一種用于機(jī)載光電系統(tǒng)的綜合顯控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)載光電操控技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于機(jī)載光電系統(tǒng)的綜合顯控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光電系統(tǒng)作為飛機(jī)平臺(tái)的重要任務(wù)設(shè)備，具備執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)偵察，目標(biāo)指示等作戰(zhàn)能力。通常，操作手依據(jù)光電系統(tǒng)輸出的圖像信息，使用操控裝置來(lái)完成作戰(zhàn)任務(wù)。隨著武器裝備的發(fā)展，光電系統(tǒng)被賦予更多的功能模式，且采用高清數(shù)字圖像。傳統(tǒng)的任務(wù)操控和圖像顯示裝置已無(wú)法滿足光電系統(tǒng)快速發(fā)展的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)一種光電系統(tǒng)的綜合顯控裝置來(lái)提高其作戰(zhàn)使用效能顯得尤為重要。
[0003]目前，機(jī)載光電系統(tǒng)采用任務(wù)操控和圖像顯示相獨(dú)立的裝置，分別完成對(duì)光電系統(tǒng)的指令操控和圖像顯示。操控裝置上集成拇指單桿、功能開(kāi)關(guān)、數(shù)字小鍵盤等硬件設(shè)備，電路復(fù)雜、按鍵與開(kāi)關(guān)數(shù)量受限，擴(kuò)展性差；圖像顯示裝置由配備圖像采集卡的工控機(jī)組成，體積大、環(huán)境適應(yīng)性差；且操控和圖像顯示裝置分開(kāi)布置的方式，不利于操作手使用，接口復(fù)雜，資源浪費(fèi)，人機(jī)功效差，使用和維護(hù)不方便。運(yùn)行于操控裝置上的軟件多為嵌入式軟件，交互界面信息不夠豐富，表現(xiàn)形式單一，操作人員無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確地掌握系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服目前機(jī)載光電系統(tǒng)顯控方面操控和顯示分離，人機(jī)功效差的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種用于機(jī)載光電系統(tǒng)的綜合顯控裝置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]所述一種用于機(jī)載光電系統(tǒng)的綜合顯控裝置，其特征在于:以折疊結(jié)構(gòu)的加固便攜式計(jì)算機(jī)為平臺(tái)；平臺(tái)的一側(cè)為液晶顯示屏，用于顯示機(jī)載光電系統(tǒng)的圖像信息；平臺(tái)的另一側(cè)包括軍用級(jí)工控主板、模擬圖像采集卡、數(shù)字圖像采集卡、硬盤、觸摸屏、可收放操控手柄以及若干功能開(kāi)關(guān)；軍用級(jí)工控主板包括液晶驅(qū)動(dòng)模塊、通訊模塊；機(jī)載光電系統(tǒng)輸出模擬圖像和數(shù)字圖像，其中模擬圖像通過(guò)同軸電纜接口輸入到模擬圖像采集卡，數(shù)字圖像通過(guò)Cameralink接口輸入到數(shù)字圖像采集卡，模擬圖像采集卡以及與數(shù)字圖像采集卡均與工控主板通過(guò)PC104總線連接，圖像采集卡采集的模擬圖像和數(shù)字圖像既能夠經(jīng)過(guò)液晶驅(qū)動(dòng)模塊后輸出到液晶顯示屏，也能夠存儲(chǔ)到硬盤；通訊模塊包含1553B板卡和包括RS232與RS422兩種方式的串口卡；
[0007]觸摸屏顯示操控模塊人機(jī)交互界面，并通過(guò)觸摸點(diǎn)擊實(shí)現(xiàn)將操控命令輸入到軍用級(jí)工控主板中的操控模塊；操控手柄采用力敏傳感器，將采集到的操作力轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)并輸出到軍用級(jí)工控主板中的信號(hào)處理電路；功能開(kāi)關(guān)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)信號(hào)處理電路的數(shù)字I/o 口進(jìn)行采集；信號(hào)處理電路對(duì)操控手柄和功能開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的操控模擬信號(hào)進(jìn)行處理后，通過(guò)串行總線發(fā)送到軍用級(jí)工控主板中的操控模塊；操控模塊對(duì)輸入的操控命令進(jìn)行解析和處理，產(chǎn)生符合1553B總線通信協(xié)議的操控?cái)?shù)據(jù)并發(fā)送到機(jī)載光電系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)操控功能；機(jī)載光電系統(tǒng)將自身狀態(tài)信息通過(guò)1553B數(shù)據(jù)總線發(fā)送到操控模塊，操控模塊對(duì)機(jī)載光電系統(tǒng)自身狀態(tài)信息進(jìn)行解析與處理，并將解析與處理結(jié)果通過(guò)軍用級(jí)工控主板輸出到液晶顯示屏顯示。
[0008]有益效果
[0009]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0010]1.將機(jī)載光電系統(tǒng)的圖像顯示和操控裝置集于一體，避免了復(fù)雜電纜與接口連接，減少了硬件資源浪費(fèi)，體積更小、重量更輕，環(huán)境適應(yīng)性更好。
[0011]2.除支持傳統(tǒng)的模擬圖像顯示功能外，增加了對(duì)數(shù)字圖像的顯示功能，并能對(duì)模擬與數(shù)字圖像進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0012]3.操控模塊功能可擴(kuò)展性強(qiáng)，具有圖形化人機(jī)交互界面，信息豐富，表現(xiàn)形式多樣，操作人員可及時(shí)準(zhǔn)確地掌握系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，通過(guò)觸摸屏、操控手柄和功能開(kāi)關(guān)等多種操控裝置更好地完成操控作戰(zhàn)任務(wù)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明外觀圖。
[0014]圖2是本發(fā)明總體硬件架構(gòu)圖。
[0015]圖3是本發(fā)明圖像采集顯示信號(hào)流程圖。
[0016]圖4是本發(fā)明操控信號(hào)流程圖。
[0017]圖5是本發(fā)明操控模塊流程圖。
[0018]其中一液晶顯不屏，2—觸摸屏，3—操控手柄，4一功能開(kāi)關(guān)，5—觸摸板。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明以加固便攜式計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，將操控與顯示裝置集成，采用折疊結(jié)構(gòu)，上屏為液晶顯示屏，用于顯示機(jī)載光電系統(tǒng)的圖像信息；下屏為觸摸屏，顯示操控模塊人機(jī)交互界面并可通過(guò)觸摸點(diǎn)擊實(shí)現(xiàn)操控命令和數(shù)據(jù)的輸入，此外還配備可收放操控手柄以及多個(gè)功能開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)多種形式的操控與輸入，大大提高操作的便捷性。設(shè)備整體重量小于10kg，方便攜帶進(jìn)行外場(chǎng)試驗(yàn)；具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，工作溫度范圍為-30°c?+55。。。
[0021]如圖2所示，本發(fā)明的綜合顯控裝置以軍用級(jí)工控主板為核心，顯示裝置包含模擬與數(shù)字圖像采集卡、液晶顯示屏，可完成PAL制模擬圖像和Cameralink數(shù)字圖像的采集、存儲(chǔ)并輸出到液晶顯示屏。操控裝置包含觸摸屏、操控手柄和功能開(kāi)關(guān)，圖形化的人機(jī)交互軟件界面配合觸摸屏，再結(jié)合操控手柄和功能開(kāi)關(guān)進(jìn)行操控，可以大大提高操作的便捷性。通訊模塊包含1553B板卡和包括RS232與RS422兩種方式的串口卡，可以完成與機(jī)載光電系統(tǒng)的通訊。除可外接鍵盤鼠標(biāo)等基本輸入設(shè)備外，還可使用觸摸板進(jìn)行操作，以適應(yīng)野外試驗(yàn)場(chǎng)等艱苦條件。外部接口還包括最常用的網(wǎng)口和USB接口等，方便擴(kuò)展其他外設(shè)。本發(fā)明的綜合顯控裝置采用交流220V電源供電，經(jīng)過(guò)內(nèi)部電源處理電路進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生各功能模塊和板卡所需的直流電壓完成系統(tǒng)整體供電，設(shè)備整體功耗小于300W。
[0022]如圖3所示，機(jī)載光電系統(tǒng)可以輸出模擬圖像和數(shù)字圖像，模擬圖像通過(guò)同軸電纜接口輸入到模擬圖像采集卡，數(shù)字圖像通過(guò)Cameralink接口輸入到數(shù)字圖像采集卡，圖像采集卡與工控主板通過(guò)PC104總線連接。圖像采集卡采集的模擬圖像和數(shù)字圖像既能夠經(jīng)過(guò)液晶驅(qū)動(dòng)模塊后輸出到液晶顯示屏，也可以存儲(chǔ)到硬盤。
[0023]如圖4所示，操控模塊是操控信號(hào)處理的核心，通過(guò)觸摸屏在操控模塊界面的點(diǎn)擊可以完成操控指令與控制數(shù)據(jù)的輸入。操控手柄和功能開(kāi)關(guān)由于直接產(chǎn)生模擬信號(hào)，需先利用信號(hào)處理電路進(jìn)行信號(hào)采集與處理。
[0024]操控手柄是機(jī)載光電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的選擇、定位和跟蹤的重要操控設(shè)備。本實(shí)施例的可收放操控手柄是為軍用惡劣環(huán)境條件下運(yùn)用而設(shè)計(jì)的，運(yùn)用人體工學(xué)的設(shè)計(jì)思想，將多種操控功能集中于一只手上完成，廣泛用于航空、航天、戰(zhàn)車、艦船等運(yùn)動(dòng)載體控制中。操控手柄采用高可靠性力敏傳感器，將采集到的操作力轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)并輸出到信號(hào)處理電路，再由信號(hào)處理電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
[0025]為了提高操控的便捷性，在操控臺(tái)面板上設(shè)計(jì)了若干常用的功能開(kāi)關(guān)，可以直接用手指操作，功能開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)信號(hào)處理電路的數(shù)字I/o 口進(jìn)行采集。
[0026]操控手柄和功能開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的操控信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路處理后經(jīng)RS232串行總線發(fā)送到操控模塊，由操控模塊進(jìn)行相應(yīng)處理。操控模塊接收到各種形式的操控信號(hào)后進(jìn)行邏輯操作與運(yùn)算產(chǎn)生相應(yīng)的操作指令和數(shù)據(jù)，通過(guò)通訊模塊的1553B總線發(fā)送到機(jī)載光電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種操控功能。
[0027]如圖5所示，在本發(fā)明的操控模塊流程中，用戶通過(guò)觸摸屏點(diǎn)擊界面上的操控按鈕或直接操作操控手柄與功能開(kāi)關(guān)發(fā)送操控命令和數(shù)據(jù)，操控模塊響應(yīng)這些操控命令后進(jìn)行解析和處理，產(chǎn)生符合1553B總線通信協(xié)議的操控?cái)?shù)據(jù)并發(fā)送到機(jī)載光電系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)操控功能。機(jī)載光電系統(tǒng)在響應(yīng)操控命令后會(huì)更新?tīng)顟B(tài)信息，并通過(guò)1553B數(shù)據(jù)總線發(fā)送到綜合顯控裝置，操控模塊對(duì)狀態(tài)信息進(jìn)行解析與處理，并將處理結(jié)果顯示到界面，用戶即可感知機(jī)載光電系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于機(jī)載光電系統(tǒng)的綜合顯控裝置，其特征在于:以折疊結(jié)構(gòu)的加固便攜式計(jì)算機(jī)為平臺(tái)；平臺(tái)的一側(cè)為液晶顯示屏，用于顯示機(jī)載光電系統(tǒng)的圖像信息；平臺(tái)的另一側(cè)包括軍用級(jí)工控主板、模擬圖像采集卡、數(shù)字圖像采集卡、硬盤、觸摸屏、可收放操控手柄以及若干功能開(kāi)關(guān)；軍用級(jí)工控主板包括液晶驅(qū)動(dòng)模塊、通訊模塊；機(jī)載光電系統(tǒng)輸出模擬圖像和數(shù)字圖像，其中模擬圖像通過(guò)同軸電纜接口輸入到模擬圖像采集卡，數(shù)字圖像通過(guò)Cameralink接口輸入到數(shù)字圖像采集卡，模擬圖像采集卡以及與數(shù)字圖像采集卡均與工控主板通過(guò)PC104總線連接，圖像采集卡采集的模擬圖像和數(shù)字圖像既能夠經(jīng)過(guò)液晶驅(qū)動(dòng)模塊后輸出到液晶顯示屏，也能夠存儲(chǔ)到硬盤；通訊模塊包含1553B板卡和包括RS232與RS422兩種方式的串口卡； 觸摸屏顯示操控模塊人機(jī)交互界面，并通過(guò)觸摸點(diǎn)擊實(shí)現(xiàn)將操控命令輸入到軍用級(jí)工控主板中的操控模塊；操控手柄采用力敏傳感器，將采集到的操作力轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)并輸出到軍用級(jí)工控主板中的信號(hào)處理電路；功能開(kāi)關(guān)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)信號(hào)處理電路的數(shù)字I/O 口進(jìn)行采集；信號(hào)處理電路對(duì)操控手柄和功能開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的操控模擬信號(hào)進(jìn)行處理后，通過(guò)串行總線發(fā)送到軍用級(jí)工控主板中的操控模塊；操控模塊對(duì)輸入的操控命令進(jìn)行解析和處理，產(chǎn)生符合1553B總線通信協(xié)議的操控?cái)?shù)據(jù)并發(fā)送到機(jī)載光電系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)操控功能；機(jī)載光電系統(tǒng)將自身狀態(tài)信息通過(guò)1553B數(shù)據(jù)總線發(fā)送到操控模塊，操控模塊對(duì)機(jī)載光電系統(tǒng)自身狀態(tài)信息進(jìn)行解析與處理，并將解析與處理結(jié)果通過(guò)軍用級(jí)工控主板輸出到液晶顯示屏顯示。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種用于機(jī)載光電系統(tǒng)的綜合顯控裝置，屬于機(jī)載光電操控技術(shù)領(lǐng)域。該裝置以加固便攜式計(jì)算機(jī)為處理平臺(tái)，將操控和圖像顯示功能整合；采用折疊結(jié)構(gòu)，雙屏顯示；上屏為液晶顯示屏，具有PAL制模擬圖像和Camera link數(shù)字圖像的采集顯示及錄制功能；下屏為觸摸屏，并配有可收放操控手柄和功能開(kāi)關(guān)，具有1553B、RS232、RS422等多種通訊接口，提供圖形化人機(jī)界面完成對(duì)機(jī)載光電系統(tǒng)的操控，擴(kuò)展性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)易。本發(fā)明將機(jī)載光電系統(tǒng)使用中需要的控制及顯示設(shè)備整合集成，預(yù)留多種接口，適用于不同型號(hào)的光電觀瞄系統(tǒng)，通用性強(qiáng)，觸摸屏與操控手柄結(jié)合的使用方法，快捷簡(jiǎn)單，人機(jī)功效好，為機(jī)載光電系統(tǒng)操作和調(diào)試提供便利。
【IPC分類】G05B19-042
【公開(kāi)號(hào)】CN104536353
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510012626
【發(fā)明人】呂勃龍, 王惠林, 邊赟, 馮濤, 霍麗燁, 張寶泉, 閆明, 吳輝, 嚴(yán)乾真, 宋慧娟
【申請(qǐng)人】西安應(yīng)用光學(xué)研究所
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日