[发明专利]3D指示装置与补偿3D指示装置的转动的方法

权利要求书

1.一种3D指示装置，其特征在于，该3D指示装置包括：

一方位传感器，用以产生与该3D指示装置的一方位相关联的一方位输出，且该3D指示装置的方位是与地球相关联的一全球参考坐标的三轴相关联；

一转动传感器，用以产生与该3D指示装置的一转动相关联的一转动输出，且该3D指示装置的转动是与该3D指示装置相关联的一空间参考坐标的三轴相关联；及

一第一运算处理器，用以使用该方位输出与该转动输出以产生一转换输出，该转换输出是与一显示设备相关联的一固定参考坐标相关联。

2.如权利要求1所述的3D指示装置，其特征在于，该方位传感器包括：

一加速度传感器，用以产生一第一讯号组，该第一讯号组包括多个轴向加速度，这些轴向加速度是与位于该空间参考坐标的该3D指示装置的移动和转动相关联；及

一第二运算处理器，用以基于该第一讯号组与该转动输出而产生该方位输出。

3.如权利要求2所述的3D指示装置，其特征在于，该方位传感器另包括：

一磁力计，用以产生与地球的磁场相关联的一第二讯号组，其中该第二运算处理器另基于该第一讯号组、该第二讯号组、与该转动输出，或基于该第一讯号组与该第二讯号组，而产生该方位输出。

4.如权利要求3所述的3D指示装置，其特征在于，该方位输出包括与该全球参考坐标的三轴相关联的一偏航角、一俯仰角、与一滚转角；该第一讯号组包括一第一轴向加速度、一第二轴向加速度、与一第三轴向加速度；该第二运算处理器基于该第一轴向加速度计算该俯仰角，且基于该第二轴向加速度及该俯仰角或基于该第三轴向加速度与该俯仰角计算该滚转角，并基于该俯仰角、该滚转角、与该第二讯号组计算该偏航角。

5.如权利要求1所述的3D指示装置，其特征在于，该方位传感器所提供的该方位输出为一转动矩阵、一四元值、一转动向量、或包括三个方位角。

6.如权利要求1所述的3D指示装置，其特征在于，该转换输出代表位于该固定参考坐标的一平面上的一段移动，该段移动是平行于该显示设备的一屏幕。

7.如权利要求1所述的3D指示装置，其特征在于，该第一运算处理器取得与该全球参考坐标相关联的该显示设备的一方位，且基于该方位输出与该显示设备的方位而取得该3D指示装置的方位，并基于与该固定参考坐标相关联的该3D指示装置的方位与该转动输出，而产生与该固定参考坐标相关联的一转换转动，且基于该转换转动而产生该转换输出。

8.如权利要求7所述的3D指示装置，其特征在于，当该第一运算处理器收到一重设讯号，该第一运算处理器将该方位传感器所产生的一现今方位输出记录为与该固定参考坐标相关联的该显示设备的方位。

9.如权利要求8所述的3D指示装置，其特征在于，当该现今方位输出包括与该全球参考坐标的三轴的其中的一轴相关联的一偏航角，该第一运算处理器藉由将该方位输出减去该偏航角而取得与该固定参考坐标相关联的该3D指示装置的方位。

10.如权利要求7所述的3D指示装置，其特征在于，该第一运算处理器从与该固定参考坐标相关联的该3D指示装置的方位取得一转动矩阵，且将该转动矩阵与该转动输出相乘以产生该转换转动。

11.如权利要求10所述的3D指示装置，其特征在于，该转换转动包括与该固定参考坐标的三轴相关联的一第一角速度、一第二角速度、与一第三角速度；该转换输出包括与该固定参考坐标的三轴中的其中二轴相关的一第一移动分量与一第二移动分量，该第一运算处理器将该第二角速度乘以一尺寸因子而产生该第二移动分量，且该第一运算处理器将该第三角速度乘以一尺寸因子而产生该第一移动分量。

12.一种补偿3D指示装置的转动的方法，其特征在于，该补偿3D指示装置的转动的方法包括：

产生与该3D指示装置的一方位相关联的一方位输出，且该3D指示装置的方位是与地球相关联的一全球参考坐标的三轴相关联；

产生与该3D指示装置的一转动相关联的一转动输出，且该3D指示装置的方位是与该3D指示装置相关联的一空间参考坐标的三轴相关联；及

使用该方位输出与该转动输出以产生一转换输出，该转换输出是与一显示设备相关联的一固定参考坐标相关联。