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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

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