确定装置的功能框图。与第一实施方式的图2的结构的不同点在于：新具备描绘部29。如果由点确定部26确定了点，由坐标运算部27运算出点的坐标，则该描绘部29将这些点连接起来，描绘出线、面、立体。

使用图12说明描绘。图12是表示本实施方式的三维坐标确定装置中的进行描绘的处理的图。在图12(A)中，确定并决定2条光线的交点。然后，如图12(B)～图12(E)所示，确定2条光线的交点，将它们的坐标点连接起来，由此如图12所示那样，描绘线、面、立体等。

另外，可以利用CAD软件一般具有的功能对描绘出的线、面进行加工，例如可以将直线加工为曲线，或者将平面加工为曲面。在此，图13表示加工图形时的一个例子。图13(A)是加工前的图形，图13(B)是加工后的图形。在将图13(A)的三角锥的前边的面的一个边加工成曲线的情况下，用鼠标等指示设备设定该一个边的任意的点，并直接使鼠标移动到希望的位置，由此能够进行图形的加工。这样，在描绘出图13(A)那样的基本图形后，能够使用现有的软件的功能，自由地编辑图形。

接着，说明动作。图14是表示本实施方式的三维坐标确定装置的动作的流程图。S131～S136的处理与第一实施方式的图7的S71～S76的处理相同，因此省略说明。如果在S136中运算出三维坐标，则描绘部29将其与已经确定了的点、或从已经确定了的点中抽出的任意的点连接起来(S137)。判定是否有来自用户的结束图形描绘的指示信息(S138)，如果没有结束的指示信息，返回到S132，循环进行确定新的三维坐标点的处理。如果有结束的指示信息，则根据用户的指示信息(用于加工的指示信息)，对描绘出的图形进行加工(S139)。如果图形的加工结束，则将完成的图形显示在二维显示器上(S140)，结束处理。

另外，根据来自用户的指示来确定怎样将所确定的各交点连接起来。即，如图15所示，例如可以描绘出三角锥那样的在全部的交点之间连接起来的图形，并且可以描绘出四角锥的底面那样的在确定的交点之间不连接的图形。

(本发明的第四实施方式)

使用图16～图18说明本实施方式的三维坐标确定装置。另外，在本实施方式的三维坐标确定装置中，省略与上述各实施方式重复的说明。

本实施方式的三维坐标确定装置在确定多条光线的交点时，在固定了一方的基准点的状态下照射光线，一边从其他基准点照射光线，一边使基准点在任意方向上移动，将各条光线交叉的点确定为交点。

本实施方式的三维坐标确定装置的功能框图与图11相同，但由基准点移动部24、基准点决定部23以及点确定部26确定基准点以及多条光线的交点使得多条光线交叉。

使用图16说明确定交点的处理。在图16中，基准面被设定为基准面31a和31b这两个，确定从各自的基准点32a、32b照射的光线33a、33b的交点。这时，也可以用鼠标等指示设备使各基准点32a、32b移动，由用户手动地检索各光线33a、33b交叉的点，确定交点，但需要细致的操作，作业繁琐。另外，如上所述，在用鼠标等指示设备使基准点32b移动，而使光线33b向光线33a接近预定距离以上的情况下，也可以近似地将基准点32b的位置决定为各条光线交叉的点，但在该情况下，也还是需要进行鼠标等指示设备的移动操作，作业繁琐。

在本实施方式中，为了消除上述那样的作业的繁琐，而自动地确定光线的交点，另外即使在移动了基准点的情况下，也能够保持始终维持交点的状态。

在图16中，首先，一边照射光线33a，一边将基准点32a的位置决定为希望的位置。该处理与上述所示的各实施方式的情况相同。接着，一边照射光线33b，一边求出与光线33a的交点，但如果通过鼠标等指示设备，假设指定了箭头a的位置，则将该位置设为假设的基准点(图中的白圆点中的位于最上部的白圆点)。一边照射光线33b，一边使该假设的基准点在通过该假设基准点的任意的轴上(图中的通过各白圆点的直线上)移动。

这时，光线33a和光线33b并不必须是不平行的。通过使假设的基准点在基准面31b上的任意的轴上移动，而将光线33a与光线33b交叉的点确定为交点，将这时的假设的基准点决定为正式的基准点32b。通过进行这样的处理，能够通过运算来求出光线33a与光线33b的交点，因此用户不需要进行操作。

另外，使假设的基准点移动的任意的轴可以是基准面31b上并且与光线33b不平行(交叉或扭转的位置关系)的直线，但更理想的是将通过用鼠标等指示设备指定的点、并且与由于基准面31a与31b交叉而产生的轴P平行的直线设为轴。

另外，假设了能够由用户任意地设定基准面与光线的角度，但在使假设的基准点移动时，为了可靠地确定光线33a与光线33b的交点，理想的是按照设定的角度固定地使其移动。

接着，说明动作。图17是表示本实施方式的三维坐标确定装置的动作的流程图。首先，将显示对象物的形状、来自用户的操作等输入到输入部21，基准面设定部22根据该输入的信息设定2个基准面(S171)。在设定的基准面中的第一基准面上，一边由光线照射部25照射虚拟的光线，一边根据来自使用鼠标等指示设备的用户的指示信息，由基准点移动部24移动第一基准点(S172)。判断是否固定了第一基准点的位置(S173)。

在固定了基准点的情况下，返回到S172，继续控制第一基准点的移动。在固定了第一基准点的情况下，基准点决定部23在被固定的位置上决定第一基准点(S174)。如果决定了第一基准点，则根据来自使用了鼠标等指示设备的用户的指示信息，由基准点移动部24在第二基准面上设定假设的基准点(与第二基准点对应的假设的基准点)，光线照射部25从假设的基准点照射光线(S175)。判断来自第一基准点的光线与来自假设的基准点的光线是否交叉(S176)，在不交叉的情况下，基准点移动部24移动假设的基准点(S177)。沿着预定的轴进行假设的基准点的移动，并直到来自第一基准点的光线与来自假设的基准点的光线交叉为止进行该移动。因此，来自第一基准点的光线与来自假设的基准点的光线必须为相互不平行的关系。

在来自第一基准点的光线与来自假设的基准点的光线交叉的情况下，点确定部26将交叉的点确定为交点，并且基准点决定部23将假设的基准点的位置决定为正式的第二基准点的位置(S178)。以下，S179～S183的处理与图14中的S136～S140的处理相同，因此省略说明。

通过上述处理能够通过运输求出2条光线的交点，用户不需要进行用于确定交点的操作。另外，在本实施方式中，在通过鼠标等指示设备移动了第一基准点的情况下，光线的交点分别伴随着第一基准点而移动，进而，伴随着该交点的移动，第二基准点也跟随着移动。这时，第一基准面与从该第二基准面照射的光线的角度维持为一定的值。

使用图18具体地说明上述处理。首先，假设通过鼠标等指示设备，基准点32a如图那样在基准面31a上进行了移动(用白圆圈表示移动前的基准点32a，用黑圆圈表示移动后的基准点32a)。这时，交点(星标记)伴随着基准点32a的移动而移动，并且基准面31b上的基准点32b也跟随着移动(用白圆圈表示移动前的基准点32b，用黑圆圈表示移动后的基准点32b)。

这样，伴随着一个基准点的移动，其他基准点、光线的交点跟随着移动，因此，始终成为交点的位置被确定的状态，用户能够直观地使基准点移动，并且能够通过简单的操作确定三维坐标。

通过以上的上述各实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围并不限于实施方式所记载的范围，能够对这些各实施方式进行多样的变更和改进。

符号的说明

10：三维坐标确定装置；11：CPU；12：RAM；13：ROM；14：HD；15：通信I/F；16：输入输出I/F；20：输入信息；21：输入部；22：基准面设定部；23：基准点决定部；24：基准点移动部；25：光线照射部；26：点确定部；27：坐标运算部；28：距离运算部；29：描绘部；29：显示器；31：基准面；32：基准点；33：光线；34(34a、34b)：交点；35：显示对象物；35a：对象面。

Claims (17)

1.一种三维坐标确定装置，其特征在于，具备：

基准面设定单元，其在显示在三维坐标空间的显示对象物具有与XY平面、YZ平面及ZX平面中的任一个都不平行的对象平面的情况下，设定与该对象平面平行的基准面，在上述显示对象物不具有平面的情况下，设定与坐标平面垂直或平行的基准面；

基准点决定单元，其将上述基准面设定单元设定的基准面中的任意的点决定为基准点；

光线照射单元，其从上述基准点决定单元决定的基准点，以任意的角度照射虚拟的光线；

点确定单元，其确定上述光线照射单元照射的光线上的任意的点；以及

坐标运算单元，其运算上述点确定单元确定的点的三维坐标，

当在纵深方向上配置并显示有多个上述显示对象物的情况下，上述虚拟的光线透过上述显示对象物从而确定显示在纵深方向上的上述显示对象物中的任意的点。

2.根据权利要求1所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

具备基准点移动单元，其使上述基准点决定单元决定的基准点在上述基准面上移动。

3.根据权利要求1或2所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

上述点确定单元确定上述光线与显示在上述三维坐标空间内的显示对象物的表面的交点。

4.根据权利要求3所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

上述点确定单元确定显示在上述三维坐标空间内的显示对象物所具有的面和/或线与一条光线的多个交点。

5.根据权利要求4所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

显示多个上述显示对象物，

上述点确定单元确定上述多个显示对象物所具有的面和/或线与一条光线的多个交点。

6.根据权利要求1或2所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

上述点确定单元确定任意的多个点，

上述三维坐标确定装置具备距离计算单元，其计算上述确定的多个点间的距离。

7.根据权利要求3所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

上述点确定单元确定任意的多个点，

上述三维坐标确定装置具备距离计算单元，其计算上述确定的多个点间的距离。

8.根据权利要求4所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

上述点确定单元确定任意的多个点，

上述三维坐标确定装置具备距离计算单元，其计算上述确定的多个点间的距离。

9.根据权利要求5所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

上述点确定单元确定任意的多个点，

上述三维坐标确定装置具备距离计算单元，其计算上述确定的多个点间的距离。

10.根据权利要求1或2所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

上述基准面设定单元设定多个基准面，上述光线照射单元从上述设定的各基准面照射虚拟的光线，上述点确定单元确定从上述设定的各个基准面照射的光线的交点。

11.根据权利要求10所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

上述点确定单元确定从上述设定的各个基准面照射的多条光线的交点，

上述三维坐标确定装置具备描绘单元，其根据该确定的多个交点，描绘线和面。

12.根据权利要求10所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

将从上述多个基准面照射的虚拟的光源设为不平行，

对一条光线决定基准点而照射上述光线，对其他光线决定基准点而照射上述光线，并且使该其他光线的基准点在任意的轴方向上移动，使得上述其他光线通过该基准点与上述一条光线交叉，确定上述光线的交点。

13.根据权利要求11所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

将从上述多个基准面照射的虚拟的光源设为不平行，

对一条光线决定基准点而照射上述光线，对其他光线决定基准点而照射上述光线，并且使该其他光线的基准点在任意的轴方向上移动，使得上述其他光线通过该基准点与上述一条光线交叉，确定上述光线的交点。

14.根据权利要求12所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

将上述多个基准面设为相互不平行，将上述基准面与从该基准面照射的虚拟的光线所成的角度设为直角，

对一条光线决定基准点而照射上述光线，对其他光线决定基准点而照射上述光线，并且使该其他光线的基准点在通过该基准点并且由于上述基准面交叉而产生的轴方向上移动，确定上述光线的交点。

15.根据权利要求12所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

在上述一条光线的基准点移动的同时上述一条光线与其他光线的交点移动了的情况下，上述其他光线的基准点在维持该其他光线与该其他光线的基准面所成的角度的状态下追随上述交点而移动。

16.根据权利要求14所述的三维坐标确定装置，其特征在于：

在上述一条光线的基准点移动的同时上述一条光线与其他光线的交点移动了的情况下，上述其他光线的基准点在维持该其他光线与该其他光线的基准面所成的角度的状态下追随上述交点而移动。

17.一种计算机确定三维坐标的三维坐标确定方法，其特征在于，包括：

基准面设定步骤，在显示在三维坐标空间的显示对象物具有与XY平面、YZ平面及ZX平面中的任一个都不平行的对象平面的情况下，设定与该对象平面平行的基准面，在上述显示对象物不具有平面的情况下，设定与坐标平面垂直或平行的基准面；

基准点决定步骤，决定上述基准面设定步骤设定的基准面中的任意的点的坐标值；

光线照射步骤，从上述基准点决定步骤决定的基准点，以任意的角度照射虚拟的光线；

点确定步骤，确定上述光线照射步骤照射的光线上的任意的点；以及

坐标运算步骤，运算上述点确定步骤确定的点的三维坐标，

当在纵深方向上配置并显示有多个上述显示对象物的情况下，上述虚拟的光线透过上述显示对象物从而确定显示在纵深方向上的上述显示对象物中的任意的点。