平视显示系统

学习HUD笔记1、介绍：HUD（Head-Up Display）：平视显示器，是一种机载光学显示系统，运用在飞机上的飞行辅助仪器，可以把飞机飞行信息（如飞行参数、姿态信息、导航信息等）投射到飞行员视野正前方的透视镜上，使飞行员保持平视状态时，在同一视野中兼顾仪表参数和外界目视参照物，以达到减少飞行员工作负荷的目的。

HUD最早用于军用飞机，上世纪80年代，美国阿拉斯加航空公司将HUD 技术用于民用航空运输飞行领域。

目前HUD已经被越来越多的航空公司选装和使用。

2、应用趋势：从军用飞机到民用航空到高端汽车到普通汽车。

3、HUD实现方式有以下三种3.1、DLP HUD成像技术DLP （Digital Light Processing）技术的HUD 产品以主流后装市场的Navdy 为代表，是后装市场不错的解决方案。

与透明OLED 成实像不同，这一技术经过两次反射，在透明显示屏上成虚像。

目前有两种成像方式：一种是TI（美国德州仪器）技术，采用mems 芯片，通过由数百万微型震镜组成的震镜阵列以不同角度开合反射成像，成本相对较低；另一种是美国公司microvisin 激光DLP 投影技术，通过一枚震镜高速振动打光成像，光源利用率更高，但成本昂贵。

3.2、TFT 液晶屏反射技术TFT 主要应用于前装市场，有着清晰度高等优点，其原理是液晶屏显示后通过反射改变光源角度最终在挡风玻璃上成像。

宝马是目前是将TFT （Thin Film Transistor）反射成像技术利用得最好的案例。

3.3、AR HUDAR-HUD是基于全息投影显示技术，将驾驶参数等信息，以图像、字符的形式，结合AR技术投射到驾驶员视线正前方的挡风玻璃外面。

3.4、全息三维投影成像技术这种技术是将图像投到一种有着干涉条纹的透明膜上，呈现立体图案，技术原理与全息防伪标签类似。

如果这项技术能实现，无疑是HUD 发展的最好方向。

但该技术中关键的成像透明膜目前还存在技术障碍未突破，如全息图像景深效果的实现等。

平视显示系统及其在民用飞机上的应用研究作者：费益王伟来源：《科学与财富》2011年第09期[摘要] 本文从民用飞机适航的角度出发，详细地介绍了平视显示系统的组成与架构，阐述了平显系统的设计和安装要求。

最后着重对平视显示系统的扩展应用-视景增强系统作了介绍。

[关键词] 平视显示系统视景增强系统0、引言平视显示（Head Up Display, HUD）最早是应用在战斗机上的一项技术。

近十年来，平显系统开始广泛应用在民用飞机上。

然而，民用飞机上的平显系统与军用飞机在系统组成、架构上都存在较大区别。

另外，随着航空公司对飞机起飞与着陆性能、飞行安全的要求不断提高，平显上显示的信息也越来越丰富，最为典型的就是增强视景在平显上的显示。

1、平视显示系统的组成民用飞机上的平显系统通过飞行员头顶的一部投影仪，将经过筛选处理的一些重要飞行数据投影在风挡前的一块特殊光学透明玻璃上，飞行员不需低头就可以从这块玻璃上获取重要的飞行数据，又可以透过这块玻璃看驾驶舱外，获取必要的目视参考。

平显系统的主要组成部分包括五个航线可更换设备（LRU）：平显计算机、投影装置、组合仪。

1）平显计算机平显计算机对来自各传感器和其它飞机系统的数据信息进行综合处理，并生成符号信息，送到投影装置和组合仪进行显示。

平显计算机既可以是独立的LRU，也可以以模块的形式集成在IMA中。

2）投影装置投影装置是一个独立的LRU，根据显示像源的不同，投影装置有CRT和LCD两类，目前民用飞机上安装的平显投影装置以带LED背光照明的有源矩阵LCD（AMLCD）为主。

3）组合仪组合仪也是一个独立的LRU，它是平显系统的终端信息显示装置。

组合仪的主要部件是一块镀有半反射膜的透明光学玻璃，它对可见光的透射率可达到90%以上，它将聚焦在无穷远处的光学符号显示在飞行员的正前方，使飞行员既能看到投影在组合仪上的飞行、导航及指引等信息，又能观察飞机外部环境。

2、平视显示系统的架构平显系统根据不同飞机的安装要求和系统配置，其架构也有所不同。

第三节 综合显示系统的组成
机载综合显示系统的组成主要包括平显，多功能显示器， 头盔显示器和其它仪表组成。
• 布局：这些显示系统在座舱的布局上采用了空分制和时分制。 空分制：机械显示仪表的显示元件（如指针、标记、刻度等）占有座 舱的固定空间，此种仪表称为空分制显示仪表。 飞机仪表显示采用空分制，必然使仪表板布局也采用空分制。 时分制：根据特定的飞行任务和飞行阶段，分成若干个典型工作状态 画面，每一种状态画面在显示屏上同时显示多种符号，按一定位置和 活动范围合理编排组合或综合在一起，构成一个完整的显示格式。 • 特点：空分制的仪表板标准化，便于飞行员熟练判读，随着系统的增 加，仪表数量增多，仪表板拥挤不堪，利用率低，分散飞行员注意力。 时分制的电子显示仪表具有多种显示功能，减少仪表数量和仪表 板拥挤，减少差错机会，增加信息量和形象图形显示，有利于提高判 读工效。
综合电子显示系统在飞机改装中的重要性
飞机改装的综合电子显示系统具有下列特点： ①多功能显示器趋于标准化。 ②机上的多功能显示器大体相同，互为余度，便于转换显示 格式。 ③采用握杆操纵控制器，简化操纵，提高自动化管理程度。 ④采用正前方数据输入键盘控制板，便于左右手操纵利于平 视飞行。
发展趋势
驾驶员主要靠视觉观察显示器得到的信息，由驾驶员 用双手操纵控制对象。 综合显示系统提高了信息的综合程度，但由于信息量 大，驾驶员负担太重，未来的仪表显示系统可能采取如下 措施：
• ④20世纪60年代，平视仪和垂直情况显示仪在攻击机上首次使用成功， 为仪表的显示开辟了广阔的通路，出现了第四代----电子显示仪表。 电子显示仪表采用时分制显示，具有多种工作状态，能够完成多 种功能。它能把大量要显示的信息，根据各飞行阶段和飞行任务的需 要编排成不同的显示格式，避免显示信息的拥挤，便于观察。但是各 个电子显示仪之间不存在联系，其字符处理机各自分立，不能资源共 享，互为余度。 • ⑤70年代后期采用计算机控制的多路传输总线把机载电子设备按功能 横向综合，构成综合航空电子系统，各种电子显示仪表则横向成综合 电子显示系统，成为整个综合电子系统的终端，仪表显示系统发展为 第五代----综合电子显示系统。 具有相对独立性，不再从属于导航、火控等某一系统。 综合电子显示系统有资源共享，互为余度的特点，大大提高了可 靠性，能用少数几个电子显示仪表显示内容更广泛，数量更多的经过 计算机加工的信息。

平视显示原理
平视显示是一种常见的显示技术，它的原理是通过特定的技术手段，使得显示
屏幕上的图像在用户的视线方向上呈现平面状态，从而达到清晰、舒适的观看效果。

在现代电子产品中，平视显示技术被广泛应用于手机、平板电脑、电视等设备上，为用户带来了更加舒适的视觉体验。

平视显示的原理主要涉及到光学成像和人眼视觉特性两个方面。

首先，通过光
学成像技术，将显示屏上的图像在特定角度上呈现平面状态。

其次，考虑到人眼的视觉特性，平视显示技术会根据人眼的视角和对图像的感知，进行相应的优化处理，以确保用户在不同角度观看时都能够获得清晰的图像效果。

在光学成像方面，平视显示技术采用了一系列的光学元件和材料，通过对光线
的反射、折射和透射等过程进行精密控制，使得显示屏上的图像在水平方向上呈现平面状态。

这样一来，无论用户处于什么样的角度观看显示屏，都能够看到清晰、真实的图像，避免了传统显示技术中出现的色彩失真、亮度不均等问题。

另外，平视显示技术还会根据人眼的视觉特性进行优化处理。

人眼在观看图像时，会受到光线的折射、散射等影响，因此在不同角度观看同一幅图像时，会有不同的视觉感受。

为了解决这一问题，平视显示技术会对图像进行特殊的处理，以适应不同角度的观看需求，保证用户在任何位置都能够获得良好的视觉体验。

总的来说，平视显示技术通过光学成像和人眼视觉特性的优化处理，实现了在
不同角度观看时都能获得清晰、真实的图像效果。

这种技术为用户带来了更加舒适的视觉体验，也为电子产品的发展带来了新的可能性。

未来，随着技术的不断进步和创新，平视显示技术也将会得到进一步的完善和应用，为用户带来更加优质的视觉享受。