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增强现实技术:军事领域的“新宠”
时间:2019-10-05    评论:0
    来源:中国国防报    

    近日,英国BAE集团称,该公司为军方设计开发的增强现实眼镜(AR眼镜)即将完成。此款眼镜采用轻巧耳机形式,可以像普通眼镜一样佩戴。戴上后,佩戴者可以访问指南、目标、任务信息和视频等,该眼镜的目标实时跟踪能力和图像稳定性较同类产品得到明显增强。增强现实(AR)技术,以其独特的军用价值,正逐渐成为各军事强国争相攻克的技术高地,在军事领域的运用也将越来越多。

    如何“增强现实”

    增强现实技术,是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的新技术,它广泛运用多媒体、三维建模、智能交互等技术手段,将计算机生成的文字、图像、三维模型等虚拟信息模拟仿真后,应用到现实世界中,两种信息互为补充,从而实现对真实世界的“增强”。

美陆军人员测试增强现实眼镜

    增强现实技术包括三大技术要点:三维注册(跟踪注册技术)、虚拟现实融合显示、人机交互。简单来说,这一技术的实现流程是:先通过摄像头和传感器对真实场景进行数据采集,并传入处理器进行分析和重构,再通过头显或智能移动设备上的摄像头、传感器等,实时更新用户在现实环境中的空间位置变化数据,得出虚拟场景和真实场景的相对位置,进行虚实场景的融合计算,并将合成影像呈现给用户。用户可通过头显或智能移动设备上的交互配件,如话筒、摄像头等,进行人机交互和信息更新,实现增强现实的交互操作。其中,三维注册是技术核心,即以现实场景中的物体为标识物,将虚拟信息与现实场景信息进行对位,使虚拟物体的三维信息与现实环境完美匹配,达到虚实结合的效果。

    与虚拟现实有何不同

    与目前流行的虚拟现实(VR)技术不同,增强现实是一种全新的人机交互技术。通过这一技术,让参与者与虚拟对象进行实时互动,从而获得一种奇妙的视觉体验和在真实世界中无法亲身经历的体验。增强现实技术的实现,需要借助摄像头。利用摄像头产品,让用户在现实世界中跟游戏中的角色进行交互式活动。目前,已经研制出的这类相关载体包括AR眼镜和AR头盔等。

    虚拟现实技术是通过计算机技术生成一种模拟环境,并使用户沉浸其中,它可以理解为一种对现实世界的仿真系统。最常见的虚拟现实装备是头戴显示器,主要用于用户与虚拟场景的互动交互,提供浸入式体验。

    与虚拟现实相比,增强现实更受关注。有人比喻称,虚拟现实就像是戴着眼镜做美梦,而增强现实却是真实的,因而也更具发展潜力。随着技术发展,两种技术最终将走向融合,即混合现实(MR)技术。不过,就现阶段而言,增强现实技术仍处于起步阶段,还有很多未知领域等待探索。一旦发展成熟,将具有广阔的应用前景。

    军事应用前景广阔

    未来战场是陆、海、空、天、电多维一体的数字化战场,增强现实技术虚实融合、人机交互的特点,对于军事应用具有得天独厚的优势。

    增强战场环境显示。战场上,战斗人员佩戴增强现实眼镜后,看到的战场信息不仅包含真实环境信息,还包括诸多战场环境增强显示信息,它可以帮助作战人员及时调整作战策略,积极应对快速变化的战场环境。2018年,美国陆军宣布将购买10余万部改进型号的增强现实头戴设备,谋求战斗人员在战场上可以“先敌一步”。另外,美国应用研究事务所推出一款军用智能眼镜,指挥官可通过该眼镜随时将地图、战场情况通报、指令等信息传送给士兵,让他们迅速掌握最新的战地情况,提高作战效率。

    强化模拟训练效果。通过构建基于增强现实的虚拟战场,并对现实中的战场环境进行模拟增强,能够大幅提高军事训练效率、降低训练成本。另外,在高度逼真的模拟战场空间中展开训练,使士兵在部署前便对作战地域了如指掌,相当于提前开展“不流血”的实战。2016年3月,美国海军陆战队在加州建设了一个混合现实的军事作战培训营。该培训营的负责人表示,借助增强现实技术开展训练、概念射击和数据评估,将大大提升部队的作战能力。

    提升装备维修效率。运用增强现实技术,可以为武器装备制作1:1的数字形象,让设备的每个部件以3D形式在计算机上展现,并分布在对应的虚拟位置。有了它,无论设备多么庞大,检修人员都可以随时检修设备的任何一个部件,后方专家也可以借助这一技术,指导现场人员进行检修操作。去年,在美国国防部牵头组织下,诺-格公司依托增强现实技术主持的F-35机身数字制造项目,可以为军用飞机维修提供全套方案。基于增强现实技术,战时装备维修人员可迅速诊断出装备的故障原因,并拟制恰当的维修方案,提高装备维修效率。

    互联网和社交媒体的出现,极大地改变了人与世界的交互方式,而增强现实技术将会成为塑造未来的新趋势。目前,各军事强国都在加大力度将增强现实技术引入军事领域,以强化自身在高科技战争中的优势。未来,增强现实技术将深度融入到武器装备的研发、生产、维修、作战模拟训练等众多领域,对战争产生重要且深远的影响。
标签:增强现实Augmented Reality增强实境扩增现实AR军事战场
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