CN108595182A - 人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，其步骤如下：使用三维建模软件建立推进子系统模型和各部件的三维模型，保存到模型库；人工智能程序员将数字卫星推进子系统各部件的装配信息存入配置文件，包括使用了哪些部件，各部件的安装位置与安装姿态；将数字卫星推进子系统的设备归档数据传输到三维演示程序，驱动三维场景变化；依据接收到的仿真数据和演示配置文件，在三维演示程序中显示出数字卫星推进子系统各部件的位置与姿态；在三维演示程序中构建火焰的模型。人工智能程序员将三维演示程序的源代码自动编译部署。通过采用上述方法，避免了人的重复开发工作，提高了程序开发效率。

Description

人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法

技术领域

本发明涉及计算机仿真模拟技术领域，尤其是涉及人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法。

背景技术

三维演示的应用涉及到科研、影视、游戏等各个方面，仿真可视化已成为科研人员开发仿真系统、进行仿真实验的重要辅助手段。尤其是在卫星的研究过程中，进行实物或半实物仿真的代价太高，需要在计算机平台上进行数字仿真，而数字仿真过程缺少实物，不能直观的了解卫星的姿态、相对位置等信息，所以需要进行仿真过程的可视化演示。

数字卫星推进子系统作为执行机构，为卫星提供控制力矩，配合姿轨控子系统完成卫星姿态和轨道的控制任务，推进系统对卫星的工作寿命、可靠性、轨道与姿态控制、机动、位置保持等各项功能和性能都有直接的影响，实时监测推进系统的状态至关重要。

通过对仿真过程的三维演示，技术人员与非技术人员都可以直观的看到推进子系统的状态，对比仿真的三维画面与预期的三维画面，可以对仿真过程的正确性进行验证，如果仿真过程有误，也可以直观的观测到。所以，数字卫星推进子系统的数字仿真需要三维演示程序提供支持。

因此，研究一种人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：通过人工智能程序员自动书写卫星推进子系统三维演示源程序，针对任意工况可以有效完成三维演示程序书写，避免了人工书写的工作量与调试过程，一键式操作简单，极大地缩短研制周期。

有鉴于此，本发明提供了一种人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，其具体技术方案如下：

本发明提出了一种人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，其步骤如下：

第一步，三维建模，使用三维建模软件建立推进子系统和各部件的三维模型，保存到模型库；

第二步，配置文件生成，人工智能程序员将数字卫星推进子系统各部件的装配信息存入配置文件，包括使用了哪些部件，各部件的安装位置与安装姿态；

第三步，归档数据处理与显示界面，采用TCP协议通讯，将仿真程序生成的设备归档数据传输至三维演示程序，驱动三维场景变化；依据接收到的仿真数据和演示配置文件，在三维演示程序中显示出数字卫星推进子系统及各部件的状态；

第四步，火焰模型的搭建，在三维演示程序中构建火焰的模型，通过设备归档传来的数据，可以模拟火焰开启和关闭；

第五步，用户交互，使用几个特定的按键控制三维视图，包括视图放大和缩小，视图的旋转变换，窗口化和全屏的切换；

第六步，自动编译部署，将三维演示程序的源代码自动编译部署。

优选的，所述第一步三维建模实现过程为：设计推力器火焰，气瓶，燃料储箱，氧化剂储箱的模型，保存的三维模型为3ds格式或ive格式。

优选的，所述第二步配置文件生成的实现过程为：人工智能程序员依据数字卫星的流设计决定推进子系统需要哪些部件，依据数字卫星的装配界面得到安装位置和姿态，进行xml的生成。其中，每一个要显示的三维模型在配置文件中包含6个配置属性，分别是设备类型、模型名称、模型编号，模型类型、父节点、是否显示、节点名称、与父节点相对位置、与父节点相对姿态、缩放比例和设备描述。

优选的，所述第三步归档数据处理与显示界面的实现过程为：三维演示程序使用RTI接口函数接收来自仿真程序的数据包，包括推力器火焰，气瓶，燃料储箱，氧化剂储箱，各种阀门的状态等，以此驱动推力器火焰的开启与关闭，同时通过读取上述部件状态量数据，将推力器，气瓶，燃料储箱，氧化剂储箱，各种阀门的状态显示在屏幕上。

优选的，所述第四步火焰模型的搭建的实现过程为：将火焰模型加载进入三维显示的根节点中，读取数字卫星设备归档数据，实时更新各个推力器的状态，当推力器启动，数字卫星做姿轨机动时，显示相关推力器的火焰喷射。

优选的，所述第五步用户交互的实现过程为：使用数字卫星推进三维演示程序显示推进系统的状态时，定时捕获按键事件，当按下特定按键时，触发相应的显示事件。这部分用于演示程序与用户的交互，包括切换视角、视图的放大与缩小、视图的旋转变换。

优选的，所述第六步自动编译部署的实现过程为：人工智能程序员将三维演示程序用到的固定代码和工程都提取出来，将这些源代码、工程进行编译，并将得到的可执行程序、自动生成的配置文件以及模型图部署到一个文件夹下。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

本发明实现了数字卫星推进子系统三维演示程序的自动生成，针对不同的仿真模型与演示需求合理的组织了代码与配置文件，实现了设备归档文件与三维演示程序的数据传输，可以使用仿真程序的数据来同步驱动三维演示画面的更新。本发明的优势在于，针对推进子系统力热耦合的复杂工况，能自动得到相应的三维演示程序，可以清晰呈现推进子系统各部件状态，为推进子系统的分析与模拟提供了重要参考，提高了三维演示程序的开发速度；通过人工智能程序员书写三维演示程序，可以规范软件书写格式，减少人工编写的错误；本发明实现自动化一键生成，针对不同工况省去了多次开发的过程，有效地减少了工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明公开了人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，智能生成方法的步骤如下：

(1)使用三维建模软件建立推进子系统和各部件的三维模型，保存到模型库；

(2)人工智能程序员将数字卫星推进子系统各部件的装配信息存入配置文件，包括使用何种部件，各部件的安装位置与安装姿态；

(3)将仿真程序生成的设备归档数据传输至三维演示程序，驱动三维场景变化；

(4)依据接收到的仿真数据和演示配置文件，在三维演示程序中显示出数字卫星推进子系统及各部件的位置与姿态；

(5)在三维演示程序中构建火焰的模型，并可以模拟火焰开启和关闭；

(6)使用特定按键进行交互，包括但不限于放大缩小，旋转；

(7)人工智能程序员将三维演示程序的源代码自动编译部署。

为了更好的实现本发明的技术方案，人工智能程序员将数字卫星推进子系统的装配信息保存到一个XML配置文件中，具体包含各设备的编号，设备三维模型文件的名称，设备所依赖的父节点，设备类型，以及设备相对其父节点的位置与姿态以及其显示比例。

为了更好的实现本发明的技术方案，人工智能程序员将三维演示程序的源代码存入代码库，在需要的时候自动进行编译生成。

为了更好的实现本发明的技术方案，本发明通过RTI接口函数接收来自设备归档的数据，并进行接收信息自动解包。根据收到的归档数据，三维演示程序使得三维场景进行相应的变化。

为了更好的实现本发明的技术方案，本发明在进行设备归档时，各三维模型根据设备归档时间和接收到的数据同步刷新，保证所有设备显示同一时刻的状态。

为了更好的实现本发明的技术方案，本发明建立火焰模型，在三维演示程序中动态显示火焰模型，根据控制指令进行火焰的开启与关闭。

为了更好的实现本发明的技术方案，本发明使用HUD显示技术，将推力器火焰，气瓶，燃料储箱，氧化剂储箱，各种阀门的状态，显示在屏幕上的固定位置，不随摄像机位置的变化而变化。

为了更好的实现本发明的技术方案，本发明使用几个特定的按键控制三维视图，包括视图放大和缩小，视图的旋转变换，窗口化和全屏的切换。

下面对本发明结合具体实施例进行详细解释。

本发明的人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法主要包含以下几个部分：卫星推进子系统的数字装配、三维演示程序自动生成、设备归档数据传输和三维动态演示，具体步骤如下：

1.三维建模。

使用三维作图软件生成推进子系统及其部件的三维模型，并保存为ive格式，存入模型库，今后再次用到同样部件时可直接调取。

2.配置文件生成

以一个典型的卫星为例，其推进子系统装配情况如下表：

表1推进子系统装配表

对于各类阀门，本三维演示程序不做显示，故其安装点和安装向量统一以{0.1,0.2,-0.45}和{-0.694,0,-0.6548}代替；表中所示坐标是以数字卫星质心处建立本体坐标系所得的坐标。

人工智能程序员将仿真需要的部件信息存入xml文件，包括推进子系统部件的三维模型文件、部件安装位置与姿态、各模型的显示比例。

3.设备归档数据传输与显示

(1)使用RTI接口函数接收仿真程序的仿真数据，接口函数的调用方式为

CollectRT IMessages(ulDBArchiveChannel NoforOSGPropel lant,stcRT IBuffers)，其中第一个参数为仿真程序传输数据的总线标识，第二个参数为接收到的数据包。

(2)在三维演示程序中对RT I数据进行解包，提取出仿真数据。RT I消息在程序中用结构体来表示，其中包含了数据长度，数据内容。而数据内容的具体格式如下：飞行器编号、轨道或姿态信息、数据类型。

(3)读取配置文件，按照xml中记录的部件进行模型显示，包括气瓶，推力器，燃料储箱，氧化剂储箱，阀门等模型显示在屏幕上。

(4)随着数字卫星的仿真模拟，模式的切换伴随着姿轨控的机动，此时推进子系统收到推力器机动的数据，进行推力器开启，火焰出现；机动结束，推力器关闭，火焰消失。

(5)按照仿真需求，将接收到的设备归档数据，包括推力器火焰，气瓶，燃料储箱，氧化剂储箱，各类阀门状态等信息显示在界面最上层，这部分主要是文本，不随摄像机的移动而变化显示效果。

4.火焰模型的搭建。

通过模型库选取相应的Fire.ive进行装配，可以达成不同的火焰效果。

5.用户交互

在演示过程中，检测按键信息，当按下特定按键时，调用

CollectManipulatorParameters(void)函数，读取用户键盘和鼠标输入，来实现视角的切换、放大缩小、视角旋转、窗口化和全屏切换等。

6.三维演示程序智能生成

使用自动编译程序对三维演示程序的源代码和工程进行编译，根据所要生成三维演示实体的数量，智能部署生成的可执行文件与相关的配置文件到相应文件夹内。其中，总线通道号智能生成，根据对象分配总线进行通讯。

人工智能程序员将三维演示程序用到的固定代码和工程都提取出来，将这些源代码、工程进行编译，并将得到的可执行程序、自动生成的配置文件以及模型图部署到一个文件夹下。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，其特征在于，智能生成方法的步骤如下：

(1)使用三维建模软件建立推进子系统和各部件的三维模型，保存到模型库；

(2)人工智能程序员将数字卫星推进子系统各部件的装配信息存入配置文件，包括使用何种部件，各部件的安装位置与安装姿态；

(3)将仿真程序生成的设备归档数据传输至三维演示程序，驱动三维场景变化；

(4)依据接收到的仿真数据和演示配置文件，在三维演示程序中显示出数字卫星推进子系统及各部件的位置与姿态；

(5)在三维演示程序中构建火焰的模型，并可以模拟火焰开启和关闭；

(6)使用特定按键进行交互，包括但不限于放大缩小，旋转；

(7)人工智能程序员将三维演示程序的源代码自动编译部署。

2.根据权利要求1所述的人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，其特征在于，人工智能程序员将数字卫星推进子系统的装配信息保存到一个XML配置文件中，具体包含各设备的编号，设备三维模型文件的名称，设备所依赖的父节点，设备类型，以及设备相对其父节点的位置与姿态以及其显示比例。

3.根据权利要求1所述的人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，其特征在于，人工智能程序员将三维演示程序的源代码存入代码库，在需要的时候自动进行编译生成。

4.根据权利要求1所述的人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，其特征在于，通过RTI接口函数接收来自设备归档的数据，并进行接收信息自动解包。根据收到的归档数据，三维演示程序使得三维场景进行相应的变化。

5.根据权利要求1所述的人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，其特征在于，在进行设备归档的第4步时，各三维模型根据设备归档时间和接收到的数据同步刷新，保证所有设备显示同一时刻的状态。

6.根据权利要求1所述的人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，其特征在于，建立火焰模型，在三维演示程序中动态显示火焰模型，根据控制指令进行火焰的开启与关闭。

7.根据权利要求1所述的人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，其特征在于，使用HUD显示技术，将推力器火焰，气瓶，燃料储箱，氧化剂储箱，各种阀门的状态，显示在屏幕上的固定位置，不随摄像机位置的变化而变化。

8.根据权利要求1所述的人工智能程序员书写卫星推进系统三维演示源程序的方法，其特征在于，使用几个特定的按键控制三维视图，包括视图放大和缩小，视图的旋转变换，窗口化和全屏的切换。