专利名称：图档同步显示方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图档同步显示方法及系统，特别涉及一种三次元离线编程的图档同步显示方法及系统。
背景技术：
在离线编写三次元量测程序时，一般需要开启一个CAD(Computer Aided Design,计算机辅助设计)系统和一个三次元离线编程系统。该CAD系统中包括待量测产品的理论二维(2D, two-dimensions)图档和理论三维(3D, three-dimensions)图档。该 CAD 系统将显示该2D图档，该2D图档显示有产品各量测部位的尺寸和编号。将CAD系统中的该3D图档导入该三次元离线编程系统中后，用户可以在该三次元离线编程系统中结合该3D图档编写量测程序。·
这种编程方法的主要缺点是(I)需要先在CAD系统中找到量测部位的尺寸和编号，然后在三次元离线编程系统中对3D图档相应的量测部位进行编程，使得用户在编程过程中需要来回切换CAD系统和三次元离线编程系统，不仅操作复杂，而且容易出错；(2)由于2D图档和3D图档无法同步显示，当图档发生旋转、平移或缩放时，用户不方便在图档中找到相应的量测部位，容易造成量测部位的遗漏。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种图档同步显示方法，可以在三次元离线编程系统中同步显示2D图档和对应的3D图档，便于查找量测部位，提高编程效率。还有必要提供一种图档同步显示系统，可以在三次元离线编程系统中同步显示2D图档和对应的3D图档，便于查找量测部位，提高编程效率。一种图档同步显示方法，包括以下步骤图档导入步骤将待量测产品的2D图档和3D图档分别导入三次元离线编程系统的2D视图空间和3D视图空间中同层显示；坐标系建立步骤在该2D视图空间中建立2D用户坐标系，在该3D视图空间中建立3D用户坐标系，该2D用户坐标系与该2D用户坐标系一致；矩阵计算步骤一计算该3D图档在该3D用户坐标系下旋转到与3D视图空间的屏幕坐标系一致且满屏显示时的3D视图矩阵，以及计算该2D图档满屏显示时的2D视图矩阵；矩阵计算步骤二 根据该3D视图矩阵和2D视图矩阵计算视图同步补偿矩阵；矩阵计算步骤三计算使3D图档发生旋转、平移或缩放的3D视图空间的当前视图矩阵，以及计算使2D图档发生平移或缩放的2D视图空间的当前视图矩阵；矩阵计算步骤四以鼠标的光标所在视图空间为当前视图空间，以该当前视图空间对应的视图空间为同步视图空间，利用该视图同步补偿矩阵计算该当前视图空间的同步矩阵；矩阵计算步骤五根据该当前视图空间的同步矩阵和同步视图空间的当前视图矩阵计算更新视图矩阵；同步显示步骤将该更新视图矩阵与同步视图空间中的所有对象相乘，从而更新同步视图空间中的所有对象。一种图档同步显示系统，包括图档导入模块,用于将待量测产品的2D图档和3D图档分别导入三次元离线编程系统的2D视图空间和3D视图空间中同层显示；坐标系建立模块，用于在该2D视图空间中建立2D用户坐标系，在该3D视图空间中建立3D用户坐标系，该2D用户坐标系与该2D用户坐标系一致；矩阵计算模块，用于计算该3D图档在该3D用户坐标系下旋转到与3D视图空间的屏幕坐标系一致且满屏显示时的3D视图矩阵，以及计算该2D图档满屏显示时的2D视图矩阵；所述矩阵计算模块，还用于根据该3D视图矩阵和2D视图矩阵计算视图同步补偿矩阵；所述矩阵计算模块，还用于计算使3D图档发生旋转、平移或缩放的3D视图空间的当前视图矩阵，以及计算使2D图档发生平移或缩放的2D视图空间的当前视图矩阵；所述矩阵计算模块，还用于以鼠标的光标所在视图空间为当前视图空间，以该当前视图空间对应的视图空间为同步视图空间，利用该视图同步补偿矩阵计算该当前视图空间的同步矩阵；所述矩阵计算模块，还用于根据该当前视图空间的同步矩阵和同步视图空间的当前视图矩阵计算更新视图矩阵；同步显示模块，用于将该更新视图矩阵与同步视图空间中的所有对象相乘，从而更新同步视图空间中的所有对象。相较于现有技术，本发明图档同步显示方法及系统，可以在三次元离线编程系统 中同步显示2D图档和对应的3D图档，便于查找量测部位，提高编程效率。
图I是本发明图档同步显示系统较佳实施例的运行环境图。图2是三次元离线编程系统视图空间的一个示例图。图3是本发明图档同步显示方法较佳实施例的流程图。主要元件符号说明
西机11
图档同步显示系统_10
IMlX 模块 _Τ 坐标系建立丰旲块_102
算模块
同步显示模块_104
位置标记模块_105
CAD系统
I元离线编程系统—30~
存储器_40_
处g器_50
显示设备_60
鼠标_70
方框^ ^IT
圆
方孔
圆孔|622
如下具体实施方式
将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施例方式参阅图I所示，是本发明图档同步显示系统较佳实施例的运行环境图。在本实施例中，该图档同步显示系统10运行于一台计算机I中，该计算机I还包括CAD系统20、三次元离线编程系统30、存储器40、处理器50、显示设备60和鼠标70。
在本实施例中，该图档同步显示系统10、CAD系统20和三次元离线编程系统30以软件程序或指令的形式安装在所述存储器40中。在其他实施例中，该存储器40可以为计算机I外接的存储设备。所述处理器50执行该图档同步显示系统10、CAD系统20和三次元离线编程系统30的程序代码，将CAD系统20中待量测产品的2D图档和3D图档导入到三次元离线编程系统30中同层同步显示。该2D图档中显示有产品各量测部位的尺寸和编号。所述显示设备60用于显示三次元离线编程系统30的视图空间，该2D图档和3D图档将显示于该视图空间中。 该图档同步显示系统包括图档导入模块101、坐标系建立模块102、矩阵计算模块103、同步显示模块104和位置标记模块105。本发明所称的模块是完成一特定功能的计算机程序段，比程序更适合于描述软件在计算机中的执行过程，因此在本发明以下对软件描述都以模块描述。所述图档导入模块101用于将CAD系统20中待量测产品的2D图档和3D图档分别导入三次元离线编程系统30的两个视图空间中同层显示。参阅图2所示，2D图档显示于一个2D视图空间中，3D图档显示于一个3D视图空间中。其中该2D视图空间和3D视图空间的摆放位置不限于图2所示。所述坐标系建立模块102用于在该2D视图空间中建立一个用户坐标系(UCS，UserCoordinate System)(以下简称“2D用户坐标系”)。首先,坐标系建立模块102在该2D图档中选取一组2D特征元素，该组2D特征元素的组合在该2D图档中可以指示唯一的部位。该组2D特征元素可以由点、圆、线等元素组成。例如，该组2D特征元素可以由图2所示的方框611和圆612组成。然后，坐标系建立模块102根据该组2D特征元素建立2D用户坐标系。所述坐标系建立模块102还用于在3D视图空间中建立一个与该2D用户坐标系一致的用户坐标系(以下简称“3D用户坐标系”)。该坐标系建立模块102在3D图档中找到与该组2D特征元素对应的一组3D特征元素，例如图2所示的方孔621和圆孔622。然后坐标系建立模块102根据该组3D特征元素建立3D用户坐标系。在2D图档和3D图档中，待量测产品的同一部位在该2D用户坐标系和在该3D用户坐标系下的坐标是一致的。所述矩阵计算模块103用于计算该3D图档在该3D用户坐标系下旋转到与3D视图空间的屏幕坐标系(DCS,Display Coordinate System)—致,且在3D视图空间中满屏显示时的视图矩阵(以下简称为“3D视图矩阵”)。具体而言，首先，矩阵计算模块103需要计算3D图档的旋转矩阵(以下简称“3D旋转矩阵”)，计算该3D旋转矩阵的方法包括以下过程(1)获取该3D用户坐标系Z轴对应的法向量VI，设该法向量Vl的坐标为(VI. X，Vl.y, VI. z) ; (2)获取显示设备60的屏幕的法向量V2，设该法向量V2的坐标为(V2. X，V2. y,V2. z)(屏幕的单位法向量坐标为(0，0，I));
(3)计算该法向量Vl和法向量V2的夹角A，计算该夹角A的公式如下
f Vl.x*V2,x + Vl.y *V2.y + Π.z W2.z I A = a cos —.
JCFl.x2 +Vl.y2 +Fl.z2)*(F2.x2 +V2.yA +F2.z2)) ’
(4)计算垂直于法向量Vl和法向量V2的法向量V，设该法向量V的坐标为(V. X, V. y,V. Z)，该法向量V的坐标计算方法如下
V. X=Vl. y*V2. z 一 V2. y*Vl. z V. y=Vl. z*V2. X - V2. z*Vl. x V. z=Vl. x^V2. y 一 V2. x^Vl. y ；
(5)该3D旋转矩阵即为绕法向量V旋转角度A的旋转矩阵，设该3D旋转矩阵为rotate3D，利用3D复合变换公式计算该3D旋转矩阵，公式如下
权利要求
1.一种图档同步显示方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 图档导入步骤将待量测产品的2D图档和3D图档分别导入三次元离线编程系统的2D视图空间和3D视图空间中同层显不； 坐标系建立步骤在该2D视图空间中建立2D用户坐标系，在该3D视图空间中建立3D用户坐标系，该2D用户坐标系与该3D用户坐标系一致； 矩阵计算步骤一计算该3D图档在该3D用户坐标系下旋转到与3D视图空间的屏幕坐标系一致且满屏显示时的3D视图矩阵，以及计算该2D图档满屏显示时的2D视图矩阵； 矩阵计算步骤二 根据该3D视图矩阵和2D视图矩阵计算视图同步补偿矩阵； 矩阵计算步骤三计算使3D图档发生旋转、平移或缩放的3D视图空间的当前视图矩阵，以及计算使2D图档发生平移或缩放的2D视图空间的当前视图矩阵； 矩阵计算步骤四以鼠标的光标所在视图空间为当前视图空间，以该当前视图空间对应的视图空间为同步视图空间，利用该视图同步补偿矩阵计算该当前视图空间的同步矩阵； 矩阵计算步骤五根据该当前视图空间的同步矩阵和同步视图空间的当前视图矩阵计算更新视图矩阵； 同步显示步骤将该更新视图矩阵与同步视图空间中的所有对象相乘，从而更新同步视图空间中的所有对象。
2.如权利要求I所述的图档同步显示方法，其特征在于，所述视图同步补偿矩阵为该3D视图矩阵与该2D视图矩阵之差。
3.如权利要求I所述的图档同步显示方法，其特征在于，若当前视图空间为3D视图空间，则当前视图空间的同步矩阵为该3D视图空间的当前视图矩阵与该视图同步补偿矩阵之差，若当前视图空间为2D视图空间，则当前视图空间的同步矩阵为该2D视图空间的当前视图矩阵与该视图同步补偿矩阵之和。
4.如权利要求I所述的图档同步显示方法，其特征在于，所述更新视图矩阵为当前视图空间的同步矩阵与同步视图空间的当前视图矩阵的乘积。
5.如权利要求I所述的图档同步显示方法，其特征在于，该方法还包括位置标记步骤获取光标在当前视图空间的屏幕坐标系下的坐标，将该屏幕坐标系下的坐标转换为当前视图空间的用户坐标系下的坐标，并在同步视图空间中该用户坐标系下的坐标处作标记。
6.一种图档同步显示系统，其特征在于，该系统包括 图档导入模块，用于将待量测产品的2D图档和3D图档分别导入三次元离线编程系统的2D视图空间和3D视图空间中同层显示； 坐标系建立模块，用于在该2D视图空间中建立2D用户坐标系，在该3D视图空间中建立3D用户坐标系，该2D用户坐标系与该2D用户坐标系一致；矩阵计算模块，用于计算该3D图档在该3D用户坐标系下旋转到与3D视图空间的屏幕坐标系一致且满屏显示时的3D视图矩阵，以及计算该2D图档满屏显示时的2D视图矩阵；所述矩阵计算模块，还用于根据该3D视图矩阵和2D视图矩阵计算视图同步补偿矩阵； 所述矩阵计算模块，还用于计算使3D图档发生旋转、平移或缩放的3D视图空间的当前视图矩阵，以及计算使2D图档发生平移或缩放的2D视图空间的当前视图矩阵；所述矩阵计算模块，还用于以鼠标的光标所在视图空间为当前视图空间，以该当前视图空间对应的视图空间为同步视图空间，利用该视图同步补偿矩阵计算该当前视图空间的同步矩阵； 所述矩阵计算模块，还用于根据该当前视图空间的同步矩阵和同步视图空间的当前视图矩阵计算更新视图矩阵； 同步显示模块，用于将该更新视图矩阵与同步视图空间中的所有对象相乘，从而更新同步视图空间中的所有对象。
7.如权利要求6所述的图档同步显示系统，其特征在于，所述视图同步补偿矩阵为该3D视图矩阵与该2D视图矩阵之差。
8.如权利要求6所述的图档同步显示系统，其特征在于，若当前视图空间为3D视图空间，则当前视图空间的同步矩阵为该3D视图空间的当前视图矩阵与该视图同步补偿矩阵之差，若当前视图空间为2D视图空间，则当前视图空间的同步矩阵为该2D视图空间的当前视图矩阵与该视图同步补偿矩阵之和。
9.如权利要求6所述的图档同步显示系统，其特征在于，所述更新视图矩阵为当前视图空间的同步矩阵与同步视图空间的当前视图矩阵的乘积。
10.如权利要求6所述的图档同步显示系统，其特征在于，该系统还包括 位置标记模块，用于获取光标在当前视图空间的屏幕坐标系下的坐标，将该屏幕坐标系下的坐标转换为当前视图空间的用户坐标系下的坐标，并在同步视图空间中该用户坐标系下的坐标处作标记。
全文摘要
一种图档同步显示方法，包括以下步骤将2D图档和3D图档分别导入三次元离线编程系统的2D视图空间和3D视图空间；计算3D视图矩阵及2D视图矩阵；根据该3D视图矩阵和2D视图矩阵计算视图同步补偿矩阵；计算3D视图空间的当前视图矩阵，以及2D视图空间的当前视图矩阵；以光标所在视图空间为当前视图空间，以对应的视图空间为同步视图空间，计算该当前视图空间的同步矩阵；根据该当前视图空间的同步矩阵和同步视图空间的当前视图矩阵计算更新视图矩阵；将该更新视图矩阵与同步视图空间中的所有对象相乘。本发明还提供一种图档同步显示系统。利用本发明可以在三次元离线编程系统中同步显示2D图档和对应的3D图档。
文档编号G06F9/44GK102955690SQ20111024569
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者张旨光, 吴新元, 王敏 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司