LabVIEW与Xplane飞行界面数据仿真交互

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在做飞行仿真时候,有一点是使用视景仿真。也就是通过屏幕,显示飞机的姿态,经纬度等信息。

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一般的,做飞行仿真,如果自己使用Unity3D或者UnReal的虚拟引擎来做,比较费时间,需要对机场环境建模。

而针对普通的用户,更好的方式,则是使用目前比较流行的3D飞行游戏软件来开发。

像开源的Flight Gear,或者收费的Xplane等,都提供第三方的通信接口,通过UDP,可以接收游戏引擎中飞机的基本数据,也可以像游戏引擎发数据,控制飞机姿态和位置。

本期,则讲解,使用LabVIEW做测试时候,使用UDP和Xplane通信,以获得虚拟视景。

首先,本文使用的版本是Xplane11,其他版本操作类似。

最重要的是进入设置界面进行数据设置。

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点击选项卡数据,数据输出。

这里可以勾选要输出的数据。

勾选有4列,第一个显示在座舱,就是飞行时候,数据会显示在飞行界面左上角。第4列是UDP输出,勾选后,软件会将勾选的数据通过UDP发送出去。

一般的勾选UDP就行,但是,第一列显示座舱勾选后,我们会直观看到实际数据是多少,这样UDP输出的数据,通过我们二次开发的软件解析,可以对比数据一致性。

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记得右下角,勾选 进行网络数据输出。

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下图,左上角,就是刚才勾选了座舱显示的数据。

我勾选了速度,姿态,经纬度等。所以都显示出来了。

实际UDP外发的时候,也是从上到下,数据依次发送的。

我们解析数据时候,可以和这个对照一下。
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现在看下UDP 数据结构:


所有数据均以字节形式发送,UDP数据开头为“DATA,”

prolouge 的第五个字节是“内部使用”字节

接下来的 36 个字节是消息

消息的前 4 个字节表示数据元素的索引号,如 X-平面 中的“数据输出”屏幕所示

最后 32 个字节是数据,最多 8 个单精度浮点数

下面是从 X-Plane 发送的原始数据字符串:

68 65 84 65 60 18 0 0 0 171 103 81 191 187 243 46 190 103 246 45 67 156 246 26 67 47 231 26 67 0 192 121 196 0 192 121 196 85 254 151 193

让我们分解一下:

68,65,84,65,60 = D,A,T,A,‘’ :这些是 CHAR。我们不关心的第 5 个字节,所以当 将任何数据句子发送到 X-Plane,应在此处放置一个 0(零)。

18,0,0,0 = 18 :这是对应于X平面中特定数据集的索引号。在此示例字符串中, 我们正在查看数据集,“18:俯仰,滚动,标题”。在这 4 个字节中,我们唯一需要的字节是第一个字节。其他 3 个将始终为零。 第一个字节不需要任何计算,用作整数。

171,103,…,151,193:这 32 个字节构成了需要计算的 8 个单精度浮点数。

向X-Plane发送数据句子的格式与从X-Plane发送的格式完全相同

发送句子时,请确保序言的第 5 个字节为零 (0)

并非所有数据集都使用所有 8 个浮点数。它们要么只是零,要么是“0,192,121,196”,即 -999。

对于数据集中您不希望更改或希望将控制权“交还”给X-Plane的任何项目, 发送值 -999 或 0,192,121,196。

通过上述描述和设置,我们下面可以通过LabVIEW来接受UDP数据。

程序很简单,UDP连接,UDP读取,UDP关闭。

UDP连结,端口为默认的49001,然后收到的数据,前5个是DATA,丢掉。截取后面的数据。

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后面数据,每4个字节为一个数据。虽然有一个数据是序号,但是也是4个字节。

所以,我们强制转换成单精度,得到我们要的数据。

通过对比实际座舱右上角显示的数据,我们通过索引,可以得到想要的数据。我们会发现有一个数据特别大,那是因为不应该用单精度转化,不过对我们来说不重要。
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通过LabVIEW编写的地面站显示得到如下的效果(动图)。

从软件界面可以清晰看到Xplane飞机的俯仰角、横滚角、经纬度、高度,飞机电子地图显示等。

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如果需要使用LabVIEW控制Xplane飞行,则需要使用UDP发送。发送时候,格式和接受一样的。

后面,大家可以自由使用LabVIEW控制飞机啦。

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