CN108731739A - 一种舰船装备的综合测试分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种舰船装备的综合测试分析系统，属于舰船装备测试技术领域，解决了现有技术中测试方法和设备不通用、数据可靠性较差的问题。本发明公开的综合测试分析系统包括设置在舰船上的信息采集设备、电光转换器、光纤交换机、本地硬盘和综合显示处理设备，以及设置于岸上的远端磁盘阵列和远程指挥中心。信息采集设备能够采集舰船装备在海上的实时测试数据和视频，并可根据实际需要，借助光纤通信网络上传至综合显示处理设备或远程指挥中心，进行分析和判断。本地硬盘和远端磁盘阵列将这些实时测试数据和视频进行双重备份，方便重点信息回放。本发明支持实时测试数据以曲线、条形图、圆饼图等方式展示，并支持多路视频同时回放比对功能。

Description

一种舰船装备的综合测试分析系统

技术领域

本发明涉及装备测试系统技术领域，尤其涉及一种舰船装备的综合测试分析系统。

背景技术

目前，舰船装备信息的获取、分析、存储主要依托特定的传感器、显控终端、存储终端完成，功能单一，不同舰船装备信息的获取和分析方法以及所用设备一般不具有通用性。由于各装备测试信息之间不交互，因此需要分别获取各装备测试信息并进行单独分析，这在一定程度上造成了测试成本的浪费。

现有视频采集技术主要用于公共场所，仅用于视频监控、人脸识别、闯入报警等，视频延时大，显示界面单一，视频不具有专用传感器的数据收集、显示和分析能力，不满足舰船装备测试要求。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种舰船装备的综合测试分析系统，用以解决现有技术测试方法和设备不通用、数据可靠性差的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种舰船装备的综合测试分析系统，包括设置在舰船上的信息采集设备、电光转换器1、光纤交换机和综合显示处理设备；

所述信息采集设备，用于获取舰船装备的实时物理信息，将所述实时物理信息转换成交流电信号，并将所述交流电信号传输至所述电光转换器1；

所述电光转换器1，用于将所述交流电信号转换为光信号，并将所述光信号传输至所述光纤交换机；

所述光纤交换机，用于将所述光信号进行汇集，并将结果传输至所述综合显示处理设备；

所述综合显示处理设备，用于对输入的光信号进行数据提取、处理和显示。

上述技术方案的有益效果如下：第一，本发明通过电光转换器1将信息采集设备采集的多路视频和数据信息转换成适合光纤通信网络传输的光信号，然后接入光纤通信网络进行信号传输，不但加快了信号的传输速率，且数据传输可靠、抗干扰能力强，满足视频和数据的实时性录取要求，便于同步进行数据分析以及可追溯试验的关键节点。第二，本发明可以采用多种信息采集设备采集多种冗余的数据，例如采用视频采集设备(高速摄像机、红外摄像机、SDI无人机)和数据采集设备(多种传感器)，通过合理搭配信息采集设备，可以一次采集所有舰船设备的全部信息，因此测试方法和设备实际上是通用的，并不需要针对一个特定的舰船设备而搭建专用测试系统。第三，综合显示处理设备对光纤通信网络的视频和数据进行统一分配管理以及显示控制，满足装备试验的特殊性要求。第四，信息采集设备采集的多路视频和数据之间彼此交互，信息冗余，有利于进行数据的可靠性分析，相比某一舰船设备的专用测试系统而言可获得的数据的可靠性更高。

基于上述方法的另一个实施例中，所述信息采集设备包括视频采集设备和数据采集设备；

所述视频采集设备包括高速摄像机、红外摄像机、SDI无人机，所述高速摄像机、红外摄像机和SDI无人机分别设置至少两个，用于从不同角度拍摄实时视频；

所述数据采集设备包括测速雷达、光纤航姿测量设备、气象仪、压力传感器，用于获取舰船艏向、纵横摇角、温度、大气压、相对湿度、装备结构、受力和弹道信息。

上述技术方案的有益效果如下：利用多个上述视频采集设备和数据采集设备进行数据的采集，可以获得冗余信息，有利于进行数据可靠性分析。由于舰船装备试验的特殊性，要求多个摄像机从不同角度拍摄视频，并能够实时录取。并且，由于获取的信息冗余，可获得的数据的可靠性高。

进一步，舰船装备的综合测试分析系统还包括存储设备和电光转换器2，所述存储设备通过所述电光转换器2与光纤交换机之间进行双向数据传输；

所述存储设备包括设置于舰船上的本地硬盘和设置于岸上的远端磁盘阵列。

上述进一步方案的有益效果如下：通过光纤通信网络，可以将信息采集设备采集到的数据和视频快速保存到存储设备中。这样，在需要进行数据分析处理或者视频回放时通过存储设备可以读取历史数据和视频。本地硬盘和远端磁盘阵列，能够将所述数据和视频进行双重备份。由于进行了双重备份，因此提高了备份数据的可靠性。

进一步，舰船装备的综合测试分析系统还包括岸上指挥中心，所述岸上指挥中心包括岸上通信设备和岸上控制设备；

所述岸上通信设备，用于与所述光纤交换机通过无线局域网或卫星通信进行双向数据传输；

所述岸上控制设备，用于对所述岸上通信设备接收到的数据和视频进行分析，并根据分析结果发出控制信号传输至岸上通信设备。

上述进一步方案的有益效果如下：信息采集设备采集的数据和视频，以及经过综合信息显示系统处理得出的数据和视频，能够借助光纤通信网络传输给岸上指挥中心，以期达到数据、视频远程实时监视，重点信息回放，历史数据回顾，信息综合分析、处理和显示的目的，实现对装备试验数据的完整性收集，为装备后期测试评估提供有利支撑。

进一步，所述综合显示处理设备包括数据接收与发送模块、数据显示模块、数据处理与分析模块、数据保存与备份模块；

数据接收与发送模块，采用UDP协议，对所述输入的光信号进行数据和视频提取，将提取的数据和视频发送至数据显示模块，或将所述数据处理与分析模块产生的数据和视频转化成相应光信号发送至所述远端磁盘阵列和岸上通信设备；

数据显示模块，用于将所述提取的数据和视频，以及通过所述数据处理与分析模块得到的数据和视频进行显示；

数据处理与分析模块，用于对所述提取的数据和视频进行处理和分析，产生适合实际需要的数据和视频；

数据保存与备份模块，用于将所述提取的数据和视频，以及所述适合实际需要的数据和视频保存到本地硬盘，并备份到远端磁盘阵列。

上述进一步方案的有益效果如下：通过上述模块，综合显示处理设备能够进行数据信息解析、显示、存储和回放。

进一步，舰船装备的综合测试分析系统还包括编码器和译码模块；所述编码器设置于每一视频采集设备和对应的电光转换器1之间；所述译码模块设置于所述光纤交换机和综合显示处理设备之间，或设置于综合显示处理设备内。

上述进一步方案的有益效果如下：采用编码器、译码器将不同视频采集设备获取的各个视频进行统一收集、解析，不但能够节省空间，而且有利于提高系统集成度。

进一步，所述综合显示处理设备包括工控机和9个显示屏；

所述工控机为GK-GD01，内部安装有测试系统软件，用于对接入的视频和数据进行统一分配管理，以及分屏控制，最高支持9路视频显示，且单路视频帧率不大于30帧；

所述显示屏的屏幕尺寸为40寸。

上述进一步方案的有益效果如下：通过多屏显示，可以统一显示所有试验结果或者只显示一次、几次的试验结果，能够进行合理的对比及回放。GK-GD01的处理速度快、工作温度广，一般能够适用于舰船的恶劣环境。

进一步，所述高速摄像机、红外摄像机、SDI无人机获取的单路视频帧率不大于30帧；

所述编码器为DS6601HFH/L视频编码器或DS-6704HW视频编码器。

上述进一步方案的有益效果如下：通过上述高速摄像机、红外摄像机、SDI无人机能够在不同角度、不同地点获取有效视频及图片，便于后续分析数据。通过上述编码器，能够将视频采集设备获取的视频信息进行很好地压缩，数据还原程度高。

进一步，所述光纤交换机为OEC-1000S千兆以太网光纤收发器。

上述进一步方案的有益效果如下：该光纤交换机能够向用户提供100/1000Mbps以太网电信号的光纤传输，具有体积小、重量轻、安装方便、操作简单、可靠性高、传输距离远、环境适应性好等诸多优点。其元器件一律采用工业级以上元器件，可以扩展通信系统控制范围，实现近端对远端的系统控制及过程控制。

进一步，所述综合显示处理设备将所述数据采集设备采集的数据信息以曲线、条形图、圆饼图、表格方式中至少一种进行显示；

所述综合显示处理设备将所述视频采集设备采集的视频信息进行分屏显示。

上述进一步方案的有益效果如下：通过上述方案建立了数据显示对比体制，可以对多个传感器获得的同一数据进行对比、分析，以形成测试结果。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例1舰船装备的综合测试分析系统组成示意图；

图2为本发明实施例2舰船装备的综合测试分析系统组成示意图；

图3为本发明实施例2综合显示处理设备组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本发明的一个具体实施例，公开了一种舰船装备的综合测试分析系统，包括设置在舰船上的信息采集设备、电光转换器1、光纤交换机和综合显示处理设备。信息采集设备的输出端与电光转换器1的输入端连接，电光转换器1的输出端与光纤交换机的输入端连接。光纤交换机的输出端与综合显示处理设备的输入端连接。

信息采集设备：获取舰船装备的实时物理信息，例如舰船艏向、纵横摇角、温度、大气压、相对湿度、装备结构、受力和弹道信息等，并将所述实时物理信息转换成交流电信号，并将所述交流电信号传输至所述电光转换器1。

电光转换器1：将信息采集设备输出的交流电信号转换成光信号，并将所述光信号通过光纤电缆传输至所述光纤交换机；其也能够将光信号转换成电信号，应用时根据实际需求设置。

光纤交换机：将电光转换器1输出的光信号进行快速汇集，并将汇集的结果通过光纤电缆传输至综合显示处理设备。

综合显示处理设备：安装有测试软件，用于对输入的光信号进行数据提取、处理和显示。

实施时，设置多个信息采集设备，获取感兴趣的舰船装备的全部物理信息，并将所述全部物理信息转换成交流电信号，通过光纤通信网络传输至光纤交换机。该光纤交换机作为光纤通信网络的核心，将接收到的所有光信号进行快速汇集，并将汇集的结果通过光纤通信网络转发至综合显示处理设备。舰船上的专业技术人员在综合显示处理设备上，通过测试软件，对接收到的数据和视频进行处理、分析和显示。

与现有技术相比，本实施例提供的舰船装备的综合测试分析系统具有如下优点：第一，本实施例通过电光转换器1将信息采集设备采集的多路视频和数据信息转换成适合光纤通信网络传输的光信号，然后接入光纤通信网络进行信号传输，不但加快了信号的传输速率，且数据传输可靠、抗干扰能力强，满足舰船设备视频和数据的实时性录取要求，便于同步进行数据分析以及追溯试验的关键节点。第二，本实施例采用多种信息采集设备采集多种冗余的数据信息或视频信息，例如采用视频采集设备(高速摄像机、红外摄像机、SDI无人机)和数据采集设备(多种传感器)，通过合理搭配信息采集设备的种类、数量、布设方式和位置，可以一次采集所有舰船设备的全部信息，因此测试方法和测试设备实际上是通用的，并不需要针对一个特定的舰船设备而搭建专用的测试系统，在一定程度上节约了成本。第三，综合显示处理设备对光纤通信网络中的视频和数据进行统一分配管理以及显示控制，满足装备试验的特殊性要求。第四，信息采集设备采集的多路视频和数据之间彼此交互，信息冗余，有利于进行数据和视频的可靠性分析，相比某一舰船设备的专用测试系统而言，可获得的数据的可靠性明显更高。

实施例2

如图2所示，在上述实施例的基础上进行优化，信息采集设备包括视频采集设备和数据采集设备。视频采集设备包括高速摄像机、红外摄像机、SDI无人机，高速摄像机、红外摄像机和SDI无人机分别设置至少两个，用于从不同角度拍摄实时视频。由于当前海上舰船环境并不十分安全，例如可能遭受鱼类攻击，可能搭载简单的炮弹，本实施例基于此，SDI无人机布设于弹着点附近，用于监测弹着点，即监测弹丸的落地信息。而高速摄像机用于白天监测炮口和弹道状态，红外摄像机用于夜晚监测炮口和弹道状态，二者分别部署在炮口两侧。此外，可根据实际需要，将高速摄像机、红外摄像机、SDI无人机布设于其他位置。SDI无人机、高速摄像机、红外摄像机获取的单路监控视频帧率不大于30帧视频码流。

优选地，数据采集设备包括布设在舰船上的测速雷达、光纤航姿测量设备、气象仪、压力传感器，用于获取舰船艏向、纵横摇角、温度、大气压、相对湿度、装备结构、受力和弹道信息。测速雷达能够获取弹道信息，例如弹丸初速等，气象仪能够获取温度、大气压、相对湿度等信息，而压力传感器能够获取舰船设备在传感器布设位置处的受力信息。

优选地，光纤航姿测量设备采用AHRS6500光纤航姿设备，测量舰船艏向、纵横摇角等信息。该AHRS6500光纤航姿设备质量轻、结构紧凑，内置双天线GPS\BD卫星导航板卡，温度范围宽，能够适用于不同应用环境。

优选地，所述光纤交换机为OEC-1000S千兆以太网光纤收发器。该光纤交换机能够向用户提供100/1000Mbps以太网电信号的光纤传输。该光纤交换机为32口千兆光纤交换机，包括RJ45转换光纤接口。

优选地，舰船装备的综合测试分析系统还包括编码器和译码模块。所述编码器设置于每一视频采集设备和对应的电光转换器1之间。所述译码模块，采用硬件形式时设置于所述光纤交换机和综合显示处理设备之间，采用软件形式时设置于综合显示处理设备内，即软解。可选地，编码器可采用DS6601HFH/L视频编码器或DS-6704HW视频编码器。

优选地，舰船装备的综合测试分析系统，还包括存储设备和相应的电光转换器2，以及岸上指挥中心。所述岸上指挥中心包括岸上通信设备和岸上控制设备。存储设备通过所述电光转换器2与光纤交换机之间进行双向数据传输，存储设备包括设置于舰船上的本地硬盘和设置于岸上的远端磁盘阵列，分别可以设置一个或者多个。岸上通信设备，通过无线局域网或者卫星通信与光纤交换机之间进行双向数据传输。岸上控制设备对岸上通信设备接收到的数据和视频进行分析，并根据分析结果发出控制信号传输至岸上通信设备，再发送给该光纤交换机。本实施例中，本地硬盘的存储容量为4T，提供1天备份，远端磁盘阵列的存储容量为60T，提供30天备份。

优选地，综合显示处理设备包括数据接收与发送模块、数据显示模块、数据处理与分析模块、数据保存与备份模块。其连接关系如图3所示，相应的测试软件设计与上述模块一一对应，本领域技术人员能够理解设计设计上述模块采用的方法，此处不再一一赘述。

数据接收与发送模块，采用UDP协议，对输入的光信号进行数据和视频的提取，将提取得到的数据和视频发送至数据显示模块，或将数据处理与分析模块产生的数据和视频转化成相应光信号发送至光纤交换机。UDP协议采用数据报的形式，传输速度比较快，比TCP协议更加安全。并且，UDP协议没有TCP协议的握手、确认、重传等机制，与TCP协议相比，被黑客攻破漏洞的几率更小。

数据显示模块，将上述提取的数据和视频，以及通过所述数据处理与分析模块得到的数据和视频进行显示。

数据处理与分析模块，用于对所述提取的数据和视频进行处理和分析，产生适合实际需要的数据和视频。使用时，根据实际处理与分析需求进行编程设置。

数据保存与备份模块，用于将所述提取的数据和视频，以及所述适合实际需要的数据和视频保存到本地硬盘，并备份到远端磁盘阵列。

本实施例中，综合显示处理设备可以采用工控机并搭配多个显示屏来对接入的视频和数据进行统一分配管理，以及分屏控制。本实施例采用了9个显示屏，最高支持9路视频显示，一般采用1、4、9分屏显示，即每个显示屏内可同时显示1、4、9路视频信息，且单路视频帧率不大于30帧。工控机可以采用深圳市创智成科技股份有限公司生产的GK-GD01，内部安装有测试系统软件，该测试系统软件与上面的数据接收与发送模块、数据显示模块、数据处理与分析模块、数据保存与备份模块一一对应，本领域技术人员能够理解详细技术方案。显示屏的屏幕尺寸为40寸。

优选地，综合显示处理设备将数据采集设备采集的数据信息以曲线、条形图、圆饼图、表格等方式中至少一种进行显示，并将所述视频采集设备采集的视频信息进行分屏显示。

实施时，视频采集设备和数据采集设备获得的视频和数据信息以电信号通过电光转换器转换成光信号，上传光纤通信网络，综合显示处理设备通过配备的光口网卡计入光纤通信网络获取信息。信息采集设备采集的数据和视频，以及综合信息显示系统处理得出的数据和视频，能够借助光纤通信网络传输给岸上指挥中心，以期达到数据、视频远程实时监视，重点信息回放，历史数据回顾，信息综合分析处理和显示的目的，以期达到对装备试验数据的完整性收集，为装备后期测试评估提供有利支撑。

与现有技术相比，本实施例提供测试系统可以实现多种功能，例如比较多个舰船设备的信息，满足装备试验的特殊性要求。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种舰船装备的综合测试分析系统，其特征在于，包括设置在舰船上的信息采集设备、电光转换器1、光纤交换机和综合显示处理设备；

所述信息采集设备，用于获取舰船装备的实时物理信息，将所述实时物理信息转换成交流电信号，并将所述交流电信号传输至所述电光转换器1；

所述电光转换器1，用于将所述交流电信号转换为光信号，并将所述光信号传输至所述光纤交换机；

所述光纤交换机，用于将所述光信号进行汇集，并将结果传输至所述综合显示处理设备；

所述综合显示处理设备，用于对输入的光信号进行数据提取、处理和显示。

2.根据权利要求1所述的舰船装备的综合测试分析系统，其特征在于，所述信息采集设备包括视频采集设备和数据采集设备；

所述视频采集设备包括高速摄像机、红外摄像机、SDI无人机，所述高速摄像机、红外摄像机和SDI无人机分别设置至少两个，用于从不同角度拍摄实时视频；

所述数据采集设备包括测速雷达、光纤航姿测量设备、气象仪、压力传感器，用于获取舰船艏向、纵横摇角、温度、大气压、相对湿度、受力和弹道信息。

3.根据权利要求1或2所述的舰船装备的综合测试分析系统，其特征在于，还包括存储设备和电光转换器2，所述存储设备通过所述电光转换器2与光纤交换机之间进行双向数据传输；

所述存储设备包括设置于舰船上的本地硬盘和设置于岸上的远端磁盘阵列。

4.根据权利要求3所述的舰船装备的综合测试分析系统，其特征在于，还包括岸上指挥中心，所述岸上指挥中心包括岸上通信设备和岸上控制设备；

所述岸上通信设备，用于与所述光纤交换机通过无线局域网或卫星通信进行双向数据传输；

所述岸上控制设备，用于对所述岸上通信设备接收到的数据和视频进行分析，并根据分析结果发出控制信号传输至岸上通信设备。

5.根据权利要求4所述的舰船装备的综合测试分析系统，其特征在于，所述综合显示处理设备包括数据接收与发送模块、数据显示模块、数据处理与分析模块、数据保存与备份模块；

数据接收与发送模块，采用UDP协议，对所述输入的光信号进行数据和视频提取，将提取的数据和视频发送至数据显示模块，或将所述数据处理与分析模块产生的数据和视频转化成相应光信号发送至所述远端磁盘阵列和岸上通信设备；

数据显示模块，用于将所述提取的数据和视频，以及通过所述数据处理与分析模块得到的数据和视频进行显示；

数据处理与分析模块，用于对所述提取的数据和视频进行处理和分析，产生适合实际需要的数据和视频；

数据保存与备份模块，用于将所述提取的数据和视频，以及所述适合实际需要的数据和视频保存到本地硬盘，并备份到远端磁盘阵列。

6.根据权利要求2所述的舰船装备的综合测试分析系统，其特征在于，还包括编码器和译码模块；所述编码器设置于每一视频采集设备和对应的电光转换器1之间；所述译码模块设置于所述光纤交换机和综合显示处理设备之间，或设置于综合显示处理设备内。

7.根据权利要求1、2、4之一所述的舰船装备的综合测试分析系统，其特征在于，所述综合显示处理设备包括工控机和9个显示屏；

所述工控机为GK-GD01，内部安装有测试系统软件，用于对接入的视频和数据进行统一分配管理，以及分屏控制，最高支持9路视频显示，且单路视频帧率不大于30帧；

所述显示屏的屏幕尺寸为40寸。

8.根据权利要求6所述的舰船装备的综合测试分析系统，其特征在于，所述高速摄像机、红外摄像机、SDI无人机获取的单路视频帧率不大于30帧；

所述编码器为DS6601HFH/L视频编码器或DS-6704HW视频编码器。

9.根据权利要求1-2、4-6、8之一所述的舰船装备的综合测试分析系统，其特征在于，所述光纤交换机为OEC-1000S千兆以太网光纤收发器。

10.根据权利要求2、6、8之一所述的舰船装备的综合测试分析系统，其特征在于，所述综合显示处理设备将所述数据采集设备采集的数据信息以曲线、条形图、圆饼图、表格方式中至少一种进行显示；

所述综合显示处理设备将所述视频采集设备采集的视频信息进行分屏显示。