CN105335158B - 基于arinc661自定义符号库的飞行界面显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于ARINC661自定义符号库的飞行界面显示方法，包括1.生成图形符号库；2.确定飞行界面显示的内容；3.判断图形符号库中是否存在与飞行界面显示的内容对应的图形符号；4.绘制自定义图形符号；5.使用图形符号库中已存在并且符合飞行界面需求的图形符号绘制飞行界面；6.判断是否需要改变图形符号属性；7.改变图形符号对应的属性；8.判断图形符号是否全部显示在图形界面上并已保存在图形符号库；9.生成二进制定义文件；10.目标机解析读取二进制定义文件。本发明在自定义图形符号设计绘制方面具有很好的易用性和重用性，在绘制自定义图形符号过程中获得符合标准的自定义图形符号。

Description

基于ARINC661自定义符号库的飞行界面显示方法

技术领域

本发明属于航空信息处理技术领域，更进一步涉及航空座舱显示系统技术领域中的一种基于ARINC661自定义符号库的飞行界面显示方法。本发明可以通过使用基于ARINC661的座舱显示系统中自定义图形符号库绘制图形界面，以达到对航空领域不同型号的飞机座舱专有图形符号的信息管理及使用，使飞行员直观的了解飞机当前所处的状态，进一步实现航空领域不同型号的飞机座舱显示系统的独特性。

背景技术

当前，随着软件和微电子技术的快速发展，飞机中使用的航空电子设备也越来越多。航空座舱显示系统(CDS：Cockpit Display System)是航空电子系统面向飞行员提供的显示窗口，它是飞行员与航空电子系统间信息获取与传递的桥梁，飞行员通过CDS获取飞行的各种状态信息来下达飞行决策。ARINC661标准的提出为规范CDS的开发，降低系统的集成、开发和维护成本提供了有效的解决方法。CDS定义为面向飞行员的图形显示系统，CDS上最终的显示内容由有限的组件集合中的组件构成，这个组件集合称为Widget库。在座舱环境中，CDS向飞行员应用提供画面交互服务，与飞行员应用的数据结合起来显示图形画面。CDS管理Widget的实时显示，同时通过显示系统输入设备的交互操作控制来监视飞行员的活动。

中国航空无线电电子研究所申请的专利“通用座舱显示管理系统及相应的显示控制系统的开发方法”(申请号201110404435.9，公开号102520899B)中公开了一种基于通用座舱显示管理系统进行飞机显示控制系统开发的方法，用于对通用座舱显示系统进行配置、移植和扩展。该方法提出了按系统需求和扩展图符库模块接口格式进行扩展图符库开发，并最终生成系统可接受的扩展图符库，地面机组人员可以以XML形式开发含有内置扩展图符库和自定义扩展图符的定义文件；按硬件平台要求实现硬件接口层，将通用座舱显示系统移植到具体硬件平台；按系统属性定义通用座舱显示系统配置文件；按系统需求定义通过座舱显示系统定义文件，定义文件中可含有系统所支持的ARINC 661标准图符、系统内置的扩

展图符和地面机组人员开发的扩展图符；将配置文件和定义文件转换成系统可加载的二进制文件；按系统需求和定义文件进行控制端应用程序开发。该专利申请的方法存在的不足是：只为地面机组人员提供了可以自定义图符的开发接口，并没有给地面机组人员提供可视化的自定义图形符号的开发环境，地面机组人员根据接口开发或以XML形式开发自定义扩展图符存在着诸多不便。

曹猛在其发表的学位论文“开放式座舱显示设计平台的研究与实现”(南京航空航天大学，检测技术与自动化装置专业，2012年，硕士论文)中提出了一种符号设计器研究与实现的方法。该方法根据ARINC661标准，阐述了符号库的设计，研究如何复用符号设计，提高设计效率。作为开放式座舱显示设计平台的核心组件之一，符号设计器主要完成符号设计相关的功能，地面机组人员可以使用类似画图板的工具绘制自定义符号，符号设计器的设计结果将在符号库中保存。该方法也是以ARINC661为标准，能进行自定义符号库的设计与实现，但是，该方法仍然存在的不足之处是：它仅仅让地面机组人员自行设计符号，并没有提供当前可用的图形符号给地面机组人员直接使用，给座舱显示的易用性和简洁性带来不便，特别是不同型号的飞机在高空飞行过程中更存在严重的不便。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，在自行设计的座舱显示系统中加入了自定义图形符号模块提供通用的座舱显示图形符号模板库，并提出一种基于ARINC661标准的自定义图形符号库的实现方法。该方法的具体思路是：设计人员用类似windows系统自带的画板工具自行设计绘制所需的图形符号，绘制的结果将保存在图形符号模块库中，以备相关部件调用。

本发明主要包括绘制自定义图形符号的主要过程，具体实现步骤如下：

(1)地面机组人员生成图形符号库：

地面机组人员保存美国航空设备ARINC661标准中所有的图形符号，构成一个图形符号库；

(2)地面机组人员确定飞机飞行界面显示的内容；

(3)地面机组人员查找图形符号库中是否存在与飞机飞行界面显示内容对应的图形符号，若存在，则执行步骤(5)；否则，执行步骤(4)；

(4)地面机组人员绘制符合美国航空设备ARINC661标准的自定义图形符号：

(4a)从标准图元直线、曲线、矩形、圆形、三角形、椭圆形中选取组成自定义图形符号所需的图元符号，将选取的图元符号按照自定义图形符号规则进行组合，得到图形符号；

(4b)地面机组人员使用可视化的图形操作界面，将所需的图元符号直接拖拽到画布中的任意位置进行组合，在组合得到的自定义图形符号的X轴位置坐标PosX属性框和Y轴位置坐标PosY属性框中，输入自定义图形符号的位置坐标，输出组合后的自定义图形符号；

(4c)选择自定义图形符号的属性栏，改变组合后的自定义图形符号的属性值，得到一个图形符号，将图形符号显示在图形界面上并保存在图形符号库中；

(5)地面机组人员使用与飞机飞行界面显示内容对应的图形符号绘制飞机飞行界面；

(6)判断是否需要改变图形符号属性，若是，则执行步骤(7)；否则执行步骤(8)；

(7)改变图形符号对应的属性：

地面机组人员用鼠标任意选中图形界面上的一个图形符号，按照该图形符号中的X坐标大小SizeX属性值和Y坐标大小SizeY属性值，绘制一个图形符号敏感区域，在图形符号的属性框中修改对应的属性值，得到改变属性后的图形符号，将改变属性后的图形符号显示在图形界面上并保存在图形符号库中；

(8)判断图形符号是否已经全部显示在图形界面上，并已保存在图形符号库中，若是，则表示飞机飞行界面显示的内容已经绘制完成，执行步骤(9)；否则，执行步骤(4)；

(9)生成二进制定义文件：

(9a)保存显示在图形界面上的飞机飞行界面图形符号；

(9b)依据美国航空设备ARINC661标准定义的格式，将保存显示在图形界面上的飞机飞行界面图形符号，生成二进制定义文件；

(9c)将所生成二进制定义文件，发送给飞机上的目标机；

(10)飞机目标机解析读取二进制定义文件：

飞机上的目标机读取二进制定义文件，依据美国航空设备ARINC661标准中的定义，提取二进制定义文件当中的关键字，得到图形符号的相关属性值，显示地面机组人员绘制完成的图形界面供飞行员读取飞机当前状态信息。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

第一，由于本发明中使用可视化的图形操作界面，将所需的图元符号直接拖拽到画布中的任意位置进行组合，克服了现有技术没有给地面机组人员提供可视化的自定义图形符号的开发环境，地面机组人员根据接口开发或以XML形式开发自定义扩展图符存在困难的问题，使得本发明极大的方便了地面机组人员设计图形符号的过程，提高了地面机组人员设计图形符号的效率。

第二，由于本发明中地面机组人员生成图形符号库，图形符号绘制完成后将图形符号显示在图形界面上并保存在图形符号库中，克服了现有技术没有提供当前可用的图形符号给地面机组人员直接使用的问题，极大的方便了地面机组人员图形界面绘制时关于图形符号的使用，提高了图形符号的可用性。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的仿真图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

参照附图1，对本发明实现的具体步骤做进一步的描述。

步骤1.地面机组人员生成图形符号库。

地面机组人员保存美国航空设备ARINC661标准中所有的图形符号，构成一个图形符号库。构成的该符号库可以被地面机组人员直接用于绘制飞机飞行显示界面，当飞机飞行显示界面所需要的图形符号不存在于图形符号库时，需要地面机组人员自定义图形符号。

步骤2.地面机组人员确定飞机飞行界面显示的内容。

步骤3.地面机组人员查找图形符号库中是否存在与飞机飞行界面显示的内容对应的图形符号，若存在，则不需要自定义图形符号，可以直接使用图形符号库中对应的图形符号绘制飞机飞行界面，执行步骤(5)；否则，执行步骤(4)。

步骤4.地面机组人员绘制符合美国航空设备ARINC661标准的自定义图形符号。

从标准图元直线、曲线、矩形、圆形、三角形、椭圆形中选取组成自定义图形符号所需的图元符号，将选取的图元符号按照自定义图形符号规则进行组合，得到图形符号。

其中标准图元是ARINC661标准中规定的，可以直接使用的组成图形符号的最小单位。在进行图形符号自定义过程中，依照希望设计出的图形符号的外观进行任意组合。

地面机组人员使用可视化的图形操作界面，将所需的图元符号直接拖拽到画布中的任意位置进行组合，在组合得到的自定义图形符号的X轴位置坐标PosX属性框和Y轴位置坐标PosY属性框中，输入自定义图形符号的位置坐标，输出组合后的自定义图形符号。

其中的可视化操作界面，就是一个图形界面开发工具，本发明是其中的一个模块，为了使图形界面开发工具更好更快的设计图形界面。

选择自定义图形符号的属性栏，改变组合后的自定义图形符号的属性值，得到一个图形符号，将图形符号显示在图形界面上并保存在图形符号库中。

选择属性栏，改变组合后的自定义图形符号的属性值的具体步骤如下。

第一步，在自定义图形符号大小SizeShape属性栏中的X坐标大小SizeX属性框和Y坐标大小SizeY属性框中，分别输入自定义图形符号的长度和宽度。

第二步，在自定义图形符号TextShape属性栏中的Alignment属性框中，选择自定义图形符号文本内容布局方式，其中，可选值分别为靠左A661_LEFT，居中A661_CENTER，靠右A661_RIGHT。

第三步，在自定义图形符号TextShape属性栏中的文本内容StringText属性框中，输入自定义图形符号显示的文本内容，文本内容可以是中文，也可以是英文字母。

第四步，在自定义图形符号TextShape属性栏中的旋转角度RotationAngle属性框中，在0-360度之间输入自定义图形符号显示的文本内容需要旋转显示的角度。

第五步，在自定义图形符号SetColorShape属性栏中，改变自定义图形符号的颜色索引值，自定义图形符号颜色索引值的取值范围为1-256，其中，图形符号颜色索引值默认值是1时，默认该图形符号颜色为白色。

步骤5.地面机组人员使用图形符号库中已经存在并且符合飞机飞行界面绘制需求的图形符号绘制飞行界面。

步骤6.判断是否存在图形符号需要改变属性，若存在，则执行步骤7；否则执行步骤8。

自定义图形符号绘制完成后，如果飞机飞行界面有改变，则自定义图形符号也许需要做出相应的改变，或者是两个自定义图形符号之间仅有部分属性的差别，就可以通过修改一个自定义图形符号的属性值来得到另一个。

步骤7.改变图形符号对应的属性。

地面机组人员用鼠标任意选中图形界面上的一个图形符号，按照该图形符号中的X坐标大小SizeX属性值和Y坐标大小SizeY属性值，绘制一个图形符号敏感区域，在图形符号的属性框中修改对应的属性值，得到改变属性后的图形符号，将改变属性后的图形符号显示在图形界面上并保存在图形符号库中。

图形符号的敏感区域是指，由图形符号大小的X坐标大小SizeX属性值和Y坐标大小SizeY属性值所确定的矩形区域范围。当鼠标位置在图形符号的敏感区域范围内的时候，代表当前图形符号被选中，可以进行编辑修改或者读取属性值。

步骤8.判断图形符号是否已经全部显示在图形界面上并已保存在图形符号库中，若是，则表示飞机飞行界面显示的内容已经绘制完成，执行步骤9；否则，执行步骤4。

步骤9.生成二进制定义文件。

保存显示在图形界面上的飞机飞行界面图形符号。

依据美国航空设备ARINC661标准定义的格式，将保存显示在图形界面上的飞机飞行界面图形符号，生成二进制定义文件。

将所生成二进制定义文件，发送给飞机上的目标机。

步骤10.飞机目标机解析读取二进制定义文件。

飞机上的目标机读取二进制定义文件，依据美国航空设备ARINC661标准中的定义，提取二进制定义文件当中的关键字，得到图形符号的相关属性值，显示地面机组人员绘制完成的图形界面供飞行员读取飞机当前状态信息。

本发明的效果可以通过下述仿真实验加以说明：

1，仿真条件：

本发明在因特尔i5，2GB内存的电脑上，采用VS2010软件和OpenGL图形开发库，对像素为1024*768的图形符号进行设计绘制。

2，仿真结果：

图2是对像素为1024*768的图形符号的设计绘制结果图。其中直线就是ARINC661标准中规定的基本图元，图2中的叉就是通过对图元直线进行任意组合得到的结果。图2中的横坐标代表图形界面绘图工具的横坐标，纵坐标代表图形界面绘图工具的纵坐标，图中的虚线组成的方格是为了方便确定图形符号的位置及像素点而设置的背景格。

Claims (1)

1.一种基于ARINC661自定义符号库的飞行界面显示方法，具体实现步骤如下：

(1)地面机组人员生成图形符号库：

地面机组人员保存美国航空设备ARINC661标准中所有的图形符号，构成一个图形符号库；

(2)地面机组人员确定飞机飞行界面显示的内容；

(3)地面机组人员查找图形符号库中是否存在与飞机飞行界面显示内容对应的图形符号，若存在，则执行步骤(5)；否则，执行步骤(4)；

(4)地面机组人员绘制符合美国航空设备ARINC661标准的自定义图形符号：

(4a)从标准图元直线、曲线、矩形、圆形、三角形、椭圆形中选取组成自定义图形符号所需的图元符号，将选取的图元符号按照自定义图形符号规则进行组合，得到图形符号；

(4b)地面机组人员使用可视化的图形操作界面，将所需的图元符号直接拖拽到画布中的任意位置进行组合，在组合得到的自定义图形符号的X轴位置坐标PosX属性框和Y轴位置坐标PosY属性框中，输入自定义图形符号的位置坐标，输出组合后的自定义图形符号；

(4c)选择自定义图形符号的属性栏，改变组合后的自定义图形符号的属性值，得到一个图形符号，将图形符号显示在图形界面上并保存在图形符号库中；

所述的选择自定义图形符号的属性栏，改变组合后的自定义图形符号的属性值的具体步骤如下：

第一步，在自定义图形符号大小SizeShape属性栏中的X坐标大小SizeX属性框和Y坐标大小SizeY属性框中，分别输入自定义图形符号的长度和宽度；

第二步，在自定义图形符号TextShape属性栏中的Alignment属性框中，选择自定义图形符号文本内容布局方式；

第三步，在自定义图形符号TextShape属性栏中的文本内容StringText属性框中，输入自定义图形符号显示的文本内容；

第四步，在自定义图形符号TextShape属性栏中的旋转角度RotationAngle属性框中，在0-360度之间，输入自定义图形符号显示的文本内容需要旋转显示的角度；

第五步，在自定义图形符号SetColorShape属性栏中，改变自定义图形符号的颜色索引值，自定义图形符号颜色索引值的取值范围为1-256，其中，图形符号颜色索引值默认值是1时，默认该图形符号颜色为白色；

(5)地面机组人员使用与飞机飞行界面显示内容对应的图形符号绘制飞机飞行界面；

(6)判断是否需要改变图形符号属性，若是，则执行步骤(7)；否则执行步骤(8)；

(7)改变图形符号对应的属性：

地面机组人员用鼠标任意选中图形界面上的一个图形符号，按照该图形符号中的X坐标大小SizeX属性值和Y坐标大小SizeY属性值，绘制一个图形符号敏感区域，在图形符号的属性框中修改对应的属性值，得到改变属性后的图形符号，将改变属性后的图形符号显示在图形界面上并保存在图形符号库中；

所述图形符号的敏感区域是指，由图形符号大小的X坐标大小SizeX属性值和Y坐标大小SizeY属性值所确定的矩形区域范围；

(8)判断图形符号是否已经全部显示在图形界面上，并已保存在图形符号库中，若是，则表示飞机飞行界面显示的内容已经绘制完成，执行步骤(9)；否则，执行步骤(4)；

(9)生成二进制定义文件：

(9a)保存显示在图形界面上的飞机飞行界面图形符号；

(9b)依据美国航空设备ARINC661标准定义的格式，将保存显示在图形界面上的飞机飞行界面图形符号，生成二进制定义文件；

(9c)将所生成二进制定义文件，发送给飞机上的目标机；

(10)飞机目标机解析读取二进制定义文件：

飞机上的目标机读取二进制定义文件，依据美国航空设备ARINC661标准中的定义，提取二进制定义文件当中的关键字，得到图形符号的相关属性值，显示地面机组人员绘制完成的图形界面供飞行员读取飞机当前状态信息。