以VC++為基礎(chǔ)導(dǎo)航控制臺仿真軟件的開發(fā)研究

　　摘要：在無人機(jī)自主飛行當(dāng)中，無人機(jī)地面站的導(dǎo)航控制系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用。本文將編輯狀態(tài)下導(dǎo)航控制臺仿真軟件的開發(fā)作為著重點(diǎn)，平臺為Windows操作系統(tǒng)，借助VisualC++這一工具來進(jìn)行開發(fā)，并對其功能作一論述。

　　關(guān)鍵詞：VC++；導(dǎo)航控制臺；仿真

　　伴隨無人機(jī)在各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，控制系統(tǒng)各項(xiàng)功能在新技術(shù)的推動(dòng)下，日漸完善與發(fā)展。在整個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，地面站作為其“神經(jīng)中樞”，由傳輸系統(tǒng)、導(dǎo)航臺及飛行控制臺等構(gòu)成。整個(gè)系統(tǒng)借助高速網(wǎng)卡、集線器對導(dǎo)航控制臺進(jìn)行有效控制，并連接于外部的監(jiān)測機(jī)。如此一來，便能夠使將飛行控制臺與導(dǎo)航控制臺充分連接起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。針對導(dǎo)航控制臺來講，其乃是整個(gè)地面站導(dǎo)航系統(tǒng)當(dāng)中的核心部分，主要借助其來對飛行控制臺所發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，以此來為無人機(jī)提供導(dǎo)航。本文基于VC++技術(shù)，就導(dǎo)航控制臺仿真軟件的開發(fā)策略作一探討。

　　1.明確經(jīng)緯度信息，規(guī)劃于存儲航路點(diǎn)

　　1.1明確經(jīng)緯度信息數(shù)據(jù)

　　為了提高飛行的準(zhǔn)確性，明確經(jīng)緯度信息尤為重要。此導(dǎo)航臺的導(dǎo)航地圖所選用的是某城市的電子地圖（1:500000），且用位圖格式（＊.bmp）。依據(jù)此城市的經(jīng)緯度信息。首先，以VC++為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個(gè)MFC工程，且于view文件的頭文件當(dāng)中的2個(gè)浮點(diǎn)類型的公共變量X0與Y0，將其當(dāng)作基準(zhǔn)點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，且將其初始值設(shè)定為Y0為38，X0為116。得出latScale、longScale這兩個(gè)變量，然后用于代表地圖打開時(shí)經(jīng)緯度的具體范圍。其中，事先設(shè)定好的地圖打開范圍為X方向的最大打開范圍為120km，Y方向?yàn)?0km。基于view文件的頭文件中，設(shè)置一個(gè)對象oomrc（CRect類）。因需顯示經(jīng)緯度信息，因此，需要轉(zhuǎn)換地圖坐標(biāo)與視圖坐標(biāo)，最后，利用響應(yīng)WMMOUSEMOVE句柄，同時(shí)借助狀態(tài)條指針CStatusBar＊pStatus，從中得到經(jīng)緯度信息，最終便能在狀態(tài)欄位置，將經(jīng)緯度信息顯示出來。

　　1.2規(guī)劃與存儲航路點(diǎn)

　　在整個(gè)導(dǎo)航控制臺中，航路點(diǎn)的規(guī)劃部分為其核心構(gòu)成，對于無人機(jī)航路規(guī)劃而言，依據(jù)任務(wù)目標(biāo)規(guī)劃，來最大程度滿足約束條件的飛行軌跡，規(guī)劃的最終目的時(shí)在比較合適的時(shí)間內(nèi)，將最優(yōu)的飛行軌跡給計(jì)算出來。因鼠標(biāo)移動(dòng)便能于狀態(tài)欄下，觀察到經(jīng)緯度信息，因此，在地圖上，可通過鼠標(biāo)操作，來規(guī)劃航路點(diǎn)，如此一來，便能夠提升系統(tǒng)的可操作性。針對航路點(diǎn)的規(guī)劃部分而言，其有如下步驟：其一為畫航線，基于view文件，從中借助Ondraw部分，通過對設(shè)備類指針CDC＊pDC進(jìn)行定義，來對其LineTo、MoveTo進(jìn)行調(diào)用，將航線畫出來，然后利用畫筆（白色）、畫刷（紅色），所產(chǎn)生的航路點(diǎn)為紅色圓形背景，最后，通過操作鼠標(biāo)，在視圖中進(jìn)行航路點(diǎn)的規(guī)劃。其二，結(jié)束畫線，借助view的頭文件當(dāng)中，設(shè)置公共變量startdrawline（bool類型），用其對畫線是否執(zhí)行加以控制。若是真，則表明開始畫線，若是假，則表明畫線結(jié)束。因此，在WMRBUTTONDOWN得到響應(yīng)后，把此值設(shè)定為假，也就是結(jié)束畫線。在操作過程中，便能點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，畫線結(jié)束。

　　2.基于VC++下實(shí)現(xiàn)分隔視圖即嵌入儀表

　　2.1實(shí)現(xiàn)分隔視圖

　　為了能夠?qū)︼w機(jī)的飛行施加準(zhǔn)確控制，在設(shè)計(jì)過程中，特別加入了儀表顯示?；赩C++的技術(shù)支撐下，借助分隔視圖來最終達(dá)成。本文分別對兩個(gè)可浮動(dòng)且能夠變換大小的控制窗口進(jìn)行了設(shè)計(jì)，分別位于左邊與下面。對于左邊部分來講，其用于儀表盤的顯示，而下面則用作操作儀表的顯示，游標(biāo)用作導(dǎo)航地圖窗口的顯示。在此工程文件當(dāng)中，添加了兩個(gè)＊.cpp文件，并且在stdafx.h文件當(dāng)中，還根據(jù)實(shí)際需要，加入了#include"scbarg.h"與include"sizecbar.h"，此事，便會有一個(gè)CCoolBar類產(chǎn)生。

　　2.2嵌入儀表

　　當(dāng)將分隔視圖創(chuàng)建好之后，需于左側(cè)，將儀表嵌入，然后將能夠操作儀表的按鈕嵌入。利用GLStudio軟件來完成儀表創(chuàng)建，針對此軟件而言，其實(shí)為一個(gè)帶有一定獨(dú)立性的快速原型工具，主要用作三維、實(shí)時(shí)的圖像界面的創(chuàng)建。其可以連接于LA/DIS仿真應(yīng)用；另外，其所生成的OpenGL與C++源代碼，能夠單獨(dú)運(yùn)行，還能根據(jù)實(shí)際需要，將其嵌入到其它應(yīng)用當(dāng)中。本系統(tǒng)的界面要對真實(shí)飛機(jī)坐艙當(dāng)中的各種顯示儀表進(jìn)行模擬，所以，在該系統(tǒng)當(dāng)中，制作了航向表、高度表、地平儀與速度表，完成制作后，將其集成于一個(gè)可執(zhí)行文件當(dāng)中。在VC++的程序當(dāng)中，僅需將嵌入儀表啟動(dòng)便可。

　　3.飛控臺與導(dǎo)航臺之間的通信

　　飛行控制臺將飛行器的位置信息發(fā)送至導(dǎo)航控制臺，其內(nèi)容主要為高度、經(jīng)緯度信息、航路點(diǎn)等。對于導(dǎo)航控制臺來講，其將此些信息處理后，將導(dǎo)航指令解算出來，且借助TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，向飛行控制臺發(fā)送。針對此時(shí)的飛行控制臺來講，會把所接收到的此些指令數(shù)據(jù)與飛行控制指令相結(jié)合，借助UDP協(xié)議，向傳輸系統(tǒng)發(fā)送。因此，基于飛行控制臺與導(dǎo)航控制臺之間的通信來講，尤為重要。本文僅將導(dǎo)航臺不僅是客戶端而且還是服務(wù)器端的情況給顯示出來，即自發(fā)自收情況。在對航路點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置的對話框當(dāng)中，將網(wǎng)絡(luò)編程部分的按鈕加入，且將編輯框加入。相似于普通的網(wǎng)絡(luò)編程，均以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)，且選用基于C/S模式下的新型套接字編程，需要指出的是，客戶端與服務(wù)器如果為自身，那么在網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，其中的監(jiān)聽部分需進(jìn)行線程控制，且在此線程當(dāng)中，主要對接受部分的內(nèi)容施加控制，把發(fā)送部分的內(nèi)容輸入到既定的按鈕當(dāng)中。

　　4.結(jié)語

　　綜上，設(shè)計(jì)此導(dǎo)航控制臺仿真軟件，可以較好的滿足編輯狀態(tài)下的各種功能，為地面站相關(guān)操作人員工作提供方便，使其更好的規(guī)劃航路點(diǎn)，且進(jìn)行修改，并存儲數(shù)據(jù)；除此之外，還能實(shí)現(xiàn)與飛行控制臺之間的數(shù)據(jù)共享，以此來更好的操作儀表，更加準(zhǔn)確、及時(shí)的控制飛機(jī)飛行。

　　參考文獻(xiàn)

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　　作者白強(qiáng)崔勝彪

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