在李萨如模式的激光扫描显示系统(LSDS)中, 由于李萨如扫描模式与传统光栅扫描的差异性, 重建基于李萨如扫描模式的激光调制像素数据流成为系统实现的关键。提出了基于像素的方法和扫描线等间隔采样两种激光调制像素数据流的重建方法。等间隔采样的方法具有实现简单的特点, 而基于像素的方法可以通过改变查找表校正系统投影畸变。通过仿真和工程实现, 验证了理论分析的结果。

头盔显示器在现代空战技术中发挥越来越重要的作用, 新型双目数字式头盔显示器具备更广的视场范围和更高的分辨率, 更加适用于飞行和作战需求。但其光学系统的离轴角度更大, 画面畸变情况更为严重, 现有的单目数字图像畸变校正技术并不能完全适应和满足。设计应用于双目数字式头盔显示器的双目数字图像实时预畸变校正系统, 提出双目空间索引坐标逐像素交叉存储、DDR3优化存储的方案, 并采用适应性平滑滤波解决经过畸变校正系统显示图形边缘锯齿感较强的问题, 实现了小型化、低功耗的实时畸变校正系统。

不同于普通座舱显示器，直升机平视显示器的背景画面为外界真实视景，显示画面可读性更易受到外界环境的影响。提出了一种基于最小可辨差异(PJND）理论的复杂视觉环境下直升机平视显示器的可读性评价方法。通过实验探究满足可读性的PJND值与背景因素(亮度、色度）的变化关系，以此为依据进行可读性设计工作，设计满足可读性的直升机平视显示器亮度控制曲线。实验结果表明，PJND值可综合反映亮度、色度对可读性的影响，以PJND值为标准设计出的直升机平视显示器亮度控制曲线能够满足可读性。

为适应座舱人机交互显控技术的发展, 基于现有的模型开发思想, 结合座舱显示软件的开发需求, 提出一种模型驱动的座舱显示软件一体化开发及验证方法, 对软件架构分层设计, 清晰地分离出了底层驱动和模型业务, 实现软件全生命周期的图形化建模、集成与仿真, 构建可复用、可配置的松耦合软件架构, 建立一体化的模型开发与验证方案。通过多个软件项目实践, 开展与传统“以代码为中心”开发模式的对比, 证明该方法能够更为高效、高质量地实现显示软件的开发与验证, 可广泛应用于座舱显示控制技术领域。

基于ViBe算法的运动目标检测具有很高的处理效率, 但在复杂背景下也存在缺陷, 比如不能有效抑制运动目标的残影和鬼影区域、易受噪音干扰, 在交通视频的处理中更为明显。鉴于ViBe算法的这些不足, 本文对ViBe原算法提出了改进, 结合像素生命长度对鬼影或残影像素进行判断, 利用二次更新策略提高消除速度。根据像素值变化引入最大类间方差法, 将原有的固定像素阈值变为动态阈值, 以提高交通视频中车辆目标检测的抗干扰能力。实验结果表明, 在3组不同交通场景视频中, 改进算法能够在较少帧数内消除目标的残影或者鬼影。对结果的量化分析也证明了改进算法由于应用了动态阈值, 使目标检测的精准度和整体性都有所提高。

为解决目前头盔显示器中存在佩戴舒适性差等问题，提出采用无线通信技术来代替有线电缆。以机载狭小座舱环境为研究对象，通过分析无线信号在机载座舱空间内的传输特性，以Jakes模型为基础，结合飞行员头部运动规律，提出了一种新的多普勒频移表达式，并通过Matlab对改进的Jakes模型进行仿真分析，从仿真结果看出，改进Jakes模型的自相关函数曲线和互相关函数曲线与理论值更加接近，具有更好的二阶统计特性，可以应用于机内无线信道建模研究。

为了研究环境亮度、背景色度变化以及干扰(镜面反射、漫反射和眩光)对平视显示器可读性的影响,通过对最小可辨差异(PJND)理论的研究，结合平视显示器及应用环境特点，建立了基于PJND的平视显示器可读性评价模型。仿真及实验结果表明: 可用PJND值来评价平视显示器的可读性；为满足可读性，随着环境亮度变大，亮度对比度应该逐渐减小，低亮度环境下对亮度对比度的要求大于高亮度环境；背景色度与目标色度差异越大，可读性对亮度对比度的要求越低；环境亮度不变、干扰值变大时，可通过增大亮度对比度来满足可读性，干扰值超过一定范围，可通过物理遮挡来满足可读性。

在激光扫描显示技术中，基于Lissajous图形的扫描显示具有扫描路径不规则的特点。为了使常见的逐行光栅扫描图像输入经过Lissajous扫描后正确输出显示，需要进行图像转换。按照一定的像素坐标和像素时序解算方法，计算出Lissajous扫描轨迹中当前显示像素与下一显示像素的坐标和时序关系，并参照解算出的扫描坐标和时序，提取原输入图像对应坐标处的像素进行输出，从而完成一幅图像的Lissajous扫描显示。利用Matlab对880*660@25 Hz分辨率图像进行仿真分析，得出了Lissajous扫描显示的图像像素坐标数据和时序数据，并统计出了两种数据的分布情况，仿真结果表明，该图像显示算法能准确有效地完成光栅扫描图像到Lissajous扫描的显示转换。

为了揭示磷酸二氢钾(KDP)晶体三倍频晶面微观弹塑性力学行为及加工性能, 开展了纳米压痕研究。建立了KDP晶体三倍频晶面各向异性力学模型, 基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法对纳米压痕进行了数值仿真并完成了纳米压痕测试实验。实验结果表明: 实验与仿真计算的载荷-压入深度关系曲线的相关系数为0.996 328, 吻合度较高, 验证了力学模型的正确性, 得出KDP晶体三倍频晶面的屈服强度为240 MPa。数值仿真结果显示: 由于材料的各向异性, 工件内部应力呈不规则圆弧状分布; 载荷大小与等效应力影响深度呈近似线性递增关系; 材料表面等效塑性应变分布形状与压头投影面几何形状相类似, 存在复映效果。当载荷小于2 mN时, 各压头的残余应力深度差异性较小(小于0.2 μm); 随着载荷逐渐增大, 这种差异不断扩大。得到的结果为实现KDP晶体三倍频晶面的高效低损伤加工提供了理论支撑。

基于分子动力学方法,对石英玻璃进行了三维的纳米划痕仿真,用来研究其纳米加工性能。采用熔融-淬火的办法建立了石英玻璃的模型,并通过观察模型的截面图,分析了在制备过程中内部微观孔隙的形成过程和原因。在仿真过程中,观察了石英玻璃的变化和孔隙周围原子的运动,得到了切削力的曲线,重点研究了内部的微观空隙对划痕过程的影响。仿真结果表明: 当石英玻璃冷却时,由于内部共价键的重组,会形成平均半径为0.25 nm的微观的孔隙,而且其降低了石英玻璃的纳米加工性能,使得切削力的曲线发生一定程度的波动。当磨粒划过表面后,会在表面以下形成厚度为2 nm的原子密集堆积区。由于稠密区的原子共价键键长的变化,失去了原有共价键的强度,所以会形成加工的损伤层。因此在对石英玻璃超精密加工时,应采用少量多次的加工方法来提高材料的加工性能。