利用無人機(jī)紅外熱成像技術(shù)檢測(cè)艦船腐蝕

“頂層”無人機(jī)紅外熱成像技術(shù)及數(shù)據(jù)加工方案可集成到現(xiàn)成的民用無人機(jī)平臺(tái)，用于檢查、檢測(cè)海軍艦船的材料缺陷、腐蝕、變形及其他異常情況，節(jié)省大量資金。

2019年9月，太平洋海軍信息戰(zhàn)中心的丹·詹寧斯（Dan Jennings）在加州圣地亞哥“中途島”號(hào)航母博物館（USSMidway Museum）的空中交通管制塔臺(tái)前聚精會(huì)神地操控?zé)o人機(jī)，演示美國海軍研究局（ONR）全球快速響應(yīng)科技原型計(jì)劃（TechSolulions）資助的“頂層”無人機(jī)項(xiàng)目。

演示當(dāng)天，“頂層”無人機(jī)從“中途島”號(hào)甲板上起飛，按預(yù)設(shè)航線飛行到目標(biāo)區(qū)域后，安裝在機(jī)身下方的紅外熱成像設(shè)備在幾分鐘內(nèi)完成圖像數(shù)據(jù)采集，然后返回著陸區(qū)。此時(shí)，“中途島”號(hào)航母上的聲音和動(dòng)作已與幾十年前大不相同，這艘傳奇航空母艦在越南戰(zhàn)爭和沙漠風(fēng)暴行動(dòng)期間曾有多架飛機(jī)從其甲板上起飛。現(xiàn)在，它是加州圣地亞哥的一個(gè)博物館，盡管已經(jīng)退役，美國海軍仍與“中途島”號(hào)航母博物館的領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)合作，尋找為美海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)開展合作的機(jī)會(huì)。

演示過程中，利用計(jì)算機(jī)視覺算法分析采集到的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)“中途島”號(hào)航空母艦上存在嚴(yán)重腐蝕，這艘航母博物館為美海軍提供了一個(gè)腐蝕多樣化的目標(biāo)。

“頂層”無人機(jī)采用的紅外熱成像技術(shù)和數(shù)據(jù)加工方案可集成到現(xiàn)成的民用無人機(jī)平臺(tái)，用于檢查、檢測(cè)海軍艦船的材料缺陷、腐蝕、變形及其他異常情況。這項(xiàng)技術(shù)由美國海軍研究局全球快速響應(yīng)科技原型計(jì)劃團(tuán)隊(duì)和太平洋海軍信息戰(zhàn)中心（NIWC）共同開發(fā)，適合集成到現(xiàn)成的民用無人機(jī)（COTS）平臺(tái)，用于檢查、檢測(cè)美海軍艦船的材料缺陷、腐蝕、變形及其他異常情況?！绊攲印痹跈z查區(qū)域周圍飛行，獲取紅外圖像和測(cè)量數(shù)據(jù)以確定艦船是否存在腐蝕，以及腐蝕的嚴(yán)重程度。

腐蝕總是存在，雨水和海水等因素一直在腐蝕艦船，而人類肉眼很難識(shí)別腐蝕。利用‘頂層無人機(jī)紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)，可以在25m外識(shí)別出腐蝕?！绊攲印贝钶d其他任務(wù)載荷如在可見光、紅外波段工作的激光雷達(dá)（UDAR）收集數(shù)據(jù)，激光雷達(dá)發(fā)射脈沖激光束測(cè)量目標(biāo)的距離，準(zhǔn)確掃描視線內(nèi)所有目標(biāo)的幾何形狀，創(chuàng)建數(shù)字模型，然后使用計(jì)算機(jī)視覺算法來檢測(cè)艦船是否出現(xiàn)腐蝕。

除具有圖像增強(qiáng)功能外，“頂層”無人機(jī)可減輕水兵的維護(hù)工作量。太平洋海軍信息戰(zhàn)中心“頂層”無人機(jī)綜合項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人馬克·比林斯基博士表示，水兵需要花費(fèi)大量時(shí)間檢測(cè)艦船和其他設(shè)備的腐蝕情況，而無人機(jī)可隨時(shí)全視角巡檢，拍攝艦船甲板的圖像，快速自動(dòng)收集數(shù)據(jù)并評(píng)估是否存在腐蝕，不占用水兵過多的時(shí)間。

“頂層”無人機(jī)項(xiàng)目直接接受后方水兵和前線海軍陸戰(zhàn)隊(duì)員的技術(shù)請(qǐng)求，將在大約12個(gè)月內(nèi)向海軍及海軍陸戰(zhàn)隊(duì)現(xiàn)役艦船提供無人機(jī)原型機(jī)解決方案，它為美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)帶來了很多益處，正在接受軍方的反饋。美海軍希望盡早完成“頂層”無人機(jī)項(xiàng)目和交付。未來，“頂層”無人機(jī)執(zhí)行艦船腐蝕檢測(cè)任務(wù)，將為美海軍節(jié)省大量資金，提高效率，使水兵能承擔(dān)更重要的工作，而不是花大量時(shí)間做維護(hù)工作。

（李悅霖編譯）