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。

基于STPA的机载平视显示系统安全性分析

平视显示(Head-up Display,HUD)系统属于航电安全关键系统,可以提高低能见度下的飞机运行安全,需要在系统研制过程中开展完善的风险识别与分析。随着系统复杂性的增加,传统方法很难捕获系统组件交互带来的危险。为此,采用系统理论过程分析(Systematic Theory Process Analysis,STPA)对HUD进行分析,充分考虑系统的多方交互,识别系统潜在的不安全控制行为,同时利用时间自动机理论及其工具UPPAAL对系统进行建模,验证STPA识别的不安全控制行为;最后设计了一个路径算法,对导致其发生的危险路径进行检索。结果表明,该方法能够识别出系统潜在的危险及其原因,减少了人为因素对分析的影响。

基于Safety Case理论的民机平视显示系统安全性评估

平视显示系统作为影响飞机飞行安全的关键系统,其失效可导致可控飞行撞地(Controlled Flight into Terrain)的灾难性事故,而传统的以部件故障独立为前提的安全性评估方法难以满足综合化航电系统的高度耦合、资源共享特性,无法得到全面有效的安全性分析,给民机安全性带来了隐患。采用Safety Case理论构建平视显示系统的安全性评估模型,建立安全性目标与安全性证明材料间的追溯关系,能够实现对平视显示系统的安全性评估。结果表明,基于Safety Case理论的民机平视显示系统安全性评估模型能够详细阐述系统安全目标被安全证据满足的过程。

基于二维微扫描镜的平视显示系统研究

平视显示系统是一种目前普遍运用于航空器上的飞行辅助器,它能使飞行员不用低头就可以看到仪表上的重要信息。针对传统平视显示系统体积大、生产成本高等不足,提出一种基于二维微扫描镜的平视显示系统。通过对二维微扫描镜的振动频率与平视显示图像的稳定性、分辨率、刷新率之间关系的分析研究,初步实现基于二维微扫描镜的平视显示系统的搭建,并成功完成一个常见标志的成像,证明基于二维微扫描镜的平视显示系统的可行性。

基于STPA-Bayes模型的机载平视显示系统安全性分析与评价

机载平视显示(head-up display,HUD)系统可以大幅提高恶劣天气下的飞机起降成功率,已成为我国民航重点推广的安全提升技术。构建低能见度下飞机使用HUD系统进行特殊Ⅰ/Ⅱ进近场景,利用系统理论过程分析(system-theoretic process analysis,STPA)方法识别该场景下潜在的不安全控制行为,通过严格的形式化语言对其进行验证与致因分析,并给出了包含21条通用因素的致因场景分析框架。同时,为弥补STPA方法缺少定量分析的缺点,引入贝叶斯网络计算不安全控制行为发生概率,提出了STPA-Bayes安全性分析与评价模型。结果表明,该方法能有效地识别并分析系统潜在的危险,减少人为因素对分析结果的影响,为机载显示系统的安全性分析提供支持。

运输机平视显示系统仿真

基于GL Studio软件和Vega Prime软件进行大型运输机平视显示系统的仿真研究。详细叙述了开发流程,并对开发过程中的一些关键问题提出了解决方法。平视显示系统仿真为后续针对平视显示器开展工效和认知研究提供基础,从而提高飞行员的情境意识,改善飞行员的飞行绩效。

彩色平视显示系统

常规平视显示系统包括一个位于物平面上的发光物体(通常为CRT)和在象平面上提供该发光物体准直图象的光学系统.光学系统包括一个准直透镜和组合玻璃.准直图象通过组合玻璃与外部景物组合,可在眼平面上观察.平视显示系统设计的一个特点是必须严密注意光学系统内部的象差,以保证在整个视场内提供上述发光物体的精确准直图象.这一点在要求图象(例如飞机武器瞄准标记或航线点标记,以及数据显示)相对外界精确定位的系统内显得特别重要.事实表明,平视显示器的使用在军用航空中是如此重要,以致目前已把这种平视显示器的精度和质量看作是作战性能的限制因素之一.这种重要性使得人们希望用平视显示器来显示越来越多的信息.

无闪烁全息平视显示系统

本发明涉及的是平视显示系统,具体地说涉及的是一种闪烁最少或多重象最少的平视显示系统,实际上是提供一种无象差的显示器.一种比较满意的平视显示器就是把全息光学元件用作组合玻璃.这种组合玻璃的优点是:外景光的透射性极好,同时能选择投射在它上面的反射符号的波长,因此观察外景时不暗,显示在组合玻璃上的符号明亮,甚至在亮度很高的环境下容易看清.全息平视显示器的缺点是产生“闪烁”或多重象,所以,如果通过组合玻璃观看外部的明亮光源时,比如夜间机场跑道上的标灯,就会出现闪烁,或者感到物体四周呈现出不希望有的光斑,如果观看明亮的扩展物时,在明亮物四周就会呈现多重象.

平视显示系统(HUD)在民航飞机运行中的应用

近年来出现的机载设备技术,如:平视显示器(HUD)和自动着陆系统,机载电子系统增加了飞机的运行能力,并带来了降低着陆天气标准的可能性。

集成式平视显示系统结构的研究

平视显示系统主要应用于航天交通工具,目前汽车工业中也得到了一定程度的普及。文章介绍汽车驾驶员集成式平视显示系统结构和原理,为平视显示系统在汽车上的推广使用提供借鉴。

双自由曲面平视显示系统光学模组优化设计

为了保证增强现实式平视显示系统(AR-HUD)的虚像像质清晰、虚像距离更远,在视场角更大需求的基础上应尽可能减小AR-HUD的体积。采用自由曲面离轴双反射系统,设计了一款虚像距离为10 m、视场角为10°×5°的虚像显示光路。该光路用孔径光阑偏移范围(Eyebox)模拟驾驶员视野移动范围并分为9个结构,利用多重结构进行优化仿真,每个视场光斑均落于艾里斑之内,图像的调制传递函数均接近衍射极限,畸变、动态像差值均小于行业规定值。满足成像要求后绘制了平视显示系统(HUD)防尘膜并进行光害仿真分析,避免太阳光害进入人眼。最后,绘制AR-HUD外壳,测得其体积为10 L,并通过用户界面(UI)图像对显示效果进行仿真,验证了设计的正确性与可行性。

行人过街事件网联HUD预警系统对驾驶行为的影响

为探索行人过街事件网联环境下平视显示预警系统在不同天气条件下对驾驶行为的影响,以论证预警系统的有效性。文中首先设计基线条件(Baseline)、低头显示(HDD)、平视显示(HUD)3种预警系统,依托驾驶模拟平台开发晴天和雾天天气条件下城市道路网联场景,通过实验测试提取驾驶行为参数;然后,从微观层面刻画行人过街事件网联HUD预警系统作用下驾驶行为的整个空间变化过程,分析预警系统和天气状况两种因素对驾驶行为的作用规律,构建包含避险阶段和恢复阶段的驾驶行为影响模式,提出了反映避险阶段安全水平、恢复阶段恢复水平以及全过程稳定水平等3个层面的综合指标体系,包括首次制动距离、最小冲突距离、恢复稳定时间、速度恢复量、最大减速度和最大加速度;最后,量化不同预警系统(Baseline/HDD/HUD)、天气状况(晴天/雾天)以及两因素间交互作用对驾驶行为的影响。结果表明:行人过街网联HUD预警系统对驾驶人在避险阶段和恢复阶段中的驾驶行为存在显著性作用,显著提高避险阶段驾驶行为的安全水平,同时对恢复阶段恢复效率具有明显的提升作用,也显著影响全过程运行特性的稳定水平;在雾天条件下行人过街网联HUD预警系统表现出更为明显的优势。

飞机仪表显示系统的可用性评估:眼动和绩效数据证据

目的检验飞机仪表平视显示系统与下视显示系统的可用性特点。方法观察专业组和业余组飞行员基于两种显示系统完成仪表飞行任务时的操作绩效,以及次任务对之的影响,同时监测两组受试者的眼动过程。结果相对于下视显示系统,平视显示系统地平仪上注视数据减少(注视比率、平均注视时间),跳读地平仪频率增加;高度偏差增加,航向偏差减少。平视显示系统不影响业余组高度偏差,却导致专业组高度偏差增加。此外,次任务状态对业余组的影响程度甚于其对专业组的影响程度。结论平视显示系统与下视显示系统各有优势与不足,两种显示系统的可用性特点受到个体经验的调节。

民用飞机座舱显示与控制系统接口设计

文章着眼于民用飞机座舱显示与控制系统的接口设计,介绍了座舱显示与控制系统中常用的几种接口,结合各接口的特性,以配备了正副驾驶侧平视显示系统、视景增强系统及四个座舱显示器的民用飞机为例,给出了一种较为通用的座舱显示与控制系统架构。

一种自动跟随显示系统在轮式起重机上的应用

在轮式起重机中引入操纵室HUD抬头显示系统,将吊装过程的重要控制参数投射到前方玻璃,同时根据被吊物体的位置实时调整投射角度,使显示信息自动跟随吊重物的位置,操作人员可以同时监控到吊重物的状态和起重作业监控参数。

基于HUD导引功能的审定要求分析

为增强民用航空全天候运行能力,提高全天候运行的安全水平,引入了机载平视显示器(HUD, head-up display)。HUD导引功能在支持低能见度起降的同时,提出了新的安全性需求。为解决国内现有运行审定标准体系对HUD导引功能验证评估支撑不足的问题,分析其功能研发及运行评估要求,并给出了针对性的审定要素和评审要求,可为中国HUD导引功能的适航审定工作提供理论支撑。

基于直觉模糊贝叶斯网络的HUD系统多阶段任务可靠性分析

针对国产平视显示系统(HUD)部分功能模块底层可靠性数据积累不足、难以支撑可靠性分析的问题,提出基于直觉模糊贝叶斯网络(IFBN)的平视显示系统多阶段任务可靠性分析方法。首先,研究基于贝叶斯网络的多阶段任务系统(PMS)模型构建方法,并综合考虑可能的共因失效(CCF)影响;其次,研究基于直觉模糊理论的模糊事件失效数据评估方法,提出适用于航电设备的模糊区间划分方法及直觉模糊数与失效数据的转换算法,并采用基于Tω算子的直觉模糊数聚合算法,降低模糊累计;最后,以某型平视显示系统为例进行多阶段任务可靠性计算。所提方法为系统底层失效数据模糊情况下的可靠性分析问题提供支持。

2019款奔驰GLE(167)新技术剖析(五)

十七、信息、多媒体和通信系统GLE级车型167采用新第6代车载智能信息系统。由于引入了人工智能,该系统可自主学习并可由用户进行个性化设置。根据安装的设备,其额外的优势包括带触摸屏操作的高分辨率宽屏幕驾驶室。带自然语音识别的智能语音控制也是全新的功能。

面向未来的交通出行

未来一百年中汽车将变成什么样子,每一个厂商都会有自己不同的预期。刚刚度过百岁生日的BMW,当天以一款名为Vision Next 100的概念车,向我们讲述了它眼中的汽车未来。有朝一日,当自动驾驶时代全面到来之时,BMW是否也会逐渐抛弃掉自己最独特的基因呢?从Vision Next 100这款概念车来看,也许不会。

航电设备改装市场的新商机

在新技术的推动下,飞机驾驶舱平视显示器在改善飞行操纵品质和安全性方面表现突出,在接收的新飞机上,全球多个国家管理局方、飞机制造商和平视显示器供应商都在作为强制指令或线装标准配置开始推行,即使是老旧飞机,供应商也已做好了加改装的服务准备,因此未来一段时间这类设备的改装市场将迎来良机。