自动生成与复用可视化场景配置信息的方法与流程

1.本发明属于航天可视化技术领域，具体涉及一种自动生成与复用可视化场景配置信息的方法。


背景技术：

2.近年来航天发射任务越来越复杂，大都有多目标、多个分场景的可视化需求，如何提高航天任务可视化软件的准备和维护效率，快速展示不同的场景成为亟待解决的问题。现有可视化软件通常采用人工编辑配置任务数据文件的准备方式，面临人工维护配置文件效率低下、数据准确性不能保证、不同场景的切换需重启软件等问题。传统的可视化场景设计方法已不能适应新型航天发射任务可视化场景的需求。
3.经查，与三维场景配置自动存储与复用相关的专利如下：
4.《航天器空间操控可配置视景显示方法》。该文献讨论的是通过配置航天器、测控站站址信息，使用三维场景模板构建一个空间视景显示的方法。文献提供的只是建立航天器空间显示场景最基本的方法，并未提及配置的方式，更未提到场景各类配置信息的自动生成、存储结构与复用的情形。而本发明探讨的是航天三维场景配置自动生成与复用的问题，虽然都涉及配置构建航天器三维场景，但是不属于同一个问题和范围。且本发明还考虑了常用测站设备和链路信息一次配置多种场景的复用，以及多目标场景及卫星星座场景的快速配置情况。
5.《基于unity动态技术生成三维场景仿真方法》。该文献属于电子系统通信场景仿真领域，其中提到了在unity中新建c#程序读取自定义配置文件，自动生成三维场景仿真模块，也就是说只提供了电子系统场景仿真配置文件的解析方法。而本发明探讨的技术手段是，首先通过操作预先设计好的一组人工交互界面来配置航天三维场景及各种角色的信息，设计一种层级式的文件库存储结构，可以支持一键自动生成配置存储文件；设计了一种解析层级式场景信息存储文件的方法，进而实现航天可视化场景配置的复用。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种自动生成与复用可视化场景配置信息的方法，构建可视化场景具有配置和重启效率高、信息准确率高、可维护性强、可灵活复用的特点。
7.本发明所采用的技术方案是，自动生成与复用可视化场景配置信息的方法，具体按照以下步骤实施：
8.步骤1、新建场景，若用户选择新建场景，执行步骤2；若用户选择加载复用场景，执行步骤3；
9.步骤2、采用界面配置新建场景的信息、新建各个对象并进行对象信息的配置，根据上述界面的配置及场景的基本配置来建立场景及场景中每个对象的可视化数据模型；
10.步骤3、用户在配置界面设置修改场景或场景对象的配置信息，场景及场景中每个对象的数据模型同步更新；用户保存场景配置，将场景及各个对象的可视化数据模型保存
为层级式存储结构的文件库；
11.步骤4、读取场景存储文件库，解析场景及场景中各个对象的配置信息，生成场景及每个对象的数据模型，并更新场景配置界面的数据；可继续执行步骤3；
12.步骤5、退出场景。
13.本发明的特点还在于，
14.步骤2具体按照以下步骤实施：
15.在新建场景中，创建卫星、星球、测站、链路、弹道作为场景的对象，根据新建场景及各场景对象的界面配置信息：场景起止时间、卫星轨道、卫星姿态、测站设备及测控链路的配置信息、理论弹道的数据信息，计算得到各新建场景及对象的二、三维可视化数据模型，结合场景的基本配置信息，即场景中的太阳、星空、地球的配置信息，构建出二维与三维可视化场景。
16.步骤3具体按照以下步骤实施：
17.步骤3.1、用户在界面修改场景或场景中对象的配置信息，场景或场景中对象的可视化数据模型将收到界面更新的请求，由最新的界面配置数据同步更新相应的场景可视化数据模型；
18.步骤3.2、用户保存场景配置后，根据场景与场景中各个对象的可视化数据模型，生成场景配置文件及每个对象的配置文件，场景与各个对象的基本配置存储在场景配置存储文件中，由场景配置信息scenedata和场景中的对象列表objectlist配置信息组成；使用场景全局管理类的方法获取场景的基本配置信息，生成场景存储文件的场景数据scenedata节点，通过遍历全局的“角色id-对象指针”对象映射表来获取所有的场景对象，生成场景存储文件的对象列表objectlist节点部分，对象列表的每个元素object为一个场景对象；每个场景对象还生成一个独立的配置文件，配置文件名由对象名称加对象后缀类型组成；通过遍历每个对象的可视化数据模型，获得对象的数据模型中每个属性元素的键值对作为每个属性标签的标签名和标签值，依次写入对象的独立配置存储文件中，上述属性为属性子集，属性子集包含一系列属性，形成“场景-对象-属性子集-属性”的层级式场景配置存储文件库。
19.步骤4具体按照以下步骤实施：
20.步骤4.1、读取以上步骤3生成的场景存储文件库，分别解析场景和各个对象的配置文件信息，将场景配置文件的场景配置数据解析结果输出至场景的全局管理类的单例对象中，将场景配置文件中各个对象的基本配置信息的解析结果存储至全局的对象列表，对象列表中的每个对象使用映射表的数据结构存储:即包含“子标签名-子标签属性”的多个标签键值对；
21.步骤4.2、将各个对象的独立配置文件的解析结果暂存在对象属性列表的数据结构中；
22.步骤4.3、根据上述场景全局管理类和全局对象列表来实例场景和各个场景对象，使用每个对象的独立配置文件解析出的对象属性列表数据信息，生成场景及场景中每个对象的可视化数据模型，并更新界面中场景和各个对象的配置数据。
23.本发明的有益效果是，自动生成与复用可视化场景配置信息的方法，通过操作预先设计好的一组人工交互界面来配置场景及场景中的各种角色的信息，设计自动存储层级
式文件库结构，支持一键存储和加载复用。且本发明还考虑了常用测站设备和链路信息一次配置多次场景复用。本方法设计的配置存储结构可以灵活适应场景各类角色数量的变化；在首次构建场景及场景变化均可使用；支持配置设计航天多目标场景、多个分场景。目前，本发明方法已经在嫦娥五号、火星探测及卫星星座的可视化场景中得到应用。
附图说明
24.图1是场景及多种角色的模型关系图；
25.图2是新建场景、保存场景、加载场景的流程图。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
27.本发明自动生成与复用可视化场景配置信息的方法，结合图1、图2，具体按照以下步骤实施：
28.步骤1、新建场景，若用户选择新建场景，执行步骤2；若用户选择加载复用场景，执行步骤3；
29.步骤2、采用界面配置新建场景的信息、新建各个对象并进行对象信息的配置，根据上述界面的配置及场景的基本配置来建立场景及场景中每个对象的可视化数据模型；
30.步骤2具体按照以下步骤实施：
31.在新建场景中，创建卫星、星球、测站、链路、弹道作为场景的对象，根据新建场景及各场景对象的界面配置信息：场景起止时间、卫星轨道、卫星姿态、测站设备及测控链路的配置信息、理论弹道的数据信息，计算得到各新建场景及对象的二、三维可视化数据模型，结合场景的基本配置信息，即场景中的太阳、星空、地球的配置信息，构建出二维与三维可视化场景。
32.步骤3、用户在配置界面设置修改场景或场景对象的配置信息，场景及场景中每个对象的数据模型同步更新；用户保存场景配置，将场景及各个对象的可视化数据模型保存为层级式存储结构的文件库；
33.步骤3具体按照以下步骤实施：
34.步骤3.1、用户在界面修改场景或场景中对象的配置信息，场景或场景中对象的可视化数据模型将收到界面更新的请求，由最新的界面配置数据同步更新相应的场景可视化数据模型；
35.步骤3.2、用户保存场景配置后，根据场景与场景中各个对象的可视化数据模型，生成场景配置文件及每个对象的配置文件，场景与各个对象的基本配置存储在场景配置存储文件中，由场景配置信息scenedata和场景中的对象列表objectlist配置信息组成；使用场景全局管理类的方法获取场景的基本配置信息，生成场景存储文件的场景数据scenedata节点，通过遍历全局的“角色id-对象指针”对象映射表来获取所有的场景对象，生成场景存储文件的对象列表objectlist节点部分，对象列表的每个元素object为一个场景对象；每个场景对象还生成一个独立的配置文件，配置文件名由对象名称加对象后缀类型组成，如卫星的配置文件名“**.sa”，测站设备的配置文件名“**.fa”，链路配置文件名“**.lk”等；通过遍历每个对象的可视化数据模型，获得对象的数据模型中每个属性元素的
键值对作为每个属性标签的标签名和标签值，依次写入对象的独立配置存储文件中，上述属性为属性子集，属性子集包含一系列属性，形成“场景-对象-属性子集-属性”的层级式场景配置存储文件库。
36.步骤4、读取场景存储文件库，解析场景及场景中各个对象的配置信息，生成场景及每个对象的数据模型，并更新场景配置界面的数据；可继续执行步骤3；
37.步骤4具体按照以下步骤实施：
38.步骤4.1、读取以上步骤3生成的场景存储文件库，分别解析场景和各个对象的配置文件信息，将场景配置文件的场景配置数据解析结果输出至场景的全局管理类的单例对象中，将场景配置文件中各个对象的基本配置信息的解析结果存储至全局的对象列表，对象列表中的每个对象使用映射表的数据结构存储:即包含“子标签名-子标签属性”的多个标签键值对；
39.步骤4.2、将各个对象的独立配置文件的解析结果暂存在对象属性列表的数据结构中；
40.步骤4.3、根据上述场景全局管理类和全局对象列表来实例场景和各个场景对象，使用每个对象的独立配置文件解析出的对象属性列表数据信息，生成场景及场景中每个对象的可视化数据模型，并更新界面中场景和各个对象的配置数据。
41.步骤5、退出场景。
42.本发明采用层级式文件自动存储与复用航天三维可视化场景及多种角色配置信息的方法。使用mvc(模型-视图-控制)层次模型实现，具有如下优势：
43.(1)将本方法分为3个模块：创建场景并建立对象的数据模型、生成场景配置层级存储文件库、解析场景配置存储文件库。实现了可视化场景数据和显示的分层解耦，模块功能清晰、接口简洁。
44.(2)设计了一种层级式的文件存储结构，支持一键自动生成场景配置存储文件库，并可自动解析复用场景。本发明对航天可视化场景配置信息的管理更加直观和高效，场景数据一次配置，多次复用；支持配置设计并自动保存为多个场景，从而实现航天可视化多目标、多个分场景的快速并行创建和展示。
45.(3)本发明目前已经应用于嫦娥五号、首次火星探测任务可视化软件，尤其在多目标及卫星星座等航天可视化场景中具有很好的应用价值。