CN110765670B - 一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法 - Google Patents
一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于直升机模拟器显示技术领域,公开了一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,包括:S1,将直升机模拟器综合显示画面分解为多个元素;S2,定义每个元素属性;S3,动态获取每个任务周期直升机显示画面的绘制指令,绘制指令为至少一个元素的显示;S4,根据直升机显示画面的绘制指令在直升机模拟器综合显示画面上动态生成显示画面,实现显示画面的动态生成,从而实现标准化开发及MFD软件的复用。
Description
技术领域
本发明属于直升机模拟器显示技术领域,尤其涉及一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法。
背景技术
随着航空电子技术的飞速发展,航空座舱显示系统向着开放式架构体系发展。ARINC公司针对座舱显示系统到用户应用的接口制定的ARINC 661规范已成为新一代座舱显示系统的标准。ARINC 661规范的主要目的在于规范座舱显示系统(CDS,CockpitDisplay System)与用户应用(UA,User Application) 之间的接口,明显区别于传统设计思想的是彻底将画图代码和管理可见元素的逻辑、位置及状态等代码分离,分别定义为CDS和UAs,即图形显示和处理逻辑分离,两者之间的联系转而由规范自身定义的通信协议所取代,可大大节约开发座舱显示软件的成本。
随着虚拟显示技术的发展,模拟训练已经广泛应用于各行各业,直升机模拟器具备易维护、低成本和高安全性等特点,使用直升机模拟器进行训练,可以不受外界气象环境、飞行场地和空域管理的限制,直升机飞行模拟技术已逐渐成为研究飞行和实现飞行训练目的的最佳途径。GL Studio在可交互的图形界面开发方面有着非常大的技术优势,广泛应用与各种仿真设备和模拟器的开发。因此,如何利用GL Studio平台和现有机载代码开发仿真器引起了开发者们的广泛兴趣。
GL Studio是美国DiSTI公司的旗舰产品,它是一个独立平台的快速原型工具,用来创建实时的、照片级别的、可交互的图形界面,即可以用于仿真,又可以用于实际装备。GLStudio生成的人机接口有两种方式与外界交互,一种是读取外界数据来驱动仪表显示;一种是相应用户界面事件,实现面板操作。GL Studio代码生成器为程序员提供的是源代码,因此程序员可以通过编程以 CORBA、DIS、HLA、Shared Memory、TCP/IP或UDP/IP等到协议读取外界数据,同时GL Studio提供CallBack功能使图形化可以响应用户界面事件,例如触屏感应、鼠标点击和键盘输入等。
ARINC 661规范的实现需要专门的软件工具,用于开发商用软件时,CDS 和UA需要同步开发,对于需要复用以往代码的项目,代码复用难度较大。
GL Studio软件作为开发原型工具,如果采用传统的界面开发方法,只能基于固定画面的动态数据驱动,画面显示元素不能动态重构。
利用现在流行的SCADE和VAPS XT软件虽然能够以所见即所得的方式利用 ARINC661规范实现显示画面的快速开发和验证,但是对于已有的大量型号机载软件而言,当需要将其复用到其他机载型号或者模拟器进行跨平台移植时,利用标准的流程进行二次开发成本太高。
发明内容
针对上述背景技术中的问题,本发明的目的在于提供一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,实现显示画面的动态生成,从而实现标准化开发及 MFD软件的复用。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案予以实现。
一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,所述方法包括:
S1,将直升机模拟器综合显示画面分解为多个元素;
S2,定义每个元素属性;
S3,动态获取每个任务周期直升机显示画面的绘制指令,绘制指令为至少一个元素的显示;
S4,根据直升机显示画面的绘制指令在直升机模拟器综合显示画面上动态生成显示画面。
本发明技术方案的特点和进一步的改进为:
(1)所述直升机模拟器综合显示画面分解的多个元素包含:
文本文字,所述文本文字用于描述直升机飞行画面的文本;
直线线段,所述直线线段用于描述直升机飞行画面的线条;
水平状态指示器,所述水平状态指示器用于描述直升机飞行画面的水平状态;
空速表,所述空速表用于描述直升机飞行时的空中速度;
升降速度表,所述升降速度表用于描述直升机飞行时的升降速度;
高度表,所述高度表用于描述直升机飞行时的竖直高度。
(2)S2中,定义文本文字属性包含:文字在直升机模拟器综合显示画面的显示位置、文字字体、文字字号、文字颜色。
(3)S2中,定义直线线段属性包含:线段线型、线段粗细、线段颜色、线段在直升机模拟器综合显示画面的位置。
(4)S2中,定义水平状态指示器属性包含:水平状态指示器在直升机模拟器综合显示画面的位置、水平状态指示器的大小、水平状态指示器的颜色、水平状态指示器中指示直升机水平状态的上下限范围。
(5)S2中,定义空速表属性包含:空速表在直升机模拟器综合显示画面的位置、空速表的大小、空速表的颜色、空速表中指示直升机空中速度的上下限范围;
(6)S2中,定义升降速度表属性包含:升降速度表在直升机模拟器综合显示画面的位置、升降速度表的大小、升降速度表的颜色、升降速度表中指示直升机升降速度的上下限范围。
(7)S2中,定义高度表属性包含:高度表在直升机模拟器综合显示画面的位置、高度表的大小、高度表的颜色、高度表中指示直升机高度的上下限范围。
(8)S3中,所述每个任务周期的时长为20ms至50ms。
机载座舱显示软件开发难度大,验证成本高,因而对应型号的机载软件需要移植到其他平台进行模拟器等项目的开发时,代码的复用能够极大地降低开发成本并缩短开发周期。使用本发明提出的显示画面动态生成方法,当现有项目需要应用GL Studio进行二次开发时只需要对相关绘图指令接口进行适配便能够实现代码的移植,从而非常轻松地实现代码的复用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法的流程示意图。
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。
本发明实施例提供一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,所述方法包括:
S1,将直升机模拟器综合显示画面分解为多个元素;
S2,定义每个元素属性;
S3,动态获取每个任务周期直升机显示画面的绘制指令,绘制指令为至少一个元素的显示;
S4,根据直升机显示画面的绘制指令在直升机模拟器综合显示画面上动态生成显示画面。
进一步的,所述直升机模拟器综合显示画面分解的多个元素包含:
文本文字,所述文本文字用于描述直升机飞行画面的文本;
直线线段,所述直线线段用于描述直升机飞行画面的线条;
水平状态指示器,所述水平状态指示器用于描述直升机飞行画面的水平状态;
空速表,所述空速表用于描述直升机飞行时的空中速度;
升降速度表,所述升降速度表用于描述直升机飞行时的升降速度;
高度表,所述高度表用于描述直升机飞行时的竖直高度。
S2中,定义文本文字属性包含:文字在直升机模拟器综合显示画面的显示位置、文字字体、文字字号、文字颜色。
S2中,定义直线线段属性包含:线段线型、线段粗细、线段颜色、线段在直升机模拟器综合显示画面的位置。
S2中,定义水平状态指示器属性包含:水平状态指示器在直升机模拟器综合显示画面的位置、水平状态指示器的大小、水平状态指示器的颜色、水平状态指示器中指示直升机水平状态的上下限范围。
S2中,定义空速表属性包含:空速表在直升机模拟器综合显示画面的位置、空速表的大小、空速表的颜色、空速表中指示直升机空中速度的上下限范围;
S2中,定义升降速度表属性包含:升降速度表在直升机模拟器综合显示画面的位置、升降速度表的大小、升降速度表的颜色、升降速度表中指示直升机升降速度的上下限范围。
S2中,定义高度表属性包含:高度表在直升机模拟器综合显示画面的位置、高度表的大小、高度表的颜色、高度表中指示直升机高度的上下限范围。
S3中,所述每个任务周期的时长为20ms至50ms。
示例性的,本发明技术方案通过如下具体过程(参照图1)实现:
1、模拟器综合显示画面元素的定义
模拟器综合显示画面通常用于综合显示航向、姿态、速度等飞行信息以及发动机、电源等系统信息,以提高驾驶员工作效率;提供航向、姿态、地速及位置等各种导航信息,准确地引导直升机飞行及归航。根据模拟器综合显示画面的显示需求,本发明将常用的模拟器综合显示画面进一步显示以下元素:
a)文本文字;(用于描述直升机飞行画面的文本)
b)直线线段;(用于描述直升机飞行画面的线条)
c)水平状态指示器;(用于描述直升机飞行画面的水平状态)
d)空速表;(用于描述直升机飞行时的空中速度)
升降速度表;(用于描述直升机飞行时的升降速度)
高度表(用于描述直升机飞行时的竖直高度)。
2、用户应用软件的开发
用户应用软件通常包含机载应用逻辑开发和相关画面的绘制。本发明主要针对显示画面的动态绘制进行相关描述。
(1)文本文字绘制指令的生成
为便于应用开发者调用,文本绘制的C语言接口为void SetLabel(int x,int y,char*str),在SetLabel函数内部封装成A661指令A661_CMD_SET_PARAMETER,对文本对象的属性进行赋值,完成文本绘制指令的生成。
(2)直线线段指令的生成
为便于应用开发者调用,文本绘制的C语言接口为void SetGpLine(float x1,float y1,float x2,float y2),在SetGpLine函数内部封装成A661指令 A661_CMD_SET_PARAMETER,对线段对象的属性进行赋值,完成文本绘制指令的生成。
(3)水平状态指示器指令的生成
ARINC 661规范中没有对水平状态指示器指令的定义,为此利用标准中的预留指令进行扩展,从0xA800至0xAFFF范围中选取0xA901定义A661_HIS的指令,用于生成A661_CMD_SET_PARAMETER相关指令,对水平状态指示器对象的属性进行赋值,完成水平状态指示器绘制指令的生成。
(4)空速表指令的生成
ARINC 661规范中没有对空速表指令的定义,为此利用标准中的预留指令进行扩展,从0xA800至0xAFFF范围中选取0xA902定义A661_HIS的指令,用于生成A661_CMD_SET_PARAMETER相关指令,对空速表对象的属性进行赋值,完成空速表绘制指令的生成。
(5)升降速度表指令的生成
ARINC 661规范中没有对空速表指令的定义,为此利用标准中的预留指令进行扩展,从0xA800至0xAFFF范围中选取0xA902定义A661_HIS的指令,用于生成A661_CMD_SET_PARAMETER相关指令,对空速表对象的属性进行赋值,完成空速表绘制指令的生成。
(6)高度表指令的生成
ARINC 661规范中没有对空速表指令的定义,为此利用标准中的预留指令进行扩展,从0xA800至0xAFFF范围中选取0xA902定义A661_HIS的指令,用于生成A661_CMD_SET_PARAMETER相关指令,对空速表对象的属性进行赋值,完成空速表绘制指令的生成。
(7)ARINC 661指令的发送
按照ARINC 661规范封装数据包,将一帧画面的所有数据打包后发送给座舱显示软件,从而完成一帧画面的绘图指令生成和发送。
3、座舱综合显示软件的开发
本发明使用GL Studio开发座舱多功能显示软件(MFD,Muli Function Display),实现模拟器综合显示画面相关显示元素的定义和实现。
(1)文本文字的实现
利用代码可以动态生成各种大小规格的文本文字对象,继承GL Studio的GlsTextBox类,重写相关代码,完成文本文字对象的初始化、文本显示内容、文本大小、显示位置、文本颜色、文本对齐方式修改等操作。
(2)直线线段的实现
继承GL Studio的GLPolygon类,重写相关代码,实现对直线线段的初始化、线段颜色、线条宽度、点画样式修改等操作。
(3)水平状态指示器的实现
按照设计文件要求利用GL Studio绘制水平状态指示器,同时开发相关支持类,用于从UA端接收显示控制指令并进行解析,需要解析的状态参数包括:是否可见、显示的坐标位置、当前航向、应飞航向、罗盘方位角等等。
(4)空速表的实现
按照设计文件要求利用GL Studio绘制空速表,同时开发相关支持类,用于从UA端接收显示控制指令并进行解析,需要解析的状态参数包括:是否可见、显示的坐标位置、指示空速等等。
(5)升降速度表的实现
按照设计文件要求利用GL Studio绘制升降速度表,同时开发相关支持类,用于从UA端接收显示控制指令并进行解析,需要解析的状态参数包括:是否可见、显示的坐标位置、升降速度等等。
(6)高度表的实现
按照设计文件要求利用GL Studio绘制高度表,同时开发相关支持类,用于从UA端接收显示控制指令并进行解析,需要解析的状态参数包括:是否可见、显示的坐标位置、无线电高度、相对气压高度、绝对气压高度等等。
(7)ARINC 661指令的解析
MFD软件需要在每个任务周期刷新当前的显示画面,在接收到来自UA软件数据后,需要对相关的ARINC 661指令进行解析,根据解析出的数据确定是否需要生成对应的文本文字、直线线段、水平状态指示器、空速表、升降速度表和高度表等,从而动态地生成显示画面。
MFD软件需要在每个任务周期刷新当前的显示画面,在接收到来自UA软件数据后,需要对相关的ARINC 661指令进行解析,根据解析出的数据确定是否需要生成对应的文本文字、直线线段、水平状态指示器、空速表、升降速度表和高度表等,从而动态地生成显示画面。
本发明针对传统方法的不足设计了一种基于ARINC 661指令和GL Studio 的模拟器综合显示画面动态生成方法,基于本发明提出的方法,可以通过传统的GL Studio应用开发方法开发MFD软件的显示元素,基于机载逻辑和画面生成规范开发UA软件,通过在UA端发送ARINC 661指令至GL Studio开发的 MFD软件,MFD软件解析后动态生成模拟器综合显示画面。基于本发明提出的方法,能够很方便地利用ARINC 661指令及成熟的人接接口开发软件GL Studio 实现显示画面的动态生成,从而实现标准化开发及MFD软件的复用。
以上所述,仅为本发明的具体实施例,对本发明进行详细描述,未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,其特征在于,所述方法包括:
S1,将直升机模拟器综合显示画面分解为多个元素;包含:
文本文字,所述文本文字用于描述直升机飞行画面的文本;
直线线段,所述直线线段用于描述直升机飞行画面的线条;
水平状态指示器,所述水平状态指示器用于描述直升机飞行画面的水平状态;
空速表,所述空速表用于描述直升机飞行时的空中速度;
升降速度表,所述升降速度表用于描述直升机飞行时的升降速度;
高度表,所述高度表用于描述直升机飞行时的竖直高度;
S2,定义每个元素属性;
S3,动态获取每个任务周期直升机显示画面的绘制指令,绘制指令为至少一个元素的显示;
所述绘制指令包括:文本文字绘制指令、直线线段绘制指令、水平状态指示器绘制指令、空速表绘制指令、升降速度表绘制指令、高度表绘制指令;
(1)文本文字绘制指令的生成
文本文字绘制指令的C语言接口为void SetLabel(int x,int y,char*str),在SetLabel函数内部封装成A661指令A661_CMD_SET_PARAMETER,对文本文字对象的属性进行赋值,完成文本绘制指令的生成;
(2)直线线段绘制指令的生成
直线线段绘制指令的C语言接口为void SetGpLine(float x1,float y1,float x2,float y2),在SetGpLine函数内部封装成A661指令A661_CMD_SET_PARAMETER,对线段对象的属性进行赋值,完成直线线段绘制指令的生成;
(3)水平状态指示器指令的生成
利用ARINC 661标准中的预留指令进行扩展,从0xA800至0xAFFF范围中选取0xA901定义A661_HIS的指令,用于生成A661_CMD_SET_PARAMETER相关指令,对水平状态指示器对象的属性进行赋值,完成水平状态指示器绘制指令的生成;
(4)空速表指令的生成
利用ARINC 661标准中的预留指令进行扩展,从0xA800至0xAFFF范围中选取0xA902定义A661_AS的指令,用于生成A661_CMD_SET_PARAMETER相关指令,对空速表对象的属性进行赋值,完成空速表绘制指令的生成;
(5)升降速度表指令的生成
利用ARINC 661标准中的预留指令进行扩展,从0xA800至0xAFFF范围中选取0xA903定义A661_VS的指令,用于生成A661_CMD_SET_PARAMETER相关指令,对升降速度表对象的属性进行赋值,完成升降速度表绘制指令的生成;
(6)高度表指令的生成
利用ARINC 661标准中的预留指令进行扩展,从0xA800至0xAFFF范围中选取0xA904定义A661_ALT的指令,用于生成A661_CMD_SET_PARAMETER相关指令,对高度表对象的属性进行赋值,完成高度表绘制指令的生成;
S4,根据直升机显示画面的绘制指令在直升机模拟器综合显示画面上动态生成显示画面。
2.根据权利要求1所述的一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,其特征在于,S2中,定义文本文字属性包含:文字在直升机模拟器综合显示画面的显示位置、文字字体、文字字号、文字颜色。
3.根据权利要求1所述的一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,其特征在于,S2中,定义直线线段属性包含:线段线型、线段粗细、线段颜色、线段在直升机模拟器综合显示画面的位置。
4.根据权利要求1所述的一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,其特征在于,S2中,定义水平状态指示器属性包含:水平状态指示器在直升机模拟器综合显示画面的位置、水平状态指示器的大小、水平状态指示器的颜色、水平状态指示器中指示直升机水平状态的上下限范围。
5.根据权利要求1所述的一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,其特征在于,S2中,定义空速表属性包含:空速表在直升机模拟器综合显示画面的位置、空速表的大小、空速表的颜色、空速表中指示直升机空中速度的上下限范围。
6.根据权利要求1所述的一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,其特征在于,S2中,定义升降速度表属性包含:升降速度表在直升机模拟器综合显示画面的位置、升降速度表的大小、升降速度表的颜色、升降速度表中指示直升机升降速度的上下限范围。
7.根据权利要求1所述的一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,其特征在于,S2中,定义高度表属性包含:高度表在直升机模拟器综合显示画面的位置、高度表的大小、高度表的颜色、高度表中指示直升机高度的上下限范围。
8.根据权利要求1所述的一种直升机模拟器综合显示画面动态生成方法,其特征在于,S3中,所述每个任务周期的时长为20ms至50ms。
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