92419部隊(duì) 魏曉恒 李紅泉

某圖像記錄儀輸出故障的排除方法

92419部隊(duì) 魏曉恒 李紅泉

本文針對某型裝備任務(wù)設(shè)備視頻記錄儀工作異常，從工作原理著手，進(jìn)行機(jī)理分析，建立故障樹，逐層深入排查，最終完成故障定位和排除，此方法可給同類設(shè)備故障排除提供一種借鑒。

視頻記錄儀；故障；排故

1.引言

20世紀(jì)60年代以來，無人機(jī)以其獨(dú)有的低成本和零傷亡的優(yōu)勢，在多次局部戰(zhàn)爭中成功執(zhí)行了戰(zhàn)場偵察、雷達(dá)誘餌和目標(biāo)指示等多種任務(wù)，因此受到越來越多國家的重視，得到迅猛發(fā)展。目前從事研究和生產(chǎn)無人機(jī)的有美國、俄羅斯、以色列、法國、英國和南非等近30個(gè)國家，無人機(jī)基本數(shù)量已增加到300多種[1]。隨著光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的發(fā)展，一些先進(jìn)的傳感器和信息傳輸設(shè)備相繼出現(xiàn)，無人機(jī)機(jī)載偵察設(shè)備的性能有了顯著的提高，能夠?qū)崟r(shí)傳輸?shù)臄?shù)碼相機(jī)取代了膠片航空偵察相機(jī)，現(xiàn)場直播已成為各類偵察活動(dòng)的主要媒體形式，一些無人機(jī)大國甚至已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了偵察打擊一體化。

以情報(bào)收集、陣地位置標(biāo)識和戰(zhàn)場損失評估等為目的的偵查往往需要高清晰度的圖像或者圖片信息，但空中環(huán)境因素對最終的圖像質(zhì)量影響遠(yuǎn)比地面大得多，再加上受數(shù)據(jù)鏈路帶寬限制，實(shí)時(shí)傳輸?shù)膱D像清晰度往往達(dá)不到要求。因此一般大中型偵察無人機(jī)上都搭載了相應(yīng)的視頻圖像記錄設(shè)備，可在無人機(jī)返航后通過相應(yīng)接口設(shè)備導(dǎo)出數(shù)據(jù)，用于情報(bào)的事后分析和處理。

本文討論的某型無人機(jī)裝備的視頻圖像記錄儀就屬于此類設(shè)備，它是機(jī)載任務(wù)設(shè)備的一部分，用于視頻圖像信號實(shí)時(shí)采集和數(shù)字壓縮存儲，主要由PC主機(jī)板、圖像采集與壓縮卡、電子硬盤等組成，待飛機(jī)降落后，可利用USB接口或網(wǎng)口將其中記錄的數(shù)據(jù)導(dǎo)出[3]。下載內(nèi)容的格式滿足通用性，可在一般視頻軟件上播放、編輯，顯示局部信息。

2.故障機(jī)理

2.1 故障現(xiàn)象描述

對于長航時(shí)監(jiān)控?zé)o人機(jī)，記錄的數(shù)據(jù)量一般都很大，因此視頻圖像記錄設(shè)備一般采取分段保存的模式，每一段都自動(dòng)產(chǎn)生文件編號，方便下載和查詢。

文中使用的無人機(jī)，飛行結(jié)束后，使用導(dǎo)出設(shè)備可以看到紀(jì)錄以內(nèi)已經(jīng)存在了超過10GB的視頻圖像，但只有兩個(gè)文件編號，第一個(gè)為初始60分鐘正常生成的約2.8GB的文件，第二個(gè)為剩余時(shí)間的生成的大于8GB的文件。第二個(gè)文件無法正常下載，反復(fù)插拔連接件和重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，該問題依舊存在。

2.2 故障分析及故障定位

圖1 定時(shí)器中斷流程

經(jīng)分析后認(rèn)為能夠引起記錄儀工作異常的故障有兩種：硬件故障和軟件故障。

（1）硬件故障

多次地面測試后，發(fā)現(xiàn)記錄儀可以正常的啟動(dòng)和記錄，只是數(shù)據(jù)無法正常分段和下載。分析后認(rèn)為是由于地面計(jì)算機(jī)硬盤采用的是FAT32格式，此格式不支持超過4GB的文件，所以無法下載生成的大文件。實(shí)際上，如果圖像數(shù)據(jù)下載使用的計(jì)算機(jī)Windows操作系統(tǒng)采用NTFS文件系統(tǒng)（現(xiàn)在大部分計(jì)算機(jī)都采用NTFS文件系統(tǒng)），該文件系統(tǒng)支持文件的大小是大于4GB的，就應(yīng)該可以正常下載。因此改用在NTFS格式下下載數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以正常下載，圖像回放也正常，也就是說圖像記錄裝置記錄的文件不管大小都可以正常下載和回放。

所以數(shù)據(jù)不能正常下載的原因是FAT32格式下只能下載小于4GB的文件，數(shù)據(jù)可以正?；胤耪f明數(shù)據(jù)記錄正常，因此排除硬件故障。

（2）軟件故障

根據(jù)視頻圖像記錄儀的工作原理和軟件流程圖初步分析，數(shù)據(jù)可以正常的播放，說明圖像的采集、壓縮和下載過程沒有發(fā)生錯(cuò)誤，只是文件不能正常分段，因?yàn)樯晌募笮〉目刂剖窃谲浖〞r(shí)中斷函數(shù)中完成的。從定時(shí)器中斷流程圖中（圖1）可以看出，軟件在判斷條件上非?？量?，容易受到外界干擾而導(dǎo)致判斷條件失效，從而造成上一個(gè)文件無法正常結(jié)束，新文件也無法正常建立。所以基本認(rèn)定該問題應(yīng)為視頻圖像記錄儀的軟件設(shè)計(jì)缺陷。

2.3 生成大文件的原因

圖像記錄裝置正常記錄數(shù)據(jù)應(yīng)該60min為一個(gè)文件，不應(yīng)出現(xiàn)大文件。分析圖像記錄裝置的軟件工作流程，圖像記錄裝置采用的是嵌入式多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，它采用了錄像進(jìn)程、定時(shí)中斷、串口接收中斷等多個(gè)任務(wù)并行執(zhí)行。為保證錄像質(zhì)量，軟件設(shè)計(jì)將錄像進(jìn)程的優(yōu)先級定為最高，定時(shí)中斷優(yōu)先級較低[4]。

定時(shí)中斷函數(shù)負(fù)責(zé)控制錄像時(shí)間，每1ms會進(jìn)入中斷一次，同時(shí)計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值加1。當(dāng)計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值正好等于3600000（60分×60×1000）時(shí)，自動(dòng)停止錄像，保存錄制的文件。然后重新建立一個(gè)新文件，同時(shí)清零計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)值，再進(jìn)行新的錄像。在上述過程中，極端情況下，當(dāng)計(jì)時(shí)到60分鐘時(shí)剛進(jìn)入定時(shí)中斷，還沒有進(jìn)行更換文件的處理，被優(yōu)先級更高的錄像中斷打斷，隨后新的定時(shí)中斷重新進(jìn)入，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)值加1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)值已經(jīng)超過3600000，不能滿足計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)值等于3600000進(jìn)行文件轉(zhuǎn)換的要求。以后計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)值會不斷累加，并會大于360000，所以就會產(chǎn)生大的錄像文件。

3.解決措施

針對圖像記錄裝置正常記錄60min為一個(gè)文件的控制問題，在軟件上采取雙重控制措施：一是繼續(xù)通過定時(shí)器控制文件的大小，但判斷計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)值是采用大于等于3600000，可以避免上述的情況發(fā)生；二是循環(huán)查詢正在錄制文件的大小，如果文件大小已經(jīng)超過3G，也自動(dòng)結(jié)束一個(gè)文件，然后開始一個(gè)新文件的錄制。需要對源程序代碼進(jìn)行修改。

3.1 判斷是否超時(shí)錯(cuò)誤的程序

原程序：

修改后的程序：

3.2 文件大小的限制程序

增加查詢和判斷文件大小的語句，如果超過文件限制大小，則終止錄像進(jìn)程。

程序更改后進(jìn)行了多次地面檢查和長時(shí)間拷機(jī)測試，記錄儀均工作正常，拍攝的數(shù)據(jù)可以正常分段和下載播放，說明故障已經(jīng)排除。這樣不但排除了故障，還使記錄儀的控制軟件性能得到了改善，消除了設(shè)備自身的缺陷，使其可靠性得到了提高。

4.結(jié)論

故障的外觀表象是設(shè)備內(nèi)部缺陷造成的，排除方法一般按照由外及里的層次進(jìn)行。本文直接從工作原理入手，進(jìn)行機(jī)理分析，最終完成故障定位和排除。這種故障處理模式也為其他型號的記錄儀的故障維修提供了一種借鑒。

[1]魏瑞軒,李學(xué)仁編著.無人機(jī)系統(tǒng)及作戰(zhàn)使用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2009,3.

[2]GJB 899-90.可靠性鑒定與驗(yàn)收試驗(yàn)[S].北京:國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會,2000.

[3]×××型裝備視頻記錄儀技術(shù)說明書[Z].西安:×××技術(shù)集團(tuán)有限公司,2010.

[4]沈美明,溫東嬋編著.IBM-PC匯編語言程序設(shè)計(jì)[Z].北京:清華大學(xué)出版社,2011,08.

[5]劉樂善編著.微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:華中理工大學(xué)出版社,2000.

[6]曾家智,向世清編著.微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與接口[M].北京:電子科技大學(xué)出版社,1992.

The Troubleshooting Method of a Video Recorder

WeiXiaoheng LiHongquan
PLA.unit 92419 Xingcheng，liaoning，china 125106

In this paper，for the problem of a certain type of equipment video recorder to abnormal.Depending on the working principles and mechanism analysis，A failure tree is constructed.Finally，f i nding the fault location and eliminating the failure.The troubleshooting of similar equipment will be get reference by this method.

video recorder；failure；troubleshooting