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AR视场叠加

(2020-02-24 21:30:35)
分类: 其他
增强现实(Augmented Reality,简称 AR),一种视场叠加技术。google眼镜原理
AR视场叠加
视场叠加就是把各种信息投射到用户右前方和现实景象叠加。
其实,google眼镜源于航空史上的HUD抬头显示器发展,google眼镜更为精巧。抬头显示的别名又叫平视显示器。平视显示器最早出现在军用飞机上,它的原理是利用光学反射将重要的飞行数据投射到玻璃上,可以帮助飞行员减少低头查看仪表的频率。HUD已大量应用于民用领域,参考知乎平视显示器

HUD显示信息相对装置不动的,不随头部和眼球转动而变化。而F35的头盔显示系统(HDMS)由视线决定了显示内容,有些信息会随头部和眼睛转动而移动和变化即跟随目标,有些飞行信息会一直显示在眼前[1,2]。
AR视场叠加
F35采用了罗克韦尔·柯林斯ESA视景系统公司生产的三种改型头盔显示器系统。
为了跟踪头盔的运动,F-35的弹射座椅上安装了磁场发生器,在座舱内产生磁场来检测头盔的方位。当头盔在这个磁场中运动时,头盔上的一个接收器会测量接收到的磁通量。但该技术似乎还有一些不成熟,在早期的头盔中依然出现了信息显示延迟的现象。F-35的头盔还具有自校准功能,头盔顶部摄影图像和遮光目镜上的摄像机的图像对比进行自我校正,确保视线一致。
F-35战机的头盔可自动感知飞行员的目光移动,当飞行员的头部转动时,显示的数据和影像也会随之移动和变化,当飞行员向飞机下方看的时候,能看到这一区域的实时影像,仿佛拥有了透视能力。这个功能是通过F-35的分布式孔径系统(DAS)实现的,该系统围绕机身布置的6台红外摄像机提供的红外影像被无缝合成为显示在头盔中的全景图像,让F-35在低头直视座舱地板时就能够看到地面的红外图像。从而提高战机的全天候作战能力。
AR视场叠加
HMDS经历了三代发展。由碳纤维和凯夫拉纤维制造,它的重量分布经过精心设计,不会影响飞行员头部的平衡。如果头盔前面太重,大过载可能会使飞行员的头部转向飞机的转弯方向。
AR视场叠加
第一代右边图像投射到左眼,左边图像投射到右眼。这种分开投射式头盔产生的符号很清晰、遮光面罩中间有一条向下延伸的突起,向两侧呈曲面聚合。虽然分开投射会使视野范围更大,但是视场中间会形成一条竖线,这个方案被证明存在问题。
AR视场叠加
第一代头盔的遮光镜与图像投射系统集成在一起,因此飞行员要掀起遮光镜时不得不关闭整个系统。
AR视场叠加
第二代HMDS采用可以上下翻转的更传统的球形遮光镜。遮光镜的改进使第二代头盔与传统的头盔比较一致。
AR视场叠加
第三代头盔的影像传输效率比第二代提高,不仅令头盔内符号的显示位置更正确,还强化了使用分布式孔径系统(DAS)时的能力。
第三代头盔跟第二代外观上主要差异就是额头上多了高分辨率的 ISIE-11夜视镜头。加大了摄像机的镜头尺寸,能提供40度视场的夜视视频,所以F-35飞行员无需佩戴夜视镜。F-35B在夜间着舰实验中发现光是依赖机身上的分布式孔径系统(DAS)还是不够,需要这个夜视镜头来补充。
AR视场叠加
第三代头盔,最初重量是2.3公斤后来的轻量化版本的降到了2.1公斤。遮光镜由耐撞击的高强度聚碳酸酯制成,飞行员可以加装一到两片镜片:一片用于白天的深色太阳镜,一片用于保护眼睛的防激光镜。
每个头盔都是根据飞行员的头部尺寸定制的,以保证每个飞行员都能发挥最大功效。
此外,F-35战机的头盔能够承受空中达9G力量的机动动作,显示器面罩足够清晰,经过特殊的涂层处理,保证信息能够投影出去。可以在550节的弹射速度下,对弹射出机舱的飞行员进行头部保护。因此说,F-35战机的头盔绝对可以称之为世界上最先进的战机头盔。单个造价可达40万美元。

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