基础信息

　　牵头参赛单位：万御科技集团有限公司

　　证照号码：71476777-000-12-19-3

　　单位类型：企业

　　项目规模：初创型

　　参赛团队负责人：魏嘉俊

　　参赛项目技术介绍

　　核心技术介绍：当前产品在系统上是由两部分组成，硬件电路和软件平台。

　　硬件电路由三部分组成：连接电源并驱动电机转动的底板、内含系统与核心算法的主板、各种尺寸的灯条。在运行时，底板连接外部电源，并通过无线供电发射电路将能源通过电磁耦合传输到主板中；同时底板驱动直流无刷云台电机的转动，以保障设备显示部分能够保持高速旋转；底板预留了一个用于与主板通信的对管。底板与主板能够完成简单通讯，底板安装的无线遥控器接收模块接收到的指令就可以传递到主板中，控制视频播放；主板上接收到的用户APP的指令也可以传递到底板中，控制电机启停。

　　主板主要包含了无线通信模块、ARM处理器、FPGA。其中ARM处理器运行的是Linux内核（Android是基于Linux内核的），可以驱动无线通信模块，使设备成为热点供用户连接（常用模式）或控制设备连接路由器（联网模式，用于云平台）；处理器的系统内包含视频解码功能，将用户上传的通用格式视频解码，并传输至FPGA。

　　FPGA内运行的是实时图像处理算法以及LED灯驱动芯片的驱动逻辑，由于FPGA的特殊特性，它能够根据设计者的数字逻辑设计，高速、并行地处理信号。FPGA运行的实时图像处理算法将ARM处理器输出的视频进行坐标转换，使图像适配圆形的显示器，并将颜色进行校准，保障图像显示的亮度均匀、色彩饱和度高。当用于联屏时，FPGA内置的图像拼接的算法可以直接控制图像的显示面积，并将边缘进行特殊处理，保障联屏时的视觉效果。

　　灯条选用订制高亮LED灯珠，在无线供电技术的加持下，灯条发光时有足够大的电流，保障亮度维持在很高的级别，因此我司设备的亮度是市面上最高的。灯条的驱动芯片选用的是能够有14位色彩位数控制的驱动芯片（单色14位，一颗灯珠三色，R/G/B各14位），能够充分还原经FPGA图像增强算法后的24位色彩图像。在研发阶段，我们详细记录每颗灯珠的颜色，并利用上位机计算色差的离散值，拟合到最佳补偿曲线，并将色差补偿的数据添加到色彩校正算法中。

　　软件平台自主开发了包含了PC端、Android的应用，充分显示了公司的研发决以及研发实力。目前PC端的功能最复杂，包含了联屏调试、设备调试的高级功能，除此以外的所有其他功能，各平台客户端都能够完成。

　　1.FPGA实时图像处理及LED驱动

　　基于FPGA实现图像坐标系转换、颜色校正、LED逐点校正、图像增强、圆形图像拼接等算法，将POV旋转显示的显示效果做到业界最优。同时结合了图像识别技术，对显示设备的每颗灯珠进行色差校正，在业内仍数独家。

　　1.无线供电技术

　　为确保设备可靠性和使用寿命，自主开发了大功率、高效率的无线供电系统和与之配合的电机、通讯电路及设备结构。得益于无线供电、近距离无线通讯及整体系统结构之间的配合，可大幅度减小设备尺寸及厚度，节约维护成本。目前的几款产品在业内仍保持体积最小、厚度最薄的记录，并可支持单台固定、多台联屏及移动携带等场景。在提升显示效果的同时极大扩展了设备使用范围。

　　1.Android应用开发技术

　　用于开发安卓应用，可通过预留的API接口与设备通信并控制设备。

　　1.视频转码技术

　　在各个版本的软件应用中采用，用于将图片、动图、视频格式转换成mp4格式，统一可被硬件解码播放。该技术与硬件图像转换算法配合。

　　1.硬件驱动技术

　　无线通讯模块的驱动移植，确保稳定性和容错能力。FPGA驱动接口编写，实现由应用层到硬件底层完全控制。设备ARM、FPGA等可编程器件均可远程升级固件。

　　1.无线投屏

　　连接设备WiFi，利用设备管理APP（PC端或Android端），可以将摄像头获取的视频流直接实时上传到全息炫屏显示的技术。该技术需要设备支持WiFi、能够对接收到的视频流解码，并需要客户端软件能够实时编码，发送视频流。

　　技术先进性：当前产品在系统上是由两部分组成，硬件电路和软件平台。

　　硬件电路由三部分组成：连接电源并驱动电机转动的底板、内含系统与核心算法的主板、各种尺寸的灯条。在运行时，底板连接外部电源，并通过无线供电发射电路将能源通过电磁耦合传输到主板中；同时底板驱动直流无刷云台电机的转动，以保障设备显示部分能够保持高速旋转；底板预留了一个用于与主板通信的对管。底板与主板能够完成简单通讯，底板安装的无线遥控器接收模块接收到的指令就可以传递到主板中，控制视频播放；主板上接收到的用户APP的指令也可以传递到底板中，控制电机启停。主板主要包含了无线通信模块、ARM处理器、FPGA。其中ARM处理器运行的是Linux内核（Android是基于Linux内核的），可以驱动无线通信模块，使设备成为热点供用户连接（常用模式）或控制设备连接路由器（联网模式，用于云平台）；处理器的系统内包含视频解码功能，将用户上传的通用格式视频解码，并传输至FPGA。FPGA内运行的是实时图像处理算法以及LED灯驱动芯片的驱动逻辑，由于FPGA的特殊特性，它能够根据设计者的数字逻辑设计，高速、并行地处理信号。FPGA运行的实时图像处理算法将ARM处理器输出的视频进行坐标转换，使图像适配圆形的显示器，并将颜色进行校准2.1节，保障图像显示的亮度均匀、色彩饱和度高。当用于联屏时，FPGA内置的图像拼接的算法可以直接控制图像的显示面积，并将边缘进行特殊处理，保障联屏时的视觉效果。灯条选用订制高亮LED灯珠，在无线供电技术的加持下2.2节，灯条发光时有足够大的电流，保障亮度维持在很高的级别，因此我司设备的亮度是市面上最高的。灯条的驱动芯片选用的是能够有14位色彩位数控制的驱动芯片（单色14位，一颗灯珠三色，R/G/B各14位），能够充分还原经FPGA图像增强算法后的24位色彩图像。在研发阶段，我们详细记录每颗灯珠的颜色，并利用上位机计算色差的离散值，拟合到最佳补偿曲线，并将色差补偿的数据添加到色彩校正算法中。软件平台自主开发了包含了PC端、Android的应用，充分显示了公司的研发决心以及研发实力。目前PC端的功能最复杂，包含了联屏调试、设备调试的高级功能，除此以外的所有其他功能，各平台客户端都能够完成。

　　技术壁垒：FPGA实时图像处理及LED驱动。基于FPGA实现图像坐标系转换、颜色校正、LED逐点校正、图像增强、圆形图像拼接等算法，其中涉及到硬件算法设计，逻辑流水线设计。该算法开发周期长，优势是可以直接配合视频输入信号播放视频流，将POV旋转显示的显示效果做到业界最优。同时结合了图像识别技术，对显示设备的每颗灯珠进行色差校正，在业内为領先。

　　高速缓存技术。为了支持图像转换算法，需要在FPGA上利用高速缓存技术支持大量的数据转换计算。

　　信号完整性技术。结合信号完整性（SI）、电源完整性（PI）技术仿真设计电路板，以高速数字信号设计原理设计电路，以更高的技术标准设计以保障数字系统在高频下的稳定性，同时确保设备顺利通过CCC、CE、FCC中EMC相关认证。

　　自主C#应用开发。用于开发PC端软件，用于控制设备。

　　自主Android应用开发。用于开发安卓应用，可通过预留的API接口与设备通信并控制设备。

　　产品或技术成熟度：目前产品处于量产阶段。主要应用于以下场景：

　　1.门店广告展示：直接安装在门店吸引人流，为商家促销；目标行业：消费者品牌包括服装品牌，美妆品牌，珠宝钟錶品牌，汽车品牌，家器品牌，电信公司，超市，连锁饮食集团，酒店，商场，赌场，博物馆等；

　　2.医疗教育：配合互动系统，作为医疗教育器材，教师可以手势对医学3D模形进行深度讲解，提高教学效率。目标行业：医疗、教育；

　　3.线下人工智能客户系统：结合人工智能和语言识别系统，取代线下真人客户，以3D全息真人或卡通人物形式跟客户进行语言交流互动。目标行业：高端服务行业，如银行，消费者品牌；

　　4.3D视像会议系统：结合3D人脸扫描，对用户进行人脸建模，配合5G网络，实行远程视像会议。目标行业：企业端客户。

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