SWDC-4航攝相機(jī)導(dǎo)航屏升級(jí)實(shí)施方法研究

朱長春 余曉艷 殷嘉磊 熊 一

（江西省地理國情監(jiān)測遙感院 江西南昌 330209）

1 研究目標(biāo)

我院采用的是由北京四維遠(yuǎn)見公司研發(fā)的SWDC-4數(shù)字航空攝影儀。SWDC-4數(shù)字航空攝影儀基于4臺(tái)Hasselblad H4D相機(jī)，經(jīng)過加固、精密單機(jī)檢校、平臺(tái)拼接、精密平臺(tái)檢校，配備測量型GPS接收機(jī)、航空攝影管理計(jì)算機(jī)、地面后處理計(jì)算機(jī)和大量的空中軟件、地面軟件，突破了輕小型化、高速同步曝光、高速存儲(chǔ)等核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了非專業(yè)量測相機(jī)在航測中應(yīng)用，極大地降低了航測成本。

在實(shí)際的航攝工作過程中，由于飛機(jī)上的機(jī)載定位系統(tǒng)與航攝儀內(nèi)置GPS無法同步位置信息，飛行員在實(shí)際飛行過程中無法實(shí)時(shí)了解實(shí)際飛行位置信息，導(dǎo)致了飛行軌跡、高度與設(shè)計(jì)的航線及高度存在較大的偏差，有可能導(dǎo)致航線重疊度與攝影分辨率無法滿足設(shè)計(jì)需求。

本研究項(xiàng)目針對(duì)該航攝儀這一設(shè)計(jì)缺陷，進(jìn)行升級(jí)改造，通過添加飛行員導(dǎo)航屏，使飛行員可以實(shí)時(shí)判斷飛行質(zhì)量和相機(jī)曝光情況，提高了該航攝儀使用中的精度。從而減少或避免了補(bǔ)飛的情況，并減少地面像控點(diǎn)的布設(shè)數(shù)量。

2 導(dǎo)航屏升級(jí)技術(shù)原理及實(shí)施方法

2.1 VGA視頻信號(hào)傳輸原理

VGA視頻信號(hào)傳輸原理（如圖1）。

圖1 VGA控制電路

計(jì)算機(jī)內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息，被顯卡中的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號(hào)和行、場同步信號(hào)，信號(hào)通過電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備中。對(duì)于模擬顯示設(shè)備，如模擬CRT顯示器，信號(hào)被直接送到相應(yīng)的處理電路，驅(qū)動(dòng)控制顯像管生成圖像。而對(duì)于LCD、DLP等數(shù)字顯示設(shè)備，顯示設(shè)備中需配置相應(yīng)的A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)[1]。

如圖2中顯示了VGA接口15針引腳定義（PIN表示“腳”的意思）

圖2 VGA接口15針管腳定義

1PIN——Red——模擬信號(hào)的“紅”

2PIN——Green——模擬信號(hào)的“綠”

3PIN——Blue——模擬信號(hào)的“藍(lán)”

4PIN——ID Bit

5PIN——N/C

6PIN——R.GND——模擬信號(hào)的“紅”的接地端

7PIN——G.GND——模擬信號(hào)的“綠”的接地端

8PIN——B.GND——模擬信號(hào)的“藍(lán)”的接地端

9PIN——No.Pin（備用）

10PIN——GND——數(shù)子信號(hào)的的接地端

11PIN——ID Bit——屏幕與主機(jī)之間的控制或地址碼

12PIN——ID Bit——屏幕與主機(jī)之間的控制或地址碼

13PIN——H Sync——數(shù)字的水平行場信號(hào)

14PIN——V Sync——數(shù)字的垂直行場信號(hào)

15PIN——N/C——接地端

根據(jù)傳輸原理，要獲得設(shè)備管理計(jì)算機(jī)輸入的顯示飛行狀態(tài)的VGA視頻信號(hào)，只需找到輸入的水平、垂直時(shí)序信號(hào)和RGB信號(hào)。

2.2 相關(guān)電路分析

以SWDC數(shù)字航空攝影儀內(nèi)部相關(guān)電路進(jìn)行分析。如圖3所示，航空攝影管理計(jì)算機(jī)共有11根輸入信號(hào)連接到顯示屏驅(qū)動(dòng)板，液晶屏驅(qū)動(dòng)板上包含主控芯片、MCU微控制器、ROM存儲(chǔ)器、電源模塊、電源接口、VGA視頻信號(hào)輸入接口、OSD按鍵板接口、高壓板接口、LVDS/TTL驅(qū)屏信號(hào)接口等部分[2]。我們分析圖4可知，管理計(jì)算機(jī)有9根輸入信號(hào)連接到VGA視頻信號(hào)接口上，從背面的針腳定義圖，分析出這9根信號(hào)分別是我們所需的水平、垂直時(shí)序信號(hào)和RGB信號(hào)以及相應(yīng)接地針腳。通過以上電路分析可知，只需將9根輸入信號(hào)進(jìn)行一分二分屏操作，即可將管理計(jì)算機(jī)傳輸?shù)娘w行狀態(tài)等信息視頻信號(hào)同時(shí)輸出到另一路顯示屏上。

圖3 SWDC-4顯示屏內(nèi)部電路

2.3 將主控平臺(tái)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行分屏操作

把輸入信號(hào)一分為二，一路輸入信號(hào)轉(zhuǎn)化為兩路輸出信號(hào)，一路仍輸出到主控平臺(tái)顯示屏，另一路則輸出到外接的領(lǐng)航屏，做到一路視頻輸入，兩路視頻輸出的效果。將輸入的9根視頻信號(hào)線路在接入到航攝儀內(nèi)部液晶屏驅(qū)動(dòng)板VGA視頻信號(hào)輸入接口的同時(shí)，焊接上另一路信號(hào)線，如圖5所示，并把這一路信號(hào)直接焊接到外置增加的VGA接口，供飛行員領(lǐng)航屏顯示設(shè)備連接，如圖6所示，而且要保證第二路的輸出線路的每條信號(hào)線長度一致。

圖4 液晶屏驅(qū)動(dòng)板背面

3 結(jié)束語

通過以上的設(shè)計(jì)與制作，并經(jīng)過九個(gè)航攝區(qū)的測試與實(shí)踐，效果非常好，飛行員可參照改造后的領(lǐng)航屏幕飛行，能看到飛機(jī)的飛行軌跡，可及時(shí)調(diào)整飛行路線，飛行精度大大提高，極大地減少了偏離航線和航高不穩(wěn)的情況，航線距離誤差可大大減小，航高穩(wěn)定性提高。這次的升級(jí)研究項(xiàng)目將會(huì)大大增強(qiáng)SWDC-4航攝儀的實(shí)際使用效果。

圖5 分屏線路

圖6 第二路輸出信號(hào)

研究項(xiàng)目于2017年11月28日獲中華人民共和國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的《實(shí)用新型專利證書》。

參考文獻(xiàn)：

[1]裘正定.計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2007.252

[2]趙新才.液晶顯示器驅(qū)動(dòng)板代換技法（一）[J].家電檢修技術(shù).2012.(5).316