【摘要】：頭盔顯示系統(tǒng)(HMDs)作為新型高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員執(zhí)飛過程中的主交互界面,其優(yōu)勢明顯且技術(shù)條件已經(jīng)較為成熟,對于越來越多樣化與復(fù)雜化的空中任務(wù),HMDs在協(xié)助飛行員高效完成任務(wù),從容應(yīng)對越來越大的界面信息量等方面有重要作用,因此HMDs已被大部分國家裝備于各自的先進(jìn)高性能戰(zhàn)斗機(jī)上,目前我國國內(nèi)針對HMDs界面的研究主要集中于硬件設(shè)備的設(shè)計研發(fā)和相關(guān)核心技術(shù)的攻關(guān),而較少從界面認(rèn)知的角度對其界面進(jìn)行設(shè)計研究,而通過動效設(shè)計等元素來探索優(yōu)化HMDs界面,降低戰(zhàn)斗機(jī)飛行員認(rèn)知負(fù)荷的研究探索更是缺少。本文首先對HMDs應(yīng)用過程中存在的認(rèn)知角度的問題進(jìn)行了研究分析與總結(jié),發(fā)現(xiàn)了“飛行錯覺與操作失誤”這一關(guān)鍵問題,并總結(jié)了一套基于認(rèn)知角度開展HMDs界面設(shè)計可以遵循的原則。與此同時本文也對基于意象,基于用戶體驗和基于信息表達(dá)等方面的多個動效設(shè)計理論方法進(jìn)行了分析,針對應(yīng)用于HMDs界面的設(shè)計方法展開了理論研究并總結(jié)出了一套將動效設(shè)計應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)HMDs界面設(shè)計的方法理論與主要原則。對于獲得的理論方法,本文進(jìn)行了實際設(shè)計實踐,對“飛機(jī)姿態(tài)感知界面”這一對于解決“飛行錯覺與操作失誤”問題至關(guān)重要的信息界面開展了設(shè)計,并對設(shè)計成果進(jìn)行了簡單實驗測試。經(jīng)實踐初步驗證,本研究所得的將動效設(shè)計應(yīng)用與戰(zhàn)斗機(jī)HMDs界面設(shè)計的方法原則在降低戰(zhàn)斗機(jī)飛行員執(zhí)飛過程中的認(rèn)知負(fù)荷具有積極作用。該研究成果豐富了 HMDs界面設(shè)計研究領(lǐng)域的理念與方向,對進(jìn)一步改善HMDs使用過程中飛行員的認(rèn)知情況與態(tài)勢感受效率起到了推動作用。
【圖文】：

夠極大地提高戰(zhàn)斗機(jī)飛行員在近距離格斗中的交互效率與操縱速度，進(jìn)而發(fā)揮出更加強(qiáng)逡逑大的戰(zhàn)斗力。在第一次世界大戰(zhàn)期間（１９１６年），Ａｌｂｅｒｔ邋Ｂａｃｏｎ邋Ｐｒａｔｔ設(shè)計制作了邋“頭藍(lán)逡逑綜合槍（Ｈｅｌｍｅｔ邋Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ邋Ｇｕｎ，，ＨＩＧ）”系統(tǒng)（如圖１－１所示），他在這一系統(tǒng)中將瞄準(zhǔn)逡逑具和槍都整合進(jìn)了頭盔之中，對通過頭盔上的瞄準(zhǔn)具跟隨頭部轉(zhuǎn)動進(jìn)行實時的直觀瞄準(zhǔn)逡逑這一設(shè)計理念進(jìn)行了成功實踐，并被廣泛認(rèn)為是后來出現(xiàn)的頭盔瞄準(zhǔn)具（Ｈｅｌｍｅｔ逡逑Ｍｏｕｎｔｅｄ邋Ｓｉｇｈｔ，ＨＭＳ）設(shè)計的前身。自此伊始，通過頭戴式目苗準(zhǔn)具直接進(jìn)行實時火力目苗逡逑準(zhǔn)控制的設(shè)計理念開始傳播，至今已有超過百年的歷史。而將這一理念與現(xiàn)代科技結(jié)合逡逑予以發(fā)揚(yáng)光大，將現(xiàn)代電子顯示技術(shù)應(yīng)用于頭盔之上的第一次實踐成果，便是時任美國逡逑哈佛大學(xué)教授、美國ＡＲＩＡ信息處理辦公室主任的Ｉｖａｎ邋Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ于２０世紀(jì)６０年代逡逑初設(shè)計并制造的一種頭盔顯示器系統(tǒng)（如圖１－２所示）［２］［３］。逡逑Ｉｖａｎ邋Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ的成果具有強(qiáng)烈的先驅(qū)性的示范作用，美軍在配備該款頭盔顯示器逡逑系統(tǒng)后的戰(zhàn)斗力提升是明確而直觀的，這也即為各國軍事專家與研究機(jī)構(gòu)針對軍用頭盔逡逑顯示器的研究活動拉開了序幕。而對這一領(lǐng)域科研探索與實踐產(chǎn)生更加強(qiáng)烈刺激與推動逡逑作用的

圖１－邋２邋１９６８年第一臺頭盔顯示器逡逑
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V271.41

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7 朱瑜;許

本文編號：2694430