RU2234727C1 - Устройство управления бортовой радиолокационной станцией с альтернативным каналом речевого управления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области средств управления при поиске цели. Технический результат заключается в повышении надежности управления самолетом. В предлагаемом устройстве управления бортовой радиолокационной станцией (БРЛС) параллельно с кнопочным управлением вводят альтернативный канал речевого управления БРЛС, преобразующий речевые команды, задаваемые летчиком, в цифровые сигналы. Эти сигналы в БЦВМ подвергают временной и спектральной обработке с целью получения параметров, характеризующих произнесенную команду. Речевую команду сравнивают с заранее полученным и хранящимся в памяти БЦВМ словарем эталонных речевых команд. Та из команд словаря, которая по своим параметрам наиболее близка к произнесенной команде, считается истинной. В БЦВМ происходит формирование управляющего кода, соответствующего данной команде. Полученную командную информацию передают в блоки БРЛС для управления режимами, а также на индикатор. 4 ил.

Description

Изобретение относится к области средств управления при поиске цели и предназначено для ввода управляющей информации как с помощью кнопок пульта управления, так и с помощью соответствующих им речевых команд, для управления бортовой радиолокационной станцией (БРЛС) на самолетах и вертолетах.

Известны устройства управления радиолокационными станциями самолетов, предназначенными для обнаружения и определения координат целей [1]. Увеличение числа решаемых задач, возлагаемых на самолет в последние десятилетия, привело к созданию многофункциональных самолетов-истребителей, которые применяются как для перехвата воздушных целей, так и для уничтожения наземных и надводных целей. Это, в свою очередь, привело к созданию многофункциональных бортовых радиолокационных систем, обеспечивающих пилота радиолокационной информацией при работе истребителя как по воздушным, так и наземным и надводным целям.

Результатом такого развития явилось создание бортовых радиолокационных систем, в которых количество режимов и подрежимов работы БРЛС исчисляется десятками. Это существенно повысило нагрузку на летчика по управлению работой БРЛС. Особенно это проявляется при пилотировании в сложных боевых условиях на одноместном самолете, когда летчик и оператор такой электронной системы одно и то же лицо. В настоящее время бортовые радиолокационные системы управляются летчиком с помощью кнопок, расположенных на многофункциональных пультах управления.

В качестве аналогов таких устройств управления БРЛС можно привести устройства управления БРЛС американской фирмы Хьюз APG-63 и APG-65. Из отечественных радиолокационных систем аналогом может быть радиолокационная станция "Градиент" [1]. В приведенных аналогах устройств управления БРЛС все операции по включению или переключению режимов работы БРЛС производятся летчиком вручную с помощью кнопок, что в определенной степени приводит к нарушению процесса управления самолетом.

Прототипом предлагаемого устройства управления БРЛС является устройство управления БРЛС "Копье" (FK03) разработки Российского ОАО "Корпорация "Фазотрон-НИИР" для самолета-истребителя МИГ-21 [2], в котором управление осуществляется летчиком вручную путем нажатия на кнопки, расположенные на многофункциональном пульте управления, размещенном на обрамлении индикатора.

Устройство управления БРЛС "Копье" содержит (фиг.1):

пульт управления 52, включающий элементы 1-30 и 53:

кнопки 1-20 управления режимами,

первый шифратор номера кнопки 21,

первый источник электропитания 22,

второй шифратор номера кнопки 23,

первый шифратор адреса кнопки 24,

второй шифратор адреса кнопки 53,

регистр ввода 25,

антидребезговую схему 26,

устройство ввода 27 в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) пульта управления,

ОЗУ 28 пульта управления,

первое устройство обмена 29 с БЦВМ,

первый тактовый генератор 30,

бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) 31,

включающую:

модуль последовательного кода 32, состоящий из

приемника 33 последовательного кода и формирователя 34 последовательного кода,

модуль 35 микроЭВМ, состоящий из устройства управления 36, ОЗУ 37 микроЭВМ и процессора 38, а также

модуль расширения интерфейса 39.

Сигналы управления с модуля расширения интерфейса 39 подаются на индикатор 40 и БРЛС 51.

Управление режимами и блоками в устройстве управления БРЛС "Копье" осуществляется с помощью кнопок 1-20 пульта управления 52.

При прохождении команды управления режимом от соответствующей кнопки через узлы пульта управления 52 происходит преобразование напряжения, приходящего по линии нажатой кнопки, в двоичный числовой код, состоящий из номера и адреса кнопки. Цифровой код, соответствующий нажатой кнопке, передается из пульта управления 52 в БЦВМ 31.

В БЦВМ 31 находится модуль 35 микроЭВМ, в котором происходит выделение номера и адреса кнопки из полученного цифрового кода. Номер кнопки помещается в ячейку памяти ОЗУ 37 микроЭВМ по выделенному адресу кнопки.

В модуле 35 микроЭВМ находится таблица соответствия номеров кнопки кодам управляющих сигналов.

Таким образом, в соответствии с номером кнопки в модуле 35 микроЭВМ происходит формирование кода управляющего сигнала, который из БЦВМ 31 поступает на блоки БРЛС 51 и индикатор 40.

На фиг.2 представлен вид индикатора с кнопками управления режимами БРЛС "Копье".

Название режима, соответствующего нажатой кнопке, обрамляется прямоугольником на индикаторе 40.

Недостатком такого устройства управления БРЛС является то, что для включения и переключения режимов работы БРЛС летчик вынужден снимать руки с органов управления самолетом. Такие действия приводят к нарушению процесса пилотирования и снижают эффективность управления самолетом.

Задачей изобретения является создание устройства управления БРЛС с альтернативным каналом речевого управления и устранение вследствие этого необходимости летчику снимать руки с органов управления самолетом при включении и переключении режимов работы БРЛС, то есть увеличение надежности управления самолетом.

Поставленная задача достигается тем, что в приведенное выше устройство управления БРЛС дополнительно введен альтернативный канал речевого управления, содержащий второй источник электропитания, ларингофон, микрофонный усилитель, второй тактовый генератор, таймер, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), устройство ввода в ОЗУ сигналов речи, ОЗУ сигналов речи, второе устройство обмена с БЦВМ, модуль мультиплексного канала, соединение которых с блоками устройства прототипа обеспечивает управление режимами работы БРЛС (включением и переключением) с помощью команд, задаваемых голосом летчика через ларингофон. Ниже приводится предлагаемое устройство управления БРЛС с альтернативным каналом речевого управления.

На фиг.1 представлена схема прототипа - устройства управления БРЛС "Копье".

На фиг.2 представлен вид индикатора с кнопками управления режимами БРЛС "Копье".

На фиг.3 представлена схема заявляемого устройства управления БРЛС с альтернативным каналом речевого управления.

На фиг.4 представлена функциональная схема алгоритма обработки речевых команд.

Устройство управления БРЛС с альтернативным каналом речевого управления содержит (фиг.3):

пульт управления 52, включающий элементы 1-30 и 53:

кнопки 1-20 управления режимами,

первый шифратор номера кнопки 21,

первый источник электропитания 22,

второй шифратор номера кнопки 23,

первый шифратор адреса кнопки 24,

второй шифратор адреса кнопки 53,

регистр ввода 25,

антидребезговую схему 26,

устройство ввода 27 в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) пульта управления,

ОЗУ 28 пульта управления,

первое устройство обмена 29 с БЦВМ,

первый тактовый генератор 30,

бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) 31, включающую:

модуль последовательного кода 32, состоящий из приемника 33 последовательного кода и формирователя 34 последовательного кода,

модуль 35 микроЭВМ, состоящий из устройства управления 36, ОЗУ 37 микроЭВМ и процессора 38,

модуль расширения интерфейса 39,

модуль мультиплексного канала 41,

второй источник электропитания 42,

ларингофон 43,

микрофонный усилитель 44,

второй тактовый генератор 45,

таймер 46,

аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 47,

устройство ввода 48 в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) сигналов речи,

ОЗУ сигналов речи 49,

второе устройство обмена 50 с БЦВМ.

Сигналы управления из модуля расширения интерфейса 39 подаются на индикатор 40 и БРЛС 51.

Заявляемое устройство управления бортовой радиолокационной станцией с альтернативным каналом речевого управления содержит бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) 31, включающую модуль 35 микроэлектронной вычислительной машины (микроЭВМ), состоящий из устройства управления 36, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 37 микроЭВМ, процессора 38, модуль расширения интерфейса 39 и модуль последовательного кода 32, состоящий из приемника 33 последовательного кода и формирователя 34 последовательного кода, а также пульт управления 52, содержащий кнопки 1-20 управления режимами, первый 21 и второй 23 шифраторы номера кнопки, первый 24 и второй 53 шифраторы адреса кнопки, первый источник электропитания 22, первый тактовый генератор 30, регистр ввода 25, антидребезговую схему 26, устройство ввода 27 в ОЗУ пульта управления, ОЗУ 28 пульта управления, первое устройство обмена 29 с БЦВМ, а также второй источник электропитания 42, ларингофон 43, микрофонный усилитель 44, второй тактовый генератор 45, таймер 46, АЦП 47, устройство ввода 48 в ОЗУ сигналов речи, ОЗУ сигналов речи 49, второе устройство обмена 50 с БЦВМ, модуль мультиплексного канала 41, причем

выход напряжения первого источника электропитания 22 соединен:

со входами электропитания кнопок 1-20 управления режимами;

с первым входом первого шифратора номера кнопки 21;

с первым входом второго шифратора номера кнопки 23;

с первым входом первого шифратора адреса кнопки 24;

с первым входом второго шифратора адреса кнопки 53;

с первым входом регистра ввода 25;

с первым входом антидребезговой схемы 26;

с первым входом устройства ввода 27 в ОЗУ пульта управления;

с первым входом ОЗУ 28 пульта управления;

с первым входом первого устройства обмена 29 с БЦВМ;

со входом первого тактового генератора 30;

первые выходы первой... одиннадцатой кнопок управления режимами для передачи номера кнопки соединены соответственно со вторым... двенадцатым входами первого шифратора номера кнопки 21;

первые выходы двенадцатой... двадцатой кнопок управления режимами для передачи номера кнопки соединены соответственно со вторым... десятым входами второго шифратора номера кнопки 23;

вторые выходы первой... одиннадцатой кнопок управления режимами для передачи адреса кнопки соединены соответственно со вторым... двенадцатым входами первого шифратора адреса кнопки 24;

вторые выходы двенадцатой... двадцатой кнопок управления режимами для передачи адреса кнопки соединены соответственно со вторым... десятым входами второго шифратора адреса кнопки 53;

первый... пятый выходы первого 21 шифратора номера кнопки для передачи номера кнопки соединены соответственно со вторым... шестым входами регистра ввода 25;

первый... четвертый выходы второго 23 шифратора номера кнопки для передачи номера кнопки соединены соответственно со вторым... пятым входами регистра ввода 25;

первый... пятый выходы первого 24 шифратора адреса кнопки для передачи адреса кнопки соединены соответственно с седьмым... одиннадцатым входами регистра ввода 25;

первый... четвертый выходы второго 53 шифратора адреса кнопки для передачи адреса кнопки соединены соответственно с седьмым... десятым входами регистра ввода 25;

первый... тринадцатый выходы регистра ввода 25 для передачи кода кнопки соединены соответственно со вторым... четырнадцатым входами антидребезговой схемы 26;

выход первого тактового генератора 30 для подачи тактовых импульсов соединен со вторым входом устройства ввода 27 в ОЗУ пульта управления и со вторым входом первого устройства обмена 29 с БЦВМ;

первый... тринадцатый выходы антидребезговой схемы 26 для передачи кода кнопки соединены с третьим... пятнадцатым входами устройства ввода 27 в ОЗУ пульта управления;

первый... тринадцатый выходы устройства ввода 27 в ОЗУ пульта управления для передачи кода кнопки соединены со вторым... четырнадцатым входами ОЗУ 28 пульта управления;

первый... тринадцатый выходы ОЗУ 28 пульта управления для передачи кода кнопки соединены с третьим... пятнадцатым входами первого устройства обмена 29 с БЦВМ;

выход первого устройства обмена 29 с БЦВМ для передачи последовательного кода соединен со входом приемника 33 последовательного кода, входящего в состав модуля последовательного кода 32;

первый выход формирователя последовательного кода 34, входящего в состав модуля последовательного кода 32, для передачи сигнала БЦВМ о готовности к приему информации соединен с шестнадцатым входом первого устройства обмена 29 с БЦВМ;

первый... шестнадцатый выходы приемника 33 последовательного кода, входящего в состав модуля последовательного кода 32 для передачи параллельного кода, соединены с первым... шестнадцатым параллельными входами модуля расширения интерфейса 39, с первым... шестнадцатым входами - выходами устройства управления 36, ОЗУ 37 микроЭВМ, процессора 38, с первым... шестнадцатым входами формирователя 34 последовательного кода, входящего в состав модуля последовательного кода 32, с первым... шестнадцатым входами - выходами модуля мультиплексного канала 41;

выходы модуля расширения интерфейса 39 для передачи сигналов управляющих кодов соединены с входами блоков БРЛС 51 и индикатора 40,

выход напряжения второго источника электропитания 42 соединен с:

входом второго тактового генератора 45,

первым входом таймера 46,

первым входом микрофонного усилителя 44,

первым входом АЦП 47,

первым входом устройства ввода 48 в ОЗУ сигналов речи,

первым входом ОЗУ сигналов речи 49,

первым входом второго устройства обмена 50 с БЦВМ;

выход второго тактового генератора 45 для подачи тактовых импульсов соединен со вторым входом таймера 46;

выход ларингофона 43 для передачи электрического сигнала соединен со вторым входом микрофонного усилителя 44;

выход микрофонного усилителя 44 для передачи аналогового сигнала соединен с третьим входом АЦП 47;

первый выход таймера 46 для передачи тактовой частоты соединен со вторым входом АЦП 47;

второй выход таймера 46 для передачи тактовой частоты соединен с восемнадцатым входом устройства ввода 48 в ОЗУ сигналов речи;

третий выход таймера 46 для передачи тактовой частоты соединен со вторым входом второго устройства обмена 50 с БЦВМ;

первый... шестнадцатый выходы АЦП 47 для передачи цифровой последовательности кодов соединены со вторым... семнадцатым входами устройства ввода 48 в ОЗУ сигналов речи;

первый... шестнадцатый выходы устройства ввода 48 в ОЗУ сигналов речи для передачи цифровой последовательности кодов соединены со вторым... семнадцатым входами ОЗУ сигналов речи 49;

первый... шестнадцатый выходы ОЗУ сигналов речи 49 для передачи цифровой последовательности кодов соединены с третьим... восемнадцатым входами второго устройства обмена 50 с БЦВМ;

первый выход второго устройства обмена 50 с БЦВМ для передачи сигнала включения соединен с третьим входом таймера 46;

второй выход второго устройства обмена 50 с БЦВМ для передачи цифровой последовательности кодов соединен с семнадцатым входом модуля мультиплексного канала 41;

семнадцатый выход модуля мультиплексного канала 41 для передачи сигнала готовности БЦВМ к приему информации соединен с девятнадцатым входом второго устройства обмена 50 с БЦВМ.

Рассмотрим, как работает заявляемое устройство. Управление режимами БРЛС производится как с помощью кнопок, так и с помощью соответствующих им речевых команд. Управление режимами с помощью кнопок осуществляется в пульте управления 52.

Учитывая, что принцип формирования команд управления режимами одинаков для всех кнопок, рассмотрим прохождение команды управления на примере одной кнопки.

При нажатии на пульте управления, например, кнопки 1 происходит замыкание цепи от первого источника электропитания 22 и изменение напряжения в линии, идущей на первый и второй шифраторы номера кнопки 21 и 23 с номинального напряжения 5 вольт (логический 0) на 0 вольт (логическая 1). В первом и втором шифраторах номера кнопки 21 и 23 происходит преобразование напряжения, приходящего по линии нажатой кнопки в двоичный числовой код, соответствующий номеру кнопки. В первом шифраторе номера кнопки 21 используются все пять выходов: 1-4 выходы - для передачи номера кнопок 1-11, 5-ый выход - для формирования дополнительного разряда, соответствующего номеру используемого шифратора номера кнопки (первого или второго). Во втором шифраторе номера кнопки 23 используются только 4 выхода, соответствующие номеру кнопки с 12 по 20.

Номер кнопки используется в процессоре 38 модуля 35 микроЭВМ, входящей в состав БЦВМ 31, где каждому номеру кнопки соответствует определенный код управляющего сигнала, соответствующий режиму управления БРЛС 51. Первый и второй шифраторы номера кнопки построены на микросхемах типа ИВ [3, стр. 212].

Количество входов и выходов в данных микросхемах рассчитано на преобразование информации в соответствии с количеством кнопок, равным 20.

В первом и втором шифраторах адреса кнопки 24 и 53 осуществляется преобразование напряжения, приходящего по линии нажатой кнопки, в двоичный числовой код, соответствующий адресу кнопки, используемому при обработке и хранении информации в БЦВМ. По адресу кнопки, сформированному в первом и втором шифраторах адреса кнопки 24 и 53, в ячейку памяти ОЗУ 37 микроЭВМ помещается номер кнопки. Первый и второй шифраторы адреса кнопки 24 и 53 построены аналогично шифраторам номера кнопки 21 и 23 на микросхемах типа ИВ.

Таким образом, с выхода шифраторов 21, 23 и 24, 53 на регистр ввода 25 поступает информация в виде 16-ти разрядного параллельного кода кнопки, включающего номер и адрес кнопки (1...5 разряды - номер кнопки, 9...13 разряды - адрес кнопки, 6...8 и 14...16 разряды не используются).

Для обеспечения последующего обмена между первым устройством обмена 29 и БЦВМ 31 на входе регистра ввода 25 формируют значения дополнительных разрядов 14...16, равные единице, путем подключения соответствующих линий устройства обмена 29 с БЦВМ к первому источнику электропитания 22.

Регистр ввода 25 служит для промежуточного хранения кода, включающего номер и адрес кнопки и представляет собой микросхему типа ИР [4, стр. 134].

Антидребезговая схема 26 предотвращает воздействие кратковременной дрожи сигнала, возникающей при нажатии кнопки, путем задержки выдачи кода на время неустойчивости замыкания контактов кнопки. Задержка достигается использованием регистров сдвига типа ИР [3, стр. 225], осуществляющих выдачу выходной информации через интервал времени, соответствующий устойчивому контакту (~10 мс).

Устройство ввода 27 в ОЗУ 28 пульта управления содержит регистр адреса, регистр данных, сумматор, схему сравнения объема поступившей информации с объемом ОЗУ. Оно передает код (номер и адрес) кнопки в ОЗУ 28 пульта управления. ОЗУ 28 пульта управления служит для хранения информации о нажатых кнопках на время обслуживания БЦВМ 31 других устройств, не имеющих отношение к данному устройству.

ОЗУ 28 пульта управления представляет микросхему памяти типа РУ [3, стр. 276] объемом 2 Кбайта.

Первый тактовый генератор 30 служит для синхронизации работы устройств 27 и 29. Он состоит из двух усилителей, охваченных положительной обратной связью с кварцем, стабилизирующим частоту колебаний ~100 кГц. Усилители являются ограничителями для формирования колебания типа "меандр" (тактовых импульсов).

С выхода первого тактового генератора 30 колебания типа "меандр" (тактовые импульсы) поступают в устройство ввода 27 в ОЗУ пульта управления и в первое устройство обмена 29 с БЦВМ.

Первое устройство обмена 29 с БЦВМ построено на микросхемах сдвиговых регистров типа ИР [3, стр. 225] и шинных формирователей - усилителей типа АП [4, стр. 72]. Устройство обмена 29 осуществляет преобразование кодов кнопок из параллельного кода в последовательный код. Это связано с особенностями обмена информацией с БЦВМ, которая последовательно принимает информацию из разных устройств. Последовательный код формируется в соответствии с ГОСТ 18977-79.

Коды кнопок поступают в модуль последовательного кода 32, состоящий из приемника последовательного кода 33 (ППК) и формирователя последовательного кода 34 (ФПК).

ППК 33 осуществляет преобразование последовательного кода, поступившего из устройства 29 в параллельный код (так как обмен информацией между узлами, входящими в БЦВМ, осуществляется в виде параллельного кода), выделение из поступившего кода кнопки ее адреса и номера и выдачу их в модуль 35 микроЭВМ при наличии запроса от устройства управления 36.

ФПК 34 формирует сигнал готовности БЦВМ к приему информации. Критерием готовности является окончание обработки в БЦВМ 31 информации, принятой на предыдущем этапе.

Модуль 35 микроЭВМ является типовым вычислительным устройством, построенным на базе микропроцессорного комплекта типа К1810 [5, стр.37], включающим в себя устройство управления 36, процессор 38 и ОЗУ 37 микроЭВМ.

Устройство управления 36 модуля 35 микроЭВМ обеспечивает передачу номера кнопки из модуля последовательного кода 32 в ОЗУ 37 микроЭВМ в соответствии с адресом кнопки. По полученному номеру нажатой кнопки в процессоре 38 модуля 35 микроЭВМ формируется код управляющего сигнала, соответствующий режиму управления БРЛС 51.

Код управляющего сигнала передается на индикатор 40 и БРЛС 51 через модуль расширения интерфейса 39, представляющий типовое устройство [5, стр.110]. Название режима управления БРЛС, соответствующее нажатой кнопке, обрамляется прямоугольником на индикаторе 40.

Так происходит формирование кнопочного управления БРЛС.

Рассмотренный выше процесс прохождения команды управления при нажатии кнопки показывает необходимость летчику знать расположение всех кнопок включения и переключения режимов работы БРЛС. При этом в процессе нажатия кнопок руки летчика сняты с органов управления самолетом, что в сложных условиях полета может привести к нарушению процесса пилотирования.

Поэтому возникает необходимость использования такого альтернативного канала передачи управляющей информации от летчика через БЦВМ к БРЛС, при котором бы снижалась физическая и информационная нагрузка на летчика и повышалась надежность управления самолетом.

В качестве такого альтернативного канала передачи информации предлагается использование речевых команд, соответствующих кнопкам управления режимами БРЛС и произносимым летчиком через ларингофон.

Рассмотрим прохождение одной из речевых команд управления (фиг.3).

Для приема речевой команды, произносимой летчиком, используется ларингофон 43, преобразующий пьезоэлектрические звуковые колебания, возникающие при речи, в электрический сигнал.

Микрофонный усилитель 44 в виде операционного усилителя, служит для усиления электрического сигнала до уровня, достаточного для действия аналого-цифрового преобразователя.

Второй тактовый генератор 45 через таймер 46 синхронизирует работу аналого-цифрового преобразователя 47, устройства ввода в ОЗУ сигналов речи 48 и второго устройства обмена 50 с БЦВМ.

Во втором тактовом генераторе 45 возбуждаются колебания стабильной частоты (~1 МГц). Он состоит из двух усилителей, охваченных положительной обратной связью с кварцем и являющихся ограничителями для формирования колебаний типа "меандр" (тактовых импульсов), которые с выхода второго тактового генератора поступают на таймер 46.

Таймер 46 служит для деления частоты с 1 МГц до 12 кГц, являющейся тактовой частотой АЦП 47, устройства ввода 48 в ОЗУ сигналов речи и второго устройства обмена 50 с БЦВМ.

Частота 12 кГц выбрана из условия теории обработки сигналов, при котором частота дискретизации АЦП должна в два раза превышать рассматриваемый диапазон речи (до 6 кГц) для исключения потери полезной информации в сигнале.

В качестве таймера используется микросхема типа ВИ [5, стр.205].

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 47 осуществляет преобразование аналогового сигнала речи в дискретную по времени последовательность 16-ти разрядных двоичных кодов (от 0000 0000 0000 0000 до 1111 1111 1111 1111) с частотой дискретизации 12 кГц и представляет стандартную микросхему, работающую по принципу выборки аналогового сигнала, кратковременного запоминания (хранения) и перевода в цифровую форму путем сравнения аналогового сигнала с порогами, соответствующими разным уровням сигнала. В качестве АЦП используется микросхема МАХ 1200 фирмы "MAXIM" [7, раздел 7, стр. 143].

Диапазон возможных значений аналогового сигнала соответствует 16-ти разрядному двоичному цифровому коду, где максимальному уровню сигнала соответствует цифровой код 1111 1111 1111 1111. Разные уровни сигнала определяются изменением амплитуды при произнесении различных звуков, составляющих речевую команду.

Устройство ввода 48 в ОЗУ сигналов речи осуществляет ввод цифровой последовательности кодов, полученной в АЦП 47, в ОЗУ сигналов речи 49. Устройство ввода 48 в ОЗУ сигналов речи представляет адаптер ввода вывода типа ВВ [6, стр. 95]. ОЗУ сигналов речи 49 обеспечивает хранение вводимой цифровой последовательности кодов и обновление при заполнении объема. ОЗУ сигналов речи 49 представляет стандартный набор микросхем памяти [3, стр. 276].

Второе устройство обмена 50 с БЦВМ обеспечивает прием от БЦВМ 31 сигнала готовности к приему и выдачу в БЦВМ 31 введенной и накопленной в ОЗУ сигналов речи 49 дискретной последовательности кодов, соответствующей речевой команде (по мультиплексному каналу информационного обмена (МКИО), ГОСТ 26765.52-87), а также обеспечивает прием из БЦВМ 31 и передачу на таймер 46 сигнала включения.

Информация передается в БЦВМ массивами по 256 байт (128 16-ти разрядных слов - выборок АЦП).

Второе устройство обмена 50 с БЦВМ построено на микросхемах типа ИР и АП.

Массив цифровой последовательности кодов, соответствующей речевой команде, накапливается в ОЗУ 36 микроЭВМ, входящей в состав БЦВМ 31. В модуле 35 микроЭВМ накопленный в ОЗУ 36 микроЭВМ массив цифровой информации обрабатывается во временной и в спектральной области с помощью программ, реализующих алгоритм обработки речевых команд.

Подробное описание алгоритма обработки речевых команд, происходящей в модуле 35 микроЭВМ, представлено в Приложении.

При обработке речевых команд модуль 35 микроЭВМ производит:

- предварительную обработку речевого сигнала,

- выделение временных интервалов и определение типа речевого сигнала,

- выделение сегментов речевых команд (РК),

- определение параметров сегментов РК в соответствии с типом речевого сигнала,

- выделение фонем, соответствующих сегменту РК,

- распознавание речевых команд на основе вычисления коэффициентов идентификации, показывающих меру близости совокупности фонем исходной команды и команды словаря.

В случае существенного превышения коэффициента идентификации для одной из команд по сравнению с коэффициентами идентификации для других команд, принимается решение о распознавании данной команды.

В модуле 35 микроЭВМ в соответствии с номером распознанной команды происходит формирование кода управляющего сигнала.

Код управляющего сигнала, содержащий название режима управления БРЛС и само управляющее воздействие, передается через модуль расширения интерфейса 39 на индикатор 40 и БРЛС 51. При этом название режима управления БРЛС, соответствующего произнесенной речевой команде, обрамляется прямоугольником на индикаторе 40.

В том случае, если при обработке получают близкие между собой коэффициенты идентификации для нескольких образцов речевых команд, то решение об идентификации не принимается и формируется запрос системы о повторном произнесении команды с выдачей сообщения на индикаторе 40.

Заявляемое устройство управления БРЛС с альтернативным каналом речевого управления позволяет управлять режимами работы БРЛС как с использованием рук при нажатии кнопок управления режимами, так и без использования рук путем произнесения речевых команд, что способствует повышению надежности управления самолетом в сложных условиях, особенно в случаях, когда летчик и оператор БРЛС одно и то же лицо. Кроме того, при использовании заявляемого устройства снижается физическая и информационная нагрузка на летчика, что ведет к более эффективной работе пилота при управления самолетом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Радиолокационные системы воздушных судов. Под ред. П.С.Давыдова. Изд. Транспорт, М., 1988.

2. Изделие "Копье" (FK 03). Руководство по технической эксплуатации ЮСТИ. 461131. 007РЭ, часть 1. ОАО " Корпорация "Фазотрон-НИИР", г. Москва. 2000, стр. 39-42.

3. Интегральные микросхемы. Энергоатомиэдат. Справочник, г. Москва. 1985.

4. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Изд. Радио и связь. Справочник. 1989.

5. Микропроцессорный комплект К 1810. Справочная книга. Изд. Высшая школа, г. Москва. 1990.

6. Щелкунов Н.Н, Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы. Изд. Радио и связь. 1989.

7. MAXIM. 2000 NEW REALEASES DATA BOOK. Volume IX.2000.

Claims (1)

1. Устройство управления бортовой радиолокационной станцией (БРЛС) с альтернативным каналом речевого управления, содержащее бортовую управляющую вычислительную машину (БЦВМ), включающую модуль микроэлектронной вычислительной машины (микроЭВМ), состоящий из устройства управления, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) микроЭВМ и процессора и предназначенный для формирования кода сигнала управления режимами БРЛС, модуль расширения интерфейса и модуль последовательного кода, состоящий из приемника последовательного кода и формирователя последовательного кода, а также пульт управления, содержащий кнопки управления режимами, первый и второй шифраторы номера кнопки, первый и второй шифраторы адреса кнопки, первый источник электропитания, первый тактовый генератор, регистр ввода, антидребезговую схему, устройство ввода в ОЗУ пульта управления, ОЗУ пульта управления, первое устройство обмена с БЦВМ, причем выход первого источника электропитания соединен со входами кнопок управления режимами, с первым входом первого шифратора номера кнопки; с первым входом второго шифратора номера кнопки; с первым входом первого шифратора адреса кнопки; с первым входом второго шифратора адреса кнопки; с первым входом регистра ввода; с первым входом антидребезговой схемы; с первым входом устройства ввода в ОЗУ пульта управления; с первым входом в ОЗУ пульта управления; с первым входом первого устройства обмена с БЦВМ; со входом первого тактового генератора; первые выходы с первой по одиннадцатую кнопок управления режимами соединены со второго по двенадцатый входами первого шифратора номера кнопки, первые выходы с двенадцатой по двадцатую кнопок управления режимами соединены со второго по десятый входами второго шифратора номера кнопки; вторые выходы с первой по одиннадцатую кнопок управления режимами соединены со второго по двенадцатый входами первого шифратора адреса кнопки; вторые выходы с двенадцатой по двадцатую кнопок управления режимами соединены со второго по десятый входами второго шифратора адреса кнопки; с первого по пятый выходы первого шифратора номера кнопки соединены со второго по шестой входами регистра ввода; с первого по четвертый выходы второго шифратора номера кнопки соединены со второго по пятый входами регистра ввода; с первого по пятый выходы первого шифратора адреса кнопки соединены с седьмого по одиннадцатый входами регистра ввода; с первого по четвертый выходы второго шифратора адреса кнопки соединены с седьмого по десятый входами регистра ввода; с первого по тринадцатый выходы регистра ввода соединены со второго по четырнадцатый входами антидребезговой схемы; первый выход первого тактового генератора соединен со вторым входом устройства ввода в ОЗУ пульта управления и со вторым входом устройства обмена с БЦВМ; с первого по тринадцатый выходы антидребезговой схемы соединены с третьего по пятнадцатый входами устройства ввода в ОЗУ пульта управления; с первого по тринадцатый выходы устройства ввода в ОЗУ пульта управления соединены со второго по четырнадцатый входами ОЗУ пульта управления; с первого по тринадцатый выходы ОЗУ пульта управления соединены с третьего по пятнадцатый входами первого устройства обмена с БЦВМ; выход первого устройства обмена с БЦВМ соединен с входом приемника последовательного кода, входящего в состав модуля последовательного кода; первый выход формирователя последовательного кода, входящего в состав модуля последовательного кода, соединен с шестнадцатым входом первого устройства обмена с БЦВМ; со второго по семнадцатый выходы приемника последовательного кода, входящего в состав модуля последовательного кода, соединены с первого по шестнадцатый параллельными входами модуля расширения интерфейса, с первого по шестнадцатый входами-выходами устройства управления, ОЗУ микроЭВМ, процессора, с первого по шестнадцатый входами формирователя последовательного кода, входящего в состав модуля последовательного кода; выходы модуля расширения интерфейса соединены со входами БРЛС и индикатора, отличающееся тем, что в него введен альтернативный канал речевого управления, содержащий второй источник электропитания, ларингофон, микрофонный усилитель, второй тактовый генератор, таймер, АЦП, устройство ввода в ОЗУ сигналов речи, ОЗУ сигналов речи, второе устройство обмена с БЦВМ, модуль мультиплексного канала, при этом выход второго источника электропитания соединен с первым входом второго тактового генератора, первым входом таймера, первым входом микрофонного усилителя, первым входом АЦП, первым входом устройства ввода в ОЗУ сигналов речи, первым входом ОЗУ сигналов речи, первым входом второго устройства обмена с БЦВМ; выход второго тактового генератора соединен со вторым входом таймера; выход ларингофона соединен со вторым входом микрофонного усилителя; выход микрофонного усилителя соединен с третьим входом АЦП; первый выход таймера соединен со вторым входом АЦП; второй выход таймера соединен с восемнадцатым входом устройства ввода в ОЗУ сигналов речи; третий выход таймера соединен со вторым входом второго устройства обмена с БЦВМ; с первого по шестнадцатый выходы АЦП соединены со второго по семнадцатый входами устройства ввода в ОЗУ сигналов речи; с первого по шестнадцатый выходы устройства ввода в ОЗУ сигналов речи соединены со второго по семнадцатый входами ОЗУ сигналов речи; с первого по шестнадцатый выходы ОЗУ сигналов речи соединены с третьего по восемнадцатый входами второго устройства обмена с БЦВМ; первый выход второго устройства обмена с БЦВМ соединен с третьим входом таймера; второй выход второго устройства обмена с БЦВМ соединен с семнадцатым входом модуля мультиплексного канала; с первого по шестнадцатый входы-выходы модуля мультиплексного канала соединены со второго по семнадцатый выходами приемника последовательного кода, входящего в состав модуля последовательного кода, с первого по шестнадцатый параллельными входами модуля расширения интерфейса, с первого по шестнадцатый входами-выходами устройства управления, ОЗУ микроЭВМ, процессора модуля микроЭВМ, который предназначен дополнительно для обработки речевых команд, с первого по шестнадцатый входами формирователя последовательного кода, входящего в состав модуля последовательного кода; семнадцатый выход модуля мультиплексного канала соединен с девятнадцатым входом второго устройства обмена с БЦВМ.

Images