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增強現實技術:軍事領域的“新寵”

發布時間:2019-10-11 01:32:57 已有: 人閱讀

  近日,英國BAE集團稱,該公司為軍方設計開發的增強現實眼鏡(AR眼鏡)即將完成。此款眼鏡采用輕巧耳機形式,可以像普通眼鏡一樣佩戴。戴上后,佩戴者可以訪問指南、目標、任務信息和視頻等,該眼鏡的目標實時跟蹤能力和圖像穩定性較同類產品得到明顯增強。增強現實(AR)技術,以其獨特的軍用價值,正逐漸成為各軍事強國爭相攻克的技術高地,在軍事領域的運用也將越來越多。

  增強現實技術,是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的新技術,它廣泛運用多媒體、三維建模、智能交互等技術手段,將計算機生成的文字、圖像、三維模型等虛擬信息模擬仿真后,應用到現實世界中,兩種信息互為補充,從而實現對真實世界的“增強”。

  增強現實技術包括三大技術要點:三維注冊(跟蹤注冊技術)、虛擬現實融合顯示、人機交互。簡單來說,這一技術的實現流程是:先通過攝像頭和傳感器對真實場景進行數據采集,并傳入處理器進行分析和重構,再通過頭顯或智能移動設備上的攝像頭、傳感器等,實時更新用戶在現實環境中的空間位置變化數據,得出虛擬場景和真實場景的相對位置,進行虛實場景的融合計算,并將合成影像呈現給用戶。用戶可通過頭顯或智能移動設備上的交互配件,如話筒、攝像頭等,進行人機交互和信息更新,實現增強現實的交互操作。其中,三維注冊是技術核心,即以現實場景中的物體為標識物,將虛擬信息與現實場景信息進行對位,使虛擬物體的三維信息與現實環境完美匹配,達到虛實結合的效果。

  與目前流行的虛擬現實(VR)技術不同,增強現實是一種全新的人機交互技術。通過這一技術,讓參與者與虛擬對象進行實時互動,從而獲得一種奇妙的視覺體驗和在真實世界中無法親身經歷的體驗。增強現實技術的實現,需要借助攝像頭。利用攝像頭產品,讓用戶在現實世界中跟游戲中的角色進行交互式活動。目前,已經研制出的這類相關載體包括AR眼鏡和AR頭盔等。

  虛擬現實技術是通過計算機技術生成一種模擬環境,并使用戶沉浸其中,它可以理解為一種對現實世界的仿真系統。最常見的虛擬現實裝備是頭戴顯示器,主要用于用戶與虛擬場景的互動交互,提供浸入式體驗。

  與虛擬現實相比,增強現實更受關注。有人比喻稱,虛擬現實就像是戴著眼鏡做美夢,而增強現實卻是真實的,因而也更具發展潛力。隨著技術發展,兩種技術最終將走向融合,即混合現實(MR)技術。不過,就現階段而言,增強現實技術仍處于起步階段,還有很多未知領域等待探索。一旦發展成熟,將具有廣闊的應用前景。

  未來戰場是陸、海、空、天、電一體的數字化戰場,增強現實技術虛實融合、人機交互的特點,對于軍事應用具有得天獨厚的優勢。

  增強戰場環境顯示。戰場上,戰斗人員佩戴增強現實眼鏡后,看到的戰場信息不僅包含真實環境信息,還包括諸多戰場環境增強顯示信息,它可以幫助作戰人員及時調整作戰策略,積極應對快速變化的戰場環境。2018年,美國陸軍宣布將購買10余萬部改進型號的增強現實頭戴設備,謀求戰斗人員在戰場上可以“先敵一步”。另外,美國應用研究事務所推出一款軍用智能眼鏡,指揮官可通過該眼鏡隨時將地圖、戰場情況通報、指令等信息傳送給士兵,讓他們迅速掌握最新的戰地情況,提高作戰效率。

  強化模擬訓練效果。通過構建基于增強現實的虛擬戰場,并對現實中的戰場環境進行模擬增強,能夠大幅提高軍事訓練效率、降低訓練成本。另外,在高度逼真的模擬戰場空間中展開訓練,使士兵在部署前便對作戰地域了如指掌,相當于提前開展“不流血”的實戰。2016年3月,美國海軍陸戰隊在加州建設了一個混合現實的軍事作戰培訓營。該培訓營的負責人表示,借助增強現實技術開展訓練、概念射擊和數據評估,將大大提升部隊的作戰能力。

  提升裝備維修效率。運用增強現實技術,可以為武器裝備制作1:1的數字形象,讓設備的每個部件以3D形式在計算機上展現,并分布在對應的虛擬位置。有了它,無論設備多么龐大,檢修人員都可以隨時檢修設備的任何一個部件,后方專家也可以借助這一技術,指導現場人員進行檢修操作。去年,在美國國防部牽頭組織下,諾-格公司依托增強現實技術主持的F-35機身數字制造項目,可以為軍用飛機維修提供全套方案。基于增強現實技術,戰時裝備維修人員可迅速診斷出裝備的故障原因,并擬制恰當的維修方案,提高裝備維修效率。

  互聯網和社交媒體的出現,極大地改變了人與世界的交互方式,而增強現實技術將會成為塑造未來的新趨勢。目前,各軍事強國都在加大力度將增強現實技術引入軍事領域,以強化自身在高科技戰爭中的優勢。未來,增強現實技術將深度融入到武器裝備的研發、生產、維修、作戰模擬訓練等眾多領域,對戰爭產生重要且深遠的影響。

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