基于Web的ARINC661座舱显示内核封装与设计

ARINC661为座舱显示系统(Cockpit Display System,CDS)和用户应用(User Application,UA)提供了接口规范,已经成为现代座舱显示研发的基础。在ARINC661规范中,CDS内核负责加载定义文件实现画面管理,但是目前支持定义文件设计的桌面型软件已经无法满足飞行机组在线评估显示画面的需求。根据CDS的运行机制,封装并设计了基础显示库、显示部件的逻辑存储结构、部件显示层叠规则、数据更新接口及逻辑。经过测试验证,结果表明座舱显示内核的各项功能正常,可以实现Web端的座舱画面显示预览。

应用于不良目视环境的直升机视景系统分析

直升机因具备垂直起降、空中悬停、贴地飞行的优势而在战场上被广泛应用,但在不良目视环境下,直升机飞行员视力受限,难以观察舱外环境,可能导致事故发生。而机载视景系统能够通过传感器探测、数据处理和终端显示等步骤有效解决这一问题。首先对不良目视环境下视景系统的发展和研究方向进行梳理,然后对不良目视环境的视景系统能力进行分析,说明了不同等级视景系统的原理、优势及问题,对直升机机载视景系统的研制有一定参考价值。

支持4K分辨率的ARINC818视频传输验证系统

针对未来机载座舱4K以上分辨率视频传输需求,设计了一种基于FPGA的通用ARINC818视频编解码系统,并通过DP视频接口完成视频传输验证。系统接收上位机发送的DP视频,在FPGA中完成解码,再对视频数据按照ARINC818协议进行编码,编码后的ARINC818视频回传至本系统,再通过FPGA完成ARINC818解码处理,解码后的视频再转换成DP视频送出显示。本测试系统最高支持ARINC818-3标准中的10 Gb/s传输速率,实现了单lane4K@30 Hz和双lane 4K@60 Hz的ARINC818视频收发功能,具有使用方便、功能丰富、配置灵活的特点。

暗夜环境下飞机显示器多维度综合评价研究

随着航空电子技术的快速发展,飞机普遍采用新型大屏显示设备取代传统的仪器仪表,大屏幕、玻璃化是驾驶舱发展的重要特征。同时无论军机还是民机都有夜间飞行的任务需求,大屏显示在为飞行员带来诸多便利的同时,也引发了新的视觉质量问题。本文以飞机主显示器为研究对象,通过光学仿真与人机工效实验相结合的方式,开展暗夜环境下显示设备的多维度综合评价研究。通过光学仿真,进行显示信息的直接眩光、可读可视性、以及显示屏幕在风挡上的反射眩光分析;通过人机工效实验,开展心理、生理、任务绩效等多维综合评价,从而为显示器的安装位置、亮度设定、眩光评测与设计优化提供参考。

飞艇飞行显示器维护功能设计研究

飞艇飞行显示器是飞艇航空电子系统中的重要组成部分,承担着向飞行员提供飞行参数、导航信息和系统状态等关键信息的任务。飞行显示器的维护功能在保障飞行安全、提高飞行效率方面发挥了重要的作用。为了实现飞艇飞行显示器软件更新、加载飞行计划数据,下载飞行参数记录、故障告警记录等维护功能需求,结合飞艇飞行显示器低成本的经济性要求,从软件架构设计、错误处理机制等维度进行SD卡连接方式数据加载、下载的研究,增强了飞行显示器的维护功能。

基于FPGA的LCD&VGA控制器设计

介绍了基于FPGA的图形式LCD&VGA控制器的设计,详细讨论了用VHDL设计行场扫描时序的方法,这种设计方法稍作改动便可产生任意行场扫描时序,具有很好的可重用性。该控制器已成功地在某型飞机座舱图形显示系统中使用。

一种基于倒频谱鉴别模糊参数的图像复原算法

当前运动模糊图像的复原主要依赖于模糊参数的准确鉴别和高质量的复原算法。为了更加准确地鉴别出运动模糊图像的模糊参数,提出了一种基于倒频谱鉴别模糊参数的方法;通过对模糊图像倒频谱实施直方图均衡化和阈值分割提取模糊信息,然后进行Radon变换来确定模糊方向;通过对倒频谱进行数学形态学滤波来提取模糊尺度。针对运动模糊图像的复原,提出了基于偏微分方程的全变分复原算法,通过选择不同的λ值来获得最佳复原效果。通过对多幅仿真模糊图像和真实模糊图像实施的模糊参数鉴别和复原实验,证实了模糊参数鉴别的准确性和可靠性以及全变分复原算法的优异性尤其是抗噪性。

平视显示系统在民用飞机上的应用

从民用飞机适航的角度出发,介绍了平视显示系统的组成与架构,阐述了系统设计和安装过程中应遵循的基本准则。以B737和B787飞机上的平视显示系统为例,说明了民用飞机平视显示系统的发展历程与发展趋势,并对平视显示系统的扩展应用——增强飞行视景系统的基本组成、适航要素作了初步研究。

飞机座舱综合图形显示系统设计的一种新方法

针对飞机座舱图形显示的特点 ,本文提出了一种高速帧存结构和可重构协处理器的设计方法。该高速帧存结构具有自动消隐和背景颜色可编程的功能 ,所设计的基于 FPGA技术的可重构协处理器能在系统动态改变其所实现的算法。这些方法大大减少了处理器的工作量 ,提高图形生成和显示速度 ,解决了在图形显示中的速度瓶颈。

机载CCD数字图像的增强

在强光或逆光条件下,高空中拍摄的图像对比度较低,画质不清晰,不易提取有效信息。经大量试验证明,直方图均衡算法可以解决以上问题,但效果并非最佳。作用亮度变换算法,能更好地处理机载图片。但增强算法只能处理灰度图像,故对于彩色图像须引入彩色空间转换的概念。给出了直方图均衡化算法和亮度变换算法的原理,以及彩色空间转换概念和在Matlab中的试验结果。

全罗盘画面反走样算法的研究和实现

在一定分辨率的屏幕上 ,用常规画线函数生成的静态罗盘刻度线呈现出锯齿形失真 ,特别当罗盘作动态旋转时 ,刻度线扭曲、变形。为消除这一现象 ,笔者根据线条的反走样原理 ,提出了一种实用算法 ,消除了静态的锯齿形失真 ,并从 CRT屏幕上仿真的动态效果来看 ,罗盘刻度线旋转时不扭曲、不变形。实验证明 ,在光栅图形显示器中 ,应用此算法可消除走样 。

头盔显示器光学系统的研究

HMD光学系统的设计非常具有挑战性。本文介绍了 HMD光学系统的工作原理和一般组成。理想的 HMD光学系统应该重量轻、体积小。为满足这些要求 ,文中描述了改进传统的HMD光学系统的两种方法。一种是用头盔护目镜和 FFS棱镜重新构造 HMD光学系统 ;另一种是用 HOE和 BOE替代传统的光学元件。这些模式比传统 HMD光学系统优越 ,而且能使 HMD光学系统体积小、重量轻。

基于广义直方图均衡的图像增强新方法

针对传统直方图均衡方法进行图像增强时导致图像细节信息丢失和噪声放大的问题,提出了广义直方图均衡图像增强方法。传统直方图是基于整数1进行计数的,广义直方图将整数1分解成2个值:分数和余数,通过对每个灰度级累计分数值和在所有灰度级均匀分配余数值生成。由于分数值控制着广义直方图均衡的效果,图像中不同特性区域应该具有不同的分数值,给出了基于局部复杂度计算的分数值求取方法。实验结果表明本方法能有效克服传统直方图均衡法丢失目标细节和过分放大噪声的不足,是一种有效的图像增强方法。

图像配准技术研究进展

图像配准是解决图像融合、图像镶嵌和变化检测等问题的必要前提,其应用遍及军事、遥感、医学和计算机视觉等多个领域。简要回顾了图像配准技术的发展史和研究现状,重点阐述了当前的技术热点和应用趋势,最后展望了进一步的研究方向。

非抽样轮廓波变换域图像融合方法研究

轮廓波变换由于不具备平移不变性,应用于图像融合会产生褶皱现象。针对轮廓波变换的这一不足,提出了一种基于非抽样轮廓波变换的图像融合算法。首先由非抽样金字塔和非抽样方向滤波器组对源图像进行多尺度、多方向分解,然后对得到的变换系数进行融合处理得到融合系数,最后对融合系数进行重构即可得到融合图像。算法将具备平移不变性的非抽样轮廓波变换应用于图像融合,消除了褶皱现象,获得了更好的融合效果。实验结果表明,与其他基于多分辨率分解的融合算法相比,该算法显著减小了融合图像的MSE及ΔH,提高了Correlation值及融合图像的清晰度,是一种有效的融合算法。

折衍混合红外光学系统消热差设计

论述了衍射光学元件的消热差和消色差的温度特性及设计方法，根据折射和衍射光学元件固有特性，设计采用320×256凝视焦平面阵列探测器，工作在中波3—5μm，视场范围为8°×6°的红外系统，该系统使用硅和锗两种红外光学材料。实现了在-40-60℃温度范围内消热差和消色差，像质优良。此系统具有成像质量高、体积小、重量轻、工作温度范围宽的特点，使得折／衍混合光学元件在机载红外成像系统中得到成功应用。

一种采用数学形态学方法的姿态指示器填充算法

在现代飞机座舱电子飞行仪表系统中 ,全姿态指示器天地区域的实时填充是个非常费时的工作 ,但已有算法不管是在填充速度还是硬件可实现性上都存在缺陷。本文把适于硬件实现的数学形态学方法应用于姿态指示器的实时填充中 ,提出了一种新的区域填充算法 ,在此基础上引入种子概念 ,发挥数学形态学的并行运算能力 ,提高全姿态指示器的填充速度。文中进行了单粒和多粒种子的生长试验 ,在多粒种子并行填充的情况下 ,填充效果和速度性能均优于传统算法。该算法填充速度快 ,能并行处理 ,适用于姿态指示器等实时填充的场合。

基于分形特征融合的目标边缘检测算法

针对复杂背景下目标边缘检测问题,研究了分形在目标检测中的应用,提出了基于分形特征融合的目标边缘检测算法。首先求取图像的分形维数和几何度量空间变换率,然后运用Dempster-Shafer证据理论对分形维数和几何度量空间变换率进行融合处理,对图像像素分类,从而得到目标边缘,最后细化边缘得到目标检测结果。实验表明,该算法能够克服复杂背景的干扰,有效地提取目标边缘。

头盔显示器视差调校的量化研究

为简化视差调校,对具有大出瞳和特殊使用环境的头盔显示器准直光学系统特点进行了研究,分析了头盔显示器视差产生的根源和原理。通过引入最大相对视差,把视差调校量与出瞳直径、焦距、设计物距联系起来,得到了视差调校量与光学系统基本参数的显性量化关系式。

触控技术在民用飞机驾驶舱的应用研究

在梳理分析当前触控技术发展现状的基础上,结合未来民用飞机驾驶舱显示控制的发展需求和趋势,分析了触控技术的使用场景、预期功能以及需满足的技术要求,并提供了符合性验证思路方面的考虑。