一种机载平显和头显延迟测试装置和方法

摘要

本发明涉及一种民机平显和头显延迟测试方法和装置，采用转台转动头模，通过图像采集和处理，对比基准画面和延迟画面的分划线角度差，实现延迟特性测试。两台摄像机分别置于头模眼眶内，其中左眼摄像机镜头附有滤光片，分划线作为基准画面固定于观察位置正前方。平显延迟测试时，转动头模，左眼摄像机采集到基准画面，连接并传输至平显产品供显示，右眼摄像机采集到叠加有延迟画面的基准画面，传输至延迟处理计算机，图像处理后可都到两者的角度差，将其与转动平台角度相除，获得自左眼摄像机与平显延迟之和，进而推导出平显延迟。头显延迟测试时，将产品安装至头模上，转动平台，右眼摄像机采集到叠加有延迟画面的基准画面，处理得到角度差后，可得到头显产品延迟。

说明书

技术领域

本发明涉及机载设备安全性技术领域，具体为一种机载平显和头显延迟测试装置和方法。

背景技术

机载平视显示器(简称平显)、头戴式显示器(简称头显)能够将飞行参数高精度准直显示，供飞行员观察，以提升态势感知能力，提高起降安全。针对飞行员观察的显示精度，延迟是重要影响因素，在研制及试飞过程中，该特性始终被研发人员和用户所关注。

市场上无平显及头显延迟测试的货架产品可供使用，在以往项目中，研发人员经常采用示波器测量特定信号方式来进行延迟测试，此方法准确性较差，且操作不便。

发明内容

为解决现有机载平显及头显延迟测试存在的问题，本发明提出一种机载平显及头显延迟测试装置和方法。采用平台转动头模，通过图像采集和处理，对比基准画面和延迟画面的分划线角度差，实现延迟特性测试。

本发明的技术方案为：

所述一种机载平显和头显延迟测试装置，其特征在于：包括转台、头模、带有角度刻度线的分划板和延迟处理计算机；

所述头模放置在转台上，转台能够带动头模按照设定角速度转动；

所述头模上安装两台摄像机，其中一台摄像机前安装有滤光片，能够滤除平显显示光线；两台摄像机将拍摄的图像发送给延迟处理计算机；

所述带有角度刻度线的分划板安装在头模前方，且转台转动初始状态时，带有角度刻度线的分划板中心处于摄像机拍摄画面的中心，分划板水平、垂直刻度线与画面无横滚角度；

进行平显测试时，平显位于头模与分划板之间，且平显显示画面中心与分划板中心连线过头模转动轴线，平显显示画面与分划板水平、垂直刻度线无横滚角度；安装有滤光片的摄像机将拍摄画面送平显显示；

进行头显测试时，安装有滤光片的摄像机不工作，头显安装在另一台摄像机正前方，所述另一台摄像机拍摄画面送头显显示；

所述平显和头显均为透光部件。

进一步的优选方案，所述一种机载平显和头显延迟测试装置，其特征在于：两台摄像机分别安装在头模眼眶内。

所述一种机载平显延迟测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：以头模位置为基准，移动平显和带有角度刻度线的分划板，使得带有角度刻度线的分划板中心处于两台摄像机拍摄画面的中心，分划板水平、垂直刻度线与画面无横滚角度；平显显示画面中心与分划板中心连线过头模转动轴线，平显显示画面与分划板水平、垂直刻度线无横滚角度；

步骤2：转台按照设定角速度带动头模转动，在t₁时刻，安装有滤光片的摄像机拍摄图像A并送平显显示，另一台摄像机将拍摄到的平显显示图像A的画面B送入延迟处理计算机；

步骤3：根据画面B中心与分划板中心偏角以及转台转速，确定画面B拍摄时刻t₂；根据时刻t₂与t₁，确定平显延迟。

进一步的优选方案，所述一种机载平显延迟测试方法，其特征在于：步骤2中t₁时刻根据安装有滤光片的摄像机拍摄的图像A中心与分划板中心的偏角以及转台转速计算得到。

进一步的优选方案，所述一种机载平显延迟测试方法，其特征在于：转台转速不低于50°/s。

所述一种机载头显延迟测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：以头模位置为基准，头显安装在不带有滤光片的摄像机正前方，移动带有角度刻度线的分划板，使得带有角度刻度线的分划板中心处于头显对应摄像机拍摄画面的中心，分划板水平、垂直刻度线与画面无横滚角度；头显显示画面与分划板水平、垂直刻度线无横滚角度；

步骤2：转台按照设定角速度带动头模转动，在t₁时刻，头显对应摄像机拍摄图像A并送头显显示，头显对应摄像机将拍摄到头显显示图像A的画面B送入延迟处理计算机；

步骤3：根据画面B中心与分划板中心偏角以及转台转速，确定画面B拍摄时刻t₂；根据时刻t₂与t₁，确定头显延迟。

进一步的优选方案，所述一种机载头显延迟测试方法，其特征在于：步骤2中t₁时刻根据头显对应摄像机拍摄的图像A中心与分划板中心的偏角以及转台转速计算得到。

进一步的优选方案，所述一种机载头显延迟测试方法，其特征在于：转台转速不低于50°/s。

有益效果

本发明的优点是：本发明提供一种平显、头显延迟测试方法和装置，采用转台实现头模/头显特定角速度转动，通过判断实际布置于观察前方的真实角度刻度线与产品显示的延迟画面间角度差，推导出平显、头显的延迟。

相比现有延迟测试方法，本发明具有优势如下：

1.通用性好，单一平台实现平显、头显两类产品的延迟特性测试；

2.自动操作，易于实现；

3.准确度高，一致性好。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为平显、头显延迟测试装置组成图；

图2为带有角度刻度线的分划线示意图；

图3为装有两台高速摄像机的头模示意图；

图4为平显延迟测试示意图；

图5为头显延迟测试示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

机载平视显示器(简称平显)、头戴式显示器(简称头显)能够将飞行参数高精度准直显示，供飞行员观察，以提升态势感知能力，提高起降安全。针对飞行员观察的显示精度，延迟是重要影响因素，在研制及试飞过程中，该特性始终被研发人员和用户所关注。平显延迟主要包括画面驱动处理和画面显示环节。头显延迟主要包括测量线跟踪、画面生成及驱动和画面显示环节。

为解决现有机载平显及头显延迟测试存在的问题，本发明提出一种机载平显及头显延迟测试装置和方法。采用平台转动头模，通过图像采集和处理，对比实际布置于观察前方的真实角度刻度线基准画面和延迟画面的分划线角度差，实现延迟特性测试。

如图1所示，所述一种机载平显和头显延迟测试装置，包括转台、头模、带有角度刻度线的分划板和延迟处理计算机。

所述头模固定放置在转台上，根据延迟处理计算机输出的角速度指令，转台能够带动头模按照设定角速度转动。

所述头模眼眶内安装两台高速摄像机，模拟人眼采集图像，其中左眼摄像机前安装有滤光片，能够滤除平显显示光线；两台摄像机将拍摄的图像发送给延迟处理计算机。

所述带有角度刻度线的分划板安装在头模前方，且转台转动初始状态时，带有角度刻度线的分划板中心处于摄像机拍摄画面的中心，分划板水平、垂直刻度线与画面无横滚角度。

分划线如图2所示，以刻度表示空间角度，左右分别代表空间2度，且水平、垂直方向分别有延长线用于标定，在设备首次使用前，需根据摆放位置，以头模位置为基准，前后移动分划线位置，进行标定，以保证角度精度。

进行平显测试时，平显位于头模与分划板之间，且平显显示画面中心与分划板中心连线过头模转动轴线，平显显示画面与分划板水平、垂直刻度线无横滚角度；利用转台转动头模，左眼摄像机将拍摄画面送平显显示。右眼摄像机采集到叠加有延迟画面的拍摄画面，传输至延迟处理计算机，图像处理后可都到两者的角度差，将其与转动平台角度相除，可获得自左眼摄像机与平显延迟之和，进而推导出平显延迟。

进行头显测试时，左眼摄像机不工作，头显安装在右眼摄像机正前方，右眼摄像机拍摄画面送头显显示；右眼摄像机再采集到叠加有延迟画面的拍摄画面，传输至延迟处理计算机，基于多帧画面的角度差值，依据转动角速度，可推导出头显产品延迟。

所述平显和头显均为透光部件。

平显延迟测试时，需要借助测试装置所有组成部分：

步骤1：以头模位置为基准，移动平显和带有角度刻度线的分划板，使得带有角度刻度线的分划板中心处于两台摄像机拍摄画面的中心，分划板水平、垂直刻度线与画面无横滚角度；平显显示画面中心与分划板中心连线过头模转动轴线，平显显示画面与分划板水平、垂直刻度线无横滚角度；

步骤2：转台按照设定不低于50°/s的角速度带动头模转动，在t₁时刻，安装有滤光片的摄像机拍摄图像A并送平显显示，另一台摄像机将拍摄到的平显显示图像A的画面B送入延迟处理计算机；

步骤3：根据画面B中心与分划板中心偏角以及转台转速，确定画面B拍摄时刻t₂；根据时刻t₂与t₁确定平显延迟。

其中步骤2中t₁时刻根据安装有滤光片的摄像机拍摄的图像A中心与分划板中心的偏角以及转台转速计算得到。

头显延迟测试时，左眼摄像机不工作：

步骤1：以头模位置为基准，头显安装在右眼摄像机正前方，移动带有角度刻度线的分划板，使得带有角度刻度线的分划板中心处于右眼摄像机拍摄画面的中心，分划板水平、垂直刻度线与画面无横滚角度；头显显示画面与分划板水平、垂直刻度线无横滚角度；

步骤2：转台按照设定不低于50°/s的角速度带动头模转动，在t₁时刻，右眼摄像机拍摄图像A并送头显显示，右眼摄像机将拍摄到的头显显示图像A的画面B送入延迟处理计算机；

步骤3：根据画面B中心与分划板中心偏角以及转台转速，确定画面B拍摄时刻t₂；根据时刻t₂与t₁，确定头显延迟。

其中步骤2中t₁时刻根据头显对应摄像机拍摄的图像A中心与分划板中心的偏角以及转台转速计算得到。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。