CN106470320B - 机载光电夜视***多传感器切换*** - Google Patents

机载光电夜视***多传感器切换*** Download PDF

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Abstract

本发明提出一种机载光电夜视***多传感器切换***，属于机载光电操控技术领域。本发明由航电1553B通讯模块、***逻辑调度模块、图像融合板模块、红外热像仪模块、微光电视模块和自检信息记录模块组成。完成了传感器操控命令、操控执行状态和故障状态信息在各模块之间相互下传、处理和上报，实现多传感器相互手动或自动切换操控功能。本发明适用于直升机在昼夜间执行目标观测、飞机导航等飞行任务。与现役直升机夜视***相比，飞行员可以根据昼夜间飞行条件选择不同的视频图像，传感器可以根据传感器操控故障状态自动切换视频图像，为飞行员提供稳定清晰的视频图像。

Description

机载光电夜视***多传感器切换***
技术领域
本发明属于机载光电操控技术领域，具体为一种机载光电夜视***多传感器切换***。
背景技术
在昼夜间能见度低、低空障碍物多、地形地貌复杂、伪装迷惑目标等战场环境中如何更快更准确地探测目标，既要求夜视***能够探测温差变化相对明显的目标场景，也要求夜视***能够探测反射微弱夜光的目标场景。随着微光和红外成像技术综合发展，图像融合成为有效可行的夜视成像技术，提高成像质量，突出目标场景，能够提高武装直升机的昼夜间观测能力和导航性能。
我国现役武装直升机大多数采用单通道红外热像夜视***，通过安装在光电转塔内的一个大视场前视红外热像仪主动照射目标场景并利用反射红外源的红外光实现观察目标场景，具有视频图像稳定清晰、受环境影响小和24小时全天候监控等优点。但是微光近距离成像质量比红外热像好，红外热像仪对红外源温差变化比较敏感，并且单通道红外热像发生严重故障无法输出正常视频图像时，整个夜视***就会失去昼夜间观测和导航能力。
目前我国基于机载光电夜视***多传感器切换***详细技术内容未见公开报道。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种机载光电夜视***多传感器切换***。
所述一种机载光电夜视***多传感器切换***，其特征在于：由航电1553B通讯模块、***逻辑调度模块、自检信息记录模块、红外热像仪模块、微光电视模块、图像融合板模块组成；
航电1553B通讯模块通过MIL-STD-1553B总线读取飞行员操控***下传的传感器操控命令，并通过***逻辑命令消息队列下传给***逻辑调度模块；航电1553B通讯模块通过航电状态消息队列接收***逻辑调度模块上报的传感器操控状态信息，并写入MIL-STD-1553B总线，上报飞行员操控***；
***逻辑调度模块通过***逻辑命令消息队列接收传感器操控命令后，根据传感器ID标识号分别向图像融合板模块、红外热像仪模块和微光电视模块下传操控命令；并通过***逻辑状态消息队列接收红外热像仪模块和图像融合板模块上报的操控状态信息；所述操控状态信息包括操控正常和操控故障两种状态，如果操控正常直接通过航电状态消息队列上报航电1553B通讯模块，否则解析操控故障状态，如果检测到图像冻结故障或无热像视频故障的红外热像故障，自动切换传感器到微光电视，如果检测到无微光视频故障的微光电视故障，自动切换传感器到红外热像仪，并将操控故障信息通过航电状态消息队列上报航电1553B通讯模块，同时上传自检信息记录模块；
图像融合板模块通过融合板命令消息队列接收***逻辑调度模块下传的图像融合操控命令，根据图像融合板通讯接口协议解析为图像融合板可识别的操控命令，通过RS-422通讯接口发给图像融合板，图像融合板响应操控命令，并通过RS-422通讯接口向图像融合板模块反馈操控状态信息，图像融合板模块更新操控状态信息并通过***逻辑状态消息队列上报***逻辑调度模块；
红外热像仪模块通过红外热像仪命令消息队列接收***逻辑调度模块下传的红外热像仪操控命令，根据红外热像仪通讯接口协议解析为红外热像仪可识别的操控命令，通过RS-422通讯接口发给红外热像仪，红外热像仪响应操控命令，并通过RS-422通讯接口向红外热像仪模块反馈操控态信息，红外热像仪模块更新操控状态信息并通过***逻辑状态消息队列上报***逻辑调度模块；
微光电视模块通过调用函数接收***逻辑调度模块下传的微光电视上下电操控命令，通过I/O通讯接口写入微光电视，实现对微光电视上电、下电控制；通过I/O通讯接口读取微光电视强光保护状态信息，并上报自检信息记录模块；
自检信息记录模块接收***逻辑调度模块传递的操控故障状态信息，记录并更新故障清单列表，供飞行员通过飞行员操控***发送显示故障清单命令查阅各传感器运行状态；周期检测微光电视I/O通讯接口的强光保护状态，并上报***逻辑调度模块。
进一步的优选方案，所述一种机载光电夜视***多传感器切换***，其特征在于：传感器操控命令包括切换命令、自检命令、微光上下电命令。
进一步的优选方案，所述一种机载光电夜视***多传感器切换***，其特征在于：传感器操控状态信息包括切换状态信息、故障清单信息、强光保护状态信息。
有益效果
本发明的整体技术效果体现在以下几个方面：
(一)提供了图像视频相互切换操控功能，飞行员根据昼夜间飞行环境切换红外热像图像视频、微光电视图像视频和图像融合图像视频，并向飞行员上报传感器切换状态；
(二)实现了图像视频自动相互切换功能，当红外热像仪出现故障切换到微光电视图像视频，反之当微光电视出现故障切换到红外热像图像视频，并向飞行员上报传感器故障信息。
附图说明
图1：传感器切换方法交连图。
图2：传感器手动切换流程图。
图3：微光电视操控流程图。
图4：热像故障处理流程图。
图5：传感器自动切换流程图。
其中1 MIL-STD-1553B总线、2 操控命令和操控状态信息、3 RS-422通讯接口、4I/O通讯接口、5 Camera Link接口。
具体实施方式
下面结合具体实施例描述本发明：
如图1所示，本发明实施例中的机载光电夜视***多传感器切换***包括航电1553B通讯模块、***逻辑调度模块、图像融合板模块、红外热像仪模块、微光电视模块和自检信息记录模块。
航电1553B通讯模块通过MIL-STD-1553B总线从飞行员操控***读取传感器操控命令，通过MIL-STD-1553B总线向飞行员操控***写入传感器操控状态信息。航电1553B通讯模块通过***逻辑命令消息队列向***逻辑调度模块下传传感器操控命令，通过航电状态消息队列接收***逻辑调度模块上报的传感器操控状态信息。
***逻辑调度模块通过红外热像命令消息队列向红外热像仪模块下传红外热像仪操控命令，红外热像仪模块通过RS-422通讯接口实现对红外热像仪的操作控制，并获取红外热像仪的操控状态信息，通过***逻辑状态消息队列上报***逻辑调度模块。
***逻辑调度模块通过图像融合命令消息队列向图像融合板模块下传图像融合操控命令，图像融合板模块通过RS-422通讯接口实现对图像融合板的操作控制，并获取图像融合板的操控状态信息，通过***逻辑状态消息队列上报***逻辑调度模块。
***逻辑调度模块通过调用函数向微光电视模块下传微光电视上下电命令，微光电视模块通过I/O通讯接口通知微光电视上电和下电，获取微光电视的强光保护状态，并通过调用函数上报自检信息记录模块。
***逻辑调度模块通过调用函数向自检信息记录模块下传自检操控命令，实现了记录和更新故障清单列表功能，自检信息记录模块通过调用函数向***逻辑调度模块上报故障清单信息和强光保护状态信息。
图像融合板通过Camera Link接口5向飞行员操控***输出视频图像。
如图2所示，***逻辑调度模块周期检测传感器切换操控命令。当接收到微光电视切换命令时，判断当前传感器是否是微光电视，如果是则不处理微光电视切换命令，否则判断微光电视是否上电，如果已经上电，通知图像融合板模块切换传感器到微光电视，如果未上电，则先通知***逻辑调度模块对微光电视上电，然后通知图像融合板模块切换传感器到微光电视。当接收到红外热像仪切换命令时，判断当前传感器是否是红外热像仪，若是则不处理红外热像仪切换命令，否则通知图像融合板模块将传感器切换到红外热像仪。当接收到图像融合切换命令时，判断当前是否已经在图像融合状态，如果是则不处理图像融合切换命令，否则判断当前传感器是否是微光电视，如果是则切换到图像融合状态；否则判断微光电视是否上电，如果是则切换到图像融合状态，否则先通知***逻辑调度模块对微光电视上电，然后切换到图像融合状态。
如图3所示，微光电视模块周期检测I/O通讯接口数字电平信号状态。当检测到I/O通讯接口为数字低电平信号表示微光电视处于强光保护状态，当检测到I/O通讯接口为数字高电平信号表示微光电视处于强光未保护状态，强光保护状态由自检信息记录模块上报***逻辑调度模块。当检测到微光电视处于强光保护状态，微光电视输出黑***信号，并将强光保护状态通过***逻辑调度模块和航电1553B通讯模块上报飞行员操控***。当航电1553B通讯模块收到飞行员操控***下传的微光电视上下电操控命令时，***逻辑调度模块通过调用函数操控微光电视模块对微光电视I/O通讯接口加载数字高电平信号和数字低电平信号。
如图4所示，***逻辑调度模块通过红外热像仪模块周期检测红外热像仪操控状态信息。如果检测到操控故障，则判断是否为新故障，如果不是新故障则不处理，否则获取新故障代码，判断新故障代码是否为图像冻结故障代码，如果不是图像冻结故障代码则直接更新故障清单列表，否则需要自动切换传感器到微光电视，因为图像冻结故障影响红外热像图像视频输出。判断微光电视是否上电，如果是则通知图像融合板模块切换传感器到微光电视，否则通知***逻辑调度模块给微光电视上电，然后通知图像融合板模块切换传感器到微光电视，同时记录红外热像仪故障和更新故障清单列表，并向飞行员操控***实时上报红外热像仪故障。如果微光电视故障则保持红外热像仪传感器图像，同时记录红外热像仪故障和微光电视故障并更新故障清单列表，然后向飞行员操控***实时上报故障信息。
如图5所示，***逻辑调度模块通过图像融合板模块周期检测图像融合板的传感器信号，如果检测到微光电视传感器和热像仪传感器均正常则继续监控，如果检测到无微光电视传感器信号，则通知图像融合板模块切换传感器到红外热像仪，同时记录微光电视故障和更新故障清单列表，并向飞行员操控***实时上报微光电视故障。如果检测到无红外热像仪传感器信号，则判断当前微光电视是否上电，如果已经上电则通知图像融合板切换传感器到微光电视，否则通知***逻辑调度模块给微光电视上电，并通知图像融合板模块切换传感器到微光电视，同时记录红外热像仪故障和更新故障清单列表，并向飞行员操控***实时上报红外热像仪故障。如果检测到两路传感器信号均为故障，同时记录红外热像仪故障和微光电视故障并更新故障清单列表，然后向飞行员操控***实时上报故障信息，等待飞行员的进一步处理。

Claims (3)

1.一种机载光电夜视***多传感器切换***，其特征在于：由航电1553B通讯模块、***逻辑调度模块、自检信息记录模块、红外热像仪模块、微光电视模块、图像融合板模块组成；
航电1553B通讯模块通过MIL-STD-1553B总线读取飞行员操控***下传的传感器操控命令，并通过***逻辑命令消息队列下传给***逻辑调度模块；航电1553B通讯模块通过航电状态消息队列接收***逻辑调度模块上报的传感器操控状态信息，并写入MIL-STD-1553B总线，上报飞行员操控***；
***逻辑调度模块通过***逻辑命令消息队列接收传感器操控命令后，根据传感器ID标识号分别向图像融合板模块、红外热像仪模块和微光电视模块下传操控命令；并通过***逻辑状态消息队列接收红外热像仪模块和图像融合板模块上报的操控状态信息；所述操控状态信息包括操控正常和操控故障两种状态，如果操控正常直接通过航电状态消息队列上报航电1553B通讯模块，否则解析操控故障状态，如果检测到图像冻结故障或无热像视频故障的红外热像故障，自动切换传感器到微光电视，如果检测到无微光视频故障的微光电视故障，自动切换传感器到红外热像仪，并将操控故障信息通过航电状态消息队列上报航电1553B通讯模块，同时上传自检信息记录模块；
图像融合板模块通过融合板命令消息队列接收***逻辑调度模块下传的图像融合操控命令，根据图像融合板通讯接口协议解析为图像融合板可识别的操控命令，通过RS-422通讯接口发给图像融合板，图像融合板响应操控命令，并通过RS-422通讯接口向图像融合板模块反馈操控状态信息，图像融合板模块更新操控状态信息并通过***逻辑状态消息队列上报***逻辑调度模块；
红外热像仪模块通过红外热像仪命令消息队列接收***逻辑调度模块下传的红外热像仪操控命令，根据红外热像仪通讯接口协议解析为红外热像仪可识别的操控命令，通过RS-422通讯接口发给红外热像仪，红外热像仪响应操控命令，并通过RS-422通讯接口向红外热像仪模块反馈操控态信息，红外热像仪模块更新操控状态信息并通过***逻辑状态消息队列上报***逻辑调度模块；
微光电视模块通过调用函数接收***逻辑调度模块下传的微光电视上下电操控命令，通过I/O通讯接口写入微光电视，实现对微光电视上电、下电控制；通过I/O通讯接口读取微光电视强光保护状态信息，并上报自检信息记录模块；
自检信息记录模块接收***逻辑调度模块传递的操控故障状态信息，记录并更新故障清单列表，供飞行员通过飞行员操控***发送显示故障清单命令查阅各传感器运行状态；周期检测微光电视I/O通讯接口的强光保护状态，并上报***逻辑调度模块。
2.根据权利要求1所述一种机载光电夜视***多传感器切换***，其特征在于：传感器操控命令包括切换命令、自检命令、微光上下电命令。
3.根据权利要求1所述一种机载光电夜视***多传感器切换***，其特征在于：传感器操控状态信息包括切换状态信息、故障清单信息、强光保护状态信息。
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