一種基于無線手勢交互的異型顆粒性led顯示系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人機(jī)交互與LED顯示領(lǐng)域，具體是一種基于無線手勢交互的異型顆粒性LED顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]顯示系統(tǒng)關(guān)乎觀眾對顯示內(nèi)容整體印象，好的顯示方式能為顯示內(nèi)容的傳播者積累足夠的人氣。目前市面上的LED顯示屏主要表現(xiàn)形式為戶外的巨型屏幕或是室內(nèi)高清LED顯示器，它們要么能耗較高要么價(jià)格昂貴。交互式的顯示方式多用在體感游戲、科技館展覽等中，日常生活中使用率較低。
[0003]手勢識別是通過數(shù)學(xué)算法來識別人類手勢的技術(shù)，將來自人的身體各部位的運(yùn)動(一般指臉部和手的運(yùn)動)采集并保存相應(yīng)特征信息，從而轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備的控制指令，實(shí)現(xiàn)了一種全新的人機(jī)交互方式。根據(jù)前述LED顯示系統(tǒng)在日常使用中的問題，本發(fā)明將手勢識別技術(shù)引入LED顯示系統(tǒng)，極大地增強(qiáng)了顯示屏與人的交互性，更易引起觀眾的興趣。
[0004]在顯示方式上，目前市場主流的大體分成兩種形式:一是內(nèi)容固定并且根據(jù)宣傳需要由專門人員定期更換的大屏顯示方式;另一是小商戶使用較多的LED滾動字幕的方式，顯示內(nèi)容較為單一。本發(fā)明結(jié)合這兩種顯示方式的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種新的顯示方式，設(shè)置了手勢手形的手勢采集識別與顯示，顯示內(nèi)容豐富多樣，并且通過無線模塊及控制模塊實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)交互的顯示方式。
[0005]LED燈帶是指把LED組裝在帶狀的FPC柔性線路板或PCB硬板上，因其產(chǎn)品形狀像一條帶子一樣而得名。因?yàn)槭褂脡勖L，綠色環(huán)保而逐漸在各種裝飾行業(yè)中嶄露頭角。使用LED燈帶排列拼接制成顯示屏繼承了LED的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，并且可根據(jù)用戶需求定制出不同外形的異型顯示屏，滿足了更多人的個(gè)性化需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于無線手勢交互的異型顆粒性LED顯示系統(tǒng)，以豐富目前顯示形式多樣性和交互性，增加趣味性。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種基于無線手勢交互的異型顆粒性LED顯示系統(tǒng)，包括手勢交互模塊以及異型顆粒型LED顯示裝置，所述手勢交互模塊和異型顆粒型LED顯示裝置之間通過無線通信模塊進(jìn)行通信，其特征在于:所述手勢交互模塊包括用于靜態(tài)手勢或動態(tài)手勢采集的手勢采集設(shè)備、以及與手勢采集設(shè)備通過USB數(shù)據(jù)線連接的用于處理采集手勢數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)內(nèi)置有基于手勢采集與處理程序程序的手勢處理模塊，所述手勢處理模塊將靜態(tài)手勢或動態(tài)手勢數(shù)據(jù)處理為相應(yīng)的靜態(tài)手勢或動態(tài)手勢空間數(shù)據(jù)以及相應(yīng)操作指令;所述的異型顆粒型LED顯示裝置包括異型顆粒型LED顯示屏以及控制異型顆粒型LED顯示屏的控制模塊、所述控制模塊通過無線通信接收計(jì)算機(jī)發(fā)送的靜態(tài)手勢或動態(tài)手勢的相應(yīng)操作指令，并解析為控制指令，進(jìn)而控制異型顆粒型LED顯示屏的顯示。
[0008]一種基于無線手勢交互的異型顆粒型LED顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述的異型顆粒型LED顯示屏是由若干全彩LED燈帶串聯(lián)排列而成的任意形狀的平面陣列，陣列中的每顆LED燈可由控制模塊單獨(dú)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)異型顆粒型LED陣列的整體顯示。
[0009]一種基于無線手勢交互的異型顆粒型LED顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述的異型顆粒型LED顯示屏通過外接電源單獨(dú)供電。
[0010]一種基于無線手勢交互的異型顆粒型LED顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述手勢采集與處理程序程序?qū)⒉杉降撵o態(tài)手勢處理為靜態(tài)手勢空間數(shù)據(jù)，計(jì)算這些數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換形成像素圖對應(yīng)顯示操作指令將采集到的動態(tài)手勢處理為動態(tài)手勢空間數(shù)據(jù)，并按運(yùn)動軌跡輸出圖案和生成控制操作指令。
[0011 ] 一種基于無線手勢交互的異型顆粒型LED顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制模塊為已編程的arduino開發(fā)板，所述已編程的arduino開發(fā)板的數(shù)據(jù)引腳與異型顆粒型LED顯示屏數(shù)據(jù)線連接，以實(shí)現(xiàn)每顆LED的控制進(jìn)而實(shí)現(xiàn)顆粒型LED顯示屏整體的明暗及色彩變化控制。
[0012]所述的基于程序設(shè)計(jì)的手勢處理模塊的實(shí)現(xiàn)方法為:將手勢采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)保存在相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，然后創(chuàng)建與異型顆粒型LED顯示屏中燈帶區(qū)域?qū)?yīng)的顯示區(qū)域，將顯示區(qū)域的顯示數(shù)據(jù)存入一個(gè)矩陣，建立矩陣與顯示屏上LED燈的映射。對手勢采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分類并處理的過程如下:
1、將手勢采集設(shè)備的數(shù)據(jù)收集分類:靜態(tài)數(shù)據(jù)(如手形)動態(tài)數(shù)(如手部運(yùn)動軌跡)，將靜態(tài)數(shù)據(jù)直接處理成手形圖案或是與之對應(yīng)的顯示模式，將需顯示位置的RGB值賦給顯示單元，并在方形顯示區(qū)域內(nèi)生成預(yù)覽圖；動態(tài)數(shù)據(jù)(如手部運(yùn)動軌跡)處理成軌跡圖案或是對應(yīng)顯示模式，同樣在軟件的顯示區(qū)域內(nèi)生成顯示效果預(yù)覽。所述的程序內(nèi)預(yù)設(shè)的顯示模式有Modl:顯示動畫(根據(jù)不同手勢動作展現(xiàn)不同動畫)、Mod2:顯示程序內(nèi)置靜態(tài)圖案、Mod3:顯示用戶手形圖案、Mod4:跟隨用戶手指運(yùn)動移動亮點(diǎn)，形成軌跡圖案。
[0013]2、建立程序中顯示區(qū)域顯示矩陣與異型顆粒型LED顯示屏之間的映射關(guān)系
異型顆粒型LED顯示屏由若干LED燈帶排列而成，其外觀為一個(gè)異型LED陣列，設(shè)外接矩形邊長為M，燈帶的排列方式為從上向下，從左至右。燈帶共M列，每列數(shù)目不等。定義數(shù)組startPos[M]，記錄每列第一個(gè)燈在外接矩形中的行數(shù);定義數(shù)組lightNum[M]，記錄每列燈的個(gè)數(shù);則在外接矩形中第I行第J列的位置(I，J〈=M)，如果I〈startPos [ J ]，則可判定此位置不在燈帶中；如果I>=startPoS[J]，則此位置在燈帶中，此位置的燈是在燈帶上的位置是:lightNum[l] +...+lightNum[J-l]+I_startNum[J] + l。矩形中不在燈帶內(nèi)的點(diǎn)賦值-1，視為無效項(xiàng)。
[0014]所述的控制模塊為已編程的arduino開發(fā)板，是使用arduino IDE編寫arduino開發(fā)板3內(nèi)控制程序，其核心是將接收數(shù)據(jù)解析成操作模式指令，以一分支結(jié)構(gòu)完成各模式的定義，然后將寫好的程序燒入arduino開發(fā)板中。
[0015]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
1、將手勢識別用在異型顆粒型LED顯示裝置中，增強(qiáng)了傳統(tǒng)的顯示系統(tǒng)的交互性，用戶可根據(jù)手型提示作出相應(yīng)動作從而控制異型顆粒型LED顯示屏顯示出相應(yīng)畫面。異型顆粒型LED顯示屏也能通過手勢采集裝置捕捉觀眾手勢動作從而實(shí)時(shí)反映在異型顆粒型LED顯示屏上。如此交互式的控制方式足以吸引更多觀眾的眼球，故此系統(tǒng)在商業(yè)廣告宣傳或大型舞臺表演或室內(nèi)裝飾中可發(fā)揮極大作用。
[0016]2、所述的控制模塊使用開源硬件arduino開發(fā)板，實(shí)現(xiàn)對顯示的有效控制的基礎(chǔ)上增強(qiáng)其可拓展性。傳統(tǒng)顯示裝置連接方式及顯示內(nèi)容都為預(yù)設(shè)式的，而arduino開發(fā)板上可加裝各種模塊以實(shí)現(xiàn)用戶不同需求，例如加裝網(wǎng)絡(luò)通訊模塊來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。
[0017]3、所述的手勢交互模塊結(jié)合手勢手形的手勢采集識別與顯示，與傳統(tǒng)單一方式的手形或手勢等相比，在內(nèi)容方面更加豐富，能帶給使用者更多樣的使用體驗(yàn)。
[0018]4、所述的異型顆粒型LED顯示屏，造型奇特，用全彩LED燈帶排列拼接而成，可個(gè)性化定制，較傳統(tǒng)矩形顯示屏更能引人注目。整套裝置相較于戶外大屏等，結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，操作簡單。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)整體架構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明Mod3顯示靜態(tài)手勢時(shí)計(jì)算機(jī)軟件界面示意圖。
[0021 ]圖3為本發(fā)明Modl下的動態(tài)手勢識別示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]一種基于無線手勢交互的異型顆粒性LED顯示系統(tǒng)，包括手勢交互模