在美國陸軍的下一代戰斗車輛中,傳感器將發揮重要作用。雖然直到21世紀30年代新一代坦克才會進入服役階段,技術人員已在積極研發一系列能增強車輛態勢感知的探測能力。
這些改變不僅能提高戰車的作戰效果,還能增強安全性。美國陸軍通信電子研發和工程中心夜視和電子傳感器理事會的地面作戰系統分部副部長Gene Klager表示:“目前,指揮官和駕駛員都需要把頭伸出車外并依靠各自的人體感官,這樣就很容易受到狙擊手和簡易爆炸裝置的襲擊,并且也很難觀察車輛周圍的情況。”
新一代坦克將提供改進的360度態勢感知和敵方炮火探測工具,以及其他方面的改進。
紅外和可見光混合相機也將發揮作用,幫助士兵充分了解周圍環境。當前研發者們正致力于確定需要多少個相機的信息輸入才能提供完整的圖像,但又不會產生太多數據令操作員應接不暇。
Klager說:“主要的挑戰就是確定最少數量的相機,既可以定位車輛周圍情況,也可以提供所需的分辨率。士兵需要足夠的分辨率以看得更清楚,但更高的分辨率意味著視場會變得更窄,因此需要更多的相機。所以這是一個權衡。”
據粗略估計,四到六臺相機就可以為200米處的人員探測提供場景全覆蓋和足夠的分辨率,但研發者們仍在進行微調。
這只是態勢感知圖像的一部分,識別敵對力量則是一個關鍵功能。Chris Ostroski是陸軍坦克與自動車輛研究開發工程中心的戰車原型計劃的負責人,他說道:“態勢感知只是水平的,我們還希望傳感器可以上升來識別從直升機到小型無人機這些空中作戰領域里的一切東西。”
新型坦克還將擁有先進的敵方炮火探測系統。
當前炮火探測的方法是使用紅外相機探測熱輻射,但必須冷卻相機以減少噪音。目前正在研發中的非制冷相機使用了不同的探測機制,并進行校準以應對小的變化,從而生成高質量的圖像。
Klager說:“目前非制冷相機還達不到與制冷相機相同級別的性能,但我們正在縮小差距,并且非制冷相機更便宜。”
最終的理想產品將是一個多功能的非制冷傳感器,能夠增加一系列態勢感知的功能。Klager繼續說道:“在某些情況下,不能只在車輛外部繼續添加傳感器,所以我們傾向于這一多功能非制冷傳感器的概念,只用一個傳感器就能具備多種能力。”
這樣一個傳感器還可以察看敵方炮火并使用一組不同的算法來探測小型無人機。這些算法將成為成功改進傳感器的關鍵驅動因素。項目經理需要確保系統可以準確處理這些復雜傳感器提供的大量數據。
Klager說:“這其實是在圖像內尋找不同的東西。挑戰之處是如何使探測概率高而虛警率很低。你可以用一種算法來探測一切,但它很可能會探測到許多你不想探測的東西。”
什么時候是炮擊的火光,什么時候只是窗外的陽光閃爍?是鳥還是無人機?“你需要算法來區分這些類型的信號,所以必須保持低虛警率,這是成功的關鍵標準。”
下一代坦克也將具有一定程度的自主性或智能性。雖然它還達不到自動駕駛的程度,但將足夠智能以幫助駕駛員執行任務。Ostroski說:“我們設想了一些輔助駕駛能力:例如,如果你有一些先前收集的數據,它就能為你規劃一條更好的路線。我們不希望把我們的戰斗車輛排成一排,但我們希望它能為駕駛提供幫助。”
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原文標題:【先進傳感器】美國陸軍的下一代坦克將用先進傳感器進行探測
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