CN107918298A - 一种激光系统的人机交互系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光系统的人机交互系统，包括外设数据采集模块、人机交互界面模块、数据通信模块。其中，外设数据采集模块接收综合控制台外设信息输入，外设包括一些按钮、操纵杆、键盘、鼠标。人机交互界面模块包括可视化界面的设计，用于动态显示激光系统的各部分状态信息和进行分系统的参数设置。数据通信模块采用以太网通信和RS485串口通信，用于激光系统各分系统之间的数据交互。通过上述方式，本发明可以实现某型激光系统的人机交互操作，允许接受操控台控制信息输入，控制整个系统运行，并以可视化界面的形式显示系统各部分状态信息和目标信息。

Description

一种激光系统的人机交互系统

技术领域

本发明涉及一种激光系统的人机交互系统。

背景技术

由于激光器具备的种种突出特点，因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面，并在许多领域引起了革命性的突破。比如，人们利用激光集中而极高的能量，可以对各种材料进行加工；激光作为一种在生物机体上引起刺激、变异、烧灼、汽化等效应的手段，已在医疗、农业的实际应用上取得了良好效果；在通信领域，一条用激光柱传送信号的光导电缆，可以携带相当于2万根电话铜线所携带的信息量。

今后，随着人类对激光技术的进一步研究和发展，激光器的性能将进一步提升，成本将进一步降低，但是它的应用范围却还将继续扩大，并将发挥出越来越巨大的作用。

现代激光系统中，信息的采集处理和利用，以及指挥决策的制定和实施，都是有指挥人员和计算机共同完成的。指挥人员通过人机接口，获取目标的各种态势、激光系统的运行状态等重要信息，根据这些信息做出决策、干预，通过人机接口发出各种指挥命令，人机交互的效率直接影响指挥决策的能力和效率，进而影响整个激光系统的工作效率。

因此，需要提供一种人机交互系统以完成激光系统的状态显示和指挥决策控制，更好的利用激光系统完成要求。

发明内容

本发明针对某型激光系统，设计一种人机交互系统。

该激光系统包括综合控制台、跟瞄系统、光学聚焦控制系统、激光光源及冷却系统、电源。其中，综合控制台分显示区和操控区，显示区由三块显示屏组成，分别为：光电显示器、各分系统状态显示器、操控人机显示器；操控区则由一些按钮、操纵杆、键盘、鼠标组成。跟瞄系统由光电跟踪设备和粗精两级随动控制系统组成。光学聚焦控制系统由激光测距机提供的距离信息控制光学聚焦。冷却系统由两台水冷机组成。

人机交互系统包括外设数据采集模块、人机交互界面模块、数据通信模块。其中，外设数据采集模块接收综合控制台外设信息输入，外设包括一些按钮、操纵杆、键盘、鼠标。人机交互界面模块包括可视化界面的设计，统一对来自外设数据采集模块和数据通信模块的数据进行处理，用于动态显示激光系统的各部分状态信息和进行分系统的参数设置。数据通信模块采用以太网通信和 RS485串口通信，用于激光系统各分系统之间的数据交互。通过上述方式，本发明可以实现某型激光系统的人机交互操作，允许接受操控台控制信息输入，控制系统运行，并以可视化界面的形式显示系统各部分状态信息和目标信息。

有益效果：本发明的某型激光系统的人机交互系统可以为指挥人员呈现获取的目标的各种态势、激光系统的运行状态等重要信息，并未指挥人员做出指挥决策提供人机接口，完成指挥人员对激光系统的控制，极大地提高激光系统的工作效率。

说明书附图

图1为激光系统的人机交互系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

请参阅图1所示，本发明的激光系统的人机交互系统，包括外设数据采集模块、人机交互界面模块、数据通信模块。其中，外设数据采集模块接收综合控制台外设信息输入，外设包括一些按钮、操纵杆、键盘、鼠标。人机交互界面模块包括可视化界面的设计，用于动态显示激光系统的各部分状态信息和进行分系统的参数设置。数据通信模块采用以太网通信和RS485串口通信，用于激光系统各分系统之间的数据交互。

外设介绍如下：

按钮包括冷水机控制、信标光、激光电源应急、激光发射、激光保险、复位、检查、战斗以及电源按钮，为数字信号输入，开关用于相应控制信号输入。旋钮为模拟信号输入，对应0-5V电压调节，可以实现激光系统功率调节。

按钮与旋钮通过数据采集卡进行数据采集。

操纵杆包含力敏键、左键、右键、钩机复位开关，对应物理信号如下：

力敏键--上下、左右，形成方位与高低的偏差信号；

左键--手动信号，与力敏键配合形成手动引导指令数据信号；

右键--自动信号，按下此键后，形成自动跟踪，与左键互斥；

钩机复位开关--发射激光。

键盘、鼠标用于人机交互界面相应的参数设置。同时操纵杆、键盘、鼠标均通过人机计算机的usb接口进行数据采集。

人机交互界面模块统一对来自外设数据采集模块和数据通信模块的数据进行处理显示。人机交互界面显示内容有：目标信息、激光系统各部分状态信息、控制信息，并可进行激光出光时间设定与水冷机温度设定。人机交互界面刷新时间间隔100ms，对于指挥人员相当于动态实时显示。同时人机交互界面中雷达图可以根据激光系统状态旋转运动，指示相应的状态信息；指示灯可以红绿变换，指示相应的连接通断状态。

人机计算机与激光系统任务计算机通过一条以太网线进行20ms数据交互。 cPCI串口卡设置为Rs485通信方式，与水冷机进行1s数据交互。

指挥人员可以通过综合控制台的外设和人机交互界面的参数设置对激光系统进行控制，并可通过人机交互界面观察激光系统各部分状态和目标信息，辅助决策。

实施例1：

对激光系统进行一次完整控制流程如下：

(1)激光系统各部分上电

(2)通过人机交互界面观察激光系统各部分是否正常，排除故障以及水冷机温度设定

(3)通过操纵杆人工或自动引导(左键、右键、力敏键)，使能伺服系统，使目标进入粗跟踪视窗；在粗跟踪视窗内脱靶量作为粗级跟踪随动系统的输入信号；在粗跟踪视窗锁定目标后，启动精跟踪视窗，脱靶量作为快反镜输入信号，驱动跟瞄系统准确跟踪目标。

(4)在跟瞄系统锁定目标后，按下激光测距按钮，接收测距信息，调节聚焦控制系统，将激光焦点据记载目标的某一个部位。

(5)指挥控制台依据态势信息给出辅助决策，操作手依据人机交互界面辅助信息，按下激光发射按钮，并可设置出光时间，发射激光，控制台给出效果评估。

(6)关激光电源，关冷却系统

(7)关调焦控制系统，激光归零，关随动，关光电，关操控台

(8)关发电机组。

Claims (8)

1.一种激光系统的人机交互系统，硬件包括综合控制台、数据采集卡、cPCI串口卡、人机计算机。所述外设及显示屏均位于综合控制台，所述外设数据采集模块、人机交互界面模块和数据通信模块均位于人机计算机。

2.如权利要求1所述的激光系统的人机交互系统，其特征在于，所述综合控制台包括显示屏、一些按钮、操纵杆、键盘、鼠标。

3.如权利要求1所述的激光系统的人机交互系统，其特征在于，所述人机计算机为一台CPCI专用计算机。

4.如权利要求1所述的激光系统的人机交互系统，其特征在于，所述数据采集卡包括模拟信号输入和数字信号输入。

5.如权利要求1所述的激光系统的人机交互系统，其特征在于，所述cPCI串口卡采用RS485通信方式。

6.如权利要求1所述的激光系统的人机交互系统，其特征在于，所述外设数据采集模块利用数据采集卡和人机计算机的usb接口完成数据采集。

7.如权利要求1所述的激光系统的人机交互系统，其特征在于，所述人机交互界面模块可以动态显示激光系统工作状态、目标信息和进行参数设置。同时人机交互界面中雷达图可以根据激光系统状态旋转运动、指示灯可以红绿变换。

8.如权利要求1所述的激光系统的人机交互系统，其特征在于，所述数据通信模块通过以太网每个20ms与激光系统任务计算机进行数据交互，同时利用串口卡与两台冷水机进行串口通信。