近年來隨著航空航天技術的飛速發(fā)展,平視顯示器(Head-up Display,HUD)已經廣泛應用于民航飛機上,并逐漸成為現代飛機的主要飛行信息顯示界面。HUD顯示界面可以幫助飛行員更快捷更方便的獲取信息,在飛行過程中發(fā)揮著至關重要的作用,而目前HUD顯示界面的信息布局以及單一化的色彩呈現模式有悖于人的認知習慣,對穩(wěn)定、高效地執(zhí)行復雜飛行任務構成威脅。因此,本文對HUD顯示界面的信息布局以及應對復雜環(huán)境色的界面呈現色彩自適應兩方面進行了研究,并取得了以下成果。本文首先對航電系統(tǒng)人機界面信息構成以及民航飛機幾種典型任務環(huán)境進行分析,研究了飛機HUD的現有信息,并對具體任務環(huán)境下所需信息進行了篩選及分類;其次對飛機HUD顯示界面進行了概述,包括其發(fā)展、原理作用等,并結合航電系統(tǒng)中HUD顯示界面的設計原則進行了界面布局設計,以及典型任務環(huán)境下所需信息的編碼設計,完成了HUD顯示界面信息的改進設計;在色彩自適應設計方面,本文首先通過對色彩設計理論的研究,包括色彩三要素與視覺認知之間的關系、視覺感知分層的數字界面顏色編碼等,計算得到HUD顯示界面主色與背景色之間的最佳匹配關系;其次,從整體、環(huán)境顯著區(qū)以及色彩分層三個角度出發(fā)進行了整體色彩簡化、選擇性色彩簡化、層次聚類色彩簡化來提取復雜環(huán)境的主色相,利用HUD顯示界面主色與背景色之間的匹配關系得到背景環(huán)境下HUD顯示界面主色相的自適應結果。最后,運用眼動研究方法,通過對比研究現有HUD的單一綠色顯示界面與本文所提出的自適應計算方式得到的HUD顯示界面之間的反應時發(fā)現,人眼對于主色自適應的HUD顯示界面識別性更好,其次通過對疊加在飛行環(huán)境的HUD顯示界面(復色系統(tǒng))、疊加在主色相上的HUD顯示界面(單色系統(tǒng))對比研究發(fā)現通過層次聚類色彩簡化方式提取的環(huán)境主色結果最接近于真實背景環(huán)境效果,完成了HUD界面自適應系統(tǒng)最佳背景環(huán)境處理方式研究。本文通過對HUD界面信息布局以及界面主色相自適應的研究,為飛機HUD界面的改進提供了新思路,從設計學角度對飛機HUD界面信息及色彩兩方面進行了改進,降低了飛行員對HUD界面信息的認知難度,并能提高HUD在飛機駕駛過程中的使用效率。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：V243.6
【部分圖文】：

5圖 1-1 論文技術路線1.5 論文撰寫安排論文一共分為 6 章，各章的主要內容具體如下：第一章（緒論）：主要對課題研究背景、意義，國內外研究現狀、研究的內容進行簡要概述，介紹了研究方法、論文技術路線等。第二章（飛機顯示系統(tǒng)綜述及任務環(huán)境信息分析）：主要根據當前民航飛機 HUD 綜述及典型任務環(huán)境進行信息的篩選及歸納分類。第三章（飛機 HUD 顯示界面的信息改良設計）：基于分析得到的不同飛行任務的必

圖 2-1 民航飛機駕駛艙平視顯示器[28]機平視顯示器的基本原理是將需要顯示的圖像準直投射到飛行行員能夠同時觀察到飛機外界環(huán)境和界面信息。平視顯示器件、電子組件及正前方控制板。其中顯示組件包括陰極射線LCD）像源、光學系統(tǒng)兩部分；電子組件主要負責生成顯示字系統(tǒng)相連，進行信息的交換；正前方控制板主要是用來調節(jié)數設置等。顯示組件則是平視顯示器的核心[25]，如圖 2-2 所

圖 2-1 民航飛機駕駛艙平視顯示器[28]機載飛機平視顯示器的基本原理是將需要顯示的圖像準直投射到飛行員正前方合鏡上，飛行員能夠同時觀察到飛機外界環(huán)境和界面信息。平視顯示器主要由三部成：顯示組件、電子組件及正前方控制板。其中顯示組件包括陰極射線管（CRT）數字液晶（LCD）像源、光學系統(tǒng)兩部分；電子組件主要負責生成顯示字符/圖像，與飛機其他系統(tǒng)相連，進行信息的交換；正前方控制板主要是用來調節(jié)平視顯示器作模式及參數設置等。顯示組件則是平視顯示器的核心[25]，如圖 2-2 所示。

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本文編號：2817655