美國坦克先進(jìn)傳感器的探測使用或?qū)?shí)現(xiàn)部分智能

在美國陸軍的下一代戰(zhàn)斗車輛中，傳感器將發(fā)揮重要作用。雖然直到21世紀(jì)30年代新一代坦克才會(huì)進(jìn)入服役階段，技術(shù)人員已在積極研發(fā)一系列能增強(qiáng)車輛態(tài)勢感知的探測能力。

這些改變不僅能提高戰(zhàn)車的作戰(zhàn)效果，還能增強(qiáng)安全性。美國陸軍通信電子研發(fā)和工程中心夜視和電子傳感器理事會(huì)的地面作戰(zhàn)系統(tǒng)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(jìn)的360度態(tài)勢感知和敵方炮火探測工具，以及其他方面的改進(jìn)。

紅外和可見光混合相機(jī)也將發(fā)揮作用，幫助士兵充分了解周圍環(huán)境。當(dāng)前研發(fā)者們正致力于確定需要多少個(gè)相機(jī)的信息輸入才能提供完整的圖像，但又不會(huì)產(chǎn)生太多數(shù)據(jù)令操作員應(yīng)接不暇。

Klager說：“主要的挑戰(zhàn)就是確定最少數(shù)量的相機(jī)，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(huì)變得更窄，因此需要更多的相機(jī)。所以這是一個(gè)權(quán)衡。”

據(jù)粗略估計(jì)，四到六臺(tái)相機(jī)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(fā)者們?nèi)栽谶M(jìn)行微調(diào)。

這只是態(tài)勢感知圖像的一部分，識(shí)別敵對(duì)力量則是一個(gè)關(guān)鍵功能。Chris Ostroski是陸軍坦克與自動(dòng)車輛研究開發(fā)工程中心的戰(zhàn)車原型計(jì)劃的負(fù)責(zé)人，他說道：“態(tài)勢感知只是水平的，我們還希望傳感器可以上升來識(shí)別從直升機(jī)到小型無人機(jī)這些空中作戰(zhàn)領(lǐng)域里的一切東西?！?/p>

新型坦克還將擁有先進(jìn)的敵方炮火探測系統(tǒng)。

當(dāng)前炮火探測的方法是使用紅外相機(jī)探測熱輻射，但必須冷卻相機(jī)以減少噪音。目前正在研發(fā)中的非制冷相機(jī)使用了不同的探測機(jī)制，并進(jìn)行校準(zhǔn)以應(yīng)對(duì)小的變化，從而生成高質(zhì)量的圖像。

Klager說：“目前非制冷相機(jī)還達(dá)不到與制冷相機(jī)相同級(jí)別的性能，但我們正在縮小差距，并且非制冷相機(jī)更便宜?！?/p>

最終的理想產(chǎn)品將是一個(gè)多功能的非制冷傳感器，能夠增加一系列態(tài)勢感知的功能。Klager繼續(xù)說道：“在某些情況下，不能只在車輛外部繼續(xù)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(gè)傳感器就能具備多種能力?！?/p>

這樣一個(gè)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(jī)。這些算法將成為成功改進(jìn)傳感器的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。項(xiàng)目經(jīng)理需要確保系統(tǒng)可以準(zhǔn)確處理這些復(fù)雜傳感器提供的大量數(shù)據(jù)。

Klager說：“這其實(shí)是在圖像內(nèi)尋找不同的東西。挑戰(zhàn)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(huì)探測到許多你不想探測的東西?！?/p>

什么時(shí)候是炮擊的火光，什么時(shí)候只是窗外的陽光閃爍？是鳥還是無人機(jī)？“你需要算法來區(qū)分這些類型的信號(hào)，所以必須保持低虛警率，這是成功的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。”

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(dá)不到自動(dòng)駕駛的程度，但將足夠智能以幫助駕駛員執(zhí)行任務(wù)。Ostroski說：“我們?cè)O(shè)想了一些輔助駕駛能力：例如，如果你有一些先前收集的數(shù)據(jù)，它就能為你規(guī)劃一條更好的路線。我們不希望把我們的戰(zhàn)斗車輛排成一排，但我們希望它能為駕駛提供幫助?！?/p>