一种展示系统及其构建方法技术方案

本发明专利技术公开了一种展示系统及其构建方法，该系统包括具有转动功能的控制器、存储有展示信息的ＰＣ机或处理器及用于信息显示的显示屏或显示器。通过控制器表面或内部固定的三轴加速度传感器和三轴地磁传感器，检测控制器的三自由度旋转位置，从而触发相应动作，将ＰＣ机中预存储的与控制器表面各区域相关的展示信息通过显示屏或显示器显示出来。以达到通过旋转控制器实现不同区域信息或其他自定义展示信息的查询和展示的目的。本发明专利技术所述展示系统还通过在所述控制器中增加触摸感应器或者拍击感应器或者按键等其他附属设备感知更多类型的用户操作，拓展所述控制器的功能，提供更丰富的操作维度，展示更多彩的展会信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及虚拟现实领域，更具体的说本专利技术涉及一种会展展示中的交互展示 系统，这种展示系统利用与展示内容相对应的三维实体模型作为输入设备，通过对模型的 旋转、触摸和拍击等操作，实现预存储信息的展示及演示，具有较高的交互性和直观体验程度。
技术介绍
近几十年来，信息展示方案的发展从原始的文字书稿、图片展示发展到幻灯片等。 随着电脑技术的发展，智能化的信息展示手段日新月异，从简单的鼠标控制到触摸屏控制， 从投影屏幕到激光立体成像，信息的展示方式程多元化，立体化发展。但是这种新的展示体 验的发展多集中在视觉显示方面，但输入设备相比而言却显得非常滞后。纵观整个市场，可 用于展会展示的通用型仪器较少，主要设备均为触摸屏电脑。这些设备，人机交互形式单 调，一般采用平面鼠标操作或触摸屏操作等二维操作方式，缺乏立体形象，观众的直观体验 程度不高。因此，如何提供一种具有高直观体验程度的互动式三维信息展示系统及方法，已 成为本
人员急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种通过旋转位置检测实现三维控制的方法及其系统，为用户提供更 丰富的操作体验。以克服现有的传统展会控制平台的二维局限。本系统的控制器通过一个 三轴地磁传感器和一个三轴加速度传感器分别测量地磁场和重力的若干个分量，再通过这 若干个分量对用户视点进行坐标变换，得到空间中固定的点在可任意旋转的控制器表面的 相对位置坐标，实现控制器的表面定位和控制器的三自由度旋转位置的检测，并通过PC机 对控制器表面各区域定义不同的控制信息，以达到通过旋转控制器从而触发对不同展区展 示信息或其他自定义信息的查询和展示的目的。本专利技术所述的系统，包括具有转动功能的控制器，可自定义动作达到与展示目标 信息相联动。通过上述的控制器内部的传感器组可实时采集重力加速度信号及地磁场信 号以获得控制器的旋转位置信息；存储有展示信息的PC机或处理器，用于接收所述控制器 得到的重力加速度和地磁场的若干个分量，并根据所述PC机或处理器中预存储的所述控 制器表面的定点，确定所述控制器表面处于所需视点位置的定点，并根据该定点确定表面 所有的定点位置，并根据定点的位置信息，与所述PC机或处理器中预存储的展示信息相关 联；显示屏或投影屏或者显示器或者音频设备或者其他能展示信息的输出设备，用于接收 所述PC机或处理器得到的定点信息及与之相关联的展示信息，并展示。本专利技术中的控制器的特征在于在所述控制器内部或表面固定一用于采集重力加 速度若干分量的三轴加速度传感器及一用于采集地磁场若干分量的三轴地磁传感器；所述 控制器内部还包括开关模块、电池模块、单片机模块以及无线或有线模块，并通过无线或有线模块与PC机相连接。进一步，本专利技术所述展示系统可通过在所述控制器中增加触摸感应器或者拍击感 应器或者按键等其他附属设备感知更多类型的用户操作，拓展所述控制器的功能，提供更 丰富的操作维度，展示更多彩的展会信息。本专利技术还提供一种展示方法，包括以下步骤Sl建立具有转动功能的控制器，在所述控制器表面预设一个视点，并在所述PC机 或处理器中预存储所述控制器表面定点信息。S2所述控制器，由所述三轴地磁传感器及三轴加速度传感器采集到地磁场及重力 的若干分量，并将数据送给所述PC机或处理器。 S3所述PC机或处理器根据所述地磁场及重力的若干分量，经计算获得所述控制 器的旋转位置，并经计算确定所述控制器表面处于所述视点位置的定点的位置，得到所述 视点对应的定点信息及与之相关联的展示信息。S4所述显示屏或显示器显示所述视点对应的定点信息及与之相关联的展示信息。这种情况下，其特征还在于，通过下述公式，利用采集的地磁场及重力的若干分量 N(nx nY nz),G(gx gY gz)，计算得出所述控制器表面处于所述视点位置(ae aN aM)所对应的 定点坐标矢量(ax aY az)N' = (GXN) XG其中N'是地磁场在水平方向上的分量 上式使N(nx ηγ nz)与N'的归一化矢量相等M = GXN上式计算得出与N (nx nY nz),G(gx gY gz)均垂直的单位矢量M (mx mY mz)sx sy §z (ax aY az)即为视点所对应的控制器表面定点所对应的向量，并由此确定与此定 点相对应的展示信息。本专利技术还提供根据外形为球形的控制器表面定点确定其所对应的经纬度的方法， 包括，在上述公式基础上，通过表面定点的坐标向量(ax aY az)及以下公式，得到外形为球 形的控制器表面定点所对应的经纬度信息，确定所述视点对应的球体表面区域 其中，φ为纬度，θ为经度。进一步，本专利技术所提供的展示方法，还可以通过所述控制器中的所述三轴加速度 传感器，同时采集用户拍击及晃动控制器所产生的加速度的变化量，并将变化量通过所述 无线或有线模块送至所述PC机或处理器中，得到与所述拍击及晃动操作相关联的展示信 息，在所述显示屏或显示器中显示。本专利技术的定位时间短，实用性强，应用范围广，例如可用于世界性的展览会信息展 示、地球相关信息展示，也可作为教科书教学之用，具体，直观，制作成本也低廉；本专利技术通 过软件进行设置以及定制任意外形的控制器外壳，只要将核心模块安装在控制器内或表面 任意位置，并通过软件对控制器动作进行简单设置，就可以将控制器的各类不同行为映射 为接收端计算机上的各种行为，从而可以直接地进行多元化、多层次的展示。从而使得本发 明能够应用在不同的场合并且可以适应多种多媒体形式的播放以及展示，使得用户通过操 控外壳表面的图案和对外壳拍击操作直接参与交互。与触摸屏等传统设备相比，本专利技术无 疑在外形、可操作性、展示效果、经济成本等各方面均占有优势，并且更能够吸引观众。产品 价格的低廉以及较高的可移植性、可复用性以及可编程性使得同一产品可以通过再编程达 到适应多次、不同展示要求的目的。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图。图2为本专利技术的一个实施例的控制器内部结构示意图。图3为本专利技术的控制器内各模块工作示意4为本专利技术的控制器内各模块电路连接关系5为本专利技术控制器旋转位置检测原理的“环境坐标系”示意图。图6为本专利技术控制器旋转位置检测原理的控制器坐标系示意图。图7为本专利技术的另一个实施例的控制器内部结构示意图。图8为本专利技术的另一个实施例的控制器内各模块工作示意图具体实施例方式下面根据图1-图6给出本专利技术一个较好实施例，并予以详细描述，同时图7-图8 给出另一个实施例，以便更好说明本专利技术，而不是用来限定本专利技术的范围。例如，第一个实 施例是一个构成地球展示仪的结构。只要改动其在PC2中的展示信息，就可改变视点显示 内容；若改动外壳模型，PC2中储存相应模型信息，则可改变为相应模型信息展示仪。如此， 足见本专利技术适用范围之广。下面仔细说明实施例实施例一参照图1，它包括顺次连接的显示屏1及PC2及以有线或无线方式连接的控制器 3。控制器以气悬浮或者磁悬浮或者直接接触的方式放置在支架/底座38上。本实施例中 控制器3的外壳以一普通地球仪为外壳，视点39为地球仪表面空间定点，则其展示内容为 与当前定点所在的地球表面区域相关的存储在PC2中的内容。当观众旋转控制器3时，控 制器3会将其旋转位置数据以有线或无线方式送给PC2，然后在PC2中计算得到视点39的 坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种展示系统，其特征在于，包括：具有转动功能的控制器，用于采集重力加速度信号及地磁场信号，得到重力加速度和地磁场的若干个分量；存储有展示信息的ＰＣ机或处理器，用于接收所述控制器得到的重力加速度和地磁场的若干个所述分量，并根据所述ＰＣ机或处理器中预存储的所述控制器表面的定点，确定所述控制器表面处于所需视点位置的定点，并根据该定点确定表面所有的定点位置，并根据定点的位置信息，与所述ＰＣ机或处理器中预存储的展示信息相关联；显示屏或显示器，用于接收所述ＰＣ机或处理器得到的定点信息及与之相关联的展示信息，并显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾祥宇，王恩，李健喆，章锦晶，
申请(专利权)人：上海复翔信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]