一种多传感器数据结合的夜间模式检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能检测领域，更具体地，涉及一种多传感器数据结合的夜间模式检 测方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，智能终端发展迅速（包括手机和平板电脑），越来越多的人拥有个人智能 终端，并且使用终端的时间越来越长。很多用户在晚上睡觉前仍然在使用手机，因为很多手 机应用程序都具有夜间模式这一功能，正是为了能使得用户在晚上光线较暗的情况下更加 舒服地使用手机。就目前的夜间模式设置，需要用户进行手动进行操作，没有智能地进行感 知和设置夜间模式。
[0003] 现有技术是通过光线传感器进行光线判断从而调节智能终端屏幕亮度。而单纯调 节亮度，往往会整条调节整个手机显示页面，使得部分本来已经较暗的内容变成难以阅读， 而通过夜间模式，则可以把页面颜色通过换主题的方法，调整应用程序相应的元素，使其所 有的图片和界面都变成一种适用在夜间使用的配色主题。
[0004] 目前随着智能终端的发展，智能终端普遍具有加速度传感器和光线传感器。根据 夜间休息时使用智能终端的习惯和环境，可以得知智能终端屏幕与地平面的夹角普遍在于 零到九十度，而光线环境则是比较暗。利用智能终端的加速度传感器，可以通过三角运算换 算出手机与地面的角度，利用智能终端的光线传感器，可以检测到用户所处环境的光线强 度。通过角度和光线强度这两个数据，再结合人类大致的作息时间，判断当前是否符合夜间 睡眠情况，从而发出夜间睡眠浏览模式的通知，使得应用可以检测此消息，从而切换到夜间 模式。
[0005] 目前大部分智能终端能够通过光线传感器实现屏幕亮度的自适应调整，在光线强 烈的情况下，提高屏幕亮度，在光线灰暗的情况下，降低屏幕亮度以便用户更舒适地使用终 端。而在光线较暗的情况下把屏幕的所有内容统一降低亮度，仍然无法解决屏幕界面的高 亮元素（譬如白色的元素），而这些高亮的元素在光线灰暗的情况下，即使调节了屏幕亮 度，仍然会使用户感到不适。针对这样的情况，部分应用程序推出了夜间模式这个功能，通 过更换主题，使界面元素的色彩都比较适合在夜间使用。但应用程序的夜间模式都需要去 手动点击设置，使得用户每天都需要在夜间模式和正常模式之间手动切换，操作不方便。
【发明内容】
[0006] 本发明针对自动调节亮度不能更换主题，夜间模式需要手动操作的缺点。提出一 种多传感器数据结合的夜间模式检测方法；该方法是通过结合加速度和光线传感器的数 据，自动检测当前环境是否适用于夜间模式或正常模式，从而通知应用程序进行切换，免去 了手动点击切换的麻烦。
[0007] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
[0008] -种多传感器数据结合的夜间模式检测方法，包括：
[0009] S1、通过智能终端上的加速度传感器采集Z轴的重力加速度，并测量重力加 速度在加速度传感器的X轴和y轴上的分量，基于X、y、z的分量值计算出空间倾角
即计算出智能终端屏幕与地平面的角度α ;
[0010] S2、计算出的角度α为正数时，智能终端屏幕向下；角度α为负数时，智能终端屏 幕向上；定义角度α在小于正90°且大于0°时为有效角度，当α为有效角度时跳转到步 骤S3 ;
[0011] S3、定义光度传感器处于光线最强时获取的数据为maxLight，处于光线最弱位置 时获取的数据为minLight ;利用最大值和最小值，将当前获取到的光线强度IightValue进 行归一化
[0012] S4、基于value值进行分级划分，即当0 < value < Vl时，光线强度为弱，当 VKvalue < V2时，光线强度为中等，当V2〈value < 1时，光线强度为强；
[0013] 多次采集数据进行判断当前光线强度，当光线强度为弱时出现的概率大于P时， 则认为当前为夜间模式，并跳转至步骤S5 ;
[0014] S5、时间判断，判断当前时间是否属于自定义的夜间休息时间，当属于时，则进行 夜间模式的转换。
[0015] 优选的，所述步骤S4中Vl = 0. 3, V2 = 0. 7。
[0016] 优选的，步骤S4中，在时间段T内，每tl采集一次数据，共采集M次，即T = tl*M ; 当M次数据中，有M*p次以上光线强度为弱，则满足夜间模式条件。
[0017] 本发明通过结合智能终端上的多个传感器，包括加速度传感器和光度传感器，检 测智能终端的姿态以及环境光的强度，加上对时间的检测，从而发出夜间护眼浏览模式的 通知，使得应用程序能够通过接收这种通知，从而自动切换到夜间模式或护眼模式，使用户 更加舒服地使用移动终端。
【附图说明】
[0018] 图1为手机加速度传感器各轴方向的示意图。
[0019] 图2为对数据进行统一化后z轴的数据示意图。
[0020] 图3为对数据进行统一化后X轴的数据示意图。
[0021] 图4为对数据进行统一化后y轴的数据示意图。
[0022] 图5为加速度传感器的受力分解示意图。
[0023] 图6为加速度传感器各轴方向的示意图。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
[0025] 本发明的方法可作为系统级的程序，也可以为应用级别的程序。本发明需要获取 智能终端中加速度传感器的数据和光线传感器的数据。
[0026] (1)通过相应的应用程序接口，获得加速度传感器数据，包括X轴，y轴和z轴的加 速度数据。由于地球存在着引力，所以智能终端的加速度计可以检测到重力加速度。我们统 一以重力加速度为lg，进行统一化数据，如图1，为手机加速度传感器各轴方向的示意图。
[0027] 进行数据统一化后，如图2,当手机屏幕正面向下时，z轴的数据为lg。相反时，z 轴的数据为-Ig ;如图3,当X轴向下时，X轴的数据为lg。相反时，X轴的数据为-Ig ;如图 4,当y轴竖直向下时，y轴的数据为lg。相反时，y轴的数据为-lg。
[0028] 当用户在夜间，躺在床上使用智能终端时，手机屏幕往往是向下的。由于加速度传 感器在静止放置时收到重力作用，因此z轴会有Ig的重力加速度。利用这个性质，通过测 量重力加速度在加速度传感器的X轴和y轴上的分量，可以计算出其在垂直平面上的倾斜 角度。如图5 :有Ax = gsin a，Az = geos α。
根据此原理 可以通过2轴计算出X-Z平面上的倾斜角度。
[0029] 可是由于智能终端在空间倾斜的时候，很难保证倾斜完全在X-Z平面上，这样只 使用其中的2轴数据进行测量会存在局限性，因此，在本实施例中考虑使用3轴数据，计算 空间倾角的公式可以推广为
[0030] 由于用户使用智能终端时，基本不会出现大力度或高频度的晃动，所以加速度传 感器可以忽略其他外在的加速度，只考虑其受到重力加速度的影响，从而计算出智能终端 屏幕与地平面的角度α。
[0031] (2)根据躺着使用智能终端的特点，通过上述公式计算出来的角度α为正数，当 屏幕向上时，角度α为负数。定义角度α在小于正90°且大于0°时为有效角度，当α 为有效角度时，进行下一步的检测：光线强度。
[0032] 智能终端的传感器位于屏幕上方位置，可以接收光度强弱。定义光度传感器处于 光线最强的时候，获取的数据为maxLight，处于光线最弱（完全黑暗）位置的时候，获取的 数据为minLight。利用最大值和最小值，可以把获取到的光线强度IightValue以下面公式 进行归一化：
_得到归一化的value后，先对value的值进行分 级，当0彡value彡0· 3时，光线强度为弱，当0· 3彡value彡0· 7时，光线强度为中等，当 0· 7 < value < 1时，光线强度为强。
[0033] 由于光线传感器可能收到影响或者含有噪声，因此每500ms采样一次数据，一共 采集10次，共5秒。当这10次数据中，有7次以上光线强度为弱，则认为满足夜间模式条 件。否则认为不满足夜间模式的条件。符合夜间模式条件后条件进，进行下一步的时间判 断。
[0034] (3)时间判断。当系统满足角度α为有效角度，且光线强度为弱时，进行进一步的 时间判断。结合正常的作息时间，定义晚上23时到早上7时为夜间休息时间（此为默认时 间，可由用户进行更改）。当满足此时间段且角度和光线强度符合条件后，系统会发出夜间 模式通知，以便应用程序进行夜间模式的转换。
[0035] 以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发 明的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种多传感器数据结合的夜间模式检测方法，其特征在于，包括： 51、 通过智能终端上的加速度传感器采集Z轴的重力加速度，并测量重力加速 度在加速度传感器的X轴和y轴上的分量，基于x、y、Z的分量值计算出空间倾角;即计算出智能终端屏幕与地平面的角度a; 52、 计算出的角度a为正数时，智能终端屏幕向下；角度a为负数时，智能终端屏幕 向上；定义角度a在小于正90°且大于0°时为有效角度，当a为有效角度时跳转到步骤 S3 ； 53、 定义光度传感器处于光线最强时获取的数据为maxLi曲t，处于光线最弱位置时获 取的数据为HihLi曲t;利用最大值和最小值，将当前获取到的光线强度Ii曲tValue进行归 一化：54、 基于value值进行分级划分，即当0《value《Vl时，光线强度为弱，当 VKvalue《V2时，光线强度为中等，当V2<value《1时，光线强度为强； 多次采集数据进行判断当前光线强度，当光线强度为弱时出现的概率大于P时，则认 为当前为夜间模式，并跳转至步骤S5 ; 55、 时间判断，判断当前时间是否属于自定义的夜间休息时间，当属于时，则进行夜间 模式的转换。2. 根据权利要求1所述的多传感器数据结合的夜间模式检测方法，其特征在于，所述 步骤S4 中Vl= 0. 3，V2 = 0. 7。3. 根据权利要求1或2所述的多传感器数据结合的夜间模式检测方法，其特征在于，步 骤S4中，在时间段T内，每tl采集一次数据，共采集M次，即T=tl*M;当M次数据中，有 M*p次W上光线强度为弱，则满足夜间模式条件。
【专利摘要】本发明公开一种多传感器数据结合的夜间模式检测方法，通过加速度传感器采集z轴的重力加速度，测量重力加速度在加速度传感器的x轴和y轴上的分量，基于x、y、z的分量值计算出空间倾角；定义角度α在小于正90°且大于0°时为有效角度；定义光度传感器处于光线最强时获取的数据为maxLight，处于光线最弱位置时获取的数据为minLight；利用最大值和最小值，将当前获取到的光线强度lightValue进行归一化，对光线强度进行等级划分，多次采集数据进行判断当前光线强度，当光线强度为弱时出现的概率大于p时，则认为当前为夜间模式；再判断当前时间是否属于自定义的夜间休息时间，当属于时，则进行夜间模式的转换。
【IPC分类】G05B19/042, H04M1/22, H04M1/24
【公开号】CN105208170
【申请号】CN201510676910
【发明人】吴维刚, 李小锟
【申请人】中山大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月16日