一种能在水中工作的智能屏幕及其制作方法与流程

技术特征：
1.一种能在水中工作的智能屏幕，包括半导体感光管（1）、led发光管（2）、控制器（3）、存储器（4）、led发光管矩阵（6）、半导体感光管矩阵（7）和电容屏（8），其特征在于：所述显示屏（9）包括led发光管矩阵（6）和半导体感光管矩阵（7），所述半导体感光管（1）的四周表面均设置有led发光管（2），所述控制器（3）通过通信总线（5）分别和存储器（4）、led发光管矩阵（6）、半导体感光管矩阵（7）和电容屏（8）之间实现电性连接，且所述控制器（3）和存储器（4）、led发光管矩阵（6）、半导体感光管矩阵（7）、电容屏（8）的接线处设置有防水胶，所述电容屏（8）覆盖在显示屏（9）的上表面，所述电容屏（8）的上表面设置有钢化玻璃（10）。2.一种能在水中工作的智能屏幕制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：使用led发光管矩阵（6）制作显示屏（9），然后将半导体感光管矩阵（7）覆盖在led发光管矩阵（6）上方，如图1所示；或者将半导体感光管矩阵（7）稀疏、均匀的嵌入在led发光管矩阵（6）之间，如图2所示；步骤二：在显示屏（9）上方覆盖电容屏（8），再在电容屏（8）的表面增加钢化玻璃（10）进行保护；步骤三：将存储器（4）、led发光管矩阵（6）、半导体感光管矩阵（7）、电容屏（8）通过通信总线（5）与控制器（3）电性连接；步骤四：通过控制器（3）控制显示屏（9）显示任意图案；步骤五：使用手指在电容屏上点击任意位置，控制器记录点击位点，并读取距离该点最近的感光管r1，g1，b1的光值，构造向量n
1 = （r1， g1， b1），从存储器中读取该感光管在点击前的光值向量m1=（r1，g1，b1)，并计算差值向量d1=m1‑
n1，将向量m1与d1进行拼接，得到融合特征向量v1=｛m1，d1｝=（r1，g1，b1，r1‑
r1，g1‑
g1，b1‑
b1），设置标签l1=1；步骤六：松开步骤五中点击的位置，并重复步骤四，延迟一段时间后，读取距离该点最近的感光管r2，g2，b2的光值，构造向量n2=（r2，g2，b2），从存储器（4）中读取该感光管在延迟前的光值向量m2=（r2，g2，b2），并计算差值向量d2=m2‑
n2，将向量m2与d2进行拼接，得到融合特征向量v2=｛m2，d2｝=（r2，g2，b2，r2‑
r2，g2‑
g2，b2‑
b2），设置标签l2=0；步骤七：屏蔽电容屏（8）的输入，将智能屏幕表面淋水，重复步骤四，延迟一段时间后，读取距离该点最近的感光管r3，g3，b3的光值，构造向量n3=（r3，g3，b3），从存储器（4）中读取该感光管在延迟前的光值向量m3=（r3，g3，b3），并计算差值向量d3=m3‑
n3，将向量m3与d3进行拼接，得到融合特征向量v3=｛m3，d3｝=（r3，g3，b3，r3‑
r3，g3‑
g3，b3‑
b3），设置标签l3=0；步骤八：擦干智能屏幕表面的水滴，监听电容屏（8）输入信号，重复步骤四到步骤七若干次，以便得到足够多的特征向量v与标签l对应关系的样本；步骤九：将特征向量v1，v2，v3，...组成一个批数据v
b
，将标签l1，l2，l3，...组成一个批数据l
b
，批大小即为样本容量，按照一定比例划分训练集｛v
bt
，l
bt
｝，和验证集｛v
bv
，l
bv
｝；步骤十：使用训练集v
bt
训练支持向量机；步骤十一：若支持向量机的准确率不够理想，则将批数据v
b
进行0到1的浮点归一化，再使用训练集v
bt
训练bp网络；步骤十二：若bp网络的准确率仍然不够理想，则使用嵌入层对输入向量进行编码，生成特征矩阵，再依次使用卷积层1、池化层1、批归一化层1、门控线性单元层1、卷积层2、池化层2、批归一化层2、全连接层、回归层构建卷积神经网络，使用训练集v
bt
训练卷积神经网络；步骤十三：若卷积神经网络的准确率仍然不够理想，则使用嵌入层对输入向量进行编
码，生成特征矩阵，再使用多个transformer层构建自注意力神经网络，使用训练集v
bt
训练自注意力神经网络；步骤十四：挑选准确率较高、运算量较小的网络（或支持向量机），作为出厂默认模型；至此工厂模式结束，下一步是用户模式；步骤十五：用户在水外使用时，优选使用电容屏（8）作为触摸输入；步骤十六：用户在水中使用时，屏蔽电容屏（8）输入信号，根据步骤四、步骤五（除了设置标签l）、步骤九（除了构造批数据l
b
）的方法连续收集每个感光管的光值参数、构造批数据v
b
，并将v
b
标准化输入模型中，得到预测结果批数据y
b
，遍历y
b
，当置信度高于阈值k时，即认为用户点击了该感光管对应的位置。3.根据权利要求2所述的一种能在水中工作的智能屏幕制作方法，其特征在于，所述步骤一中，设置每个led发光管（2）在输出可见光亮度低于一个阈值时，开启红外辅助光输出。4.根据权利要求2所述的一种能在水中工作的智能屏幕制作方法，其特征在于，所述步骤三中，在存储器（4）、led发光管矩阵（6）、半导体感光管矩阵（7）、电容屏（8）与控制器（3）的接线处涂抹防水胶。5.根据权利要求2所述的一种能在水中工作的智能屏幕制作方法，其特征在于，所述步骤四中，在显示屏（9）显示图案时，扫描并在存储器（4）中保存每个感光管的光值。6.根据权利要求2所述的一种能在水中工作的智能屏幕制作方法，其特征在于，所述步骤五中，将特征向量v1和标签l1保存到存储器（4）中。7.根据权利要求2所述的一种能在水中工作的智能屏幕制作方法，其特征在于，所述步骤六中，将特征向量v2与标签l2保存到存储器（4）中。8.根据权利要求2所述的一种能在水中工作的智能屏幕制作方法，其特征在于，所述步骤七中，将特征向量v3与标签l3保存到存储器（4）中。9.根据权利要求2所述的一种能在水中工作的智能屏幕制作方法，其特征在于，所述步骤十至步骤十三中，使用验证集v
bv
分别检验支持向量机、bp网络、卷积神经网络和自注意力神经网络的准确率。10.根据权利要求2所述的一种能在水中工作的智能屏幕制作方法，其特征在于，所述步骤十五中，在用户许可的情况下，根据步骤四至步骤六、步骤九持续收集样本数据集，根据步骤十至步骤十三进行训练，根据步骤十四更新迭代出厂默认模型，使智能屏幕更好的适应用户使用习惯，提高在水下使用时的触摸识别准确度。

技术总结
本发明公开了一种能在水中工作的智能屏幕及其制作方法，包括半导体感光管、LED发光管、控制器、存储器、LED发光管矩阵、半导体感光管矩阵和电容屏，所述显示屏包括LED发光管矩阵和半导体感光管矩阵，所述半导体感光管的四周表面均设置有LED发光管，所述控制器通过通信总线分别和存储器、LED发光管矩阵、半导体感光管矩阵和电容屏之间实现电性连接，本发明通过在显示屏上方覆盖电容屏，电容屏表面增加钢化玻璃保护，有效的增加了水下智能屏幕结构的稳定性，防止智能屏幕被物理损坏，且有效的避免了目前的压敏屏不能使用钢化玻璃或者类似的保护膜，否则触摸功能将失效，因此极易物理损坏的问题。损坏的问题。损坏的问题。


技术研发人员：张世卓
受保护的技术使用者：张世卓
技术研发日：2021.09.15
技术公布日：2022/1/3