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基于app+的智能座舱显示技术研究与探索 摘要：传统机载座舱使得机组成员的生理、心理和智力限制成为立体作战环境人机回路中的薄弱环节，智能座舱的研究应运而生。详细阐述了作战飞机座舱的发展情况、适应战场环境的智能座舱内涵，提出智能座舱应成为机组人员的“智能助手”，以支撑安全、高效地完成飞行和作战任务。分析了智能座舱急需研究的关键技术，即支持沉浸感知的四维大态势显示技术、支持武器即插即用的人机交互界面技术、多通道人机控制技术、顺应未来机组习惯的“APP+”人机交互界面技术，提出解决这些关键技术的具体研究方法。分析表明:基于“APP+”的机载座舱显示技术是未来智能座舱的发展趋势。 飞机座舱是飞行员执行飞行任务时的主要活动场所智能座舱技术就是采用有效组织管理信息的手段，向机组人员提供可参考的策略，高效地实现人机交互，将驾驶员从烦琐的常规任务中解脱出来，降低机组人员工作负荷，克服人为的判断失误、决策不当和时机延误等方面的问题，提高机组人员态势感知、规划和决策的自动化和智能化程度，提高生存概率和作战效能。智能座舱的典型特点如下。(1)在适当的时间以正确的方式提供正确的信息;显示最少的数据，获得最多的信息。(2)运用视觉、触觉、听觉等多种技术实现机组人员与各系统交互，减轻飞行员的信息感知和操作负担。阐述了作战飞机座舱的发展历程，针对当前座舱人机交互存在的主要问题，提出适应未来立体作战的智能座舱需求。阐述了智能座舱内涵以及急需研究的4个关键技术:减轻机组操作负担的多通道人机控制技术、支持武器即插即用的人机交互界面技术、支持沉浸感知的超宽屏四维大态势显示技术、顺应未来机组习惯的“APP”人机交互界面技术。最后，展望了智能座舱的研究方法。1 作战飞机座舱发展目前，飞机座舱的演进大致经历了3个阶段。(1)“驾驶舱1.0”阶段。20世纪70年代以前沿着从简单到复杂的道路发展，座舱内的各类仪表和开关不断增多，且渐趋饱和，如图1所示。“驾驶舱1.0”传统座舱特点:使用种类繁多的“表”和“操作开关”向飞行机组传达和交互信息，即由系统(表)提供原始数据给飞行机组，然后由飞行机组整合数据变成机组可用的关于飞机、环境和任务等有关的信息，机组人员脑力工作负荷很大。(2)“驾驶舱2.0”阶段。70年代末期开始，随着航空电子技术的不断发展，座舱开始由复杂趋向简明，90年代玻璃座舱达到全盛时期，如图2所示。“驾驶舱2.0”玻璃化座舱特点:使用多功能显示器和综合化控制组件，使机组获得信息融合后的综合信息，在一定程度上降低了飞行机组的工作负荷。传统座舱显控存在的主要问题有5个。(1)飞行员需花费大量时间和认知资源来关联不同显示器的各种信息，信息感知、评估、决策环节花费时间长，无法满足当前和未来的复杂空战需求;(2)机组需要烦琐的思维转换才能将显示的态势信息转换成真实的战场态势，延迟了决策时间，可能错失有利战机;(3)武器攻击画面种类繁多，飞行员武器攻击时思维切换负担重，飞行员心理压力大，难以满足未来挂载多型武器复杂空战时的从容应战需求;(4)人机控制通道单一，声控精度不高，飞行员指尖操作负担重，难以满足未来飞行员在复杂对抗环境下舒适性作战需求;(5)未来飞行员是使用智能手机长大的，传统的人机界面设计风格难以满足其个性化需求。早在1990年，美国提出了“大图像”智能座舱概念2011年，泰雷兹航展上展示了全景概念座舱，如图3所示。2017年，美国陆军协会博览会展示了贝尔V280原型机全景驾驶舱，如图4所示。(3)“驾驶舱3.0”智能座舱的概念阶段。“驾驶舱3.0”智能座舱特点归纳如下:以机组为中心，以智能界面为特征，优先考虑态势感知，并做到任何特定瞬间的信息能够被飞行员所接受，支持武器即插即用，支持多通道控制，具有类似于人的推理能力2 智能座舱2.1 未来复杂作战环境未来空战环境的复杂性使得飞行员瞬间会接收到大量的作战数据，而飞行员必须快速完成对战场态势以及任务系统的判断。飞行员受限于生理、智力以及心理极限，难以在短时间内完成对“爆炸”信息因此，未来智能座舱应成为机组人员的“智能助手”，能够不断地启发和引导机组人员，座舱显示清晰可辨、所见即所得，交互风格顺应未来飞行员的使用习惯，将飞行员时间和精力聚焦于任务本身，支撑安全、高效地完成飞行和作战任务。2.2 智能座舱内涵“智能”座舱内涵为:以机组为中心，优先考虑态势感知，并做到任何特定瞬间的信息均能够被飞行员所接受，支持武器即插即用，支持多通道控制，具有类似于人的思维推理能力，能对外界环境做出反应，必要时辅助飞行员决策，缩短机组思考时间，引导机组安全操纵和正确对抗，减轻机组工作负荷，辅助机组完成任务，从而将自身的角色