一种座舱显控系统目标符号的显控方法

技术领域

本发明涉及一种座舱显控系统目标符号的显控方法，特别涉及一种基于ARINC661规范的座舱显控系统复杂目标符号的显控方法，属于综合式航空电子系统的设计领域。

背景技术

为适应综合航电系统的迅速发展，美国航空无线电协会于2001年提出ARINC661规范，以实现CDS(Display System，简称CDS)与UAs(User Application，简称UA)之间的解耦，并提供了标准化的接口，减少了因人机接口设备频繁更改和升级而导致的航电系统其他设备的状态更改，进而实现了降低飞机研制和维护成本的目的。

战机座舱显控系统，由于其功能的特殊性，态势、雷达等画面中需显示符号的种类和数目繁多。若纯粹移植起源于民用飞机座舱显控系统的ARINC661规范，使用规范中目标符号的调用方式，不仅增加了开发者的工作量，甚至还增加了CDS内核对内存的需求，影响显控系统的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种座舱显控系统目标符号的显控方法，基于ARINC661规范，结合其开放性、可扩充性的特点，对规范的部分概念和应用方法进行适应性更改，设计了一种用于战机繁琐冗余目标符号的显控方法，使ARINC661规范在战机座舱显控系统中的应用更加高效可靠。本发明主要通过设计自定义窗体部件MapHorzItemListPlus/MapVertItemlistPlus、自定义显示项Symbol_Compound、自定义可交互显示项Symbol_Compound_Interactive、配合相应的定义文件模块DF文件及用户应用模块指令，以实现对座舱显控系统复杂繁琐目标符号的显控。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种座舱显控系统目标符号的显控方法，具体步骤如下：

步骤1，在系统定义阶段，DF开发者根据实际需求分解所有目标符号并提取出本体、修饰、填充三个符号索引库，并在DF文件的预定义符号库中绘制分解后的符号；

步骤2，按照ARINC661规范中MapHorzItemList的用法设计一个自定义窗体部件MapHorzItemListPlus/MapVertItemlistPlus并在其中设置索引库的信息，生成DF文件；

步骤3，座舱显示系统内核加载定义文件模块设计的二进制格式DF文件，实例化所有窗体部件，并对各参数值进行初始设置；

步骤4，UA激活自定义窗体部件所在图层并通过运行时的参数接口发送自定义显示项Symbol_Compound/Symbol_Compound_Interactive的配置指令；

步骤5，座舱显示系统内核解析UA发送的ARINC661指令并根据自定义窗体部件MapHorzItemListPlus/MapVertItemlistPlus中索引库信息组合出所需的目标符号；

各目标符号由一个本体符号、可选的填充符号、和若干个修饰符号组合而成。

步骤6，若为可交互显示项，座舱显示系统内核处理触屏模块事件后，按照ARINC661规定的格式打包一条A661_EVT_SELECTION事件指令，并发送给UA；

步骤7，UA接收到座舱显示系统内核的上报事件，进行后续处理。

作为本发明的进一步技术方案，步骤2中所述的自定义窗体部件为MapHorzItemListPlus/MapVertItemlistPlus。

作为本发明的进一步技术方案，步骤4中所述的自定义显示项为Symbol_Compound/Symbol_Compound_Interactive。

作为本发明的进一步技术方案，步骤5中所述的目标符号由一个本体符号、填充符号和若干个修饰符号组合或一个本体符号和若干个修饰符号组合而成。

作为本发明的进一步技术方案，步骤1中本体符号索引库描述如下：通过不同形状的符号表示不同类型的目标，通过不同颜色表示所属的不同阵营，通过填充与否代表是否处于被锁定状态。

作为本发明的进一步技术方案，步骤1中填充符号索引库描述如下：填充符号的符号形状与本体符号索引库一致，颜色为显示器背景色。

作为本发明的进一步技术方案，步骤1中修饰符号索引库描述如下：不同的修饰符号代表不同属性。

作为本发明的进一步技术方案，自定义窗体部件MapHorzItemListPlus/MapVertItemlistPlus为基于ARINC661规范的自定义窗体部件，兼容现有规范中MapHorzItemlist/MapVertItemlist所支持的所有显示项Item。

作为本发明的进一步技术方案，自定义显示项Symbol_Compound结构与Symbol_Compound_Interactive定义结构相同，标识号不同，交互区的设定方法遵循ARINC661规范。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1)可以在尽可能少改动的情况下，实现复杂目标符号的显控；

2)可明显减少DF开发者的工作量；

3)可明显缩小预定义符号库进而减小了DF文件；

4)不会增加座舱显控系统CDS内存占用量，并且不影响UA与CDS之间的通信效率。

附图说明

图1是座舱显控系统结构示意图。

图2是多种类型目标符号示意图。

图3是本体符号图。

图4是修饰符号图。

图5是DF文件结构图。

图6是实际显示效果图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明涉及到的所有英文术语可参考ARINC661规范中的定义。

本发明涉及到的本领域常用技术术语，如下表所示；

本发明提供一种基于ARINC661的座舱显控系统目标符号显控方法，其本质在于设计一种自定义窗体部件MapHorzItemlistPlus/MapVertItemlistPlus(MapHorzItemListPlus是水平地图，MapVertItemlistPlus是垂直地图)，显示项Symbol_Compound以及可交互显示项Symbol_Compound_Interactive。

本发明提供一种座舱显控系统目标符号的显控方法，具体步骤如下：

步骤1，在系统定义阶段，DF开发者根据实际需求分解所有目标符号并提取出本体、修饰、填充三个符号索引库，并在DF文件的预定义符号库中绘制分解后的符号。

三个符号索引库描述如下：

1.本体符号库：由圆、矩形、多边形等不同形状代表空中、地面等不同类型的目标，通过不同颜色表示所属的不同阵营(如友方、敌方、中立、未知等)，通过填充与否代表是否处于被锁定状态，代表目标类型；

2.修饰符号库：由短横、半圆等代表编队、雷达跟踪等属性，代表属性；

3.填充符号库：形状与本体符号库一致、颜色为显示器背景色，当符号重叠时用于遮盖。

三个符号库相互独立，其本质为存储符号ID的索引库，对绘制信息的描述包含于系统预定义符号库中，仅需在自定义窗体部件中设置索引库信息。

步骤2，按照ARINC661规范中MapHorzItemList的用法设计一个自定义窗体部件MapHorzItemListPlus/MapVertItemlistPlus并在其中设置索引库的信息，生成DF文件。

自定义窗体部件MapHorzItemlistPlus/MapVertItemlistPlus为基于ARINC661规范的自定义窗体部件，可兼容现有规范中MapHorzItemlist/MapVertItemlist所支持的所有显示项Item，其参数(Parameters)、创建结构(Creation Structure)、事件结构(EventStructures)、运行时标准接口(Runtime Modifiable Parameters)如表1至表8所示：

表1MapHorz_ItemList_Plus参数表

表2MapHorz_ItemList_Plus创建结构表

表3MapHorz_ItemList_Plus事件结构表

表4MapHorz_ItemList_Plus运行时标准接口

表5MapVert_ItemList_Plus参数表

表6MapVert_ItemList_Plus创建结构表

表7MapVert_ItemList_Plus事件结构表

表8MapVert_ItemList_Plus运行时标准接口

步骤3，座舱显示系统内核加载定义文件模块设计的二进制格式DF文件，实例化所有窗体部件，并对各参数值进行初始设置。

步骤4，UA激活自定义窗体部件所在图层并通过运行时的参数接口发送自定义显示项Symbol_Compound/Symbol_Compound_Interactive的配置指令。

自定义显示项Symbol_Compound结构(Structure)如表9所示：

表9Symbol_Compound结构

自定义显示项Symbol_Compound_Interactive结构同Symbol_Compound，交互区的设定方法遵循ARINC661规范。

步骤5，座舱显示系统内核解析UA发送的ARINC661指令并根据自定义窗体部件MapHorzItemListPlus/MapVertItemlistPlus中索引库信息组合出所需的目标符号。各目标符号由一个本体符号、可选的填充符号、和若干个修饰符号组合而成。

步骤6，若为可交互显示项，座舱显示系统内核处理触屏模块事件后，按照ARINC661规定的格式打包一条A661_EVT_SELECTION事件指令，并发送给UA。

步骤7，UA接收到座舱显示系统内核的上报事件，进行后续处理。

基于ARINC661的座舱显控系统具体设计如图1所示，包括座舱显示系统内核110、定义文件模块120、用户应用模块130和外部事件输入模块140。

座舱显示系统内核110，用于实现以下功能：加载定义文件模块120、接收用户应用模块130发送的ARINC661指令、外部事件输入模块140发送的操作信息，向用户应用模块130发送ARINC661消息，渲染画面和管理所有窗体部件；

定义文件模块120，是符合ARINC661规范的标准格式文件，可供座舱显示系统内核110加载并实例化生成窗体部件；

用户应用模块130，用于传输数据给座舱显示系统内核110，实现对显示画面内容的操控，也可接收由座舱显示系统内核110管理的交互式图形产生的输入数据，从而实现与座舱显示系统内核110的指令交互。

外部事件输入模块140，用于实时地响应飞行员的操作，并将操作行为信息发送给座舱显示系统内核110。

为实现本发明中所述的目标符号显控功能，重点在于使用本发明设计的窗体部件MapHorzItemlistPlus或MapVertItemlistPlus，以及显示项Symbol_Compound和Symbol_Compound_Interactive。系统各部分的交互遵循ARINC661规范，仅在对上述设计的使用方式上遵循本发明中的定义即可。

下面结合图2中的目标符号对显控系统的设计方法做进一步说明，具体设计如下：

对于定义文件模块120的设计，下面以一个具体实例进行详细说明，步骤如下：

步骤1，分析图2中的目标符号，提取出代表目标符号类型的本体符号库如图3；带表目标属性的修饰符号库如图4；形状与本体符号库一致、颜色为背景色的填充符号库；

步骤2，依据ARINC661规范，在系统预定义符号库中绘制步骤1中得到的三个符号库的符号；图3中本体符号从左往右从上往下依次设置SymbolID为1-9；图4中修饰符号从左往右设置SymbolID为11-15；填充符号设置SymbolID为21-24；

步骤3，在定义文件中设计一个图层Layer，在图层之上设置一个BasicContainer窗体部件，以便在全屏范围内移动；

步骤4，在BasicContainer中设置一个MapHorz窗体部件，并设置合适的pos、size以及ScreenReferencePoint等参数；

步骤5，在MapHorz中设置一个MapHorzSource窗体部件并设置合适参数；

步骤6，在MapHorzSource中设置一个本发明设计的MapHorzItemlistPlus窗体部件，对其属性进行设置，需特别设置属性如下：

NumberOfBottomSymbols：4

BottomSymbolArray[NumberOfBottomSymbols]：21；22；23；24；

NumberOfBasicSymbols：9

BasicSymbolsArray[NumberOfBasicSymbols]：1；2；3；4；5；6；7；8；9；

PosxArray[NumberOfBasicSymbols]：0；0；0；0；0；0；0；0；0；

PosyArray[NumberOfBasicSymbols]：500；800；800；400；500；800；800；400；600；

NumberOfDecorators：5

DecoratorSymbolArray[NumberOfDecorators]：11；12；13；14；15；

步骤7，生成可供座舱显示内核读取的二进制文件，其内窗体部件的结构如图5所示。

对于用户应用模块130的设计步骤如下：

步骤1，确认座舱显示内核110上电初始化完成后，发送激活图层Layer的指令；

步骤2，图层激活后，通过部件运行时标准接口BufferOfMapItems发送显示项配置指令。以图6中本机符号为例，对显示项的配置如下：

Itemindex：7

ItemType：A661_SYMBOL_COMPOUND

EndFlag：False

ColorIndex：2(颜色索引，本例中为绿色)

BottomSymbolIndex：5(填充符号库中本机符号索引)

BasicSymbolIndex：5(本体符号库中本机符号索引)

DecoratorFlag：00001001(配置编队为1；开干扰为4；将控制标志的对应位置1)

Length：800(速度对应的显示长度)

X/Y：0/0(显示位置)

Orientation：30°(fr(180))

其余符号的配置指令类似。

步骤3，若发送的显示项为可交互Symbol_Compound_Interactive，UA接收座舱显示内核上报的事件，并进行相应后续处理。

本发明的一种基于ARINC661的座舱显控系统目标符号显控方法，结合上述实施例的设计内容，以图6为例，具体实现步骤如下：

步骤1，系统初始化阶段，座舱显示系统CDS内核读取定义文件模块所设计的二进制定义文件，窗体部件管理模块分配内存空间，实例化所有窗体部件，并对各参数值进行初始设置；

步骤2，系统初始化结束后，进入运行阶段，座舱显示系统CDS内核解析用户应用模块130发送的层激活，设置图层Layer的visibility和activity属性为TRUE，并上报A661_NOTE_LAYER_IS_ACTIVE事件。

步骤3，用户应用UA模块收到座舱显示系统CDS内核上报A661_NOTE_LAYER_IS_ACTIVE事件后，通过MapHorzItemlistPlus的运行时标准接口BufferOfMapItems发送图6中9个显示项配置指令，以驱动画面显示。

步骤4，座舱显示系统CDS内核解析用户应用UA模块发送的显示项配置指令，组合出每个目标符号。

步骤5，若显示项为可交互，座舱显示系统CDS内核处理外部事件输入模块产生的事件，判断是否为可交互显示项事件；若是，则上报用户应用模块。

步骤6，用户应用UA模块周期发送显示项配置指令，已更新显示画面。期间，若收到座舱显示系统CDS上报事件则进行后续处理。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。