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人屏互动技术的出现,源于人们对于视觉体验需求的不断提高。人们不再满足于单方向的视觉画面摄取,而是希望通过各种新奇自然的方式亲身与显示画面进行互动交互。目前市场上应用于LED显示屏上的人屏互动大多依靠表面声波、光线扫描或图像识别的方式检测互动行为,这些人屏互动方式或者检测距离受限,或者检测定位不精准,或者容易受到环境光影响,因此多用于室内小尺寸显示屏上的互动,对于户外大尺寸LED显示屏上的应用尚有局限性。
针对上述问题,本课题旨在研究一种检测范围大,环境适应强,定位精准的新型LED显示屏互动方法。在综合考察并对比国内外各种人屏互动方法的基础上,本文设计与开发出一款基于电容接近感应的互动LED显示屏系统,可用于户外大尺寸LED显示屏上的人屏互动检测。本文主要进行的工作如下:
(1)提出一种以电容接近感应传感器为检测定位方式的LED显示屏互动方法。根据接近传感器自电容感应技术和电容转换原理,设计接近传感器在LED显示屏表层的分布式内嵌结构,以便检测在显示屏上任意位置的接近或触摸行为;同时,根据系统实际使用需求,又提出了接近传感器的感应模式选择和状态执行策略,使互动系统能适应更多使用场合。
(2)构建了互动系统的总体结构框架。完成了系统感应检测、数据处理和数据传输控制的硬件架构的设计,制定了系统数据通讯网络的通讯规则,并配合自主编写的系统控制软件一起实现人屏互动功能。
(3)针对LED显示屏电路中的电容接近感应传感器在信号检测时产生的噪声干扰,以及环境温度引起的传感器检测电容偏移带来的感应误触发,提出一种自适应基值综合滤波算法。在传感器数据处理阶段,对检测信号先后经过中值滤波和可变参的一阶滞后滤波,实时滤除信号噪声;同时在不同温度环境下自动调整传感器计数信号基值,以消除使用过程中温度变化产生的电容偏移。实验结果表明本文提出的算法是卓有成效的。
(4)根据互动系统的整体技术方案、滤波算法以及数据传输通讯规程开发出一套适用于本文互动LED显示屏的上位机操作软件。首先自主搭建了互动系统的整体工作平台;其次基于该平台分析了在计算机上建立与LED屏互动映射的方法与流程,同时提供了多种监测与调控功能方便对互动系统的管理与维护;最后具体介绍了使用本文设计与开发的互动系统在不同应用场合下的实际案例。
基于电容接近感应的互动LED显示屏系统可以准确检测用户对任意大小LED显示屏的触摸或踩踏行为,从而在显示屏相应位置实时触发响应互动的效果。互动系统提供两种感应模式下共五种扫描分辨率,以适应LED显示屏在不同场合下的使用需求;同时内部调节算法保证LED显示屏在高低温环境下的正常工作,提高了系统的稳定性和环境适应性。
针对上述问题,本课题旨在研究一种检测范围大,环境适应强,定位精准的新型LED显示屏互动方法。在综合考察并对比国内外各种人屏互动方法的基础上,本文设计与开发出一款基于电容接近感应的互动LED显示屏系统,可用于户外大尺寸LED显示屏上的人屏互动检测。本文主要进行的工作如下:
(1)提出一种以电容接近感应传感器为检测定位方式的LED显示屏互动方法。根据接近传感器自电容感应技术和电容转换原理,设计接近传感器在LED显示屏表层的分布式内嵌结构,以便检测在显示屏上任意位置的接近或触摸行为;同时,根据系统实际使用需求,又提出了接近传感器的感应模式选择和状态执行策略,使互动系统能适应更多使用场合。
(2)构建了互动系统的总体结构框架。完成了系统感应检测、数据处理和数据传输控制的硬件架构的设计,制定了系统数据通讯网络的通讯规则,并配合自主编写的系统控制软件一起实现人屏互动功能。
(3)针对LED显示屏电路中的电容接近感应传感器在信号检测时产生的噪声干扰,以及环境温度引起的传感器检测电容偏移带来的感应误触发,提出一种自适应基值综合滤波算法。在传感器数据处理阶段,对检测信号先后经过中值滤波和可变参的一阶滞后滤波,实时滤除信号噪声;同时在不同温度环境下自动调整传感器计数信号基值,以消除使用过程中温度变化产生的电容偏移。实验结果表明本文提出的算法是卓有成效的。
(4)根据互动系统的整体技术方案、滤波算法以及数据传输通讯规程开发出一套适用于本文互动LED显示屏的上位机操作软件。首先自主搭建了互动系统的整体工作平台;其次基于该平台分析了在计算机上建立与LED屏互动映射的方法与流程,同时提供了多种监测与调控功能方便对互动系统的管理与维护;最后具体介绍了使用本文设计与开发的互动系统在不同应用场合下的实际案例。
基于电容接近感应的互动LED显示屏系统可以准确检测用户对任意大小LED显示屏的触摸或踩踏行为,从而在显示屏相应位置实时触发响应互动的效果。互动系统提供两种感应模式下共五种扫描分辨率,以适应LED显示屏在不同场合下的使用需求;同时内部调节算法保证LED显示屏在高低温环境下的正常工作,提高了系统的稳定性和环境适应性。