光電紅外傳感器的一個普遍趨勢是什么？

態(tài)勢感知一直是交戰(zhàn)關注的焦點，21世紀以來，戰(zhàn)場空間日益網(wǎng)絡化、數(shù)字化，數(shù)據(jù)量越來越大，對于作戰(zhàn)人員的安全及作戰(zhàn)勝利，態(tài)勢感知能力比以往任何時候都更加重要。這正是光電紅外傳感器應用的舞臺，這些傳感器及其數(shù)據(jù)處理器通常被看作軍隊的眼睛。

軍隊發(fā)展的持續(xù)挑戰(zhàn)是保持光電紅外傳感器系統(tǒng)的技術優(yōu)勢。面對戰(zhàn)術和技術上更加成熟的敵手，美軍在光電紅外傳感器系統(tǒng)的重要性和復雜性上增加了投入，以保持技術優(yōu)勢。

海軍技術人員正在維修海軍攻擊機的機載光電傳感器單元。該傳感器幫助戰(zhàn)斗轟炸機精確投彈

通常光電紅外傳感器的研發(fā)價值只在實際軍事環(huán)境演練中體現(xiàn)。海軍海上秩序指揮部現(xiàn)階段主要致力于多任務和功能的交叉，例如導航、武裝防范、水面戰(zhàn)、防空及其他輔助領域的研究。主要推動力是可提供晝夜、大范圍目標監(jiān)視的光電紅外傳感器的運動圖像，它能提升目標識別能力、提供威脅評估能力并通過自動跟蹤和火控解算保障火力打擊，也可支持打擊效果評估。

未來性能

對于未來性能，海軍專家關注利用新的光電紅外傳感器技術優(yōu)化現(xiàn)有傳感器。傳感器正發(fā)展為能同時為武器系統(tǒng)和態(tài)勢感知系統(tǒng)所用的。海軍領導希望瞄準監(jiān)視傳感器能夠執(zhí)行特定任務，因此海軍海上秩序指揮部正致力于增強上述傳感器的態(tài)勢感知能力，以便降低特殊用途傳感器的損耗。

保持技術優(yōu)勢不僅依靠提升單個傳感器的技術，還需要將兩個或多個傳感器集成在單個裝置中并進行原始數(shù)據(jù)融合及平臺數(shù)據(jù)處理，將數(shù)據(jù)轉化為可用信息并實現(xiàn)從戰(zhàn)區(qū)指揮官到單兵的實時信息共享。光電紅外監(jiān)視的發(fā)展潮流是分布在整個戰(zhàn)場網(wǎng)絡間的總體態(tài)勢感知能力。

縮減尺寸

光電紅外傳感器的一個普遍趨勢是縮減尺寸、重量及功耗。如果有性能較好的小型系統(tǒng)，就可派出小型無人機代替大飛機執(zhí)行任務。隨著更多的平臺成為便攜式系統(tǒng)，就可在地面執(zhí)行任務，而不需要在空中完成任務。

光電和紅外現(xiàn)在或多或少地綁定在一起，光電傳感器提供晝間觀察能力，紅外提供晝夜觀察能力，但光電傳感器的觀測范圍更廣。未來我們需要更好的傳感器及傳感器融合技術和輔助目標識別技術，我們需要分辨率更高、防區(qū)外距離更遠傳感器，這就要求更大更好的焦平面陣列。

海軍實驗性態(tài)勢感知系統(tǒng)（SAWS），包括兩個放置在航空母艦艦頭和艦尾的光電紅外傳感器，能提供360°監(jiān)視能力

軍用光電紅外傳感器技術的發(fā)展趨勢是傳感器融合，多種類型的傳感器融合及建立相對數(shù)據(jù)提供產(chǎn)品的軟件是長遠發(fā)展的關鍵。它和傳感器一樣成本高昂，解析更多數(shù)據(jù)需要縮減原始數(shù)據(jù)與實用信息之間的時間。

傳感器處理

最常見的處理技術是使用現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA），首先抓取光纖流，進行預處理，然后交由通用圖表處理裝置（GPGPU）處理每秒億萬次的浮點運算。高吞吐量處理和英特爾元件（如Xeon D）分析數(shù)據(jù)及更改模式。

美國海軍裝于航空母艦上的態(tài)勢感知系統(tǒng)，采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)字視頻錄像機提供環(huán)艦360°視覺覆蓋，用于武裝防范、導航、搜索和捕獲操作。

軍隊在復雜環(huán)境中制勝需要充分了解態(tài)勢，這種理念要求光電紅外傳感器執(zhí)行瞄準任務。更廣泛的態(tài)勢感知可通過畫中畫和步進凝視實現(xiàn)。我們希望今后有集成性更好的負載，覆蓋多種不同帶寬的傳感器，一些軟件組件能將輸入數(shù)據(jù)轉換為信息，或至少為操作員提供線索。

技術嵌入

隨著軍用技術的增加，許多來自商業(yè)領域的尖端研究迎面而來，它們?yōu)橛蠎?zhàn)爭需要進行了調(diào)整，比特制軍用硬件設施反應更快。制造更直觀新系統(tǒng)，使戰(zhàn)場識別易于使用，密切合作是關鍵。

安裝在奧古斯塔威斯特蘭（AgustaWestland）公司AW189直升機上的SAFIRE 380-HD光電紅外傳感器吊艙

首先是在商業(yè)領域開發(fā)了用于廣泛部署的高清成像技術。在軍方廣泛采用之前，高清成像就已出現(xiàn)在消費電子產(chǎn)品領域，但目標的高清熱成像是一項更難的技術。去年FLIR公司推出了裝配突擊步槍的高清熱像儀HISS-XLR，具有以前只能用于高端機載和車載級別的性能。

海軍海上系統(tǒng)指揮部專家已經(jīng)檢驗了大視場分布式孔徑傳感器和持續(xù)360°監(jiān)視的潛在性能。包括了大格式、小像素焦平面陣列技術、拼接傳感器圖像、集成大視場傳感器和常規(guī)傳感器用于遠距離目標識別和分類。

增大視場

使用大視場的目的是加入自動探測和多目標跟蹤性能以增強態(tài)勢感知并用于武器系統(tǒng)和作戰(zhàn)保障。大視場和互操作性的優(yōu)點是可進行更近距離的識別、威脅評估、辨別虛假警報等等。我們的另一個關注點是采用短波紅外傳感器改進可見光傳感器在海上環(huán)境的性能，以輔助視覺環(huán)境較差的情況及帶內(nèi)激光成像。圖像能緩解一些工作負荷并提升嘈雜環(huán)境的態(tài)勢感知，有了這些圖像，我們就能了解它們的管理與顯示方式以避免信息超載。

光電紅外系統(tǒng)（或類似超光譜成像傳感器）通過辨別陸地地形、海洋及航道特征和接觸點（例如在平面雷達性能受限的近海岸區(qū)域的小型船只和巡邏艇），能極大地提高操作員的態(tài)勢感知。帶有熱對比度的超光譜成像系統(tǒng)，能夠探測識別雷達特征非常弱的海面及海灘陸地威脅。光電成像、紅外成像、夜視系統(tǒng)及激光測距系統(tǒng)的結合能提升氣墊船的作戰(zhàn)操作性。

征服黑暗

同時，陸軍通信電子研究開發(fā)和工程中心的夜視與電子傳感器理事會（NVESD）正致力于超越美軍士兵1990-2000年代使用的夜視系統(tǒng)。這種夜視系統(tǒng)安裝在夜視鏡上，作為單兵裝備的關鍵部件，夜視鏡征服黑暗需要更先進的技術。

夜視鏡通常具有操作局限性：沒有熱容量，沒有晝夜之間的無縫轉換，遠距離觀察時沒有近攝或特寫功能。NVESD的增強型夜視鏡使用了一個像增強通道、一個熱通道和可與相機輸出相組合在一起的光學覆蓋范圍，在小型顯示器上進行圖像增強。目前的增強型夜視鏡仍然不具備完全的數(shù)字化性能。

NVESD專家的目標是這樣一個系統(tǒng)：一個位于后部的照相機、一個傳感器、光顯示器、有存儲和記憶容量，可以運行軟件。
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