وضع علامات على العوائق وتوجيه المركبات هدف العلوم والتكنولوجيا (OMVG-STO) الواقع المعزز أو تعزيز القيادة والتحكم والتنقل

​

المؤلفون

​

شيلا L. Jaszlics
سكوت ساندرز
باثفايندر سيستمز ، إنك.
ليكوود ، أول أكسيد الكربون 80228

​

آندي كولكين
مركز البحث والتطوير في دبابات الجيش الأمريكي
وارن ، ميشيغان ، 48937

التحدي

​

إن التقدم في التكنولوجيا والاتصالات المحسنة والظروف المتغيرة بسرعة تخلق بيئة تشغيلية يجب فيها اتخاذ القرارات بسرعة ويجب الحفاظ على الزخم بمجرد تحقيقه. أدت الزيادة في العمليات المشتركة والمشتركة إلى زيادة الحاجة إلى التنسيق في الوقت الفعلي بين الوحدات المتنوعة. تتطلب هذه البيئة الصعبة نماذج عرض جديدة تسهل اتخاذ القرار السريع والحركة والقيادة والسيطرة.

نظرة عامة على البرنامج

​

تعمل جهود OMVG-STO على إنشاء تقنية منخفضة التكلفة لتعزيز الوعي بالموقف من خلال دمج الصورة التكتيكية الحالية في وجهات نظر العالم الحقيقي في الوقت الفعلي. يوفر النظام شاشات عرض بديهية إضافية لدعم التنقل الدقيق حول العوائق وعبر التضاريس المحدودة. تم تجهيز نظام OMVG-STO بالقدرة على حقن قوات العدو المحاكاة بشكل واقعي في مناظر العالم الواقعي لدعم بروفة المهام وتطبيقات التدريب على المدفعية. بمجرد تطوير التكنولوجيا بالكامل ، سيتم نقلها إلى القوة الموضوعية للاندماج في مجموعة متنوعة من أنظمة الجيش الأمريكي.

وصف التكنولوجيا

​

يستخدم نظام OMVG-STO تطبيقًا فريدًا لتقنية الواقع المعزز / المحسن لإنتاج "عروض مجمعة" في الوقت الفعلي. يستخدم النظام التوضيحي مجموعة مرشحات كالمان للحصول على موضع السيارة وتوجيهها في الوقت الفعلي من البيانات التي توفرها مجموعة من أدوات COTS. تُستخدم معلومات الموقع والتوجيه هذه لمحاذاة تمثيلات العالم الحقيقي مع عالم افتراضي تم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر ، والذي يحتوي على تمثيل رسومي ثلاثي الأبعاد لمعلومات القيادة والتحكم الحالية. يستخدم أحد مكونات برامج / أجهزة التصوير مجموعة متنوعة من إجراءات التقنيع والعرض لدمج الصورتين في طرق العرض المجمعة الموضحة في الأشكال.

​

يدعم نظام OMVG-STO الحالي إنشاء هذه الشاشات المدمجة في الوقت الفعلي من منصات ثابتة ومتحركة. تم استخدام النظام التوضيحي الحالي الذي يتم ربطه بالحزام لدعم توليد الصور السلس على المركبات الثابتة وكذلك المركبات التي تتحرك بسرعات تزيد عن 60 ميلاً في الساعة. لقد أظهرنا دقة موضعية ثابتة مطلقة تبلغ +/- 3 إلى 5 أمتار مقترنة بدقة موضعية نسبية تبلغ +/- 2 سم.

​

تطبيقات التكنولوجيا

​

تمثل الأرقام الأربعة في هذه المقالة وجهات نظر يمكن تحقيقها باستخدام أنظمة العرض الحالية. في الشكل 1 ، تم دمج علامات المسار في عرض العالم الحقيقي من مركبة متحركة. أثناء تحرك السيارة ، تمر الأقماع فوق الرأس ، مما يشير إلى المسار الذي يجب اتباعه. يمكن دمج خطوط المرحلة والأهداف والعلامات ونقاط التجمع والرسومات الأخرى بالمثل في المشهد. يمكن استخدام هذا العرض لتحديد طرق إمداد البعثة أو طرق الطوارئ.

​

شكل 1:  تم إنشاء علامات الطريق الافتراضية في الوقت الفعلي

​

في الشكل 2 ، تُستخدم العلامات الافتراضية لتحديد الممر الذي تم تطهيره عبر حقل ألغام. على الرغم من أننا لا نتصور أن القوة الموضوعية ستقوم بشكل متكرر ببناء المؤخرات ، يمكن استخدام هذه التقنية نفسها لتسهيل تجنب العوائق. تسهل الدقة والملاحة على متن المركبة الحركة عبر المناطق شديدة التقييد ، إذا كان الوضع التكتيكي يتطلب مثل هذه المناورات.

​

الشكل 2:  علامات الممرات الافتراضية في العالم الحقيقي

​

في الشكل 2 ، يمكن أن يؤدي تعليم المؤخرة لحقل الألغام إلى زيادة العلامات المادية الفعلية. إذا تم إتلاف العلامات المادية ، فلا يزال يتم الاحتفاظ بالقدرة على التنقل في المؤخرة. ستعمل علامات الطرق والعقبات باستخدام هذه التقنية في جميع الظروف البيئية لتشمل حالات الرؤية الليلية والمحدودة.

​

في الشكل 3 ، يتم حقن هدف افتراضي في مشهد العالم الحقيقي لمدفعي Mark 38 ، باستخدام حزام التدريب على المدفعية. يسمح هذا النظام لأفراد البحرية بالاشتباك مع أهداف افتراضية في نيران حية أو وضع إطلاق نار جاف باستخدام مدفع رشاش Mark 38 أثناء وجودهم في البحر. تتم متابعة هذا الاستخدام للتكنولوجيا في برنامج نظام الهدف الظاهري المدفعي (VTAGS).

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

الشكل 3:  التدريب على دعم الهدف الافتراضي في البحر

​

في الشكل 4 ، يتم حقن دبابة T-80 في منظور العالم الحقيقي لدعم الأنشطة مثل بروفة المهمة ، والتدريب على الاستطلاع وتحديد هوية السيارة. يمكن لتقنية OMVG-STO أن تحسن بشكل كبير من واقعية التدريب الميداني الحالي عن طريق ضخ قوة افتراضية واقعية في التمرين.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

الشكل 4:  هدف افتراضي مدمج في مشهد حقيقي في الوقت الفعلي

الفوائد والاستنتاجات المتوقعة

​

تعد تقنية الواقع المعزز OMVG-STO طريقة واعدة يمكن أن تساعد فريق الهدف على تقليل أوقات دورة القرار من خلال دمج معلومات القيادة والتحكم في وجهات نظر العالم الحقيقي. يمكنه القضاء على الوقت المطلوب حاليًا لربط شاشات العرض المنفصلة بطرق العرض "خارج النافذة". يمكن للتكنولوجيا أن تزيد من معدل الوفيات الإجمالي ، من خلال المساعدة في الضربات المنسقة والأنشطة التعاونية الأخرى بين الوحدات المتباينة. يمكن استخدام التكنولوجيا الموصوفة هنا لدعم قوة أكثر مرونة من خلال زيادة الواقعية وتكرار التدريب. يمكن أن يؤدي تطبيق هذه التقنية إلى القدرة على التمرين الواقعي للعمليات المستقبلية في وقت قصير على التضاريس الفعلية في المركبات القتالية الفعلية. أخيرًا ، يمكن استخدام التقنية لزيادة القدرة على البقاء على قيد الحياة من خلال توفير التنقل الدقيق عند الحاجة إلى المناورة عبر مناطق ضيقة أو أثناء فترات انخفاض الرؤية.

شكر وتقدير

​

شكرنا للمنظمات التالية لدعمها لهذا البحث على مدى العقد الماضي: مركز البحث والتطوير في دبابات الجيش الأمريكي ، واختبار الحرائق الحية وبرنامج التدريب (OSD) ، والجيش الأمريكي STRICOM و DARPA.

​

يتم تغطية تقنية باثفايندر سيستمز لإدخال الكيانات الافتراضية في العالم الحقيقي ، وجهات النظر في الوقت الفعلي بموجب براءات الاختراع الأمريكية 6166.744.

​

يتم تغطية استخدام التكنولوجيا في برامج الحكومة الأمريكية بموجب اتفاقية الترخيص رقم STRICOM02-L-0001.