头盔显示器的关键技术及有关设计问题综述

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1、第31卷第3期红外与激光工程2002年6月Vol.31No.3InfraredandLaserEngineeringJun.2002头盔显示器的关键技术及有关设计问题综述陆南燕(中国航空工业洛阳电光设备研究所9河南洛阳471009)摘要!头盔显示器可以提高驾驶员的态势感知能力O红外传感器提供的信息9使驾驶员的态势感知能力大大加强O头盔显示器提供的红外图像9使恶劣的天气和黑夜不再成为驾驶员作战的障碍O概述了头盔显示器的发展过程和关键技术9介绍了当前空军用头盔显示器的技术问题解决方法设计示例O关键词!头盔瞄准具;头盔显示器;设

2、计;准则中图分类号!TN2文献标识码!A文章编号!1007-2276(2002)03-0237-07RevieWoncriticaltechnologiesanddesign-relatedproblemsofHMDLUNan-yan(TheLuoyangElectro-0pticalECuipmentResearchInstituteofAVIC9Luoyang4710099China)Abstract2~elmet-mounteddisplay(~MD)isofgreathelptopilotsoffighter.With

3、thein-formationsuppliedbyIRsensor9thesituationaWarenessofpilotscanbeincreasedgreatly.Ad-verseWeatherandnightWillnolongerbeobstaclestoaircombatWiththeIRimagesuppliedby~MD.Thehistoryandcriticaltechnologiesof~MDaredescribed.Currentproblemsofmilitary~MDandcorrespondings

4、olutionsaregiven.Design-relatedproblemsarealsodiscussed.KeyWords2~elmet-mountedsight(~M);~elmet-mounteddisplay(~MD);De-sign;Criteria他朝哪个方向看9都会随时获得重要的作战信息9并l引言了解自己所在位置G红外传感器提供的信息9使驾驶员的态势感知能力大大加强G这样可使飞机具备全头盔显示器能把作战所需信息直接呈现在驾驶天候作战能力G员眼前9驾驶员不需低头看仪表或抬头看平显9无论收稿日期!2001-07-

5、01;修订日期!2001-12-06作者简介!陆南燕(1957-)9女9上海市人9研究员9主要从事计算机应用与管理及电光领域的发展方面的研究G238红外与激光工程2002年第31卷方法:(1)不将电弧暴露在易发生爆炸的环境中使达2头盔显示器中的关键问题到13.5kV的高压插针在一个密封的装置中断开;(2)在断开前采用迅速放电的消弧组件将头盔显示2.l质量和人机界面器中存储的能量迅速~安全地放掉以免产生跳火它1966年美国陆军航空医学院实验室得出结论:只需要50~s完全的持续放电就可将15kV的电压1.57kg是在不危害解剖学~

6、生理学或功能适宜性降到30V以下的情况下人的头部能承受的最大质量降低头盔的质量需采用小而轻的图像源减小作用在颈部的扭3设计中存在的问题及解决方法矩要考虑头盔的平衡降低头盔的质心人机界面应选择最优的显示字符和光栅图像以为保证头盔显示器研制成功应将用户要求作为使驾驶员既能注意外部情况也能注意头盔上的显示核心因素考虑同时还要考虑约束因素~可承受性及人机界面的研究迄今做得还很不够目标等因素头盔必须保持其基本的保护功能(冲2.2图像源和头部跟踪器击~碰撞~面部~眼睛和耳朵保护)及系统在耐久性~可(1)图像源靠性~可维护性和训练等方面的支

7、持除了这些核心目前战斗机使用的头盔显示器都采用亮度和清要求外不管最终用户特定要求是什么头盔显示器晰度较高的单色阴极射线管(CRT)作为图像源虽都必须考虑如下因素:即舒适性(如质量~平衡~眼睛体积大~易碎但技术成熟仍是目前首选的显示器紧张程度等);安全性(如电气性能~耐久性~快速松因CRT较重又有高压连接不太令人满意然而在脱~眼睛保护等);使用方便性(如信息的操作和控制短期只能用CRT式头盔显示器工作动作的协调性);可用性及兼容性(如与通讯设电致发光显示(ELD)器件是由电致发光玻璃基施~面罩~电缆~观测窗的接口)这5个方面可能

8、成板及驱动与控制电路板两部分组成电致发光显示为任何专用头盔显示器设计的主要难题具有视角宽~使用寿命长~坚固耐用~图像清晰的优3.l头盔显示器的特定要求点这正是军用头盔显示器(~MD)所需要的性能尽管头盔显示器的要求多是相同的但每一种应美国先进视觉电子系统(AV)计划正在研制的