وحید قاسمی

نمایشگرهای سربالا اویونیکی (Head-Up Displays - HUDs) به‌عنوان یکی از فناوری‌های پیشرفته در سامانه‌های هوانوردی، امکان نمایش اطلاعات پروازی حیاتی را در میدان دید خلبان فراهم می‌کنند و بدین‌ترتیب، آگاهی موقعیتی بدون انحراف توجه از محیط بیرونی حفظ می‌شود. نمایش پارامترهایی نظیر ارتفاع، سرعت، داده‌های ناوبری و شاخص‌های کلیدی پرواز بر روی یک کامباینر شفاف در میدان دید (FOV)، نقش مهمی در افزایش ایمنی عملیاتی و بهبود تصمیم‌گیری خلبان ایفا می‌کند[1-5]. از این رو، HUDها به‌طور گسترده در هواپیماهای نظامی و تجاری مورد استفاده قرار گرفته و با پیشرفت‌های اخیر، قابلیت‌هایی مانند گرافیک‌های پیشرفته و کاربردهای واقعیت افزوده در آن‌ها ادغام شده است. کیفیت بصری تصویر خروجی یکی از عوامل تعیین‌کننده در کارایی نمایشگرهای سربالا است که به‌شدت تحت تأثیر نسبت کنتراست، وضوح تصویر و شرایط نوری محیط قرار دارد. HUDهای انکساری متداول معمولاً میدان دید کلی (TFOV) در بازه 15 تا 25 درجه ارائه می‌دهند و با مشکلاتی نظیر اعوجاج، تاری ناشی از ابیراهی‌ها و ایجاد تصویر دوگانه مواجه‌اند که کیفیت نهایی تصویر را کاهش می‌دهد [6,7]. در سامانه های HUD با دقت بالا، به‌دلیل پیچیدگی‌های هندسی و اثرات شکست نور در مسیر اپتیکی، به‌طور ذاتی اعوجاج‌های فضایی غیرخطی ایجاد می‌شود. این اعوجاج‌ها موجب اختلاف بین مختصات ایده ال تصویر ورودی و مختصات واقعی برخورد پرتوهای نوری روی شبکیه چشم می‌گردند و در نتیجه، پدیده‌هایی نظیر ناهماهنگی، تغییر شکل (Warping) و بدریختی محتوای تصویری رخ می‌دهد. لذا رفع این اعوجاج‌ها از چالش های اصلی سیستم‌های HUD می‌باشد. در پژوهش حاضر قصد داریم یک مکانیزم پیش‌اعوجاج‌دهی کنترل شده مبتنی بر داده طراحی کنیم که بتواند این اعوجاج‌های اپتیکی را پیش از نمایش تصویر جبران کند؛ به‌گونه‌ای که پس از عبور تصویر، که قبلا پیش عوجاج دهی شده است، از سامانه اپتیکی HUD، تصویر نهایی بدون اعوجاج توسط ناظر درک شود. بدین منظور، لازم است یک نگاشت پیش‌اعوجاج برای زیرسامانه تصویربرداری HUD محاسبه گردد تا تصویر ورودی تعمدا دچار جابجایی (Warping) کنترل‌شده شود و در نتیجه اثرات اعوجاج غیرخطی سامانه اپتیکی را خنثی نماید.