CN103985284A - 一种基于Qt的跨平台教员控制台系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机应用技术和飞行模拟仿真领域，具体涉及一种基于Qt的跨平台教员控制台系统及其控制方法，包括以教员控制台为节点的星型网络拓扑结构，所述教员控制台由主控平台和辅助平台构成的教员控制台。本明采用面向对象技术对教员控制台系统的需求进行分析，利用Qt图形绘制框架实现人机界面的绘制，以HLA为底层网络通讯框架，增强了软件的通用性及可移植性。

Description

一种基于Qt的跨平台教员控制台系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及计算机应用技术和飞行模拟仿真领域，具体涉及一种基于Qt的跨平台教员控制台系统及其控制方法。

背景技术

飞行模拟机是一个根据飞行员操作生成相应的视景画面、声音特效及动作反馈的实时仿真系统。当飞行员在模拟座舱内操纵各种装置（驾驶杆、脚蹬、按钮、油门杆等），或教员在教员台上操纵有关控制按键时，这些操纵控制装置就会产生相应的电压信号，经输入接口变换成数字量后发送给计算机，计算机对接收到的数字量通过预先设计的管理程序以及相关的数学模型进行计算，然后将其计算结果经输出接口变换后，控制视景系统显示此刻飞行员从飞机驾驶舱窗外相应景象，驱动相关的仪表指示相应的飞机状态数据，驱动控制面板上相关指示灯呈现相应状态，音箱发出与操作一致的声音，运动平台处于相应的运动状态。

飞行模拟机以训练飞行员驾驶技术为主要目的，则需要为教员提供一个能够实现飞行训练计划的编制、模拟机的控制及运行状态的监控、训练任务的综合评价等操作的平台，让教员可以随时掌控飞行训练过程中的每一个细节。在以往的飞行模拟机研发过程中，对教员控制台性能的重视程度远不如视景系统、运动控制系统，导致教员控制台在设计上和功能上过于简单、布局不够合理、对数据库技术、三维图形图像、网络控制等技术应用不够全面，不利于教员对学员指导教学，因而设计美观、使用方便、功能完善、便于移植的教员控制台，将成为飞行模拟器发展的一个重要方向。

飞行模拟机系统由教员控制台系统、飞行解算系统、视景系统、音响系统、仪表系统组成，教员控制台是教员控制模拟机训练飞行员的交互工具,与飞行模拟机其它子系统之间存在数据交互。根据飞行模拟机对系统实时性具有较高的需求，以实时仿真计算机系统为中央节点的星型网络拓扑结构构成飞行模拟机系统的计算机网络体系结构，飞行模拟机系统的各子系统作为星型网络拓扑结构中的一个节点，以HLA作为网络通讯框架实现实现各子系统间数据的实时发送与接收。教员控制台对来自其他子系统的数据经过计算处理后，将各系统的状态及飞机的飞行参数显示出来；教员在教员控制台系统上进行的各种操作指令通过HLA网络框架发送给飞行模拟机的其他子系统，各子系统响应收到的指令。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Qt的跨平台教员控制台系统，解决现有的教员控制台系统功能上过于简单、布局不够合理、对数据库技术、三维图形图像、网络控制等技术应用不够全面，不利于教员对学员指导教学的问题。

Qt是1991年奇趣科技开发的一个跨平台的C++图形用户界面应用程序框架。它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的所有功能。Qt很容易扩展，并且允许真正地组件编程。基本上，Qt 同 X Window 上的 Motif，Openwin，GTK 等图形界 面库和 Windows 平台上的 MFC，OWL，VCL，ATL 是同类型的东西。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于Qt的跨平台教员控制台系统，包括以教员控制台为节点的星型网络拓扑结构，所述教员控制台由主控平台和辅助平台构成的教员控制台，

所述主控平台包括触摸控制装置和显示装置，通过触摸屏控制模拟机整机运行状态，设置飞行器、模拟机、环境条件和飞行员训练科目、监视记录飞行器状态、飞行状态、机载模型运行状态；

所述辅助平台实现通用控制功能和应急控制功能，其中通用控制功能实现对飞行模拟机各子系统的控制，将飞行模拟机当前状态调整到教员需要的状态，应急控制功能实现按照教员意愿让飞行模拟机的子系统处于紧急状态，为训练飞行员处理紧急情况的能力提供训练条件。

所述教员控制台计算机作为星型网络拓扑结构的一个节点，采用点对点的通讯形式实现与其他节点的信息交换、收集和处理，接收各个仿真子系统发送的实时更新数据，经过处理后将各系统的状态和飞行参数信息显示在主控平台上；另一方面，教员控制台计算机将教练员根据训练任务而设置的控制指令通过实时仿真计算机传送给各系统。

一种基于Qt的跨平台教员控制台系统的构建方法，包括以下步骤：

在控制台的计算机上安装jdk并配置环境变量，环境变量的配置为

-新建JAVA_HOME  C:\Java\jdk1.6（JDK安装路径）；

-新建PATH  %JAVA_HOME%\bin；%JAVA_HOME%\jre\bin；

-新建CLASSPATH  %JAVA_HOME%\lib；%JAVA_HOME%\lib\tools.jar；

在控制台的计算机上安装android SDK，将SDK文件放置在本地磁盘中，并将SDK目录加入到环境变量path中；

在控制台的计算机上安装android NDK，将NDK文件放置在本地磁盘中，并将SDK目录加入到环境变量path中；

在控制台的计算机上安装necessiats，编译并部署Qt；（necessiats是一个用于android平台的Qt开发的实现）；

创建工程，在Qt中的Qt Creator选项内点击File创建*.pro工程文件，在Project选项的Qt Version选项点击Manage弹出的对话框中，根据SDK、NDK处在本地计算机的位置进行设置，编译生成的*.apk文件能在android操作系统中安装运行，完成系统构建。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用面向对象技术对教员控制台系统的需求进行分析，利用Qt图形绘制框架实现人机界面的绘制，以HLA为底层网络通讯框架，增强了软件的通用性及可移植性。

附图说明

图1为本发明一种基于Qt的跨平台教员控制台系统的结构框图。

图2为教员控制台系统功能模块结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明一种基于Qt的跨平台教员控制台系统的一个实施例：一种基于Qt的跨平台教员控制台系统，包括以教员控制台为节点的星型网络拓扑结构，所述教员控制台由主控平台和辅助平台构成的教员控制台，

所述主控平台包括触摸控制装置和显示装置，通过触摸屏控制模拟机整机运行状态，设置飞行器、模拟机、环境条件和飞行员训练科目、监视记录飞行器状态、飞行状态、机载模型运行状态；

所述辅助平台实现通用控制功能和应急控制功能，其中通用控制功能实现对飞行模拟机各子系统的控制，将飞行模拟机当前状态调整到教员需要的状态，应急控制功能实现按照教员意愿让飞行模拟机的子系统处于紧急状态，为训练飞行员处理紧急情况的能力提供训练条件。

图1为本系统的网络结构、组成部件以及与通过以太网集线器（Ethernet HUB）其他子系统（如：运动系统计算机、视景计算机、实时仿真计算机、音响计算机和虚拟仪表计算机）之间的交互关系，其中硬件平台设计分为主控平台和辅助平台。在主控平台上，教练员通过触摸屏控制，有效地控制模拟机整机运行状态，设置飞行器、模拟机、环境条件和飞行员训练科目、监视记录飞行器状态、飞行状态、机载模型运行状态。在辅助平台上，教员控制台对模拟机的控制分为通用控制和应急控制，其中通用控制功能实现对飞行模拟机各子系统的控制，可以将飞行模拟机当前状态调整到教员需要的状态；应急控制功能实现按照教员意愿让飞行模拟机的子系统处于紧急状态，为训练飞行员处理紧急情况的能力提供训练条件。

图2示出了本系统功能模块结构图，其中飞行器设置使教员能够设置各种飞行器参数，如总重量、燃料量、飞行器舱门的位置等；能够启动或终止飞行器的外部电源、外部气流；同时能够快速启动APU以及不工作的引擎。位置设置包括机场/跑道的选择控制；飞机相对参考跑道的位置以及附加的模拟器特性这3个模块。环境设置包括主要气象条件、跑道环境设置和TCAS。导航图绘制页面包括地图、地图控制栏（右）、地图控制页脚。训练设置模块：包括飞行计划设置、快照设置和故障设置。重置/冻结设置模块包含重置和冻结/解冻两个模块。通信设置模块主要包括ATIS和内部通信，无线电通信系统，导航，音量以及特殊特性的设置。

根据本发明一种基于Qt的跨平台教员控制台系统的构建方法的一个实施例：一种基于Qt的跨平台教员控制台系统的构建方法，其特征在于：包括以下步骤：

在控制台的计算机上安装jdk并配置环境变量，环境变量的配置为

-新建JAVA_HOME  C:\Java\jdk1.6；

-新建PATH  %JAVA_HOME%\bin；%JAVA_HOME%\jre\bin；

-新建CLASSPATH  %JAVA_HOME%\lib；%JAVA_HOME%\lib\tools.jar；

在控制台的计算机上安装android SDK，将SDK文件放置在本地磁盘中，并将SDK目录加入到环境变量path中；

在控制台的计算机上安装android NDK，将NDK文件放置在本地磁盘中，并将SDK目录加入到环境变量path中；

在控制台的计算机上安装necessiats，编译并部署Qt；

创建工程，在Qt中的Qt Creator选项内点击File创建*.pro工程文件，在Project选项的Qt Version选项点击Manage弹出的对话框中，根据SDK、NDK处在本地计算机的位置进行设置，编译生成的*.apk文件能在android操作系统中安装运行，完成系统构建。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (2)

1.一种基于Qt的跨平台教员控制台系统，其特征在于：包括以教员控制台为节点的星型网络拓扑结构，所述教员控制台由主控平台和辅助平台构成的教员控制台，

所述主控平台包括触摸控制装置和显示装置，通过触摸屏控制模拟机整机运行状态，设置飞行器、模拟机、环境条件和飞行员训练科目、监视记录飞行器状态、飞行状态、机载模型运行状态；

所述辅助平台实现通用控制功能和应急控制功能，其中通用控制功能实现对飞行模拟机各子系统的控制，将飞行模拟机当前状态调整到教员需要的状态，应急控制功能实现按照教员意愿让飞行模拟机的子系统处于紧急状态，为训练飞行员处理紧急情况的能力提供训练条件。

2.一种基于Qt的跨平台教员控制台系统的构建方法，其特征在于：包括以下步骤：

在控制台的计算机上安装jdk并配置环境变量，环境变量的配置为

-新建JAVA_HOME  C:\Java\jdk1.6；

-新建PATH  %JAVA_HOME%\bin；%JAVA_HOME%\jre\bin；

-新建CLASSPATH  %JAVA_HOME%\lib；%JAVA_HOME%\lib\tools.jar；

在控制台的计算机上安装android SDK，将SDK文件放置在本地磁盘中，并将SDK目录加入到环境变量path中；

在控制台的计算机上安装android NDK，将NDK文件放置在本地磁盘中，并将SDK目录加入到环境变量path中；

在控制台的计算机上安装necessiats，编译并部署Qt；

创建工程，在Qt中的Qt Creator选项内点击File创建*.pro工程文件，在Project选项的Qt Version选项点击Manage弹出的对话框中，根据SDK、NDK处在本地计算机的位置进行设置，编译生成的*.apk文件能在android操作系统中安装运行，完成系统构建。