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第1章 概述1

1.1 组成与用途2

1.1.1 平视显示器2

1.1.2 头盔瞄准显示系统4

1.1.3 机载瞄准显示系统的几个应用问题9

1.2 平视显示器发展历史11

1.2.1 第一代平视显示器11

1.2.2 第二代平视显示器11

1.2.3 第三代平视显示器12

1.2.4 新一代平视显示器13

1.2.5 平视显示器发展趋势16

1.3 头盔瞄准显示系统发展历史16

1.3.1 第一代头盔瞄准显示系统17

1.3.2 第二代头盔瞄准显示系统17

1.3.3 第三代头盔瞄准显示系统18

1.3.4 新一代头盔瞄准显示系统18

1.3.5 头盔瞄准线测量技术22

1.3.6 头盔瞄准显示系统发展趋势22

1.4 小结23

第2章 平视显示器24

2.1 概述24

2.2 平视显示器工作原理25

2.2.1 基本原理25

2.2.2 平视显示器光学特性27

2.3 平视显示器光学系统33

2.3.1 平视显示器光学系统基本构型33

2.3.2 典型平视显示器35

2.4 平视显示器电子组件39

2.4.1 组成与功能39

2.4.2 模块功能40

2.5 显示像源41

2.5.1 CRT像源41

2.5.2 液晶显示器（LCD）41

2.5.3 其他新型显示像源42

2.5.4 平视显示器主要标准42

2.6 平视显示画面43

2.6.1 概述43

2.6.2 平视显示器电子组件46

2.6.3 显示画面设计要求47

2.6.4 应用实例54

2.6.5 增强飞行视景系统（Enhenced Flight Vision System，EFVS）59

2.7 衍射光学平显65

2.7.1 衍射光学平显概述65

2.7.2 衍射光学平显基本原理66

2.7.3 典型衍射平显光学系统68

2.8 全息波导平显71

2.8.1 全息波导平显概述71

2.8.2 典型全息波导平显71

2.9 平显瞄准精度分析74

2.9.1 平视显示器的误差诸元及精度要求74

2.9.2 平显误差校正75

2.10 平显机上安装校准76

2.10.1 机械校靶76

2.10.2 电校靶76

2.10.3 机械和电组合校靶77

2.11 平显夜视兼容77

2.12 小结78

第3章 头盔瞄准显示系统80

3.1 引言80

3.2 系统组成和工作原理81

3.2.1 功能和组成81

3.2.2 典型头盔瞄准显示系统83

3.3 头盔瞄准具91

3.3.1 头盔瞄准具的特点92

3.3.2 头盔瞄准具的组成93

3.3.3 头盔瞄准具的工作原理94

3.3.4 头盔瞄准具的显示格式94

3.4 头盔显示组件96

3.4.1 头盔显示光学系统96

3.4.2 头盔显示光学系统类型98

3.5 头盔瞄准线测量定位105

3.5.1 概述105

3.5.2 机械连杆法105

3.5.3 电磁场法106

3.5.4 光电法107

3.5.5 计算机视觉法108

3.5.6 惯性测量定位法108

3.6 头盔盔体110

3.6.1 头盔盔体的主要要求110

3.6.2 人体头部的重心110

3.6.3 头盔适配性112

3.6.4 头盔盔体113

3.7 头盔瞄准显示系统环境误差分析114

3.7.1 人机因素误差114

3.7.2 环境因素的影响116

3.7.3 校准误差118

3.7.4 瞄准误差模型118

3.8 新型头盔显示光学元件119

3.8.1 概述119

3.8.2 自由曲面光学元件119

3.8.3 全息光学元件120

3.8.4 二元光学元件121

3.9 头盔瞄准线测量定位新方法122

3.9.1 基于惯性元件的组合测量技术122

3.9.2 眼跟踪技术122

3.9.3 新型光电定位技术123

3.9.4 新型电磁测量定位技术124

3.10 小结124

第4章 瞄准显示技术126

4.1 CRT显示126

4.1.1 显示像源主要参数126

4.1.2 CRT工作原理127

4.1.3 CRT扫描驱动原理132

4.2 液晶显示140

4.2.1 液晶显示器工作原理140

4.2.2 背照光源141

4.2.3 LCD背光部件142

4.2.4 LCD的驱动与控制145

4.3 光栅显示的反走样处理148

4.3.1 概述148

4.3.2 图形光栅化148

4.3.3 反走样处理方法149

4.3.4 斜直线反走样150

4.3.5 圆的反走样152

4.3.6 罗盘线的反走样155

4.3.7 字符和汉字的反走样157

4.4 激光显示159

4.4.1 概述159

4.4.2 数字微镜159

4.4.3 扫描式激光显示原理162

4.4.4 激光扫描图像校正165

4.4.5 转镜扫描稳像165

4.4.6 激光显示散斑166

4.4.7 空间光调制型激光显示172

4.5 视网膜显示173

4.5.1 概述173

4.5.2 视网膜显示器174

4.5.3 视网膜显示光学系统175

4.6 小结177

第5章 瞄准显示光学系统178

5.1 人眼光学特性178

5.1.1 人眼的构造178

5.1.2 眼睛的适应178

5.1.3 阈值对比度179

5.1.4 瞳孔与视场角180

5.1.5 视角分辨率181

5.1.6 光度学182

5.2 准直光学系统183

5.2.1 平视显示器光学系统183

5.2.2 头盔显示器光学系统194

5.2.3 像差198

5.2.4 光学系统设计204

5.2.5 图像源206

5.3 衍射光学206

5.3.1 光学平视显示器206

5.3.2 全息光学元件215

5.3.3 全息光学元件制作222

5.4 全息波导光学225

5.4.1 全息波导光学系统225

5.4.2 波导光学原理226

5.4.3 全息波导原理227

5.4.4 全息波导显示特性229

5.5 小结240

第6章 头盔瞄准线测量241

6.1 概述241

6.2 电磁式瞄准线测量241

6.2.1 概述241

6.2.2 空间磁场分布模型243

6.2.3 电磁式测量系统工作原理249

6.2.4 电磁式瞄准线测量模型250

6.2.5 接收传感器误差校正257

6.3 光电编码脉冲调制法瞄准线测量264

6.3.1 概述264

6.3.2 扫描脉冲编码测量系统265

6.3.3 旋转红外光束法268

6.4 基于计算机视觉的瞄准线测量271

6.4.1 系统组成及工作原理271

6.4.2 LED及CCD摄像机275

6.4.3 CCD定位传感器成像模型281

6.4.4 头盔定位标志及其映射287

6.4.5 CCD定位传感器误差模型288

6.4.6 CCD定位传感器模型289

6.4.7 CCD定位传感器标定291

6.5 基于微惯性测量组件（MIMU）的瞄准线测量294

6.5.1 概述294

6.5.2 MIMU姿态测量系统的组成295

6.5.3 MIMU初始对准300

6.5.4 有关坐标系及其变换302

6.5.5 MIMU测量姿态更新算法305

6.5.6 算法选择311

6.5.7 MIMU测量瞄准线算法312

6.5.8 MIMU测量的头盔瞄准线计算317

6.6 小结319

参考文献321