一种分布式航电软件联合仿真方法与流程

1.本发明涉及仿真领域，具体为一种分布式航电软件联合仿真方法。


背景技术：

2.随着航电软件信息化规模越来越大，系统之间的连接越来越复杂，对互联、互通、互操作的要求越来越高，stk、rhapsody、matlab、scade都是常用的航电软件，使用stk工具对航空任务全过程进行场景仿真，通过stk提供的分析引擎计算数据、显示多种形式的二维地图，显示卫星和其它对象如运载火箭、导弹、飞机、地面车辆、目标等；使用基于dodaf模型框架的rhapsody工具，对模拟项目进行分析和描述；使用matlab提供的丰富算法进行数据分析、信息处理等；同时使用scade进行仿真激励数据的动态展示。
3.由于航电软件之间无法直接进行数据交换，但又需要使用不同的航电软件进行联合仿真，以验证仿真激励过程，在以往航电软件仿真过程中，需要大量的前期准备工作，针对不同的航电软件编写不同的代码脚本，在脚本中模拟大量不同的仿真场景，这些代码脚本与航电软件绑定，不同的航电软件之间，脚本不能复用，耦合性高，同时对操作人员的专业性要求高，多台电脑之间航电软件进行仿真，需要配置通信中间件，工作量巨大，在仿真启动后，按照脚本中的仿真场景进行联合仿真，无法保存仿真运行中的仿真记录、激励数据记录等，无法进行仿真回放、日志查看等，在整个航电软件联合仿真过程中，往往需要将大量精力花费在准备工作上，反而达不到想要的仿真效果，基于现有航电软件联合仿真的条件限制，建设一种分布式航电软件联合仿真方法和设备越来越重要和急迫，因此需要本发明设计一种分布式航电软件联合仿真方法和设备的软件平台来解决上述出现的问题。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种分布式航电软件联合仿真方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种分布式航电软件联合仿真方法，所述方法包括如下步骤：
7.配置用于航电软件仿真事件、激励数据，配置参与仿真模型的发布订阅关系，配置仿真事件触发关系图形化，配置仿真场景激励数据订阅关系图形化，配置信息以数据的形式存储在sqlite数据库中；
8.建立航电软件模型，解析航电软件工程文件得到航电软件模型仿真数据，读取航电软件模型仿真数据转换为通用数据类型，把通用数据转换为航电软件专用数据发送给航电软件模型；
9.调用传输总线模块，进行仿真事件、仿真流程的收集和下发，并计算事件是否满足触发条件，控制航电软件参与联合仿真，以及仿真事件、激励数据触发调用；
10.监控仿真配置操作、仿真事件和仿真激励数据，并进行报表显示。
11.进一步的，在本发明中，所述传输总线模块用于分布式部署时，设备之间识别、连
接和通信，提供主题发布、主题订阅、消息发送和消息接收。
12.进一步的，在本发明中，计算事件是否满足触发条件包括以下步骤：
13.s1、联合仿真时，获取实时仿真激励数据；
14.s2、通过算法计算仿真激励数据，得出结果，与配置的触发条件进行匹配，找到触发事件；
15.s3、通过传输模块，传递事件触发消息；
16.s4、执行触发的事件。
17.一种分布式航电软件联合仿真设备，包括：
18.仿真配置模块，仿真配置模块配置用于航电软件仿真事件、激励数据，配置参与仿真模型的发布订阅关系，配置仿真事件触发关系图形化，配置仿真场景激励数据订阅关系图形化，配置信息以数据的形式存储在sqlite数据库中；
19.航电软件集成模块，用于建立航电软件模型，解析航电软件工程文件得到航电软件模型仿真数据，读取航电软件模型仿真数据转换为通用数据类型，把通用数据转换为航电软件专用数据发送给航电软件模型，提供航电软件仿真开始、加速、减速、暂停、继续和停止的控制接口；
20.仿真引擎模块，用于调用传输总线模块，进行仿真事件、仿真流程的收集和下发，并计算事件是否满足触发条件，控制航电软件参与联合仿真，以及仿真事件、激励数据触发调用；
21.仿真监控模块，用于监控仿真配置操作、仿真事件和仿真激励数据，并进行报表显示。
22.进一步的，在本发明中，所述航电软件集成模块、传输总线模块、仿真配置模块、仿真引擎模块、仿真监控模块具备分布式部署功能。
23.进一步的，在本发明中，设备类型为主控机时，激活传输总线模块、仿真配置模块、仿真引擎模块和仿真监控模块；
24.设备类型为适配机时，激活航电软件集成模块、传输总线模块、仿真配置模块和仿真引擎模块。
25.进一步的，在本发明中，所述航电软件集成模块集成stk、rhapsody、matlab、scade，并设计了接口集成规范。
26.进一步的，在本发明中，所述传输总线模块集成了udp、dds传输协议。进一步的，在本发明中，其中，所述仿真引擎模块计算事件是否满足触发条件包括以下步骤：
27.s1、联合仿真时，仿真引擎模块由传输总线模块获取实时仿真激励数据；
28.s2、仿真引擎模块通过算法计算仿真激励数据，得出结果，与配置的触发条件进行匹配，找到触发事件；
29.s3、仿真引擎模块通过传输模块，传递事件触发消息；
30.s4、仿真引擎模块通过航电软件集成模块，执行触发的事件。
31.有益效果，本技术的技术方案具备如下技术效果：
32.本发明能够实现对航电软件stk、rhapsody、matlab、scade的集成，利用图形化配置进行航电软件仿真事件及仿真事件触发关系配置，不需要专人进行代码脚本编写，减少操作人员工作量，利用分布式航电软件联合仿真方法，进行多台电脑、多种航电软件联合仿
真验证，利用从传输总线上获取激励数据进行计算，进行仿真事件触发，用于验证航电软件之间联合仿真关系，利用仿真监控模块，进行仿真过程回看、轨迹显示，大大减少了航电软件联合仿真配置准备工作，提高了联合仿真效率，保证了联合仿真的正确性、时效性。
33.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
34.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
35.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
36.图1为本发明的系统整体框架图；
37.图2为本发明的系统部署框图；
38.图3为本发明的仿真引擎模块计算流程图；
39.图4为本发明的事件存储数据表结构。
40.图5为本发明的仿真配置模块框架图；
41.图6为本发明的仿真监控模块框架图；
42.图7为本发明的模块交互图；
43.图8为本发明的图形化配置框架图。
具体实施方式
44.为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
45.一种分布式航电软件联合仿真方法，所述方法包括如下步骤：
46.配置用于航电软件仿真事件、激励数据，配置参与仿真模型的发布订阅关系，配置仿真事件触发关系图形化，配置仿真场景激励数据订阅关系图形化，配置信息以数据的形式存储在sqlite数据库中；
47.建立航电软件模型，解析航电软件工程文件得到航电软件模型仿真数据，读取航电软件模型仿真数据转换为通用数据类型，把通用数据转换为航电软件专用数据发送给航电软件模型；
48.调用传输总线模块，进行仿真事件、仿真流程的收集和下发，并计算事件是否满足触发条件，控制航电软件参与联合仿真，以及仿真事件、激励数据触发调用；
49.监控仿真配置操作、仿真事件和仿真激励数据，并进行报表显示。
50.进一步的，在本实施例中，所述传输总线模块用于分布式部署时，设备之间识别、连接和通信，提供主题发布、主题订阅、消息发送和消息接收。
51.进一步的，在本实施例中，计算事件是否满足触发条件包括以下步骤：
52.s1、联合仿真时，获取实时仿真激励数据；
53.s2、通过算法计算仿真激励数据，得出结果，与配置的触发条件进行匹配，找到触发事件；
54.s3、通过传输模块，传递事件触发消息；
55.s4、执行触发的事件。
56.如图1-2所示，一种分布式航电软件联合仿真设备，包括：
57.仿真配置模块，仿真配置模块配置用于航电软件仿真事件、激励数据，配置参与仿真模型的发布订阅关系，配置仿真事件触发关系图形化，配置仿真场景激励数据订阅关系图形化，配置信息以数据的形式存储在sqlite数据库中；
58.航电软件集成模块，用于建立航电软件模型，解析航电软件工程文件得到航电软件模型仿真数据，读取航电软件模型仿真数据转换为通用数据类型，把通用数据转换为航电软件专用数据发送给航电软件模型，提供航电软件仿真开始、加速、减速、暂停、继续和停止的控制接口；
59.仿真引擎模块，用于调用传输总线模块，进行仿真事件、仿真流程的收集和下发，并计算事件是否满足触发条件，控制航电软件参与联合仿真，以及仿真事件、激励数据触发调用；
60.仿真监控模块，用于监控仿真配置操作、仿真事件和仿真激励数据，并进行报表显示。如图4所示。
61.如图7所示，模块间的交互包括以下步骤：
62.s1、登录类型为适配机，通过航电软件集成模块对航电软件工程文件进行解析，得到模型数据；
63.s2、登录类型为适配机，通过仿真配置模块进行仿真事件配置，得到仿真事件；
64.s3、登录类型为控制机，仿真引擎模块通过调用传输模块向登录类型为适配机设备发送收集消息；
65.s4、登录类型为适配机，仿真引擎模块通过传输模块接收到登录类型为控制机的设备发送的收集消息，把仿真事件、激励数据等发送出去；
66.s5、登录类型为控制机，仿真引擎模块通过传输模块接收登录类型为适配机的设备发送过来的消息，由仿真配置模块进行仿真事件触发关系配置，配置的仿真事件触发关系，由仿真引擎模块调用传输模块发送出去；
67.s6、登录类型为适配机，仿真引擎模块通过传输模块接收登录类型为控制机的设备发送的消息；
68.s7、登录类型为控制机，仿真引擎模块通过传输模块发送仿真控制命令给登录类型为适配机的设备，控制登录类型为适配机的设备，实现联合仿真；
69.s8、登录类型为适配机，仿真运行过程中，产生仿真事件、激励数据，通过传输模块发送出去；
70.s9、登录类型为控制机，仿真引擎模块通过传输模块接收登录类型为适配机的设
备发送过来的消息，由仿真监控模块进行监控、显示。
71.进一步的，在本实施例中，所述航电软件集成模块、传输总线模块、仿真配置模块、仿真引擎模块、仿真监控模块具备分布式部署功能。
72.进一步的，在本实施例中，设备类型为主控机时，激活传输总线模块、仿真配置模块、仿真引擎模块和仿真监控模块；
73.设备类型为适配机时，激活航电软件集成模块、传输总线模块、仿真配置模块和仿真引擎模块。
74.进一步的，在本实施例中，所述航电软件集成模块集成stk、rhapsody、matlab、scade，并设计了接口集成规范。
75.进一步的，在本实施例中，所述传输总线模块集成了udp、dds传输协议。
76.进一步的，在本实施例中，其中，如图3所示，所述仿真引擎模块计算事件是否满足触发条件包括以下步骤：
77.s1、联合仿真时，仿真引擎模块由传输总线模块获取实时仿真激励数据；
78.s2、仿真引擎模块通过算法计算仿真激励数据，得出结果，与配置的触发条件进行匹配，找到触发事件；
79.s3、仿真引擎模块通过传输模块，传递事件触发消息；
80.s4、仿真引擎模块通过航电软件集成模块，执行触发的事件。
81.其中，仿真引擎计算算法：
82.计算距离
83.设a、b两点为：a(x1，y1，z1)，b(x2，y2，z2)，公式如下：
[0084][0085]
计算坐标点在圆内
[0086]
设圆的半径为：r，圆心为o(x，y，z)，p点坐标为：p(x1，y1，z1)，公式如下：
[0087]
(x-x1)2+(y-y1)2+(z-z1)2＜r2。
[0088]
其中，所述仿真配置模块从航电软件集成模块获取模型数据，实现仿真事件配置得到仿真事件，进而实现触发关系配置，仿真事件配置包括时间事件配置、距离事件配置、探测事件配置、传感器事件配置、目标状态事件配置、武器状态事件配置和平台状态事件配置，触发关系配置包括事件发布配置、事件订阅配置、事件仿真状态配置和事件触发关系配置。如图5所示。
[0089]
仿真配置模块中使用的图形化配置是采用gef模型技术架构，该架构采用标准mvc(model-view-control)结构的图形编辑框架，模型(model)代表数据，是持有业务数据的对象，在当前仿真配置模块中模型代表着航电软件仿真事件及仿真事件触发关系连线。视图(view)负责在界面上呈现数据，定义了航电软件仿真事件在屏幕上的显示，用户要能用鼠标和键盘修改视图并且可以配置仿真事件触发关系。模型和视图分别实施，相互没有依赖，这有利于重用。视图是模型状态的函数，是模型的图形化表示。通过控制器(controller)实施模型和视图之间的唯一关联。控制器定义了在视图改变时模型的响应机制、在模型改变时视图的响应机制，负责处理用户输入并根据模型刷新视图。通过定义控制器和视图之间的接口，视图更新方便。用户在图形界面上操作触发对模型的修改，模型变化触发了视图更
新。模型层、视图层以及控制器三者之间的协调共同响应完成用户的请求，即交互过程。如图8所示。
[0090]
其中，所述仿真监控模块从仿真总线模块上获取激励数据，主要组成有仿真配置操作监控、仿真事件监控、仿真激励数据监控和报表显示，实现仿真配置操作时间、内容监控，仿真事件触发时间监控，仿真激励数据产生时间、值监控，以曲线图、饼图、表格的形式进行展示。如图6所示。
[0091]
其中，所述仿真监控模块主要实现仿真配置操作时间、内容监控，仿真事件触发时间监控，仿真激励数据产生时间、值监控，以曲线图、饼图、表格的形式进行展示。
[0092]
本发明通过以上流程配合使用，搭建一种仿真方法和设备，实现对航电软件stk、rhapsody、matlab、scade的集成，利用图形化配置进行航电软件仿真事件及仿真事件触发关系配置，不需要专人进行代码脚本编写，减少操作人员工作量，利用分布式航电软件联合仿真方法，进行多台电脑、多种航电软件联合仿真验证，利用从传输总线上获取激励数据进行计算，进行仿真事件触发，用于验证航电软件之间联合仿真关系，利用仿真监控，进行仿真过程回看、轨迹显示，大大减少了航电软件联合仿真配置准备工作，提高了联合仿真效率，保证了联合仿真的正确性、时效性。
[0093]
本发明的另一个实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序实现上述一种分布式航电软件联合仿真方法。处理器优选但不限于是中央处理器(central processing unit，cpu)。例如，处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
[0094]
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的建筑物提取的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储器的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的处理器优选但不限于是中央处理器(centralprocessing unit，cpu)。例如，处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
[0095]
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的执行模块，处理器通过运行存储在存储器的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的一种分布式航电软件联合仿真方法。
[0096]
本发明的另一个实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述一种分布式航电软件联合仿真方法。
[0097]
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至
少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器优选但不限于高速随机存取存储器，例如，还可以是非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器还可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0098]
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的程序，可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合
[0099]
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。