CN110027718B - 一种面向大型民用飞机驾驶舱的触摸显示控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面向大型民用飞机驾驶舱的触摸显示控制系统。该系统包括：接口处理模块、图形处理模块、图形处理模块载板、视频转换模块、触敏液晶显示模块、电源模块。该系统采用大尺寸触摸屏，减少驾驶舱内的按钮数量，为飞行员提供安全高效的人机接口，降低飞行员的工作负荷，进一步提高了飞行操作效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及航空电子领域，尤其涉及一种面向大型民用飞机驾驶舱的触摸显示控制系统。
背景技术
飞机驾驶舱显示控制系统是航空电子系统中的关键子系统之一，负责显示和控制机载设备通过总线传输而来的数据信息，是航空电子系统实现综合化和智能化的核心。驾驶舱显示控制系统为飞行员和飞机提供信息交互的接口，飞行员通过观察显示控制系统可以获取飞机飞行时的相关飞行信息，通过对显示控制系统发出飞行操作指令，可以完成飞行过程中的相关设置和操作。
随着民用飞机驾驶舱技术的发展，显示更加完整直观，控制更加简便智能成为驾驶舱显示控制技术的发展目标。大型民用飞机驾驶舱具有综合化、智能化等特点，高清晰大屏幕显示器的使用有助于飞行员大范围、全方位地了解飞机周围的情况，大大提高飞机的安全性和运营效率。在民用飞机中引入触摸屏技术，可以大大减少驾驶舱内的按钮数量，提高显示控制系统的综合化程度，减轻飞行员的工作负荷，提高飞行操作效率，目前触摸屏驾驶舱技术在现役的公务机和直升机已有少量应用。随着我国民用飞机制造业的发展，研制一种可面向大型民用飞机驾驶舱的触摸显示控制系统具有重要意义和价值。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种面向大型民用飞机驾驶舱的触摸显示控制系统。该触摸显示控制系统采用大尺寸触摸屏，减少驾驶舱内的按钮数量，为飞行员提供安全高效的人机接口，降低飞行员的工作负荷，进一步提高了飞行操作效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种面向大型民用飞机驾驶舱的触摸显示控制系统，包括：接口处理模块、图形处理模块、图形处理模块载板、视频转换模块、触敏液晶显示模块、电源模块；
所述接口处理模块提供显示器的输入输出接口数据处理功能，并与图形处理模块通信；
所述图形处理模块接收接口处理模块发送来的绘图指令，进行作图运算，生成DVI视频信号发送给图形处理模块载板；
所述图形处理模块载板接收图形处理模块、视频转换模块的视频信号进行图像处理，输出DVI视频信号；
所述视频转换模块具有ARINC818与DVI视频接口的转换功能，以实现将所述DVI视频信号转换为ARINC818信号；
所述触敏液晶显示模块接收并显示所述ARINC818信号。
进一步的，所述触敏液晶显示模块包括液晶显示单元和红外触摸单元；
其中，所述液晶显示单元接收所述图形处理模块载板输出的DVI视频信号并进行显示；
所述红外触摸单元提供所述触摸显示控制系统中的操作指令输入功能。
进一步的，所述电源模块为所述接口处理模块、所述图形处理模块、所述图形处理模块载板、所述视频转换模块、所述触敏液晶显示模块提供电源。
进一步的，所述接口处理模块与ARINC664、ARINC429、ARINC825、以太网接口、离散量接口通信相连，接收外部系统发送来的信号数据，计算后生成绘图指令，发送到所述图形处理模块。
进一步的，所述接口处理模块通过PCIE总线与所述图形处理模块进行通信。
进一步的，所述图形处理模块载板安装2个图形处理模块，可输出2路不同的显示画面；
所述2个图形处理模块输出的DVI视频信号都输出至图形处理模块载板，与视频转换模块输入的DVI视频信号叠加，实现图形生成和完整性监控功能。
进一步的，所述图形处理模块载板上安装FPGA芯片，用于接收和处理图形处理模块、视频转换模块发送过来的DVI视频信号；
所述视频转换模块接收输入的ARINC 818视频信号后，将其转换为DVI视频信号，输出至图形处理模块载板。
进一步的，所述红外触摸单元采集到的手指点击位置坐标后发送到图形处理模块，经过解算实现对画面的点击、放大、缩小、移动等操作。
进一步的，所述红外触摸单元与图像处理模块之间采用RS422接口通信。
本发明提供了一种面向大型民用飞机驾驶舱的触摸显示控制系统。该触摸显示控制系统采用大尺寸红外触摸屏显示器，通过采集飞行员的触摸手势作为输入，减少驾驶舱内的按钮数量，降低飞行员的工作负荷，提高了飞行操作效率。该触摸显示控制系统实现了飞行信息显示、机载软件驻留、飞行操作控制于一体的设计，整体设计架构简洁紧凑、高效智能。
附图说明
图1是本发明的显示器硬件原理示意图；
图2是本发明的显示控制软件架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明提供一种向大型民用飞机驾驶舱的触摸显示控制系统，该触摸显示控制系统包括显示器硬件和显示控制软件。显示器硬件原理示意如图1所示，接口处理模块与ARINC664总线接口、ARINC429总线接口、ARINC825总线接口、以太网接口、离散量输入接口、离散量输出接口、电源输入接口相连；接口处理模块通过PCIE总线与图形处理模块进行通信。视频转换模块将系统外部输入的ARINC818视频信号转换为DVI视频信号，输出至图形处理模块载板；图形处理模块进行作图运算，生成显示画面的DVI视频信号，输出至图形模块载板。图形处理模块载板上安装有2个图形处理模块和FPGA芯片。图形处理模块载板中的FPGA芯片负责处理图形处理模块输入的DVI视频与视频转换模块输入的DVI视频的叠加信号。触敏液晶显示模块接收图形处理模块载板输出的DVI视频信号，通过液晶显示单元显示画面信息。红外触摸单元采集到飞行员的手指点击位置坐标后发送到2个图形处理模块，经过解算实现对画面的操作。
显示器硬件中触敏液晶显示模块的尺寸为9×24英寸，为支持9×24英寸触摸显示器的全屏显示，需由一个图形处理模块上的同一图形处理器上完成左右半屏画面的绘制。正常工作时，图形处理模块1实现9×24英寸触摸显示器的全屏绘制，图形处理模块1所处理的是分辨率为全屏3200*1200的画面，完成画面绘制后，此全屏3200*1200的画面再以两路1600*1200分辨率的DVI视频信号输出到两个半屏，最终构成全屏画面显示。图形处理模块2作为备份图形处理模块同样输出两路与图形处理模块1显示内容相同的画面，当识别到模块1故障时，可切换由图形处理模块2输出显示画面。
红外触摸单元采用全双工RS422接口，速率为38400bps，2个RS422接口分别输出至两个图形处理模块；
本发明的显示控制软件架构如图2所示。显示控制软件驻留于显示器内的接口处理模块和图形处理模块上。显示控制软件包括平台软件和应用软件。
平台软件为驻留在显示器中的各应用软件提供分区和运行环境，包括板级支持包(BSP)、硬件驱动和核心操作环境。BSP负责初始化和控制目标板硬件，确保核心操作环境能够在该硬件平台正常运行。
硬件驱动功能初始化特定目标硬件，并根据操作系统定义的驱动模板提供硬件驱动，包括OpenGL驱动、各数据总线驱动等。核心操作环境对驻留在不同分区的应用软件进行强行隔离，负责管理平台资源和分区调度；
分区操作系统为应用软件提供类似传统操作系统功能的服务，包括进程调度、进程级健康监控、资源管理服务以及提供多种共享库和APEX接口服务。
应用软件驻留于图形处理模块中，完成图形生成功能。每个应用软件各自独立运行于平台软件提供的分区中，本发明的驻留应用软件包括显示管理软件、时钟应用软件、主飞行显示软件、发动机指示软件、水平状态指示应用软件、主地图应用软件、交通态势信息显示软件、场面引导信息显示软件、电子检查单软件、告警软件。根据设计需求，驻留应用软件的数量可以进行拓展。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.一种面向大型民用飞机驾驶舱的触摸显示控制系统，其特征在于，包括：接口处理模块、图形处理模块、图形处理模块载板、视频转换模块、触敏液晶显示模块、电源模块；
所述接口处理模块提供显示器的输入输出接口数据处理功能，并与图形处理模块通信；
所述图形处理模块接收接口处理模块发送来的绘图指令，进行作图运算，生成DVI视频信号发送给图形处理模块载板；
所述图形处理模块载板接收图形处理模块、视频转换模块的视频信号进行图像处理，输出DVI视频信号；
所述视频转换模块具有ARINC818与DVI视频接口的转换功能，以实现将所述DVI视频信号转换为ARINC818信号；
所述触敏液晶显示模块接收并显示所述ARINC818信号；
所述图形处理模块载板安装2个图形处理模块，可输出2路不同的显示画面；
所述2个图形处理模块输出的DVI视频信号都输出至图形处理模块载板，与视频转换模块输入的DVI视频信号叠加，实现图形生成和完整性监控功能。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述触敏液晶显示模块包括液晶显示单元和红外触摸单元；
其中，所述液晶显示单元接收所述图形处理模块载板输出的DVI视频信号并进行显示；
所述红外触摸单元提供所述触摸显示控制系统中的操作指令输入功能。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源模块为所述接口处理模块、所述图形处理模块、所述图形处理模块载板、所述视频转换模块、所述触敏液晶显示模块提供电源。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接口处理模块与ARINC664、ARINC429、ARINC825、以太网接口、离散量接口通信相连，接收外部系统发送来的信号数据，计算后生成绘图指令，发送到所述图形处理模块。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接口处理模块通过PCIE总线与所述图形处理模块进行通信。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图形处理模块载板上安装FPGA芯片，用于接收和处理图形处理模块、视频转换模块发送过来的DVI视频信号；
所述视频转换模块接收输入的ARINC 818视频信号后，将其转换为DVI视频信号，输出至图形处理模块载板。
7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述红外触摸单元采集到的手指点击位置坐标后发送到图形处理模块，经过解算实现对画面的点击、放大、缩小、移动操作。
8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述红外触摸单元与图像处理模块之间采用RS422接口通信。
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