JP3240817B2 - 速度指令による三次元座標入力方法 - Google Patents
速度指令による三次元座標入力方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、速度指令による三次元
座標入力方法、とりわけ、入力手段としてマウスを用い
ることを特徴とする座標入力方法に関する。近年、三次
元ＣＡＤにて部品組立の確認等を行う時の物体移動、ま
たはロボット操作やロボットシミュレータでロボット機
構を移動する等の目的のために、三次元座標入力の用途
が増大し、簡便な入力方法が要求されている。
座標入力方法、とりわけ、入力手段としてマウスを用い
ることを特徴とする座標入力方法に関する。近年、三次
元ＣＡＤにて部品組立の確認等を行う時の物体移動、ま
たはロボット操作やロボットシミュレータでロボット機
構を移動する等の目的のために、三次元座標入力の用途
が増大し、簡便な入力方法が要求されている。
【０００２】このため、特別な装置を用いない三次元座
標入力装置として、計算機の付属マウスのみを用いる方
法がこれまで幾つか提案されている。
標入力装置として、計算機の付属マウスのみを用いる方
法がこれまで幾つか提案されている。
【０００３】
【従来の技術】しかし、それらのほとんどは、位置指令
値によって三次元座標を入力するものである。例えば、
（１）付属マウスの二次元位置変位量Ｄｘ、Ｄｙとボタ
ンによる単位量移動Ｄｚで三次元座標を入力する方法、
（２）傾き平面を持たせることで奥行き方向の移動を与
え、三次元座標を入力する方法等の例がある。
値によって三次元座標を入力するものである。例えば、
（１）付属マウスの二次元位置変位量Ｄｘ、Ｄｙとボタ
ンによる単位量移動Ｄｚで三次元座標を入力する方法、
（２）傾き平面を持たせることで奥行き方向の移動を与
え、三次元座標を入力する方法等の例がある。
【０００４】しかし、（１）では微妙な位置合わせが困
難であり、（２）の入力方法は複雑であった。また、三
次元マウスは空間位置／姿勢を直接的に入力できるとい
う特徴があるが、マウスを常にオペレータが手で保持す
る必要があるため、オペレータは疲労を感じる。一方、
ロボットの遠隔操作においては、ジョイスティック、マ
スタアーム等を用いた操作が、三次元移動指令を入力す
るために分かり易く一般的であるため、操作の容易性・
簡便性において優れており、歓迎されるものであるが、
特別な装置を使用するため、システムとして高価、複雑
で大きいという欠点がある。
難であり、（２）の入力方法は複雑であった。また、三
次元マウスは空間位置／姿勢を直接的に入力できるとい
う特徴があるが、マウスを常にオペレータが手で保持す
る必要があるため、オペレータは疲労を感じる。一方、
ロボットの遠隔操作においては、ジョイスティック、マ
スタアーム等を用いた操作が、三次元移動指令を入力す
るために分かり易く一般的であるため、操作の容易性・
簡便性において優れており、歓迎されるものであるが、
特別な装置を使用するため、システムとして高価、複雑
で大きいという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来提案されている計
算機の付属マウスのみを用いる幾つかの方法のほとんど
は、位置指令値によって三次元座標を入力するものであ
り、以下のような問題を生じていた。即ち、 （１）物体の変位量に適当なマウスの変位量Ｄｘ、Ｄ
ｙ、Ｄｚを発生することが困難であるために、微妙な位
置合わせが困難である。 （２）何度もマウスを動かすためにオペレータが疲労を
感じる。 （３）ｚ方向は特別な移動であった。例えば、ボタンを
押している間、単位量の移動を行う。 （４）傾き平面を持たせる三次元座標入力方法は複雑で
あった。 本発明は、以上のような問題点を含まない簡易な三次元
座標入力方法を提供することを目的とする。
算機の付属マウスのみを用いる幾つかの方法のほとんど
は、位置指令値によって三次元座標を入力するものであ
り、以下のような問題を生じていた。即ち、 （１）物体の変位量に適当なマウスの変位量Ｄｘ、Ｄ
ｙ、Ｄｚを発生することが困難であるために、微妙な位
置合わせが困難である。 （２）何度もマウスを動かすためにオペレータが疲労を
感じる。 （３）ｚ方向は特別な移動であった。例えば、ボタンを
押している間、単位量の移動を行う。 （４）傾き平面を持たせる三次元座標入力方法は複雑で
あった。 本発明は、以上のような問題点を含まない簡易な三次元
座標入力方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。図中、１０はマウスで、速度指令値入力とし
てカーソルの位置を入力するもの、２０は速度計算手段
で、カーソル位置の変移から速度を求めるもの、３０は
位置計算手段で、速度を積分して位置を求めるもの、４
０は位置表示手段で、グラフィクス表示部に物体、ロボ
ット等の表示を行うものである。
図である。図中、１０はマウスで、速度指令値入力とし
てカーソルの位置を入力するもの、２０は速度計算手段
で、カーソル位置の変移から速度を求めるもの、３０は
位置計算手段で、速度を積分して位置を求めるもの、４
０は位置表示手段で、グラフィクス表示部に物体、ロボ
ット等の表示を行うものである。
【０００７】
【作用】上記の手段は、ロボットの遠隔操作において
は、一般的に使われるジョイスティックによる三次元座
標入力方法と同様の速度指令方法を用いるものである。
すなわち、ジョイスティックを用いる速度指令方法は、
スティックの傾き又はそれに比例した力を速度とし、そ
の速度を積分して位置を算出する。その機構は、傾きを
検出するセンサ、または六軸（三軸）力センサを利用し
た比較的簡単なものである。本発明は、上記のセンサに
よる速度発生を画面上のカーソル位置で代替して、ジョ
イスティック感覚で速度指令方法を実現しようとするも
のである。
は、一般的に使われるジョイスティックによる三次元座
標入力方法と同様の速度指令方法を用いるものである。
すなわち、ジョイスティックを用いる速度指令方法は、
スティックの傾き又はそれに比例した力を速度とし、そ
の速度を積分して位置を算出する。その機構は、傾きを
検出するセンサ、または六軸（三軸）力センサを利用し
た比較的簡単なものである。本発明は、上記のセンサに
よる速度発生を画面上のカーソル位置で代替して、ジョ
イスティック感覚で速度指令方法を実現しようとするも
のである。
【０００８】図２はマウスを用いた三次元入力方法のシ
ステム構成図、図４は三ボタンマウスによる速度指令に
よる三次元座標入力部をそれぞれ示す。カーソル位置
（３０５）は計算機に付属のマウス（１０２）で移動さ
せる。マウス移動による画面上のカーソル座標から、速
度を計算し、例えば三ボタンマウス（３１０）を用いる
場合には、マウスのボタン１（３１１）、２（３１
２）、３（３１３）の押されている方向に速度を与え、
その積分値として、位置を与える。ファンクションキー
（１０４）により、速度／角速度を切り替え、三次元位
置／姿勢を与える。
ステム構成図、図４は三ボタンマウスによる速度指令に
よる三次元座標入力部をそれぞれ示す。カーソル位置
（３０５）は計算機に付属のマウス（１０２）で移動さ
せる。マウス移動による画面上のカーソル座標から、速
度を計算し、例えば三ボタンマウス（３１０）を用いる
場合には、マウスのボタン１（３１１）、２（３１
２）、３（３１３）の押されている方向に速度を与え、
その積分値として、位置を与える。ファンクションキー
（１０４）により、速度／角速度を切り替え、三次元位
置／姿勢を与える。
【０００９】従って、マウスを用いることによって、簡
単な装置で、微妙な入力を容易に行うことが可能とな
る。
単な装置で、微妙な入力を容易に行うことが可能とな
る。
【００１０】
（１）本発明の第１の実施例 図４に本発明の第１の実施例である「三ボタンマウスを
用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関する構
成図を示す。 図中、３０１はディスプレイ画面、３０
２はグラフィックス表示部、３０４および３０５は物
体、３０５はカーソル、３０６は三次元座標計算部、３
１０はマウス、３１１、３１２および３１３はマウスの
ボタンをそれぞれ示す。 （１―１）全体構成 本方法を実現するためのマウスを用いた三次元入力方法
のシステム構成図を図２に示す。本システムでは、オペ
レータ（１００）は、計算機（１０１）に付属のマウス
（１０２）とキーボード（１０３）上のファンクション
キー（１０４）を使用するので、特別な装置を必要とし
ない。 ただし、マウスは、三ボタンを持つこととす
る。最近は、三ボタンマウスはＳＵＮ、ＩＲＩＳ等のワ
ークステーションでは標準であり、他の計算機でも多
い。
用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関する構
成図を示す。 図中、３０１はディスプレイ画面、３０
２はグラフィックス表示部、３０４および３０５は物
体、３０５はカーソル、３０６は三次元座標計算部、３
１０はマウス、３１１、３１２および３１３はマウスの
ボタンをそれぞれ示す。 （１―１）全体構成 本方法を実現するためのマウスを用いた三次元入力方法
のシステム構成図を図２に示す。本システムでは、オペ
レータ（１００）は、計算機（１０１）に付属のマウス
（１０２）とキーボード（１０３）上のファンクション
キー（１０４）を使用するので、特別な装置を必要とし
ない。 ただし、マウスは、三ボタンを持つこととす
る。最近は、三ボタンマウスはＳＵＮ、ＩＲＩＳ等のワ
ークステーションでは標準であり、他の計算機でも多
い。
【００１１】計算機のディスプレイには、作業に応じて
以下の画面が表示される。三次元ＣＡＤを用いた機構解
析時の物体移動の際には、（ａ）三次元ＣＡＤ用画面が
表示され、ロボット操作やロボットシミュレータでロボ
ット機構を移動する際には、（ｂ）実画像又はロボット
シミュレータ画面が表示されている。（ａ）では物体２
（２０５）の位置／姿勢を、（ｂ）ではロボット先端の
手先座標（２１７）の位置／姿勢を三次元座標で入力す
ることを考える。 （１―２）本実施例の実施方法 図４では、図３（ａ）の画面を参考に話しを進めて行く
が、図３（ｂ）の場合も同様である。
以下の画面が表示される。三次元ＣＡＤを用いた機構解
析時の物体移動の際には、（ａ）三次元ＣＡＤ用画面が
表示され、ロボット操作やロボットシミュレータでロボ
ット機構を移動する際には、（ｂ）実画像又はロボット
シミュレータ画面が表示されている。（ａ）では物体２
（２０５）の位置／姿勢を、（ｂ）ではロボット先端の
手先座標（２１７）の位置／姿勢を三次元座標で入力す
ることを考える。 （１―２）本実施例の実施方法 図４では、図３（ａ）の画面を参考に話しを進めて行く
が、図３（ｂ）の場合も同様である。
【００１２】図５のようにキーボード（１０３）上のフ
ァンクションキー（１０４）が押されたら位置／姿勢が
切り替わる。ファンクションキーが押さる毎に、位置計
算モード（４０２）と姿勢計算モード（４０３）が切り
替わる。先ず、位置計算モードを例に説明する。オペレ
ータ（１００）はマウス（３１０）により速度指令値入
力を行う。図５は、カーソル（３０５）の位置に応じ
て、三次元座標計算部（３０６）が行う計算の手順を示
す。図中、Ｘmax は計算機ディスプレイ画面（３０１）
の横方向サイズ、Ｘold 、Ｙold 、Ｚold はそれぞれ、
前回のサンプリング時刻における、ｘ、ｙ、ｚ座標の
値、dtはサンプリングタイムを表す。
ァンクションキー（１０４）が押されたら位置／姿勢が
切り替わる。ファンクションキーが押さる毎に、位置計
算モード（４０２）と姿勢計算モード（４０３）が切り
替わる。先ず、位置計算モードを例に説明する。オペレ
ータ（１００）はマウス（３１０）により速度指令値入
力を行う。図５は、カーソル（３０５）の位置に応じ
て、三次元座標計算部（３０６）が行う計算の手順を示
す。図中、Ｘmax は計算機ディスプレイ画面（３０１）
の横方向サイズ、Ｘold 、Ｙold 、Ｚold はそれぞれ、
前回のサンプリング時刻における、ｘ、ｙ、ｚ座標の
値、dtはサンプリングタイムを表す。
【００１３】まず、計算機ディスプレイ画面（３０１）
の横方向の中央線を Ｘcent＝Ｘmax ／２ に設定する。次に、マウス（３１０）の移動により変化
するカーソルのｘ座標をＸcarsolとして、カーソル変移
量 Ｖ＝Ｘcarsol−Ｘcent を求める。
の横方向の中央線を Ｘcent＝Ｘmax ／２ に設定する。次に、マウス（３１０）の移動により変化
するカーソルのｘ座標をＸcarsolとして、カーソル変移
量 Ｖ＝Ｘcarsol−Ｘcent を求める。
【００１４】次に、マウス（３１０）のボタン１、２、
３（３１１〜３１３）をｘ、ｙ、ｚの各々の方向に対応
付け、マウス（３０１）のどのボタンがＯＮになってい
るかによって、対応する座標の速度をＶの値に、速度ゲ
インＳratio を乗じて求め、求めた速度Ｖｘ、Ｖｙ、又
はＶｚの値にdtを掛けて、これを前回のサンプリング時
刻における座標の値Ｘold 、Ｙold 、又はＺold に加え
て、即ち、速度の時間積分の値として、現サンプリング
時刻における座標、Ｘ、Ｙ、Ｚが求まる。
３（３１１〜３１３）をｘ、ｙ、ｚの各々の方向に対応
付け、マウス（３０１）のどのボタンがＯＮになってい
るかによって、対応する座標の速度をＶの値に、速度ゲ
インＳratio を乗じて求め、求めた速度Ｖｘ、Ｖｙ、又
はＶｚの値にdtを掛けて、これを前回のサンプリング時
刻における座標の値Ｘold 、Ｙold 、又はＺold に加え
て、即ち、速度の時間積分の値として、現サンプリング
時刻における座標、Ｘ、Ｙ、Ｚが求まる。
【００１５】この結果、ボタン１のみがＯＮならば、ｘ
方向のみの移動、ボタン１とボタン２が共にＯＮなら
ば、ｘ方向とｙ方向の移動、ボタン１、２、３がＯＮな
らば、ｘ、ｙ、ｚ方向の移動として表すことができる。
速度はカーソル変位量Ｖに比例するので、カーソル位置
が画面中心線に近い、すなわち、カーソル変位量Ｖが小
さいならば、速度は小さく、カーソル変位量Ｖが大きい
ならば、速度は大きくなる。なお、速度ゲインＳratio
は応答性を変化させる働きをする。以上は位置計算モー
ド（４０２）の場合を例に、三次元座標計算部の計算手
順を説明したが、姿勢計算モード（４０３）の場合も同
様の手順で計算される。なお、姿勢計算モード（４０
３）では角速度ゲインＲratio が応答性を変化させる働
きをする。
方向のみの移動、ボタン１とボタン２が共にＯＮなら
ば、ｘ方向とｙ方向の移動、ボタン１、２、３がＯＮな
らば、ｘ、ｙ、ｚ方向の移動として表すことができる。
速度はカーソル変位量Ｖに比例するので、カーソル位置
が画面中心線に近い、すなわち、カーソル変位量Ｖが小
さいならば、速度は小さく、カーソル変位量Ｖが大きい
ならば、速度は大きくなる。なお、速度ゲインＳratio
は応答性を変化させる働きをする。以上は位置計算モー
ド（４０２）の場合を例に、三次元座標計算部の計算手
順を説明したが、姿勢計算モード（４０３）の場合も同
様の手順で計算される。なお、姿勢計算モード（４０
３）では角速度ゲインＲratio が応答性を変化させる働
きをする。
【００１６】速度零点の位置に関しては、上記実施例で
はＸcent＝Ｘmax ／２としたが、他にＸcentをずらした
もの、縦方向に基準線Ｙcentを取ったものが考えられ
る。 （２）本発明の第２の実施例 図６に本発明の第２の実施例である「三ボタンマウスと
速度スケールを用いた速度指令による三次元座標入力方
法」の速度スケールにより速度指令を明確化する画面を
示す。図中、５０１および５１１はディスプレイ画面、
５０２および５１２はグラフィックス表示部、５０３お
よび５１３は速度スケール、５０４および５１４はカー
ソルをそれぞれ示す。 （２―１）全体構成 第１の実施例のシステム構成に加え、図６のように速度
スケール（５０３、５１３）を表示する。 （２―２）本実施例の実施方法 第１の実施例では、Ｘcent＝Ｘmax ／２として画面中心
線を基準に速度を計算する。Ｘcentをずらせば、任意の
位置で速度指令値が出せるが、どこが速度零点であるか
分かりにくい。それを改善するために図６（ａ）、
（ｂ）のように速度スケール（５０３、５１３）を表示
する。（ａ）は横型速度スケール（５０３）を使用する
場合、（ｂ）は縦型速度スケール（５１３）を使用する
場合である。速度零点Ｘcent（Ｙcent）を速度スケール
に対応させてずらしておけば、オペレータは速度の大き
さ、方向を理解し易くなり、操作性が向上する。
はＸcent＝Ｘmax ／２としたが、他にＸcentをずらした
もの、縦方向に基準線Ｙcentを取ったものが考えられ
る。 （２）本発明の第２の実施例 図６に本発明の第２の実施例である「三ボタンマウスと
速度スケールを用いた速度指令による三次元座標入力方
法」の速度スケールにより速度指令を明確化する画面を
示す。図中、５０１および５１１はディスプレイ画面、
５０２および５１２はグラフィックス表示部、５０３お
よび５１３は速度スケール、５０４および５１４はカー
ソルをそれぞれ示す。 （２―１）全体構成 第１の実施例のシステム構成に加え、図６のように速度
スケール（５０３、５１３）を表示する。 （２―２）本実施例の実施方法 第１の実施例では、Ｘcent＝Ｘmax ／２として画面中心
線を基準に速度を計算する。Ｘcentをずらせば、任意の
位置で速度指令値が出せるが、どこが速度零点であるか
分かりにくい。それを改善するために図６（ａ）、
（ｂ）のように速度スケール（５０３、５１３）を表示
する。（ａ）は横型速度スケール（５０３）を使用する
場合、（ｂ）は縦型速度スケール（５１３）を使用する
場合である。速度零点Ｘcent（Ｙcent）を速度スケール
に対応させてずらしておけば、オペレータは速度の大き
さ、方向を理解し易くなり、操作性が向上する。
【００１７】速度スケールはディスプレイ画面（５０
１、５１１）上の任意の位置に配置が可能である。 三
次元座標計算部は、Ｘcentが異なる以外は第１の実施例
と同様の計算を行う。 （３）本発明の第３の実施例 図７に本発明の第３の実施例である「三ボタンマウスと
速度スケールを用いた速度指令による三次元座標入力方
法」のバリュエータにより速度指令を明確化する画面を
示す。 図中、６０１および６１１はディスプレイ画
面、６０２および６１２はグラフィックス表示部、６０
３および６１３はバリュエータ、６０４および６１４は
カーソルをそれぞれ示す。 （３―１）全体構成 第１の実施例のシステム構成に加え、図７（ａ）、
（ｂ）のようにバリュエータ（６０３、６１３）を表示
する。 （３―２）本実施例の実施方法 第２の実施例と同様に第１の実施例にて、どこが速度零
点であるか分かりにくいという問題を改善するために、
図７のようにバリュエータ（６０３、６１３）を表示す
る。（ａ）は横型バリュエータ（６０３）を使用の場
合、（ｂ）は縦型バリュエータ（６１３）を使用の場合
である。オペレータはマウスでバリュエータのボタンを
摘んで、速度指令を変化させる。カーソルの位置によっ
て、オペレータは速度の大きさ、方向を理解し易くな
り、操作性が向上する。
１、５１１）上の任意の位置に配置が可能である。 三
次元座標計算部は、Ｘcentが異なる以外は第１の実施例
と同様の計算を行う。 （３）本発明の第３の実施例 図７に本発明の第３の実施例である「三ボタンマウスと
速度スケールを用いた速度指令による三次元座標入力方
法」のバリュエータにより速度指令を明確化する画面を
示す。 図中、６０１および６１１はディスプレイ画
面、６０２および６１２はグラフィックス表示部、６０
３および６１３はバリュエータ、６０４および６１４は
カーソルをそれぞれ示す。 （３―１）全体構成 第１の実施例のシステム構成に加え、図７（ａ）、
（ｂ）のようにバリュエータ（６０３、６１３）を表示
する。 （３―２）本実施例の実施方法 第２の実施例と同様に第１の実施例にて、どこが速度零
点であるか分かりにくいという問題を改善するために、
図７のようにバリュエータ（６０３、６１３）を表示す
る。（ａ）は横型バリュエータ（６０３）を使用の場
合、（ｂ）は縦型バリュエータ（６１３）を使用の場合
である。オペレータはマウスでバリュエータのボタンを
摘んで、速度指令を変化させる。カーソルの位置によっ
て、オペレータは速度の大きさ、方向を理解し易くな
り、操作性が向上する。
【００１８】バリュエータは、Ｘｔｏｏｌｋｉｔ等のグ
ラフィックツールで作成し、ディスプレイ画面（６０
１）上の任意の位置に配置が可能である。三次元座標計
算部は、Ｘcentが異なる以外は、第１の実施例と同様の
計算を行う。 （４）本発明の第４の実施例 図８に本発明の第４の実施例である「二ボタンマウスを
用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関する構
成図を示す。図中、７０１はディスプレイ画面、７０２
はグラフィックス表示部、７０３および７０４は物体、
７０５はカーソル、７０６は三次元座標計算部、７１０
はマウス、７１１および７１２はマウスのボタンをそれ
ぞれ示す。 （４―１）全体構成 本方法を実現するためのマウスを用いた三次元入力方法
のシステム構成図を図８に示す。このシステムでは、第
１の実施例と異なり、マウス（７１０）は二ボタン（７
１１、７１２）である。 （４―２）本実施例の実施方法 第１の実施例では、マウスのボタン１、２、３をｘ、
ｙ、ｚの各々の方向に対応付けることが可能であった
が、二ボタンマウスではそれが不可能であるため、工夫
を必要とする。
ラフィックツールで作成し、ディスプレイ画面（６０
１）上の任意の位置に配置が可能である。三次元座標計
算部は、Ｘcentが異なる以外は、第１の実施例と同様の
計算を行う。 （４）本発明の第４の実施例 図８に本発明の第４の実施例である「二ボタンマウスを
用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関する構
成図を示す。図中、７０１はディスプレイ画面、７０２
はグラフィックス表示部、７０３および７０４は物体、
７０５はカーソル、７０６は三次元座標計算部、７１０
はマウス、７１１および７１２はマウスのボタンをそれ
ぞれ示す。 （４―１）全体構成 本方法を実現するためのマウスを用いた三次元入力方法
のシステム構成図を図８に示す。このシステムでは、第
１の実施例と異なり、マウス（７１０）は二ボタン（７
１１、７１２）である。 （４―２）本実施例の実施方法 第１の実施例では、マウスのボタン１、２、３をｘ、
ｙ、ｚの各々の方向に対応付けることが可能であった
が、二ボタンマウスではそれが不可能であるため、工夫
を必要とする。
【００１９】オペレータ（１００）はマウス（７１０）
により速度指令値入力を行う。図９は、カーソル（７０
５）の位置に応じて、三次元座標計算部（７０６）が行
う計算の手順を示す。図中、Ｘmax は計算機ディスプレ
イ画面（７０１）の横方向サイズ、Ｘold 、Ｙold はそ
れぞれ、前回のサンプリング時刻における、ｘ、ｙ座標
の値、dtはサンプリングタイムを表す。
により速度指令値入力を行う。図９は、カーソル（７０
５）の位置に応じて、三次元座標計算部（７０６）が行
う計算の手順を示す。図中、Ｘmax は計算機ディスプレ
イ画面（７０１）の横方向サイズ、Ｘold 、Ｙold はそ
れぞれ、前回のサンプリング時刻における、ｘ、ｙ座標
の値、dtはサンプリングタイムを表す。
【００２０】まず、計算機ディスプレイ画面（７０１）
の横方向及び縦方向の中央線をそれぞれ、 Ｘcent＝Ｘmax ／２ Ｙcent＝Ｙmax ／２ とする。マウス（７１０）の移動により変化するカーソ
ルのｘ座標をＸcarsol、ｙ座標をＹcarsolとする。
の横方向及び縦方向の中央線をそれぞれ、 Ｘcent＝Ｘmax ／２ Ｙcent＝Ｙmax ／２ とする。マウス（７１０）の移動により変化するカーソ
ルのｘ座標をＸcarsol、ｙ座標をＹcarsolとする。
【００２１】マウス（７１０）のボタン１（７１１）が
ＯＮの場合にはカーソル変位量 Ｖｘ＝Ｘcarsol−Ｘcent、 Ｖｙ＝Ｙcarsol−Ｙcent に、速度ゲインＳratio を乗じたものをｘ、ｙ方向の速
度Ｖｘ、Ｖｙとする。また、その積分値を位置Ｘ、Ｙと
する。
ＯＮの場合にはカーソル変位量 Ｖｘ＝Ｘcarsol−Ｘcent、 Ｖｙ＝Ｙcarsol−Ｙcent に、速度ゲインＳratio を乗じたものをｘ、ｙ方向の速
度Ｖｘ、Ｖｙとする。また、その積分値を位置Ｘ、Ｙと
する。
【００２２】マウス（７１０）のボタン２（７１２）が
ＯＮの場合にはカーソル変位量 Ｖｘ＝Ｘcarsol−Ｘcent、 Ｖｙ =Ｙcarsol−Ｙcent に、速度ゲインＳratio を乗じたものをｘ、ｚ方向の速
度Ｖｘ、Ｖｚとする。また、その積分値を位置ｘ、ｚと
する。
ＯＮの場合にはカーソル変位量 Ｖｘ＝Ｘcarsol−Ｘcent、 Ｖｙ =Ｙcarsol−Ｙcent に、速度ゲインＳratio を乗じたものをｘ、ｚ方向の速
度Ｖｘ、Ｖｚとする。また、その積分値を位置ｘ、ｚと
する。
【００２３】速度はカーソル変位量Ｖに比例するので、
カーソル位置が画面中心位置（Ｘcent、Ｙcent）に近
い、すなわち、カーソル変位量Ｖｘ、Ｖｙが小さいなら
ば、速度は小さく、カーソル変位量Ｖｘ、Ｖｙが大きい
ならば、速度は大きくなる。速度ゲインＳratio は応答
性を変化させる働きをする。
カーソル位置が画面中心位置（Ｘcent、Ｙcent）に近
い、すなわち、カーソル変位量Ｖｘ、Ｖｙが小さいなら
ば、速度は小さく、カーソル変位量Ｖｘ、Ｖｙが大きい
ならば、速度は大きくなる。速度ゲインＳratio は応答
性を変化させる働きをする。
【００２４】図９のようにキーボード上のファンクショ
ンキーが押されたら位置／姿勢が切り替わる。ファンク
ションキーが押さる毎に、位置計算モード（８０２）と
姿勢計算モード（８０３）が切り替わる。姿勢計算モー
ド（８０３）では、ボタン１がＯＮの場合には、ｘ軸回
りの回転Ｒｘ、ｙ軸回りの回転Ｒｙを計算し、ボタン２
がＯＮの場合には、ｘ軸回りの回転Ｒｘ、ｚ軸回りの回
転Ｒｚを計算する。姿勢計算モード（８０３）では角速
度ゲインＲratio が応答性を変化させる働きをする。
ンキーが押されたら位置／姿勢が切り替わる。ファンク
ションキーが押さる毎に、位置計算モード（８０２）と
姿勢計算モード（８０３）が切り替わる。姿勢計算モー
ド（８０３）では、ボタン１がＯＮの場合には、ｘ軸回
りの回転Ｒｘ、ｙ軸回りの回転Ｒｙを計算し、ボタン２
がＯＮの場合には、ｘ軸回りの回転Ｒｘ、ｚ軸回りの回
転Ｒｚを計算する。姿勢計算モード（８０３）では角速
度ゲインＲratio が応答性を変化させる働きをする。
【００２５】速度零点の位置に関しては、上記実施例で
は Ｘcent＝Ｘmax ／２、Ｙcent =Ｙmax ／２ としたが、他にＸcent、Ｙcentをずらしたものが考えら
れる。 （５）本発明の第５の実施例 図１０に本発明の第５の実施例である「二ボタンマウス
と二次元速度スケールを用いた速度指令による三次元座
標入力方法」の二次元速度スケールにより速度指令を明
確化する画面を示す。図中、９０１はディスプレイ画
面、９０２はグラフィックス表示部、９０３は二次元速
度スケール、９０４はカーソルをそれぞれ示す。 （５―１）全体構成 第４の実施例のシステム構成に加え、図１０のように二
次元速度スケール（９０３）を表示する。 （５―２）本実施例の実施方法 第５の実施例では、 Ｘcent＝Ｘmax ／２、Ｙcent =Ｙmax ／２ として画面中心点を基準に速度を計算する。Ｘcent、Ｙ
centをずらせば、任意の位置で速度指令値が出せるが、
どこが速度零点であるか分かりにくい。それを改善する
ために図１０のように２次元速度スケール（９０３）を
表示する。速度零点Ｘcent、Ｙcentを速度スケールに対
応させてずらしておけば、オペレータは速度の大きさ、
方向を理解し易くなり、操作性が向上する。
は Ｘcent＝Ｘmax ／２、Ｙcent =Ｙmax ／２ としたが、他にＸcent、Ｙcentをずらしたものが考えら
れる。 （５）本発明の第５の実施例 図１０に本発明の第５の実施例である「二ボタンマウス
と二次元速度スケールを用いた速度指令による三次元座
標入力方法」の二次元速度スケールにより速度指令を明
確化する画面を示す。図中、９０１はディスプレイ画
面、９０２はグラフィックス表示部、９０３は二次元速
度スケール、９０４はカーソルをそれぞれ示す。 （５―１）全体構成 第４の実施例のシステム構成に加え、図１０のように二
次元速度スケール（９０３）を表示する。 （５―２）本実施例の実施方法 第５の実施例では、 Ｘcent＝Ｘmax ／２、Ｙcent =Ｙmax ／２ として画面中心点を基準に速度を計算する。Ｘcent、Ｙ
centをずらせば、任意の位置で速度指令値が出せるが、
どこが速度零点であるか分かりにくい。それを改善する
ために図１０のように２次元速度スケール（９０３）を
表示する。速度零点Ｘcent、Ｙcentを速度スケールに対
応させてずらしておけば、オペレータは速度の大きさ、
方向を理解し易くなり、操作性が向上する。
【００２６】二次元速度スケールはディスプレイ画面
（９０１）上の任意の位置に配置が可能である。 三次
元座標計算部は、Ｘcent、Ｙcentが異なる以外は方法
（４）と同様の計算を行う。 （６）本発明の第６の実施例 図１１に本発明の第６の実施例である「一ボタンマウス
を用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関する
構成図を示す。図中、１００１はディスプレイ画面、１
００２はグラフィックス表示部、１００３および１００
４は物体、１００５はカーソル、１００６は三次元座標
計算部、１０１０はマウス、１０１１はマウスのボタン
をそれぞれ示す。 （６―１）全体構成 本方法を実現するためのマウスを用いた三次元入力方法
のシステム構成図を図１１に示す。このシステムでは、
第１の実施例と異なり、マウス（１００７）は一ボタン
（１００８）である。 （６―２）本実施例の実施方法 第１の実施例では、マウスのボタン１、２、３をｘ、
ｙ、ｚの各々の方向に対応付けることが可能であった
が、一ボタンマウスではそれが不可能であるため、工夫
を必要とする。
（９０１）上の任意の位置に配置が可能である。 三次
元座標計算部は、Ｘcent、Ｙcentが異なる以外は方法
（４）と同様の計算を行う。 （６）本発明の第６の実施例 図１１に本発明の第６の実施例である「一ボタンマウス
を用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関する
構成図を示す。図中、１００１はディスプレイ画面、１
００２はグラフィックス表示部、１００３および１００
４は物体、１００５はカーソル、１００６は三次元座標
計算部、１０１０はマウス、１０１１はマウスのボタン
をそれぞれ示す。 （６―１）全体構成 本方法を実現するためのマウスを用いた三次元入力方法
のシステム構成図を図１１に示す。このシステムでは、
第１の実施例と異なり、マウス（１００７）は一ボタン
（１００８）である。 （６―２）本実施例の実施方法 第１の実施例では、マウスのボタン１、２、３をｘ、
ｙ、ｚの各々の方向に対応付けることが可能であった
が、一ボタンマウスではそれが不可能であるため、工夫
を必要とする。
【００２７】オペレータ（１００）はマウス（１００
７）により速度指令値入力を行う。図１２は、カーソル
（１００５）の位置に応じて、三次元座標計算部（１０
０６）が行う計算の手順を示す。図中、Ｘmax は計算機
ディスプレイ画面（１００１）の横方向サイズ、Ｘold
、Ｙold はそれぞれ、前回サンプリング時刻におけ
る、ｘ、ｙ座標の値、dtはサンプリングタイムを表す。
７）により速度指令値入力を行う。図１２は、カーソル
（１００５）の位置に応じて、三次元座標計算部（１０
０６）が行う計算の手順を示す。図中、Ｘmax は計算機
ディスプレイ画面（１００１）の横方向サイズ、Ｘold
、Ｙold はそれぞれ、前回サンプリング時刻におけ
る、ｘ、ｙ座標の値、dtはサンプリングタイムを表す。
【００２８】まず、計算機ディスプレイ画面（１００
１）の横方向の中央線を Ｘcent＝Ｘmax ／２ とする。マウス（１００７）の移動により変化するカー
ソル（１００５）のＸ座標をＸcarsolとする。マウス
（１０１０）のボタン１（１０１１）がクリックで瞬時
ＯＮの場合は、方向をｘ、ｙ、ｚ、ｘ、ｙ、ｚ（以下同
様）と変える。ボタン１（１０１１）をある秒数以上押
していると、速度カーソル変位量Ｖｘ＝Ｘcarsol−Ｘce
ntに、速度ゲインＳratio を乗じたものをその方向の速
度とする。また、その積分値を位置とする。方向が１の
場合には速度Ｖｘとする。また、その積分値を位置ｘと
する。速度はカーソル変位量Ｖに比例するので、カーソ
ル位置が画面中心線Ｘcentに近い、すなわち、カーソル
変位量Ｖが小さいならば、速度は小さく、カーソル変位
量Ｖが大きいならば、速度は大きくなる。速度ゲインＳ
ratio は応答性を変化させる働きをする。
１）の横方向の中央線を Ｘcent＝Ｘmax ／２ とする。マウス（１００７）の移動により変化するカー
ソル（１００５）のＸ座標をＸcarsolとする。マウス
（１０１０）のボタン１（１０１１）がクリックで瞬時
ＯＮの場合は、方向をｘ、ｙ、ｚ、ｘ、ｙ、ｚ（以下同
様）と変える。ボタン１（１０１１）をある秒数以上押
していると、速度カーソル変位量Ｖｘ＝Ｘcarsol−Ｘce
ntに、速度ゲインＳratio を乗じたものをその方向の速
度とする。また、その積分値を位置とする。方向が１の
場合には速度Ｖｘとする。また、その積分値を位置ｘと
する。速度はカーソル変位量Ｖに比例するので、カーソ
ル位置が画面中心線Ｘcentに近い、すなわち、カーソル
変位量Ｖが小さいならば、速度は小さく、カーソル変位
量Ｖが大きいならば、速度は大きくなる。速度ゲインＳ
ratio は応答性を変化させる働きをする。
【００２９】図１２のようにキーボード上のファンクシ
ョンキーが押されたら位置／姿勢が切り替わる。ファン
クションキーが押さる毎に、位置計算モード（１１０
２）と姿勢計算モード（１１０３）が切り替わる。姿勢
計算モード（１１０３）では角速度ゲインＲratio が応
答性を変化させる働きをする。
ョンキーが押されたら位置／姿勢が切り替わる。ファン
クションキーが押さる毎に、位置計算モード（１１０
２）と姿勢計算モード（１１０３）が切り替わる。姿勢
計算モード（１１０３）では角速度ゲインＲratio が応
答性を変化させる働きをする。
【００３０】速度零点の位置に関しては、上記実施例で
はＸcent＝Ｘmax ／２としたが、他にＸcentをずらした
ものが考えられる。第２の実施例のように速度スケール
を用いたものや、第３の実施例のようにバリュエータを
用いたものも考えられる。
はＸcent＝Ｘmax ／２としたが、他にＸcentをずらした
ものが考えられる。第２の実施例のように速度スケール
を用いたものや、第３の実施例のようにバリュエータを
用いたものも考えられる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、 ａ）特別な装置を用いないで、付属マウスとキーボート
のファンクションキーを使用することでシステムの構成
が可能である。 ｂ）速度指令では、大きな移動から微妙な移動まで速度
可変であるので、位置合わせが容易になる。即ち、速い
速度で動かせば、大きな移動が可能になり、反対に、遅
い速度で動かせば、微妙な位置合わせが可能になる。 ｃ）速度の大きさと向きの変化時に、速度が零（画面中
央）付近を中心に移動するので、マウスの移動量、移動
回数ともに少なく、オペレータの疲労を軽減できる。 ｄ）特殊な座標変換等を必要とせず、カーソル位置の読
み取り、ボタンのＯＮ／ＯＦＦ判断のみであるため、計
算負荷が少ない。
のファンクションキーを使用することでシステムの構成
が可能である。 ｂ）速度指令では、大きな移動から微妙な移動まで速度
可変であるので、位置合わせが容易になる。即ち、速い
速度で動かせば、大きな移動が可能になり、反対に、遅
い速度で動かせば、微妙な位置合わせが可能になる。 ｃ）速度の大きさと向きの変化時に、速度が零（画面中
央）付近を中心に移動するので、マウスの移動量、移動
回数ともに少なく、オペレータの疲労を軽減できる。 ｄ）特殊な座標変換等を必要とせず、カーソル位置の読
み取り、ボタンのＯＮ／ＯＦＦ判断のみであるため、計
算負荷が少ない。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】マウスを用いた三次元入力方法のシステム構成
図である。
図である。
【図３】ディスプレイ画面例である。
【図４】本発明の第１の実施例である「三ボタンマウス
を用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関する
三次元座標入力部である。
を用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関する
三次元座標入力部である。
【図５】本発明の第１の実施例に使用する速度指令によ
る三次元座標計算部である。
る三次元座標計算部である。
【図６】本発明の第２の実施例である「三ボタンマウス
と速度スケールを用いた速度指令による三次元座標入力
方法」の速度スケールにより速度指令を明確化する画面
である。
と速度スケールを用いた速度指令による三次元座標入力
方法」の速度スケールにより速度指令を明確化する画面
である。
【図７】本発明の第３の実施例である「三ボタンマウス
と速度スケールを用いた速度指令による三次元座標入力
方法」のバリュエータにより速度指令を明確化する画面
である。
と速度スケールを用いた速度指令による三次元座標入力
方法」のバリュエータにより速度指令を明確化する画面
である。
【図８】本発明の第４の実施例である「二ボタンマウス
を用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関する
三次元座標入力部である。
を用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関する
三次元座標入力部である。
【図９】本発明の第４の実施例に使用する速度指令によ
る三次元座標計算部である。
る三次元座標計算部である。
【図１０】本発明の第５の実施例である「二ボタンマウ
スと二次元速度スケールを用いた速度指令による三次元
座標入力方法」の二次元速度スケールにより速度指令を
明確化する画面である。
スと二次元速度スケールを用いた速度指令による三次元
座標入力方法」の二次元速度スケールにより速度指令を
明確化する画面である。
【図１１】本発明の第６の実施例である「一ボタンマウ
スを用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関す
る三次元座標入力部である。
スを用いた速度指令による三次元座標入力方法」に関す
る三次元座標入力部である。
【図１２】本発明の第６の実施例に使用する速度指令に
よる三次元座標計算部である。
よる三次元座標計算部である。
１０、１０２、３１０、７１０、１０１０ マウス ２０ 速度計算手段 ３０ 位置計算手段 ４０ 位置表示手段 １００ オペレータ １０１ 計算機 １０３ キーボード １０４ ファンクションキー ２０１、２１１、３０１、５０１、５１１、６０１、６
１１、７０１、９０１、１００１ ディスプレイ画面 ２０２、２１２、３０２、５０２、５１２、６０２、６
１２、７０２、９０２、１００２ グラフィックス表示
部 ２０４、２１４、３０４、７０３、１００３ 物体１ ２０５、２１５、３０５、７０４、１００４ 物体２ ２０３、３０４、７０７、１００７ 基準座標系 ２１３ スレーブベース座標系 ２１６ スレーブアーム ２１７ 手先座標系 ３０５、５０４、５１４、６０４、６１４、７０５、９
０４、１００５ カーソル ３０６、４０１、７０６、８０１、１００６、１１０１
三次元座標計算部 ３１１、７１１、１０１１ ボタン１ ３１２、７１２ ボタン２ ３１３ ボタン３ ４０２、８０２、１１０２ 位置計算モード ４０３、８０３、１１０３ 姿勢計算モード ９０３ 二次元速度スケール
１１、７０１、９０１、１００１ ディスプレイ画面 ２０２、２１２、３０２、５０２、５１２、６０２、６
１２、７０２、９０２、１００２ グラフィックス表示
部 ２０４、２１４、３０４、７０３、１００３ 物体１ ２０５、２１５、３０５、７０４、１００４ 物体２ ２０３、３０４、７０７、１００７ 基準座標系 ２１３ スレーブベース座標系 ２１６ スレーブアーム ２１７ 手先座標系 ３０５、５０４、５１４、６０４、６１４、７０５、９
０４、１００５ カーソル ３０６、４０１、７０６、８０１、１００６、１１０１
三次元座標計算部 ３１１、７１１、１０１１ ボタン１ ３１２、７１２ ボタン２ ３１３ ボタン３ ４０２、８０２、１１０２ 位置計算モード ４０３、８０３、１１０３ 姿勢計算モード ９０３ 二次元速度スケール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 3/033
Claims (6)
- 【請求項１】１又は２以上のボタンを有するマウスのそ
れぞれのボタンの状態により三次元座標の各座標軸を選
択し、該マウスの移動によりディスプレイ画面上に表示
したカーソルの変移量によって示される速度値と、該マ
ウスのボタンを投入状態にしている時間との積に比例し
て入力座標位置を決定することを特徴とする速度指令に
よる三次元座標入力方法。 - 【請求項２】三ボタンマウスの三つのボタンをそれぞれ
三つの座標軸に対応させ、該マウスの移動によりディス
プレイ画面上に表示した一次元カーソルの変移量によっ
て示される速度値と、該マウスのボタンを投入状態にし
ている時間との積に比例して入力座標位置を決定するこ
とを特徴とする速度指令による三次元座標入力方法。 - 【請求項３】二ボタンマウスの第１のボタンにより三次
元座標の第１の座標軸と第２の座標軸を選択し、二ボタ
ンマウスの第２のボタンにより三次元座標の第１の座標
軸と第３の座標軸を選択し、該マウスの移動によりディ
スプレイ画面上に表示した二次元カーソルの変移量によ
って示される速度値と、該マウスのボタンを投入状態に
している時間との積に比例して入力座標位置を決定する
ことを特徴とする速度指令による三次元座標入力方法。 - 【請求項４】一ボタンマウスのボタンをクリックする度
に三つの座標軸を順次切替え、該マウスの移動によりデ
ィスプレイ画面上に表示した一次元カーソルの変移量に
よって示される速度値と、該マウスのボタンを投入状態
にしている時間との積に比例して入力座標位置を決定す
ることを特徴とする速度指令による三次元座標入力方
法。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、速度
値を速度スケール上に表示することを特徴とする、速度
指令による三次元座標入力方法。 - 【請求項６】請求項１乃至４のいずれかにおいて、速度
値を速度バリュエータ上に表示することを特徴とする、
速度指令による三次元座標入力方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6944694A JP3240817B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 速度指令による三次元座標入力方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6944694A JP3240817B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 速度指令による三次元座標入力方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07281831A JPH07281831A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3240817B2 true JP3240817B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=13402879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6944694A Expired - Lifetime JP3240817B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 速度指令による三次元座標入力方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3240817B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101445586B1 (ko) | 2007-09-04 | 2014-09-29 | 무사시 엔지니어링 가부시키가이샤 | 이동 프로그램을 작성하는 프로그램이 기억된 기억 매체 및 장치 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4477714B2 (ja) * | 1999-09-21 | 2010-06-09 | 日本分光株式会社 | 簡易操作顕微装置 |
| JP3979156B2 (ja) | 2002-04-15 | 2007-09-19 | 富士通株式会社 | データ入力装置、方法及びプログラム |
| RU2300129C1 (ru) * | 2005-12-20 | 2007-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Майкрокс" | Способ ввода данных |
| CN106514658A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-03-22 | 珠海金萝卜智动科技有限公司 | 一种机械臂坐标系控制系统 |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP6944694A patent/JP3240817B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101445586B1 (ko) | 2007-09-04 | 2014-09-29 | 무사시 엔지니어링 가부시키가이샤 | 이동 프로그램을 작성하는 프로그램이 기억된 기억 매체 및 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07281831A (ja) | 1995-10-27 |
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