一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和飛行模擬仿真領(lǐng)域，具體涉及一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)及其控制方法，包括以教員控制臺為節(jié)點(diǎn)的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述教員控制臺由主控平臺和輔助平臺構(gòu)成的教員控制臺。本明采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)對教員控制臺系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析，利用Qt圖形繪制框架實現(xiàn)人機(jī)界面的繪制，以HLA為底層網(wǎng)絡(luò)通訊框架，增強(qiáng)了軟件的通用性及可移植性。
【專利說明】一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和飛行模擬仿真領(lǐng)域，具體涉及一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行模擬機(jī)是一個根據(jù)飛行員操作生成相應(yīng)的視景畫面、聲音特效及動作反饋的實時仿真系統(tǒng)。當(dāng)飛行員在模擬座艙內(nèi)操縱各種裝置(駕駛桿、腳蹬、按鈕、油門桿等)，或教員在教員臺上操縱有關(guān)控制按鍵時，這些操縱控制裝置就會產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號，經(jīng)輸入接口變換成數(shù)字量后發(fā)送給計算機(jī)，計算機(jī)對接收到的數(shù)字量通過預(yù)先設(shè)計的管理程序以及相關(guān)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算，然后將其計算結(jié)果經(jīng)輸出接口變換后，控制視景系統(tǒng)顯示此刻飛行員從飛機(jī)駕駛艙窗外相應(yīng)景象，驅(qū)動相關(guān)的儀表指示相應(yīng)的飛機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)，驅(qū)動控制面板上相關(guān)指示燈呈現(xiàn)相應(yīng)狀態(tài)，音箱發(fā)出與操作一致的聲音，運(yùn)動平臺處于相應(yīng)的運(yùn)動狀態(tài)。
[0003]飛行模擬機(jī)以訓(xùn)練飛行員駕駛技術(shù)為主要目的，則需要為教員提供一個能夠?qū)崿F(xiàn)飛行訓(xùn)練計劃的編制、模擬機(jī)的控制及運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控、訓(xùn)練任務(wù)的綜合評價等操作的平臺，讓教員可以隨時掌控飛行訓(xùn)練過程中的每一個細(xì)節(jié)。在以往的飛行模擬機(jī)研發(fā)過程中，對教員控制臺性能的重視程度遠(yuǎn)不如視景系統(tǒng)、運(yùn)動控制系統(tǒng)，導(dǎo)致教員控制臺在設(shè)計上和功能上過于簡單、布局不夠合理、對數(shù)據(jù)庫技術(shù)、三維圖形圖像、網(wǎng)絡(luò)控制等技術(shù)應(yīng)用不夠全面，不利于教員對學(xué)員指導(dǎo)教學(xué)，因而設(shè)計美觀、使用方便、功能完善、便于移植的教員控制臺，將成為飛行模擬器發(fā)展的一個重要方向。
[0004]飛行模擬機(jī)系統(tǒng)由教員控制臺系統(tǒng)、飛行解算系統(tǒng)、視景系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)組成，教員控制臺是教員控制模擬機(jī)訓(xùn)練飛行員的交互工具，與飛行模擬機(jī)其它子系統(tǒng)之間存在數(shù)據(jù)交互。根據(jù)飛行模擬機(jī)對系統(tǒng)實時性具有較高的需求，以實時仿真計算機(jī)系統(tǒng)為中央節(jié)點(diǎn)的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)成飛行模擬機(jī)系統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，飛行模擬機(jī)系統(tǒng)的各子系統(tǒng)作為星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的一個節(jié)點(diǎn)，以HLA作為網(wǎng)絡(luò)通訊框架實現(xiàn)實現(xiàn)各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的實時發(fā)送與接收。教員控制臺對來自其他子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算處理后，將各系統(tǒng)的狀態(tài)及飛機(jī)的飛行參數(shù)顯示出來；教員在教員控制臺系統(tǒng)上進(jìn)行的各種操作指令通過HLA網(wǎng)絡(luò)框架發(fā)送給飛行模擬機(jī)的其他子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)響應(yīng)收到的指令。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)，解決現(xiàn)有的教員控制臺系統(tǒng)功能上過于簡單、布局不夠合理、對數(shù)據(jù)庫技術(shù)、三維圖形圖像、網(wǎng)絡(luò)控制等技術(shù)應(yīng)用不夠全面，不利于教員對學(xué)員指導(dǎo)教學(xué)的問題。
[0006]Qt是1991年奇趣科技開發(fā)的一個跨平臺的C++圖形用戶界面應(yīng)用程序框架。它提供給應(yīng)用程序開發(fā)者建立藝術(shù)級的圖形用戶界面所需的所有功能。Qt很容易擴(kuò)展，并且允許真正地組件編程。基本上，Qt同X Window上的Motif, Openwin, GTK等圖形界面庫和Windows平臺上的MFC，OWL，VCL，ATL是同類型的東西。
[0007]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)，包括以教員控制臺為節(jié)點(diǎn)的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述教員控制臺由主控平臺和輔助平臺構(gòu)成的教員控制臺，
所述主控平臺包括觸摸控制裝置和顯示裝置，通過觸摸屏控制模擬機(jī)整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置飛行器、模擬機(jī)、環(huán)境條件和飛行員訓(xùn)練科目、監(jiān)視記錄飛行器狀態(tài)、飛行狀態(tài)、機(jī)載模型運(yùn)行狀態(tài)；
所述輔助平臺實現(xiàn)通用控制功能和應(yīng)急控制功能，其中通用控制功能實現(xiàn)對飛行模擬機(jī)各子系統(tǒng)的控制，將飛行模擬機(jī)當(dāng)前狀態(tài)調(diào)整到教員需要的狀態(tài)，應(yīng)急控制功能實現(xiàn)按照教員意愿讓飛行模擬機(jī)的子系統(tǒng)處于緊急狀態(tài)，為訓(xùn)練飛行員處理緊急情況的能力提供訓(xùn)練條件。
[0008]所述教員控制臺計算機(jī)作為星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一個節(jié)點(diǎn)，采用點(diǎn)對點(diǎn)的通訊形式實現(xiàn)與其他節(jié)點(diǎn)的信息交換、收集和處理，接收各個仿真子系統(tǒng)發(fā)送的實時更新數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后將各系統(tǒng)的狀態(tài)和飛行參數(shù)信息顯示在主控平臺上；另一方面，教員控制臺計算機(jī)將教練員根據(jù)訓(xùn)練任務(wù)而設(shè)置的控制指令通過實時仿真計算機(jī)傳送給各系統(tǒng)。 [0009]一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)的構(gòu)建方法，包括以下步驟:
在控制臺的計算機(jī)上安裝jdk并配置環(huán)境變量，環(huán)境變量的配置為
-新建 JAVA_H0ME C: \Java\jdkl.6 (JDK 安裝路徑)；
-新建 PATH %JAVA_H0ME%\bin ；%JAVA_H0ME%\ jre\biη ；
-新建 CLASSPATH %JAVA_H0ME%\lib ；%JAVA_HOME%\lib\tools.jar ；
在控制臺的計算機(jī)上安裝android SDK,將SDK文件放置在本地磁盤中，并將SDK目錄加入到環(huán)境變量path中；
在控制臺的計算機(jī)上安裝android NDK,將NDK文件放置在本地磁盤中，并將SDK目錄加入到環(huán)境變量path中；
在控制臺的計算機(jī)上安裝necessiats,編譯并部署Qt ； (necessiats是一個用于android平臺的Qt開發(fā)的實現(xiàn))；
創(chuàng)建工程，在Qt中的Qt Creator選項內(nèi)點(diǎn)擊File創(chuàng)建*.pro工程文件,在Project選項的Qt Version選項點(diǎn)擊Manage彈出的對話框中，根據(jù)SDK、NDK處在本地計算機(jī)的位置進(jìn)行設(shè)置，編譯生成的*.apk文件能在android操作系統(tǒng)中安裝運(yùn)行，完成系統(tǒng)構(gòu)建。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)對教員控制臺系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析，利用Qt圖形繪制框架實現(xiàn)人機(jī)界面的繪制，以HLA為底層網(wǎng)絡(luò)通訊框架，增強(qiáng)了軟件的通用性及可移植性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]圖2為教員控制臺系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]圖1示出了本發(fā)明一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)的一個實施例:一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)，包括以教員控制臺為節(jié)點(diǎn)的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述教員控制臺由主控平臺和輔助平臺構(gòu)成的教員控制臺，
所述主控平臺包括觸摸控制裝置和顯示裝置，通過觸摸屏控制模擬機(jī)整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置飛行器、模擬機(jī)、環(huán)境條件和飛行員訓(xùn)練科目、監(jiān)視記錄飛行器狀態(tài)、飛行狀態(tài)、機(jī)載模型運(yùn)行狀態(tài)；
所述輔助平臺實現(xiàn)通用控制功能和應(yīng)急控制功能，其中通用控制功能實現(xiàn)對飛行模擬機(jī)各子系統(tǒng)的控制，將飛行模擬機(jī)當(dāng)前狀態(tài)調(diào)整到教員需要的狀態(tài)，應(yīng)急控制功能實現(xiàn)按照教員意愿讓飛行模擬機(jī)的子系統(tǒng)處于緊急狀態(tài)，為訓(xùn)練飛行員處理緊急情況的能力提供訓(xùn)練條件。
[0015]圖1為本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、組成部件以及與通過以太網(wǎng)集線器(Ethernet HUB)其他子系統(tǒng)(如:運(yùn)動系統(tǒng)計算機(jī)、視景計算機(jī)、實時仿真計算機(jī)、音響計算機(jī)和虛擬儀表計算機(jī))之間的交互關(guān)系，其中硬件平臺設(shè)計分為主控平臺和輔助平臺。在主控平臺上，教練員通過觸摸屏控制，有效地控制模擬機(jī)整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置飛行器、模擬機(jī)、環(huán)境條件和飛行員訓(xùn)練科目、監(jiān)視記錄飛行器狀態(tài)、飛行狀態(tài)、機(jī)載模型運(yùn)行狀態(tài)。在輔助平臺上，教員控制臺對模擬機(jī)的控制分為通用控制和應(yīng)急控制，其中通用控制功能實現(xiàn)對飛行模擬機(jī)各子系統(tǒng)的控制，可以將飛行模擬機(jī)當(dāng)前狀態(tài)調(diào)整到教員需要的狀態(tài)；應(yīng)急控制功能實現(xiàn)按照教員意愿讓飛行模擬機(jī)的子系 統(tǒng)處于緊急狀態(tài)，為訓(xùn)練飛行員處理緊急情況的能力提供訓(xùn)練條件。
[0016]圖2示出了本系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖，其中飛行器設(shè)置使教員能夠設(shè)置各種飛行器參數(shù)，如總重量、燃料量、飛行器艙門的位置等；能夠啟動或終止飛行器的外部電源、外部氣流；同時能夠快速啟動APU以及不工作的引擎。位置設(shè)置包括機(jī)場/跑道的選擇控制；飛機(jī)相對參考跑道的位置以及附加的模擬器特性這3個模塊。環(huán)境設(shè)置包括主要?dú)庀髼l件、跑道環(huán)境設(shè)置和TCAS。導(dǎo)航圖繪制頁面包括地圖、地圖控制欄(右)、地圖控制頁腳。訓(xùn)練設(shè)置模塊:包括飛行計劃設(shè)置、快照設(shè)置和故障設(shè)置。重置/凍結(jié)設(shè)置模塊包含重置和凍結(jié)/解凍兩個模塊。通信設(shè)置模塊主要包括ATIS和內(nèi)部通信，無線電通信系統(tǒng)，導(dǎo)航，音量以及特殊特性的設(shè)置。
[0017]根據(jù)本發(fā)明一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)的構(gòu)建方法的一個實施例:一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于:包括以下步驟:
在控制臺的計算機(jī)上安裝jdk并配置環(huán)境變量，環(huán)境變量的配置為 -新建 JAVA_H0ME C:\Java\jdkl.6 ；
-新建 PATH %JAVA_H0ME%\bin ；%JAVA_H0ME%\ jre\bin ；
-新建 CLASSPATH %JAVA_H0ME%\lib ；%JAVA_H0ME%\ I ib\too I s.jar ；
在控制臺的計算機(jī)上安裝android SDK,將SDK文件放置在本地磁盤中，并將SDK目錄加入到環(huán)境變量path中；
在控制臺的計算機(jī)上安裝android NDK,將NDK文件放置在本地磁盤中，并將SDK目錄加入到環(huán)境變量path中； 在控制臺的計算機(jī)上安裝necessiats,編譯并部署Qt ；
創(chuàng)建工程，在Qt中的Qt Creator選項內(nèi)點(diǎn)擊File創(chuàng)建*.pro工程文件,在Project選項的Qt Version選項點(diǎn)擊Manage彈出的對話框中，根據(jù)SDK、NDK處在本地計算機(jī)的位置進(jìn)行設(shè)置，編譯生成的*.apk文件能在android操作系統(tǒng)中安裝運(yùn)行，完成系統(tǒng)構(gòu)建。
[0018]盡管這里參照本發(fā)明的多個解釋性實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變形和改進(jìn)外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)，其特征在于:包括以教員控制臺為節(jié)點(diǎn)的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述教員控制臺由主控平臺和輔助平臺構(gòu)成的教員控制臺， 所述主控平臺包括觸摸控制裝置和顯示裝置，通過觸摸屏控制模擬機(jī)整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置飛行器、模擬機(jī)、環(huán)境條件和飛行員訓(xùn)練科目、監(jiān)視記錄飛行器狀態(tài)、飛行狀態(tài)、機(jī)載模型運(yùn)行狀態(tài)； 所述輔助平臺實現(xiàn)通用控制功能和應(yīng)急控制功能，其中通用控制功能實現(xiàn)對飛行模擬機(jī)各子系統(tǒng)的控制，將飛行模擬機(jī)當(dāng)前狀態(tài)調(diào)整到教員需要的狀態(tài)，應(yīng)急控制功能實現(xiàn)按照教員意愿讓飛行模擬機(jī)的子系統(tǒng)處于緊急狀態(tài)，為訓(xùn)練飛行員處理緊急情況的能力提供訓(xùn)練條件。
2.一種基于Qt的跨平臺教員控制臺系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于:包括以下步驟: 在控制臺的計算機(jī)上安裝jdk并配置環(huán)境變量，環(huán)境變量的配置為
-新建 JAVA_HOME C:\Java\jdkl.6 ；
-新建 PATH %JAVA_HOME%\bin ；%JAVA_HOME%\ jre\biη ；
-新建 CLASSPATH %JAVA_HOME%\lib ；%JAVA_HOME%\lib\tools.jar ； 在控制臺的計算機(jī)上安裝android SDK,將SDK文件放置在本地磁盤中，并將SDK目錄加入到環(huán)境變量path中； 在控制臺的計算機(jī)上安裝android NDK,將NDK文件放置在本地磁盤中，并將SDK目錄加入到環(huán)境變量path中； 在控制臺的計算機(jī)上安裝necessiats,編譯并部署Qt ； 創(chuàng)建工程，在Qt中的Qt Creator選項內(nèi)點(diǎn)擊File創(chuàng)建*.pro工程文件,在Project選項的Qt Version選項點(diǎn)擊Manage彈出的對話框中，根據(jù)SDK、NDK處在本地計算機(jī)的位置進(jìn)行設(shè)置，編譯生成的*.apk文件能在android操作系統(tǒng)中安裝運(yùn)行，完成系統(tǒng)構(gòu)建。
【文檔編號】G09B9/08GK103985284SQ201410223715
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】季玉龍, 王呈鵬, 閔鵬, 宋歌, 譚詩瀚, 汪歸歸, 楊善敏, 戈文一, 湯坤 申請人:四川川大智勝軟件股份有限公司