各国无人机传感器装备发展迅速

2011-10-13 20:20:47来源: 工控网 关键字:传感器

  摘要:各国部队对于无人机提出的持续监视的要求越来越高,致使新的无人机传感器装备迅速发展,越来越先进,越来越复杂。

    美国陆军的增强型战术侦察和反遮蔽雷达

    2010年10月,洛克希德马丁公司的增强型战术侦察和反遮蔽雷达(TRACER)装在MQ-9“捕食者”B无人机上,进行了第一次飞行试验。这也是美国陆军在实施持久大范围搜索和遮蔽探测雷达能力计划中,穿透雷达在固定翼无人机上进行的第一次试验。遮蔽物包括伪装、浓密的植物、建筑材料和编织网。双波段合成孔径雷达能够探测隐藏或者遮蔽在这些遮蔽物下的车辆、建筑物和其它人造目标,而且还有地面穿透能力。

    增强型战术侦察和反遮蔽雷达的技术基础是以前的植被穿透系统(FOPEN),将植被穿透系统和双波段合成孔径雷达结合在一起,在各种气候条件下不分昼夜地以不同的方式向地面部队提供高分辨率的图像。植被穿透系统原来安装在C-12载人固定翼飞机上,而美国陆军需要提供比C-12更为持久的监视,于是就导致了增强型战术侦察和反遮蔽雷达的开发。将增强型战术侦察和反遮蔽雷达安装在MQ-9以及其它长航程无人机上,能够覆盖更加广阔的范围,收集更多的资料,更好地支持部队的作战行动,向地面指挥官提供传统的光学传感器所不能提供的情报。

    据洛克希德马丁公司的人士说,增强型战术侦察和反遮蔽雷达使美国陆军能够在战术平台上监视广大的区域,并实时传送监视信息。雷达的双波段工作能力提供了在各种地形和遮蔽条件下的目标探测,并且与机上处理的数据链技术相结合,将处理结果实时地下传到地面站。完整的系统包括一个便携式地面站,用于安排、收集和支持任务并利用图像。洛克希德马丁公司正在细微地调整增强型战术侦察和反遮蔽雷达的分辨率,使之与“捕食者”B无人机相匹配。此前已经成功地采集到超高频图像,还将在未来的几个月里验证甚高频图像采集能力,然后还将增加地面运动目标指示器(GMTI)。

    机载大范围监视传感器系统

    增强型战术侦察和反遮蔽雷达计划说明了部队需要更加先进的传感器系统来装备无人机。迫于要在短时间内提供新型装备的压力,工业部门不得不走上新的途径。ITT公司承接了为美国空军的“女妖凝视”监视系统计划开发昼夜机载大范围监视传感器系统的合同,集中精力解决了系统的通用性和可升级问题,尽量采用现成的摄像机、传感器和组件。机载大范围监视传感器系统以其光电传感器和红外传感器提供昼夜不停的大范围连续监视。ITT公司利用MQ-9“捕食者”B无人机平台现有的能力,并且将各种最好的现成技术组合到体积、重量和功率均极受限制的系统之中。

    ITT公司不但提供了机载大范围监视传感器系统,还利用前端技术进行数据压缩、图像服务和数据处理,保证战斗人员得到高质量的大视场数据,清晰地了解战场情况。ITT公司的人士认为机载大范围监视传感器系统的关键不在于能够一天24小时地采集数量巨大的战场数据,而在于公司开发的数据处理方法,使用户能够接近服务器,利用此前所采集的数据,了解过去所发生的事情。
 机载大范围监视传感器系统所取得的资料通过手持装置传送给地面上的士兵,使之能够查看来自无人机的大量图像,实时了解远处的情况。机载大范围监视传感器系统提供了一种全新的进入作战的途径,能够加速任务的执行。同时,机载大范围监视传感器系统是一种“片状结构体系”,可以增减以适应不同用户和不同平台的需要。ITT公司拥有各种各样的传感器供用户选择。

    Kestrel地面运动目标指示器

    当澳大利亚国防军寻求提高其无人机监视能力的途径时,部署速度是进行选择的一个重要因素。2011年初,澳大利亚空军在其部署在阿富汗的“苍鹭”无人机上配备了Sentient公司开发的Kestrel地面运动目标指示器。用于光电/红外传感器的Kestrel计算机图像处理系统分析“苍鹭”无人机所采集的ISR图像,进行实时的数据处理,自动探测和跟踪传感器视场中的小型运动目标。系统可以探测小至2x2像素的目标,可以是单个车辆,也可以是徒步的人。利用该系统,可以在“苍鹭”无人机上观测广大的地面区域,进行持续可靠的探测。

    在使用Kestrel地面运动目标指示器之前,澳大利亚国防军的机载ISR缺乏自动探测目标的能力,依靠操作人员注视着全运动视频图像来发现作战威胁,这是非常困难的。而Kestrel的软件基于算法,识别全运动视频中诸像素的变化,减轻了操作人员和分析人员的工作量。过去,许多的作战威胁难以为人眼甚至雷达所发现。采用Kestrel地面运动目标指示器之后,能够实时地发现视场中的运动目标,使得指挥人员能够通过清晰地识别运动目标来自动感知整个战场的态势,及时采取相应的行动。

    Kestrel地面运动目标指示器除了能够实时发现威胁之所在而外,也是一个能够进行事后处理的强有力的情报设备。分析人员可以利用通过Kestrel地面运动目标指示器所得到的资料,了解在某个地方在一段相当长的时间里所发生的事情。Sentient公司所设计的软件具有相当高的通用性,其最为基本的功能是“即插即用”,加入全运动视频中即可进行运动目标探测,不需要对平台或者地面控制站进行多少改变,即使用作情报设备也是如此。Kestrel地面运动目标指示器还起着提高无人机的自主性的作用,使无人机能够更好地对准目标。即使它的硬件有些过时了,它的软件也能够使之以全新的方式发挥作用。从而,在提高能力的同时,减少成本投入和时间花费。

    Controp公司的STAMP系列传感器

    Controp公司的STAMP系列传感器是陀螺仪稳定的小型传感器,专用于小型无人机。STAMP系列小型传感器已经在包括“云雀”、“蓝鸟”和Skylite在内的多种无人机上使用了多年。STAMP系列传感器包括具有非致冷红外探测器的U-STAMP、U-STAMP-Z和U-STAMP-DF传感器,具有彩色CCD的D-STAMP和D-STAMP-HD传感器,T-STAMP-C和T-STAMP-U双传感器,以及结构加固的A-VIEW传感器。这些传感器装备作为有效载荷用于小型无人机进行侦察,提供的图像质量与大型无人机有效载荷相当。Controp公司瞄准需求迅速增长的小型无人机有效载荷市场,解决传感器价格和图像质量之间的矛盾,提供具有高性能重量比和高性能体积比的传感器。

    Controp公司提供的传感器具有高的图像质量,但是并不增加操作人员的工作量。使用方便这一点对于在战场由非专业人员操作的小型无人机来说十分重要。例如,采用机械陀螺和三个万向架系统实现自动变焦,既减小了操作人员的工作量,也使操作人员在进行大小视场变换时能够看到目标。另外,Controp公司还采用高清晰度的摄像机,提供高分辩能力,并且在提高图像稳定性方面做了相当多的工作。

  埃尔比特光电系统公司的CoMPASS传感器系列

    以色列埃尔比特光电系统公司是一家世界领先的集成无人机传感器装备提供商,目前正在改进其用于“赫耳墨斯”450无人机的DCoMPASS传感器和用于“赫耳墨斯”90战术无人机和“云雀”II无人机的MicroCoMPASS传感器。该公司的光电传感器装备能够提供最佳的观察、监视、跟踪和目标定位能力,他们的传感器产品设计具有的机械接口和电气接口容易与其搭载平台整合。

    DCoMPASS传感器系统具有在各种气候条件下进行昼夜情报、监视、目标搜索和战术侦察的能力,综合的光电传感器部件多达5种,包括拥有微光工作模式的HD彩色电视摄像机,大尺寸的热像仪,激光目标照明器,对眼睛无害的激光测距仪和激光目标指示器。系统采用了微型数字电路和轻质材料,因此重量轻,体积小,适合于高级无人机应用。

    MicroCoMPASS传感器系统是CoMPASS家族的最新成员,采用了重量超轻,极度紧凑和高度稳定的设计,具有连续变焦以及昼夜观察和监视能力。系统提供稳定的实时视频,远程连续变焦热成像和彩色变焦CCD摄像机,并且能够自动跟踪观察到的目标。

    据称,埃尔比特光电系统公司的传感器系统正在使战场的作战方式发生根本性的变化。现在新的作战情景越来越复杂,要在城市内作战,要执行维和任务,还要应对低强度的不对称冲突。作战人员必须有效地发现、应对和消除威胁,而埃尔比特光电系统公司的传感器系统经过了战场的验证,能够使他们更好地感知战场态势,果断地做出响应。

 

关键字:传感器

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2011/1013/article_4094.html
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