太阳能自供电的自适应变色装置的制作方法

本发明涉及变色装置，特别是一种能够根据环境颜色进行自适应变色的装置。

背景技术：

随着信息技术不断发展，军队的各种车辆及电子装备日益增多，伪装技术应用于军队中，能够对车辆以及军人行军作战起到很好的保护作用。现阶段的伪装手段大多采用伪装网等纯物理伪装技术实现，已经难以满足现代化行军作战要求；而现在市场上并没有能够自动调节变色的伪装涂层或装置，当今军队作战对颜色可变伪装有着迫切的需求。因此一种可随环境自适应的变色伪装技术对军工的发展、乃至作战的样式都将产生颠覆性影响。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于太阳能供电的自适应变色装置，能够基于太阳能发电技术根据环境颜色改变自身色彩，起到伪装防护作用。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

太阳能自供电的自适应变色装置，包括用于获取周围图像信息的图像识别单元、用于对图像进行处理并发出变色信号的图像处理及控制单元、用于根据图像处理及控制单元指令进行变色并能进行光电转换和透射光吸收的变色发电机构以及用于储存电能并供电的储能单元，所述图像识别单元的输出端连接图像处理及控制单元的输入端，图像处理及控制单元的输出端连接变色发电机构的受控端，所述变色发电机构的电能输出端连接储能单元的充电端，储能单元用于为其他各单元供电。

上述太阳能自供电的自适应变色装置，所述图像识别单元包括若干个用于获取物体周围360度图像信息的图像采集器，各图像采集器的输出端分别连接图像处理及控制单元的输入端。

上述太阳能自供电的自适应变色装置，所述变色发电机构包括设置在底层的太阳能发电涂层以及设置太阳能发电涂层上方的两电极层，两电极层之间设置有对特定波长的光线进行反射的纳米晶体层；所述两电极层的电源端连接图像处理及控制单元的信号输出端。

上述太阳能自供电的自适应变色装置，位于纳米晶体层上方的电极层上附着有透明保护盖板。

上述太阳能自供电的自适应变色装置，所述储能单元的电源端还连接有备用电源。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明能够自动识别环境颜色，其中的变色发电机构中的纳米晶体层能够根据图像处理及控制单元的指令改变自身导电纳米晶体的排列方式和形状，以反射特定波长的光线，从而实现呈现不同视觉颜色的效果；变色发电机构中的太阳能发电涂层能够将透过光转换为电能供装置自身使用。本发明可应用于军用车辆、营房、重要基地中，也可使用柔性材料应用在单兵服装上，作为伪装层能够基于太阳能发电技术根据环境颜色改变自身色彩，起到伪装防护作用。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明所述变色发电机构的结构示意图；

图3为本发明所述变色发电机构进行光反射以及光电转换的原理图。

其中：1.太阳能发电涂层，2.下电极层，3.上电极层，4.纳米晶体层，5.透明保护盖板；a.入射光线，b.特定反射光线，c.透过光线。

具体实施方式

物体是没有颜色的，而是不同物体吸收了光里面的部分颜色，并将剩余的颜色反射到我们眼睛，从而产生了我们看到的颜色。我们眼睛看到一样东西的颜色，其实就是混合光波照到该物体上后反射出来的光射入我们的眼睛所形成的；根据不同物质的不同分子结构，他们并不是将光全部反射出来的，大多数情况下，是吸收了其中的大部分频率段的光波，再将剩余的反射到我们眼睛；也就是说，一样东西如果它不吸收某种频率段的光波，那么这种频率段的光波所显现的颜色就是我们看到的这个物体的颜色，如果是两种或多种，那么我们看到的就是混合色。

下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种太阳能自供电的自适应变色装置，其结构如图1所示，包括图像识别单元、图像处理及控制单元、变色发电机构以及储能单元，图像识别单元的输出端连接图像处理及控制单元的输入端，图像处理及控制单元的输出端连接变色发电机构的受控端，所述变色发电机构的电能输出端连接储能单元的充电端，储能单元用于为其他各单元供电。

图像识别单元用于获取周围图像信息，图像识别单元包括若干个用于获取物体周围360度图像信息的图像采集器，各图像采集器的输出端分别连接图像处理及控制单元的输入端。图像识别单元为本发明获取所安装本发明的物体周围环境颜色的关键部件，通过各个角度的图像采集器获得360度全景的图像，可以准确的反映周围物体的颜色分布，供图像处理及控制单元识别周围环境的颜色，克服了传统伪装网技术造型单一、不同环境需多次更换伪装结构的问题。

图像处理及控制单元用于对图像进行处理并发出变色信号。图像处理及控制单元的核心部件为微处理器，能够根据图像采集器采集的图像信息自动分析周围环境的颜色分布，并根据周围环境的颜色分布来控制变色发电机构进行相应颜色的改变，做到因地制宜、自适应变色伪装。

变色发电机构用于根据图像处理及控制单元指令进行变色，并进行光电转换产生电能，供装置使用。

变色发电机构的结构如图2所示，包括太阳能发电涂层1、下电极层2、上电极层3、纳米晶体层4以及透明保护盖板5；其中，太阳能发电涂层1设置在最底层，附着在使用物体上，下电极层2紧贴太阳能发电涂层1设置，纳米晶体层4位于下电极层2和上电极层3之间，透明保护盖板5附着在上电极层3上，用于保护其它层。

透明保护盖板5可以保证光线能够很好的穿过盖板进入到下方的纳米晶体层和太阳能发电涂层，且盖板具有一定的强度，能够起到保护其他各层的作用。上述两电极层的电源端连接图像处理及控制单元的信号输出端，起到传输电能的作用，用于将图像处理及控制单元输出端的变色指令电信号传导至纳米晶体层。

纳米晶体层4中的纳米晶体是指具有晶体结构的纳米颗粒，纳米晶体的电学性与尺寸有很大关系，因此可以通过细致的电学变化来控制纳米晶体的结构和排布形式。在不同的晶体结构、大小、和排列方式下，反射和透过的光也不相同，因此当不同波长光入射纳米晶体组成的阵列层时，会表现出不同的反射光线，从而呈现不同的视觉颜色。本发明中，通过图像处理及控制单元向上下电极层输入相应的电压信号，来控制变色发电机构中纳米晶体层结构的改变，反射特定波长光线。

本发明所述纳米晶体层4中的纳米晶体可以设计为模块化的小单元结构，不同单元结构的电极层电压不同，从而可在微处理器的控制下，做到精准控制每个单元区域反射不同光线的波长，以实现与环境颜色更相匹配的变色特性。本发明中纳米晶体的晶粒尺寸约为1-250纳米，因此可以呈现很高的图像分辨率，达到人眼无法分辨的程度，更有利于伪装。

太阳能发电涂层起到将光能转化为电能的作用，并吸收透射到涂层表面的光线，表面对纳米晶体层反射的光线造成干扰，如图3所示。

储能单元用于储存电能并给其他单元供电，储能单元主要包括充电电池以及充放电控制电路，充放电控制电路用于控制充电电池进行充放电操作。为保证装置时刻有电，本发明的储能单元还可连接备用电源。

本发明的工作原理为：通过安装在物体各个表面的图像采集器，获取周围360度环境的图像，图像信号传输入图像处理及控制单元进行图像分析，图像处理及控制单元根据物体反射特定频率段的光波特性，将图像转换为电信号，传输到变色发电机构的电极层向晶体纳米层施加电源，纳米晶体层根据施加的电压值变换不同排列方式和形状，利用光的偏振特性反射特定光线，表现出不同的视觉颜色，来达到变换颜色的目的；透过晶体纳米层的光线被太阳能发电涂层吸收转换为电能，存储至储能单元中，供装置使用。本发明可以在电能不足情况下，可接入备用电源。