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平視顯示�
閱讀�4787�(shí)間:2017-05-22 09:11:28

平視顯示�(Head Up Display),�(jiǎn)�(chēng)HUD,是目前普遍�(yùn)用在航空器上的飛行輔助儀�,是60年代出現(xiàn)的一種由電子組件、顯示組��控制�、高�電源等組成的綜合電子顯示�(shè)�。它能將飛行參數(shù)、瞄�(zhǔn)攻擊、自檢測(cè)等信�,以圖像、字符的形式,通過(guò)光學(xué)部件投射到座艙正前方組合玻璃上的�/電顯示裝置上。飛行員透過(guò)組合玻璃觀察艙外景物時(shí),可以同�(shí)看到疊加在外景上的字�、圖像等信息� 并且投射焦距位于成像組合玻璃位于前方,使飛行員幾乎不用改變眼睛焦�,即可方便的隨時(shí)察看飛行參數(shù),可視度也不�(huì)受到日光照射的影�。過(guò)去,飛行員在空戰(zhàn)�,需要交替觀察艙外目�(biāo)和艙�(nèi)儀表,易產(chǎn)生瞬間視�(jué)中斷,由�,會(huì)�(dǎo)致反�(yīng)遲緩、操作失�,并有可能貽誤戰(zhàn)�(jī),采用平視顯示器可克服這一缺點(diǎn)� 如今平視顯式系統(tǒng)快速發(fā)展,并已�(jīng)�(yīng)用在高端轎車(chē)��

原理

  HUD是利用光�(xué)反射的原�,將重要的飛行相�(guān)資訊投射在一片玻璃上�。這片玻璃位于座艙前端,高度大致與飛行員的眼睛成水�,投射的文字和影像調(diào)整在焦距�(wú)限遠(yuǎn)的距離上�,飛行員透過(guò)HU
  D往前方看的�(shí)�,能夠輕易的將外界的景象與HUD顯示的資料融合在一起。HUD�(shè)�(jì)的用意是讓飛行員不需要低頭查看儀表的顯示與資�,始終保持抬頭的姿態(tài),降低低頭與抬頭之間忽略外界�(huán)境的快速變化以及眼睛焦距需要不斷調(diào)整產(chǎn)生的延遲與不��
  HUD投射的資料主要與飛行安全有重要關(guān)系,譬如飛行高度,飛行速度,航�,垂直速率變化,飛�(jī)傾斜角度等等。使用于�(zhàn)斗環(huán)境時(shí),還�(huì)加上目標(biāo)資料,武器與�(fā)射相�(guān)資料,預(yù)估命中點(diǎn)等等。這些顯示的資料能夠根�(jù)不同狀況而變��

歷史

  HUD的前身是使用在戰(zhàn)斗機(jī)上的光學(xué)瞄準(zhǔn)�,這種瞄準(zhǔn)器利用光�(xué)反射原理,將�(huán)狀的瞄�(zhǔn)圈光�(wǎng)投射在裝置在座艙前端的一片玻璃或者是座艙罩上面,投射的影像對(duì)于肉眼的焦距是定在無(wú)限遠(yuǎn)的距離上�,當(dāng)飛行員瞄�(zhǔn)目標(biāo)的時(shí)候不�(huì)妨礙到眼睛的�(yùn)作,維持清晰的顯�。這種瞄準(zhǔn)器最早出�(xiàn)是在次世界大�(zhàn)期間,到了第二次世界大戰(zhàn)的時(shí)候開(kāi)始被廣泛利用�
  HUD誕生的最重要�(guān)鍵是電腦處理�(zhuǎn)換之後,將需要的資料傳遞給HUD的顯示單�,再將影像投射到前方的玻璃上。架使用HUD的飛�(jī)是美�(guó)海軍的A-5艦載�(jī)�
  民用航空是在1975年由法國(guó)�(dá)梭飛�(jī)公司首先使用在Mercure飛機(jī)上面�1970年代晚期美國(guó)麥克唐納·道格拉斯飛機(jī)公司在生�(chǎn)的MD-80系列飛機(jī)上開(kāi)始采用HUD�
  HUD的使用到�1970年代中期以後�(kāi)始普遍化,除了美�(guó)本身以外,其他國(guó)家也陸續(xù)�(gòu)�(mǎi)或者是研發(fā)相關(guān)的系�(tǒng)。然而這時(shí)候有一�(gè)新的衍生�(wèn)題出�(xiàn):由于HUD需要占用駕駛艙前方的空間,而這�(gè)空間又和座艙罩的�(shè)�(jì)有很大的�(guān)�(lián),即使許多戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)使用光學(xué)瞄準(zhǔn)�,體積較大的HUD可能�(wú)法順利安裝在需要的位置�,導(dǎo)致日後座艙罩在設(shè)�(jì)上必須考慮�(yù)留HUD需要的空間�
  HUD將傳�(tǒng)指針儀表提供的資料改以文字或者是�(shù)字表�(xiàn),成為下一波軍用機(jī)儀表顯示改良:玻璃駕駛艙的起點(diǎn)�

基本�(gòu)�

  HUD的基本架�(gòu)包含兩�(gè)部分:資料處理與影像顯示�
  資料處理單元是將飛機(jī)上各系統(tǒng)的資料整合處理之�,根�(jù)選擇的模式轉(zhuǎn)換成�(yù)先設(shè)定的符號(hào),圖形或者是以文字或者是�(shù)字的型態(tài)輸出。有些產(chǎn)品將訊號(hào)處理與影像輸出分成兩�(gè)裝置,不�(guò)大致上都是類(lèi)似的工作方式�
  上影影像顯示裝置就是安裝在座艙前方,位於飛行員與座艙罩之間的空間�。影像顯示裝置接收來(lái)自資料處理裝置的資訊,投射在玻璃上面。顯示裝置并且附有控制面板,能夠�(diào)解或者是改變輸出的影��
  HUD - 未來(lái)�(fā)�
  新一代的HUD在影像顯示方面的改良包括采用全像攝影(Holographic)顯示方式,�(kuò)大顯示影像的范圍,尤其是增加水平上的視野角度,減少支架的厚度�(duì)于視野的限制與影�,增�(qiáng)不同光度與外在環(huán)境下的顯示調(diào)整,�(qiáng)化影像的清晰�,與其他光學(xué)影像輸出的配�,譬如說(shuō)能夠?qū)⒓t外線影像攝影�(jī)�(chǎn)生的飛機(jī)前方影像直接投射到HUD�,與其他的資料融合顯�,配合夜視鏡的使用以及采用彩色影像顯示資料�
  在資料處理單元上的改良包括提高處理的速率和效�,增加與其他新航空電子或者是感側(cè)裝置的資料接收能�,強(qiáng)化圖形處理與�(chǎn)生功能等方面�

衍生�(chǎn)�

  HUD是將影像投射在座艙前方的固定裝置上,�(dāng)飛行員轉(zhuǎn)�(dòng)頭部的時(shí)候,這些影像就會(huì)暫時(shí)離開(kāi)他的視野范圍。因此有人建議將影像直接透射在附加於飛行員的頭盔前方,隨�(shí)與飛行員的視野范圍重��
  美國(guó)是最早研究頭盔顯示器的國(guó)家之一,代�(hào)為VTAS的頭盔瞄�(zhǔn)具曾�1960年代於F-4�(zhàn)斗機(jī)上�(jìn)行短暫試�(yàn),但是并未�(jìn)入量�(chǎn),只有使用在攻擊直升�(jī)的武器瞄�(zhǔn)�。蘇�(lián)是�(gè)正式在戰(zhàn)斗機(jī)上采用頭盔瞄�(zhǔn)器的�(guó)�,譬如米�-29使用頭盔瞄準(zhǔn)�,搭配R73(北約編�(hào)AA-11)空�(duì)空飛彈使��
  不過(guò)頭盔瞄準(zhǔn)器只是光�(xué)瞄準(zhǔn)器的衍生�(chǎn)�,無(wú)論是在顯示的資料量以及功能上都必須與HUD密切配合,譬如蘇�(lián)的頭盔瞄�(zhǔn)器只是作為R73�(dǎo)彈的射擊指揮為主,不提供其他飛行所需要的資料。更�(jìn)一步的功能�(qiáng)化版被稱(chēng)為頭盔顯示器(Helmet Display�,他將HUD與其他相�(guān)功能整合之後,直接投射在飛行員頭盔前�。以美國(guó)剛剛服役的聯(lián)合頭盔顯示系�(tǒng)(Joint Helmet Mounted Cueing System,JHMCS)可以取代HUD的顯示功�,并且能夠協(xié)助行員投射各種對(duì)空與�(duì)地武器,不局限於特定的導(dǎo)彈系�(tǒng),當(dāng)飛行員的視野與機(jī)上現(xiàn)有的HUD重疊的時(shí)候,JHMCS的影像會(huì)自動(dòng)消失以免�(chǎn)生混��

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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