CN108133457B - 一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统，包括服务端系统、客户端系统、投影显示系统、共享存储以及条码扫描装置；服务端系统承担着整个系统的数据处理和系统控制，加载配置文件，读取指定的线束样板图纸并发送给客户端系统进行处理后，通过投影显示系统进行投影显示；服务端系统与客户端系统网络通讯连接，接收并执行服务端系统发送来的控制指令，对线束样板图进行标定，还负责对投影显示系统的投影显示图像进行融合拼接和校准；投影显示系统由多台工业投影机组成，置于工作台上方，对线束的布线信息进行投影显示；条码扫描装置用于获取线束的导线编号。
Description
技术领域
本发明涉及一种面向大型复杂线束辅助布线多屏投影系统，能够有效降低人工布线出错几率，提高布线效率，达到精确布线的目的。
背景技术
线束是由多种线缆加工在一起的电缆线，承担着信号和电力传输的重要作用，线束质量直接关系着电气系统的可靠性。特别是，大型线束加工环节中面临着线束数量大、种类多、结构复杂的情况，因此对线束的加工提出了较高的要求。
当前，大型复杂的线束布线过程主要是通过手工进行处理。一般是将线束的1:1图纸铺设到工作台面上，布线时工人需先根据图纸搜索布线路径，并根据工艺信息确定线缆型号后方可开始布线。由于大型复杂线束中线路的数量十分巨大，工人寻找一条完整线路将消耗大量的时间，且对工人的识图能力有较高的要求，因此效率十分低下，出错率较高。
除铺设图纸的方法之外，也有将LED灯阵置于有机玻璃工作台面之下，通过控制系统点亮对应路径上的LED灯来显示单一线路的方法。该方法减少了工人搜索线路的时间，使得布线路径一目了然。但是，由于LED灯阵的像素密度较低，只能显示线束的拓扑结构，对于一些复杂的线缆信息，如线束编号、工艺信息等无法进行有效显示。
发明内容
为了解决人工制作大型复杂线束时，效率低下、出错率高、劳动强度大等问题，本发明提供了一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统，通过和服务端控制系统相结合，能够有效提升布线加工的效率和可靠性，实现了布线工艺的革新，对推动大型复杂线束工艺的数字化改造和提升具有重大意义。
本发明采取的技术方案是：
一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统，包括服务端系统、客户端系统、投影显示系统、共享存储以及条码扫描装置；
服务端系统为一数据处理工作站，其承担着整个系统的数据处理和系统控制，服务端系统用于加载配置文件，读取指定的线束样板图纸并发送给客户端系统进行处理后，通过投影显示系统进行投影显示；当初次加载某线束样板图纸时，服务端系统需调用内置的图纸解析模块对线束样板图纸先进行解析；
服务端系统与客户端系统网络通讯连接，在服务端系统中建立共享存储，客户端系统通过网络交换设备访问服务端系统中的文件；
客户端系统为一图形处理工作站，客户端系统接收并执行服务端系统发送来的控制指令，对线束样板图进行标定；客户端系统还负责对投影显示系统的投影显示图像进行融合拼接和校准，将多个独立的工业投影机投影显示图像拼接为一个无缝的整体投影显示图像，并对整体投影显示图像进行几何和畸变校正；
投影显示系统由多台工业投影机组成，多台工业投影机通过固定装置置于工作台上方，且投影显示系统的投影范围能够覆盖整个工作台面，投影显示系统通过HDMI线缆与客户端系统连接，对线束的布线信息进行投影显示；
条码扫描装置通过USB接口与服务端系统连接，用于获取线束的导线编号。
进一步地，所述的一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统，服务端系统对线束样板图纸进行解析的过程为：
服务端系统内置的图纸解析模块首先读取线束样板图纸CAD文件，并遍历线束样板图纸中所有元素，依据元素句柄将图纸元素信息缓存到数据字典中；
对线束样板图纸进行预处理，只保留图纸中与布线相关的拐点、导线信息；
通过读取线束接线表获取该线束中导线的接线信息，包括线束型号、导线类型、起始端点和终止端点信息；
通过将缓存的元素信息与导线的接线信息相关联，获得图纸元素与导线的映射关系，即建立线束样板图纸中的元素与实际导线信息的映射信息；
依据接线表检测线束样板图纸中每条导线的连通情况，连通性检验无误后，服务端系统将所述映射信息保存到数据库文件中。
进一步地，所述的一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统，条码扫描装置用于扫描待布置线缆的条形码，客户端系统2读取到线缆条形码信息后自动检索相应线缆信息，并在投影显示系统3中对相应线缆进行加强显示处理。
进一步地，所述的一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统，客户端系统对服务端系统发送的样板图纸进行标定的过程为：首先，通过对齐原点功能将样板图纸的原点与工作台面的原点对齐，之后通过预置的网格系统进行尺寸标定；所述网格系统是由一系列正方形组成的网格系统，用于校准投影显示系统的投影显示图像和实际样板图纸的比例关系，确保投影显示图像与实际样板图纸之间始终保持1:1的比例关系。
本发明的有益效果是：
将计算机技术和显示融合拼接技术有机的融合在一起，使样板图中的导线能够与实际导线相匹配，利用投影仪高分辨率的优势，能够将导线信息，布线引导提示，导线走向等信息投影到工作台上，极大的丰富了投影内容，降低了人工出错的几率。
(1)该布线系统结构简单、布局紧凑、制造及使用成本较低、工作可靠、维修方便，便于应用推广；
(2)大大地提升了飞机电缆制造的技术水平，能显著提高飞机电缆生产效率、大幅降低电缆制作劳动强度，能大大缩短电缆生产周期，且能显著提高电缆制作质量并使各电缆制作质量趋于一致；
(3)它为推进飞机电缆制造数字化改造奠定一定基础。
附图说明
图1所示为本发明的系统结构图；
图2所示为本发明的操作流程图；
图3所示为投影标定网格；
图4所示为图纸解析流程图；
图5所示为投影显示效果展示图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
如图1所示为本发明的系统结构图，一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统，由服务端系统1，客户端系统2，投影显示系统3，共享存储4，网络交换设备5以及条码扫描装置6组成。
服务端系统1为一数据处理工作站，具有高效的数据处理能力，服务端系统承担着整个系统的数据处理和系统控制。服务端系统首先加载配置文件，并读取指定的线束样板图纸。在初次加载时，服务端系统将调用图纸解析模块对线束样板图纸进行解析。
服务端系统1和客户端系统2通过超5类网线与网络交换设备5进行连接，确保服务端系统1和客户端系统2之间的网络连接。服务端系统应用TCP/IP协议与客户端系统进行通信，并通过指令系统向客户端系统发送控制命令，控制客户端系统进行投影显示。
在服务端系统1中建立共享存储4，客户端系统2通过网络交换设备5访问服务端系统1中的文件。服务端系统1能够读取和修改共享存储4中的文件，客户端系统2只能够读取共享存储4中的文件。这样确保了服务端系统1能够和客户端系统2保持数据一致。
客户端系统2为一图形处理工作站，客户端系统用于对投影显示系统的投影图像进行融合拼接和校准，并接收服务端系统1发送来的控制指令，执行相应操作。
客户端系统首先对投影显示系统进行校正：客户端系统通过桌面融合技术能够将多个独立的投影机投影显示图像融合为一个整体投影显示图像，之后通过显示拼接技术对该整体投影显示图像进行几何和畸变校正，使投影显示结果更加精准。在系统工作过程中，当客户端系统接收到服务端系统发来的指令后，即对指令进行解析后执行相应操作。为了确保指令得到有效的执行，系统内置了消息反馈机制，在客户端系统执行完毕后需向服务端系统反馈执行结果，并由服务端系统决定下一步操作。
投影显示系统由多台工业投影机组成，每台投影机具有1920*1080分辨率，通过固定装置置于工作台上方，客户端系统具有8个HDIM显示输出接口，投影显示系统使用HDMI线缆与客户端系统这些接口相连，以对线束的布线信息进行投影显示。
条码扫描装置为一具有USB接口的条形码扫描器，用于获取线束的导线编号。条码扫描装置6通过USB端口与服务端系统1相连。
如图2所示为本发明的操作流程图，由投影调试，投影图纸标定，图纸解析和投影显示4个部分组成。
投影调试阶段将投影显示系统置于工作台面正上方，确保投影显示系统的投影范围能够覆盖整个工作台面。投影显示系统安装完毕后，在客户端系统2中运行NVIDIAMosaic程序，将各投影机的投影显示界面融合为一个无缝的桌面环境。由于投影机安装角度和投影仪自身畸变会造成显示图像参差不齐，无法保证投影精度。此时，利用显示拼接软件对投影图像进行校正，通过水平对齐，垂直对齐，畸变修复，边缘亮度调节等操作修复显示图像的失真。
为了保证投影的样板图与实际样板图能够保证一致，需要对投影显示系统3的原点与工作台面的原点进行对齐，并校正投影显示系统3的显示比例。首先，我们通过对齐原点功能将投影显示系统3的原点与工作台面的原点对齐，之后通过图3所示的预置的网格系统进行显示比例尺寸标定。图3所示的网格系统是由一系列正方形组成的网格系统，用于校准投影仪和实际图纸的比例关系，即投影机的1个像素对应实际的显示距离，确保投影与实际样板图之间始终保持1:1的比例关系。
经过以上步骤，显示投影系统3已经准备完毕。
下面对图纸解析过程进行说明，如图4所示为图纸解析流程图。在初次加载时，服务端系统将调用其内含的图纸解析模块对线束样板图纸进行解析。图纸解析模块首先读取线束样板图纸CAD文件，并遍历线束样板图纸中所有元素，依据元素句柄将图纸元素信息缓存到数据字典中。应用预处理模块将图纸中文字、短线、图纸元信息等无关内容进行删除，只保留与布线相关的拐点、导线信息。随后，通过读取线束接线表获取该线束中导线的接线信息，包括线束型号、导线类型、起始端点和终止端点信息。此时，通过将缓存的元素信息与导线的接线信息相关联，可以获得图纸元素与导线的映射关系，即将图纸中的元素与实际导线信息一一对应了起来。依据接线表检测样板图中每条导线的连通情况，避免样板图与接线表不匹配的情况。连通性检验无误后，服务端系统1将该映射信息保存到数据库文件中，再次读取时无需再次进行解析，提高文件打开速度。若连通性检测有误，需重新核对样板图纸和接线表信息是否有误。
本发明一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统的工作流程如下：
1)打开投影显示系统3并大致调整各台投影机的显示区域及焦距，使各台投影机的显示区域部分重叠，并且显示清晰。
2)启动客户端系统2，运行NVIDIA Mosaic程序实现多台投影机的显示融合，并通过显示拼接软件对投影图像进行几何校正，以修正畸变提高显示精度。
3)通过对齐原点功能，对齐投影显示系统3与工作台面的原点，并利用图3的网格系统进行显示比例标定。
4)重新启动客户端系统2。
5)打开投影显示系统3并启动服务端系统1，服务端系统1启动后将自动建立TCP服务端通信，并等待客户端系统的连接请求。
6)启动客户端系统2，客户端系统2启动后将自动检测可连接的服务端系统1，并尝试连接。连接成功后，客户端系统2将等待服务端系统1的控制指令。
7)在服务端系统1中加载配置文件，服务端系统1读取配置文件信息，并执行图纸解析操作。解析完成后，服务端系统1将相关资源文件，包括解析后图纸，接线表文件，系统配置文件存储到共享存储4中。同时，服务端系统1向客户端系统2发送投影指令。
8)客户端系统2接收到服务端系统1发来的投影指令后，将从共享存储4读取图纸文件并加载图纸。图纸加载完毕后，将通过投影显示系统3投影到工作台面上。
9)工人通过条码扫描装置6扫描待布置线缆的条形码，客户端系统2读取到线缆条形码信息后，将自动检索相应线缆信息，并在投影显示系统3中对相应线缆进行加强显示处理，本方法中采用对相应线缆进行高亮加粗显示的处理办法。
Claims (3)
1.一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统，其特征在于，包括服务端系统、客户端系统、投影显示系统、共享存储以及条码扫描装置；
服务端系统为一数据处理工作站，其承担着整个系统的数据处理和系统控制，服务端系统用于加载配置文件，读取指定的线束样板图纸并发送给客户端系统进行处理后，通过投影显示系统进行投影显示；当初次加载某线束样板图纸时，服务端系统需调用内置的图纸解析模块对线束样板图纸先进行解析；
所述服务端系统对线束样板图纸进行解析的过程为：
服务端系统内置的图纸解析模块首先读取线束样板图纸CAD文件，并遍历线束样板图纸中所有元素，依据元素句柄将图纸元素信息缓存到数据字典中；
对线束样板图纸进行预处理，只保留图纸中与布线相关的拐点、导线信息；
通过读取线束接线表获取该线束中导线的接线信息，包括线束型号、导线类型、起始端点和终止端点信息；
通过将缓存的元素信息与导线的接线信息相关联，获得图纸元素与导线的映射关系，即建立线束样板图纸中的元素与实际导线信息的映射信息；
依据接线表检测线束样板图纸中每条导线的连通情况，连通性检验无误后，服务端系统将所述映射信息保存到数据库文件中；
服务端系统与客户端系统网络通讯连接，在服务端系统中建立共享存储，客户端系统通过网络交换设备访问服务端系统中的文件；
客户端系统为一图形处理工作站，客户端系统接收并执行服务端系统发送来的控制指令，对投影显示系统的投影显示图像进行融合拼接和校准，将多个独立的工业投影机投影显示图像拼接为一个无缝的整体投影显示图像，并对整体投影显示图像进行几何和畸变校正，然后对投影显示系统进行标定，保证投影的样板图与实际样板图保证一致；
投影显示系统由多台工业投影机组成，多台工业投影机通过固定装置置于工作台上方，且投影显示系统的投影范围能够覆盖整个工作台面，投影显示系统通过HDMI线缆与客户端系统连接，对线束的布线信息进行投影显示；
条码扫描装置通过USB接口与服务端系统连接，用于获取线束的导线编号。
2.如权利要求1所述的一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统，其特征在于，所述客户端系统对投影显示系统投影的线束样板图进行标定的过程为：首先，通过对齐原点功能将投影显示系统的原点与工作台面的原点对齐，之后通过预置的网格系统进行尺寸标定；所述网格系统是由一系列正方形组成的网格系统，用于校准投影显示系统的投影显示图像和实际样板图纸的比例关系，确保投影显示图像与实际样板图纸之间始终保持1:1的比例关系。
3.如权利要求1所述的一种大型复杂线束辅助布线多屏投影系统，其特征在于，所述条码扫描装置用于扫描待布置线缆的条形码，客户端系统读取到线缆条形码信息后自动检索相应线缆信息，并在投影显示系统中对相应线缆进行加强显示处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
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Inventor after: Cao Guohua Inventor after: Liu Feng Inventor after: Ai Qianpeng Inventor after: Qiao Xiaoli Inventor after: Su Qunsheng Inventor after: Gu Jian Inventor after: Li Lijuan Inventor after: Lv Qiongying Inventor after: Jia Bing Inventor after: Li Jinzhe Inventor after: Ma Guoqing Inventor before: Cao Guohua Inventor before: Qiao Xiaoli Inventor before: Gu Jian Inventor before: Li Lijuan Inventor before: Lv Qiongying Inventor before: Jia Bing Inventor before: Li Jinzhe Inventor before: Ma Guoqing |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20181213 Address after: 130022 Satellite Road, Changchun, Changchun, Jilin Applicant after: CHANGCHUN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Applicant after: Chengdu Airplane Industry (Group) Corp., Ltd. Address before: 130022 Satellite Road, Changchun, Changchun, Jilin Applicant before: CHANGCHUN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY |
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| GR01 | Patent grant | ||
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