立体显示技术及其在航空电子系统中的应用

摘 要：随着科技的不断进步，新型技术的发展也成了必然，立体显示技术就是其中之一。国家航空事业的发展关系到国家整体实力的发展，而将立体显示技术应用于航空电子系统中，有利于提高航空电子系统完成任务的能力，这对于航空事业的发展而言极其有利。本文就航空电子系统对立体显示技术的要求进行分析，探讨立体显示技术在航空电子系统中的应用途径。

关键词：航空电子系统，立体显示技术，应用途径

战斗机座舱的显示屏幕是战斗机飞行员了解战场状态、各类战斗信息以及自己所驾驶的战斗机的信息的一个重要设备。除此以外，各种无人机、预警机、战场指挥机等相关显示屏也是该机控制人员获取战场信息的重要渠道，更是完成作战任务的重要信息来源。现如今，多数的航空设备中的显示屏都是二维显示屏，最终只能显示出两个维度的信息，与多维度信息的现实相对比，必然会有一定的局限性。将立体显示技术应用于航空电子系统中，能够实现显示屏的多维度信息展示，有利于提高航空电子系统完成任务的能力，提高航空队伍的作战能力。

1.航空电子系统对立体显示技术的要求

飞行员获取信息的最主要途径是视觉，通过观察飞行器中各个显示屏展现出来的二维信息以及三维信息来获得自己需要信息。而展现三维信息的方法如今有两种，一种是用不同的视觉方向的画面显示，让飞行员自行形成三维图像，另一种则是利用透视的原理再加上阴影，利用二维图示来显示三维的信息。这两种三维信息都有各自的优缺点，前者一旦出现目标过多的情况，很容易会出现错误，后者会让飞行员对距离的判断产生误差，影响到实际信息的获取。

而立体显示技术应用于航空电子系统中就能够完美的解决这些问题，首先，立体显示技术所展现出来的画面是三维的，对于飞行员来说，他所观察到的图像是立体的，能够直观的获取自己需要的信息。如果是采用固态的立体顯示技术，飞行员甚至可以改变观察角度，顺利的在屏幕上观察侧面和各个遮挡面。总体来说，三维图像会比二维图像更容易识别，也会更容易提取信息，将其应用于航空电子系统中去，能够有效提高作战能力。

2.立体显示技术的特点

立体显示技术应用于电子显示屏中的方式主要有三种，分别是双目头盔显示器、立体眼镜和全息立体显示技术，三种方式各有各的优缺点，而航空电子系统的应用也必须要充分考虑其中的优点和缺点。双目头盔显示器需要在飞行员佩戴的头盔上安装两套显示系统，众所周知，飞行员佩戴的头盔并不轻，因此加上两套显示系统会导致头盔的重量难以控制，而且封闭式的头盔显示器也观察不到外部环境，这对飞行员来说并没有太大的好处。而立体眼镜则意味着在显示屏外还需要添加立体眼镜这种辅助设备，这种额外的辅助设备的添加会加大飞行员的设备佩戴的负担。除此以外，全息立体显示技术要实现生成各项数据，无法税数据进行实时生成，这不利于提高战机飞行员的作战能力。除此以外，还有多种不同的立体显示技术可以应用于航空电子系统中去，但是各项技术会有不同的优点和缺点，因此航空电子系统在不同的任何和不同的功能需求之下，也需要采用不同的电子显示技术。

3.立体显示技术应用于航空电子系统中的途径

3.1座舱显示器

座舱显示器的环境条件会相对来说更加苛刻，而亮度比较低的立体显示系统以及抗振动能力比较差的显示系统都无法适用于这样的环境，因此在这种环境之下，可以选用非封闭式的座舱显示器，非封闭式的座舱显示器可以观看周边景物，也是双目头盔显示器的其中一种，最主要的还是要观察周边的景物，因此也只能产生半透明状态的立体图像，相对应的图像的亮度也会有所限制。与非封闭式座舱显示器相对应的还有封闭式头盔显示器，这种显示器只适合用于地面座舱仿真以及原型验证使用，并不适用于其他环境。

另外，立体眼镜和高场频的显示器也适用于座舱，但是要使用这两种显示器，就必须要加强控制器等设备，这其中比较困难的一个部分是飞行员的头盔显示器既需要有立体眼镜的能力，也要显示其他信息，需要将技术不断地提高，实现两者的兼容。除此，还可以采用电子光栅式裸眼立体显示器和头位跟踪器。这种方式主要是利用头位跟踪器探测飞行员的双眼位置，再利用电子光栅调节光栅位置，让飞行员的双眼始终都处于裸眼显示器的现场区域中，飞行员观察周边环境将会更加方便。人们比较熟悉的应该还是全息立体显示技术，这种技术并不适合用于施展战斗，但是可以用于告警提示中去，通过事先生成的全息图像信息，告警时再利用已有的数据生成图像。

3.2特种飞机任务系统显示器

预警机、战场指挥机等属于特种飞机，其任务系统的显示对于环境的适应性方面也提出了较高的要求，而且还要求满足多人观看的需要。裸眼的立体显示器对于观看位置的要求极其苛刻，这并不满足这种环境的需求，因此所使用的立体显示技术也会有点区别。采用分时工作的立体眼镜和高场频的显示器比较适合用于这样的环境，采用这种形式，只要求观看者都有立体眼镜，不需要考虑到观看角度的问题，就完全能够满足多个人观看的需要，这种技术对于辅助设备的要求会相对较高，对于其他的技术要求反而会有所下降。除此以外，固态体显示技术也比较适合用于这种场景。对于无人机地面指挥控制站来说，环境要比机载环境要好，除了裸眼显示器和不能够实时生成图像数据的全息显示技术以外，基本上其他技术都可以采用。

总而言之，立体显示技术的发展意味我国的显示形式也在发生变化，民用的立体显示器、立体显示手机等也慢慢进入人们的生活。而航空电子系统对信息掌控的要求在不断提升，立体显示技术就是为提高航空电子系统任务能力所提供的最好的技术支持。

参考文献：

[1]黄瑞.航空系统中微电子技术的应用[J].电子元器件与信息技术，2019：104-106.

[2]李怡然，王乐，邹昌昊.无线传感器网络技术及其在航空电子系统中的应用[J].航空计算技术，2018：311-314.

作者简介：

徐驰（1995--），男，汉族， 籍贯： 安徽池州，硕士研究生，上海电力大学，研究方向：航电显示系统验证。