“慧眼”—头盔显示器新发展

在现代空战中,特别重视飞行员了解和管理各种信息源(包括雷达、电子战系统和联合战术信息分配系统等)信息的能力.为了适应这种情况,就要给飞行员配备更好的显示器.所以近几年来,显示技术发展异常迅速.自从平视显示器(HUD)研制成功以来,头盔显示器(HMD)是座舱设备中最主要的一项进展.现代战斗机装有大量的多频谱传感器.在战斗中,当飞行员仰视、后视或侧视时,眼睛就必须离开显示器,这会影响到飞行员对显示信息的观察和记忆.而头盔显示     

增强现实研究进展与核心技术(下)

(上接2012年第6期第37页) 视频透视式头盔显示器由安装在头盔上的微型CCD摄取外部真实环境的图像,计算机通过计算处理将所要添加的信息或图像信号叠加在摄像机的视频信号上,实现计算机生成的虚拟场景与真实场景融合,最后通过类似于浸没式头盔显示器的显示系统呈现给用户.基于光学原理的透视式头盔显示器,真实场景直接通过安装在眼前的一对半反半透镜呈现给用户,经过光学系统放大的虚拟场景经半反半透镜反射而进入眼睛,真实场景和虚拟场景的融合通过该光学元件来实现.视频透视式头盔显示器与光学透视式头盔显示器各有其优缺点.     

混合现实模拟飞行训练系统设计与应用

将VR头盔应用于模拟飞行训练系统，可替代传统的视景系统，但训练人员只能与虚拟座舱进行交互，缺乏与实物交互的真实感。针对上述问题，提出将混合现实技术应用到模拟飞行训练系统中，硬件采用HTC VIVE Pro头盔和某型飞机实物座舱，软件采用虚幻引擎4,通过视频透视技术将实物座舱与视景仿真画面无缝衔接，训练人员通过MR头盔即能看到实物座舱，并对其进行交互操作，又能看到虚拟场景，因此大大提高了模拟飞行真实感和沉浸感，降低了训练系统的成本，为我军大量装配模拟飞行训练系统提供了技术支持。     

具有夜视功能的头盔显示器

头盔显示器可以给驾驶员提供武器瞄准和飞机姿态等信息,已成为现代军用飞机座舱显示系统的重要组成部分.在头盔显示器中加装夜视装置,使头盔显示器具有夜用功能是一项迫切的军事需求.分析了夜视镜的原理和作用,给出了夜视镜和头盔显示器综合的两种方法及国外典型的综合实例,对夜视镜与头盔显示器综合中的主要问题--分辨率与视场问题进行了深入研究.分析表明,对综合夜视头盔显示器的重要技术指标应该根据具体情况折衷考虑.     

固态CCD座舱电视系统

该座舱电视传感系统（CTVS）提供机载显示器和机载仪器（例如平视显示瞄准仪“HUD”、雷达显示器等等）的单色视频磁带记录,并且附带记录座舱音频数据。当与平视显示瞄准仪一起使用时,该视频记录表示飞行员所观察到的外界景物和平视显示符号。采用座舱电视传感器屏幕分区方式,两个显示器（例如平视仪和雷达）的画面可以被记录在一个磁带上。本文献叙述了座舱电视传感系统的工作特性和工作能力。该系统以一个小型的多用途的高可靠性的固态电荷耦合器件（CCD）摄像机为中心。这种摄像机已在F16、F15、F14和F4飞机上飞行验证过,并经鉴定完全符合航空设备军用技术规范。（附录A给出了环境标准一览表）。 座舱电视传感系统的传感器头部体积在100立方公分以下,大约和一包纸烟一样大;而且还包括一个f/2.8的、具有5000:1的动态范围的自动变光圈镜头。5000:1的动态范围可以保证该系统从黎明到黄昏自动的工作。     

大尺寸机载智能多功能显示器的设计与实现

分析了座舱显示系统发展现状和面临的问题,设计并实现了一种一体化、大屏幕显示的智能化多功能显示器。该型显示器通过FC-AE-ASM（Fibre Channel-Avionics Environment-Anonymous Subscriber Message）网络和高速串行总线高效传输图形数据,解决了图形处理及传输的瓶颈问题;采用ARINC661（座舱显示系统与用户系统的接口）标准,规范了任务处理和显示处理的接口设计标准;支持红外触控以提高人机信息的交互效率;采用工程优化设计以提高显示器抗恶劣环境的能力。应用表明智能多功能显示器运行可靠,相对于传统飞行显示器,在显示处理、数据传输和人机功效等方面具有显著优势。     

基于FPGA的无人机多路视频监控系统设计

为了能实时监控无人机的状态和提高无人机的安全可靠性,本设计利用FPGA高速率、丰富的片上资源和灵活的设计接口,设计了一套无人机多路监控系统。该监控系统具备了将处于无人机不同位置的摄像机所采集的视频信息,传送给地面站控制设备,并在同一台显示器上实现同步显示的功能。仿真结果表明,该系统可以很好的保证监控视频的实时性、和高清度,确保无人机完成侦查任务。     

显示器定义

随着航空技术的发展,座舱示日趋综合化.目前,主要的座舱显示器有平视显示器、电子姿态指引仪(电子地平仪)、头盔显示器、水平情况显示器、垂直情况显示器以及多功能显示器等.现将MIL—STD—1787《飞机显示字符》中有关上述显示器的定义部分编译出来,介绍如下.     

轻型大视场自由曲面棱镜头盔显示器的设计

轻型大视场头盔显示器(HMD)在虚拟现实、增强现实、军事和反恐等领域具有广阔的应用前景。传统的目镜结构形式难以满足头盔显示器对系统视场、体积和重量的苛刻要求。通过采用自由曲面(FFS)棱镜实现了大视场轻型头盔显示器目视光学系统，讨论了FFS头盔显示系统的设计方法并给出了设计结果。     

联合攻击机综合头盔视听说系统计划

JSF联合攻击机计划综合已单独演示过的视 (头盔显示器 )、听 (三维声频系统 )、说(交互话音模块 )等座舱显示 /控制技术进行飞行演示 ,表明可增强情况了解 ,减轻工作负荷 ,提高攻击机作战效率和生存力。     

激光投影虚拟键盘的研究与设计

针对激光投影虚拟键盘的实际需求,结合嵌入式技术和图像处理技术,研究设计了一套激光投影虚拟键盘设备.硬件模块以ARM Cortex-M4架构的微处理器作为主控器,采用数字型CMOS摄像头;软件模块的处理过程中利用MATLAB进行部分数字图像的处理并将处理结果导入到微控制器中进行嵌入式图像处理.在完成系统的软硬件设计后,对整个系统的功能进行测试,由测试结果表明整个系统达到了预期的目的.     

数字式电视跟踪器与跟踪性能检测评估系统

以ADSP21020数字信号处理器为核心,研制了数字式电视跟踪器。在此基础上,研制了电视跟踪器跟踪性能检测和评估系统。介绍电视跟踪器与跟踪性能检测评估系统的总体和主要软硬件设计、电视摄像头视景仿真系统设计和跟踪性能检测评估系统设计及工作模式。利用计算机视景仿真技术,对电视跟踪器跟踪性能的检测和评估做了较深入的研究,建立了电视跟踪器跟踪性能评估模型和定量评估指标体系。     

一种高分辨率网络摄像机的设计及实现

给出了一种基于TI公司TMS320DM643处理器的高分辨率网络摄像机设计方案,讨论了其基于RF5的软件构架,最高能实现300万像素的高分辨率图像采集和编码,实现基于IP网络的不同帧率和分辨率的数字视音频通信,能满足实际应用需要.     

基于FPGA的CMOS传感器高速视频采集系统

依据图像采集和传输的方式和方法的不同,提出了一种以CMOS数字图像传感器作为相机光电转换器件的数据采集方法.设计了一种利用FPGA作为核心控制芯片、USB为传输接口、CMOSOV5620为图像采集芯片的高速视频采集系统.介绍了系统的总体设计结构,给出了各个模块的具体硬件设计方法和软件流程,得出了可行性结论.     

基于WinCE的嵌入式图像采集系统设计

介绍了一种基于嵌入式图像采集与传输的方案,完成了基本的硬件设计和软件开发。硬件方面采用了USB摄像头与S3C2440处理器组成嵌入式图像采集装置,并通过以太网连接宿主机;软件方面分为系统软件的移植和应用软件的开发。系统软件包含ARM平台的BOOTLOADER和嵌入式WinCE系统的定制和移植,以及摄像球驱动的开发;应用软件包括图像采集模块设计和图像传输模块设计。经测试,该系统具有体积小,稳定性高和快速开发的优点。     

基于DM6437的数字摄像机

为了适应现代采集系统的小型化以及数字化需要,设计了一种基于达芬奇技术DSP芯片的数字图像采集系统。这种设计方法不需要外接编解码芯片,直接连接数字摄像头,减少了D/A转换带来的图像干扰,同时利用了达芬奇系列DSP上集成的视频处理子系统组件(VPSS),其中的视频处理前端(VPFE)以硬件方式对数字视频图像进行视频采集、CFA插值、色彩空间变换等图像预处理操作,简化了软件设计。结果显示,该系统采集到的视频图像清晰、稳定、色彩均衡,满足普通摄像机对视频图像的要求。     

基于1M60数字CCD相机的数字图像存储系统

传统光电经纬仪是通过高速同步摄影机拍摄胶片来获取实时测量信息,测量的数据处理通常只能依靠胶片的事后判读,存在着操作复杂、人工判读误差大,无法实现实时数据处理等诸多不利因素.通过对数字CCD相机应用的研究,设计了以Pantera TF 1M60相机为数据录取器件,工控机为数据存储处理平台的数字化数据采集记录系统,实现了光电经纬仪数据、图像的数字化存储和处理.结果表明系统的软硬件设计满足光电经纬仪性能要求.     

HWRX-3型红外热像仪的改进及其应用

对HWRX-3型红外热像仪系统进行扩展改进，研制了与计算机联接的数据采集卡，Windows98操作系统下的硬件驱动程序，以及具有多种图像处理功能的用户软件。发展了该系统在无损检测的新技术——超声红外热像技术中的应用，并针对超声红外热像技术，提出了一种红外热像图处理的方法。     

K9MDG08U5M在航拍相机中的应用

存储系统在现代数字系统尤其是在便携设备中具有重要地位,它的容量、体积等指标也有严格要求,对此文中提出了一种新的解决方案。介绍Samsung公司的128Gbit位闪速存储器K9MDG08U5M的特性和主要功能,详细讨论其在高分辨率航拍相机系统中的硬件设计和相关的软件编程。该系统经过实验验证：错、漏数据现象极少,并可以方便地应用于各种图象、语音等数据存储系统。     

基于Cypher 7108的嵌入式网络摄像机设计

提出了一种基于SoC的网络摄像机解决方案，给出了其软硬件设计方案，并使用WIS公司推出的Cypher7108SoC芯片实现了系统设计。重点介绍了软件设计，并给出了测试结果。