海軍專家注重用新的光電紅外傳感器技術(shù)優(yōu)化

隨著光電產(chǎn)業(yè)的下游發(fā)展，光電應(yīng)用領(lǐng)域越來越受到重視，博通君將繼續(xù)關(guān)注光通信/信息處理與存儲、消費電子、先進制造、國防與安全、半導(dǎo)體加工、能源、傳感與測試測量、照明與顯示、醫(yī)療等九大應(yīng)用領(lǐng)域的光電應(yīng)用。，而且會應(yīng)用更多干貨，請繼續(xù)關(guān)注。今天我們來講一個光電紅外傳感器的大趨勢，希望對大家有所幫助。

態(tài)勢感知一直是戰(zhàn)爭的焦點。21世紀以來，戰(zhàn)場空間日益網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化，數(shù)據(jù)量越來越大。態(tài)勢感知對于戰(zhàn)斗人員的安全和戰(zhàn)斗勝利比以往任何時候都更加重要。這是應(yīng)用光電紅外傳感器的階段。這些傳感器及其數(shù)據(jù)處理器通常被視為軍隊的眼睛。

軍事發(fā)展的持續(xù)挑戰(zhàn)是保持光電紅外傳感器系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢。面對戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)上更加成熟的對手，美軍增加了對光電紅外傳感器系統(tǒng)的重要性和復(fù)雜性的投入，以保持其技術(shù)優(yōu)勢。

海軍技術(shù)人員正在修理海軍攻擊機的機載光電傳感器單元。這種傳感器有助于戰(zhàn)斗轟炸機精確投彈。通常光電紅外傳感器的研發(fā)價值只體現(xiàn)在實際軍事環(huán)境演習(xí)中。目前，海軍海上秩序司令部主要致力于導(dǎo)航、武裝防御、水面作戰(zhàn)、防空等輔助領(lǐng)域的多任務(wù)、多職能交叉。主要驅(qū)動力是光電紅外傳感器的運動圖像，可以提供晝夜和大規(guī)模的目標監(jiān)控。它可以提高目標識別能力，提供威脅評估能力，通過自動跟蹤和火控解決方案保證火力攻擊，還支持攻擊效果評估。

未來表現(xiàn)。

為了未來的性能，海軍專家注重用新的光電紅外傳感器技術(shù)優(yōu)化現(xiàn)有傳感器。傳感器正在被開發(fā)用于武器系統(tǒng)和態(tài)勢感知系統(tǒng)。海軍領(lǐng)導(dǎo)人希望瞄準監(jiān)控傳感器能夠執(zhí)行特定的任務(wù)，因此海軍海事命令司令部正在努力增強上述傳感器的態(tài)勢感知能力，以減少專用傳感器的損失。

保持技術(shù)優(yōu)勢不僅依賴于單個傳感器的技術(shù)升級，還依賴于將兩個或多個傳感器集成到單個設(shè)備中，進行原始數(shù)據(jù)融合和平臺數(shù)據(jù)處理，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可用信息，實現(xiàn)從戰(zhàn)區(qū)指揮官到單個士兵的實時信息共享。光電紅外監(jiān)視的發(fā)展趨勢是分布在整個戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)中的全局態(tài)勢感知。

縮小尺寸。

光電紅外傳感器的一個普遍趨勢是減小尺寸、重量和功耗。如果有性能更好的小系統(tǒng)，可以出動小型無人機代替大型飛機執(zhí)行任務(wù)。隨著越來越多的平臺成為便攜式系統(tǒng)，它們可以在地面而不是空中執(zhí)行任務(wù)。

光電和紅外線現(xiàn)在或多或少地結(jié)合在一起了。光電傳感器提供白天觀測能力，紅外提供晝夜觀測能力，但光電傳感器觀測范圍更廣。未來我們需要更好的傳感器與傳感器融合技術(shù)和輔助目標識別技術(shù)，需要分辨率更高、距離防御區(qū)更遠的傳感器，這就需要更大更好的焦平面陣列。

海軍實驗態(tài)勢感知系統(tǒng)(SAWS)包括放置在航空母艦船頭和船尾的兩個光電紅外傳感器，可提供360°監(jiān)控能力。

軍用光電紅外傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢是傳感器融合，長期發(fā)展的關(guān)鍵是各類傳感器的集成和為產(chǎn)品提供相關(guān)數(shù)據(jù)的軟件的建立。它和傳感器一樣昂貴，分析更多的數(shù)據(jù)需要縮短原始數(shù)據(jù)和實際信息之間的時間。

傳感器處理。

最常見的處理技術(shù)是使用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。首先對光纖流進行抓取和預(yù)處理，然后GPU每秒處理浮點運算上億次。高吞吐量處理和英特爾組件(如XeonD)分析數(shù)據(jù)并改變模式。

美國海軍安裝在航空母艦上的態(tài)勢感知系統(tǒng)使用兩個光電紅外傳感器、一個筆記本電腦控制站和多個數(shù)字視頻記錄器來提供船周圍的360°視覺覆蓋，用于武裝防御、導(dǎo)航、搜索和捕獲操作。

要在復(fù)雜環(huán)境下取得勝利，軍隊需要充分了解情況，這就需要光電紅外傳感器來執(zhí)行瞄準任務(wù)。通過畫中畫和步進凝視可以實現(xiàn)更廣泛的情境意識。我們希望未來會有更多的集成負載，覆蓋各種不同帶寬的傳感器，一些軟件組件可以將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息，或者至少為操作人員提供線索。

技術(shù)嵌入。

隨著軍事技術(shù)的發(fā)展，許多商業(yè)領(lǐng)域的前沿研究開始浮出水面。它們經(jīng)過了調(diào)整以適應(yīng)戰(zhàn)爭的需要，并且比特殊的軍事硬件設(shè)施反應(yīng)更快。緊密配合是制作更直觀的新系統(tǒng)，使戰(zhàn)場識別易于使用的關(guān)鍵。

安裝在阿古斯塔韋斯特蘭公司AW189直升機上的SAFIRE380-HD光電紅外傳感器吊艙。

首先，高清晰度成像技術(shù)已經(jīng)在商業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。高清成像在被軍方廣泛采用之前，已經(jīng)出現(xiàn)在消費電子領(lǐng)域，但是目標的高清熱成像是一項比較困難的技術(shù)。去年，前視紅外公司(FLIRCompany)推出了配備突擊步槍的高清熱像儀HISS-XLR，這種熱像儀此前僅用于高端機載和車載性能。

來自海軍海事系統(tǒng)司令部的專家已經(jīng)檢查了具有大視野和連續(xù)360°監(jiān)控的分布式孔徑傳感器的潛在性能。包括大幅面、小像素焦平面陣列技術(shù)、拼接傳感器圖像、集成大視場傳感器和常規(guī)傳感器進行遠距離目標識別和分類。

擴大視野。

使用大視場的目的是為了增加自動探測和多目標跟蹤性能，以增強態(tài)勢感知，并將其用于武器系統(tǒng)和作戰(zhàn)支援。大視場和互操作性的優(yōu)點是更緊密的識別、威脅評估、虛警識別等。另一個問題是使用短波紅外傳感器來提高可見光傳感器在近海環(huán)境中的性能，以便在惡劣的視覺環(huán)境和帶內(nèi)激光成像中提供幫助。在嘈雜的環(huán)境中，圖像可以減輕一些工作量，提高對情況的認識。有了這些圖像，我們可以了解它們的管理和顯示方法，以避免信息過載。

光電紅外系統(tǒng)(或類似的高光譜成像傳感器)通過區(qū)分陸地地形、海洋和航道的特征和接觸點(如平面雷達性能有限的沿海地區(qū)的小型船舶和巡邏艇)，可以大大提高操作人員的態(tài)勢感知能力。具有熱反差的高光譜成像系統(tǒng)可以探測和識別雷達特征非常弱的海面和海灘陸地威脅。光電成像、紅外成像、夜視系統(tǒng)和激光測距系統(tǒng)的結(jié)合，可以提高氣墊船的作戰(zhàn)可操作性。

征服黑暗。

與此同時，陸軍通信電子研究、發(fā)展和工程中心的夜視和電子傳感器委員會(NVESD)正在努力超越美國士兵在20世紀90年代至21世紀初使用的夜視系統(tǒng)。這種夜視儀系統(tǒng)安裝在夜視儀上，作為個人裝備的關(guān)鍵部件，夜視儀需要更先進的技術(shù)來征服黑暗。

夜視鏡通常有操作上的局限性:沒有熱容量，沒有晝夜無縫過渡，遠距離觀察沒有特寫或特寫功能。NVESD的增強型夜視鏡使用圖像增強通道、熱通道和光學(xué)覆蓋區(qū)域，可與相機輸出相結(jié)合，在小型顯示器上增強圖像。目前，增強型夜視鏡仍然沒有完整的數(shù)字性能。

NVESD專家的目標就是這樣一個系統(tǒng):后面一個攝像頭，一個傳感器，一個光學(xué)顯示器，存儲和記憶容量，軟件運行。

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