一種控制摩天輪上的led顯示屏的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于景觀彩飾亮化領(lǐng)域，尤其涉及到一種摩天輪上LED顯示屏的自動(dòng)調(diào)整技術(shù)。針對(duì)目前摩天輪上LED顯示屏在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，常規(guī)的顯示屏控制不能正常顯示的問(wèn)題，采用一種將陀螺儀和加速度傳感器相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，微控制器可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地處理狀態(tài)信息，并反饋給LED顯示屏主控器，并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，另采用無(wú)線模塊對(duì)狀態(tài)信息進(jìn)行反饋，方便操作。綜上，通過(guò)構(gòu)建這一自動(dòng)調(diào)整裝置，可以有效克服摩天輪因發(fā)生旋轉(zhuǎn)而出現(xiàn)LED顯示屏顯示傾斜的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】—種控制摩天輪上的LED顯示屏的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED顯示的控制技術(shù)，具體的說(shuō)，涉及一種控制摩天輪上的LED顯示屏的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的LED顯示屏控制系統(tǒng)采用下述方式進(jìn)行工作。首先，安裝在主控器中的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送卡從主控器內(nèi)的顯卡的DV I 口接收視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)適當(dāng)?shù)母袷睫D(zhuǎn)換后，將數(shù)據(jù)打包，按幀將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到LED顯示屏中的分控器。LED顯示屏上的每一個(gè)像素點(diǎn)由一組包括紅、綠、藍(lán)3種發(fā)光顏色的LED構(gòu)成，分控器按照收到的視頻數(shù)據(jù)中各個(gè)像素點(diǎn)的紅綠藍(lán)亮度數(shù)據(jù)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路分別控制這一組紅、綠、藍(lán)LED的亮度，使這一組LED表現(xiàn)出一個(gè)像素點(diǎn)的顏色和亮度，最終將各個(gè)像素點(diǎn)的亮度和顏色在LED顯示屏上一一還原，這樣，主控器輸出的畫(huà)面，就能夠基本同步(通常會(huì)有2幀左右的固定延時(shí)時(shí)間)的在LED顯示屏上顯示出來(lái)。
[0003]摩天輪是一種大型轉(zhuǎn)輪狀的游樂(lè)設(shè)施，直徑數(shù)十米乃至上百米，在輪邊緣安裝有供游客乘搭的座艙，游客坐在座艙中，隨著摩天輪的轉(zhuǎn)動(dòng)逐步上升，可以從不同高度俯瞰四周景色。大型摩天輪在各地都是萬(wàn)眾矚目的地標(biāo)性建筑物，如能在摩天輪的側(cè)面安裝一面大型的LED顯示屏，無(wú)疑是一個(gè)理想的公眾傳媒平臺(tái)。然而，安裝在摩天輪上的LED顯示屏，必將隨著摩天輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，若采用現(xiàn)有的LED顯示屏的控制技術(shù)，會(huì)存在兩個(gè)問(wèn)題:其一，當(dāng)LED顯示屏隨摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，顯示屏顯示的畫(huà)面也會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣地面上的公眾看到的將不是一個(gè)正常的畫(huà)面，而是一個(gè)隨摩天輪不斷旋轉(zhuǎn)的畫(huà)面。其二，若使用傳統(tǒng)的陀螺儀測(cè)量，雖然具有較高的精度，但其輸出存在漂移，不適合長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)態(tài)角度測(cè)量，且其初始位置存在一定的傾角，陀螺儀無(wú)法感知。若使用加速度計(jì)，雖然其可以測(cè)量物體的傾角，但對(duì)于運(yùn)動(dòng)的物體來(lái)說(shuō)，一旦物體運(yùn)動(dòng)，會(huì)在加速度計(jì)相應(yīng)的敏感軸引入除重力意外的加速度，對(duì)于摩天輪來(lái)說(shuō)，在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其不可能長(zhǎng)時(shí)間保持勻速運(yùn)動(dòng)，因此加速度計(jì)也不適合用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的傾角。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，LED顯示屏的正常角度顯示問(wèn)題，提供了一種摩天輪LED顯示屏調(diào)整的控制方法，以使安裝LED顯示屏可出正常的畫(huà)面。進(jìn)而提高摩天輪上動(dòng)態(tài)顯示屏的顯示效果，具有較好的推廣應(yīng)用前景，上述技術(shù)方案如下所述。
[0005]摩天輪上的LED顯示屏自動(dòng)調(diào)整控制裝置主要包括陀螺儀，加速度計(jì)，LED顯示屏主控器，無(wú)線模塊，電源等組成。陀螺儀和加速度計(jì)安裝在摩天輪上，通過(guò)陀螺儀和加速度計(jì)能夠檢測(cè)到在摩天輪運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的狀態(tài)變化，加速度計(jì)上的基準(zhǔn)線與重力方向上的夾角，將陀螺儀和加速度計(jì)通過(guò)總線形式與主控器相連，主控器按照預(yù)先設(shè)定的周期讀取陀螺儀和加速度計(jì)的數(shù)據(jù)，將兩者的數(shù)據(jù)濾波融合并進(jìn)行處理。該主控器安裝于摩天輪上，由其通過(guò)角度值推算摩天輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并將旋轉(zhuǎn)后的畫(huà)面?zhèn)鬏斨了龅腖ED顯示屏上，旋轉(zhuǎn)的方向是摩天輪旋轉(zhuǎn)的反方向，旋轉(zhuǎn)的角度是其接收到的夾角的數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)摩天輪LED顯示屏的自動(dòng)調(diào)整。
[0006]與此同時(shí)，設(shè)置無(wú)線模塊，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將地面的控制器與LED顯示屏主控器相連，以便于將指令傳輸?shù)剿龅闹骺仄髦?、?shí)時(shí)監(jiān)控所述其的工作狀態(tài)。其中，所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選支持802.lla/b/g/n模式的無(wú)線網(wǎng)橋搭建。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
1.摩天輪LED顯示屏自動(dòng)調(diào)整裝置采用陀螺儀與加速度計(jì)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)兩者之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而克服在摩天輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，LED屏幕傾斜，精度不高的問(wèn)題，達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)控的目的。
[0008]2.摩天輪LED顯示屏自動(dòng)調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、實(shí)時(shí)性好，對(duì)于LED在摩天輪上的照明應(yīng)用控制提供了新的思路。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是摩天輪LED顯示屏自動(dòng)調(diào)整裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是摩天輪LED顯示屏自動(dòng)調(diào)整裝置系統(tǒng)硬件框架圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]摩天輪LED顯示屏自動(dòng)調(diào)整裝置的控制系統(tǒng)采用VCC-LM800作為控制核心，用于數(shù)據(jù)的采集、處理及傳輸，同時(shí)數(shù)臺(tái)配備VCC-LM8分控器。慣性測(cè)量單元采用三軸數(shù)字陀螺儀ITG3200和三軸數(shù)字加速度傳感器ADXL345，分別通過(guò)I2C和SPI串行總線與主控制器相連，并通過(guò)定時(shí)器中斷控制加速度傳感器和陀螺儀的同步采樣。
[0012]主控制器采得傳感器數(shù)據(jù)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行均值低通濾波和計(jì)算系統(tǒng)角度參數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果通過(guò)無(wú)線信道傳輸至主控器。系統(tǒng)示意圖如圖1，硬件框架圖如圖2。
[0013](I)加速度傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)
ADXL345是一款小而薄的超低功耗三軸加速度計(jì)，分辨率高(13 bit)，測(cè)量范圍達(dá)±16 g。數(shù)字輸出數(shù)據(jù)為16 bit 二進(jìn)制補(bǔ)碼格式，其高分辨率(3.9 mg/LSB)，能夠測(cè)量不到1.0°的傾斜角度變化，并可在所有測(cè)量范圍內(nèi)保持此比例系數(shù)。抗沖擊能力達(dá)到lOOOOg，ADXL345可通過(guò)SPI (3線或4線)，I2C數(shù)字接口訪問(wèn)。ADXL345內(nèi)置輸出偏移補(bǔ)償功能。加速度計(jì)為機(jī)械結(jié)構(gòu)，包含可以自由移動(dòng)的元件。這些運(yùn)動(dòng)部件對(duì)機(jī)械應(yīng)力非常靈敏。Og偏置或偏移為重要加速度計(jì)指標(biāo)，它定義了用于測(cè)量加速度的基線。組裝載有加速度計(jì)的系統(tǒng)時(shí)，可能由于元件焊接、安裝時(shí)的電路板應(yīng)力和元件上的任何混合物的應(yīng)用等原因?qū)鞲衅魇┘痈郊討?yīng)力。這時(shí)需要對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，建議系統(tǒng)組裝完成后進(jìn)行校準(zhǔn)，以補(bǔ)償這些影響。校驗(yàn)方法是測(cè)量偏移。使用偏移寄存器ADXL345可以自動(dòng)補(bǔ)償偏移輸出。這些寄存器配置為8 bit 二進(jìn)制補(bǔ)碼值，將自動(dòng)添加到所有測(cè)得的加速度值，其結(jié)果隨后置入到數(shù)據(jù)寄存器。將負(fù)值置于寄存器，消除正偏移，相反則消除負(fù)偏移。
[0014](2)陀螺儀應(yīng)用設(shè)計(jì)
ITG-3200是一款數(shù)字方式輸出的三軸MEMS陀螺儀芯片。ITG-3200的特性在于運(yùn)用3個(gè)16 bit的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADCs)來(lái)數(shù)字化陀螺儀輸出端，抗沖擊能力達(dá)到10000 g，有程控的內(nèi)建低通濾波器，以及快速模式的I2C (400 kHz)接口。其特性另有內(nèi)建溫度傳感器與精準(zhǔn)差僅2%的內(nèi)建振蕩器設(shè)計(jì)。
[0015]ITG-3200內(nèi)建低通數(shù)字濾波器，可通過(guò)配置DLPF_CFG寄存器設(shè)置，此寄存器同時(shí)設(shè)置陀螺儀的濾波器截頻和采樣率。系統(tǒng)總采樣率為50HZ，考慮系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，將DLPF設(shè)為5。
【權(quán)利要求】
1.一種控制摩天輪上的LED顯示屏的裝置，其包括: 陀螺儀，其安裝于摩天輪上，且通過(guò)總線形式連接主控制器，該陀螺儀能夠檢測(cè)到摩天輪繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的角速度，通過(guò)對(duì)角速度進(jìn)行積分運(yùn)算，得到摩天輪的旋轉(zhuǎn)角度，并將該角度數(shù)值傳輸至主控制器； 加速度傳感器，加速度傳感器安裝于摩天輪上，該加速度傳感器能夠檢測(cè)到重力加速度方向與傳感器各軸之間的夾角，并將該夾角數(shù)值傳輸至所述主控器上； LED顯示屏主控制器，該主控器安裝于摩天輪上，其連接LED顯示屏并將圖像傳輸至所述的LED顯示屏上顯示，所述的主控器能夠?qū)崟r(shí)旋轉(zhuǎn)位于重力方向上正常觀看的畫(huà)面并將旋轉(zhuǎn)后的畫(huà)面?zhèn)鬏斨了龅腖ED顯示屏上，旋轉(zhuǎn)的方向是摩天輪旋轉(zhuǎn)的反方向，旋轉(zhuǎn)的角度是其接收到的夾角的數(shù)值； 無(wú)線模塊，其安裝在摩天輪上，主要由天線和無(wú)線網(wǎng)橋組成，通過(guò)連接天線的方式以便更好地接受傳輸信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的摩天輪LED顯示屏自動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述的傳感器模塊由陀螺儀和加速度計(jì)組成，通過(guò)兩者傳感器數(shù)據(jù)相融合的方式，對(duì)摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角度的變化值進(jìn)行檢測(cè)和校準(zhǔn)，克服單獨(dú)使用陀螺儀或者加速度計(jì)時(shí)，出現(xiàn)角度偏差的現(xiàn)象。
3.如權(quán)利要求1或2所述，為了便于地面對(duì)LED顯示屏的顯示狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，在該自動(dòng)控制裝置中設(shè)置無(wú)線模塊，地面控制裝置可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)時(shí)檢測(cè)LED顯示屏主控制器的狀態(tài)，所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)支持802.lla/b/g/n模式的無(wú)線網(wǎng)橋搭建。
【文檔編號(hào)】G05D3/00GK104460686SQ201310416397
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】謝俊巍, 高樂(lè) 申請(qǐng)人:上海萊亭景觀工程有限公司