某圖像記錄儀輸出故障的排除方法

92419部隊 魏曉恒 李紅泉

某圖像記錄儀輸出故障的排除方法

92419部隊 魏曉恒 李紅泉

本文針對某型裝備任務設備視頻記錄儀工作異常，從工作原理著手，進行機理分析，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60年代以來，無人機以其獨有的低成本和零傷亡的優勢，在多次局部戰爭中成功執行了戰場偵察、雷達誘餌和目標指示等多種任務，因此受到越來越多國家的重視，得到迅猛發展。目前從事研究和生產無人機的有美國、俄羅斯、以色列、法國、英國和南非等近30個國家，無人機基本數量已增加到300多種[1]。隨著光電技術、計算機與信息處理技術、通信和網絡技術等的發展，一些先進的傳感器和信息傳輸設備相繼出現，無人機機載偵察設備的性能有了顯著的提高，能夠實時傳輸的數碼相機取代了膠片航空偵察相機，現場直播已成為各類偵察活動的主要媒體形式，一些無人機大國甚至已經實現了偵察打擊一體化。

以情報收集、陣地位置標識和戰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，但空中環境因素對最終的圖像質量影響遠比地面大得多，再加上受數據鏈路帶寬限制，實時傳輸的圖像清晰度往往達不到要求。因此一般大中型偵察無人機上都搭載了相應的視頻圖像記錄設備，可在無人機返航后通過相應接口設備導出數據，用于情報的事后分析和處理。

本文討論的某型無人機裝備的視頻圖像記錄儀就屬于此類設備，它是機載任務設備的一部分，用于視頻圖像信號實時采集和數字壓縮存儲，主要由PC主機板、圖像采集與壓縮卡、電子硬盤等組成，待飛機降落后，可利用USB接口或網口將其中記錄的數據導出[3]。下載內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.故障機理

2.1 故障現象描述

對于長航時監控無人機，記錄的數據量一般都很大，因此視頻圖像記錄設備一般采取分段保存的模式，每一段都自動產生文件編號，方便下載和查詢。

文中使用的無人機，飛行結束后，使用導出設備可以看到紀錄以內已經存在了超過10GB的視頻圖像，但只有兩個文件編號，第一個為初始60分鐘正常生成的約2.8GB的文件，第二個為剩余時間的生成的大于8GB的文件。第二個文件無法正常下載，反復插拔連接件和重新啟動計算機，該問題依舊存在。

2.2 故障分析及故障定位

圖1 定時器中斷流程

經分析后認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，發現記錄儀可以正常的啟動和記錄，只是數據無法正常分段和下載。分析后認為是由于地面計算機硬盤采用的是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。實際上，如果圖像數據下載使用的計算機Windows操作系統采用NTFS文件系統（現在大部分計算機都采用NTFS文件系統），該文件系統支持文件的大小是大于4GB的，就應該可以正常下載。因此改用在NTFS格式下下載數據，數據可以正常下載，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。

所以數據不能正常下載的原因是FAT32格式下只能下載小于4GB的文件，數據可以正常回放說明數據記錄正常，因此排除硬件故障。

（2）軟件故障

根據視頻圖像記錄儀的工作原理和軟件流程圖初步分析，數據可以正常的播放，說明圖像的采集、壓縮和下載過程沒有發生錯誤，只是文件不能正常分段，因為生成文件大小的控制是在軟件定時中斷函數中完成的。從定時器中斷流程圖中（圖1）可以看出，軟件在判斷條件上非常苛刻，容易受到外界干擾而導致判斷條件失效，從而造成上一個文件無法正常結束，新文件也無法正常建立。所以基本認定該問題應為視頻圖像記錄儀的軟件設計缺陷。

2.3 生成大文件的原因

圖像記錄裝置正常記錄數據應該60min為一個文件，不應出現大文件。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實時操作系統，它采用了錄像進程、定時中斷、串口接收中斷等多個任務并行執行。為保證錄像質量，軟件設計將錄像進程的優先級定為最高，定時中斷優先級較低[4]。

定時中斷函數負責控制錄像時間，每1ms會進入中斷一次，同時計時器的計數值加1。當計時器的計數值正好等于3600000（60分×60×1000）時，自動停止錄像，保存錄制的文件。然后重新建立一個新文件，同時清零計時計數值，再進行新的錄像。在上述過程中，極端情況下，當計時到60分鐘時剛進入定時中斷，還沒有進行更換文件的處理，被優先級更高的錄像中斷打斷，隨后新的定時中斷重新進入，計時計數值加1，計時計數值已經超過3600000，不能滿足計時計數值等于3600000進行文件轉換的要求。以后計時計數值會不斷累加，并會大于360000，所以就會產生大的錄像文件。

3.解決措施

針對圖像記錄裝置正常記錄60min為一個文件的控制問題，在軟件上采取雙重控制措施：一是繼續通過定時器控制文件的大小，但判斷計時計數值是采用大于等于3600000，可以避免上述的情況發生；二是循環查詢正在錄制文件的大小，如果文件大小已經超過3G，也自動結束一個文件，然后開始一個新文件的錄制。需要對源程序代碼進行修改。

3.1 判斷是否超時錯誤的程序

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，則終止錄像進程。

程序更改后進行了多次地面檢查和長時間拷機測試，記錄儀均工作正常，拍攝的數據可以正常分段和下載播放，說明故障已經排除。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，消除了設備自身的缺陷，使其可靠性得到了提高。

4.結論

故障的外觀表象是設備內部缺陷造成的，排除方法一般按照由外及里的層次進行。本文直接從工作原理入手，進行機理分析，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,李學仁編著.無人機系統及作戰使用[M].北京:國防工業出版社,2009,3.

[2]GJB 899-90.可靠性鑒定與驗收試驗[S].北京:國防科學技術工業委員會,2000.

[3]×××型裝備視頻記錄儀技術說明書[Z].西安:×××技術集團有限公司,2010.

[4]沈美明,溫東嬋編著.IBM-PC匯編語言程序設計[Z].北京:清華大學出版社,2011,08.

[5]劉樂善編著.微型計算機接口技術及應用[M].北京:華中理工大學出版社,2000.

[6]曾家智,向世清編著.微型計算機系統與接口[M].北京:電子科技大學出版社,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