飞机驾驶舱里的增强现实设备

2019年 9月 21日

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作者:

Anne Corning

增强现实技术（AR）目前在市场上可能很热门，但在军用飞机上并不新鲜。“它已经存在了近60年，”BAE Systems公司战略增长总监Chris Colston表示，“我们很久以前就提供AR解决方案，这对大众市场意义重大。”¹BAE Systems公司为上世纪50年代末推出的Blackburn“Buccaneer”飞机制造了首台平视显示器（HUD）。

如今，HUD、AR和虚拟现实（VR）系统在航空航天和国防行业中很常见，应用范围广泛，包括制造质量控制、工程师和飞行员培训和战斗行动中的情报和信息通信。特别是，AR系统正应用于驾驶舱内，将数字信息与现实相结合，以提高飞行员的意识和安全性。

机载增强现实显示器类型

在军用飞机上，飞行员头盔通常通过飞机上的仪表、感测和相机系统所集成的AR显示器提供信息，这些显示器是专为飞机设计的。举例来说，来自BAE Systems公司的新型Striker® II头盔式数字显示器为战斗机提供夜视、3D音频和目标跟踪功能。

军用和商用飞机上常见的另一种类型的增强现实显示器是HUD，其将信息投射到飞行员视线内的透明屏幕上，通常是挡风玻璃或遮阳板上。

军用飞机驾驶舱，显示Thales平视显示器安装在控制面板上方。图片来源：Thales Group

供飞行员使用的最新型增强现实视觉系统类似于消费类AR智能眼镜。举例来说，总部位于圣地亚哥的Aero Glass正在销售一种系统，该系统内置智能眼镜和叠加面板，可为任何飞行员提供360度3D AR功能。

BAE的工程师甚至正在研究未来主义的“可穿戴式驾驶舱”概念，其中飞行员的头盔可用作完整的个人航空电子设备套件。我们是否真的距离漫威电影《黑豹》（Black Panther）中场景的实现还很遥远？在该电影中，一名曾担任空军部队战斗机飞行员的中央情报局特工Ross负责执行一项“飞行”任务，完全从虚拟驾驶舱追击并击落敌机。

驾驶舱AR设备设计的考虑因素

在如今的航空业，无论技术或外观如何，视觉清晰度对于所有类型的驾驶舱增强现实显示器都是至关重要的。如果HUD屏幕、AR设备或头盔遮阳板上显示的信息干扰了飞行员看清并快速理解飞机外面现实环境的能力，那么该技术可能弊大于利。

由于AR投影是在透明屏幕上观看的，用户的周边环境在透明屏幕的背后可见，因此任何字母、标记和符号都必须与背景环境形成鲜明对比。这需要精确的亮度和色度设置，并且这些设置会随着环境变化或环境照明条件的变化而动态变化。

另一个关键考虑因素在于投影焦点。如果飞行员必须追随遥远的地平线或扫描景观特征，则必须移动视线焦点以查看位于驾驶舱内显示屏上的信息，这可能会令人疲劳和分散注意力。相反，在可变距离下，在飞行员的视线内投射增强现实信息，以更紧密地匹配环境深度，将可以消除飞行员不断重新聚焦视线的需要。

确保AR显示器的质量

AR显示器设计人员和制造商必须满足色度、对比度、分辨率、亮度和焦点方面的视觉性能要求。在所有环境照明情景和操作条件下，都必须始终清晰且一致地显示信息。要确保AR显示屏、头盔和智能眼镜正常运行，必须在研发和生产阶段进行仔细的测量和测试。Radiant提供完整的相机和软件解决方案，用于评估在靠近人眼位置观看的AR / VR设备和HUD等近眼显示器（NED）的质量。

如需了解更多有关使用Radiant的AR/VR测量解决方案等系统进行NED测试的优点方面的信息，请阅读白皮书：“头戴式增强现实（AR）和虚拟现实（VR）设备内置显示器测量解决方案”。