CN106444044A - 一种民用飞机的头戴式显示器 - Google Patents

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郭明辉
郭伟
刘俊峰
龙尤
耿云飞
张求知
刘光
郭向硕
周夏夏
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Abstract

本发明提出一种民用飞机的头戴式显示器，包括显示部件、处理部件以及定位部分，其中显示部件由像源、中继光路以及波导显示目镜组成，处理部件由图像处理模块、信号处理模块、调亮旋钮组成，定位部件由定位陀螺、低照度摄像机与机上反光标记组组成。本发明由图形处理模块接收机载设备发送的数据信息后生成显示图像，通过信号处理模块进行信号处理格式转换，转换为能够直接驱动显示部件中像源的图像信息。像源发出的光经中继系统准直成平行光，经波导显示目镜后入射到人眼。本发明采用惯性视觉综合定位方式，定位精度高；通过重量轻、体积小、易于穿戴，定位精度高的头戴式显示器为飞行员提供等角的显示符号，帮助飞行员在迷雾或黑暗中进行辅助导航。

Description

一种民用飞机的头戴式显示器
技术领域
本发明属于商用飞机可穿戴显示领域，具体涉及一种头戴式显示器。
背景技术
平视显示器、头盔显示器以其优异的性能在战斗机乃至大型运输机、大型客机上已经得到了广泛的应用，大大提高了作战效能、飞行安全性、降低了飞行员的负荷。但受到成本、体积、重量等方面的影响，很难成功移植到中小型商用飞机和直升机平台上，然而这两个领域需求量巨大。
对飞行员来说，在浓雾和黑夜中穿行，想在安全跑道中降落，是一件相当危险的事情。如果将外景图像增强后投射到飞行员正前方并且显示关键飞行参数，可以大幅度降低这种危险性。并且对于中小型商用飞机飞行员重量轻、体积小、易于穿戴显得尤为重要，因此需要一套便于穿戴的民机头戴式显示器系统为商用飞机飞行员提供更好的视野，帮助其在迷雾或黑暗中进行辅助导航。
发明内容
本发明的目的是提供一种民用飞机头戴式显示器，为中小型商用飞机飞行员提供更好的视野，帮助其在迷雾或黑暗中进行辅助导航，解决由于成本、体积、重量等问题中小型商用飞机无法应用平视显示器、头盔显示器等设备的难题。
本发明的技术方案为：
所述一种民用飞机的头戴式显示器，其特征在于：包括显示部件、处理部件以及定位部件；所述显示部件由像源、中继光路以及波导显示目镜组成，所述处理部件由图像处理模块、信号处理模块、调亮旋钮组成，所述定位部件由定位陀螺、低照度摄像机组与机上反光标记组组成；
所述像源接收处理部件发送的显示数据，生成显示画面，像源发出的光经中继系统准直成平行光，平行光经波导显示目镜后入射到人眼；像源接收处理部件发送的调亮信号，调节显示亮度；
所述图像处理模块根据接收的机载设备信息以及头戴式显示器的头部姿态信息，生成等角符号形式的数据图像；
所述信号处理模块接收图像处理模块发送的数据图像经信号处理与格式转换，生成满足像源显示格式的画面；信号处理模块接收调亮旋钮的调光信号，生成调节像源亮度的调亮信号；
所述定位陀螺产生惯性姿态数据，低照度摄像机拍摄的机上反光标记组产生光学姿态数据，图像处理模块根据惯性姿态数据和光学姿态数据共同确定飞行员头部姿态信息。
进一步的优选方案，所述一种民用飞机的头戴式显示器，其特征在于：所述像源采用LCOS像源、LCD像源和/或OLED像源。
进一步的优选方案，所述一种民用飞机的头戴式显示器，其特征在于：所述图像处理模块能够同时独立驱动两个像源，分别实现单目显示、双目显示的显示效果。
进一步的优选方案，所述一种民用飞机的头戴式显示器，其特征在于：所述头戴式显示器为双目显示，所述显示部件为左、右目各1套；所述处理部件以及定位部件均各为1套。
有益效果
本发明的有益成果是：本发明采用波导显示技术，有效解决由于成本、体积、重量等问题无法应用平视显示器、头盔显示器等设备的难题，采用惯性视觉综合定位方式，定位精度高；通过重量轻、体积小、易于穿戴，定位精度高的头戴式显示器为飞行员提供等角的显示符号，帮助飞行员在迷雾或黑暗中进行辅助导航。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明组成示意图。
图2为显示部件示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的目的是提供一种民用飞机头戴式显示器，为中小型商用飞机飞行员提供更好的视野，帮助其在迷雾或黑暗中进行辅助导航，解决由于成本、体积、重量等问题中小型商用飞机无法应用平视显示器、头盔显示器等设备的难题。
如图1所示，本发明提出的民用飞机的头戴式显示器，包括显示部件、处理部件以及定位部件。
所述显示部件由像源、中继光路以及波导显示目镜组成，所述处理部件由图像处理模块、信号处理模块、调亮旋钮组成，所述定位部件由定位陀螺、低照度摄像机组与机上反光标记组组成。
所述像源接收处理部件发送的显示数据，生成显示画面，像源发出的光经中继系统准直成平行光，平行光经波导显示目镜后入射到人眼；像源接收处理部件发送的调亮信号，调节显示亮度。
所述图像处理模块根据接收的机载设备信息以及头戴式显示器的头部姿态信息，生成等角符号形式的数据图像。
所述信号处理模块接收图像处理模块发送的数据图像经信号处理与格式转换，生成满足像源显示格式的画面；信号处理模块接收调亮旋钮的调光信号，生成调节像源亮度的调亮信号。
所述定位陀螺产生惯性姿态数据，低照度摄像机拍摄的机上反光标记组产生光学姿态数据，图像处理模块根据惯性姿态数据和光学姿态数据共同确定飞行员头部姿态信息。
所述像源采用LCOS像源、LCD像源和/或OLED像源。
所述图像处理模块能够同时独立驱动两个像源，分别实现单目显示、双目显示的显示效果。
所述头戴式显示器为双目显示，所述显示部件为左、右目各1套；所述处理部件以及定位部件均各为1套。
本发明具体步骤如图1、图2所示：
1、定位部件的惯性陀螺产生的惯性姿态数据、低照度摄像机拍摄的反光标记组产生的光学姿态数据发送至处理部件的图像处理模块，经过定位算法处理后得到飞行员头部姿态信息；
2、图像处理模块(GPU)根据机载设备数据信号以及飞行员头部姿态信息，生成等角的显示视频画面(不仅限于字符画面)；
3、信号处理模块接收GPU发送的等角显示视频画面，进行格式转换生成能直接驱动像源显示的视频画面；信号处理模块还接收调亮旋钮发送的调节信号生成调节像源亮度的信号；
4、像源接收信号处理模块发送的视频，并产生像源画面；
5、像源接收信号处理模块驱动的图像信息，发出的光经中继系统准直成平行光，经波导显示目镜入射到人眼。
6、像源接收信号处理模块发送的亮度信号，调整像源的显示亮度。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种民用飞机的头戴式显示器，其特征在于：包括显示部件、处理部件以及定位部件；所述显示部件由像源、中继光路以及波导显示目镜组成，所述处理部件由图像处理模块、信号处理模块、调亮旋钮组成，所述定位部件由定位陀螺、低照度摄像机组与机上反光标记组组成；
所述像源接收处理部件发送的显示数据，生成显示画面，像源发出的光经中继系统准直成平行光，平行光经波导显示目镜后入射到人眼；像源接收处理部件发送的调亮信号，调节显示亮度；
所述图像处理模块根据接收的机载设备信息以及头戴式显示器的头部姿态信息，生成等角符号形式的数据图像；
所述信号处理模块接收图像处理模块发送的数据图像经信号处理与格式转换，生成满足像源显示格式的画面；信号处理模块接收调亮旋钮的调光信号，生成调节像源亮度的调亮信号；
所述定位陀螺产生惯性姿态数据，低照度摄像机拍摄的机上反光标记组产生光学姿态数据，图像处理模块根据惯性姿态数据和光学姿态数据共同确定飞行员头部姿态信息。
2.根据权利要求1所述一种民用飞机的头戴式显示器，其特征在于：所述像源采用LCOS像源、LCD像源和/或OLED像源。
3.根据权利要求1所述一种民用飞机的头戴式显示器，其特征在于：所述图像处理模块能够同时独立驱动两个像源，分别实现单目显示、双目显示的显示效果。
4.根据权利要求1所述一种民用飞机的头戴式显示器，其特征在于：所述头戴式显示器为双目显示，所述显示部件为左、右目各1套；所述处理部件以及定位部件均各为1套。
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