Technológiai kérdések
Fényképezőgépek
A javasolt aktív álcázási rendszerek némelyikének kamerái közvetlenül az álcázott objektumra vannak felszerelve, és egyes rendszerekhez távoli IR -kamerák tartoznak. Ha a rendszer sémája olyan, hogy a kamerát közvetlenül a maszkolandó tárgyra kell felszerelni, akkor egy korlátozás van érvényben - a kamerát vagy aktívan álcázni kell, vagy elég kicsi. A fogyasztók számára jelenleg számos mikrokamera modell áll rendelkezésre, amelyek közül néhány kereskedelmi miniatűr színes kamera alkalmas lehet bizonyos típusú aktív álcázó rendszerekhez.
Felbontás és képalkotás
A szükséges kijelzőfelbontás meghatározásakor figyelembe kell venni a kijelző és a néző közötti távolságot. Ha a megfigyelő csak 2 méterre van, akkor a felbontás nem lehet sokkal magasabb, mint az emberi látás részlete, amikor ez a távolság, azaz körülbelül 289 pixel / cm2. Ha a megfigyelő távolabb van (ami általában), akkor a felbontás csökkenthető a maszkolás minőségének veszélyeztetése nélkül.
Ezenkívül a vizualizációnak figyelembe kell vennie, hogy a megfigyelők látómezeje hogyan változik attól függően, hogy milyen távolságra vannak a képernyőtől. Például az a személy, aki 20 méterről néz egy kijelzőt, többet láthat a kijelző mögül, mint egy 5 méterre lévő személy. Ezért a rendszernek meg kell határoznia, hogy a megfigyelő honnan néz, hogy illeszkedjen a képhez vagy a kép méretéhez, és meg kell határoznia annak széleit.
Az egyik vizualizációs megoldás a környező tér 3D-s digitális modelljének létrehozása. Feltételezzük, hogy a digitális modell valós időben jön létre, mivel valószínűleg nem célszerű a valós világ helyszíneit idő előtt modellezni. A sztereoszkópikus kamerapár lehetővé teszi a rendszer számára a hely, a szín és a fényerő meghatározását. A modellt vándorsugár-képalkotásnak nevezik, amelynek célja a modell kétdimenziós képké alakítása a kijelzőn.
Új szövött nanokompozit anyagokat hoznak létre mágneses és elektromos mezők segítségével, hogy elérjék a funkcionális nanorészecskék pontos elhelyezését a polimer szálakon belül és kívül. Ezek a nanoszálak testreszabhatók, hogy olyan tulajdonságokat biztosítsanak, mint a színegyezés és a NIR aláírásvezérlés az aktív álcázási alkalmazásokhoz.
Az aktív álcázás sematikus ábrázolása, amelyet egy embercsoport előtt álló személy álcázására használnak
Kijelzők
A rugalmas megjelenítési technológiákat több mint 20 éve fejlesztették ki. Számos módszert javasoltak annak érdekében, hogy rugalmasabb, tartósabb, olcsóbb kijelzőt hozzanak létre, amely megfelelő felbontással, kontraszttal, színnel, betekintési szöggel és frissítési gyakorisággal is rendelkezik. Jelenleg a rugalmas kijelzőtervezők tanulmányozzák a fogyasztói igényeket, hogy meghatározzák a legmegfelelőbb technológiát, ahelyett, hogy minden alkalmazás számára a legjobb megoldást kínálnák. A rendelkezésre álló megoldások közé tartozik az RPT (fényvisszaverő vetítési technológia), a szerves fénykibocsátó diódák (OLED), a folyadékkristályos kijelző (LCD), a vékony film tranzisztorok (TFT) és az e-papír …
A modern szabványos kijelzők (beleértve a rugalmas kijelzőket is) csak közvetlen megtekintésre szolgálnak. Ezért olyan rendszert is kell kialakítani, hogy a kép különböző szögből jól látható legyen. Az egyik megoldás egy félgömb alakú lencse -kijelző lenne. Ezenkívül a nap és a megfigyelő helyzetétől függően a kijelző jelentősen világosabb vagy sötétebb lehet, mint a környező terület. Ha két megfigyelő van, akkor két különböző fényerőre van szükség.
Mindezen tényezők miatt nagy elvárások várnak a nanotechnológia jövőbeli fejlődésére.
Technológiai korlátok
Jelenleg számos technológiai korlátozás korlátozza a katonarendszerek aktív álcázó rendszereinek gyártását. Bár ezen korlátok némelyikét aktívan leküzdik egy javasolt megoldással 5–15 éven belül (pl. Rugalmas kijelzők), még mindig van néhány figyelemre méltó akadály, amelyet le kell küzdeni. Néhányat az alábbiakban említünk.
A kijelzők fényereje. A kijelzőalapú aktív álcázó rendszerek egyik korlátozása a fényerő hiánya a nappali fényben való munkavégzéshez. A tiszta égbolt átlagos fényereje 150 W / m2, és a legtöbb kijelző napközben üresnek tűnik. Világosabb kijelzőre lesz szükség (a lámpához közel eső lumineszcenciával), ami más fejlesztési területeken nem követelmény (például a számítógép -monitorok és az információs kijelzők nem lehetnek ilyen fényesek). Következésképpen a kijelzők fényereje lehet az az irány, amely visszatartja az aktív álcázás kialakulását. Ezenkívül a nap 230 000 -szer erősebb, mint a környező ég. A Naphoz hasonló fényerejű megjelenítéseket úgy kell megtervezni, hogy amikor a rendszer elhalad a nap előtt, ne legyen ködös vagy árnyék.
Számítási teljesítmény. Az aktív képvezérlés és annak folyamatos frissítése fő korlátai az emberi szem folyamatos frissítése (láthatatlansága) céljából az, hogy erőteljes szoftverre és nagy memóriaméretre van szükség a vezérlő mikroprocesszorokban. Továbbá, tekintettel arra, hogy egy 3-D modellt fontolgatunk, amelyet valós időben kell felépíteni a kamerákról történő képalkotási módszerek alapján, a vezérlő mikroprocesszorok szoftvere és jellemzői jelentős korlátozássá válhatnak. Ezenkívül, ha azt akarjuk, hogy ez a rendszer önálló legyen, és katona hordozza, akkor a laptopnak könnyűnek, kicsi és elég rugalmasnak kell lennie.
Elemmel működő. Ha figyelembe vesszük a kijelző fényerejét és méretét, valamint a szükséges feldolgozási teljesítményt, a modern akkumulátorok túl nehézek és gyorsan lemerülnek. Ha ezt a rendszert a katona a csatatérre akarja vinni, akkor nagyobb kapacitású könnyebb elemeket kell kifejleszteni.
A kamerák és a kivetítők helyzete. Az RPT technológiát figyelembe véve itt jelentős korlátozás, hogy a kamerákat és a kivetítőket előre kell elhelyezni, és csak egy ellenséges megfigyelő számára, és hogy ezt a megfigyelőt pontosan kell elhelyezni a kamera előtt. Nem valószínű, hogy mindezt megfigyelik a csatatéren.
Az álcázás digitálisvá válik
Az egzotikus technológiákra számítva, amelyek lehetővé teszik a valódi "láthatatlanság köpenyének" kifejlesztését, az álcázás területén a legújabb és jelentős előrelépés az úgynevezett digitális minták (sablonok) bevezetése.
A „digitális álcázás” olyan mikromintázatot (mikromintát) ír le, amelyet számos különböző téglalap alakú, különböző színű képpont képez (ideális esetben legfeljebb hat, de általában költség miatt nem több, mint négy). Ezek a mikromintázatok lehetnek hatszögletűek vagy kerekek vagy négyszögletesek, és különböző sorrendben reprodukálhatók a teljes felületen, legyen az szövet, műanyag vagy fém. A különböző mintázott felületek hasonlóak a digitális pontokhoz, amelyek teljes képet alkotnak egy digitális fényképről, de úgy vannak megszervezve, hogy elmossa a tárgy körvonalait és alakját.
A MARPAT tengerészgyalogosai harci egyenruhát adnak az erdőknek
Elméletileg ez sokkal hatékonyabb álcázás, mint a nagyméretű foltokon alapuló szabványos álcázás, mivel az utánozza a természetes környezetben található tarka szerkezeteket és durva határokat. Ez azon alapul, hogy az emberi szem és ezáltal az agy hogyan hat a pixeles képekre. A digitális álcázás jobban megzavarhatja vagy megtévesztheti az agyat, amely nem veszi észre a mintát, vagy arra készteti az agyat, hogy csak a minta egy bizonyos részét lássa, így a katona tényleges körvonala nem észlelhető. Azonban a valódi munkához a képpontokat nagyon összetett fraktálok egyenleteivel kell kiszámítani, amelyek lehetővé teszik nem ismétlődő minták megszerzését. Az ilyen egyenletek megfogalmazása nem könnyű feladat, ezért a digitális álcázási mintákat mindig szabadalmak védik. A digitális álcázás először a kanadai haderők által CADPAT néven, az amerikai tengerészgyalogság pedig MARPAT néven mutatkozott be. Érdekes megjegyezni, hogy sem a CADPAT, sem a MARPAT nem áll rendelkezésre exportra, annak ellenére, hogy az Egyesült Államoknak nincsenek problémái a kifinomult fegyverrendszerek értékesítésével.
A hagyományos és a digitális harci jármű álcázási mintáinak összehasonlítása
Kanadai CAPDAT sablon (erdei verzió), MARPAT sablon tengeri hadtesthez (sivatagi verzió) és új szingapúri sablon
Az Advanced American Enterprise (AAE) bejelentette, hogy javítja aktív / adaptív álcázott hordható takaróját (a képen). A Stealth Technology System (STS) elnevezésű eszköz látható és NIR formában érhető el. Ez a kijelentés azonban jelentős szkepticizmust kelt.
Jelenleg létezik egy másik megközelítés is … A Rensselier és a Rice Egyetem kutatói a legsötétebb anyaghoz jutottak, amelyet az ember valaha készített. Az anyag laza, egymáshoz igazított szén nanocsövek kisült tömbjeinek vékony bevonata; teljes fényvisszaverő képessége 0, 045%, vagyis a beeső fény 99, 955% -át elnyeli. Mint ilyen, az anyag nagyon közel kerül az úgynevezett "szuper fekete" tárgyhoz, amely gyakorlatilag láthatatlan lehet. A képen új anyagként látható 0,045% -os fényvisszaverő képesség (középen), lényegesen sötétebb, mint 1,4% NIST fényvisszaverési szabvány (bal oldalon) és egy darab üvegtest (jobb oldalon)
Kimenet
A gyalogosok aktív álcázó rendszerei nagyban segíthetnek a rejtett műveletekben, különösen tekintettel arra, hogy a városi térben egyre gyakoribbak a katonai műveletek. A hagyományos álcázási rendszerek megtartják ugyanazt a színt és formát, azonban a városi térben az optimális színek és minták folyamatosan változhatnak percenként.
Csak egy lehetséges aktív álcázási rendszer keresése nem tűnik elégségesnek ahhoz, hogy a kijelzőtechnológia, a számítási teljesítmény és az akkumulátor energiaellátásának szükséges és költséges fejlesztését elvégezze. Tekintettel azonban arra, hogy minderre más alkalmazásokban is szükség lesz, meglehetősen megjósolható, hogy az iparág olyan technológiákat fejleszthet ki, amelyek a jövőben könnyen adaptálhatók az aktív álcázási rendszerekhez.
Időközben egyszerűbb rendszereket lehet kifejleszteni, amelyek nem eredményeznek tökéletes láthatatlanságot. Például egy rendszer, amely aktívan frissíti a hozzávetőleges színt, hasznosabb lesz, mint a meglévő álcázási rendszerek, függetlenül attól, hogy az ideális kép megjelenik -e. Továbbá, tekintettel arra, hogy az aktív álcázó rendszer akkor indokolt leginkább, ha a megfigyelő helyzete pontosan ismert, feltételezhető, hogy a legkorábbi megoldásokban egyetlen álló kamera vagy érzékelő használható álcázáshoz. Jelenleg azonban számos olyan érzékelő és érzékelő áll rendelkezésre, amelyek nem működnek a látható spektrumban. A termikus mikrobolométer vagy az érzékeny érzékelő például könnyen azonosíthatja a vizuálisan aktív álcázás által elfedett tárgyat.
