CN1799041A - 带有倾斜传感器、具有三维观察功能的手持装置以及使用该手持装置的显示系统 - Google Patents

带有倾斜传感器、具有三维观察功能的手持装置以及使用该手持装置的显示系统 Download PDF

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Abstract

公开了一种具有三维观察功能的手持装置。该手持装置包括图像观察电路。图像观察电路具有：存储器，用于存储多个图像文件和与所述多个图像文件对应的图像索引数据；倾斜传感器，用于产生表示所述手持装置的姿势的数据；倾角转换模块，用于从所述倾斜传感器接收所述姿势数据，从而产生所述手持装置的倾斜值；观察位置确定模块，用于从所述倾角转换模块接收所述倾斜值，设定所述手持装置的参考倾斜值，产生所述手持装置相对于所述手持装置的所述参考倾斜值的相对倾斜值，并产生从所述相对倾斜值转换而来的图像索引数据；以及控制器，用于感测所述观察位置确定模块的操作，并访问所述第一存储器，以搜索与由所述观察位置确定模块产生的所述图像索引数据等同的图像索引数据，以及搜索与所述等同的图像索引数据对应的图像文件。

Description

带有倾斜传感器、具有三维观察功能的手持装置 以及使用该手持装置的显示系统
技术领域
本发明涉及一种手持装置以及使用该手持装置的图像显示系统，更特别地，涉及一种具有三维观察功能的手持装置以及使用该手持装置的图像显示系统。
背景技术
近年来，使用互联网的计算机通信系统已经得到了显著的发展，并广泛地分布，使得能够建立电子商务交易或者电子商业交易。电子商务交易意味着一种新颖的、使用信息远程通信技术在全世界范围内进行的货物或服务的买、卖以及交易的方式。更具体地，通过计算机的信息空间的电子商务交易表示：进行对于个人之间、个人与公司之间或者公司与政府之间的贸易所必需的关于货物或服务的信息交换，以及为所提供的货物或服务进行支付。通常，电子商务交易意味着，消费者在计算机购物中心实时地购买货物。这种电子商务交易系统具有这样的优点，即，消费者能够以比较便宜的价格得到货物或服务，而没有时间和地点的限制，而供应者能够在所有时间容易地得到市场和消费者的信息。因此，使用互联网的电子商务交易已经自1997年开始不断增加，其目前的规模是过去的两倍。此外，期望未来的电子商务交易能够广泛地代替大部分传统的非在线商务交易。
由于各种手持装置(包括手持电话或PDA(个人数字助理)电话的小尺寸通信装置)已经广泛流行，因此电子商务交易也通过使用手持装置来进行。但是，在计算机购物中心通常只布置有货物的前部图像，其以二维方式显示在手持装置的屏幕上。因此，用于检查所显示的货物的机会是受限的。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种能够以三维方式显示计算机购物中心所放置的货物或物品的图像的手持装置，以及使用该手持装置的图像显示系统。
在本发明的一个具体的方面中，手持装置包括图像观察电路和显示部分。所述图像观察电路具有：存储器，用于存储多个图像文件和与所述多个图像文件对应的图像索引数据，其中，所述图像文件和图像索引数据从与所述手持装置通信的管理服务器下载，所述多个图像文件中的每一个包含从球的给定位置处观察得到的货物或物品的图像，所述货物或物品位于所述球的中心；倾斜传感器，用于产生表示所述手持装置的姿势的数据；倾角转换模块，用于从所述倾斜传感器接收所述姿势数据，从而产生所述手持装置的倾斜值；观察位置确定模块，用于从所述倾角转换模块接收所述倾斜值，设定所述手持装置的参考倾斜值，产生所述手持装置相对于所述手持装置的所述参考倾斜值的相对倾斜值，并产生从所述相对倾斜值转换而来的图像索引数据；以及控制器，用于感测所述观察位置确定模块的操作，并访问所述第一存储器，以搜索与由所述观察位置确定模块产生的所述图像索引数据等同的图像索引数据，以及搜索与所述等同的图像索引数据对应的图像文件。所述显示部分显示所述图像文件的图像，所述图像文件由所述第一存储器通过所述图像观察电路的所述控制器提供。
这里，所述图像观察装置进一步包括辅助存储器，用于存储由所述倾角转换模块产生的所述手持装置的所述倾斜值，并且，所述观察位置确定模块访问所述辅助存储器，以设定所述参考倾斜值，从而产生所述相对倾斜值以及产生表示观察位置的所述图像索引数据。所述倾斜传感器包括双轴加速度传感器以及用于将由所述双轴加速度传感器产生的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器，并且所述倾斜传感器的输出与所述双轴加速度传感器的倾角的正弦函数成比例。所述倾角转换模块通过所述倾斜传感器的所述输出的反正弦函数而产生所述手持装置的所述倾斜值。在所述观察位置确定模块中，用于产生所述图像索引数据的过程包括以下步骤：产生所述手持装置相对于所述参考倾斜值的所述相对倾斜值的步骤，将所述相对倾斜值与先前存储于所述观察位置确定模块中的给定的倾角相比较的步骤，以及找到与所述相对倾斜值相对应的索引数据的步骤。
在本发明的另一具体的方面中，图像显示系统包括：管理服务器，在所述管理服务器中建立有图像文件数据库，其中，所述图像文件数据库包括多个图像文件和与所述多个图像文件对应的图像索引数据，所述多个图像文件中的每一个包含从球的给定位置处观察得到的货物或物品的图像，所述货物或物品位于所述球的中心；手持装置，具有用于在与所述图像文件数据库协同工作的情况下执行三维观察功能的图像观察装置，以及用于根据所述图像观察装置的输出而显示所述多个图像文件中给定的图像文件的图像的显示部分；以及通信网络，用于在所述管理服务器和具有所述图像观察装置的所述手持装置之间进行通信。其中，所述图像观察装置包括：存储器，用于存储所述多个图像文件和与所述多个图像文件对应的图像索引数据，其中，所述图像文件和图像索引数据从所述管理服务器下载；倾斜传感器，用于产生表示所述手持装置的姿势的数据；倾角转换模块，用于从所述倾斜传感器接收所述姿势数据，从而产生所述手持装置的倾斜值；观察位置确定模块，用于从所述倾角转换模块接收所述倾斜值，设定所述手持装置的参考倾斜值，产生所述手持装置相对于所述手持装置的所述参考倾斜值的相对倾斜值，并产生从所述相对倾斜值转换而来的图像索引数据；以及控制器，用于感测所述观察位置确定模块的操作，并访问所述第一存储器，以提取与由所述观察位置确定模块产生的所述图像索引数据等同的图像索引数据，以及提取与所述等同的图像索引数据对应的图像文件。
附图的简要说明
图1是表示用于使用根据本发明的手持装置以三维方式显示货物或物品图像的系统的示意图；
图2a是示出了用于获得在本发明中使用的三维图像文件的观察位置的图；
图2b是示出了与管理服务器的数据库中存储的三维图像相对应的图像索引数据的图；
图3a和图3b是示出了根据本发明的手持装置的运动、在手持装置的屏幕上显示的图像的图；
图4是根据本发明的一个实施方案的具有三维观察功能的手持装置的示意性框图；以及
图5是说明根据本发明的一个实施方案的手持装置的观察位置确定模块的操作的流程图。
本发明的详细描述
现在参照附图对本发明的实施方案进行详细说明。
图1a示出了用于使用根据本发明的手持装置以三维方式显示货物或物品图像的系统的示意图。用于以三维方式显示货物或物品图像的系统包括受管理计算机购物中心的管理者控制的管理服务器100、具有三维观察功能的手持装置300以及用于在管理服务器100和手持装置300之间进行通信的通信网络200。
在管理服务器100中建立了数据库110，其包含货物或物品的三维图像文件和图像索引数据的信息。另外，管理服务器100具有网络接口120和控制器130。网络接口120将数据库110中的三维图像文件和图像索引数据通过通信网络20传输至手持装置300，而控制器130对数据库110和网络接口120进行控制。
可使用图2a中所示的虚拟半球得到数据库110中的三维图像文件和图像索引数据。在虚拟半球上的给定的观察位置P由(θ，ω)限定，并最终转换为表示如图2b所示的图像观察位置的索引数据(a，b)。这里，“θ”表示以逆时针方向朝向YZ平面的X轴倾角，并具有0°到90°的范围，而“ω”表示在垂直于X轴的YZ平面上的Y轴倾角，并具有-90°到+90°的范围，其中，正值出现在逆时针方向，而负值出现在顺时针方向。
对位于虚拟半球中心处的货物或物品进行拍照，以得到用于三维图像文件的图片。在数字化图像的情况下，用于三维图像文件的数据可从该图像直接获得，而在模拟类型图像的情况下，模拟数据通过A/D转换器转换为用于三维图像文件的数字数据。更具体地，θ和ω的可能范围被划分为多个子区间，货物或物品设置在各个划分的子区间中，然后进行拍照，从而得到多个离散的图像文件。例如，为了得到货物或物品的前部图像、右侧图像、左侧图像、顶部图像以及底部图像，观察位置P可设置在θ的0°到15°之间、θ的15°到45°之间、θ的45°到75°之间或θ的75°到90°之间。同样地，观察位置P可设置在ω的0°到15°之间、ω的15°到45°之间、ω的45°到90°之间、ω的-90°到-45°之间、ω的-45°到-15°之间或者ω的-15°到0°之间。因此，在(0°～15°，-90°～-45°)得到的图像、在(0°～15°，-45°～-15°)得到的图像、在(0°～15°，-15°～0°)得到的图像、在(0°～15°，0°～15°)得到的图像、在(0°～15°，15°～45°)得到的图像以及在(0°～15°，45°～90°)得到的图像分别映射为索引数据(1，1)、(1，2)、(1，3)、(1，4)、(1，5)以及(1，6)，然后存储在数据库110中，如图2b所示。同样地，在(15°～45°，-90°～-45°)得到的图像、在(15°～45°，-45°～-15°)得到的图像、在(15°～45°，-15°～0°)得到的图像、在(15°～45°，0°～15°)得到的图像、在(15°～45°，15°～45°)得到的图像以及在(15°～45°，45°～90°)得到的图像分别映射为索引数据(2，1)、(2，2)、(2，3)、(2，4)、(2，5)以及(2，6)，然后存储在数据库110中。类似地，在(45°～75°，-90°～-45°)得到的图像、在(45°～75°，-45°～-15°)得到的图像、在(45°～75°，-15°～0°)得到的图像、在(45°～75°，0°～15°)得到的图像、在(45°～75°，15°～45°)得到的图像以及在(45°～75°，45°～90°)得到的图像分别映射为索引数据(3，1)、(3，2)、(3，3)、(3，4)、(3，5)以及(3，6)，然后存储在数据库110中，而在(75°～90°，-90°～-45°)得到的图像、在(75°～90°，-45°～-15°)得到的图像、在(75°～90°，-15°～0°)得到的图像、在(75°～90°，0°～15°)得到的图像、在(75°～90°，15°～45°)得到的图像以及在(75°～90°，45°～90°)得到的图像分别映射为索引数据(4，1)、(4，2)、(4，3)、(4，4)、(4，5)以及(4，6)，然后存储在数据库110中。
在上述实施例中，“θ”和“ω”分别划分为四个子区间和六个子区间。但是，划分的子区间的数目并不局限于此，而是可根据要拍照的货物或物品的形状而进行多种变化。
例如，假设货物或物品具有立方体形状，而字符“a”写在货物或物品的立方体的一个表面上。图3a表示在手持装置的屏幕上显示的、存储在数据库110中的图像，其中，这些图像是在θ＝15°、θ＝45°和θ＝75°处拍照得到的。图3b表示在手持装置的屏幕上显示的、存储在数据库110中的图像，其中，这些图像是在ω＝0°、ω＝45°和ω＝-45°处拍照得到的。
具有三维观察功能的手持装置300包括用于三维观察的电路部分350(下文中称作“图像观察电路”)以及用于根据图像观察电路350的输出而显示图像的显示部分380。图4中示出了图像观察电路350的一个实施例。
在图4中，图像观察电路350包括用于产生表示手持装置姿势的数据的倾斜传感器360、用于从手持装置的姿势数据产生手持装置的倾斜值的倾角转换模块355以及用于接收倾角转换模块355的输出的观察位置确定模块356。然后，观察位置确定模块设定手持装置的参考倾斜值，计算手持装置相对于参考倾斜值的相对倾斜值，并将相对倾斜值转换为图像索引数据，从而产生图像索引数据。
这里，倾斜传感器360包括双轴传感器361a和361b以及用于将模拟信号转换为数字信号的模拟数字(A/D)转换器363。具体地，倾斜传感器360包括用于响应于手持装置的X轴倾角而产生加速度值的X轴传感器361a、用于响应于手持装置的Y轴倾角而产生加速度值的Y轴传感器361b、用于去除X轴传感器361a和Y轴传感器361b的输出中的噪声的滤波器362a和362b以及用于将X轴传感器361a和Y轴传感器361b的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器363。其中，X轴表示图3a和3b中的立方体货物或物品的长度，而Y轴表示设置在与X轴垂直的平面上的一个轴。
另外，图像观察电路350进一步包括用于存储倾角转换模块355的输出的第一存储器358、用于控制倾斜传感器360的工作开关361、用于接收并存储来自管理服务器110的数据库110的图像文件和图像索引数据的第二存储器363以及用于控制工作开关361的控制器357。此外，控制器357在接收由观察位置确定模块356产生的图像索引数据之后访问第二存储器363，以搜索与所接收的图像索引数据等同的图像索引数据。之后，控制器357产生与所搜索的图像索引数据对应的图像文件，并将读取的图像文件传送到显示部分380，从而在显示部分380上显示与手持装置300的姿势变化相应的货物或物品的三维图像。另外，在手持装置300中设置有网络接口359，用于与管理服务器100进行通信，并用于接收图像文件和图像索引数据以及用于图像数据的观察器程序(参见图1)。
图4中的手持装置300的图像观察电路350接收管理服务器100的数据库110中的所有三维图像。但是，本发明并不局限于此，图像观察电路350可设置为请求一些图像文件，随后接收存储在数据库110中的部分图像文件。
现在对手持装置的操作进行说明。当对手持装置300的开关361进行操作时，图像观察电路350的X轴传感器361a和Y轴传感器361b产生表示该手持装置的初始姿势的加速度值。输出的加速度值与表示X轴传感器361a和Y轴传感器361b的倾斜度的θ和ω的正弦函数成比例。X轴传感器361a和Y轴传感器361b的输出被输入至滤波器362a和362b，以去除噪声。之后，X轴传感器361a和Y轴传感器361b的输出通过A/D转换器363进行数字化转换，然后输入倾角转换模块355。在倾角转换模块355中从A/D转换器363的数字输出中提取手持装置的倾斜度。更具体地，表示X轴传感器361a和Y轴传感器361b的倾斜度的θ和ω的值可通过X轴传感器361a和Y轴传感器361b的输出的反正弦函数而得到。
由倾角转换模块355产生的手持装置的倾斜值以(θ，ω)的形式存储在第一存储器358中。这里，在开关361刚运行之后就存储的倾斜值被设定为参考倾斜值(θREF，ωREF)。之后，当用户通过改变手持装置的方向和/或位置(即，其倾角)而改变其姿势时，X轴传感器361a和Y轴传感器361b产生表示该手持装置姿势变化的加速度值，而X轴传感器361a和Y轴传感器361b的输出在A/D转换器353处进行数字化转换，然后转换为手持装置的倾斜值(θ，ω)。然后，将倾斜值(θ，ω)存储在第一存储器358中。
控制器357检查在开关361运行之后，是否有手持装置的至少两个倾斜值被存储在第一存储器358中，如果是，则启动观察位置确定模块356。观察位置确定模块356读取存储在第一存储器358中的倾斜值，提取手持装置的相对于参考倾斜值的相对倾斜值，并产生与该相对倾斜相对应的图像索引数据。
控制器357还感测开关361的运行，并通过网络接口359和通信网络200链接至管理服务器100。因此，存储于管理服务器100的数据库110中的图像索引数据和图像文件传送至手持装置300，然后存储在手持装置300的第二存储器363中。
现在参照图5详细说明观察位置确定模块356的操作。如果在步骤S51中从控制器357接收到用于操作观察位置确定模块356的指令，那么在步骤S52中，观察位置确定模块356访问第一存储器358并读取相继存储于第一存储器358中的两个倾斜值(θ，ω)。之后，在步骤S53中，观察位置确定模块356将第一次存储的倾斜值设定为参考倾斜值(θREF，ωREF)，然后在步骤S54中，根据第二次存储的倾斜值计算相对于参考倾斜值的相对倾斜值(θVAR，ωVAR)。
在下文中，对从相对倾斜值获得图像索引数据(a，b)的过程进行说明。在步骤S55和S56中，如果相对倾斜值θVAR为0°或大于0°且小于15°(0°≤θVAR＜15°)，则将索引数据的“a”指定为“1”，而在步骤S57和S58中，如果相对倾斜值θVAR为15°或大于15°且小于45°(15°≤θVAR＜45°)，则将索引数据的“a”指定为“2”。同样地，在步骤S59和S60中，如果相对倾斜值θVAR为45°或大于45°且小于75°(45°≤θVAR＜75°)，则将索引数据的“a”指定为“3”，而在步骤S61中，如果相对倾斜θVAR值为75°或大于75°(75°≤θVAR)，则将索引数据的“a”指定为“4”。类似地，在步骤S62和S63中，如果相对倾斜值ωVAR为-90°或大于-90°且小于-45°(-90°≤θVAR＜-45°)，则将索引数据的“b”指定为“1”，而在步骤S64和S65中，如果相对倾斜值ωVAR为-45°或大于-45°且小于-15°(-45°≤θVAR＜-15°)，则将索引数据的“b”指定为“2”。如果在步骤S66和S67中，如果相对倾斜值ωVAR为-15°或大于-15°且小于-0°(-15°≤θVAR＜0°)，则将索引数据的“b”指定为“3”，而在步骤S68和S69中，如果相对倾斜值ωVAR为0°或大于0°且小于15°(0°≤θVAR＜15°)，则将索引数据的“b”指定为“4”。在步骤S70和S71中，如果相对倾斜值ωVAR为15°或大于15°且小于45°(15°≤θVAR＜45°)，则将索引数据的“b”指定为“5”，而在步骤S72中，如果相对倾斜值ωVAR为45°或大于45°(45°≤θVAR)，则将索引数据的“b”指定为“6”。
然后，在接收由观察位置确定模块356产生的图像索引数据之后，控制器357访问第二存储器363，搜索与所接收的图像索引数据等同的图像索引数据，产生与所搜索的图像索引数据对应的图像文件，然后在显示部分380上显示所产生的图像文件的图像。例如，如果参考倾斜(θREF，ωREF)为(15°，0°)，并且手持装置在设定参考倾斜值(θREF，ωREF)之后的给定倾斜值为(50°，10°)，那么，相对倾斜值(θVAR，ωVAR)为(35°，10°)，其转换为图像索引数据(2，4)。控制器读取产生的图像索引数据(2，4)并访问第二存储器363，以搜索与图像索引数据(2，4)等同的图像索引数据，并随后产生存储在第二存储器363中且与所搜索的图像索引数据(2，4)对应的图像文件。然后，将所搜索的图像文件的图像在显示部分380的屏幕上重现。也就是说，在显示部分380的屏幕上显示了在与手持装置的倾斜度(即，图像索引数据(2，4))相对应的位置所看到的货物或物品的图像。因此，在电子商务交易期间，用户或消费者能以类似于离线购物中心的方式使用本发明的手持装置来搜索货物或物品。
在这一实施方案中，在检查了倾斜值是否存储于第二存储器363中之后，控制器357控制观察位置确定模块356的操作。但是，本发明并不局限于此。同样地，第一存储器358可设置在观察位置确定模块356中。这种情况下，观察位置确定模块356访问内部存储器(辅助存储器)，并搜索最初的参考倾斜值以及随后的倾斜值，从而产生表示观察位置的索引数据。
如上所述，可分别通过将手持装置倾斜到左侧、右侧、顶部或底部而显示非在线货物或物品的左侧图像、右侧图像、顶部图像或底部图像。因此，当使用本发明的手持装置执行电子商务交易时，消费者或用户能更自由和完整地搜索货物，选择更满意和合适的货物或物品。
另外，本发明并不局限于电子商务交易，也能够应用于任何通过使用本发明的手持装置以三维方式显示给定图像的系统。
虽然已经结合本发明的某些优选实施方案对本发明进行了说明和描述，但是本领域技术人员应该理解，可在不背离由所附的权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，对本发明进行形式和细节上的多种变化。

Claims (6)

1.一种手持装置，包括：
图像观察装置，具有：存储器，用于存储多个图像文件和与所述多个图像文件对应的图像索引数据，其中，所述图像文件和图像索引数据从与所述手持装置通信的管理服务器下载，所述多个图像文件中的每一个包含从球的给定位置处观察得到的货物或物品的图像，所述货物或物品假定位于所述球的中心；
倾斜传感器，用于产生表示所述手持装置的姿势的数据；
倾角转换模块，用于从所述倾斜传感器接收所述姿势数据，
从而产生所述手持装置的倾斜值；
观察位置确定模块，用于从所述倾角转换模块接收所述倾斜值，设定所述手持装置的参考倾斜值，产生所述手持装置相对于所述手持装置的所述参考倾斜值的相对倾斜值，并产生从所述相对倾斜值转换而来的图像索引数据；以及
控制器，用于感测所述观察位置确定模块的操作，并访问所述第一存储器，以搜索与由所述观察位置确定模块产生的所述图像索引数据等同的图像索引数据，以及搜索与所述搜索到的图像索引数据对应的图像文件，以及
显示部分，用于显示所述图像文件的图像，所述图像文件由所述第一存储器通过所述图像观察装置的所述控制器提供。
2.如权利要求1所述的手持装置，其中，所述图像观察装置进一步包括辅助存储器，用于存储由所述倾角转换模块产生的所述手持装置的所述倾斜值，并且，所述观察位置确定模块访问所述辅助存储器，以设定所述参考倾斜值，从而产生所述相对倾斜值以及产生表示观察位置的所述图像索引数据。
3.如权利要求1所述的手持装置，其中，所述倾斜传感器包括双轴加速度传感器以及用于将由所述双轴加速度传感器产生的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器，并且所述倾斜传感器的输出与所述双轴加速度传感器的倾角的正弦函数成比例。
4.如权利要求3所述的手持装置，其中，所述倾角转换模块通过所述倾斜传感器的所述输出的反正弦函数而产生所述手持装置的所述倾斜值。
5.如权利要求3所述的手持装置，其中，在所述观察位置确定模块中，用于产生所述图像索引数据的过程包括以下步骤：产生所述手持装置相对于所述参考倾斜值的所述相对倾斜值的步骤，将所述相对倾斜值与先前存储于所述观察位置确定模块中的给定的倾角相比较的步骤，以及找到与所述相对倾斜值相对应的索引数据的步骤。
6.一种图像显示系统，包括：
管理服务器，在所述管理服务器中建立有图像文件数据库，其中，所述图像文件数据库包括多个图像文件和与所述多个图像文件对应的图像索引数据，所述多个图像文件中的每一个包含从球的给定位置处观察得到的货物或物品的图像，所述货物或物品位于所述球的中心；
手持装置，具有：图像观察装置，用于在与所述图像文件数据库协同工作的情况下执行三维观察功能；以及显示部分，用于根据所述图像观察装置的输出来显示所述多个图像文件中给定的图像文件的图像；以及
通信网络，用于在所述管理服务器和具有所述图像观察装置的所述手持装置之间进行通信，
其中，所述图像观察装置包括：
存储器，用于存储所述多个图像文件和与所述多个图像文件对应的图像索引数据，其中，所述图像文件和图像索引数据从所述管理服务器下载；
倾斜传感器，用于产生表示所述手持装置的姿势的数据；
倾角转换模块，用于从所述倾斜传感器接收所述姿势数据，从而产生所述手持装置的倾斜值；
观察位置确定模块，用于从所述倾角转换模块接收所述倾斜值，设定所述手持装置的参考倾斜值，产生所述手持装置相对于所述手持装置的所述参考倾斜值的相对倾斜值，并产生从所述相对倾斜值转换而来的图像索引数据；以及
控制器，用于感测所述观察位置确定模块的操作，并访问所述第一存储器，以提取与由所述观察位置确定模块产生的所述图像索引数据等同的图像索引数据，以及提取与所述等同的图像索引数据对应的图像文件。
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