直升机与舰船之间的界面是飞行员工作中最具挑战性的飞行环境之一。有几个因素使这种飞行状态变得复杂，例如飞机、船舶和海洋之间的相对运动，以及气流尾流和着陆区的封闭性。海雾、恶劣天气和照明条件等视觉条件的恶化也加剧了其他困难。这些因素造成的飞行员高负荷工作可能会导致飞行员丧失态势感知能力，从而导致灾难性的飞机事故。目前已投入使用的提示系统无法应对这一挑战。

为了减轻飞行员的工作量，提高态势感知能力和性能，需要更好的飞行员提示系统。本论文研究了利用现代渲染技术的增强现实提示在多大程度上减轻了飞行员的工作量，提高了态势感知能力和性能。这是通过支持 "抬头、闭眼 "的以自我为中心的界面理念来实现的。提示系统力求将常见的飞行员任务元素纳入设计中。对路径预览和轨迹预测的变化进行了研究。提示的视觉元素显示为三维实物。

高工作负荷环境下的操作灵活性是飞行员完成任务的关键。动态生成飞行员可手动飞行的飞行轨迹是本论文的另一个目标。轨迹规划采用了贝塞尔曲线的数学框架，以确保路径满足飞行员、认证机构和特定任务元素的需求。

在佐治亚理工学院的可重构旋翼机飞行模拟器中编入了四种不同的提示范例。这些范例包括：二维抬头显示器（HUD）、飞行引导提示系统（FLCS）、空中隧道（TIS）和三维飞行路径标记（FPM）。然后，在一系列 "飞行员在环"（PIL）研究中，使用客观测量方法和飞行员工作量调查对这些提示进行了评估。

共有 20 名飞行员参加了研究。7 名飞行员参加了第 1 阶段，3 名飞行员参加了第 2 阶段，10 名飞行员参加了第 4 阶段。第 3 阶段仅包括作者和 LTC Joe Davis 飞行的数据，原因是与大流行病相关的旅行限制导致无法使用更多外部飞行员。大多数 PIL 研究的参与者人数相对较少，在 2 到 6 人之间。为了从相对较少的参与者中获得统计意义，参与者被要求多次重复任务。例如，第 4 阶段的飞行员每人总共飞行了 54 次。根据中心极限定理，大样本量的分布近似于正态分布，超过 30 个样本量即被视为大样本[1]。因此，即使对数据进行分割，以研究特定的提示条件或起始位置，也符合大样本量标准，我们可以从中获得统计洞察力。

贝塞尔曲线为动态生成着陆轨迹提供了一种可行的方法，供飞行员手动飞行。这些方法在数值上非常稳定，执行速度也足够快，对飞行员的感知延迟极小。飞行员在横向和纵向上都能以足够的精确度遵循生成的轨迹。使用三维 AR 提示，飞行员在头脑中将其处理为信号而不是标志或符号，这种模式的转变减少了工作量，其性能与传统提示方法相同或更好。