Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

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