专利名称：获取led像素灯位置及其连接关系的装置和方法
技术领域：
本发明涉及LED应用控制领域，具体涉及一种获取LED像素灯位置及其连接关系 的装置和方法。
背景技术：
用现有的LED像素灯控制系统对LED像素灯阵列进行控制并在LED像素灯阵列上 正常地播放多媒体节目，必须清楚每一个LED像素灯的位置及其连接关系。对于LED像素灯 呈规则排列的情况，比如LED显示屏，所有LED像素灯的位置和信号连接关系可以按某种固 定的逻辑关系推断出来，而对于LED像素灯的排列和信号连接关系是不规则的情况，比如 安装在建筑物外立面时，LED像素灯的安装位置和信号连接关系往往因建筑结构的不同而 不同，或者安装在用于招牌广告的立体发光字上面时，LED像素灯的安装位置和信号连接关 系因字形笔划的不同而不同，这些情况下，为确定各个LED像素灯的位置和信号连接关系， 通常的做法是，先设计像素灯的安装位置和信号连接关系，比如设计布灯图，再按布灯图安 装和连接LED像素灯，才有可能在这种不规则排列的LED像素灯阵列上正常播放节目。这 个解决方案的缺陷是LED像素灯的安装位置和相互间的信号连接关系必须和事先确定的 布灯图严格一致，在LED像素灯的数量很多时，作布灯图的工作量很大且易出错，这给工程 实施带来很大的麻烦。
发明内容
本发明针对现有技术缺陷提出了一种采用摄像方式自动获取LED像素灯位置及 其信号连接关系的装置及其方法。采用本发明提出的技术方案，可以先把所有的LED像素 灯安装到位，然后自动获得LED像素灯的安装位置和连接关系，为在不规则排列的LED像素 灯阵列上正常播放视频节目提供必要条件。
该装置采用的技术方案如下 —种获取LED像素灯位置及其信号连接关系的装置，包括一套LED像素灯控制系 统，所述LED像素灯控制系统由一台主控计算机(PC机)、一台主控器、以及至少一台分控器 组成。此外，该装置还包括一块图像采集卡和一 台摄像机。 其中，图像采集卡插在主控计算机的主板上的扩展槽中，摄像机的视频信号输出 口接往图像采集卡的视频信号输入口。 其中，主控器的信号输入口与主控计算机的显示信号输出口 (DVI或VGA)连接，主 控器的信号输出口与分控器的信号输入口连接。 其中，分控器至少有两个信号输出口，每个分控器的信号输出口接往下一个分控 器，主控器与分控器、分控器与分控器形成树状网络，主控计算机和主控器位于所述树状网 络的根部。 其中，所述分控器的控制信号端口与LED像素灯串连接。 本发明的另一 目的是提供一种获取LED像素灯位置及其连接关系的方法，该方法的步骤如下所述。 步骤1、将LED像素灯安装到位，形成LED像素灯阵列，将主控计算机、主控器、分控 器、图像采集卡、摄像机按照前述的方式正确连接，将LED像素灯与分控器正确连接；
步骤2、在主控计算机的显示界面上，开辟播放窗口 A，利用现有技术，建立LED像 素灯和窗口 A中的像素点的一一映射关系； 步骤3、设置窗口 A的画面颜色，点亮所有LED像素灯，使LED像素灯呈现与背景有 显著区别的颜色； 步骤4、在主控计算机的显示界面上，开辟摄像窗口 B，利用现有技术，使摄像机拍 摄的图像画面出现在窗口 B上； 步骤5、将摄像机的镜头对准LED像素灯阵列，适当调整焦距和窗口B的大小，使要
确定位置的像素灯全部出现在窗口 B中，并尽可能地充满整个画面； 步骤6、确定所使用的分控器的数量m，并对分控器编号，从0到m-l ; 步骤7、确定分控器的控制信号端口的数量n，并对控制信号端口进行编号，从0到
n-l ; 步骤8、确定分控器的控制信号端口连接的LED像素灯串上LED像素灯的最大数量 P，并对灯串中的LED像素灯的位置编号，从0到p-l ; 步骤9、生成一个类似于数据库记录表的LED像素灯位置文件，该文件包含 mXnXp个记录，每个记录对应一个LED像素灯，每个记录至少包括6个字段，分别是像素 灯序列号、分控器号、控制信号端口号、在灯串中的位置号、安装位置横坐标X、安装位置纵 坐标Y。到此，安装位置坐标的X、 Y的值均设为0 ; 采用现有技术，根据每一个LED像素灯所连接的分控器、分控器控制信号口 、在灯
串中的位置，可推断出其在窗口 A中对应的像素点，而每一个LED像素灯的安装位置实际上
已经反映在窗口 B中，这样，依次在窗口 A中设置像素点的颜色，点亮对应的LED像素灯，就
可以用软件识别该像素灯在窗口 B中的位置，具体由以下步骤完成； 步骤10、设置一个序列号变量k，并将k置0 ; 步骤11、将窗口 A设置为黑色，这时所有LED像素灯熄灭； 步骤12、取出序列号为k的像素灯的记录中的分控器号、控制端口号、灯串位置 号，推算出该像素灯在窗口 A中的对应像素点； 步骤13、设置窗口 A的该像素点为步骤3所述的颜色，点亮该像素灯；
步骤14、此时，窗口 B中会出现一个亮点，用软件识别这个亮点，并推算出这个亮 点中心相对于窗口 B左上角的坐标值，将该坐标值填入该条记录的X坐标和Y坐标字段；
在此步骤中，若在窗口 B中没有出现亮点，说明某个分控器的某个信号端口上的 LED像素灯串的某个位置上没有LED像素灯(比如，分控器的某个控制信号端口实际连接的 LED像素灯的数量小于P时会出现这种情况)，这时可将该条记录的坐标字段设为特殊值， 比如(O，O); 步骤15、将k加l; 步骤16、判断是否已遍历所有的像素灯，即k = mXnXp是否成立，是则进入步骤 17，否则回到步骤11 ; 步骤17、保存LED像素灯位置文件，结束。
到此得到了一个LED像素灯位置文件，该文件包含有每个LED像素灯在控制系 统中的连接关系，包括接入的分控器、接入的分控器的控制信号端口、在灯串中的位置等， 以及每个LED像素灯的安装位置相对于一个坐标原点的逻辑坐标值，以这个位置文件为基 础，就可以实现在不规则排列的LED像素灯阵列上正常地播放多媒体节目之目的。
图1是本发明实施例中控制装置的连接关系示意图。 主要符号含义
2、摄像机 3、视频信号线 5、DVI显卡 6、DVI信号线 8、超五类网线 9、分控器 11、LED像素灯
1、主控计算机 4、图像采集卡 7、主控器 10、控制信号线
具体实施例方式
现依据附图并结合实施例，对本发明做进一步的描述。
实施例 本实施例是利用本发明提出的技术方案，获取任意排列的LED像素灯的位置及其 信号连接关系的过程。 请参看图1，图1是本发明实施例的装置连接关系示意图。主控计算机1主板上的 PCI扩展槽安装有图像采集卡4和DVI显卡5，摄像机2输出的视频信号用视频信号线3接 往图像采集卡4， DVI显卡5的DVI接口用DVI信号线6与主控器7连接，主控器7用超五 类网线8与分控器9连接，分控器9的控制信号口通过控制信号线10与LED像素灯11组 成的LED像素灯串相连。 优选地，主控计算机1选用深圳华北工控股份有限公司出品的工业控制计算机 N0RC0-2000H，其主要技术规格描述如下1、处理器CPU -Pentium 43. OG芯片组Intel 865PE芯片组BIOS :4Mb AMI BIOS2、总线FSB :800/533MHzPCI :32bit/33MHzISA :HISA3、硬盘容量:120GB转速72004、内存容量512MB DDR插槽2个184pin DIMM
5、显卡接口 VGA控制器ATI RADEON 7000显存64M DDR独立显存6、网络类型:10/100M Base-T， RJ45控制器Intel 82562ET7、1/0接口USB :USB2. 0，4个；串口 C0M1/C0M2RS232 ;并口 1个(SPP/EPP/ECP);FDD : 1个；鼠标键盘接口 1个PS2 ;8、环境温度工作0 60°C ;储藏-20 70°C ;9、外形尺寸4U高度，122X388mm ;10、周边设备光驱16 X DVD-ROM光驱软驱3. 5英寸1. 44M软盘驱动因该型号的工控机不带DVI接口 ，为能与主控器对接，在其PCI扩展槽上插一块
DVI显卡5并安装相应的驱动软件。 优选地，图像采集卡4选用大恒(集团)有限公司北京图像视觉技术分公司出品
的DH-CG400，其主要技术规格描述如下 1 、标准PAL、 NTSC彩色/黑白视频输入； 2、输入方式软件选择及切换六路CVBS输入、三路Y/C输入，六选一模拟视频输 出； 3、图像采集最大分辨率768X576 X24bit (PAL) ，640X480 X24bit(NTSC);
4、灵活采集图像可按单场(奇场或偶场)、单帧、连续场、连续帧、间隔几场或几 帧等多种采集方式； 5、图形覆盖(OVERLAY)功能通过填写屏蔽(MASK)模板，可实时显示和存储任意 形状的输入图像； 6、硬件完成输入图像的比例縮放(SCALE)、裁剪(CLIP);输入图像的大小、位置可 灵活设置； 7、支持色度空间变换(Color Space Conversion) :YUV4:2:2， RGB32， RGB24，
RGB15， RGB16和Y8Bit等多种图像显示和存储格式； 8、支持计算机内容与采集图像同屏显示的工作方式； 9、可稳定地接收摄像机、录相机的视频信号；
10、支持软件调整亮度、色度、色调饱和、对比度； 11、支持用户加密字功能保护用户软件不受盗版侵害； 12、支持同一主机内插入多块DH-CG400图像采集卡同时工作； 优选地，主控器7选用上海大峡谷光电科技有限公司出品的RTP8000，其主要技术
规格描述如下 1 、信号输入口为DVI接口 ； 2、8个100M以太网数据发送口 ，总的数据传输带宽达800M ; 3、信号输出口由2个RJ45组成，每个RJ45包括4个100M以太网数据发送口 ； 4、采用超五类网线作信号传输媒介，信号传输距离达100米。 5、输出数据的帧分辨率为1024X512，帧频率为60Hz ; 6、外形尺寸224X150X60mm ; 7、工作电源AC110V 220V/50Hz，50W ; 优选地，分控器9选用上海大峡谷光电科技有限公司出品的RTP-X8，其主要技术 规格描述如下 1、4个100M以太网数据接收口，设置于1个RJ45 ; 2、8个100M以太网数据转发口，设置于2个RJ45 ; 3、采用超五类网线作信号传输媒介，传输距离达100米； 4、 1个数据接收端口和2个RJ45数据转发端口的传输数据内容相同。 一收二发的 RJ45，便于连接成树状网络； 5、 16个控制信号输出口 ，接口类型总线型/菊花链型可选； 6、总线型的控制信号接口带对LED像素灯的在线自动编址功能； 7、数据帧分辨率512X512，帧频率60Hz，具像素数据伽玛校正功能； 8、地址设置方式跳线帽跳线； 9、外形尺寸224X150X60mm ; 10、工作电源:AC110V 220V/50Hz，50W ; 优选地，LED像素灯11选用上海大峡谷光电科技有限公司出品的毕卡索迷你全彩
像素灯IV，其主要技术规格描述如下 1、内置集成电路MBI6030作驱动控制； 2、LED类型SMD三合一，5252封装； 3、灰度级别红绿蓝均为65536级； 4、发光角度^120。； 5、亮度大于9流明； 6、工作寿命50000小时； 7、工作电源DC12V，0. 8W ; 8、外形尺寸18mmX18mmX18mm ; 优选地，摄像机2选用日本佳能公司出品的PowerShotA1100IS数码相机，利用其 实时摄像功能。该型号数码相机的技术规格描述如下 1、有效像素1210万； 2、光学变焦倍数4倍；
3、传感器类型CCD; 4、传感器尺寸1/2. 3英寸； 5、最大分辨率4000X3000 ; 6、镜头类型伸縮镜头； 7、变焦方式电子； 8、焦距35 140cm ; 9、对焦范围50cm 无限远； 10、曝光方式程序自动曝光； 11、曝光补偿正负2. 0EV，1/3EV; 12、测光方式评价测光、中央重点测光、点测光； 13、 ISO感光度:自动、IS080/100/200/400/800/1600 ; 14、白平衡模式自动/日光/阴天/白炽灯/荧光灯/荧光灯H/自定义；
15、快门速度:15 1/1600秒; 16、防抖功能光学防抖；
17、存储介质SD卡； 18、照片格式JPEG(Exif2. 2); 19、输入/输出接口 USB2. 0高速，A/V输出; 20、尺寸95. 4X62. 4X31. Omm ; 21、重量约155克； 以下以LED像素灯11安装到立体发光字的字形笔划中为例，说明本发明采用摄像 方式自动获取各个LED像素灯的位置及其信号连接关系的方法，该方法的具体步骤如下
步骤0、将LED像素灯11相互连接，形成LED像素灯串，将LED像素灯串安装到立 体发光字的字形笔划中。 步骤1、将主控计算机1、主控器7、分控器9、图像采集卡4、DVI显卡5、摄像机2正 确连接，将LED像素灯串与分控器9、电源正确连接。 步骤2、在主控计算机1的显示器界面上，开辟播放窗口A，利用现有技术，建立LED 像素灯和窗口 A中的像素点的一一映射关系。 步骤3、点亮所有LED像素灯，使LED像素灯呈现与背景有显著区别的颜色。
步骤4、在主控计算机1的显示器界面上，开辟摄像窗口 B，利用现有技术，使摄像 机拍摄的图像画面出现在窗口 B上。 步骤5、将摄像机2的镜头对准LED像素灯，适当调整焦距和窗口 B的大小，使要确
定位置的LED像素灯全部出现在窗口 B中，并尽可能地充满整个画面。 步骤6、确定所使用的分控器9的数量m，并对分控器编号，从0到m-l ; 步骤7、确定分控器9控制信号端口的数量n，并对控制信号端口编号，从0到n-l ; 步骤8、确定控制信号口连接的LED像素灯串上像素灯11的最大数量p，并对灯串
中LED像素灯的位置编号，从0到p-l ; 步骤9、生成一个类似于数据库记录表的LED像素灯位置文件，该文件包含 mXnXp个记录，每个记录对应一个像素灯，每个记录有6个字段，分别是像素灯序列号、 分控器号、控制信号端口号、在灯串中的位置号、安装位置横坐标X、安装位置纵坐标Y。在此，安装位置坐标的X、 Y值均设为0 ; 采用现有技术，根据每一个LED像素灯所连接的分控器、分控器控制信号口、在灯 串中的位置这些连接关系，可推断出其在窗口 A中对应的像素点，而每一个LED像素灯的安 装位置实际上已经反映在窗口 B中，这样，依次在窗口 A中设置像素点的颜色，点亮对应的 LED像素灯，就可以用软件识别并推算该像素灯在窗口 B中的位置，具体由以下步骤完成。
步骤10、设置一个序列号变量k，将序列号变量k置0。
步骤11、将窗口 A设置为黑色，这时所有LED像素灯11熄灭。
步骤12、取出序列号为k的像素灯的记录中的分控器号、控制端口号、灯串中的位 置号，推断出该像素灯在窗口 A中的对应像素点。 步骤13、设置窗口 A的该像素点为某个颜色，点亮该像素灯。为便于软件识别，这 个颜色应是明显区别于背景的； 步骤14、通常情况下，窗口 B中会出现一个亮点。用软件识别这个亮点，并计算出 这个亮点中心的坐标值(以窗口 B的左上角为坐标原点，坐标值是用像素点表示的逻辑坐 标值)，将该坐标值填入该条记录的X坐标和Y坐标字段。 在此步骤中，可能出现在窗口 B中没有出现亮点的情况，这说明某个分控器的某 个信号端口上的LED像素灯串的某个位置上没有LED像素灯，这时可将该条记录的坐标字 段设为特殊值，比如(O，O)。
步骤15、将k加l; 步骤16、判断是否已遍历所有的像素灯，是则进入步骤17，否则回到步骤11 ;
步骤17、保存像素灯位置文件，结束。 至此，获得了描述安装在一个立体发光字上面的LED像素灯位置的文件，对于有 多个立体发光字的情况， 一个办法是，将多个发光字并排，将LED像素灯全部安装到位后， 采用上述方法一次获得所有LED像素灯的位置。对于字数较多、且字与字安装位置的距离 较大的情况，可先用上述方法获取每一个字LED像素灯的位置文件，然后按每一个字实际 安装的相对位置，对每一个字的位置文件中的LED像素灯坐标值用一个偏移坐标值进行修 正(比如，每一个横坐标固定+XO，每一个纵坐标固定+YO， (XO，YO)则称为偏移坐标。每个 字的偏移坐标值通常是不一样的)，再组合成一个统一描述所有LED像素灯位置及连接关 系的文件。
权利要求
一种获取LED像素灯位置及其连接关系的装置，其特征在于，包括一套LED像素灯控制系统，所述LED像素灯控制系统由一台主控计算机、一台主控器及至少一台分控器组成，所述的主控器的信号输入口与主控计算机的显示信号输出口连接，主控器的信号输出口与分控器的信号输入口连接。
2. 如权利要求1所述的获取LED像素灯位置及其连接关系的装置，其特征在于，分控器 至少有两个信号输出口，每个分控器的信号输出口接往下一个分控器，主控器与分控器、分 控器与分控器形成树状网络，主控计算机和主控器位于所述树状网络的根部。
3. 如权利要求2所述的获取LED像素灯位置及其连接关系的装置，其特征在于，所述分 控器的控制信号端口与LED像素灯串连接。
4. 如权利要求1-3任意一项所述的获取LED像素灯位置及其连接关系的装置，其特征 在于，该装置还包括一块图像采集卡和一台摄像机，图像采集卡插在主控计算机的主板上 的扩展槽中，摄像机的视频信号输出口接往图像采集卡的视频信号输入口 。
5. —种获取LED像素灯位置及其连接关系的方法，该方法的步骤如下所述步骤1、将LED像素灯安装到位，形成LED像素灯阵列，将主控计算机、主控器、分控器、 LED像素灯、图像采集卡、摄像机按照权利要求1-4的方式正确连接；步骤2、在主控计算机的显示界面上，开辟播放窗口 A，利用现有技术，建立LED像素灯 和窗口 A中的像素点的一一映射关系；步骤3、设置窗口 A的画面颜色，点亮所有LED像素灯，使LED像素灯呈现与背景有显著 区别的颜色；步骤4、在主控计算机的显示界面上，开辟摄像窗口 B，利用现有技术，使摄像机拍摄的 图像画面出现在窗口 B上；步骤5、将摄像机的镜头对准LED像素灯阵列，适当调整焦距和窗口 B的大小，使要确定 位置的像素灯全部出现在窗口 B中，并尽可能地充满整个画面；步骤6、确定所使用的分控器的数量m，并对分控器编号，从0到m-l ;步骤7、确定分控器的控制信号端口的数量n，并对控制信号端口进行编号，从0到n-l ;步骤8、确定分控器控制信号端口连接的LED像素灯串上LED像素灯的最大数量p，并 对灯串中的LED像素灯的位置编号，从0到p-l ;步骤9、生成一个类似于数据库记录表的LED像素灯位置文件，该文件包含mXnXp个 记录，每个记录对应一个LED像素灯，每个记录至少包含有6个字段，分别是LED像素灯序 列号、分控器号、控制信号端口号、在灯串中的位置号、安装位置横坐标X、安装位置纵坐标 Y。到此，安装位置坐标的X、 Y的值均设为0 ;步骤10、设置一个序列号变量k，并将k置0 ;步骤11、将窗口 A设置为黑色，这时所有LED像素灯熄灭；步骤12、取出序列号为k的像素灯的记录中的分控器号、控制端口号、灯串位置号，推算出该像素灯在窗口 A中的对应像素点；步骤13、设置窗口 A的该像素点为步骤3所述的颜色，点亮该像素灯；步骤14、此时，窗口 B中会出现一个亮点，用软件识别这个亮点，并推算出这个亮点中心相对于窗口 B左上角的坐标值，将该坐标值填入该条记录的X坐标和Y坐标字段；在此步骤中，若在窗口 B中没有出现亮点，说明某个分控器的某个信号端口上的LED像 素灯串的某个位置上没有LED像素灯，这时可将该条记录的坐标字段设为特殊值，比如(0， 0);步骤15、将k加1 ;步骤16、判断是否已遍历所有的LED像素灯，即k = mXnXp是否成立，是则进入步骤 17，否则回到步骤11 ;步骤17、保存LED像素灯位置文件，结束。
全文摘要
本发明提供一种获取LED像素灯位置及其连接关系的装置，其包括一套LED像素灯控制系统，所述LED像素灯控制系统由一台主控计算机、一台主控器及至少一台分控器组成，所述的主控器的信号输入口与主控计算机的显示信号输出口连接，主控器的信号输出口与分控器的信号输入口连接。本发明还提供了一种获取LED像素灯位置及其连接关系的方法。应用本发明提供的装置和方法，可以方便的布置好所有的LED像素灯后再进行LED像素灯位置的确认，节省了布置时间并防止了疏漏的产生。
文档编号G09G3/32GK101739946SQ200910199948
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者张家瑞, 韦自力 申请人:韦自力;张家瑞