專利名稱：隧道同步視頻顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道視頻顯示領(lǐng)域，具體涉及一種應用在地鐵運行中可與列車運行同步的高清晰視頻顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地鐵因其快速、便捷、價格低的優(yōu)勢，越來越成為人們出行的首選交通方式，以北京為例，每天大約有700萬余客流，而東京地鐵則每天有800萬客流量。對于長時間乘坐地鐵的乘客，在地鐵內(nèi)的旅途因沒有娛樂設(shè)施變得非常枯燥。藉于此，在地鐵內(nèi)投放廣告或娛樂節(jié)目，不僅能夠給乘客的旅途帶來放松的目的，也能借助于地鐵的大流量，給廣告投放商，帶來更大的關(guān)注度和知名度，從而帶來經(jīng)濟效益。
目前，在運行的地鐵上播放視頻信息的方式主要有兩種一種是在車廂內(nèi)設(shè)置顯示屏，像移動電視一樣顯示某些視頻內(nèi)容，其缺點是成本高，而且受到移動信號的干擾較強；另一種是在隧道內(nèi)設(shè)置顯示裝置，在列車運行的過程中，利用LED燈投影到車窗上，隧道的黑暗形成黑色背景，其優(yōu)點是不受移動信號的影響，而且顯示面積大，更新也更容易， 但是其缺點是第一很難做到視頻節(jié)目的播放和列車運行狀態(tài)的同步，第二是在近距離觀看 LED視頻時顆粒較大，像素顯示粗糙，造成視頻顯示清晰度較差的問題。
那么，如何在高速運行的地鐵列車中同步顯示高清晰度的廣告、或者其他視頻節(jié)目信息，成為業(yè)界亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種隧道同步視頻顯示系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的地鐵運行過程中列車與視頻顯示不能同步，而且顯示視頻質(zhì)量較差的技術(shù)問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案 —種隧道同步視頻顯示系統(tǒng)，包括供電模塊、用于制作播放圖像的主服務器、人機交互模塊、設(shè)置在復數(shù)個列車運行隧道中用來顯示視頻圖像信息的復數(shù)個顯示模塊，用于保證列車運行狀態(tài)和顯示模塊顯示信息同步的復數(shù)同步模塊，以及將所述主服務器制作好的數(shù)據(jù)傳輸給所述顯示模塊的通信模塊，所述同步模塊進一步包括復數(shù)個設(shè)置在兩列地鐵站之間的測速器，以及同步信號處理器，該些測速器均勻分布在所述列車的兩個車站之間的隧道中；檢測到有列車經(jīng)過時，各自發(fā)送信息給所述同步信號處理器，經(jīng)同步信號處理器運算后得出同步控制信號，發(fā)送給所述顯示模塊，按照所述同步信號的指令進行視頻圖像信息的顯示。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的顯示系統(tǒng)，所述測速器通過激光開關(guān)測定列車是否到來，通過兩測速器之間開關(guān)接收信號的時間差計算列車的當前運行速度。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的顯示系統(tǒng)，所述同步信號處理器進一步包括 測速信號接收單元，用于接收所述些測速器的開關(guān)信號； 速度信號處理單元，用于根據(jù)接收到的所述開關(guān)信號計算列車當前的運行速度； 同步信號生產(chǎn)單元，用于根據(jù)接收到的速度信號，運算得出控制顯示模塊顯示圖像信息的同步信號；以及 通信接口，將所述同步信號傳輸給所述顯示模塊，控制所述顯示模塊的數(shù)據(jù)顯示。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的顯示系統(tǒng)，所述些測速器按照列車行駛的方向依次開始工作，當列車最后一節(jié)通過后，其運行軌跡前方的測速器停止工作。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的顯示系統(tǒng)，所述顯示模塊進一步包括 供電接口，用于給該顯示模塊供電； 預存儲單元，用于將所述主服務器制作好的播放數(shù)據(jù)暫存，以備播放； 同步信號接收單元，用以接收所述同步模塊產(chǎn)生的同步信號；以及 顯示單元，用于根據(jù)所述同步信號的指令，進行相應的信息播放。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的顯示系統(tǒng)，所述顯示模塊還包括一顯示控制器，其包括兩個單片控制單元，該兩個單片控制單元各連接一組LED驅(qū)動器，并給每個LED驅(qū)動器發(fā)送對應的控制信號。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的顯示系統(tǒng)，所述顯示單元進一步包括兩列分別由一組LED驅(qū)動器驅(qū)動的顯示RGB色素的LED燈，該兩列LED燈依序點亮，顯示一幀圖像。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的顯示系統(tǒng)，所述兩列LED燈豎向平行排列，且第二列的每個LED燈的位置位于第一列的對應兩個LED燈之間的間隙的平面上。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的顯示系統(tǒng)，每兩個車站之間設(shè)置復數(shù)個顯示單元， 該些顯示單元根據(jù)視覺暫留的時間間隙依序顯示圖像，該些依序顯示的圖像構(gòu)成動態(tài)的畫面。
依照本發(fā)明較佳實施例所述的顯示系統(tǒng)，所述LED驅(qū)動器包括串行存儲器，并行存儲器以及PWM驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，所述串行存儲器以串行的方式接收同步控制信號，接收完畢后以并行方式一次存入并行存儲器，將同步控制信號分解為通信數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)， 由PWM驅(qū)動信號產(chǎn)生單元內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)動信號驅(qū)動相應的LED燈點亮。
由于采用了以上的技術(shù)方案，使得本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點和積極效果 第一，本發(fā)明通過同步測速技術(shù)，利用人眼視覺暫留現(xiàn)象和電視掃描原理，在列車運行的過程中，乘客與列車外的顯示裝置具有一定速率的平移，顯示LED燈平行掃過人眼的視覺范圍，各個顯示裝置顯示相應的數(shù)據(jù)信息，人眼則會將看到的數(shù)據(jù)合成完整的圖像， 同步顯不。
第二、本發(fā)明通過虛像素和兩列LED燈隔行掃描技術(shù)，有效提高了幀數(shù)據(jù)顯示頻率，避免閃爍。使用空間插補掃描技術(shù)，使得像素間距成倍減小，保證了在近距離觀看時的圖像具有清晰的效果，同時配合相應的LED驅(qū)動器，達到同步顯示高清晰圖像的目的。
當然，實施本發(fā)明內(nèi)容的任何一個具體實施例，并不一定同時達到以上全部的技術(shù)效果。


圖1是本發(fā)明提供的隧道同步視頻顯示系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明中的同步模塊的模塊框圖； 圖3是本發(fā)明中的顯示模塊框圖； 圖4是顯示單元架構(gòu)圖； 圖5是LED驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)圖； 圖6是像素顯示效果合成示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例進行詳細描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實施例中詳細說明了具體的細節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。另外，為了避免對本發(fā)明的實質(zhì)造成不必要的混淆，并沒有詳細說明眾所周知的方法、過程、流程、元件和電路等。
如圖1所示，本發(fā)明提供一種隧道同步視頻顯示系統(tǒng)，包括供電模塊10、主服務器20、交互模塊30、通信模塊40、顯示模塊50以及同步模塊60。其中，供電模塊10泛指各個供電接口，電池等等，給各個功能模塊提供電力支撐，不加贅述。
主服務器20用于制作播放圖像，例如將客戶需要宣傳的廣告圖片疊加成GIF或其他支持視頻播放的格式，并存儲起來。人機交互模塊30作為管理者設(shè)定某些參數(shù)，以及對系統(tǒng)管理的物理媒介，包括鍵盤、鼠標等，可以對主服務器20以及顯示模塊50的顯示參數(shù)等進行調(diào)整，例如設(shè)定顯示時長，節(jié)目表、播放順序等等。
顯示模塊50設(shè)置在復數(shù)個列車運行隧道中，是直接用來顯示視頻圖像信息的媒介。通信模塊40，則將主服務器20制作的節(jié)目數(shù)據(jù)傳輸給顯示模塊50，并且提供反饋、監(jiān)控的功能，例如數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功，當前傳輸狀態(tài)等等。同步模塊60是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵點， 其用來保證列車運行狀態(tài)和顯示模塊50的顯示信息同步，具體例如保證列車進入顯示區(qū)， 開始播放，離開顯示區(qū)停止播放，并且在播放過程中，列車內(nèi)的乘客看到的圖像是完整的， 與列車運行同步的。
如圖2所示，同步模塊60包括多個測速器(611、612、613......6NN)和同步信號處理器600，同步信號處理器600包括硬件芯片及內(nèi)部燒入的程序。測速器611-6NN檢測到有列車經(jīng)過時，各自發(fā)送信息給所述同步信號處理器600，經(jīng)同步信號處理器600運算后得出同步控制信號，發(fā)送給所述顯示模塊50，按照所述同步信號的指令進行視頻圖像信息的顯不。
測速器611-6NN依次排列在兩列地鐵站之間，采用激光反射開關(guān)作為測定標準， 當?shù)谝涣辛熊囃ㄟ^時，阻擋測速器611的光線，此時開關(guān)開或者關(guān)閉，判定列車到來。列車經(jīng)過測速器612時，再發(fā)出信號，由于兩個測速器之間安裝距離已知，信號時間延遲已知， 因此可以計算列車從測速器611開行到測速器612之間的速度，依次類推，整個隧道中每個時間段的速度都處于可測試狀態(tài)。
特別是當列車最后一節(jié)通過后，其運行軌跡前方的測速器停止工作，例如列車尾部經(jīng)過了測速器630時，測速器611-6 全部關(guān)閉，達到節(jié)能的效果。
同步信號處理器600進一步包括測速信號接收單元601、速度信號處理單元602、 同步信號產(chǎn)生單元603以及通信接口 604。
其中，測速信號接收單元601用于接收所述些測速器的開關(guān)信號，例如哪個測速器已經(jīng)處于關(guān)閉狀態(tài)等，得到的信號傳輸給速度信號處理單元602，次單元602根據(jù)接收到的開關(guān)信號計算列車當前的運行速度；之后，同步信號生產(chǎn)單元603根據(jù)接收到的速度信號，運算得出控制顯示模塊顯示圖像信息的同步信號，同步信號是一系列協(xié)議，各協(xié)議為顯示模塊共同遵守的協(xié)議，其信息包括了是否開始播放，更換頻率等等；最后通過通信接口 604，將同步信號傳輸給所述顯示模塊50，控制顯示模塊50的數(shù)據(jù)顯示。
同時參考圖3和圖4，本發(fā)明中的顯示模塊50進一步包括供電接口 501、同步信號接收單元502。、預存儲單元503、顯示單元504和顯示控制器505。
供電接口 501給顯示模塊50供電；預存儲單元503將主服務器20制作好的播放數(shù)據(jù)暫存，以備播放；同步信號接收單元502，接收同步模塊60產(chǎn)生的同步信號，并將其根據(jù)共同遵守的協(xié)議解析，給顯示控制器505，根據(jù)相應的指令控制顯示單元504根據(jù)所述同步信號的指令，進行相應的信息播放。
請參考圖5-圖6顯示控制器505，其包括兩個單片控制單元5053、5054，各連接一組LED驅(qū)動器5052、5051，并給每個LED驅(qū)動器發(fā)送對應的控制信號。
顯示單元504包括多個LED燈柱，例如60個同時設(shè)置在地鐵隧道內(nèi)，按照一定的間距排列，分別可以顯示不同的圖像，在列車運行過程中，這些不同的燈柱顯示的圖像疊加成動態(tài)的圖像。每個LED燈柱包括兩列分別由一組LED驅(qū)動器5052和5051驅(qū)動的顯示 RGB色素的LED燈5042、5041，該兩列LED燈依序點亮，顯示一幀圖像。
兩列LED燈5051、5052豎向平行排列，每個LED驅(qū)動器只能驅(qū)動對應列LED燈中的幾個LED顆粒，第二列的每個LED燈的位置位于第一列的對應兩個LED燈之間的間隙的平面上，形成像素插補，原本一列LED顯示一幀圖像變成兩列顯示，分成奇數(shù)和偶數(shù)分別掃描，合成圖像。
LED驅(qū)動器包括串行存儲器即SPI接口，采用并行存儲器的led亮度調(diào)節(jié)器以及 PWM驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，所述串行存儲器以串行的方式接收同步控制信號，接收完畢后以并行方式一次存入并行存儲器，將同步控制信號分解為通信數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，由PWM驅(qū)動信號產(chǎn)生單元內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)動信號驅(qū)動相應的LED燈點亮。
綜上所述，本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點和積極效果 第一，本發(fā)明通過同步測速技術(shù)，利用人眼視覺暫留現(xiàn)象和電視掃描原理，在列車運行的過程中，乘客與列車外的顯示裝置具有一定速率的平移，顯示LED燈平行掃過人眼的視覺范圍，各個顯示裝置顯示相應的數(shù)據(jù)信息，人眼則會將看到的數(shù)據(jù)合成完整的圖像， 同步顯不。
第二、本發(fā)明通過虛像素和兩列LED燈隔行掃描技術(shù)，有效提高了幀數(shù)據(jù)顯示頻率，避免閃爍。使用空間插補掃描技術(shù)，使得像素間距成倍減小，保證了在近距離觀看時的圖像具有清晰的效果，同時配合相應的LED驅(qū)動器，達到同步顯示高清晰圖像的目的。
本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施方式
。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
權(quán)利要求
1.一種隧道同步視頻顯示系統(tǒng)，包括供電模塊、用于制作播放圖像的主服務器、人機交互模塊、設(shè)置在復數(shù)個列車運行隧道中用來顯示視頻圖像信息的復數(shù)個顯示模塊，用于保證列車運行狀態(tài)和顯示模塊顯示信息同步的復數(shù)個同步模塊，以及將所述主服務器制作好的數(shù)據(jù)傳輸給所述顯示模塊的通信模塊，其特征在于所述同步模塊進一步包括復數(shù)個設(shè)置在兩列地鐵站之間的測速器，以及同步信號處理器，該些測速器均勻分布在所述列車的兩個車站之間的隧道中；檢測到有列車經(jīng)過時，各自發(fā)送信息給所述同步信號處理器，經(jīng)同步信號處理器運算后得出同步控制信號，發(fā)送給所述顯示模塊，按照所述同步信號的指令進行視頻圖像信息的顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述測速器通過激光開關(guān)測定列車是否到來，通過兩測速器之間開關(guān)接收信號的時間差計算列車的當前運行速度。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述同步信號處理器進一步包括測速信號接收單元，用于接收所述些測速器的開關(guān)信號；速度信號處理單元，用于根據(jù)接收到的所述開關(guān)信號計算列車當前的運行速度；同步信號生產(chǎn)單元，用于根據(jù)接收到的速度信號，運算得出控制顯示模塊顯示圖像信息的同步信號；以及通信接口，將所述同步信號傳輸給所述顯示模塊，控制所述顯示模塊的數(shù)據(jù)顯示。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述些測速器按照列車行駛的方向依次開始工作，當列車最后一節(jié)通過后，其運行軌跡前方的測速器停止工作。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示模塊進一步包括供電接口，用于給該顯示模塊供電；預存儲單元，用于將所述主服務器制作好的播放數(shù)據(jù)暫存，以備播放；同步信號接收單元，用以接收所述同步模塊產(chǎn)生的同步信號；以及顯示單元，用于根據(jù)所述同步信號的指令，進行相應的信息播放。
6.如權(quán)利要求5所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示模塊還包括一顯示控制器，其包括兩個單片控制單元，該兩個單片控制單元各連接一組LED驅(qū)動器，并給每個LED驅(qū)動器發(fā)送對應的控制信號。
7.如權(quán)利要求6所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示單元進一步包括兩列分別由一組LED驅(qū)動器驅(qū)動的顯示RGB色素的LED燈，該兩列LED燈依序點亮，顯示一幀圖像。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述兩列LED燈豎向平行排列，且第二列的每個LED燈的位置位于第一列的對應兩個LED燈之間的間隙的平面上。
9.如權(quán)利要求5所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，每兩個車站之間設(shè)置復數(shù)個顯示單元， 該些顯示單元根據(jù)視覺暫留的時間間隙依序顯示圖像，該些依序顯示的圖像構(gòu)成動態(tài)的畫
10.如權(quán)利要求6所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述LED驅(qū)動器包括串行存儲器，并行存儲器以及PWM驅(qū)動信號產(chǎn)生單元，所述串行存儲器以串行的方式接收同步控制信號，接收完畢后以并行方式一次存入并行存儲器，將同步控制信號分解為通信數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)， 由PWM驅(qū)動信號產(chǎn)生單元內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)動信號驅(qū)動相應的LED燈點亮。
全文摘要
本發(fā)明提供一種隧道同步視頻顯示系統(tǒng)，包括供電模塊、用于制作播放圖像的主服務器、人機交互模塊、設(shè)置在復數(shù)個列車運行隧道中用來顯示視頻圖像信息的復數(shù)個顯示模塊，用于保證列車運行狀態(tài)和顯示模塊顯示信息同步的復數(shù)個同步模塊，以及將所述主服務器制作好的數(shù)據(jù)傳輸給所述顯示模塊的通信模塊，所述同步模塊進一步包括復數(shù)個設(shè)置在兩列地鐵站之間的測速器，以及同步信號處理器，該些測速器均勻分布在所述列車的兩個車站之間的隧道中；檢測到有列車經(jīng)過時，各自發(fā)送信息給所述同步信號處理器，經(jīng)同步信號處理器運算后得出同步控制信號，發(fā)送給所述顯示模塊，按照所述同步信號的指令進行視頻圖像信息的顯示。本發(fā)明具有同步顯示，以及清晰度高的優(yōu)點。
文檔編號H04N5/06GK102186000SQ20111009715
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者呂民, 齊萬里 申請人:北京金日恒升科技有限公司