合成视景系统的机遇与挑战

基于三维地形显示的合成视景系统结合空中隧道等新技术,为飞行员提高情形认知、降低工作量,同时也给传统驾驶舱显示、飞行安全、航线运营等带来不同程度的影响,特别是对驾驶舱显示将是划时代变革。综述机遇与挑战并结合航空发展,预测合成视景系统在10～15年内必将广泛应用。     

民用飞机驾驶舱综合显示系统的发展趋势

世界范围内持续增长的空中运输对民用航空提出了巨大的挑战。尽管运输量增加,但事故数量却必须减少。为了实现这个宏伟的目标,必须对航电机载设备和驾驶舱人机接口进行改进。在分析合成视景系统和视景增强系统的基础上,指出在飞机的所有飞行阶段均能向飞行员提供最优化情景意识的综合监控和驾驶舱显示控制系统将是未来民用飞机驾驶舱发展的必然趋势。     

教练机飞行模拟器视景系统的选择

视景系统是飞行模拟器的重要组成部分,是飞行员获取信息的主要渠道。本文以教练机训练任务对视景系统的需求为立足点,回顾了飞行模拟器视景系统的发展简况,分析了主要几种视景系统的原理及技术特点,阐述了教练机飞行模拟器该如何选择视景系统。     

民用飞机组合视景系统设计研究

组合视景系统聚集了合成视景系统和视景增强系统各自的优势,并通过有效的图像融合进一步提高了图像信息质量,将大大提高飞行员对飞机周围环境的情景意识,从而进一步提高飞行的安全性。针对民用飞机组合视景系统的设计,提出了对其功能及性能、安全性评估及设计保障等级、组成及架构、人机接口、布置安装、验证及适航等方面的通用考虑和设计指南。     

基于增强现实技术的飞行视景系统

提出一种基于增强现实技术的新型飞行视景系统。该系统利用机载图像设备及飞机位姿传感器，计算飞机获得的真实空间兴趣点的三维信息，并据此实时叠加相应的可视化信息，最终形成虚实融合的图像显示在飞机的显示设备中，便于飞行员能同时感知飞机外部的真实环境和相应位置上的关键信息。这套系统具有数据量小、显示直观的特点，能为飞行员提供更加有效的信息，具有广阔的应用前景。     

Tropos视景系统数据库建模分析

视景系统是飞行模拟机为飞行员提供真实视觉感受的仿真系统.飞行视景数据库作为飞行仿真系统的重要组成部分,其层次结构及复杂程度直接影响视景系统的真实程度.本文介绍了基于Lithos平台的Tropos视景数据库建模工具集的特点,开发过程及在飞行模拟机上的安装、调试方法.     

视网膜显示器

微视(Micro Vision)公司正在演示直接把图像送入人眼的单色和全色视网膜显示器。这种小而轻的显示技术有可能消除驾驶舱中的平视显示器屏幕,并为飞行员提供高保真度的增强合成视景系统,其他可能的应用包括供舰上或前方基地重复训练军机飞行员的便携式全色飞行模拟镜。微视公司的个人视觉系统(PVS)技术的关键是它能将复杂     

无人机虚拟视景显示技术研究

基于无人机模拟飞行的虚拟视景显示技术是三维可视化显示研究的一个重点,虚拟视景实时同步显 示是三维可视化实现中必须解决的一个难题。本文分析了实现无人机模拟飞行三维虚拟视景系统的基本结构、 实现过程以及显示方式,提出了无人机模拟飞行三维虚拟视景可视化空间信息动态同步、多方位、多视角的显 示方式及显示的关键技术。     

增强飞行视景系统的发展

增强飞行视景系统（EFVS）是一种“以飞机为中心”的低能见度运行解决方案，能有效地改善飞机起降的安全性和运行效率。随着技术的发展，增强视景、合成视景、大型触敏屏以及3D成像技术将结合在一起，进一步改善飞行员的态势感知能力，提升飞机运营安全性。     

不断发展的驾驶舱人机接口技术

新型显示技术的不断出现满足了飞行员快速处理大量信息的需要。触控技术、3D显示技术和智能语音技术正在逐步从实验室进入驾驶舱。随着飞机驾驶系统自动化程度日益提高,飞行员对于信息的依存度越来越高,这对信息显示技术提出了更高的要求。     

民用飞机情景识别系统试飞研究

由于平视显示器(HUD)、视景增强系统(EVS)以及合成视景系统(SVS)优秀的情景显示能力,HUD与EVS、SVS结合使用将显著提高飞行机组情景识别以及态势感知能力。同时,HUD与自动着陆系统结合使用可降低着陆和起飞时的最低天气标准。随着机组情景识别能力的提高,必须提出高效的试飞方法来验证情景识别系统的适航符合性,在分析EVS、SVS与HUD结合使用的基础上,提出综合的优化的民用飞机机组情景识别系统试飞方法以及基于任务的符合性判据。     

新一代智能座舱总体结构设计

传统座舱通过引入各种自动化功能,辅助飞行员完成任务,减小操控负担。随着战场态势变化的日趋繁杂,传统座舱设计辅助飞行员的能力达到了瓶颈,亟需研究总体结构设计改进方法,提升辅助决策能力。深入分析了传统座舱存在的问题,研究了适应新型战机的座舱设计,并综合运用态势评估、故障诊断等技术,以任务为核心,对新一代智能座舱的结构及其辅助决策等级进行了设计,阐述了各系统内部结构及功能,探讨了智能座舱与飞行员之间的关系转变。最后,梳理了相关技术途径,指明了下一步的研究重点。     

基于OpenGL的虚拟座舱显控系统快速设计与实现

以当前飞机座舱显控系统为背景,介绍座舱显控系统的组成和功能。以国内外通用的座舱显控系统为参考对象,使用VC++开发平台,应用OpenGL专业图形开发库,结合快速原型开发思想,设计并实现了一套完整的虚拟座舱显控系统。该虚拟座舱显控系统实现了数据显示、按键控制等功能。该系统能用来座舱显控系统的论证、开发和功能测试,还为飞行员的演示和培训提供了一种简单、快速、经济的选择。     

民用飞机驾驶舱照明光辐射安全问题探讨The Discussion of Civil Aircraft Cockpit Lighting light radiation safety issue 魏培坤 吴春泽

民用飞机驾驶舱照明旨在为飞行员创造一个舒适安全的视觉环境,保证飞行员能准确地操作各种控制开关和清晰地判读仪表、显示器等的显示信息。照明的安全除了传统意义上的安全外也应包括光辐射安全,随着LED在驾驶舱照明中的应用,光辐射安全问题日益突出,必须制定出一种对驾驶舱照明环境中的光辐射危害水平进行评估的方法,以保证飞行员的眼睛和皮肤不受到潜在的光辐射伤害。     

An experimental analysis of situation awareness for cockpit display interface evaluation based on flight simulation

Aircraft cockpit display interface (CDI) is one of the most important human-machine interfaces for information perceiving. During the process of aircraft design, situation awareness (SA) is frequently considered to improve the design, as the CDI must provide enough SA for the pilot to maintain the flight safety. In order to study the SA in the pilot-aircraft system, a cockpit flight simulation environment is built up, which includes a virtual instrument panel, a flight visual display and the corresponding control system. Based on the simulation environment, a human-in-the-loop experiment is designed to measure the SA by the situation awareness global assessment technique (SAGAT). Through the experiment, the SA degrees and heart rate (HR) data of the subjects are obtained, and the SA levels under different CDI designs are analyzed. The results show that analyzing the SA can serve as an objective way to evaluate the design of CDI, which could be proved from the consistent HR data. With this method, evaluations of the CDI design are performed in the experimental flight simulation environment, and optimizations could be guided through the analysis.     

民用飞机驾驶舱设计变革

民用飞机驾驶舱设计历经了数代的发展,从原始简单衍变至复杂集成,继而往简约智能化方向发展。同时驾驶舱设计理念也在不断进步,从"以功能为中心"的设计理念衍变为"以人为中心"的设计理念,但不同制造商对此理念的理解存在差异,体现在对使用者"驾驶员"角色的定位差异明显。从该设计理念出发,提出了基于驾驶舱运行场景的正向设计方法,通过充分识别运行场景并提取和转化设计需求,设计出人机匹配度高的驾驶舱。随着各种新技术的成熟应用,"以人为中心"设计理念为牵引,利用基于驾驶舱运行场景的驾驶舱正向设计方法,将引领新一代民用飞机驾驶舱设计的变革,并展望了民机驾驶舱在人机交互方式、驾驶舱布置和布局、驾驶舱视景和驾驶舱综合环境等方面的发展趋势。     

2010: The Symbionic Cockpit

The cockpit of the year 2010 is described in terms of both the capabilities and systems it contains and how the pilot interacts with it. A brief mission narrative is provided describing seveal hours in the life of the Manta air superiority fighter. This is followed by a discussion of the pilot interface components employed in the cockpit including hueristic voice, instrument panel display, canopy display, and holographic display systems. The concept of a ``symbionic' system is then introduced, describing in some detail the capabilities and features of a cockpit system that senses the physiological and mental state of the pilot and responds accrodingly. Finally, conclusions and predictions are made that summarize and emphasize the points made in the paper.     

单一飞行员驾驶模式技术

飞机驾驶机组由20世纪50年代的5乘员驾驶模式减少到了目前的双乘员，然而为了降低航空公司运营成本以及减少双乘员认知不同、操作不一致所带来的安全性隐患，开展了单一飞行员驾驶（SPO）模式研究，SPO是新一代商用飞机发展方向核心技术之一。单一飞行员驾驶模式是描述面向商用飞机单一驾驶员、驾驶舱智能自动系统以及地面航空公司操作员协同实现的飞行驾驶模式。本文首先对单一飞行员驾驶模式系统组成及其系统架构进行了描述，并对比分析了单一飞行员驾驶模式下飞行员、空管系统、航空公司三方协同过程与现有模式的差异点；然后，针对商用飞机主要飞行过程，建立了单一飞行员驾驶模式下各飞行过程组织架构；最后，搭建了面向SPO的远程操控演示验证系统，经过飞行员操作评价，基本可以获取到机上操作所具备的驾驶感受，同时对于飞行计划更改、紧急情况处理等方面更为便利。通过上述内容研究，为中国商用飞机开展单一飞行员驾驶发展奠定了一定的技术基础。     

Tactical cockpits-the coming revolution

A cockpit revolution is in the making. Many of the much ballyhooed, much promised, but little delivered technologies of the 70's and 80's will finally come of age in the 90's just in time to complement the data explosion coming from sensor and processing advances. Technologies such as helmet systems, large flat panel displays, speech recognition, color graphics, decision aiding and stereopsis, are simultaneously reaching technology maturities that promise big payoffs for the third generation cockpit and beyond. The first generation cockpit used round dials to help the pilot keep the airplane flying right side up. The second generation cockpits used multifunction displays and the HUD to interface the pilot with sensors and weapons. What might the third generation cockpit look like? How might it integrate many of these technologies to simplify the pilot's life and most of all: what is the payoff? This paper examines tactical cockpit problems, the technologies needed to solve them and recommend three generations of solutions