非致命武器無人作戰(zhàn)平臺的總體設(shè)計

摘 要：為有效提升武警部隊在處置大規(guī)模群體事件中的處置能力，增強(qiáng)對指揮員、戰(zhàn)斗員的保護(hù)。本文開展了無人車非致命性武器平臺的研究，主要是對武器平臺的操控平臺進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：無人車；非致命；武器平臺

中圖分類號：E072 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）27-0332-01

1 引 言

在出現(xiàn)大規(guī)模群體性事件時，武警部隊出動無人車去攔截，通過攝像頭采集視頻，利用無線網(wǎng)絡(luò)，然后傳輸?shù)讲倏嘏_，操作人員通過觀測操控臺上的視頻，根據(jù)事態(tài)發(fā)展的情況來選擇相應(yīng)的武器。

2 總體設(shè)計

非致命武器無人作戰(zhàn)平臺系統(tǒng)由中央控制模塊、外圍設(shè)備、通信系統(tǒng)和操控臺這幾個部分組成，如圖1所示。

2.1 武器平臺控制系統(tǒng)的主要模塊劃分

（1）中央控制模塊

它是以TQ2440開發(fā)板（下稱開發(fā)板）為核心，板上的CPU是S3C2440，它主要負(fù)責(zé)將平臺上視頻流數(shù)據(jù)打包發(fā)送給操控臺；接收操控臺數(shù)據(jù)包，然后解壓，通過本文制定好的命令格式，然后進(jìn)行匹配，從而達(dá)到控制外圍各個設(shè)備的目的。

（2）數(shù)據(jù)通信模塊

本文采用無線傳輸方式，選用了無線路由器，無線網(wǎng)卡，構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)?；赥CP協(xié)議，確保將控制命令包準(zhǔn)確無誤的傳輸?shù)轿淦髌脚_；基于UDP協(xié)議來傳輸視頻數(shù)據(jù)。

（3）外圍設(shè)備控制模塊

外圍設(shè)備有：升降臺、攝像機(jī)、激光測距儀，云臺、攝像頭、激光測距儀，非致命性武器有激光眩目器和防暴發(fā)射器。

（4）操控臺

操控臺主要是由PC和操縱桿組成的。在PC上有主控程序，主要包括控制各設(shè)備的開關(guān)：視頻、升降機(jī)、防暴發(fā)射器、激光眩目器、激光測距儀、云臺。操縱桿通過USB接口連接到PC上。

2.2 武器平臺的布局

防暴發(fā)射器位于平臺最前端，它放置在升降機(jī)上，當(dāng)執(zhí)行任務(wù)時，升降機(jī)升起來，當(dāng)不執(zhí)行任務(wù)時，升降機(jī)就降下來；位于防暴發(fā)射器之后的是激光眩目器，使用時，把防暴發(fā)射器降下，接通電源，發(fā)出激光；位于平臺最后排的是云臺，云臺上有激光測距儀和攝像頭。

3 非致命武器平臺系統(tǒng)的硬件設(shè)計

本文武器平臺的硬件如下，如圖2所示。

（1）開發(fā)板：本文采用的開發(fā)板TQ2440，其上有JTAG接口、GPIO接口、RS232接口、USB接口等。

（2）無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備：本文采用的是comfast CF-E316N V2無線路由器和AzureWave無線網(wǎng)卡來建立一個無線網(wǎng)絡(luò)。

（3）視頻圖像采集設(shè)備：本文采用的是HOKUTO-242X攝像機(jī)。

（4）云臺、升降機(jī)運(yùn)動控制設(shè)備：云臺采用舵機(jī)來轉(zhuǎn)動，升降機(jī)和武器角度調(diào)整使用DM3910L步進(jìn)電機(jī)。

（5）武器系統(tǒng)：九管防暴發(fā)射器、激光眩目器。

4 非致命武器平臺系統(tǒng)的軟件設(shè)計

本文采用客戶端/服務(wù)器模式（C/S模式），無人車是服務(wù)器，操控臺是客戶端[1]。

（1）無人車端軟件組成：

①嵌入式Linux系統(tǒng)。

②無線網(wǎng)卡及攝像頭驅(qū)動。

③視頻采集及視頻傳輸程序（采用V4L2接口函數(shù)）。

④主程序接收到操控臺命令，然后調(diào)用驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)操控（Socket編程實現(xiàn)）。

⑤各種電機(jī)驅(qū)動和武器驅(qū)動。

（2）操控臺端軟件組成：

①與武器平臺的人機(jī)交互程序（包括視頻顯示、運(yùn)動控制、武器控制），由QTCreator編寫。

②調(diào)用動態(tài)數(shù)據(jù)庫winmm.dll來接收操縱桿的輸入，實現(xiàn)對操縱桿輸入的讀取，從而實現(xiàn)控制前方武器平臺的作用。

（3）武器平臺軟件主要工作流程如下：

操控臺向武器平臺發(fā)射啟動命令，然后武器平臺軟件啟動，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后啟動無人車所攜帶的外部設(shè)備，接著武器平臺等待操控臺的下一步指令。為了完成本文所需要的通信任務(wù)，本文將操控臺與武器平臺之間建立兩條連接，一條負(fù)責(zé)視頻傳輸，另一條負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)包的傳輸。同時在控制數(shù)據(jù)包的主線程下，又分為好幾個線程，利用多線程技術(shù)，完成武器驅(qū)動的調(diào)用，各種數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

5 本章小結(jié)

本文對無人車作戰(zhàn)平臺的硬件進(jìn)行了布局設(shè)計，在軟件設(shè)計中，本文采用C/S模式，應(yīng)用Linux嵌入式開發(fā)技術(shù)對武器平臺的硬件設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動開發(fā)；將應(yīng)用QTCreator對主控臺的主控程序進(jìn)行編寫，利用動態(tài)數(shù)據(jù)庫winmm.dll來接收操縱桿的輸入。

參考文獻(xiàn)

[1]才科扎西.C/S體系結(jié)構(gòu)的探討[J].西北民族大學(xué)學(xué)報，2008，29（3）：5～8.

收稿日期：2018-8-12