專利名稱：控制圖像內(nèi)的選擇符的顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)領(lǐng)域通常涉及顯示系統(tǒng)，且尤其涉及一種用于控制圖像內(nèi)的選擇符的顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無需佩戴專業(yè)眼鏡或其他眼罩即能夠在逼真的三維領(lǐng)域顯示三維呈現(xiàn)的顯示系統(tǒng)開始進(jìn)入市場。這種顯示系統(tǒng)采用了立體技術(shù)，其給這部分觀眾造成真實(shí)的景深印象。預(yù)計(jì)這種顯示系統(tǒng)將顯著進(jìn)入目前由傳統(tǒng)的二維顯示系統(tǒng)占領(lǐng)的市場空間。這種顯示系統(tǒng)的一個(gè)預(yù)期應(yīng)用是在航空業(yè)。能夠在逼真的三維領(lǐng)域顯示三維呈現(xiàn)的顯示系統(tǒng)很可能會給飛行員提供增強(qiáng)的態(tài)勢感知和更大的能力來感知空中和下面的地面環(huán)境。這樣的顯示系統(tǒng)，例如，可以被用于顯示在飛行期間飛機(jī)周圍和下方的地面環(huán)境， 被用于顯示其他空中物體的描述，和/或通過三維環(huán)境來顯示飛機(jī)的飛行路徑的三維投影。現(xiàn)有的系統(tǒng)，例如人工合成的視覺系統(tǒng)，嘗試采用二維顯示屏向飛行員提供該信息以顯示二維圖像，該二維圖像是使用創(chuàng)建透視外觀的常見圖像技術(shù)來再現(xiàn)的，但可以預(yù)期的是能夠顯示真實(shí)的三維圖像的顯示系統(tǒng)將加強(qiáng)飛行員吸收關(guān)于空間環(huán)境信息的能力。雖然三維顯示系統(tǒng)剛剛開始進(jìn)入市場，但觸摸屏顯示系統(tǒng)是眾所周知的并且已經(jīng)在各行各業(yè)已廣泛使用多年來提供控制輸入到命令系統(tǒng)中。盡管這大范圍的快速擴(kuò)張，觸摸屏顯示系統(tǒng)在航空領(lǐng)域的滲透是很有限的。然而最近，這一情況已經(jīng)開始發(fā)生變化，觸摸屏顯示系統(tǒng)目前正越來越頻繁的應(yīng)用于各種與航空有關(guān)的應(yīng)用中，例如控制飛機(jī)機(jī)載的各種系統(tǒng)。被配置以呈現(xiàn)三維圖像的一些顯示系統(tǒng)也結(jié)合了觸摸敏感技術(shù)，從而允許操作員通過觸摸與三維圖像直接交互。然而，因?yàn)檫@樣的顯示系統(tǒng)呈現(xiàn)逼真的三維圖像，因此，通過僅僅觸摸顯示系統(tǒng)的顯示屏的表面的一部分從而準(zhǔn)確地選擇圖標(biāo)或鎖定在三維圖像內(nèi)顯示的一個(gè)符號上可能會越來越具有挑戰(zhàn)性。這是因?yàn)椴僮鲉T正在試圖點(diǎn)擊的對象將看起來像處于不同位置，這取決于該三維圖像所被觀察的角度。因?yàn)椴僮鲉T不能通過該顯示屏的表面達(dá)到并進(jìn)入到該三維環(huán)境來觸摸對象，當(dāng)操作員嘗試與三維圖像交互時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)觸摸屏技術(shù)的使用連同被配置來顯示三維圖像的顯示系統(tǒng)會導(dǎo)致模糊。

發(fā)明內(nèi)容
這里公開了用于控制圖像內(nèi)選擇符的顯示系統(tǒng)的各種實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示系統(tǒng)包括但不限于，顯示屏，其被配置為檢測操作員在該顯示屏的表面上的觸摸并且進(jìn)一步被配置為顯示三維圖像。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括處理器，其操作地耦合到該觸摸屏。該處理器被配置以命令該顯示屏在三維圖像內(nèi)顯示三維選擇符，并命令該顯示屏在該三維圖像內(nèi)按照與操作員的觸摸相符的方式移動(dòng)該選擇符。在另一個(gè)實(shí)施例中，顯示系統(tǒng)包括但不限于，顯示屏，其被配置為檢測操作員在該顯示屏的表面上的觸摸，并且進(jìn)一步被配置為顯示三維圖像。該顯示系統(tǒng)進(jìn)一步包括處理器，其操作地耦合到該觸摸屏。該處理器被配置以命令該顯示屏在三維圖像內(nèi)顯示三維選擇符。該三維選擇符具有第一端和第二端，第一端被顯示在該觸摸屏上，接近操作員已初始地觸摸該顯示屏的表面所在的第一位置，第二端被顯示在該觸摸屏上，位于與該第一端間隔開的第二個(gè)位置處。該處理器進(jìn)一步被配置為命令該顯示屏顯示該三維選擇符，以便第二端相對于第一端的方向與第一位置相符。該處理器還進(jìn)一步被配置為命令顯示屏在該三維圖像(38)內(nèi)按照與操作員觸摸相符的方式調(diào)整該選擇符的方位角和傾角。在另一個(gè)實(shí)施例中，顯示系統(tǒng)包括但不限于，顯示屏，其被配置為檢測操作員在該顯示屏的表面上的觸摸，并且進(jìn)一步被配置為顯示三維圖像。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括輸入單元， 其被配置為接收操作員的輸入。該系統(tǒng)還進(jìn)一步包括處理器，其操作地耦合到該觸摸屏和該輸入單元，該處理器被配置以命令該顯示屏在三維圖像內(nèi)顯示三維選擇符，并且命令該顯示屏在該三維圖像內(nèi)按照與操作員的觸摸以及操作員的輸入相符的方式移動(dòng)該三維選擇符。


下面將連同附圖一起描述本發(fā)明，其中相同的數(shù)字表示相同的元素，并且圖I是示出用于控制根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)所制成的圖像內(nèi)的選擇符的顯示系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。圖2根據(jù)示例性實(shí)施例示出在圖I的顯示系統(tǒng)上再現(xiàn)的三維圖像的表示。圖3根據(jù)示例性實(shí)施例示出當(dāng)操作員操作(engage)顯示屏以啟動(dòng)對三維選擇符的顯示時(shí)圖2的三維圖像。圖4至圖6根據(jù)示例性實(shí)施例示出啟動(dòng)三維選擇符的顯示的另一策略。圖7至圖9根據(jù)示例性實(shí)施例示出啟動(dòng)三維選擇符的顯示的又一策略。圖10根據(jù)示例性實(shí)施例示出三維選擇符與所期望目標(biāo)之間的距離。圖11至圖12根據(jù)示例性實(shí)施例示出控制三維選擇符的方位和傾角的技術(shù)。圖13至圖14根據(jù)示例性實(shí)施例示出控制三維選擇符的方位和傾角的另一技術(shù)。圖15至圖16根據(jù)示例性實(shí)施例示出控制三維選擇符的方位和傾角的另一技術(shù)。圖17至圖19根據(jù)示例性實(shí)施例示出控制三維選擇符的方位和傾角的又一技術(shù)。圖20根據(jù)示例性實(shí)施例示出無需改變其方位或傾角而移動(dòng)三維選擇符的技術(shù)。圖21根據(jù)示例性實(shí)施例示出使用三維選擇符選擇和追蹤目標(biāo)的技術(shù)。圖22根據(jù)示例性實(shí)施例示出在三維圖像內(nèi)多個(gè)三維選擇符的再現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式下面的詳細(xì)描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使用。此外，在前面的背景或下面的詳細(xì)描述中所呈現(xiàn)的任何理論都沒有約束的意圖。本發(fā)明公開了一種用于控制圖像內(nèi)的選擇符的改進(jìn)的顯示系統(tǒng)。該顯示系統(tǒng)包括顯示屏，其被配置為再現(xiàn)三維圖像，也稱為立體圖像。此處所使用的術(shù)語“三維”指的是使用立體技術(shù)或其他技術(shù)再現(xiàn)的逼真顯現(xiàn)的三維圖像，其中所述其他技術(shù)創(chuàng)建圖像和 /或場(field)，并且該圖像和/或場具有該圖像和/或場內(nèi)的各種元件之間的空間關(guān)系的逼真的外觀和逼真的景深描繪。能夠顯示三維圖像的顯示器在美國專利號7，796，200 ；7，796，134 ;7，786，953和7，777，950的專利中已經(jīng)被公開，因此所公開的內(nèi)容整體合并在本發(fā)明中以供參考。該顯示屏進(jìn)一步被配置以檢測在該顯示屏表面上的觸摸。這樣的觸摸可被用于為命令系統(tǒng)提供輸入，該命令系統(tǒng)由該顯示屏控制或由通信地或操作地耦合到該顯示屏的處理器控制。觸摸屏顯示器在本領(lǐng)域是眾所周知的。已存在多種技術(shù)，其允許對該顯示屏的表面的觸摸進(jìn)行檢測。觸摸屏顯示器的例子在美國專利號4，521，870 ； 4，821，031 ;5，038，142 ;5，956，021 ;6，259，491 ;6，297，811 以及 6，492，979 中公開，因此所公開的內(nèi)容整體合并在本發(fā)明中以供參考。此處所使用的術(shù)語“觸摸”指的是由操作員采取的任何動(dòng)作，其能夠被觸摸屏顯示器所檢測到并且被該觸摸屏顯示器識別為交互和/激勵(lì)事件。觸摸可包括，但不限于，與該觸摸屏顯示器實(shí)際的物理接觸。操作員可以使用手指、 手寫筆、熒光棒、激光，或其他一些設(shè)備觸摸該顯示屏的表面。這樣的手指或其他設(shè)備在此將統(tǒng)稱為“觸摸工具”。該顯示系統(tǒng)進(jìn)一步包括處理器，其通信地且操作地耦合到該顯示屏并且被配置為命令該顯示屏以顯示三維圖像，并進(jìn)一步顯示在該三維圖像內(nèi)的三維選擇符。例如，如果該三維圖像是這樣的景觀圖(landscape):飛機(jī)正在上面飛行，并且其包括各種結(jié)構(gòu)和導(dǎo)航輔助設(shè)備，例如跑道以及基于地面的導(dǎo)航輔助設(shè)備等，該三維選擇符可能被顯示為聚光燈， 其看起來像從該顯示屏的表面延伸進(jìn)入該景觀圖或延伸進(jìn)入地平線以上的天空。在一個(gè)實(shí)施例中，聚光燈可能包括在該景觀圖的地面上再現(xiàn)的被照明區(qū)域和從該顯示屏的表面延伸到地面上的被照明區(qū)域的聚光燈光束的可視繪圖。在其他實(shí)施例中，該三維選擇符可能只是在地面上的被照明區(qū)域，而沒有從地面延伸到顯示屏的被照明光束部分。仍然在其他的實(shí)施例中，該三維選擇符可以采取任何適當(dāng)?shù)暮?或所需的形式，并不由本次討論將其限定于任何特定實(shí)施例。處理器被進(jìn)一步配置為基于在顯示屏的表面上所檢測到的觸摸而移動(dòng)該三維選擇符通過該三維圖像。例如，該三維選擇符的方位角和傾角可以基于觸摸工具在該顯示屏表面上的或橫過該顯不屏表面的移動(dòng)而被修改。在一些實(shí)施例中，可以在該顯不系統(tǒng)中包括附加的輸入設(shè)備。該附加的輸入設(shè)備被操作地連接到該處理器，并被操作員連同該顯示屏一起使用以控制該三維選擇符的移動(dòng)。通過經(jīng)由該觸摸屏以及經(jīng)由任何附加的輸入設(shè)備將輸入提供進(jìn)該顯示系統(tǒng)，操作員可以圍繞和遍及該三維圖像而旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)，以及平移該三維選擇符。在一些實(shí)施例中，當(dāng)被照明區(qū)域被定位在可選擇項(xiàng)目(例如，跑道或另一架飛機(jī))之上時(shí)，該被照明區(qū)域可以改變其配置以指示該高亮項(xiàng)目能夠被選擇。在這種方式中， 操作員可以操縱該三維選擇符以選擇在該三維圖像中所顯示的各種項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，三維選擇符可能看起來像延伸出觸摸工具。例如，三維選擇符可能看起來像是與操作員手指對齊且從操作員手指延伸的激光或聚光燈。這使得操作員能夠利用三維圖像中的三維選擇符有效地指向并觸摸操作員所希望選擇的對象。該顯示系統(tǒng)可以被配置為使得當(dāng)操作員在顯示屏上滾動(dòng)他或她的手指時(shí)，該三維選擇符改變其方位角和傾角以保持與操作員的手指對齊，并因此充當(dāng)?shù)竭_(dá)該三維圖像的操作員的手指的延伸。在一些實(shí)施例中，該顯示系統(tǒng)可使得操作員能夠通過拖動(dòng)他或她的手指橫過該顯示屏的表面或通過使用控制面板在該三維圖像內(nèi)移動(dòng)整個(gè)三維選擇符。利用該三維選擇符，操作員可以選擇在該三維圖像內(nèi)所顯示的對象，其方式與操作員可以在二維顯示中使用光標(biāo)選擇對象或文本相同。在被照明區(qū)域經(jīng)過可選擇的對象時(shí)，其配置可以改變。例如，該被照明區(qū)域可以在顏色、大小、形狀、和/或其任意組合上發(fā)生改變從而為操作員提供指示該對象是可選擇的。在一些實(shí)施例中，當(dāng)被照明區(qū)域經(jīng)過時(shí)，對象本身可以在大小、形狀、和/或顏色上發(fā)生改變。在一些實(shí)施例中，該顯示系統(tǒng)能夠在三維圖像內(nèi)再現(xiàn)多個(gè)三維選擇符以供飛行員的操縱以允許飛行員具有同時(shí)被選擇的多個(gè)可選擇的對象。通過對本申請所伴隨的說明的回顧連同對如下的詳細(xì)描述的回顧，可以對控制圖像內(nèi)選擇符的顯示系統(tǒng)的實(shí)施例獲得更好的理解。圖I是個(gè)示意圖，示出用于控制三維選擇符的顯示系統(tǒng)30。顯示系統(tǒng)30包括顯示屏32、處理器34以及，在一些實(shí)施例中，附加的輸入單元36。在其他實(shí)施例中，由于顯示屏32檢測觸摸并因此檢測操作員輸入的能力，附加的輸入單元36是沒有必要的。顯示屏 32可以是任何合適的顯示屏，其被配置為顯示該三維圖像，并進(jìn)一步被配置以檢測在該顯示屏表面上的觸摸并將與所檢測到的觸摸相符的信號傳送到處理器34。附加的輸入單元 36可以是任何傳統(tǒng)的通常與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的輸入設(shè)備，其由操作員使用以為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供輸入。這樣的輸入設(shè)備包括，但不限于，鍵盤、觸摸板、軌跡球、鼠標(biāo)、操縱桿、麥克風(fēng)、 照相機(jī)和運(yùn)動(dòng)檢測器。附加的輸入單元36被配置為接收來自操作員的輸入并生成與操作員輸入相符的電子信號并將該信號傳輸給處理器34。處理器34可以是任何類型的計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、微處理器、邏輯設(shè)備的集合、狀態(tài)機(jī)或任何其他被配置為計(jì)算、和/或執(zhí)行算法、和/或執(zhí)行軟件應(yīng)用程序、和/或執(zhí)行子例程、和/或加載有并執(zhí)行任何類型的計(jì)算機(jī)程序的模擬或數(shù)字電路。處理器34可以包括單一處理器或動(dòng)作一致的多個(gè)處理器。在一些實(shí)施例中，處理器34可以是專門與顯示系統(tǒng) 30配合使用的,而在其他實(shí)施例中，處理器34可與其他系統(tǒng)共享。在另外的其他的實(shí)施例中，處理器34可集成到顯示系統(tǒng)30的任何其他組件中。例如，在一些實(shí)施例中，處理器34 可以是顯示屏32或附加輸入單元36的組件。處理器34操作地耦合到顯示屏32和附加輸入單元36。這樣的操作耦合可以通過使用任何合適的傳輸方式包括有線和無線連接完成。例如，每個(gè)組件可以通過同軸電纜或通過任何其他類型的有效傳輸電信號的線連接物理地連接到處理器34。在其他實(shí)施例中， 每個(gè)元件可以通過總線或其他類似的通信通道被耦合到處理器34。適合的無線連接的例子包括，但不限于，由藍(lán)牙商標(biāo)、Wi-Fi連接、紅外連接等識別的無線通信協(xié)議。在一方面的處理器34以及另一方面的顯示屏32和附加輸入單元36之間的操作耦合為處理器34提供了路徑用于往來每個(gè)組件的信號、命令、指令以及詢問的接收和傳輸。顯示屏32和附加的輸入單元36均被配置為向處理器34傳輸與由每個(gè)各自的組件檢測到的操作員輸入相符的輸入信號。例如，當(dāng)在顯示屏32表面上檢測到觸摸，或當(dāng)操作員點(diǎn)擊鼠標(biāo)或拉起操縱桿，顯示屏32和附加的輸入單元36被配置生成對應(yīng)于所檢測到的輸入的電子信號，并將那些電子信號傳輸給處理器34。處理器34被配置(B卩，處理器34加載有和能夠執(zhí)行合適的計(jì)算機(jī)代碼、軟件和/或應(yīng)用程序)以接收顯示屏32和附加輸入單元 36所生成的電子信號，并與顯示屏32和附加輸入單元36進(jìn)行交互和協(xié)調(diào)，目的是控制在顯示屏32上所顯示的三維圖像內(nèi)的三維選擇符。當(dāng)處理器34接收到由顯示屏32和/或由附加的輸入單元36所提供的輸入信號時(shí)，處理器34發(fā)送命令到顯示屏32，其指示顯示屏 32啟動(dòng)在顯示屏32上的三維選擇符的顯示和/或按照與輸入信號相符的方式移動(dòng)三維選
7擇符通過三維圖像。初始化三維選擇符的顯示、三維選擇符的移動(dòng)以及其他的特征將在下文更詳細(xì)的披露。圖2示出由圖I的顯示系統(tǒng)30的顯示屏32所再現(xiàn)的三維圖像38的表示。如所示的，三維圖像38是位于飛機(jī)(飛機(jī)未示出)下方和/或周圍的地形和其他特征的繪圖。覆蓋在三維圖像38之上的是傳統(tǒng)的圖標(biāo)和符號，例如但不限于，指南針40、俯仰梯度(pitch ladder)42和飛行路徑標(biāo)記44。這些圖標(biāo)和符號提供給操作員有關(guān)飛機(jī)的位置和方向的信
肩、O在三維圖像38中同樣示出的是可選則目標(biāo)46。希望選擇可選則目標(biāo)46的操作員首先將采取啟動(dòng)三維選擇符顯示的啟動(dòng)動(dòng)作。在所示的實(shí)施例中，該啟動(dòng)動(dòng)作是在顯示屏上的觸摸。為便于參考，在此其指的是“啟動(dòng)觸摸”。圖2示出了僅僅在作出啟動(dòng)觸摸之前的操作員48。操作員48將用手指50在顯示屏32的位置51上作出啟動(dòng)觸摸。在一些實(shí)施例，在作出啟動(dòng)觸摸之前，操作員可能首先需要將顯示系統(tǒng)30切換到適當(dāng)?shù)哪Ｊ揭陨扇S選擇符。例如，操作員可能首先需要觸摸開關(guān)52以將顯示系統(tǒng)30設(shè)置于一個(gè)模式，在該模式中其被使能生成三維選擇符。在當(dāng)前的實(shí)施例中，開關(guān)52被示為顯示屏上的圖標(biāo)。應(yīng)當(dāng)理解任何其他設(shè)備可以用于激勵(lì)三維選擇符，包括開關(guān)、按鈕、杠桿或任何其他類型的位于飛行甲板上的激勵(lì)器以使得能夠生成三維選擇符。在其他實(shí)施例中，三維選擇系統(tǒng)能夠基于任何合適的條件或環(huán)境自動(dòng)出現(xiàn)。在另外一些實(shí)施例中，三維選擇符能夠持續(xù)地顯示。圖3示出了當(dāng)操作者48操作顯示屏32來啟動(dòng)三維選擇符54的顯示時(shí)圖2的三維圖像。繼續(xù)參考圖1-3，當(dāng)手指50與位置51接觸時(shí)，顯示屏32檢測到手指50和位置51 之間的接觸并將信號傳輸?shù)教幚砥?4。處理器34接收到該信號并且，作為其編程的結(jié)果， 將命令發(fā)送到顯示屏32以顯示三維選擇符54。如三維圖像38 —樣，三維選擇符54也被使用立體再現(xiàn)技術(shù)以真實(shí)的三維樣式再現(xiàn)以傳達(dá)逼真的景深印象。三維選擇符54包括被照明區(qū)域56和光束部分58。在所示的是示例中，三維選擇符54類似于聚光燈。在其他實(shí)施例中，三維選擇符54可能采取任何其他合適的形狀和/或配置。被照明區(qū)域56被再現(xiàn)以便其看起來像觸摸在三維圖像38中所描繪的地形。光束部分58從被照明區(qū)域56向后朝顯示屏32延伸，并具有看起來像要觸摸到恰好在手指50下的顯示屏32的基部。在其他實(shí)施例中，三維選擇符54將具有看起來像停在三維圖像38中的一些對象(例如，地形、地形上的可選擇的對象、空中對象等)上的遠(yuǎn)離部分(例如被照明區(qū)域56)，看起來像停在顯示屏32上的近距部分，以及從近距部分向遠(yuǎn)離部分延伸進(jìn)入三維圖像內(nèi)的主體。三維選擇符 54不同于傳統(tǒng)的選擇符，在于三維選擇符54被立體的再現(xiàn)以產(chǎn)生逼真的顯現(xiàn)。處理器34可以使用各種策略以響應(yīng)于在顯示屏32上的啟動(dòng)觸摸而掌控三維選擇符54的初始方向。在圖3所示的例子中，處理器34已經(jīng)被配置為對三維選擇符54定向以便三維選擇符54從位置51延伸到最接近的可選擇目標(biāo)，在這種情況中，為可選則目標(biāo)46。 在這種方式下，三維選擇符54看起來像從手指尖50延伸到可選則目標(biāo)46。正如目前所討論的，其他的用于三維選擇符54初始再現(xiàn)的策略也可以被處理器34所使用。圖4-6示出另一個(gè)啟動(dòng)三維選擇符的顯示的策略。如圖4所示,操作員48在位置 61觸摸顯示屏32。繼續(xù)參考圖1-6，這種觸摸的位置和發(fā)生被顯示屏32所檢測到，隨后將傳達(dá)關(guān)于該觸摸的信息的信號發(fā)送到處理器34，關(guān)于該觸摸的信息包括其在顯示屏32的表面上的位置。處理器34通過發(fā)送信號給顯示屏32從而命令顯示屏32顯示被照明區(qū)域而作出響應(yīng)。如圖5所示，在接收到來自處理器34的命令后，顯示屏32在與顯示屏32的表面上的位置61相符的位置處顯示三維圖像38內(nèi)的被照明區(qū)域56。在這一點(diǎn)上，在該三維選擇符的剩余部分可以被再現(xiàn)之前，顯示系統(tǒng)30等待來自操作員48進(jìn)一步輸入。如圖6所示，操作員48通過向右并在稍微向下的方向上拖動(dòng)手指50橫過顯示屏 32而提供這樣的附加的輸入。手指50橫過顯示屏32的表面的該移動(dòng)被顯示屏32檢測到并傳輸給處理器34。作為響應(yīng)，處理器34提供給顯示屏32指令以再現(xiàn)光束部分58，就像從被照明區(qū)域56延伸到在手指尖50下方的顯示屏32上的該點(diǎn)緊下方的顯示屏32的部分。 使用這種技術(shù)，操作員可以“拉動(dòng)”三維選擇符54，就像具有任何期望長度。圖7-9示出啟動(dòng)三維選擇符顯示的又一策略。如圖7所示,操作員48使用手指50 在位置62觸摸顯示屏32。繼續(xù)參考圖1-9，顯示屏32將檢測到這種觸摸，并將對應(yīng)于這種觸摸的信號(包括其在顯示屏32表面上的位置)傳輸?shù)教幚砥?4。作為響應(yīng)，處理器34 將指令傳輸?shù)斤@示屏32以投影三維選擇符，該三維選擇符是以與顯示屏32的表面上的位置62的位置相符的方式從位置62或手指尖50延伸進(jìn)三維圖像38內(nèi)。在所示的實(shí)施例中， 如果位置62落在顯示屏32的右半部分的任意位置，則三維選擇符將從位置62或手指尖50 朝三維圖像38的左側(cè)延伸。這在圖8中被示出，其中三維選擇符54從手指50向上并向左延伸，被照明區(qū)域56落入三維圖像38的左側(cè)。圖9提供了該啟動(dòng)策略的進(jìn)一步說明。如果在顯示屏32的左側(cè)和顯示屏32的下半部檢測到初始觸摸。則三維選擇符54A將向上并朝著三維圖像38的右側(cè)延伸。如果在顯示屏32的右側(cè)以及顯示屏32的下半部檢測到初始觸摸，則三維選擇符54B將向上延伸并延伸到三維圖像38的左側(cè)。如果在顯示屏32的左側(cè)以及顯示屏32的上半部檢測到初始觸摸，則三維選擇符54C將向下并朝著三維圖像38的右側(cè)延伸。如果在顯示屏32的右側(cè)以及顯示屏32的上半部檢測到初始觸摸，則三維選擇符54D將向下并朝著三維圖像38 的左側(cè)延伸。應(yīng)該了解的是前述并不是窮盡的啟動(dòng)策略列表，其他的啟動(dòng)策略也是可能的。 在一些實(shí)施例中，當(dāng)被啟動(dòng)后，除了控制三維選擇符的方向，顯示系統(tǒng)30也可以被配置為允許操作員48指定和/或修改該三維選擇符54的長度和/或其他特征。圖10示出三維選擇符54的被照明區(qū)域56和可選則目標(biāo)46之間的距離。由于三維圖像38是操作員的飛機(jī)周圍的地形的立體式三維表示，并且由于三維選擇符54是進(jìn)入三維圖像38中的三維投影，因此在被照明區(qū)域56和可選則目標(biāo)46之間的差異可以被分解為方位角和仰角或傾角的分量。傾角delta 64代表在被照明區(qū)域56和可選則目標(biāo)46之間的仰角的差異。方位角delta 66代表在被照明區(qū)域56和可選擇目標(biāo)46之間的方位角的差異。因此，為了將該被照明區(qū)域56定位在可選則目標(biāo)46上方，三維選擇符54的仰角被降低與傾角delta 64相等的量，并且三維選擇符54的方位角被逆時(shí)針方向(從圖10的角度)旋轉(zhuǎn)與方位角delta 66相等的量。三維選擇符54的傾角和方位角可以通過使用顯示屏32而利用適當(dāng)?shù)氖謩葺斎氲斤@示系統(tǒng)30中而被控制，并且在一些實(shí)施例中，可以通過使用附加的輸入單元36而被控制。圖11-12示出用于控制三維選擇符54的方位角和傾角的技術(shù)。通過操作員48在顯示屏32的表面上手指尖50滾動(dòng)的動(dòng)作，三維選擇符54從圖10所示的位置被旋轉(zhuǎn)到圖 11所示的位置。關(guān)于手指尖所使用的術(shù)語“滾動(dòng)”是指指尖不是滑過顯示屏32的表面，而是保持在一個(gè)位置和樞轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)手指50在顯示屏32的表面上滾動(dòng)時(shí)，手指50的一部分將從顯示屏32的表面向上提離，而手指50的另一部分與顯示屏32的表面形成接觸。繼續(xù)參考圖1-11，觸摸屏32的這種觸摸感應(yīng)的能力是這樣的以使得手指50的部分和顯示屏32先前未被觸摸的部分之間的接觸的啟動(dòng)，與手指50的其他部分和顯示屏32先前被觸摸的部分的之間的接觸的停止聯(lián)系在一起，被觸摸屏32檢測到并將以將由處理器34解釋為手指50的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的信號的形式傳達(dá)。三維選擇符54的方位角和傾角的變化與該滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)相符。在一個(gè)例子中，如果操作員48在通常水平的方向而沒有任何手指尖的顯著的上下移動(dòng)的從一側(cè)到另一側(cè)滾動(dòng)手指尖，則三維選擇符54的方位角將改變?yōu)榕c手指50的新位置相符，而三維選擇符54的傾角將保持不變。反之，如果操作員48在垂直的上下方向滾動(dòng)手指尖50而沒有顯著的手指尖一側(cè)到一側(cè)的移動(dòng)，則當(dāng)三維選擇符54的傾角改變?yōu)榕c手指50的新位置相符時(shí)，三維選擇符54的方位角將保持基本上不變。如果手指50以如下的方式滾動(dòng)其既有一側(cè)到一側(cè)的分量也有上下分量，則三維選擇符54的方位角和傾角將以與手指50的新位置相符的方式而改變。在這種方式下，顯示系統(tǒng)30可以以使其看起來像到達(dá)三維圖像38中的手指50的延伸的方式再現(xiàn)三維選擇符54。隨著在顯示屏32的表面上所檢測到的手指50的移動(dòng)的三維選擇符54的相應(yīng)移動(dòng)的其他策略也是可能的。圖12示出第二個(gè)可選則目標(biāo)68的選擇。在這個(gè)例子中，第二個(gè)可選則目標(biāo)68不是位于三維圖像38的地形上，而是空中目標(biāo)。如所示的，操作員48在向下的方向滾動(dòng)手指 50，使得三維選擇符54的傾角改變。在一些實(shí)施例中，如在圖12的實(shí)施例，顯示系統(tǒng)30可以被如此配置以使得光束部分58的長度依賴于三維圖像38所描繪的地形和顯示屏32的表面之間的距離而變化。在這樣的實(shí)施例中，以與如下方式相同的方式當(dāng)在黑暗的房間中手電筒的光束指向具有距手電筒不同的接近程度的不同對象時(shí)，該手電筒的光束可能看起來像拉長和縮短，光束部分58的長度將依賴于所描繪的地形被照明區(qū)域56的哪部份被定位于其上而縮短和延伸。在其他實(shí)施例中，當(dāng)三維選擇符旋轉(zhuǎn)通過三維圖像38時(shí)，光束部分58可能具有保持不變的長度。圖13-14示出用于控制三維選擇符的方位角和傾角的另一技術(shù)。繼續(xù)參考圖 1-14，處理器34可以被配置為，無論何時(shí)三維選擇符54被顯示時(shí)，指示顯示屏32顯示控制面板70?？刂泼姘?0可以包括被用于控制三維選擇符54旋轉(zhuǎn)通過三維圖像38的控制圖標(biāo)。例如，控制面板70可以包括第一方位角調(diào)整圖標(biāo)72和第二方位角調(diào)整圖標(biāo)74以調(diào)整三維選擇符54的方位角，并且可以包括第一傾角調(diào)整圖標(biāo)76和第二傾角調(diào)整圖標(biāo)78來控制三維選擇符54的傾角。為了改變?nèi)S選擇符54的方位角或傾角，操作員只需要觸摸這些調(diào)整圖標(biāo)之一。顯示屏32將檢測到該觸摸并將指示該觸摸的信號傳輸給處理器34。處理器34然后將命令顯示屏32按照與操作員48觸摸調(diào)整圖標(biāo)相符的方式來改變?nèi)S選擇符54的方位角和/或傾角?？刂泼姘?0可以進(jìn)一步包括位置調(diào)整圖標(biāo)80。在所示實(shí)施例中，位置調(diào)整圖標(biāo)80 是大體圓形圖標(biāo)。在一些實(shí)施例中，在操作員希望移動(dòng)三維選擇符54時(shí)，操作員48通過觸摸與三維圖像38的方向相符的位置調(diào)整圖標(biāo)80的周邊的一點(diǎn)就可以將三維選擇符54圍繞三維圖像38從一處移動(dòng)到另一處而不會改變其方位角或傾角。圖15-16不出另一種用于控制三維選擇符號54的方位角和傾角的技術(shù)。如所不,圖15和16包括附加的輸入單元36。在所示的實(shí)施例中，附加的輸入單元36是被配置為檢測上下移動(dòng)、一側(cè)到一側(cè)移動(dòng)以及其組合的操縱桿。繼續(xù)參考圖1-16，應(yīng)該理解的是，在其他實(shí)施例中，附加的輸入單元36可包括任何合適的被配置為接收來自操作員的輸入并將那些輸入轉(zhuǎn)換為用于傳輸給處理器34的電子信號的輸入單元(例如，鼠標(biāo)、觸摸板等)。操作員48可以使用任何合適的策略啟動(dòng)三維選擇符54的顯示，包括上述描述的任何策略。一旦三維選擇符54被顯示在三維圖像38內(nèi)，則如圖16所示的，操作員48使用附加的輸入單元36改變?nèi)S選擇符54的方位角和傾角。圖17-19示出用于控制三維選擇符54的方位角和傾角的另外的技術(shù)。繼續(xù)參考圖1-19，當(dāng)處理器34發(fā)送指令到顯示屏32以顯示三維選擇符54時(shí)，處理器34進(jìn)一步指示顯示屏32也顯示多個(gè)觸摸點(diǎn)82。在一些實(shí)施例中，如圖17所示例的實(shí)施例,觸摸點(diǎn)82被安排在三維選擇符54的底部84的外圍。底部84是看起來像接觸觸摸屏32的三維選擇符 54的部分。為了改變?nèi)S選擇符54的方位角和/或傾角，操作員48僅僅需要觸摸一個(gè)或多個(gè)觸摸點(diǎn)82。這在圖18和19中被示例。在圖18中，操作員48移動(dòng)手指50以觸摸一個(gè)觸摸點(diǎn)82，在圖19中，三維選擇符54以將被照明區(qū)域56直接定位到可選則目標(biāo)46之上的方式旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，每個(gè)觸摸點(diǎn)82相對于底部84的位置將決定三維選擇符54的方位角或傾角(或兩者)是否被調(diào)整。例如，如果操作員48觸摸直接位于底部84之上的觸摸點(diǎn)，三維選擇符54的傾角將會提升。如果操作員48觸摸直接位于底部84右方的觸摸點(diǎn)，則三維選擇符54的方位角將按順時(shí)針的方向(從圖18-19的角度)調(diào)整。圖20示出用于移動(dòng)三維選擇符54而無需改變其方位角或傾角的技術(shù)。操作員48 可將手指50放在底部84上，然后拖動(dòng)手指50橫過顯示屏32的表面到任何期望的位置。這樣的動(dòng)作將使得該三維選擇符54移動(dòng)到操作員48所指示的位置而無需引起三維選擇符54 的傾角或方位角的任何變化。圖21示出使用三維選擇符54選擇和追蹤可選則目標(biāo)46的技術(shù)。繼續(xù)參考圖 1-21，通過使用上文所述的任何方法，操作員48可以啟動(dòng)三維選擇符54的顯示并且可以將三維選擇符54旋轉(zhuǎn)以便將被照明區(qū)域56定位到可選則目標(biāo)46。在一些實(shí)施例中，當(dāng)被照明區(qū)域56通過可選則目標(biāo)時(shí)，處理器34可以被配置以命令顯示屏32顯示符號、圖標(biāo)、文本和/或其他合適的圖形，其使得操作員48能夠啟動(dòng)與可選則目標(biāo)46相關(guān)的各種動(dòng)作。例如，處理器34可以使顯示屏32顯示選項(xiàng)圖標(biāo)86和追蹤圖標(biāo)88。為了選擇可選則目標(biāo)46， 操作員48可以觸摸選項(xiàng)圖標(biāo)86。為了選擇追蹤圖標(biāo)88，操作員48可以觸摸追蹤圖標(biāo)88。 在任何一事件中，觸摸將由顯示屏32檢測到，所述顯示屏32進(jìn)而將發(fā)送指示觸摸的信號給處理器34。處理器34隨后將發(fā)送命令給顯示屏32以顯示與操作員48所作出的選擇相符的附加的文本、圖形或其組合。在圖21所示的例子中，操作員48選擇了追蹤圖標(biāo)88。在一些實(shí)施例中，追蹤圖標(biāo) 88的選擇會使得三維選擇符54保持鎖定在可選擇目標(biāo)46上。因此，隨著飛機(jī)繼續(xù)飛行并且三維圖像38繼續(xù)改變(由此指示在地形和飛機(jī)之間的相對移動(dòng))，三維選擇符54將保持被照明區(qū)域56的位置在可選則目標(biāo)46上。操作員48選擇追蹤圖標(biāo)88可以通過任何合適的傳統(tǒng)的方式來完成，例如，但不限于，觸摸或敲擊追蹤圖標(biāo)88。追蹤圖標(biāo)88的選擇在此是指鎖定動(dòng)作。在其他實(shí)施例中，鎖定動(dòng)作可能包括使得三維選擇符54鎖定在可選則目標(biāo) 46上的操作員48的其他動(dòng)作或指示。
圖22示出在三維圖像38中多個(gè)三維選擇符的再現(xiàn)。如圖22所示，除了三維選擇符54之外，也有三維選擇符90。繼續(xù)參考圖1-22，在一些實(shí)施例中，顯示系統(tǒng)30可被配置以生成任何期望數(shù)量的三維選擇符。如圖22所示，三維選擇符54被鎖定在可選則目標(biāo)46 上并且操作員48已經(jīng)將三維選擇符90的被照明區(qū)域92定位到第二個(gè)可選擇目標(biāo)94。以這種方式，操作員48可以追蹤任何期望數(shù)量的可選則目標(biāo)。繼續(xù)參考圖1-22，在一些實(shí)施例中，處理器可以被配置以防止顯示屏在特定位置再現(xiàn)三維選擇符?？赡芷谕氖欠乐谷S選擇符指向沒有可選擇的圖像或符號的顯示屏上的區(qū)域。例如，如果在飛機(jī)附近的空中沒有檢測到空中對象，則可能期望的是限制三維選擇符以使其不能移離地面。在另一個(gè)例子中，在飛機(jī)的附近或下方既有地面又有水的情況下， 可能期望的是將三維選擇符限制到僅僅接觸地面并防止其通過水。其他的限制也是可期望的。盡管上述討論的上下文中是在飛機(jī)上使用顯示系統(tǒng)30，應(yīng)該認(rèn)識到，顯示系統(tǒng)30 不僅限于配合飛機(jī)使用。顯示系統(tǒng)30在航空工業(yè)中用途廣泛，并且可用于航空業(yè)的其他方面，包括，但不限于，塔控制器、空中交通管制員以及與航班操作相關(guān)的其他人員所使用的顯示系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步了解顯示系統(tǒng)30不局限于僅在航空業(yè)使用，而是也可被用于使用顯示系統(tǒng)的任何其他工業(yè)。此外，以上所述的和遍及本公開的三維選擇符不僅限于配合三維 (立體)圖像使用。相反，應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所描述的三維選擇符也可以在傳統(tǒng)的二維顯示系統(tǒng)中實(shí)施，所述傳統(tǒng)的顯示系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的顯示技術(shù)模擬三維圖像以創(chuàng)建透視圖的外觀。例如，在此所描述的三維選擇符與通過使用眾所周知的透視技術(shù)以準(zhǔn)三維的方式描述飛機(jī)周圍或前方的地形的傳統(tǒng)的合成視覺系統(tǒng)(Synthetic Vision System) 一起使用。在本發(fā)明前述詳細(xì)的描述中已經(jīng)呈現(xiàn)了至少一個(gè)示例性實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到有多種變形存在。也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例僅僅是示例，并且并不意圖以任何方式限制本發(fā)明的范圍、實(shí)用性或配置。相反，前述詳細(xì)的描述為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供了執(zhí)行本發(fā)明的示例性實(shí)施例的傳統(tǒng)的線路圖。可以理解，可以對示例性實(shí)施例中所描述的元件的功能和安排作出各種改變而不脫離在附加的權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于控制圖像內(nèi)的選擇符(54)的顯示系統(tǒng)(30)，該顯示系統(tǒng)(30)被配置為與顯示屏(32)配合使用，該顯示屏(32)被配置為檢測操作員在該顯示屏(32)的表面上的觸摸，并且被進(jìn)一步被配置為顯示三維圖像(38)，該顯示系統(tǒng)(30)包括處理器(34)，其被配置為操作地耦合到該顯示屏(32)，該處理器(34)被配置為命令該顯示屏(32)在該三維圖像(38)內(nèi)顯示三維選擇符(54)，并命令該顯示屏(32)在該三維圖像(38)內(nèi)按照與操作員的觸摸相符的方式移動(dòng)該選擇符(34)。
2.如權(quán)利要求I的顯示系統(tǒng)(30)，其中該處理器(34)進(jìn)一步被配置為命令該顯示屏 (32)顯示多個(gè)三維選擇符(54)。
3.如權(quán)利要求I的顯示系統(tǒng)(30)，其中，操作員的觸摸包括在該顯示屏(32)的表面上的觸摸工具的滾動(dòng)，并且其中該處理器(34)被進(jìn)一步配置為命令該顯示屏(32)按照與該觸摸工具的滾動(dòng)相符的方式改變該三維選擇符(54)的方位角和傾角。
4.如權(quán)利要求3的顯示系統(tǒng)(30)，其中該處理器(34)被配置為命令該顯示屏(32)顯示該三維選擇符(54)以看起來像從該觸摸工具投影進(jìn)該三維工具(38)，并且看起來像與該觸摸工具基本對齊。
5.如權(quán)利要求I的顯示系統(tǒng)(30)，其中該處理器(34)進(jìn)一步被配置為命令該顯示屏 (32)顯示與該顯示屏(32)的表面上操作員觸摸的位置接近的多個(gè)觸摸點(diǎn)(82)，并且當(dāng)操作員觸摸該多個(gè)觸摸點(diǎn)(82)時(shí)，命令該顯示屏(32)按照與操作員在該多個(gè)觸摸點(diǎn)(82)上的觸摸相符的方式改變該三維選擇符(54)的方位角和傾角。
6.如權(quán)利要求I的顯示系統(tǒng)(30)，其中該處理器(34)進(jìn)一步被配置為命令該顯示屏 (32)在該顯示屏(32)上顯示控制面板(70)，并且當(dāng)操作員觸摸該控制面板(70)時(shí)，命令該顯示屏(32)按照與操作員在該控制面板(70)上的觸摸相符的方式移動(dòng)該三維選擇符(54)。
7.如權(quán)利要求I的顯示系統(tǒng)(30)，其中該處理器(34)進(jìn)一步被配置為當(dāng)操作員使用該顯示屏(32)輸入鎖定動(dòng)作時(shí)，命令該顯示屏(32)按照被鎖定在該三維圖像(38)中所顯示的目標(biāo)(46)上的方式顯示該三維選擇符(54)。
8.如權(quán)利要求I的顯示系統(tǒng)(30)，其中該處理器(34)進(jìn)一步被配置為命令該顯示屏(32)將該三維選擇符(54)顯示為具有與操作員在該顯示屏(32)的表面上進(jìn)行的啟動(dòng)觸摸(51)該觸摸的位置相符的初始方向。
9.一種用于控制圖像內(nèi)的選擇符(54)的顯示系統(tǒng)(30)，該顯示系統(tǒng)(30)包括顯示屏(32)，其被配置為檢測操作員在該顯示屏(32)的表面上的觸摸，并進(jìn)一步被配置為顯示三維圖像(38);以及處理器(34)，其操作地耦合到該顯示屏(32)，該處理器(34)被配置為命令該顯示屏(32)在該三維圖像(38)內(nèi)顯示三維選擇符(54)，該三維選擇符(54)具有在該顯示屏(32)上顯示的接近操作員已初始地觸摸該顯示屏(32)的表面所在的第一位置(51)的第一端，以及具有在該顯示屏(32)上顯示的位于與該第一端間隔開的第二位置(62)處的第二端，命令該顯示屏(32)顯示該三維選擇符(54)以便第二端相對于第一端的方向與第一位置(51)相符，并且命令該顯示屏(32)在該三維圖像(38)內(nèi)按照與操作員的觸摸相符的方式調(diào)整該選擇符(54)的方位角和傾角。
10. 一種用于控制圖像內(nèi)的三維選擇符(54)的顯示系統(tǒng)(30)，該顯示系統(tǒng)(30)包括 顯示屏(32)，其被配置為檢測操作員在該顯示屏(32)的表面上的觸摸，并進(jìn)一步被配置為顯示三維圖像(38)；輸入單元(36)，其被配置為接收操作員的輸入；并且處理器(34)，其操作地耦合到該顯示屏(32)和該輸入單元(36)，該處理器(34)被配置為命令該顯示屏(32)在該三維圖像(38)內(nèi)顯示三維選擇符(54)，并且命令該顯示屏(32)在該三維圖像(38)內(nèi)按照與操作員的觸摸以及操作員的輸入相符的方式移動(dòng)該選擇符(54)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制圖像內(nèi)的選擇符的顯示系統(tǒng)，包括但不限于，顯示屏，其被配置以檢測操作員在該顯示屏表面上的觸摸，并且進(jìn)一步被配置為顯示三維圖像。該顯示系統(tǒng)進(jìn)一步包括處理器，其操作地耦合到該觸摸屏。該處理器被配置以命令該顯示屏在三維圖像內(nèi)顯示三維選擇符，并命令該顯示屏在該三維圖像內(nèi)按照與操作員的觸摸相符的方式移動(dòng)該選擇符。
文檔編號H04N13/04GK102609177SQ201110406869
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者J·努塔羅, S·格羅瑟 申請人:霍尼韋爾國際公司