JP2913283B2 - Three-dimensional computer graphic display method and apparatus - Google Patents

Three-dimensional computer graphic display method and apparatus

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JP2913283B2
JP2913283B2 JP12134497A JP12134497A JP2913283B2 JP 2913283 B2 JP2913283 B2 JP 2913283B2 JP 12134497 A JP12134497 A JP 12134497A JP 12134497 A JP12134497 A JP 12134497A JP 2913283 B2 JP2913283 B2 JP 2913283B2
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高▲廣▼ 上野
隆志 ▲高▼取
信恭 下村
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットコントロ
ーラに用いられるオペレーティングシステム(略称O
S)において、ロボットの状態を示す3次元コンピュー
タグラフィック画像をリアルタイムでアニメーション表
示するために好適に実施することができる3次元コンピ
ュータグラフィック表示方法および装置に関する。
The present invention relates to an operating system (abbreviated as O) used for a robot controller.
In S), the present invention relates to a three-dimensional computer graphic display method and apparatus which can be suitably implemented for real-time animation display of a three-dimensional computer graphic image indicating the state of a robot.

【0002】[0002]

【従来の技術】産業用ロボットのオフラインプログラミ
ングおよび動作シミュレーションなどのティーチング作
業を効率化するために、オペレータコンソールの表示画
面には、ロボットのアニメーション画像を状態表示と事
象表示とにわけて表示している。一方、ロボットの能力
が向上して複雑な動作が実行できるようになるにつれ
て、ティーチング作業が複雑化し、操作者への負担が増
加してしまう。特に、上記のオフラインプログラミング
および動作シミュレーションでは、表示画面に3次元で
描画されるロボットのアニメーション画像がワイヤフレ
ームモデル(線画)で表示されるため、操作者は画面上
でロボットの複雑な姿勢および動作などを視認しながら
ロボットが指示した情報を忠実に再現しているか否かを
確認するために、アームの動き、動作範囲と周辺機器へ
の干渉の有無、および最適経路の評価などの多くの状況
をアニメーション画像によって正確に把握しなければな
らず、操作者の視覚的負担および精神的負担が増加して
しまう。
2. Description of the Related Art In order to increase efficiency of teaching work such as off-line programming and operation simulation of an industrial robot, a display screen of an operator console displays an animation image of the robot in a state display and an event display. I have. On the other hand, as the ability of the robot is improved and a complicated operation can be performed, the teaching operation becomes complicated, and the burden on the operator increases. In particular, in the above-mentioned offline programming and operation simulation, since the animation image of the robot drawn three-dimensionally on the display screen is displayed as a wire frame model (line drawing), the operator has a complicated posture and operation of the robot on the screen. Many situations, such as arm movement, movement range and presence or absence of interference with peripheral devices, and evaluation of the optimal route, to check whether or not the information specified by the robot is faithfully reproduced while visually observing etc. Must be accurately grasped by the animation image, and the visual and mental burden on the operator increases.

【0003】またロボットの動作を操作者が容易に把握
するために、ロボットの画像上の特定の部位の軌跡を表
示する場合があり、このような軌跡のデータは記憶装置
に記憶させ、その記憶されたデータを一走査毎に読出し
て表示している。そのために多くの記憶領域を確保し
て、一走査毎にこの記憶領域から読出されたデータを演
算して描画しなければならず、軌跡を表示するための記
憶領域および計算量が多くなってしまうという問題があ
る。
In order to make it easy for an operator to grasp the operation of the robot, a locus of a specific part on the image of the robot may be displayed. Such locus data is stored in a storage device and stored. The read data is read and displayed for each scan. Therefore, a large number of storage areas must be secured, and data read from this storage area must be calculated and drawn for each scan, which increases the storage area for displaying the trajectory and the amount of calculation. There is a problem.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、記憶
しなければならない情報量および計算量を低減して、操
作者への視覚的負担および精神的負担を少なくすること
ができるようにした3次元コンピュータグラフィック表
示方法および装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the amount of information and the amount of calculation that must be stored, thereby reducing the visual and mental burden on the operator. An object of the present invention is to provide a three-dimensional computer graphic display method and apparatus.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、物体の相互に個別に変位する各部位の回転軸と各部
位の形状とをそれぞれ読込んで、全画面内の予め定める
第1表示領域に表示するための第1画像情報を求め、第
1画像情報を画素毎に所定の拡大倍率にビットマップ拡
大して第2画像情報を求め、この第2画像情報を全画面
内の予め定める第2表示領域に表示することを特徴とす
る3次元コンピュータグラフィック表示方法である。
According to a first aspect of the present invention, a rotation axis and a shape of each part of an object which are individually displaced from each other are read, and a predetermined first position in the entire screen is read. First image information to be displayed in the display area is obtained, the first image information is bitmap-enlarged for each pixel to a predetermined magnification, and second image information is obtained. This is a three-dimensional computer graphic display method characterized by displaying in a predetermined second display area.

【0006】本発明に従えば、全画面の予め定める第1
表示領域に表示するための第1画像情報を画素毎に所定
の拡大倍率にビットマップ拡大して第2画像情報を求
め、この第2画像情報は、全画面内の予め定める第2表
示領域に表示される。このように第1画像情報は全画面
内の一部である第1表示領域に表示させるための情報と
し、この全画面に満たない一部の表示領域に相当する画
像情報を所定の拡大倍率にビットマップ拡大して前記第
2表示領域に表示させるので、各画素毎に対応する大き
さの記憶領域が割り当てられ、画面を画素単位で制御す
ることができ、第1画像情報に基づいて第2画像情報を
得るための計算量を削減することができる。
According to the present invention, a predetermined first image of the entire screen is provided.
The first image information to be displayed in the display area is bitmap-enlarged to a predetermined magnification for each pixel to obtain second image information, and the second image information is stored in a predetermined second display area in the entire screen. Is displayed. As described above, the first image information is information to be displayed in the first display area that is a part of the entire screen, and the image information corresponding to the partial display area that is less than the entire screen is set to a predetermined magnification. Since the bit map is enlarged and displayed in the second display area, a storage area having a size corresponding to each pixel is allocated, the screen can be controlled in pixel units, and the second area is controlled based on the first image information. The amount of calculation for obtaining image information can be reduced.

【0007】このようにして計算量を低減し、画面を見
ながらティーチング作業を行う操作者の視覚的負担およ
び精神的負担を少なくすることが可能となる。
[0007] In this way, the amount of calculation can be reduced, and the visual and mental burdens of the operator performing the teaching operation while watching the screen can be reduced.

【0008】請求項2記載の本発明は、各部位毎の座標
軸を、その原点を回転軸が通るように、前記回転軸上の
予め定める座標値とこの座標値の原点とを結ぶ仮想一直
線に平行に移動させ、座標軸を、各部位の形状を示す方
向ベクトルまわりに各部位の回転量だけ回転させ、この
座標軸を、前記仮想一直線に平行に前記平行移動量だけ
前記移動方向とは逆方向に移動させて元の座標位置に戻
すことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the coordinate axis of each part is defined as a virtual straight line connecting a predetermined coordinate value on the rotation axis and the origin of the coordinate value such that the rotation axis passes through the origin. Move in parallel, rotate the coordinate axis by the rotation amount of each part around a direction vector indicating the shape of each part, and rotate this coordinate axis in parallel to the virtual straight line by the parallel movement amount in the direction opposite to the movement direction. It is characterized by being moved to return to the original coordinate position.

【0009】本発明に従えば、物体の各部位毎の座標軸
を、その座標軸の原点を各部材の回転軸が通るように、
回転軸上の予め定める座標値とこの座標値が存在する座
標系の原点とを結ぶ仮想一直線に移動した後、前記座標
軸を各部位の形状を指定する方向ベクトルまわりに回転
させ、その後に座標軸を元の位置に戻すようにしたの
で、各部位の回転軸が座標軸からずれた位置に回転させ
る場合に比べて計算量を少なくすることができる。
According to the present invention, the coordinate axis of each part of the object is set such that the rotation axis of each member passes through the origin of the coordinate axis.
After moving to a virtual straight line connecting a predetermined coordinate value on the rotation axis and the origin of the coordinate system where this coordinate value exists, the coordinate axis is rotated around a direction vector that specifies the shape of each part, and then the coordinate axis is Since the position is returned to the original position, the amount of calculation can be reduced as compared with a case where the rotation axis of each part is rotated to a position shifted from the coordinate axis.

【0010】請求項3記載の本発明は、第1画像情報に
おける各部位中の軌跡を表示させたい部分を、全画面内
の予め定める第3表示領域に背景を黒として表示するた
めの第3画像情報を求め、この第3画像情報と前記第1
画像情報との論理和を、所定の拡大倍率に拡大して第2
表示領域に表示することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, a portion of the first image information where a locus of each part is to be displayed is displayed in a predetermined third display area in the entire screen with a black background. Image information is obtained, and the third image information and the first
The logical sum with the image information is enlarged to a predetermined magnification and
It is characterized in that it is displayed in a display area.

【0011】本発明に従えば、各部位の軌跡を表示させ
たい部分を第3表示領域に背景を黒として表示するため
の第3画像情報を求めて、この第3画像情報と前記第2
画像情報との論理和を拡大して第2表示領域に表示す
る。これによって第2表示領域には、第2画像情報によ
る画像と、第3画像による画像、すなわち軌跡とが重ね
書きされ、記憶すべき情報量および計算量を少なくし
て、物体の画像および各部位の動きの軌跡を同時に表示
することができ、これによって操作者はロボットの動き
を容易に認識することが可能となり、視覚的負担および
精神的負担を軽減することができる。
According to the present invention, third image information for displaying a portion in which the locus of each part is to be displayed in the third display area with a black background is obtained, and the third image information and the second image information are obtained.
The logical sum with the image information is enlarged and displayed in the second display area. As a result, in the second display area, the image based on the second image information and the image based on the third image, that is, the trajectory are overwritten, so that the amount of information to be stored and the amount of calculation are reduced, and the image of the object and each part Of the movement of the robot can be simultaneously displayed, whereby the operator can easily recognize the movement of the robot, and can reduce the visual load and the mental load.

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】請求項4記載の本発明は、前記第1および
第3画像情報を、第1および第3表示領域内の各水平走
査線の走査毎に垂直走査方向にシフトさせながら第1お
よび第3表示領域へそれぞれ書込み、これらの第1およ
び第3画像情報の論理和を求めた後、所定の拡大倍率に
拡大して前記第1および第3表示領域を除く残余の第2
表示領域に表示することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, the first and third image information are shifted in the vertical scanning direction for each horizontal scanning line in the first and third display areas while shifting the first and third image information. After writing into each of the three display areas and calculating the logical sum of the first and third image information, the image data is enlarged to a predetermined magnification and the remaining second and third display areas except the first and third display areas are enlarged.
It is characterized in that it is displayed in a display area.

【0015】本発明に従えば、全画面内の第1および第
3表示領域を除く残余の表示領域を第2表示領域とし、
第1表示領域には第1画像情報に基づく画像を表示さ
せ、第3表示領域には第3画像情報に基づく画像が表示
され、さらに第2表示領域には第1および第3画像情報
の論理和を拡大して個別に表示することができる。この
ようにして画面に第1〜第3表示領域によって異なる画
像が表示されるので、ロボットなどの物体の動きを第1
〜第3表示領域にそれぞれ対応した3つの表示内容によ
って確認し、あるいは判定することができるので、操作
者によるオフラインプログラミングおよび動作シミュレ
ーションなどのティーチング作業を支援することができ
る。
According to the present invention, the remaining display area other than the first and third display areas in the entire screen is defined as the second display area,
An image based on the first image information is displayed in the first display area, an image based on the third image information is displayed in the third display area, and a logic of the first and third image information is displayed in the second display area. The sum can be enlarged and displayed individually. In this way, different images are displayed on the screen depending on the first to third display areas, so that the movement of an object such as a robot can be controlled by the first display area.
Since it is possible to confirm or judge by the three display contents respectively corresponding to the third display area, it is possible to support the teaching work such as the offline programming and the operation simulation by the operator.

【0016】請求項5記載の本発明は、物体の相互に個
別に変位する各部位の回転軸と各部位の形状とが記憶さ
れる記憶手段と、記憶手段に記憶される各部位の回転軸
と各部位の形状とに基づいて、全画面の一部に相当する
画像情報を求め、この画像情報を所定の拡大倍率に拡大
した拡大画像情報を生成する画像情報生成手段と、画像
情報生成手段からの拡大画像情報に基づく物体の拡大画
像を表示する表示手段とを含むことを特徴とする3次元
コンピュータグラフィック表示装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a storage means for storing a rotation axis of each part displaced mutually and a shape of each part of the object, and a rotation axis of each part stored in the storage means. Image information generating means for obtaining image information corresponding to a part of the entire screen based on the shape of each part and generating enlarged image information obtained by enlarging the image information to a predetermined magnification. And display means for displaying an enlarged image of the object based on the enlarged image information from the computer.

【0017】本発明に従えば、記憶手段には物体の相互
に個別に変位する各部位の回転軸と各部位の形状とが記
憶され、画像情報生成手段は、前記記憶手段に記憶され
た各部位の回転軸と各部位の形状とに基づいて、全画面
の一部に相当する画像情報を求め、この画像情報を拡大
して拡大画像情報を生成する。このような拡大画像情報
に基づいて、表示手段は物体の拡大画像を表示する。こ
のようにして画像情報生成手段は、全画面の一部の画像
情報を求めた後に拡大するように構成されるので、計算
量を低減することができるので、表示画像を従来のよう
なワイヤフレームモデルに代えて、計算量および記憶量
の多いソリッドモデルによって、表示することができ、
これによって操作者の視覚的負担および精神的負担を軽
減することが可能となる。
According to the present invention, the storage means stores the rotation axis of each part displaced from each other of the object and the shape of each part, and the image information generating means stores each of the objects stored in the storage means. Image information corresponding to a part of the entire screen is obtained based on the rotation axis of the part and the shape of each part, and this image information is enlarged to generate enlarged image information. The display unit displays an enlarged image of the object based on such enlarged image information. In this way, the image information generating means is configured to enlarge the image information after obtaining a part of the image information of the entire screen, so that the amount of calculation can be reduced. Instead of a model, it can be displayed by a solid model with a large amount of computation and memory,
This makes it possible to reduce the visual and mental burden on the operator.

【0018】請求項6記載の本発明は、画像情報生成手
段は、記憶手段から読込んだ各部位の回転軸と各部位の
形状とに基づいて、第1画像情報と、この第1画像情報
を所定の拡大倍率に拡大した第2画像情報とを求め、第
1および第2画像情報を、表示手段の全画面内の相互に
異なる位置の第1および第2表示領域にそれぞれ表示す
ることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, the image information generating means includes a first image information and a first image information based on the rotation axis of each part and the shape of each part read from the storage means. And the second image information obtained by enlarging the image information to a predetermined magnification, and displaying the first and second image information in the first and second display areas at mutually different positions in the entire screen of the display means. Features.

【0019】本発明に従えば、画像情報生成手段は、記
憶手段から読込んだ各部位の回転軸と各部位の形状とに
基づいて、第1画像情報を求めた後に、この第1画像情
報を拡大して第2画像情報を求め、第1および第2画像
情報を表示手段の全画面内の相互に異なる位置の第1お
よび第2表示領域にそれぞれ表示する。このようにして
情報量の少ない第1画像情報を拡大して第2画像情報を
求めて表示するようにしたので、計算量を少なくするこ
とができるとともに、拡大された第2画像情報の第2表
示領域への表示によって操作者の視覚的負担および精神
的負担を軽減することができる。
According to the invention, the image information generating means obtains the first image information based on the rotation axis of each part and the shape of each part read from the storage means, and then obtains the first image information. Is enlarged to obtain second image information, and the first and second image information are respectively displayed in the first and second display areas at mutually different positions in the entire screen of the display means. In this way, the first image information having a small amount of information is enlarged and the second image information is obtained and displayed, so that the amount of calculation can be reduced and the second image information of the enlarged second image information can be reduced. The visual load and the mental load on the operator can be reduced by the display in the display area.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態の3
次元コンピュータグラフィック表示装置1を示すブロッ
ク図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment 3 of the present invention.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a three-dimensional computer graphic display device 1.

【0021】3次元コンピュータグラフィック表示装置
1は、画像情報生成手段として中央演算処理手段(略称
CPU)と、ランダムアクセスメモリ(略称RAM)に
よって実現される主記憶手段3と、ハードディスクドラ
イブ(略称HDD)によって実現される補助記憶手段4
と、陰極線管(CRT)または液晶表示素子(LCD)
などによって実現される表示手段5と、中央演算処理手
段に、主記憶手段3、補助記憶手段4および表示手段5
を相互に電気的に接続するバス6とを含む。
The three-dimensional computer graphic display device 1 has a central processing unit (abbreviated CPU) as image information generating unit, a main storage unit 3 realized by a random access memory (abbreviated RAM), and a hard disk drive (abbreviated HDD). Auxiliary storage means 4 realized by
And a cathode ray tube (CRT) or liquid crystal display (LCD)
The main storage means 3, the auxiliary storage means 4, and the display means 5
And a bus 6 for electrically connecting the two.

【0022】このような3次元コンピュータグラフィッ
ク表示装置1は、物体であるロボットの動作を制御する
ためのロボットコントローラと呼ばれるロボット制御手
段7からの制御信号に応答して、ロボットの動作をリア
ルタイムで制御するために、そのロボットの前記表示手
段5に3次元でアニメーション画像を表示してロボット
の状態をモニタし、ロボットの動作を指示するとき、オ
フラインプログラミングするとき、およびロボットの動
作シミュレーションを行うためなどに用いられる。
The three-dimensional computer graphic display device 1 controls the operation of the robot in real time in response to a control signal from a robot control means 7 called a robot controller for controlling the operation of the robot as an object. In order to monitor the state of the robot by displaying an animation image in three dimensions on the display means 5 of the robot, to instruct the operation of the robot, to perform offline programming, and to simulate the operation of the robot, etc. Used for

【0023】図2は主記憶手段4の記憶内容を示す図で
あり、図3はロボット8の構成を示す側面図である。ま
ず、図3を参照してロボット8の構成について説明す
る。ロボット8は、6軸ロボットであって、その動作は
前記ロボット制御手段7によって制御される。ロボット
8は、製造ラインまたは加工ラインが設置される床9に
固定されるベース10と、ベース10の上端部に床9の
表面に対して垂直な回転軸である第1軸J1まわりに回
動自在に連結される回転台11と、回転台11に一端部
が水平な第2軸J2まわりに角変位可能に連結される物
体の部位である第1アーム12と、第1アーム12の遊
端部に第2軸J2と平行な第3軸J3まわりに角変位可
能に基端部が連結される第2アーム13と、第2アーム
13の遊端部にその中心軸線に平行な第4軸J4まわり
に角変位可能に一端部が連結される第3アーム14と、
第3アーム14の遊端部に第2軸J2および第3軸J3
に平行な第5軸J5まわりに角変位可能に基端部が連結
される第4アーム15と、第4アーム15の遊端部にそ
の中心軸線に平行な第6軸J6まわりに角変位可能に連
結されるハンド16とを有する。
FIG. 2 is a diagram showing the contents stored in the main storage means 4, and FIG. 3 is a side view showing the structure of the robot 8. First, the configuration of the robot 8 will be described with reference to FIG. The robot 8 is a six-axis robot, and its operation is controlled by the robot control means 7. The robot 8 rotates around a first axis J1 which is a rotation axis perpendicular to the surface of the floor 9 at a top end of the base 10 fixed to a floor 9 on which a manufacturing line or a processing line is installed. A turntable 11 that is freely connected, a first arm 12 that is a part of an object that is connected to the turntable 11 such that one end thereof is angularly displaceable about a horizontal second axis J2, and a free end of the first arm 12. Arm 13 whose base end is connected to a portion so as to be angularly displaceable about a third axis J3 parallel to the second axis J2, and a fourth axis parallel to the center axis of the free end of the second arm 13 A third arm 14 having one end connected to be angularly displaceable around J4;
The free end of the third arm 14 includes a second axis J2 and a third axis J3.
Arm 15 whose base end is connected so as to be angularly displaceable about a fifth axis J5 parallel to the axis, and is angularly displaceable about a sixth axis J6 parallel to its central axis at the free end of the fourth arm 15. And a hand 16 connected to the

【0024】図2を参照して、前記補助記憶手段4は、
表示に関するプログラムが記憶される表示プログラム記
憶領域21と、第1軸J1〜第6軸J6に関するデータ
が記憶された回転軸データ記憶領域22と、ロボット8
の各部位である前記ベース10、回転台11、第1アー
ム12、第2アーム13、第3アーム14、第4アーム
15およびハンド16に関する形状データがそれぞれ個
別に記憶される形状データ記憶領域23a〜23gと軌
跡表示部位指定データを有する。このように補助記憶手
段4には、表示に関するプログラム、第1軸〜第6軸に
関するデータ、各部位に関するデータおよび軌跡表示部
位を指定するデータが個別に記憶されるので、このデー
タの変更を容易に行うことができる。
Referring to FIG. 2, the auxiliary storage means 4 comprises:
A display program storage area 21 in which a display-related program is stored; a rotation axis data storage area 22 in which data relating to a first axis J1 to a sixth axis J6 is stored;
The shape data storage area 23a in which shape data relating to the base 10, the rotary table 11, the first arm 12, the second arm 13, the third arm 14, the fourth arm 15, and the hand 16 which are the respective parts are individually stored. 2323 g and locus display site designation data. In this manner, the display-related program, the data on the first to sixth axes, the data on each part, and the data specifying the trajectory display part are individually stored in the auxiliary storage means 4, so that the data can be easily changed. Can be done.

【0025】図4は、表示手段5の画面27の表示内容
を説明するための図である。画面27には、物体である
ロボット8の全体像が表示される第1表示領域28が図
4における画面27の左上隅に設けられ、また画面27
には前記第1表示領域28に表示される表示内容を所定
の拡大倍率で拡大して表示するための第2表示領域29
は第1表示領域28よりも図4における右側に設けら
れ、さらに画面27の前記第1表示領域28の下方に
は、第1表示領域に表示される表示内容のうちで軌跡を
表示させたい部分を背景を黒として表示する第3表示領
域30が設けられる。第1表示領域28と第3表示領域
30とは、本実施の形態では同一面積に選ばれる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the display contents of the screen 27 of the display means 5. On the screen 27, a first display area 28 for displaying the whole image of the robot 8 as an object is provided at the upper left corner of the screen 27 in FIG.
A second display area 29 for displaying the display content displayed in the first display area 28 at a predetermined magnification.
4 is provided on the right side of FIG. 4 with respect to the first display area 28, and further below the first display area 28 of the screen 27, a portion of the display content displayed in the first display area, in which a locus is to be displayed. Is provided with a third display area 30 that displays a black background. The first display region 28 and the third display region 30 are selected to have the same area in the present embodiment.

【0026】図5は、3次元コンピュータグラフィック
表示装置1による画面27への表示動作を説明するため
のフローチャートである。まずステップa1で表示動作
が開始され、ステップa2で中央演算処理手段2は補助
記憶手段4の回転軸データ記憶領域22および軌跡表示
部位指定データ24から第1軸J1〜第6軸J6に関す
るデータおよび軌跡表示を行う部位を指定するデータを
呼び出して主記憶手段3に書込み、この主記憶手段3か
ら第1軸J1〜第6軸J6の各データおよび軌跡表示を
行う部位を指定するデータを読込む。このような第1軸
J1〜第6軸J6のデータの読込み動作後は、ステップ
a3で第1表示領域28に描画中であることを示すフラ
グf=0を設定し、ステップa4で第1表示領域28に
描画する。ステップa5で第3表示領域30に描画中で
あることを示すフラグf=1を設定し、ステップa6で
第3表示領域30に描画し、ステップa7で第1表示領
域28に表示される第1画像情報と第3表示領域30に
表示される第3画像情報との論理和を縦横n倍に拡大し
て、第2表示領域29に描画する。ステップa8で、プ
ログラムの終了指示が出ているかどうかを判断し、終了
命令が出ていれば終了し、そうでなければステップa3
に戻り、繰返し描画を行うことによりアニメーション表
示を実現する。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a display operation on the screen 27 by the three-dimensional computer graphic display device 1. First, the display operation is started in step a1, and in step a2, the central processing unit 2 obtains data on the first axis J1 to sixth axis J6 from the rotation axis data storage area 22 and the trajectory display site designation data 24 of the auxiliary storage means 4. Data for designating the part for which the locus is to be displayed is called and written into the main storage means 3, and the data of the first axis J1 to the sixth axis J6 and the data for designating the part for which the locus is to be displayed are read from the main storage means 3. . After the reading operation of the data of the first axis J1 to the sixth axis J6, a flag f = 0 indicating that the drawing is being performed in the first display area 28 is set in step a3, and the first display is performed in step a4. Drawing is performed in the area 28. At step a5, a flag f = 1 indicating that drawing is being performed on the third display area 30 is set, at step a6, drawing is performed on the third display area 30, and at step a7, the first display displayed on the first display area 28 is performed. The logical sum of the image information and the third image information displayed in the third display area 30 is magnified n times vertically and horizontally and drawn in the second display area 29. At step a8, it is determined whether or not an instruction to end the program has been issued. If an end instruction has been issued, the process ends.
And animation display is realized by repeatedly performing drawing.

【0027】図6は、3次元コンピュータグラフィック
表示装置1による第1表示領域28への具体的手順を説
明するためのフローチャートであり、図7は図6のステ
ップb5〜ステップb7の演算手順を説明するための図
であり、図7(1)は任意に仮定した部材Mが座標軸
X,Y,Z内に配置された状態を示し、図7(2)は座
標軸X,Y,Zを平行移動して部材Mの回転軸M1上に
重ねた状態を示し、図7(3)は座標軸X,Y,Zを角
度−θk回転させた状態を示し、図7(4)は座標軸X
YZを元に戻した状態を示す。
FIG. 6 is a flowchart for explaining a specific procedure for the first display area 28 by the three-dimensional computer graphic display device 1, and FIG. 7 is a flowchart for explaining the calculation procedure of steps b5 to b7 in FIG. FIG. 7A shows a state in which a member M arbitrarily assumed is arranged in coordinate axes X, Y, and Z, and FIG. 7B shows a state in which the coordinate axes X, Y, and Z are translated. 7 (3) shows a state in which the coordinate axes X, Y, Z are rotated by an angle −θk, and FIG. 7 (4) shows a state in which the coordinate axes X, Y, Z are rotated by an angle −θk.
This shows a state in which YZ has been returned to the original state.

【0028】ステップb1で第1表示領域28への表示
動作が開始され、ステップb2でベース10を第1番目
の部材番号j=1かどうかが判断され、部材番号j=1
である場合には、ステップb9へ移り、中央演算処理装
置2は補助記憶手段4の形状データ記憶領域23aから
ベース10に関する形状データを読込み、この形状デー
タjに基づいて第1画像情報を演算して求め、ステップ
b10で第1画像情報を第1表示領域28に表示し、ス
テップb11でjを1増加させ、ステップb2に戻る。
At step b1, the display operation on the first display area 28 is started. At step b2, it is determined whether or not the first member number j = 1 in the base 10, and the member number j = 1.
If so, the process proceeds to step b9, where the central processing unit 2 reads the shape data relating to the base 10 from the shape data storage area 23a of the auxiliary storage means 4, and calculates the first image information based on the shape data j. In step b10, the first image information is displayed in the first display area 28, j is increased by 1 in step b11, and the process returns to step b2.

【0029】前記ステップb3で部材番号j=1でない
場合にはステップb4に移り、部材番号j−1を値kに
書換えてステップb5へ移る。このステップb5では、
図7(1)に示されるように、座標軸X,Y,Zを第1
軸G1上の任意の点(xk,yk,zk)を結ぶ仮想一
直線に平行に移動して、図7(2)に示されるように回
転軸である第1軸G1が原点を通るように移動させ、ス
テップb6で座標軸X,Y,Zを図7(3)に示される
ように、座標(xk,yk,zk)を通り、方向ベクト
ル(ak,bk,ck)で示される各部位の回転軸まわ
りに−θkだけ回転させ、ステップb7で座標軸X,
Y,Zを図7(4)に示されるように原点と移動後の座
標軸X′,Y′,Z′の系内で原点と、(−xk,y
k,zk)とを結ぶ仮想一直線に平行に移動して、元の
座標軸X,Y,Zに戻す。
If the member number j is not equal to 1 in the step b3, the process proceeds to a step b4, where the member number j-1 is rewritten to the value k and the process proceeds to a step b5. In this step b5,
As shown in FIG. 7A, the coordinate axes X, Y, and Z are
The axis G1 moves parallel to an imaginary straight line connecting arbitrary points (xk, yk, zk) on the axis G1, and moves so that the first axis G1, which is the rotation axis, passes through the origin as shown in FIG. Then, in step b6, the coordinate axes X, Y, and Z are passed through the coordinates (xk, yk, zk) as shown in FIG. 7 (3), and the rotation of each part indicated by the direction vector (ak, bk, ck) is performed. Is rotated around the axis by -θk, and the coordinate axes X,
As shown in FIG. 7 (4), Y and Z are set to the origin and the origin within the system of the coordinate axes X ', Y' and Z 'after the movement and (-xk, y
(k, zk) in parallel with a virtual straight line connecting the coordinate axes X, Y, and Z.

【0030】次にステップb8で第1表示領域28に描
画中であることを示すフラグf=0となる第1条件また
は第2表示領域29に描画中であることを示すフラグf
=1でかつ軌跡表示部位指定データに指定されているか
否かの第2条件のいずれかを満たすか否かが判断され、
満たす場合にはステップb9に移り、満たさない場合に
はステップb11によって前記ステップb2に戻る。こ
のようにしてすべての部材、すなわちベース10、回転
台11、第1アーム12、第2アーム13、第3アーム
14、第4アーム15およびハンド16を第1表示領域
28に表示させ、図5のステップa4における第1表示
領域28への描画が終了する。このような図6に示す第
1表示領域28への表示手順は、前記ステップa6にお
ける第3表示領域30への表示手順においても軌跡を表
示させたい部位、たとえばハンド16を背景を黒として
表示する以外は同様な手順で演算が行われ、第3表示領
域30に軌跡を生じさせたい部位、たとえばハンド16
の軌跡が背景を黒として表示される。
Next, in step b8, a flag f = 0 indicating that drawing is being performed in the first display area 28 or a flag f indicating that drawing is being performed in the second display area 29.
= 1 and it is determined whether or not one of the second conditions of whether or not it is specified in the locus display region specification data is satisfied,
If the condition is satisfied, the process proceeds to step b9. If the condition is not satisfied, the process returns to step b2 through step b11. In this manner, all the members, that is, the base 10, the turntable 11, the first arm 12, the second arm 13, the third arm 14, the fourth arm 15, and the hand 16 are displayed in the first display area 28, and FIG. The drawing in the first display area 28 in step a4 is completed. In the display procedure in the first display area 28 shown in FIG. 6 as described above, in the display procedure in the third display area 30 in the step a6, a part where the trajectory is to be displayed, for example, the hand 16 is displayed with a black background. Other than the above, the calculation is performed in a similar procedure, and a portion where a trajectory is to be generated in the third display area 30, for example, the hand 16
Is displayed with a black background.

【0031】次に、図8〜図10を参照して、図5のス
テップa7における動作および図6のステップb10に
おける動作を説明する。
Next, the operation in step a7 in FIG. 5 and the operation in step b10 in FIG. 6 will be described with reference to FIGS.

【0032】図8は、図5のステップa7の第1画像情
報と第3画像情報との論理和を拡大して画面27に表示
する手順を説明するためのフローチャートである。ステ
ップc1で動作が開始され、ステップc2で加算ループ
x=0を読込んでクリア状態とし、ステップc3でy=
0を読込んでクリア状態とし、さらにステップc4でs
=0を読込んでクリア状態とする。次に、ステップc5
で第2表示領域29に表示されるべき第2画像情報をu
=x×n+sによって求める。ここに、nは拡大倍率を
示す。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the procedure for enlarging the logical sum of the first image information and the third image information in step a7 in FIG. The operation is started in step c1, the addition loop x = 0 is read in step c2 to make it clear, and in step c3, y =
0 is read to clear the state, and s is set in step c4.
= 0 is read to be in the clear state. Next, step c5
The second image information to be displayed in the second display area 29 by u
= X × n + s. Here, n indicates the magnification.

【0033】ステップc6でt=0に設定してクリア状
態とし、ステップc7で第2表示領域29のy軸方向の
座標値v=y×n+tを演算して求め、ステップc8で
第1表示領域28の各画素毎の画像情報A(x,y)と
第3表示領域30の各画素毎の画像情報B(x,y)と
の論理和C(u,v)を演算して求め、ステップc9で
第2画像情報C(u,v)が表示値0xFFFFFFを
越えているか否かを判断する。越えている場合にはステ
ップc10で第2表示領域29の各画素毎の第2画像情
報C(u,v)を最大表示値0xFFFFFFに設定
し、越えていない場合にはステップc11で前記ステッ
プc6に移ってカウントアップし、t=1に設定する。
その後、前記ステップc7〜ステップc11を繰返し、
t=n−1になれば次のステップc12に移る。このス
テップc12では、前記ステップc4に復帰してs=1
に設定し、再びステップc5〜ステップc12の動作を
繰返す。
At step c6, t = 0 is set to a clear state. At step c7, the coordinate value v = y × n + t in the y-axis direction of the second display area 29 is calculated and obtained. At step c8, the first display area is obtained. The logical sum C (u, v) of the image information A (x, y) of each pixel 28 and the image information B (x, y) of each pixel of the third display area 30 is obtained by calculating At c9, it is determined whether or not the second image information C (u, v) exceeds the display value 0xFFFFFF. If it exceeds, the second image information C (u, v) for each pixel in the second display area 29 is set to the maximum display value 0xFFFFFF in step c10, and if it does not exceed it, the above-mentioned step c6 is performed in step c11. Then, the count is incremented, and t = 1 is set.
Thereafter, the steps c7 to c11 are repeated,
When t = n-1, the process proceeds to the next step c12. In step c12, the process returns to step c4 and s = 1.
, And the operations of steps c5 to c12 are repeated again.

【0034】s=n−1になれば、次のステップc13
に移り、前記ステップc3における座標値y=1に設定
し、ステップc4〜ステップc13の動作を繰返す。y
=Y−1でステップc4〜ステップc13の処理が終了
すると、次のステップc14に移り、再び前記ステップ
c2で座標値x=1に設定して、ステップc3〜ステッ
プc14の動作をx=X−1になるまで繰返した後、ス
テップc3〜ステップc14までの処理が完了すると、
ステップc15で第1画像情報と第3画像情報との論理
和を拡大して画面27に表示する演算を終了する。
If s = n-1, the next step c13
Then, the coordinate value y is set to 1 in step c3, and the operations in steps c4 to c13 are repeated. y
When the processing of step c4 to step c13 is completed with Y = Y-1, the process proceeds to the next step c14, and the coordinate value x is set to 1 again in step c2, and the operation of step c3 to step c14 is performed by x = X− After repeating the processing until it becomes 1, when the processing from step c3 to step c14 is completed,
In step c15, the operation of enlarging the logical sum of the first image information and the third image information and displaying it on the screen 27 ends.

【0035】図9は、任意に仮定した物体Mの3次元画
像情報を2次元画像情報に変換する原理を説明するため
の図であり、図10は図6のステップb10の各形状デ
ータを画面27に表示するための具体的手順を説明する
ためのフローチャートである。前述の図6のステップb
10において、中央演算処理手段2は補助記憶手段4の
各形状データ記憶領域23a〜23gからベース10、
回転台11、第1〜第4アーム12〜15、およびハン
ド16の各形状データを呼出して主記憶手段2に一旦そ
れぞれ書込み、この主記憶手段3から順次データを読込
みながら、次の動作を実行する。ステップd1で動作は
開始され、ステップd2で0,1,…,x−1のx個の
要素を有する1次元配列T(x)を確保し、ステップd
3でT(x)のすべての値を、無限大を表す値で初期化
し、ステップd4でY軸上の座標値l=0として初期化
し、ステップb5で投影面31に垂直な平面、すなわち
y=lにおける切断面32で物体Mを切断する。
FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of converting the three-dimensional image information of the object M supposed arbitrarily into two-dimensional image information. FIG. 10 shows the screen of each shape data in step b10 of FIG. 27 is a flowchart for describing a specific procedure for displaying the information on a display 27. Step b in FIG.
In FIG. 10, the central processing unit 2 reads the base data from each of the shape data storage areas 23a to 23g of the auxiliary storage unit 4.
Each shape data of the turntable 11, the first to fourth arms 12 to 15, and the hand 16 is called and temporarily written into the main storage means 2, and the next operation is executed while sequentially reading data from the main storage means 3. I do. The operation is started in step d1, and in step d2, a one-dimensional array T (x) having x elements of 0, 1,.
In step 3, all values of T (x) are initialized with values representing infinity, in step d4, coordinate values on the Y-axis are initialized as l = 0, and in step b5, a plane perpendicular to the projection plane 31, that is, y The object M is cut at the cutting plane 32 at = 1.

【0036】次にステップd6で物体Mの切り口33を
線分群として求め、ステップd7で前記線分群の各線分
33a〜33dについて繰返し、ステップb8で線分3
3a〜33d上の各点について繰返し、ステップd9で
各線分34の切り口33上の各点35から投影面31ま
での距離をdとし、各点35を投影面31に投影した点
を(x,l)とする。ステップd10で、第3表示領域
30を描画中であり、かつ第3表示領域30内の各画素
B(x,l)が表示信号0x000000よりも大きい
か否かが判断され、この条件を満たす場合にはステップ
d14の繰返し命令によってステップd8に移り、y=
l+1の次の切断面32についてステップd9の投影動
作を繰返す。
Next, at step d6, the cut 33 of the object M is obtained as a line segment group, and at step d7, each of the line segments 33a to 33d of the line segment group is repeated, and at step b8, the line segment 3 is obtained.
The process is repeated for each point on 3a to 33d. In step d9, the distance from each point 35 on the cut 33 of each line segment 34 to the projection surface 31 is d, and the point at which each point 35 is projected on the projection surface 31 is (x, l). At step d10, it is determined whether the third display area 30 is being drawn and each pixel B (x, l) in the third display area 30 is larger than the display signal 0x000000. Moves to step d8 by the repetition instruction of step d14, and y =
The projection operation of step d9 is repeated for the cutting plane 32 next to l + 1.

【0037】ステップd10において、第3表示領域3
0を描画中でかつB(x,l)>0x000000でな
い場合には、次のステップd11に移り、見えなくなる
線を表示させない、いわゆる陰線処理を行うために、距
離d>T(x)であるか否かを判断する。d>T(x)
でない場合には、ステップd14に移り、d>T(x)
である場合には次のステップd12でd=T(x)と
し、ステップd13で各点35を画面27の第1表示領
域28に描画した後、ステップd14による繰返し命令
によって前記ステップd8に移り、線分33a上の各点
について繰返す。線分33a上のすべての点について終
了するとステップd15による繰返し命令で線分33
b,33c,33dと順次繰返し線分群33に含まれる
すべての線分に対してステップd8〜d14の動作を繰
返す。さらに次のステップd16で前記ステップd4に
移り、切断面32の位置をl=0からl=Y−1までス
テップd5〜ステップd16の動作を繰返し、ステップ
d17で物体Mの投影面31への投影動作を終了する。
このような物体Mを、ロボット8のベース10、回転台
11、第1〜第4アーム12〜15およびハンド16に
ついてそれぞれ同様に実行することによって、第1表示
領域28にロボット8の画像を描画することができる。
In step d10, the third display area 3
When 0 is being drawn and B (x, l)> 0x000000, the process proceeds to the next step d11, where the distance d> T (x) in order to perform a so-called hidden line process that does not display an invisible line. It is determined whether or not. d> T (x)
If not, the process proceeds to step d14, where d> T (x)
In step d12, d = T (x) is set in the next step d12, each point 35 is drawn in the first display area 28 of the screen 27 in step d13, and the process proceeds to step d8 by a repetition command in step d14. Repeat for each point on line segment 33a. When all the points on the line segment 33a are completed, the line segment 33 is executed by the repetition instruction in step d15.
The operations of steps d8 to d14 are repeated for all the line segments included in the line segment group 33 which repeats b, 33c, 33d. In the next step d16, the process proceeds to step d4, and the position of the cut surface 32 is repeated from l = 0 to 1 = Y-1 in steps d5 to d16. In step d17, the object M is projected onto the projection surface 31. End the operation.
An image of the robot 8 is drawn in the first display area 28 by executing such an object M on the base 10, the turntable 11, the first to fourth arms 12 to 15 and the hand 16 of the robot 8 in the same manner. can do.

【0038】また第3表示領域30については、ロボッ
ト8の軌跡を表示させたい部位、たとえばハンド16だ
けを、背景を黒で重ね合わせ描画させること、すなわち
ハンド16についてだけ上記ステップd10の条件を当
てはめ、残余のベース10、回転台11および第1〜第
4アーム12〜15については描画させないことによっ
て前回描画した画像の上に重ね合わせた描画を行ったハ
ンド16の軌跡を示す画像を得ることができる。
In the third display area 30, a portion where the trajectory of the robot 8 is to be displayed, for example, only the hand 16, is drawn by superimposing the background in black, that is, the condition of step d10 is applied only to the hand 16. By not drawing the remaining base 10, the rotary table 11, and the first to fourth arms 12 to 15, it is possible to obtain an image indicating the trajectory of the hand 16 that has drawn the image that was superimposed on the previously drawn image. it can.

【0039】このようなハンド16の軌跡は、第3表示
領域30に必ずしも表示する必要はなく、この第3表示
領域30に描画するための第3画像情報と第1画像情報
とを用いて第2表示領域29にn倍に拡大した画像を描
画するようにしてもよい。この第2表示領域29は、第
1および第3表示領域28,30に描画しない場合に
は、画面27全体を第2表示領域として用いることもで
きる。
The trajectory of the hand 16 does not necessarily need to be displayed in the third display area 30, but is displayed using the third image information and the first image information to be drawn in the third display area 30. An image magnified n times may be drawn in the second display area 29. When the second display area 29 is not drawn in the first and third display areas 28 and 30, the entire screen 27 can be used as the second display area.

【0040】以上のようにして、(1)まず領域28
に、ロボットの現在状態のコンピュータグラフィック
を、領域を消去してから描画する。(2)続いて領域3
0に、軌跡を表示させたい部分のコンピュータグラフィ
ックを、背景を黒として領域を消去せずに重ね描きを行
う。これによって領域30に軌跡が表示される。次に
(3)領域28,30のビットマップ論理和をとる。領
域30の背景は黒なので、論理和をとるとロボットの現
在状態に軌跡が重ね描きされる。(4)さらに領域29
の大きさにあわせてビットマップ拡大処理を行い、領域
29にコンピュータグラフィックを表示する。
As described above, (1) First, the area 28
Next, the computer graphic of the current state of the robot is drawn after erasing the area. (2) Next, area 3
At 0, the computer graphic of the portion where the trajectory is to be displayed is overlaid with the background being black without erasing the area. Thus, the locus is displayed in the area 30. Next, (3) a bit map logical sum of the areas 28 and 30 is calculated. Since the background of the region 30 is black, if the logical sum is taken, the trajectory is drawn over the current state of the robot. (4) Further area 29
, And a computer graphic is displayed in the area 29.

【0041】このように(1),(2),(3),
(4)を一定の時間間隔で繰返すことにより、アニメー
ション表示が実現される。
Thus, (1), (2), (3),
By repeating (4) at regular time intervals, animation display is realized.

【0042】ビットマップ論理和・拡大の各処理は、コ
ンピュータグラフィックの計算を行うことに比べて計算
量が格段に少ないため、この方法によりコンピュータグ
ラフィック描画時の計算量を激減させることができる。
本方式では、領域28,30と領域29の大きさの比率
を変更することにより、コンピュータグラフィック精度
と計算負荷を調整することが可能という特徴がある。
Since the amount of calculation in each of the bit map logical sum and enlargement is much smaller than that in the case of performing computer graphic calculations, this method can drastically reduce the amount of calculation when drawing computer graphics.
This method has a feature that the computer graphic accuracy and the calculation load can be adjusted by changing the size ratio between the areas 28 and 30 and the area 29.

【0043】領域29が領域28,30の9倍の面積が
ある場合、本方式では、領域29に直接描画する場合に
比べて2/9強の計算量で描画が可能となる。また、軌
跡表示を行わない場合には1/9強の計算量にまで削減
できる。この手法では、消去せずに重ね描きを行うこと
により軌跡表示を実現しており、軌跡を表示するための
特別な手法を必要としない利点がある。すなわち、ロボ
ットの状態モニタを行うために、第1軸j1〜第6軸j
6の各軸値を与えることによって第1〜第3表示領域2
8,29,30にそれぞれロボット8の画像を3次元グ
ラフィックスで描画することができる。このような3次
元コンピュータグラフィックを表示させる場合に、第1
および第3表示領域28,30の副画面を用いて、ある
いは第1および第3表示領域28,30に表示するため
の第1および第3画像情報を用いてソフトウエア機器に
計算量を削減することができる。さらに3次元コンピュ
ータグラフィックを表示するにあたって、第3表示領域
30に所定の部位の軌跡だけを表示することができるの
で、ロボット8のオフラインプログラミングおよび動作
シミュレーションなどのティーチング作業を、良好な視
認性で確認しながら操作することができ、ティーチング
作業時の操作者への視覚的負担および精神的負担を軽減
することができる。
In the case where the area 29 has nine times the area of the areas 28 and 30, the present system can draw with a little more than 2/9 the amount of calculation as compared with the case where the area 29 is drawn directly. If the trajectory display is not performed, the calculation amount can be reduced to just over 1/9. In this method, the trajectory display is realized by performing the overwriting without erasing, and there is an advantage that a special method for displaying the trajectory is not required. That is, in order to monitor the state of the robot, the first axis j1 to the sixth axis j
6 to give the first to third display areas 2
Images of the robot 8 can be drawn in three-dimensional graphics on 8, 29, and 30, respectively. When displaying such a three-dimensional computer graphic, the first
And reduce the amount of calculation for the software device by using the sub-screens of the third and third display areas 28 and 30 or by using the first and third image information to be displayed in the first and third display areas 28 and 30. be able to. Further, when displaying a three-dimensional computer graphic, only the trajectory of a predetermined part can be displayed in the third display area 30, so that teaching work such as offline programming and operation simulation of the robot 8 can be confirmed with good visibility. It is possible to reduce the visual and mental burden on the operator during the teaching operation.

【0044】[0044]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、全画面の
予め定める第1表示領域に表示するための第1画像情報
を画素毎に所定の拡大倍率にビットマップ拡大して第2
画像情報を求め、この第2画像情報は、全画面内の予め
定める第2表示領域に表示される。このように第1画像
情報は全画面内の一部である第1表示領域に表示させる
ための情報とし、この全画面に満たない一部の表示領域
に相当する画像情報を所定の拡大倍率にビットマップ拡
大して前記第2表示領域に表示させるので、各画素毎に
対応する大きさの記憶領域が割り当てられ、画面を画素
単位で制御することができ、第1画像情報に基づいて第
2画像情報を得るための計算量を削減することができ
る。
According to the first aspect of the present invention, the first image information to be displayed in the predetermined first display area of the entire screen is bitmap-enlarged to a predetermined magnification for each pixel, and the second image information is expanded to the second image.
Image information is obtained, and the second image information is displayed in a predetermined second display area in the entire screen. As described above, the first image information is information to be displayed in the first display area that is a part of the entire screen, and the image information corresponding to the partial display area that is less than the entire screen is set to a predetermined magnification. Since the bit map is enlarged and displayed in the second display area, a storage area having a size corresponding to each pixel is allocated, the screen can be controlled in pixel units, and the second area is controlled based on the first image information. The amount of calculation for obtaining image information can be reduced.

【0045】請求項2記載の発明によれば、物体の各部
位毎の座標軸を、その座標軸の原点を各部材の回転軸が
通るように、回転軸上の予め定める座標値とこの座標値
が存在する座標系の原点とを結ぶ仮想一直線に移動した
後、前記座標軸を各部位の形状を指定する方向ベクトル
まわりに回転させ、その後に座標軸を元の位置に戻すよ
うにしたので、各部位の回転軸が座標軸からずれた位置
に回転させる場合に比べて計算量を少なくすることがで
きる。
According to the second aspect of the present invention, a predetermined coordinate value on the rotation axis and this coordinate value are set so that the coordinate axis of each part of the object passes through the origin of the coordinate axis. After moving to a virtual straight line connecting the origin of the existing coordinate system, the coordinate axes are rotated around a direction vector that specifies the shape of each part, and then the coordinate axes are returned to their original positions. The amount of calculation can be reduced as compared with the case where the rotation axis is rotated to a position shifted from the coordinate axis.

【0046】請求項3記載の発明によれば、各部位の軌
跡を表示させたい部分を第3表示領域に背景を黒として
表示するための第3画像情報を求めて、この第3画像情
報と前記第2画像情報との論理和を拡大して第2表示領
域に表示する。これによって第2表示領域には、第2画
像情報による画像と、第3画像による画像、すなわち軌
跡とが重ね書きされ、記憶すべき情報量および計算量を
少なくして、物体の画像および各部位の動きの軌跡を同
時に表示することができ、これによって操作者はロボッ
トの動きを容易に認識することが可能となり、視覚的負
担および精神的負担を軽減することができる。
According to the third aspect of the present invention, the third image information for displaying the portion where the trajectory of each part is to be displayed in the third display area with the background black is obtained. The logical sum with the second image information is enlarged and displayed in the second display area. As a result, in the second display area, the image based on the second image information and the image based on the third image, that is, the trajectory are overwritten, so that the amount of information to be stored and the amount of calculation are reduced, and the image of the object and each part are reduced. Of the movement of the robot can be simultaneously displayed, whereby the operator can easily recognize the movement of the robot, and can reduce the visual load and the mental load.

【0047】[0047]

【0048】請求項4記載の発明によれば、全画面内の
第1および第3表示領域を除く残余の表示領域を第2表
示領域とし、第1表示領域には第1画像情報に基づく画
像を表示させ、第3表示領域には第3画像情報に基づく
画像が表示され、さらに第2表示領域には第1および第
3画像情報の論理和を拡大して個別に表示することがで
きる。このようにして画面に第1〜第3表示領域によっ
て異なる画像が表示されるので、ロボットなどの物体の
動きを第1〜第3表示領域にそれぞれ対応した3つの表
示内容によって確認し、あるいは判定することができる
ので、操作者によるオフラインプログラミングおよび動
作シミュレーションなどのティーチング作業を支援する
ことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the remaining display area other than the first and third display areas in the entire screen is the second display area, and the first display area has an image based on the first image information. Is displayed, an image based on the third image information is displayed in the third display area, and the logical sum of the first and third image information can be enlarged and individually displayed in the second display area. In this manner, different images are displayed on the screen depending on the first to third display areas, so that the motion of an object such as a robot is confirmed or determined by three display contents corresponding to the first to third display areas, respectively. Therefore, teaching work such as offline programming and operation simulation by the operator can be supported.

【0049】請求項5記載の発明によれば、記憶手段に
は物体の相互に個別に変位する各部位の回転軸と各部位
の形状とが記憶され、画像情報生成手段は、前記記憶手
段に記憶された各部位の回転軸と各部位の形状とに基づ
いて、全画面の一部に相当する画像情報を求め、この画
像情報を拡大して拡大画像情報を生成する。このような
拡大画像情報に基づいて、表示手段は物体の拡大画像を
表示する。このようにして画像情報生成手段は、全画面
の一部の画像情報を求めた後に拡大するように構成され
るので、記憶すべき情報量および計算量を低減すること
ができるので、表示画像を従来のようなワイヤフレーム
モデルに代えて、計算量および記憶量の多いソリッドモ
デルによって、表示することができ、これによって操作
者の視覚的負担および精神的負担を軽減することが可能
となる。
According to the fifth aspect of the present invention, the storage means stores the rotation axes of the respective parts of the object which are displaced from each other and the shape of each part, and the image information generating means stores the information in the storage means. Image information corresponding to a part of the entire screen is obtained based on the stored rotation axis of each part and the shape of each part, and this image information is enlarged to generate enlarged image information. The display unit displays an enlarged image of the object based on such enlarged image information. In this way, the image information generating means is configured to enlarge the image information after obtaining a part of the image information of the entire screen, so that the amount of information to be stored and the amount of calculation can be reduced. Instead of the conventional wireframe model, it can be displayed by a solid model having a large amount of calculation and storage, thereby reducing the visual and mental burden on the operator.

【0050】請求項6記載の発明によれば、画像情報生
成手段は、記憶手段から読込んだ各部位の回転軸と各部
位の形状とに基づいて、第1画像情報を求めた後に、こ
の第1画像情報を拡大して第2画像情報を求め、第1お
よび第2画像情報を表示手段の全画面内の相互に異なる
位置の第1および第2表示領域にそれぞれ表示する。こ
のようにして情報量の少ない第1画像情報を拡大して第
2画像情報を求めて表示するようにしたので、計算量を
少なくすることができるとともに、拡大された第2画像
情報の第2表示領域への表示によって操作者の視覚的負
担および精神的負担を軽減することができる。
According to the present invention, the image information generating means obtains the first image information based on the rotation axis of each part read from the storage means and the shape of each part, and then obtains the first image information. The second image information is obtained by enlarging the first image information, and the first and second image information are displayed in the first and second display areas at mutually different positions in the entire screen of the display means. In this way, the first image information having a small amount of information is enlarged and the second image information is obtained and displayed, so that the amount of calculation can be reduced and the second image information of the enlarged second image information can be reduced. The visual load and the mental load on the operator can be reduced by the display in the display area.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態の3次元コンピュータグ
ラフィック表示装置1を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a three-dimensional computer graphic display device 1 according to an embodiment of the present invention.

【図2】補助記憶手段4の記憶内容を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing storage contents of an auxiliary storage unit 4;

【図3】ロボット8の構成を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing the configuration of the robot 8;

【図4】表示手段5の画面27の表示内容を説明するた
めの図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining display contents on a screen 27 of the display means 5;

【図5】3次元コンピュータグラフィック表示装置1に
よる画面27への表示動作を説明するためのフローチャ
ートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a display operation on a screen 27 by the three-dimensional computer graphic display device 1;

【図6】3次元コンピュータグラフィック表示装置によ
る第1表示領域28への表示動作の具体的手順を説明す
るためのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining a specific procedure of a display operation on a first display area 28 by the three-dimensional computer graphic display device.

【図7】図6のステップb5〜ステップb7の演算手順
を説明するための図であり、図7(1)は任意に仮定し
た物体Mが座標軸X,Y,Z内に配置された状態を示
し、図7(2)は座標軸X,Y,Zを平行移動して部材
Mの回転軸M1上に重ねた状態を示し、図7(3)は座
標軸X,Y,Zを角度−θk回転させた状態を示し、図
7(4)は座標軸X,Y,Zを元に戻した状態を示す。
7A and 7B are diagrams for explaining the calculation procedure of steps b5 to b7 in FIG. 6; FIG. 7A shows a state in which an arbitrarily assumed object M is arranged in coordinate axes X, Y, and Z; 7 (2) shows a state in which the coordinate axes X, Y, Z are translated and overlapped on the rotation axis M1 of the member M, and FIG. 7 (3) shows the coordinate axes X, Y, Z rotated by an angle -θk. FIG. 7D shows a state in which the coordinate axes X, Y, and Z are returned to the original state.

【図8】図5のステップa7の第1画像情報と第3画像
情報との論理和を拡大して画面27の第2表示領域29
に表示する手順を説明するためのフローチャートであ
る。
8 is an enlarged view of the logical sum of the first image information and the third image information in step a7 of FIG.
6 is a flowchart for explaining the procedure for displaying the information.

【図9】任意に仮定した物体Mの3次元画像情報を2次
元画像情報に変換する原理を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of converting arbitrarily assumed three-dimensional image information of an object M into two-dimensional image information.

【図10】図6のステップb10の各形状データを画面
27の第1表示領域28に表示する具体的手順を説明す
るためのフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart for explaining a specific procedure for displaying each shape data in step b10 of FIG. 6 in a first display area 28 of a screen 27;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 3次元コンピュータグラフィック表示装置 2 中央演算処理手段 3 主記憶手段 4 補助記憶手段 5 表示手段 6 バス 7 ロボット制御手段 8 ロボット 9 床 10 ベース 11 回転台 12 第1アーム 13 第2アーム 14 第3アーム 15 第4アーム 16 ハンド 21 表示プログラム記憶領域 22 回転軸データ記憶領域 23a〜23g 形状データ記憶領域 24 軌跡表示部位指定データ記憶領域 27 画面 28 第1表示領域 29 第2表示領域 30 第3表示領域 31 投影面 32 切断面 33 切り口 33a〜33d 切り口の線分群 34 切り口の点35から投影面までの距離 35 切り口上の点 J1 第1軸 J2 第2軸 J3 第3軸 J4 第4軸 J5 第5軸 J6 第6軸 Reference Signs List 1 3D computer graphic display device 2 Central processing means 3 Main storage means 4 Auxiliary storage means 5 Display means 6 Bus 7 Robot control means 8 Robot 9 Floor 10 Base 11 Turntable 12 First arm 13 Second arm 14 Third arm 15 fourth arm 16 hand 21 display program storage area 22 rotation axis data storage area 23a to 23g shape data storage area 24 locus display region designation data storage area 27 screen 28 first display area 29 second display area 30 third display area 31 Projection plane 32 Cut plane 33 Cut 33a to 33d Line group of cut 34 Distance from cut 35 to projection plane 35 Point on cut J1 First axis J2 Second axis J3 Third axis J4 Fourth axis J5 Fifth axis J6 6th axis

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−137109(JP,A) 特開 平9−120308(JP,A) 特開 平2−212219(JP,A) 特開 平2−236704(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 19/409 B25J 19/04 G05B 19/425 G06T 17/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-4-137109 (JP, A) JP-A-9-120308 (JP, A) JP-A-2-212219 (JP, A) JP-A-2-236704 (JP) , A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G05B 19/409 B25J 19/04 G05B 19/425 G06T 17/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 物体の相互に個別に変位する各部位の回
転軸と各部位の形状とをそれぞれ読込んで、全画面内の
予め定める第1表示領域に表示するための第1画像情報
を求め、 第1画像情報を画素毎に所定の拡大倍率にビットマップ
拡大して第2画像情報を求め、この第2画像情報を全画
面内の予め定める第2表示領域に表示することを特徴と
する3次元コンピュータグラフィック表示方法。
1. A rotation axis of each part displaced from each other of an object and a shape of each part are respectively read to obtain first image information to be displayed in a predetermined first display area in the entire screen. A second image information obtained by bitmap-enlarging the first image information to a predetermined enlargement magnification for each pixel, and displaying the second image information in a predetermined second display area in the entire screen. 3D computer graphic display method.
【請求項2】 各部位毎の座標軸を、その原点を回転軸
が通るように、前記回転軸上の予め定める座標値とこの
座標値の原点とを結ぶ仮想一直線に平行に移動させ、 座標軸を、各部位の形状を示す方向ベクトルまわりに各
部位の回転量だけ回転させ、 この座標軸を、前記仮想一直線に平行に前記平行移動量
だけ前記移動方向とは逆方向に移動させて元の座標位置
に戻すことを特徴とする請求項1記載の3次元コンピュ
ータグラフィック表示方法。
2. A coordinate axis for each part is moved in parallel with a virtual straight line connecting a predetermined coordinate value on the rotation axis and the origin of the coordinate value so that the rotation axis passes through the origin. Is rotated by a rotation amount of each part around a direction vector indicating the shape of each part, and the coordinate axis is moved in the direction opposite to the movement direction by the parallel movement amount in parallel with the virtual straight line to obtain the original coordinate position. 2. The three-dimensional computer graphic display method according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 第1画像情報における各部位中の軌跡を
表示させたい部分を、全画面内の予め定める第3表示領
域に背景を黒として表示するための第3画像情報を求
め、 この第3画像情報と前記第1画像情報との論理和を、所
定の拡大倍率に拡大して第2表示領域に表示することを
特徴とする請求項1または2記載の3次元コンピュータ
グラフィック表示方法。
3. A third image information for displaying a portion of the first image information where a trajectory in each part is to be displayed in a predetermined third display area of the entire screen with a black background is obtained. 3. The three-dimensional computer graphic display method according to claim 1, wherein the logical sum of the three image information and the first image information is enlarged to a predetermined magnification and displayed in the second display area.
【請求項4】 前記第1および第3画像情報を、第1お
よび第3表示領域内の各水平走査線の走査毎に垂直走査
方向にシフトさせながら第1および第3表示領域へそれ
ぞれ書込み、これらの第1および第3画像情報の論理和
を求めた後、所定の拡大倍率に拡大して前記第1および
第3表示領域を除く残余の第2表示領域に表示すること
を特徴とする請求項3記載の3次元コンピュータグラフ
ィック表示方法。
4. The first and third image information is written to the first and third display areas while being shifted in a vertical scanning direction for each horizontal scanning line in the first and third display areas, respectively. After calculating the logical sum of the first and third image information, the image information is enlarged to a predetermined magnification and displayed in the remaining second display area excluding the first and third display areas. Item 3. The three-dimensional computer graphic display method according to Item 3.
【請求項5】 物体の相互に個別に変位する各部位の回
転軸と各部位の形状とが記憶される記憶手段と、 記憶手段に記憶される各部位の回転軸と各部位の形状と
に基づいて、全画面の一部に相当する画像情報を求め、
この画像情報を所定の拡大倍率に拡大した拡大画像情報
を生成する画像情報生成手段と、 画像情報生成手段からの拡大画像情報に基づく物体の拡
大画像を表示する表示手段とを含むことを特徴とする3
次元コンピュータグラフィック表示装置。
5. A storage means for storing a rotation axis of each part and a shape of each part which are individually displaced from each other, and a rotation axis of each part and a shape of each part stored in the storage means. Based on the image information corresponding to a part of the full screen,
Image information generating means for generating enlarged image information obtained by enlarging the image information to a predetermined magnification, and display means for displaying an enlarged image of the object based on the enlarged image information from the image information generating means. Do 3
3D computer graphic display.
【請求項6】 画像情報生成手段は、記憶手段から読込
んだ各部位の回転軸と各部位の形状とに基づいて、第1
画像情報と、この第1画像情報を所定の拡大倍率に拡大
した第2画像情報とを求め、第1および第2画像情報
を、表示手段の全画面内の相互に異なる位置の第1およ
び第2表示領域にそれぞれ表示することを特徴とする請
求項5記載の3次元コンピュータグラフィック表示装
置。
6. An image information generating means, based on a rotation axis of each part and a shape of each part read from the storage means,
Image information and second image information obtained by enlarging the first image information to a predetermined magnification are obtained, and the first and second image information are converted into first and second image information at mutually different positions in the entire screen of the display means. 6. The three-dimensional computer graphic display device according to claim 5, wherein the three-dimensional computer graphic display is performed in two display areas.
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