光电吊舱按钮控制系统及其控制方法与流程

技术领域

本发明涉及光电吊舱控制领域，具体地涉及一种光电吊舱按钮控制系统及其控制方法。

背景技术：

吊舱是指安装有某机载设备或武器，并吊挂在机身或机翼下的流线型短舱段。光电吊舱为吊舱的一种，通常安装有前视红外摄像机、电视摄像机和激光指示器/ 测距仪等光学传感器。按功用目前主要有机载导航吊舱和瞄准吊舱两类。随着精确制导武器技术的不断发展，航空光电吊舱已成为战机精确打击系统中的重要组成部分。它隔离载机的姿态变化和机械振动对光学传感器指向的影响，同时，它利用光学传感器完成对目标的搜索、定位和跟踪。

目前，光电吊舱的控制一般是通过力敏按钮感应拇指的按压力度，将其转换为相应的控制电压信号，进而控制光电吊舱的转动（俯仰、方位）。然而，力敏按钮输出信号和拇指的按压力度为线性正比关系，在进行光电吊舱操作时存在小角度机动过于灵敏而大角度机动不够快速的问题。

因此，为了提高操作人员控制光电吊舱转动的准确性和灵活性，需要一种力敏按钮控制系统及其控制方法，以解决其小角度机动过于灵敏和大角度机动不够快速的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提高光电吊舱转动的准确性和灵活性。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种光电吊舱按钮控制系统。所述光电吊舱按钮控制系统包括：按钮、与所述按钮连接用于将所述按钮的位置和/或压力变化所产生的模拟量转化为数字量的转换器、对所述数字量进行算法处理以生成吊舱控制信号的处理单元以及接收所述吊舱控制信号控制吊舱执行相应动作的控制器。

优选地，所述光电吊舱按钮控制系统包括与所述处理单元连接的第一判断单元，用于在判断处理单元输出的信号超出预设幅值时，输出所述预设幅值作为吊舱控制信号。

优选地，所述光电吊舱按钮控制系统包括与所述转换器连接的第二判断单元，用于在判断所述转换器输出的数字量合理时，将所述数字量传输至所述处理单元进行算法处理。

优选地，所述光电吊舱按钮控制系统包括与所述按钮连接的信号调整电路，用于对所述按钮信号进行抗混叠滤波和幅值转换处理。

优选地，所述按钮为压力敏感按钮。

优选地，所述处理单元中的算法为：y=kx³+b或y=kx²+b；

其中，x为按钮经A/D转换后的数据，y为算法处理后的数据，k为增益系数，b为系统偏置常数。

优选地，所述k=1，b=0。

根据本发明的另一方面，提供了一种光电吊舱按钮控制系统的控制方法，包括步骤：（101）将按钮的位置和/或压力变化所产生的模拟量转化为数字量；（102）对所述数字量进行算法处理，并处理后的数字信号作为吊舱控制信号输送至控制器；（104）根据所述吊舱控制信号控制吊舱执行相应动作。

优选地，在所述步骤（102）之后步骤（104）之前还包括如下步骤：（103）判断经步骤（102）算法处理后的数字信号是否超出预设幅值，如否，则输出经步骤（102）处理后的数字信号作为吊舱控制信号；如是，则输出所述预设幅值作为吊舱控制信号。

优选地，所述算法处理具体为：y=kx³+b 或y=kx²+b；其中，x为按钮经A/D转换后的数据，y为算法处理后的数据，k为增益系数，b为系统偏置常数；所述k=1，b=0。

本发明的系统通过增加处理单元，对按钮的位置和/或压力变化所产生的模拟量所对应的数字量进行算法处理，将按钮的输出信号与拇指的按压力度之间的线性正比关系变换为指数关系，进而解决了光电吊舱操作时存在的小角度机动过于灵敏，而大角度机动不够快速的问题。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有的光电吊舱按钮控制系统的原理图；

图2是本发明一种实施方式的光电吊舱按钮控制系统的原理图；

图3是本发明另一种实施方式的光电吊舱按钮控制系统的原理图；

图4是本发明另一种实施方式的光电吊舱按钮控制系统的原理图；

图5是本发明一种实施方式的按钮处理算法曲线示意图；

图6是本发明一种实施方式的光电吊舱按钮控制系统的控制方法流程图；

图7是本发明一种实施方式的按钮数据处理方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明公开了一种光电吊舱按钮控制系统，该光电吊舱按钮控制系统包括：按钮100、与按钮100连接用于将按钮100的位置和/或压力变化所产生的模拟量转化为数字量的转换器200、对数字量进行算法处理以生成吊舱控制信号的处理单元300以及接收吊舱控制信号，控制吊舱执行相应动作的控制器400。在这种情况下，本发明的光电吊舱按钮控制系统通过处理单元300对按钮信号进行算法处理，具体地，通过将按钮的输出信号与拇指的按压力度之间的线性正比关系变换为指数关系，使操作人员可以更准确的操作光电吊舱，光电吊舱的响应更加准确和快速。

进一步地，光电吊舱按钮控制系统包括与处理单元300连接的第一判断单元500。第一判断单元用于在判断处理单元300输出的信号超出预设幅值时，输出预设幅值作为吊舱控制信号。另外，光电吊舱按钮控制系统还包括与转换器200连接的第二判断单元600，用于在判断转换器200输出的数字量合理时，将数字量传输至处理单元300进行算法处理。在这种情况下，系统首先通过第二判断单元600判断力敏按钮的输入数据是否合理，如果数据不合理，则返回转换器200重新等待输出。如果数据合理，则输入处理单元300进行相应算法处理。然后，通过第一判断单元500进行输出是否超限判断，如果超出限值则输出最大限值，没有超限则直接输出。由此，保证了光电吊舱工作的可靠性。

为了保证按钮数据在进入转换器200之前能够进行合理的抗混叠滤波和幅值转换处理，光电吊舱按钮控制系统包括与按钮100连接的信号调整电路700。优选地，按钮100为压力敏感按钮（力敏按钮）。在这种情况下，力敏按钮信号首先经过信号调整电路进行抗混叠滤波和幅值转换，之后，单片机（MCU）转换器200对其进行模数转换。

在本发明的一个优选的实施方式中，处理单元300中的算法为：y=kx³+b或y=kx²+b；其中，x为按钮经A/D转换后的数据，y为算法处理后的数据，k为增益系数，b为系统偏置常数。具体地，k=1，b=0。在这种情况下，如图5所示，当进行光电吊舱小范围精准操作时，经过算法处理要比未经过算法处理的操作更加灵敏和精准。而当进行光电吊舱大范围精准操作时，经过算法处理要比未经过算法处理的操作更加快速。由此可见，本发明的系统一方面提高了小角度机动的精度，另一方面提高大角度机动的快速性。

另外，本发明还提供了一种光电吊舱按钮控制系统的控制方法，包括步骤：（101）将按钮的位置和/或压力变化所产生的模拟量转化为数字量；（102）对所述数字量进行算法处理，并处理后的数字信号作为吊舱控制信号输送至控制器；（103）判断经步骤（102）算法处理后的数字信号是否超出预设幅值，如否，则输出经步骤（102）处理后的数字信号作为吊舱控制信号；如是，则输出所述预设幅值作为吊舱控制信号。（104）根据所述吊舱控制信号控制吊舱执行相应动作。优选地，算法处理具体为：y=kx³+b 或y=kx²+b；其中，x为按钮经A/D转换后的数据，y为算法处理后的数据，k为增益系数，b为系统偏置常数；所述k=1，b=0。上述控制方法可以改善传统力敏按钮进行光电吊舱操作时的不准确性，提高操作人员的舒适性和工作效率，且算法简单、可靠。

综上所述，本发明通过增加处理算法对力敏按钮数据进行处理，且对算法处理后数据进行超限判断，既提高了小角度机动的精度，又提高了大角度机动的快速性。因此，本发明的光电吊舱按钮控制系统及其控制方法，可优先适用于需要对小范围进行精准操作和大范围进行快速操作的使用环境。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。