基于Qt的LSA座艙顯控系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn).pdf

1、分類號：V241.4南昌航空大學南昌航空大學碩士學位論文（專業(yè)學位研究生）基于基于Qt的LSA座艙顯控座艙顯控系統(tǒng)系統(tǒng)軟件軟件設計與實現(xiàn)設計與實現(xiàn)碩士研究生：莫宏凱導師：熊邦書教授蔡志勇研究員申請學位級別：碩士學科、專業(yè)：電子與通信工程所在單位：信息工程學院答辯日期：201806授予學位單位：南昌航空大學學校代碼：10406學號：150408520836XXXXXXI摘要摘要座艙顯控系統(tǒng)軟件作為LSA航電系統(tǒng)的重要組成部分，擔負著顯示飛

2、行指引信息、機電參數(shù)信息及地圖信息的重要使命。相比傳統(tǒng)的VAPS等開發(fā)平臺，本文提出了一種跨平臺性良好、開發(fā)效率高，并且支持組件可視化技術和抗鋸齒渲染技術的Qt框架，來完成系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn)。同時，針對LSA在低空區(qū)域作業(yè)時可能遇到的諸多約束，提出了一種改進A算法來實現(xiàn)航跡規(guī)劃的目的。主要工作內容和研究成果如下：(1)開展了LSA座艙顯控系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)的工作。首先，介紹了Qt自定義組件可視化技術和抗鋸齒渲染技術的良好作用及使用方法

3、；其次，根據(jù)軟件的功能需求完成了系統(tǒng)軟件的總體設計，主要包括界面設計、接口設計和軟件功能模塊設計；再次，實現(xiàn)了系統(tǒng)軟件中主飛行信息顯示模塊、機電參數(shù)信息顯示模塊及地圖信息顯示模塊的開發(fā)；其中，在主飛行信息顯示模塊中，主要通過Qt自定義組件可視化技術和抗鋸齒渲染技術完成了空速指示組件、飛行姿態(tài)指示組件、高度指示組件、垂直速度指示組件及航向指示組件的開發(fā)；在機電參數(shù)信息顯示模塊中，同樣采用組件可視化技術和抗鋸齒渲染技術來完成了電氣參數(shù)指示組

4、件和機身狀態(tài)信息組件的開發(fā)；而在地圖顯示模塊中，采用了地圖瓦片拼接算法和Qt自定義組件可視化技術相結合的方式完成了離線地圖組件的開發(fā)；接著，用數(shù)據(jù)驅動的方式實現(xiàn)了主飛行顯示模塊中組件姿態(tài)的更新；最后，完成了系統(tǒng)軟件的聯(lián)調，達到了系統(tǒng)軟件設計的預期效果，并給出了聯(lián)調后各模塊運行的效果圖。(2)分析并研究了LSA在低空區(qū)域作業(yè)時的航跡規(guī)劃問題。首先，采用了數(shù)字高程地形數(shù)據(jù)生成技術和地形山峰模擬方法完成了地形空間的構建；其次，基于matlab

5、平臺完成了飛行航跡的三維構建；再次，分析了LSA在低空區(qū)域飛行時的航跡約束模型；最后，給出了航跡代價函數(shù)的表示方法，為下一章結合航跡尋優(yōu)算法提供理論鋪墊。(3)提出了一種在低空區(qū)域多約束情形下的改進A航跡規(guī)劃方法。首先，概述了常用的RRT和A航跡規(guī)劃算法，并分別給出了其航跡尋優(yōu)的仿真效果；其次，重點分析了A算法中代價函數(shù)的選取方式；再次，將航跡約束模型產生的代價與A算法的代價函數(shù)相結合，作為航跡規(guī)劃的改進算法；接著，給出了改進A算法的實