Matematické Fórum


1. 8. 2026 (L) Fórum bude brzy uzavřeno 😿

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 16. 02. 2015 19:18 — Editoval pctechnik (16. 02. 2015 19:19)

pctechnik
Zelenáč
Příspěvky: 3
Škola: VOŠ Jihlava
Pozice: zaměstnanec
Reputace:   
 

Určení souřadnic bodu ve 3D

Mám 3D desku v prostoru a chci ji natáhnout (jednu hranu) o nějakou vzdálenost (50) od nějakého bodu na té hraně. Deska je natočena ve všech 3osách AX=20, AY=30, AZ=40 stupňů (AX=angle X).
Potřebuji odvodit rovnice pro osy X,Y,Z, abych po dosazení dostal souřadnice nového bodu. Prostě offset o kolik se daný bod v prostoru posune ve všech osách.
Na obrázku, se mi bod s předchozími parametry posunul o vzdálenost v X=33.17069741, Y=27.83351996, Z=-25. Toto je teda výsledek pro ověření co musí vyjít, pokud budou rovnice správně.

Hledal jsem vektory, transformace souřadnic, ale neumím si to odvodit.

//forum.matweb.cz/upload3/img/2015-02/10785_Obrazek.jpg

Děkuji

Offline

 

#2 21. 02. 2015 14:33

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Určení souřadnic bodu ve 3D

Zdravím,

přesunula jsem téma do Ostatních zajímavých a úloh pro praxi, zda někoho nezaujme. Zatím nevypadá, že by zaujala. Upřesním si to:

Deska je natočena ve všech 3osách AX=20, AY=30, AZ=40 stupňů (AX=angle X).

to jsou směrové úhly (tedy máme směrové kosiny) a rovnice roviny je dána (pravděpodobně máš i nějaké body v rovině). Jelikož rovina by byla neomezená, tak plán "posouvat hranu o určitou vzdálenost" rozumím, že deska je konečná a buď máš body vrcholů, nebo omezující přímky (a jejích průsečíky tvoří vrcholy). Posunout hranu je tedy zapsat rovnici přímky rovnoběžně zvolené hraně, ležící ve stejně rovině a vzdálené od původní o zadanou vzdálenost. Tedy by stačilo mít jeden bod nové přímky.

V předchozím sice neuvažuji, že deska není rovina, ale těleso v prostoru, to ale nemění první dotazy. Ještě - deska je zadána rozměry - jsou uvázány jako vzdálenosti na osách od počátku? nebo jinak?

Prostě offset o kolik se daný bod v prostoru posune ve všech osách.
Na obrázku, se mi bod s předchozími parametry posunul o vzdálenost v X=33.17069741, Y=27.83351996, Z=-25.

pozice (v žlutém kolečku) je výsledek posunu, nebo požadované umístění nového bodu? Odpovídá to i obrázku, nebo nový bod bude vyžadovat i nové natočení desky (to asi ne).

Zkus, prosím, upřesnit, pokud je aktuální (+ ve kterém programu pracuješ). Děkuji.

Offline

 

#3 21. 02. 2015 16:31

pctechnik
Zelenáč
Příspěvky: 3
Škola: VOŠ Jihlava
Pozice: zaměstnanec
Reputace:   
 

Re: Určení souřadnic bodu ve 3D

Deska má rozměry 500x250x18 a tyto rozměry se vztahují k souřadnému systému samotné desky (prostě deska je takto velká, když ji změřím metrem). Rozměr desky se odečítá od počátečného bodu (jednoho z vrcholů) na desce. Samotný rozměr desky je nepodstatný pro mé rovnice.
Deska je umístěna v jiném (hlavním) souřadném systému, ve kterém je natočena. Deska po změně rozměru zůstane pořád stejně natočená, jen bude mít jiné rozměry, v tomto případě bude 550x250x18.
Pozice X,Y,Z ve žlutém kolečku je výsledek celého výpočtu, který je potřeba rovnicemi získat. Je to odečet souřadnic nového bodu, respektive odskoku/offsetu od bodu původního. Tímto tedy mám jak vstupní parametry, tak výstupní (výsledek) – pro ověření.
Je potřeba získat 3 rovnice, jedna pro X, dále Y a Z. Každá rovnice bude obsahovat všechny tři úhly (sin/cos) a vzdálenost posunu. Žádné jiné parametry nejsou pro výpočet potřeba.
Celý příklad je jednoduchý, akorát si jej správně představit. Příklad jsem si namodeloval v AutoCAD 3D, kde jsem hranu (4 vrcholy) posunul o 50mm a zjistil jsem, že se jeden (jakýkoliv) bod na hraně posunul o vzdálenost od původního o tyto hodnoty X=33.17069741, Y=27.83351996, Z=-25. Tyto hodnoty potřebuji vypočítat rovnicemi.
Program, ve kterém to řeším, se jmenuje Cabinet Vision a je to systém automatizace do truhlářské výroby. V něm programuji makro, které bude zvětšovat/zmenšovat dílce. Tudíž potřebuji v určitých případech znovu-vypočítat  počátek desky.
Snad jsem trochu více upřesnil, o co jde.

Offline

 

#4 22. 02. 2015 10:01 — Editoval jelena (22. 02. 2015 10:25)

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Určení souřadnic bodu ve 3D

↑ pctechnik:

děkuji, podle uvedených čísel to vypadá, že vzdálenost bodu (X=33.17069741, Y=27.83351996, Z=-25) je počítána od bodu [0, 0, 0] Odkaz. To je jedna rovnice $|d|=\sqrt{X^2+Y^2+Z^2}$

Edit: někde je ovšem potíž, jelikož uvedený bod neleží v dále uvedené rovině (kontrolováno dosazováním).

Rovnice jedné stěny desky (té, co prochází bodem [0, 0, 0] a je kolmá normálovému vektoru zadanému úhly) je $   x\cos\alpha + y\cos\beta + z\cos\gamma=0$ a podle odkazu můžeme přepsat i na obecný tvar (dopočteme a, b, c). Tato stěna by měla vzniknout, pokud nezadáme tloušťku desky. To je druhá rovnice. V tento moment bychom měli zadanou kružnici všech bodů, vzdálených od počátku o udanou vzdálenost a ležících v uvedené rovině.

Teď bychom potřebovali přímku, která protne tuto kružnici v požadovaných bodech. To je přímka odpovídající spodní hraně desky. Tato přímka i sama (v parametrickém tvaru) by byla postačující, jelikož by jednoznačně udávala přímku, kde leží hledaný bod. Doplněno o vzdálenost, dává 2 možné polohy bodu, výběr z těchto poloh se ošetří kontrolou, zda takto deska bude prodloužena, nebo zkrácena.

Tedy bych úlohu upravila na nalezení parametrického tvaru přímky, co tvoří spodní hranu desky. Máme:
*předpis pro rovinu desky, ve které je přímka,
*víme, že přímka prochází bodem [0, 0, 0] a dalším bodem, který je udán rozměrem desky (další z vrcholu obdélníku),
*další vlastností - normálový vektor roviny je kolmý na uhlopříčky obdélníku, na jednotlivé strany obdélníku atd.

Bohužel, zde končím (spíš bych řekla, že neumím se přimluvit k odvozování, neb to nevidím -jak). Přitom si myslím, že úloha je zadána jednoznačně a jak píšeš "Celý příklad je jednoduchý".

Tak zda by někdo z kolegů nepomohl s odvozením parametrické rovnice spodní hrany desky. Děkuji.

Offline

 

#5 22. 02. 2015 11:46

pctechnik
Zelenáč
Příspěvky: 3
Škola: VOŠ Jihlava
Pozice: zaměstnanec
Reputace:   
 

Re: Určení souřadnic bodu ve 3D

děkuji za řešení příkladu i do této podoby

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson