Kameror
Några av de föreslagna aktiva kamouflagesystemen har kameror installerade direkt på det kamouflerade föremålet, och vissa system har fjärr -IR -kameror. Om systemets system är sådant att kameran måste installeras direkt på föremålet som ska maskeras, är en begränsning införd - kameran måste antingen vara aktivt kamouflerad eller tillräckligt liten. Det finns för närvarande många modeller av mikrokameror tillgängliga för konsumenterna, varav vissa kommersiella miniatyrfärgskameror kan vara lämpliga för vissa typer av aktiva kamouflagesystem.
Upplösning och bildbehandling
Vid bestämning av önskad skärmupplösning måste avståndet från displayen till betraktaren beaktas. Om observatören bara är 2 meter bort, bör upplösningen inte vara mycket högre än människans syn på det avståndet, det vill säga cirka 289 pixlar per cm2. Om observatören är längre bort (vilket vanligtvis är), kan upplösningen göras lägre utan att kompromissa med maskeringens kvalitet.
Dessutom bör visualisering ta hänsyn till hur observatörernas synfält förändras beroende på avståndet på vilket de är från skärmen. Till exempel kan en person som tittar på en display från 20 meter bort se mer av vad som finns bakom displayen jämfört med en person 5 meter bort. Därför måste systemet bestämma varifrån observatören letar för att passa bilden eller bildens storlek och bestämma dess kanter.
En av visualiseringslösningarna är skapandet av en 3D-modell av det omgivande rummet. Det antas att den digitala modellen kommer att genereras i realtid, eftersom det sannolikt är opraktiskt att modellera den verkliga världens platser före schemat. Ett stereoskopiskt par kameror gör att systemet kan bestämma plats, färg och ljusstyrka. En process som kallas för strålningsavbildning föreslås för att översätta modellen till en 2-D-bild på en skärm.
Nya vävda nanokompositmaterial skapas med magnetiska och elektriska fält för att uppnå exakt positionering av funktionella nanopartiklar inuti och utanför polymerfibrer. Dessa nanofibrer kan skräddarsys för att ge egenskaper som färgmatchning och NIR -signaturkontroll för aktiva kamouflageapplikationer.
Schematisk bild av aktiv kamouflage som används för att kamouflera en person som står framför en grupp människor
Visar
Flexibel displayteknik har utvecklats i över 20 år. Många metoder har föreslagits i ett försök att skapa en mer flexibel, hållbar och billigare skärm som också har tillräcklig upplösning, kontrast, färg, betraktningsvinkel och uppdateringsfrekvens. För närvarande studerar flexibla displaydesigners konsumenternas krav för att bestämma den lämpligaste tekniken istället för att erbjuda den enskilt bästa lösningen för alla applikationer. Tillgängliga lösningar inkluderar RPT (Retro-reflective Projection Technology), Organic Light Emitting Diodes (OLEDs), Liquid Crystal Displays (LCD), Thin Film Transistors (TFTs) and E-Paper …
Moderna standardskärmar (inklusive flexibla skärmar) är endast för direktvisning. Därför måste ett system också utformas så att bilden tydligt kan ses från olika vinklar. En lösning skulle vara en halvklotformad linsmatris. Beroende på solens och observatörens position kan skärmen också vara betydligt ljusare eller mörkare än det omgivande området. Om det finns två observatörer krävs två olika ljusstyrkenivåer.
På grund av alla dessa faktorer finns det höga förväntningar på den framtida utvecklingen av nanoteknik.
Tekniska begränsningar
För närvarande begränsar många tekniska begränsningar produktionen av aktiva kamouflagesystem för soldatsystem. Även om vissa av dessa begränsningar aktivt övervinns med en föreslagen lösning inom 5 till 15 år (t.ex. flexibla skärmar), finns det fortfarande några anmärkningsvärda hinder som fortfarande måste övervinnas. Några av dem nämns nedan.
Skärmarnas ljusstyrka. En av begränsningarna för bildskärmsbaserade aktiva kamouflagesystem är bristen på ljusstyrka vid arbete i dagsljus. Den genomsnittliga ljusstyrkan på en klar himmel är 150 W / m2 och de flesta skärmarna visas tomma i fullt dagsljus. En ljusare bildskärm kommer att behövas (med ljusstyrka nära ett trafikljus), vilket inte är ett krav inom andra utvecklingsområden (till exempel bör datorskärmar och informationsskärmar inte vara så ljusa). Följaktligen kan skärmarnas ljusstyrka vara den riktning som kommer att hålla tillbaka utvecklingen av aktiv kamouflage. Dessutom är solen 230 000 gånger mer intensiv än den omgivande himlen. Skärmar som är lika ljusa som solen bör vara utformade så att när systemet passerar framför solen, ser det inte disigt ut eller har några skuggor.
Beräkningskraft. De viktigaste begränsningarna för aktiv bildkontroll och dess ständiga uppdatering för kontinuerlig uppdatering (osynlighet) för det mänskliga ögat är att kraftfull programvara och stor minnesstorlek behövs i kontrollmikroprocessorerna. Med tanke på att vi överväger en 3D-modell, som måste byggas i realtid baserat på metoder för att få bilder från kameror, kan mjukvaran och egenskaperna hos kontrollmikroprocessorerna bli en stor begränsning. Dessutom, om vi vill att detta system ska vara autonomt och bäras av en soldat, måste den bärbara datorn vara lätt, liten och flexibel nog.
Batteridriven. När du tar hänsyn till skärmens ljusstyrka och storlek, liksom den erforderliga processorkraften, är moderna batterier för tunga och tömmer snabbt. Om detta system ska transporteras av soldaten till slagfältet måste lättare batterier med högre kapacitet utvecklas.
Placering av kameror och projektorer. Med tanke på RPT -teknik är den betydande begränsningen här att kameror och projektorer måste placeras i förväg, och endast för en fiendens observatör, och att denna observatör kommer att behöva placeras i en exakt position framför kameran. Det är osannolikt att allt detta kommer att observeras på slagfältet.
Kamouflage går digitalt
I väntan på exotisk teknik som gör det möjligt att utveckla en sann "osynlighetskappa" är de senaste och betydande framstegen inom kamouflage införandet av så kallade digitala mönster (mallar).
”Digital kamouflage” beskriver ett mikromönster (mikromönster) som bildas av ett antal små rektangulära pixlar i olika färger (helst upp till sex, men vanligtvis av kostnadsskäl högst fyra). Dessa mikromönster kan vara sexkantiga eller runda eller fyrkantiga, och de reproduceras i olika sekvenser över hela ytan, vare sig det är tyg eller plast eller metall. Olika mönstrade ytor liknar digitala prickar, som bildar en fullständig bild av ett digitalt fotografi, men de är organiserade på ett sådant sätt att objektets kontur och form suddas ut.
Marinesoldater i MARPAT stridsuniformer för skogsmark
I teorin är detta en mycket mer effektiv kamouflage än vanlig kamouflage baserad på stora fläckar, på grund av det faktum att det härmar de brokiga strukturerna och grova gränserna som finns i naturliga omgivningar. Detta är baserat på hur det mänskliga ögat, och därmed hjärnan, interagerar med pixelerade bilder. Digital kamouflage kan bättre förvirra eller lura hjärnan som inte märker mönstret, eller att få hjärnan att se bara en viss del av mönstret så att soldatens faktiska kontur inte syns. Men för verkligt arbete måste pixlar beräknas med ekvationer av mycket komplexa fraktaler som gör att du kan få icke-upprepande mönster. Att formulera sådana ekvationer är ingen lätt uppgift och därför skyddas alltid digitala kamouflagemönster av patent. Först introducerad av de kanadensiska styrkorna som CADPAT och US Marine Corps som MARPAT, har digital kamouflage sedan tagit marknaden med storm och har antagits av många arméer runt om i världen. Det är intressant att notera att varken CADPAT eller MARPAT är tillgängliga för export, trots att USA inte har några problem att sälja sofistikerade vapensystem.
Jämförelse mellan vanliga och digitala stridsfordon kamouflagemönster
Canadian CAPDAT Template (Forest Version), MARPAT Template for Marine Corps (Desert Version) och New Singapore Template
Advanced American Enterprise (AAE) tillkännagav förbättringar av sin aktiva / anpassningsbara kamouflagebärbara filt (bilden). Enheten, betecknad Stealth Technology System (STS), är tillgänglig i det synliga och NIR. Men detta uttalande väcker dock en betydande skepsis.
För närvarande finns det en annan metod … Forskare vid Rensselier och Rice University har fått det mörkaste material som någonsin skapats av människan. Materialet är en tunn beläggning av urladdade matriser av löst inriktade kolnanorör; den har en total reflektans på 0, 045%, det vill säga den absorberar 99, 955% av det infallande ljuset. Som sådant kommer materialet väldigt nära det så kallade "supersvarta" objektet, som kan vara praktiskt taget osynligt. Foto visar som nytt material med 0,045% reflektion (i mitten), betydligt mörkare än 1,4% NIST -reflektansstandard (vänster) och en bit glasögonkol (höger)
Produktion
Aktiva kamouflagesystem för infanterister kan i hög grad hjälpa till i hemliga operationer, särskilt med tanke på att militära operationer i stadsrummet blir allt vanligare. Traditionella kamouflagesystem behåller samma färg och form, men i stadsrummet kan optimala färger och mönster ständigt förändras varje minut.
Att bara söka efter ett möjligt aktivt kamouflagesystem verkar inte tillräckligt tillräckligt för att genomföra den nödvändiga och dyra utvecklingen av displayteknik, datorkraft och batterikraft. På grund av att allt detta kommer att krävas i andra applikationer är det dock ganska förutsägbart att industrin kan utveckla teknik som lätt kommer att anpassas för aktiva kamouflagesystem i framtiden.
Under tiden kan enklare system utvecklas som inte resulterar i perfekt osynlighet. Till exempel kommer ett system som aktivt uppdaterar den ungefärliga färgen att vara mer användbart än befintliga kamouflagesystem, oavsett om den idealiska bilden visas. Med tanke på att det aktiva kamouflagesystemet kan vara mest motiverat när observatörens position är exakt känd kan det antas att i de tidigaste lösningarna kan en enda stationär kamera eller detektor användas för kamouflage. Men ett stort antal sensorer och detektorer som inte fungerar i det synliga spektrumet är för närvarande tillgängliga. En termisk mikrobolometer eller känslig sensor kan till exempel enkelt identifiera ett föremål maskerat av en visuell aktiv kamouflage.
