论文部分内容阅读
车载系留气球系统主要为2010年上海世博会整个园区的安防服务,可对世博园整体场景(人员、车船、环境、建筑)进行空中立体监视,对世博园局部重点地区进行详细监视,进行夜间监视,对地面目标进行定位等。车载系留气球是一种无动力气球飞行器,气球用系缆与地面设施连接,球体内充满氦气,依靠浮力悬停在空中。气球任务系统主要由可见光高清摄像机、红外相机、高光谱相机以及相关的姿态位置测量系统(POS)、供配电单元、数据传输系统、数据管理系统和人机交互系统(测控系统)组成。
在飞行器领域,完整可靠的地面人机交互系统对于飞行器载体上载荷的正常工作尤为重要,系留气球任务平台的人机交互系统包括载荷控制、数据采集、数据处理等模块。本文针对车载系留气球任务平台人机交互系统的应用要求,提出了基于VxWorks的球上测控系统的设计,基于Labview和C语言的人机交互系统设计,实现了多串口采集数据、数据预警和人机界面设计,利用球载GPS数据和稳定平台数据实现了目标定位算法、数据库存储数据等功能。
本文研究内容包括:(1)人机交互系统总体方案设计。设计了系统总体框架、硬件构成及软件功能;(2)球上测控硬件平台设计,包括中断配置和串口板搭建;(3)球上测控软件平台设计,应用程序编写,球上系统测试;(4)地面人机交互软件设计。基于LabVIEW系统完成了串口采集模块、数据处理模块、数据存储模块和定位补偿模块等,使车载系留气球系统的工作人员在地面对空中载荷的控制和对任务系统设备工作参数的监视;(5)联调与运行。综合各种系统要求进行软硬件联调并进行系统运行考核。
通过上述工作,本文完成了车载系留气球任务平台人机交互系统设计,对进一步的远程控制进行了研究和探讨。从系统架构、载荷参数、界面设计等方面寻找影响因素并提出解决措施。目前该系统已完成在上海世博会现场的安装调试,实际运行达1个月,人机交互系统运行平稳可靠,达到了设计要求。