21世纪以来,航空领域的技术飞速发展,随着通航规模的扩大和飞行需求的日趋增加,直升机、客运机、无人机等飞行器面临的飞行场景越来越复杂,事故率居高不降,如何提高飞行器操作人员对外部场景的态势感知已经成为一项重要课题。本文首先分析了动态三维复杂场景中影响飞行安全的因素,根据目前飞行员在飞行阶段的迫切需求,提出动态三维复杂场景感知及其增强合成视景技术解决方案,然后结合国内外相关研究项目进展和成果,介绍了解决方案中需要解决的各种关键技术问题以及实现方法,最终设计了一个多屏幕、多通道、多视角的综合实时可视化演示系统来验证解决方案的有效性和实用性。本文所做的基本工作如下:1.结合实际应用对动态三维复杂场景感知及其增强合成视景技术这一解决方案进行了分析,为了提高所做研究的实际应用价值,本文最终选定的硬件研究平台为NVIDIA新一代Jetson TX1嵌入式Linux开发平台,该平台更加接近军用嵌入式Linux系统,应用价值更高。2.对动态三维复杂场景感知技术做了相关的分析和研究,介绍了动态三维复杂场景感知中的关键技术,利用三维场景数据库建模技术创建了本文的地形数据库和障碍物数据库;利用复杂三维场景可视化技术创建了雨、雪、雾等退化视觉环境;利用多源传感器感知技术模拟了前视红外、激光雷达、毫米波雷达等成像效果;利用异源传感器融合感知技术将各类传感器的融合效果进行多模式的融合展示,提高了飞行员在复杂三维场景下的态势感知能力。3.对增强合成视景技术做了研究和分析,研究了增强合成视景中的关键技术,利用地形提示与告警技术实现了主流的地形告警系统,对三维场景地形进行了多种模式的纹理显示和着色,凸显了地形的起伏和危险区域;利用障碍物感知与凸显技术通过线框、距离标注、着色等方式对三维场景中的危险障碍物进行了凸显;利用飞行仪表、着陆地标以及安全飞行通道等虚拟军事要素展示飞行状态参数和着陆位置信息,辅助飞行员在着陆和低空巡航阶段进行飞行决策,保障了飞行安全。4.设计并实现了多屏幕、多通道、多视角的综合实时可视化演示系统,并将综合演示系统细分为多个功能模块,详细介绍了综合演示系统的界面布局和功能模块的实现效果。通过综合演示验证了本文提供的设计方案能够很好的提高飞行员在复杂三维场景下的态势感知,从而证明本研究具有重要的研究意义与应用价值。