基于多传感器感应的LED显示控制系统及终端

技术领域

本发明属于LED显示控制技术领域，具体涉及一种基于多传感器感应的LED显示控制系统及终端。

背景技术

在生活中LED显示控制系统有广泛的应用，传统的LED显示系统通常需要手动调整来适应不同的环境条件，而具有传感器的自动调节的系统能够根据实时感应到的数据来实现自动优化，提供最佳的视觉效果，减轻了人工操作的负担，而且保证了内容的清晰度和可见度，提高了用户体验和信息传达效果。

然而目前，具有传感器的LED显示控制系统的稳定性和可靠性仍存在问题，传感器感应系统涉及到多个硬件组件和软件算法的协同工作，需要确保各个部分之间的良好配合和稳定的运行，系统的精准度也是一个问题，传感器的数据采集和处理可能存在误差，需要校准和算法改进来提高系统的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供基于多传感器感应的LED显示控制系统及终端，用于解决现有技术中多传感器不能综合结合传感器信息进行控制，LED显示控制系统存在误差的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

基于多传感器感应的LED显示控制系统，适用于管理和控制LED显示终端，包括传感器模块、控制模块和终端显示模块；

传感器模块用于实时监测终端显示模块周边环境的光照信息和环境色彩信息，实时监测终端显示模块自身的姿态信息，并将其发送至控制模块；光照信息包括光照强度，环境色彩信息包括色值信息和色温信息，姿态信息包括平移加速度信息；

控制模块用于根据光照强度、色值、色温和平移加速度信息，对光照强度信息进行处理，校准显示均匀度水平；对色值和色温信息进行处理，生成目标色彩参数，校准显示颜色；根据平移加速度信息判断平移方向和距离，发送对应控制指令调整显示位置；将调整指令以均匀度调控信号和色彩调控信号的形式发送至终端显示模块进行控制；

终端显示模块用于根据均匀度调控信号和色彩调控信号，调节显示内容；根据接收到的均匀度调控信号，调节终端显示模块的亮度，以实现均匀的显示；根据接收到的色彩调控信号，调节终端显示模块的显示色彩，以呈现所需的色彩效果；根据基准定位方法，调整终端显示模块显示内容的位置，以适应终端显示模块的平移。

优选地，本实施例提供基于多传感器感应的LED显示控制系统的工作详细步骤：

传感器模块采集信息，并发送至控制模块；

控制模块对传感器模块的光照强度信息、色值信息、色温信息和平移加速度信息进行处理；

控制模块通过对光照强度信息进行处理，生成均匀度调控信号；

控制模块通过对色值信息和色温信息进行处理，生成色彩调控信号；

控制模块根据对平移加速度信息进行处理，发送至终端显示模块，通过基准定位方法控制终端显示模块的显示；

终端显示模块接收控制模块发送的均匀度调控信号和色彩调控信号，根据信号进行相应的调节。

进一步地，传感器模块包含光照传感器，用于监测周边环境的光照信息，即采集光照强度信息；传感器模块还包含颜色传感器，用于监测周边环境的环境色彩信息，即采集色值信息和色温信息；传感器模块还包含姿态传感器，用于监测终端显示模块的姿态信息，即采集平移加速度信息。

进一步地，控制模块对光照强度信息的处理方法，具体步骤包括：

接收光照强度信息，分析光照强度：控制模块从传感器模块接收光照强度信息，该信息反映周围环境的光照水平，对接收到的光照强度信息进行分析和处理，包括对数据进行滤波、噪声消除或校正操作；

生成均匀度调控信号：控制模块生成相应的均匀度调控信号；

更进一步地，均匀度调控信号通过三维向量C描述，其中包含各分量信号分别为亮度调控信号（BCS）、配光调控信号（CMCS）、均匀度目标值（UTV），

更进一步地，亮度调控信号用于调节LED的亮度水平，在矩阵LED中，通过控制单个元素LED的亮度，能够细粒度控制矩阵LED的均匀度；配光调控信号用于调节整体LED的颜色输出；均匀度目标值用于表示期望的光照均匀度水平。

进一步地，控制模块生成色彩调控信号的方法，具体步骤包括：

获取色值信息，并进行初步处理，传感器采集得到的色值信息包括[R,G,B]三部分，包括红色通道、绿色通道和蓝色通道；

获取色温信息，并进行初步处理，传感器采集得到的色温信息为单个数值，即开尔文K，用于表示冷暖色调；

生成色彩调控信号；

更进一步地，将采集的色温信息进行处理，普遍环境下的色温范围在1500K到10000K，将采集色温以10000作为除数，得到归一色温范围为[0.15,1]；

更进一步地，色彩调控信号与均匀度调控信号中的分量配光调控信号相关联，获取的色值信息可直接作为配光调控信号；

更进一步地，色彩调控信号包括基本色、彩度和白度，色彩调控信号

其中，为确定白度，将色值信息[R,G,B]转化为归一色值[R/255,G/255,B/255]，其中存在最大归一色值分量，表示为MaxC，存在最小归一色值分量，表示为MinC，白度即为

其中，为确定彩度，若最大归一色值分量与最小归一色值分量相等，则彩度L为0；若白度W小于或等于0.5，则彩度

其中，将基本色分为三部分，三分之一为基本色红色，三分之一为基本色绿色，三分之一为基本色蓝色，将其在圆中表示，[0-120]表示红色范围，[120-240]表示绿色范围，[240-360]表示蓝色范围；为确定基本色，若最大归一色值分量与最小归一色值分量相等，则基本色为0；如果存在基本色，则根据最大归一色值分量确定基本色颜色通道，如果最大归一色值分量为红色分量R/255，则基本色

进一步地，基准定位方法的具体步骤：

控制模块接收传感器模块的平移加速度信息；

判断平移加速度信息是否超过设定阈值，以确定是否进行显示调节，若超过设定阈值，控制模块产生内容调节信号，则进行下一步骤，否则，等待下一次传感器信息；

判断终端显示模块平移的方向和距离；

根据判断结果，控制模块生成相应的调节信号；

终端显示模块接收调节信号并解析，对显示内容进行相应的调节；

终端显示模块完成调节后，继续等待下一次传感器信息；

更进一步地，传感器模块采集到平移加速度信息并发送给控制模块；平移加速度信息包括采样时间和加速度状态，其中传感器采样时间为预设值，控制模块可从传感器模块获得；在得到采样时间后，控制模块对连续的加速度数据进行积分，得到对应的速度数据，使用数值积分方法的梯形法则，将加速度数据转换为速度数据，积分的结果是速度的变化量；之后，对速度数据进行积分，积分的结果是位移的变化量；由于获取的是平移加速度信息，位移在平移时存在两个分量，根据平移分量的正负确定位移的方向；

更进一步地，在判断平移加速度信息是否超过设定阈值时，单位采样时间内平移的方向均不考虑，取绝对值，若单位采样时间为1s，则设定阈值为0.6mm，当终端显示模块在1s内进行位移大于0.6mm时，使用者观察屏幕上的显示内容时有明显震荡感，控制模块产生内容调节信号，表示需要对终端显示模块内容进行调节；

更进一步地，判断出一个采样区间，即单位采样时间内平移的位移大于阈值，若在下一个采样区间结束时，如果位移增加，则方向为正，如果位移减少，则方向为负；分别求出水平方向和垂直方向上位移的变化量，则能判断出终端显示模块平移的方向和距离；将判断结果发送给终端显示模块，格式为二维向量G=[±X,±Y]；

更进一步地，若终端显示模块收到调节信号，并对判断结果进行解析，若判断结果为终端显示模块在采样区间内向右位移1mm，向下位移1.4mm，则终端显示模块将显示内容整体调节为向相反方向位移相同距离，则显示内容的中心始终保持在同样的位置。

一种电子终端，包括一个或多个处理器，存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子终端实现本发明的一种基于多传感器感应的LED显示控制系统。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明通过传感器模块实时监测周边环境的光照信息、色彩信息以及终端显示模块自身的姿态信息，使得系统能够自适应不同环境条件并进行调节，确保在不同光照和色彩条件下，能够保持良好的可见性和色彩还原度，确保LED在整个屏幕上显示一致的亮度。

2、本发明通过控制模块对光照信息、色彩信息和姿态信息进行综合处理，生成均匀度调控信号和色彩调控信号；使得系统能够智能地调整LED的亮度和色彩，以适应不同环境条件；通过对平移加速度信息的处理，控制模块还能够向终端显示模块发送调整指令，实现显示位置的智能调整。

3、本发明通过终端显示模块接收并响应均匀度调控信号和色彩调控信号，通过调节亮度和色彩来优化显示效果，同时利用基准定位方法调整显示内容的位置，提供更加自适应、均匀和色彩准确的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明基于多传感器感应的LED显示控制系统的模块图；

图2示出了本发明基于多传感器感应的LED显示控制系统的工作流程图；

图3示出了本发明基于多传感器感应的LED显示控制系统的基准定位方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见图1所示，本实施例提供基于多传感器感应的LED显示控制系统，适用于管理和控制LED显示终端。现有技术中的LED显示控制系统通过计算机控制，提供LED调节、管理和自动化功能，以满足不同环境和不同场景下不同的显示要求。LED显示终端通常具有LED显示屏、控制系统和辅助设备。LED显示屏是LED显示终端的核心组件，由不同结构的LED组成，典型结构如LED点阵；控制系统用于接收和处理显示内容，并控制LED的亮度、颜色和变化模式等；辅助设备有音频系统、传感器，用于环境监测或互动应用，通信模块，如无线通信模块，用于接收远程指令或更新显示内容等，以增加其功能和应用范围。

本实施例的基于多传感器感应的LED显示控制系统包括：传感器模块、控制模块和终端显示模块。

传感器模块用于实时监测终端显示模块周边环境的光照信息、环境色彩信息以及终端显示模块自身的姿态信息，并将其发送至控制模块；光照信息包括光照强度，环境色彩信息包括色值信息和色温信息，姿态信息包括平移加速度信息。

控制模块用于对光照强度信息进行处理，对色值和色温信息进行处理；根据平移加速度信息判断平移方向和距离，发送对应控制指令调整显示位置；将调整指令以均匀度调控信号和色彩调控信号的形式发送至终端显示模块进行控制。

终端显示模块用于调节显示内容，根据均匀度调控信号，调节终端显示模块的亮度，以实现均匀的显示；根据色彩调控信号，调节终端显示模块的显示色彩，以呈现所需的色彩效果；根据基准定位方法，调整终端显示模块显示内容的位置，以适应终端显示模块的平移。

本实施例具有如下有益效果：

控制模块对光照强度信息进行处理，校准显示均匀度水平，整个屏幕显示一致的亮度；控制模块处理色值和色温信息，生成目标色彩参数，校准显示颜色，提高视觉体验和色彩还原度；控制模块根据平移加速度信息判断平移方向和距离，发送相应的控制指令调整显示位置，显示内容能够准确地定位和呈现。

实施例2

参见图2所示，本实施例提供基于多传感器感应的LED显示控制系统的工作步骤：

步骤S1：传感器模块采集信息，并发送至控制模块；

其中，传感器模块包含光照传感器，用于监测周边环境的光照信息，即采集光照强度信息；传感器模块还包含颜色传感器，用于监测周边环境的环境色彩信息，即采集色值信息和色温信息；传感器模块还包含姿态传感器，用于监测终端显示模块的姿态信息，即采集平移加速度信息。

步骤S2：控制模块对传感器模块的光照强度信息、色值信息、色温信息和平移加速度信息进行处理；

步骤S3：控制模块通过对光照强度信息进行处理，生成均匀度调控信号；

步骤S4：控制模块通过对色值信息和色温信息进行处理，生成色彩调控信号；

步骤S5：控制模块根据对平移加速度信息进行处理，发送至终端显示模块，通过基准定位方法控制终端显示模块的显示；

步骤S6：终端显示模块接收控制模块发送的均匀度调控信号和色彩调控信号，根据信号进行相应的调节。

本实施例的有益效果有：

通过光照传感器、颜色传感器和姿态传感器的协同作用，系统全面感知周边环境的光照、色彩和终端显示模块的姿态信息。随后，控制模块对这些信息进行综合处理，生成均匀度调控信号和色彩调控信号。这使系统能够智能地调整LED的亮度和色彩，以适应不同环境条件。此外，通过对平移加速度信息的处理，控制模块还能够向终端显示模块发送调整指令，实现显示位置的智能调整。最终，终端显示模块接收并响应这些信号，通过调节亮度和色彩来优化显示效果，同时利用基准定位方法调整显示内容的位置，提供更加自适应、均匀和色彩准确的LED显示。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例提供了步骤S3中控制模块对光照强度信息的处理方法，具体步骤包括：

接收光照强度信息，分析光照强度：控制模块从传感器模块接收光照强度信息，该信息反映周围环境的光照水平，对接收到的光照强度信息进行分析和处理，包括对数据进行滤波、噪声消除或校正操作；

生成均匀度调控信号：控制模块生成相应的均匀度调控信号；

在一些实施例中，均匀度调控信号通过三维向量C描述，其中包含各分量信号分别为亮度调控信号（BCS）、配光调控信号（CMCS）、均匀度目标值（UTV），

其中亮度调控信号用于调节LED的亮度水平，在矩阵LED中，通过控制单个元素LED的亮度，能够细粒度控制矩阵LED的均匀度；配光调控信号用于调节整体LED的颜色输出；均匀度目标值用于表示期望的光照均匀度水平。

在实施例2的基础上，本实施例还提供了步骤S4中控制模块生成色彩调控信号的方法，具体步骤包括：

步骤S401：获取色值信息，并进行初步处理，传感器采集得到的色值信息包括[R,G,B]三部分，包括红色通道、绿色通道和蓝色通道；

步骤S402：获取色温信息，并进行初步处理，传感器采集得到的色温信息为单个数值，即开尔文K，用于表示冷暖色调；

在一些实施例中，将采集的色温信息进行处理，普遍环境下的色温范围在1500K到10000K，将采集色温以10000作为除数，得到归一色温范围为[0.15,1]；

步骤S403：生成色彩调控信号；

在一些实施例中，色彩调控信号与均匀度调控信号中的分量配光调控信号相关联，在步骤S401中获取的色值信息可直接作为配光调控信号；

在一些实施例中，色彩调控信号包括基本色、彩度和白度，色彩调控信号

其中，为确定白度，将色值信息[R,G,B]转化为归一色值[R/255,G/255,B/255]，其中存在最大归一色值分量，表示为MaxC，存在最小归一色值分量，表示为MinC，白度即为

其中，为确定彩度，若最大归一色值分量与最小归一色值分量相等，则彩度L为0；若白度W小于或等于0.5，则彩度

其中，将基本色分为三部分，三分之一为基本色红色，三分之一为基本色绿色，三分之一为基本色蓝色，将其在圆中表示，[0-120]表示红色范围，[120-240]表示绿色范围，[240-360]表示蓝色范围；为确定基本色，若最大归一色值分量与最小归一色值分量相等，则基本色为0；如果存在基本色，则根据最大归一色值分量确定基本色颜色通道，如果最大归一色值分量为红色分量R/255，则基本色

参见图3所示，在实施例2的基础上，本实施例还提供了步骤S5中基准定位方法的具体步骤：

步骤S501：控制模块接收传感器模块的平移加速度信息；

步骤S502：判断平移加速度信息是否超过设定阈值，以确定是否进行显示调节，若超过设定阈值，控制模块产生内容调节信号，则进行下一步骤，否则，等待下一次传感器信息；

在一些实施例中，当可移动的终端显示模块进行移动，传感器模块采集到平移加速度信息并发送给控制模块；平移加速度信息包括采样时间和加速度状态，其中传感器采样时间为预设值，控制模块可从传感器模块获得；在得到采样时间后，控制模块对连续的加速度数据进行积分，得到对应的速度数据，使用数值积分方法的梯形法则，将加速度数据转换为速度数据，积分的结果是速度的变化量；之后，对速度数据进行积分，积分的结果是位移的变化量；由于获取的是平移加速度信息，位移在平移时存在两个分量，根据平移分量的正负确定位移的方向；

在判断平移加速度信息是否超过设定阈值时，单位采样时间内平移的方向均不考虑，取绝对值，若单位采样时间为1s，则设定阈值为0.6mm，当终端显示模块在1s内进行位移大于0.6mm时，使用者观察屏幕上的显示内容时有明显震荡感，控制模块产生内容调节信号，表示需要对终端显示模块内容进行调节；

步骤S503：判断终端显示模块平移的方向和距离；

在步骤S502中已经判断出一个采样区间，即单位采样时间内平移的位移大于阈值，若在下一个采样区间结束时，如果位移增加，则方向为正，如果位移减少，则方向为负；分别求出水平方向和垂直方向上位移的变化量，则能判断出终端显示模块平移的方向和距离；将判断结果发送给终端显示模块，格式为二维向量G=[±X,±Y]；

步骤S504：根据判断结果，控制模块生成相应的调节信号；

步骤S505：终端显示模块接收调节信号并解析，对显示内容进行相应的调节；

在一些实施例中，若终端显示模块收到调节信号，并对判断结果进行解析，若判断结果为终端显示模块在采样区间内向右位移1mm，向下位移1.4mm，则终端显示模块将显示内容整体调节为向相反方向位移相同距离，则显示内容的中心始终保持在同样的位置；

步骤S506：终端显示模块完成调节后，继续等待下一次传感器信息。

以上内容的有益效果有：

该实施例的光照强度信息处理方法通过对传感器采集的光照强度信息进行滤波、噪声消除或校正，提高系统对周边环境光照水平的准确感知，生成的均匀度调控信号（BCS、CMCS、UTV）允许精细调控LED的亮度、配光和光照均匀度，从而优化显示效果。

通过对色值信息的初步处理和对色温信息的归一化处理，系统生成了色彩调控信号，包括配光调控信号，基于色值信息，以及包含基本色、彩度和白度的色彩调控信号，使LED可以更准确、动态地调整颜色，以适应不同的环境和用户需求。

基准定位方法能够实现对终端显示模块的智能调整，通过判断平移加速度信息和采样区间内的位移变化，系统能够生成调节信号并通知终端显示模块进行相应的显示内容调整，提升了用户观感体验，确保在终端移动过程中显示内容能够保持相对稳定。

实施例4

本实施例提供了一种电子终端，包括一个或多个处理器，存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子终端实现如实施例1的一种基于多传感器感应的LED显示控制系统。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。