基於stk的多實時數據驅動對象通用態勢顯示系統及方法

2023-10-09 05:04:29

基於stk的多實時數據驅動對象通用態勢顯示系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於STK的多實時數據驅動對象通用態勢顯示系統，包含實時驅動數據管理模塊、態勢顯示管理模塊、時間片管理模塊、實時驅動控制模塊、STK可視化仿真模塊。本發明提供了採用時分復用策略利用STK?Real-Time工作模式內推特性的多對象實時數據驅動顯示方式，並依據全局態勢顯示及重點關注對象監視需求不同對STK多3D窗口顯示調度策略進行了說明，擴展了STK在實時仿真領域的應用。
【專利說明】基於STK的多實時數據驅動對象通用態勢顯示系統及方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及利用STK軟體進行多對象實時數據驅動仿真顯示時數據驅動方式及 顯示策略系統。

【背景技術】
[0002] 可視化技術是指將複雜的數據以人們易於理解和接受的圖形/圖像的形式在高 度沉浸感的顯示環境中展現出來，使人們對數據有直觀、準確的了解。未來信息化戰爭是在 海、陸、空、天、電多維戰場環境下進行的，如何能夠充分展示戰場複雜信息環境與信息作戰 態勢成為可視化仿真系統必須關注的重點。利用STK對信息作戰態勢進行三維可視化顯示 可逼真顯示仿真對象運動特性、動態展示通信與指控關係及提供直觀數據分析等，以低成 本、易實現、開發周期短等優點，受到許多研究者的重視。
[0003] STK是由美國AGI公司開發，最早應用於航天工業領域的商業化分析軟體，並能提 供圖表及報告形式的分析結果，現今STK已發展為可支持陸、海、空、天等各領域的任務分 析，不僅提供了用於數據計算的分析引擎，而且可以逼真再現所有三維空間場景，更為重要 的是STK為第三方進行二次開發提供了基於組件技術的編程接口，幾乎支持當前流行的所 有開發語言，例如Visual C++、Visual Basic、C#、Java和Matlab等。利用STK提供的開 發接口，將STK可視化仿真功能作為應用功能的一部分，可提高軟體的開發效率。
[0004] STK為用戶提供了兩種開發接口 ：一種是通過STK/Connect模塊實現，另一種是通 過STK提供的ActiveX控制項實現。由於STK/Connect技術固有的局限性，其缺點主要表現 在：STK不能與應用程式集成，應用軟體啟動前STK軟體必須先啟動；無法控制/響應用戶 在STK中的操作；增加了應用程式設計的複雜度；降低應用程式性能等。STKX技術使得STK 的功能以COM組件或ActiveX控制項的形式集成至第三方應用中，可隨意將STK的2D和3D 窗口以控制項形式載入到開發界面以實現多畫面、多視角的同時顯示，且顯示內容、顯示畫面 數量可根據需要靈活設置。STK X控制項包括分析引擎接口組件、2D Map控制項、3D Globe控制項 及 Graphics Analysis 控制項。
[0005] 雖然STK X連接可克服STK/Connect連接方式的不足，具有可以和應用無縫集成、 能夠實時控制/響應用戶的GUI操作、可以精細控制仿真過程、簡化應用程式設計等優點， 但是性能問題限制其在空天地系統實時仿真領域的應用，STK場景中多仿真對象需外部數 據實時驅動控制時，出現顯示畫面刷新不連貫等現象。


【發明內容】

[0006] 針對STK X在實時驅動領域中應用的不足，本發明的發明目的在於提供一種基於 STK的多實時數據驅動對象通用態勢顯示系統，通過選擇合適的數據驅動方式及態勢顯示 策略解決現有技術的不足，擴展了 STK在實時仿真領域的應用。
[0007] 本發明的發明目的通過以下技術方案來實現：
[0008] -種基於STK的多實時數據驅動對象通用態勢顯示系統，工作於STK Real-Time 工作模式下，包含實時驅動數據管理模塊、態勢顯示管理模塊、時間片管理模塊、實時驅動 控制模塊、STK可視化仿真模塊：
[0009] 所述實時驅動數據管理模塊按周期實時接收多個STK顯示對象所需的驅動數據 並暫存於本地資料庫中；
[0010] 所述態勢顯示管理模塊根據需要完成在第三方開發界面中創建的多個STK 3D窗 口的顯示控制及人機互動管理，生成並發送相應指令到STK仿真可視化模塊；
[0011] 所述時間片管理模塊用於將外推時間段[ti，ti+LookAhead]劃分為N個時間片，每 個時間片分別用來傳輸各個STK顯示對象所需的實時運動數據及傳感器載荷數據；
[0012] 所述實時驅動控制模塊在時間片管理模塊的控制下按照既定調度策略從本地數 據庫讀取外部系統發送的STK對象顯示所需的驅動數據，封裝成特定格式的控制指令在特 定時間片內傳送至STK仿真可視化模塊；
[0013] 所述STK仿真可視化模塊利用實時接收的驅動數據和動作指令，驅動STK仿真場 景中多個模型運動及傳感器載荷控制。
[0014] 依據上述特徵，所述實時驅動數據管理模塊實時接收外部仿真數據且數據周期小 於 LookAheacL
[0015] 依據上述特徵，所述本地資料庫中只存放最新一幀的外部驅動數據。
[0016] 依據上述特徵，所述外部驅動數據需要包含本幀數據時標及速度信息。
[0017] 依據上述特徵，所述數據傳輸時間片按實時仿真對象類別、顯示需求及所需的響 應時間進行分配。
[0018] 本發明的另一發明目的在於提供一種基於STK的多實時數據驅動對象通用態勢 方法，包含以下步驟：
[0019] 步驟一、獲取顯示對象的驅動數據：按周期實時接收多個STK顯示對象所需的驅 動數據並暫存於本地資料庫中；
[0020] 步驟二：設置顯示系統參數：根據需要完成在第三方開發界面中創建的多個STK 3D窗口的顯示控制及人機互動管理，生成並發送相應指令到STK仿真可視化模塊；
[0021] 步驟三：劃分數據傳輸時間片：將外推時間段[ti，ti+LookAhead]劃分為N個時間 片，每個時間片分別用來傳輸各個STK顯示對象所需的實時運動數據及傳感器載荷數據；
[0022] 步驟四：按時間片獲取驅動數據進行指令生成：在時間片的控制下按照既定調度 策略從本地資料庫讀取外部系統發送的STK對象顯示所需的驅動數據，封裝成特定格式的 控制指令在特定時間片內傳送至仿真可視化模塊；
[0023] 步驟五：STK場景可視化顯示，根據實時接收的驅動數據和動作指令，驅動STK仿 真場景中多個模型運動及傳感器載荷控制。
[0024] 依據上述特徵，所述步驟一具體步驟如下：
[0025] 1. 1)網絡通信埠配置：不同外部仿真器通過不同網絡接口進行數據接收，通信 埠配置在仿真開始前在網絡設置界面進行動態設置；
[0026] 1.2)驅動數據接收：採用多線程進行接收，其中一個線程專門用於數據接收，接 收到網絡數據後轉入1.3);
[0027] 1. 3)數據包類型解析：數據類型包括對象初始化數據包、運動參數數據包及傳感 器載荷狀態數據包，根據數據包標誌欄位對數據包類型進行區分；
[0028] 1. 4)數據存儲：根據每個仿真對象的唯一對象編號及數據包類型解析將不同數 據包暫存於本地數據中，同時該對象的數據更新標誌位置為有效；在下一幀數據到來時，不 論本幀數據是否被取走，均對其進行覆蓋；
[0029] 1.5)轉入1.2)接收數據。
[0030] 依據上述特徵，所述步驟二具體步驟如下：
[0031] 2. 1)人機互動接口輸入，對STK場景文件操作、演示系統控制、態勢顯示視角切換 及重點關注對象切換指令進行輸入；
[0032] 2. 2)根據讀入指令，分別轉入2. 3)至2. 6)步驟；
[0033] 2. 3)STK場景文件操作：STK場景文件用於對已有STK場景的打開運行或者選擇新 建STK場景進行仿真演示，根據不同需求發送相應控制指令至STK可視化顯示模塊；
[0034] 2. 4)演示系統控制：對仿真演示系統的運行進行控制，包括演示開始、暫停、關閉 及演示記錄等操作，根據不同需求發送相應控制指令至STK可視化顯示模塊；
[0035] 2. 5)態勢顯示窗口控制：根據顯示需要支持對場景進行局部放大及全局視角轉 換，根據不同需求發送相應控制指令至STK可視化顯示模塊；
[0036] 2. 6)重點關注窗口控制：根據選擇將窗口顯示切換為指定對象，根據不同需求發 送相應控制指令至STK可視化顯示模塊；
[0037] 2. 7)轉入 2. 1)等待。
[0038] 依據上述特徵，所述步驟三劃分原則如下：
[0039] 3. 1)實時仿真對象總數判定，在實時仿真對象總數較少時，採用各仿真對象等分 時間片的策略，即按順序依次傳輸各仿真對象驅動數據，反之進入3. 2);
[0040] 3. 2)重點監控對象判定，如果重點監控對象為空中類對象，根據空中對象運動速 度快慢，設定不同的時間片劃分策略，對於速度較慢對象設定比快速運動對象低的監控對 象數據更新率，在LookAhead時間段內對所有地面運動對象進行一次數據跟新即可，其餘 時間片用於更新剩餘空中類對象；反之進入3. 3);
[0041] 3. 3)重點監控對象為地面類目標時，在LookAhead時間段內對監控對象進行多次 驅動數據更新，其餘仿真的地面類對象仍保持在LookAhead時間段內對其進行一次驅動數 據更新，剩餘時間片用於等分傳輸空中類仿真對象驅動數據。
[0042] 依據上述特徵，所述步驟四具體步驟如下：
[0043] 4. 1)仿真對象在STK場景中存在性判斷，如果仿真對象已創建轉入4. 2)，否則在 本地數據中查找對象的初始化數據並進行對象新建；
[0044] 4. 2)發送數據指令解析，如果是傳感器狀態控制數據進入4. 3)，如果是傳感器載 荷控制數據進入4. 4);
[0045] 4. 3)傳感器狀態控制指令生成處理：在接收到傳感器狀態數據包時，從本地數據 庫讀取相關數據進行控制指令生成，並傳輸至仿真可視化模塊，同時將該幀數據有效位置 零，轉至4.5);
[0046] 4. 4)運動參數數據更新指令生成處理：按照時間片劃分策略，在本時間片內從本 地資料庫讀取仿真對象運動數據,進行相關數據驅動指令生成，並進行指令傳輸，同時將該 幀數據有效位置零；
[0047] 4. 5)轉入4. 1)進行下一個時間片對象數據傳輸。
[0048] 本發明的有益效果為：給出了 STK軟體在空天地系統中多實時數據驅動對象仿真 應用方案，突破了 STK在實時驅動仿真中仿真對象少的限制，通過採用時分復用策略完成 多STK仿真對象所需的外部驅動數據的傳輸分配管理，實現STK場景內多對象的實時外部 數據驅動顯示與控制。本發明具有開發簡便、開發周期短、通用性強等優點，效果良好，值得 推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0049] 圖1為實施例中實時可視化系統圖；
[0050] 圖2為實施例中通用對象模型圖；
[0051] 圖3為STK Real-Time工作模式對象顯示區間圖；
[0052] 圖4為實施例中時分復用數據驅動策略圖；
[0053] 圖5為本發明的系統結構圖。

【具體實施方式】
[0054] 下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。
[0055] 本發明的目的是提供一種適用於網絡環境下基於時分復用策略的STK多實時數 據驅動對象通用態勢顯示系統，突破STK軟體在可視化仿真應用中可實時驅動對象少的瓶 頸，該技術可應用於體系對抗、信息化作戰等演示體系，能有效降低系統的開發成本。
[0056] 根據本發明提供的多對象顯示系統，在開發可視化仿真系統時，系統設計人員可 以低成本、高效率搭建基於STK的演示開發環境。外部對象仿真設備（如無人機仿真器等） 可實時將仿真數據（位置、姿態及傳感器載荷狀態等）通過乙太網傳輸至可視化顯示平臺， 可視化演示平臺可實時、動態、直觀顯示仿真對象運動軌跡、載荷傳感器狀態及作戰體系通 信與指控關係。
[0057] 如圖5所示，本發明主要包括實時驅動數據管理模塊、態勢顯示管理模塊、時間片 管理模塊、實時驅動控制模塊、STK可視化仿真模塊。
[0058] STK X技術將STK中的三維顯示模塊（STK/V0)集成到第三方開發環境中，藉助STK 強大的三維顯示能力與用戶交互能力，構建一個逼真的實時可視化系統，見附圖1。該系統 可實時從外部獲取STK內部對象運動所需的位置、姿態及傳感器載荷等數據，利用STK高分 辨數字高程和紋理數據，實時逼真顯示仿真對象運動軌跡、載荷傳感器狀態及作戰體系指 控與通信關係。
[0059] 對於STK而言，可仿真對象包括飛機、輪船、車輛、飛彈等，為了方便統一處理，可 抽象通用的STK仿真對象，見附圖2,通用對象所需的運動數據包括實時位置、速度、姿態及 傳感器載荷等信息。下面對本發明的實施方式作詳細說明。
[0060] (一）獲取顯示對象的驅動數據
[0061] 該步驟主要由實時驅動數據管理模塊來實現，按周期實時接收STK顯示對象的外 部驅動數據並暫存於本地資料庫中。
[0062] STK工作於Real-Time模式時，要求實時數據驅動對象數據接收周期小於 LookAhead，否則會出現仿真對象從場景中消失現象。實時驅動數據管理模塊對外部驅動數 據與向STK發送數據速率的不匹配做出緩衝。外部驅動數據到來後，首先暫存於本地數據 庫中，由於外部驅動數據仿真器（如無人機仿真器等）數據速率一般高於向STK發送數據 速率，故而本地資料庫中只存放最新一幀的驅動數據，為了儘可能保證STK內推的準確性， 外部驅動數據需要包含本幀數據時標及速度信息。
[0063] 實時驅動數據管理模塊工作流程如下：
[0064] 1. 1)網絡通信埠配置，不同外部仿真器通過不同網絡接口進行數據接收，通信 埠配置在仿真開始前可在網絡設置界面進行動態設置；
[0065] 1. 2)驅動數據接收，整個系統採用多線程設計思想，其中一個線程專門用於數據 接收，接收到網絡數據後轉入1.3);
[0066] 1. 3)數據包類型解析，數據類型包括對象初始化數據包、運動參數數據包及傳感 器載荷狀態數據包，根據數據包標誌欄位對數據包類型進行區分；
[0067] 1. 4)數據存儲，每個仿真對象都有唯一對象編號，根據對象編號及數據包類型解 析將不同數據包暫存於本地數據中，同時該對象的數據更新標誌位置為有效；在下一幀數 據到來時，不論本幀數據是否被取走，均對其進行覆蓋；
[0068] 1. 5)轉入1. 2)接收數據。
[0069] (二）設置顯示系統參數
[0070] 該步驟主要由態勢顯示管理模塊來實現，用於完成在第三方開發界面中創建的多 個STK 3D窗口的顯示控制與人機互動管理。
[0071] 對於可視化顯示可分為整個戰場態勢顯示及重點關注對象監視兩類，其中戰場態 勢顯示重點關注戰場整體態勢，如戰鬥雙方兵力部署、交戰對象位置等，同時，由於態勢顯 示涉及大的地理空間範圍，短時間內目標運動對態勢影響相對較小，故而所需的顯示刷新 率相對較低。對於重點關注對象而言，例如戰場中某個對象運動軌跡，希望可實時逼真可視 化展現其運動信息，所需的驅動數據刷新率較高。STK X技術使得STK的功能以COM組件 或ActiveX控制項的形式集成至第三方應用中，可隨意將STK的2D和3D窗口以控制項形式載 入到開發界面以實現多畫面、多視角的同時顯示，且顯示內容、顯示畫面數量可根據需要靈 活設置。
[0072] 在應用本技術進行態勢顯示時，需要在第三方開發界面中創建2個（或多個）STK 3D窗口，如圖1所示，其中一個用於整個戰場態勢顯示，顯示戰場全局信息包括戰鬥雙方 兵力部署、交戰對象位置及指控關係等，另外一個STK 3D窗口用來對特別關注對象進行監 視，例如體系對抗中無人機的實時位置姿態信息等，並且特別關注對象可隨意切換。
[0073] 態勢顯示管理模塊工作流程如下：
[0074] 2. 1)人機互動接口輸入，該部分主要對STK場景文件操作、演示系統控制、態勢顯 示視角切換及重點關注對象切換指令進行輸入；
[0075] 2. 2)根據讀入指令，分別轉入2. 3)至2. 6)步驟；
[0076] 2. 3) STK場景文件操作，該部分支持對已有STK場景的打開運行，同時還可以選擇 新建STK場景進行仿真演示，根據不同需求發送相應控制指令至STK可視化顯示模塊；
[0077] 2. 4)演示系統控制，對仿真演示系統的運行進行控制，包括演示開始、暫停、關閉 及演示記錄等操作，根據不同需求發送相應控制指令至STK可視化顯示模塊；
[0078] 2. 5)態勢顯示窗口控制，態勢顯示窗口展示戰場全局態勢，根據顯示需要支持對 場景進行局部放大及全局視角轉換，根據不同需求發送相應控制指令至STK可視化顯示模 塊；
[0079] 2.6)重點關注窗口控制，重點監控窗口展示特別關注對象，根據選擇將窗口顯示 切換為指定對象，根據不同需求發送相應控制指令至STK可視化顯示模塊；
[0080] 2. 7)轉入 2. 1)等待。
[0081] (三）劃分數據傳輸時間片
[0082] 該步驟主要由時間片管理模塊來實現，將外推時間段[心，ti+LookAhead]劃分為N 個時間片，每個時間片用來傳輸STK顯示對象所需的實時運動數據。
[0083] STK具有"SetTime"及"Real-Time"兩種實時控制方式，SetTime方式需要外部發 送時間戳以驅動STK向前仿真運行，此種情況下STK內部時鐘不做任何推進，場景畫面也不 做任何刷新。為達到顯示畫面平滑、連續效果，要求外部發送時間戳刷新率達到25幀/秒 以上，此種實時控制方式不適合多仿真對象外部實時數據驅動顯示。Real-Time模式在建立 與STK連接後不掛斷演示場景中仿真對象的推進，可利用收到的歷史數據信息對未來一段 時間內對象數據（包括位置、速度和姿態）進行預測，用戶可選擇不同的傳播器外推方法， 如最簡單的DR (Dead Reckoning)算法和適用於飛彈彈道的Ballistic等，以降低外推誤 差，以最大限度保證畫面的流暢，本發明選擇STK的Real-Time工作模式。
[0084] 在STK的Real-Time工作模式時，用戶可以設置參數LookBehind以控制傳播器 記憶對象歷史數據的時間長短，設置LookAhead以控制傳播器從最後收到數據點外推時間 長度。設某仿真系統向STK發送的最後一組數據點的時間戳為b則傳播器記錄對象在 [ti-LookBehind，!^]時間段內的歷史數據，並外推對象在[tpti+LookAhead]時間段內的運 動軌跡，見附圖3所示。如果當STK場景時間推進到ti+LookAhead時仍未收到仿真對象下 一時刻的運動數據，仿真對象將從場景中消失。
[0085] 根據STK工作於Real-Time模式時傳播器的不掛斷推進原理，設計出一種基於 時分復用的實時驅動數據調度策略，見附圖4所示。將[tpti+LookAhead]時間段劃分為 N個時間片，時間片長度最小為向STK輸送數據響應時間，這樣每個時間片可用來傳輸一 個實時仿真對象運動數據。為保證所有需要外部驅動仿真對象不從顯示畫面中消失，在 LookAhead時間段內需對整個仿真場景中需要外部驅動對象進行至少一輪數據更新，即要 求外部仿真系統所提供的仿真對象數據更新周期小於LookAhead。
[0086] 根據仿真對象的運動特性，可將可視化仿真系統對象分為兩類：地面類和空中類， 對於空中類仿真對象，在實時可視化逼真展現其運動模型特性（實時位置、速度）的同時， 還需要關注其姿態變化；而對於地面類仿真對象，只需要顯示其實時位置信息即可。考慮可 視化對象顯示需求的不同，對於態勢顯示而言，短時間內目標運動對態勢影響相對較小，故 而所需的顯示刷新率可設置相對較低，而在重點關注某個對象時，需要以快的速率、儘可能 真實的可視化該對象運動及姿態信息。同時對於地面類仿真對象來說，由於其運動特性限 制，相同時間內其位置變化較空中類對象緩慢很多，故而在監控地面類對象時也可以較低 的驅動數據更新率。據此可完成對所建立演示系統時間片內實時驅動對象分配。
[0087] 劃分數據傳輸時間片工作流程如下：
[0088] 3. 1)實時仿真對象總數判定，在實時仿真對象總數較少（比如4)時，可採用各仿 真對象等分時間片的策略，即按順序依次傳輸各仿真對象驅動數據，反之進入3. 2);
[0089] 3. 2)重點監控對象判定，如果重點監控對象為空中類對象，根據空中對象運動速 度快慢，可設定不同的時間片劃分策略，對於速度較慢對象（如直升機、無人機等）可設定 比快速運動對象（如戰鬥機、飛彈等）低的監控對象數據更新率，在LookAhead時間段內對 所有地面運動對象進行一次數據跟新即可，其餘時間片用於更新剩餘空中類對象；反之進 入 3. 3);
[0090] 3. 3)重點監控對象為地面類目標時，在LookAhead時間段內對監控對象進行多次 (具體次數可根據顯示需求）驅動數據更新，其餘仿真的地面類對象仍保持在LookAhead時 間段內對其進行一次驅動數據更新，剩餘時間片用於等分傳輸空中類仿真對象驅動數據。
[0091] (四）、按時間片獲取驅動數據進行指令生成
[0092] 該步驟主要由實時驅動控制模塊來實現，在時間片管理模塊的控制下按照既定調 度策略從本地資料庫讀取外部系統發送的STK仿真對象顯示所需的驅動數據，封裝成特定 格式的控制指令在特定時間片內傳送至STK仿真可視化模塊。
[0093] 對於可視化仿真系統而言，可仿真對象包括飛機、輪船、車輛、飛彈等類別，其中地 面（或水面）運動對象態勢顯示時無需關注其運動姿態信息，而空中運動對象，由於運動模 型複雜，在描述其運動特性時，除了考慮瞬時位置、速度參數外，還需要實時顯示其姿態信 息，空中對象運動控制所需的信息是地面對象的二倍，可在一個時間片內更新2個地面仿 真對象驅動數據。此外，對於地面運動對象而言，其位置信息較空中對象變化緩慢，相應的 所需的實時數據驅動速率較低，據此在設定仿真對象LookAhead參數時，地面仿真對象可 設定較大值。
[0094] STK X技術使得STK的功能以COM組件或ActiveX控制項的形式集成至第三方應用 中，使得用戶能以代碼方式替代原有在STK軟體中的一系列操作，同時也能夠接收執行第 三方連接控制軟體發出的Connect指令，包括實時數據驅動指令。實時驅動控制模塊在時 間片管理模塊的控制下按照既定調度策略從本地資料庫讀取外部系統發送的STK內部對 象驅動所需的數據，封裝成特定格式的控制指令在特定時間片內傳送至仿真可視化模塊， 仿真可視化模塊利用實時接收的驅動數據或動作指令，驅動仿真場景中模型運動。
[0095] 按時間片獲取驅動數據進行指令生成工作流程如下：
[0096] 4. 1)仿真對象在STK場景中存在性判斷，如果仿真對象已創建轉入4. 2)，否則在 本地數據中查找對象的初始化數據並進行對象新建；
[0097] 4. 2)發送數據指令解析，對一個STK仿真對象而言，所需的驅動數據包括運動參 數數據及傳感器載荷控制數據，如果是傳感器狀態控制數據進入4. 3)，否則進入4. 4);
[0098] 4. 3)傳感器狀態控制指令生成處理，傳感器載荷控制數據只需在傳感器狀態改變 時發送相應控制指令即可，本發明設定傳感器狀態指令生成處理為事件觸發模式，即接收 到傳感器狀態數據包時，觸發傳感器狀態指令生成處理，從本地資料庫讀取相關數據進行 控制指令生成，並傳輸至仿真可視化模塊，同時將該幀數據有效位置零，轉至4. 5);
[0099] 4. 4)運動參數數據更新指令生成處理，對象運動參數數據需要周期傳輸至仿真可 視化模塊，按照時間片劃分策略，在本時間片內從本地資料庫讀取仿真對象運動數據，進行 相關數據驅動指令生成，並進行指令傳輸，同時將該幀數據有效位置零；
[〇1〇〇] 4. 5)轉入4. 1)進行下一個時間片對象數據傳輸。
【權利要求】
1. 一種基於STK的多實時數據驅動對象通用態勢顯示系統，工作於STK Real-Time工 作模式下，包含實時驅動數據管理模塊、態勢顯示管理模塊、時間片管理模塊、實時驅動控 制模塊、STK可視化仿真模塊，其特徵在於 ： 所述實時驅動數據管理模塊按周期實時接收多個STK顯示對象所需的驅動數據並暫 存於本地資料庫中； 所述態勢顯示管理模塊根據需要完成在第三方開發界面中創建的多個STK 3D窗口的 顯示控制及人機互動管理，生成並發送相應指令到STK仿真可視化模塊； 所述時間片管理模塊用於將外推時間段[b ti+LookAhead]劃分為N個時間片，每個時 間片分別用來傳輸各個STK顯示對象所需的實時運動數據及傳感器載荷數據； 所述實時驅動控制模塊在時間片管理模塊的控制下按照既定調度策略從本地資料庫 讀取外部系統發送的STK對象顯示所需的驅動數據，封裝成特定格式的控制指令在特定時 間片內傳送至STK仿真可視化模塊； 所述STK仿真可視化模塊利用實時接收的驅動數據和動作指令，驅動STK仿真場景中 多個模型運動及傳感器載荷控制。
2. 根據權利要求1所述的一種基於STK的多實時數據驅動對象通用態勢顯示系統，其 特徵在於所述實時驅動數據管理模塊實時接收外部仿真數據且數據周期小於LookAhead。
3. 根據權利要求1所述的一種基於STK的多實時數據驅動對象通用態勢顯示系統，其 特徵在於所述本地資料庫中只存放最新一幀的外部驅動數據。
4. 根據權利要求1或3所述的一種基於STK的多實時數據驅動對象通用態勢顯示系 統，其特徵在於所述外部驅動數據需要包含本幀數據時標及速度信息。
5. 根據權利要求1所述的一種基於STK的多實時數據驅動對象通用態勢顯示系統， 其特徵在於所述數據傳輸時間片按實時仿真對象類別、顯示需求及所需的響應時間進行分 配。
6. 根據權利要求1-5任一所述系統的顯示方法，包含以下步驟： 步驟一、獲取顯示對象的驅動數據：按周期實時接收多個STK顯示對象所需的驅動數 據並暫存於本地資料庫中； 步驟二：設置顯示系統參數：根據需要完成在第三方開發界面中創建的多個STK 3D窗 口的顯示控制及人機互動管理，生成並發送相應指令到STK仿真可視化模塊； 步驟三：劃分數據傳輸時間片：將外推時間段[&，ti+LookAhead]劃分為N個時間片， 每個時間片分別用來傳輸各個STK顯示對象所需的實時運動數據及傳感器載荷數據； 步驟四：按時間片獲取驅動數據進行指令生成：在時間片的控制下按照既定調度策略 從本地資料庫讀取外部系統發送的STK對象顯示所需的驅動數據，封裝成特定格式的控制 指令在特定時間片內傳送至仿真可視化模塊； 步驟五：STK場景可視化顯示，根據實時接收的驅動數據和動作指令，驅動STK仿真場 景中多個模型運動及傳感器載荷控制。
7. 根據權利要求6所述的顯示方法，其特徵在於所述步驟一具體步驟如下： 1. 1)網絡通信埠配置：不同外部仿真器通過不同網絡接口進行數據接收，通信埠 配置在仿真開始前在網絡設置界面進行動態設置； 1.2)驅動數據接收：採用多線程進行接收，其中一個線程專門用於數據接收，接收到 網絡數據後轉入1. 3); 1. 3)數據包類型解析：數據類型包括對象初始化數據包、運動參數數據包及傳感器載 荷狀態數據包，根據數據包標誌欄位對數據包類型進行區分； 1.4) 數據存儲：根據每個仿真對象的唯一對象編號及數據包類型解析將不同數據包 暫存於本地數據中，同時該對象的數據更新標誌位置為有效；在下一幀數據到來時，不論本 幀數據是否被取走，均對其進行覆蓋； 1.5) 轉入1.2)接收數據。
8. 根據權利要求6所述的顯示方法，其特徵在於所述步驟二具體步驟如下： 2. 1)人機互動接口輸入，對STK場景文件操作、演示系統控制、態勢顯示視角切換及重 點關注對象切換指令進行輸入； 2. 2)根據讀入指令，分別轉入2. 3)至2. 6)步驟； 2. 3) STK場景文件操作：STK場景文件用於對已有STK場景的打開運行或者選擇新建 STK場景進行仿真演示，根據不同需求發送相應控制指令至STK可視化顯示模塊； 2.4)演示系統控制：對仿真演示系統的運行進行控制，包括演示開始、暫停、關閉及演 示記錄等操作，根據不同需求發送相應控制指令至STK可視化顯示模塊； 2. 5)態勢顯示窗口控制：根據顯示需要支持對場景進行局部放大及全局視角轉換，根 據不同需求發送相應控制指令至STK可視化顯示模塊； 2.6) 重點關注窗口控制：根據選擇將窗口顯示切換為指定對象，根據不同需求發送相 應控制指令至STK可視化顯示模塊； 2. 7)轉入2. 1)等待。
9. 根據權利要求6所述的顯示方法，其特徵在於所述步驟三劃分原則如下： 3. 1)實時仿真對象總數判定，在實時仿真對象總數較少時，採用各仿真對象等分時間 片的策略，即按順序依次傳輸各仿真對象驅動數據，反之進入3. 2); 3. 2)重點監控對象判定，如果重點監控對象為空中類對象，根據空中對象運動速度快 慢，設定不同的時間片劃分策略，對於速度較慢對象設定比快速運動對象低的監控對象數 據更新率，在LookAhead時間段內對所有地面運動對象進行一次數據跟新即可，其餘時間 片用於更新剩餘空中類對象；反之進入3.3); 3. 3)重點監控對象為地面類目標時，在LookAhead時間段內對監控對象進行多次驅動 數據更新，其餘仿真的地面類對象仍保持在LookAhead時間段內對其進行一次驅動數據更 新，剩餘時間片用於等分傳輸空中類仿真對象驅動數據。
10. 根據權利要求6所述的顯示方法，其特徵在於所述步驟四具體步驟如下： 4. 1)仿真對象在STK場景中存在性判斷，如果仿真對象已創建轉入4. 2)，否則在本地 數據中查找對象的初始化數據並進行對象新建； 4. 2)發送數據指令解析，如果是傳感器狀態控制數據進入4. 3)，如果是傳感器載荷控 制數據進入4. 4); 4. 3)傳感器狀態控制指令生成處理：在接收到傳感器狀態數據包時，從本地資料庫讀 取相關數據進行控制指令生成，並傳輸至仿真可視化模塊，同時將該幀數據有效位置零，轉 至 4. 5); 4. 4)運動參數數據更新指令生成處理：按照時間片劃分策略，在本時間片內從本地數 據庫讀取仿真對象運動數據，進行相關數據驅動指令生成，並進行指令傳輸，同時將該幀數 據有效位置零； 4. 5)轉入4. 1)進行下一個時間片對象數據傳輸。
【文檔編號】G06F17/50GK104091017SQ201410322798
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2014年7月8日
【發明者】李兵飛, 熊智勇, 劉青春 申請人:中國航空無線電電子研究所