CN104536353A - 一种用于机载光电***的综合显控装置 - Google Patents

一种用于机载光电***的综合显控装置 Download PDF

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吕勃龙
王惠林
边赟
冯涛
霍丽烨
张宝泉
闫明
吴辉
严乾真
宋慧娟
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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Abstract

本发明提出一种用于机载光电***的综合显控装置，属于机载光电操控技术领域。该装置以加固便携式计算机为处理平台，将操控和图像显示功能整合；采用折叠结构，双屏显示；上屏为液晶显示屏，具有PAL制模拟图像和Camera link数字图像的采集显示及录制功能；下屏为触摸屏，并配有可收放操控手柄和功能开关，具有1553B、RS232、RS422等多种通讯接口，提供图形化人机界面完成对机载光电***的操控，扩展性强，操作简易。本发明将机载光电***使用中需要的控制及显示设备整合集成，预留多种接口，适用于不同型号的光电观瞄***，通用性强，触摸屏与操控手柄结合的使用方法，快捷简单，人机功效好，为机载光电***操作和调试提供便利。

Description

一种用于机载光电***的综合显控装置
技术领域
本发明属于机载光电操控技术领域，涉及一种用于机载光电***的综合显控装置。
背景技术
光电***作为飞机平台的重要任务设备，具备执行战场侦察，目标指示等作战能力。通常，操作手依据光电***输出的图像信息，使用操控装置来完成作战任务。随着武器装备的发展，光电***被赋予更多的功能模式，且采用高清数字图像。传统的任务操控和图像显示装置已无法满足光电***快速发展的趋势，设计一种光电***的综合显控装置来提高其作战使用效能显得尤为重要。
目前，机载光电***采用任务操控和图像显示相独立的装置，分别完成对光电***的指令操控和图像显示。操控装置上集成拇指单杆、功能开关、数字小键盘等硬件设备，电路复杂、按键与开关数量受限，扩展性差；图像显示装置由配备图像采集卡的工控机组成，体积大、环境适应性差；且操控和图像显示装置分开布置的方式，不利于操作手使用，接口复杂，资源浪费，人机功效差，使用和维护不方便。运行于操控装置上的软件多为嵌入式软件，交互界面信息不够丰富，表现形式单一，操作人员无法及时准确地掌握***实时状态信息。
发明内容
为克服目前机载光电***显控方面操控和显示分离，人机功效差的问题，本发明提出了一种用于机载光电***的综合显控装置。
本发明的技术方案为：
所述一种用于机载光电***的综合显控装置，其特征在于：以折叠结构的加固便携式计算机为平台；平台的一侧为液晶显示屏，用于显示机载光电***的图像信息；平台的另一侧包括军用级工控主板、模拟图像采集卡、数字图像采集卡、硬盘、触摸屏、可收放操控手柄以及若干功能开关；军用级工控主板包括液晶驱动模块、通讯模块；机载光电***输出模拟图像和数字图像，其中模拟图像通过同轴电缆接口输入到模拟图像采集卡，数字图像通过Cameralink接口输入到数字图像采集卡，模拟图像采集卡以及与数字图像采集卡均与工控主板通过PC104总线连接，图像采集卡采集的模拟图像和数字图像既能够经过液晶驱动模块后输出到液晶显示屏，也能够存储到硬盘；通讯模块包含1553B板卡和包括RS232与RS422两种方式的串口卡；
触摸屏显示操控模块人机交互界面，并通过触摸点击实现将操控命令输入到军用级工控主板中的操控模块；操控手柄采用力敏传感器，将采集到的操作力转化为模拟电压信号并输出到军用级工控主板中的信号处理电路；功能开关产生开关信号，开关信号通过信号处理电路的数字I/O口进行采集；信号处理电路对操控手柄和功能开关产生的操控模拟信号进行处理后，通过串行总线发送到军用级工控主板中的操控模块；操控模块对输入的操控命令进行解析和处理，产生符合1553B总线通信协议的操控数据并发送到机载光电***以实现操控功能；机载光电***将自身状态信息通过1553B数据总线发送到操控模块，操控模块对机载光电***自身状态信息进行解析与处理，并将解析与处理结果通过军用级工控主板输出到液晶显示屏显示。
有益效果
本发明的有益效果体现在以下几个方面：
1.将机载光电***的图像显示和操控装置集于一体，避免了复杂电缆与接口连接，减少了硬件资源浪费，体积更小、重量更轻，环境适应性更好。
2.除支持传统的模拟图像显示功能外，增加了对数字图像的显示功能，并能对模拟与数字图像进行存储。
3.操控模块功能可扩展性强，具有图形化人机交互界面，信息丰富，表现形式多样，操作人员可及时准确地掌握***实时状态信息，通过触摸屏、操控手柄和功能开关等多种操控装置更好地完成操控作战任务。
附图说明
图1是本发明外观图。
图2是本发明总体硬件架构图。
图3是本发明图像采集显示信号流程图。
图4是本发明操控信号流程图。
图5是本发明操控模块流程图。
其中：1—液晶显示屏，2—触摸屏，3—操控手柄，4—功能开关，5—触摸板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示，本发明以加固便携式计算机为平台，将操控与显示装置集成，采用折叠结构，上屏为液晶显示屏，用于显示机载光电***的图像信息；下屏为触摸屏，显示操控模块人机交互界面并可通过触摸点击实现操控命令和数据的输入，此外还配备可收放操控手柄以及多个功能开关，实现多种形式的操控与输入，大大提高操作的便捷性。设备整体重量小于10kg，方便携带进行外场试验；具有较强的环境适应性，工作温度范围为-30℃～+55℃。
如图2所示，本发明的综合显控装置以军用级工控主板为核心，显示装置包含模拟与数字图像采集卡、液晶显示屏，可完成PAL制模拟图像和Cameralink数字图像的采集、存储并输出到液晶显示屏。操控装置包含触摸屏、操控手柄和功能开关，图形化的人机交互软件界面配合触摸屏，再结合操控手柄和功能开关进行操控，可以大大提高操作的便捷性。通讯模块包含1553B板卡和包括RS232与RS422两种方式的串口卡，可以完成与机载光电***的通讯。除可外接键盘鼠标等基本输入设备外，还可使用触摸板进行操作，以适应野外试验场等艰苦条件。外部接口还包括最常用的网口和USB接口等，方便扩展其他外设。本发明的综合显控装置采用交流220V电源供电，经过内部电源处理电路进行电压转换后产生各功能模块和板卡所需的直流电压完成***整体供电，设备整体功耗小于300W。
如图3所示，机载光电***可以输出模拟图像和数字图像，模拟图像通过同轴电缆接口输入到模拟图像采集卡，数字图像通过Cameralink接口输入到数字图像采集卡，图像采集卡与工控主板通过PC104总线连接。图像采集卡采集的模拟图像和数字图像既能够经过液晶驱动模块后输出到液晶显示屏，也可以存储到硬盘。
如图4所示，操控模块是操控信号处理的核心，通过触摸屏在操控模块界面的点击可以完成操控指令与控制数据的输入。操控手柄和功能开关由于直接产生模拟信号，需先利用信号处理电路进行信号采集与处理。
操控手柄是机载光电***实现对运动目标的选择、定位和跟踪的重要操控设备。本实施例的可收放操控手柄是为军用恶劣环境条件下运用而设计的，运用人体工学的设计思想，将多种操控功能集中于一只手上完成，广泛用于航空、航天、战车、舰船等运动载体控制中。操控手柄采用高可靠性力敏传感器，将采集到的操作力转化为模拟电压信号并输出到信号处理电路，再由信号处理电路进行模数转换处理。
为了提高操控的便捷性，在操控台面板上设计了若干常用的功能开关，可以直接用手指操作，功能开关产生的开关信号通过信号处理电路的数字I/O口进行采集。
操控手柄和功能开关产生的操控信号经信号处理电路处理后经RS232串行总线发送到操控模块，由操控模块进行相应处理。操控模块接收到各种形式的操控信号后进行逻辑操作与运算产生相应的操作指令和数据，通过通讯模块的1553B总线发送到机载光电***实现各种操控功能。
如图5所示，在本发明的操控模块流程中，用户通过触摸屏点击界面上的操控按钮或直接操作操控手柄与功能开关发送操控命令和数据，操控模块响应这些操控命令后进行解析和处理，产生符合1553B总线通信协议的操控数据并发送到机载光电***以实现操控功能。机载光电***在响应操控命令后会更新状态信息，并通过1553B数据总线发送到综合显控装置，操控模块对状态信息进行解析与处理，并将处理结果显示到界面，用户即可感知机载光电***当前的运行状态。

Claims (1)

1.一种用于机载光电***的综合显控装置，其特征在于：以折叠结构的加固便携式计算机为平台；平台的一侧为液晶显示屏，用于显示机载光电***的图像信息；平台的另一侧包括军用级工控主板、模拟图像采集卡、数字图像采集卡、硬盘、触摸屏、可收放操控手柄以及若干功能开关；军用级工控主板包括液晶驱动模块、通讯模块；机载光电***输出模拟图像和数字图像，其中模拟图像通过同轴电缆接口输入到模拟图像采集卡，数字图像通过Cameralink接口输入到数字图像采集卡，模拟图像采集卡以及与数字图像采集卡均与工控主板通过PC104总线连接，图像采集卡采集的模拟图像和数字图像既能够经过液晶驱动模块后输出到液晶显示屏，也能够存储到硬盘；通讯模块包含1553B板卡和包括RS232与RS422两种方式的串口卡；
触摸屏显示操控模块人机交互界面，并通过触摸点击实现将操控命令输入到军用级工控主板中的操控模块；操控手柄采用力敏传感器，将采集到的操作力转化为模拟电压信号并输出到军用级工控主板中的信号处理电路；功能开关产生开关信号，开关信号通过信号处理电路的数字I/O口进行采集；信号处理电路对操控手柄和功能开关产生的操控模拟信号进行处理后，通过串行总线发送到军用级工控主板中的操控模块；操控模块对输入的操控命令进行解析和处理，产生符合1553B总线通信协议的操控数据并发送到机载光电***以实现操控功能；机载光电***将自身状态信息通过1553B数据总线发送到操控模块，操控模块对机载光电***自身状态信息进行解析与处理，并将解析与处理结果通过军用级工控主板输出到液晶显示屏显示。
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