夜視技術是拓展人眼視覺感知的重要手段,具有廣泛的軍事應用價值。主動紅外夜視裝備發展成熟,但需紅外光源照射,易被對方探測,隱蔽性差;紅外熱像裝備分辨率高,能有效探測和識別熱源目標,但價格昂貴,難于大批量推廣;微光夜視裝備隱蔽性好,成本較紅外熱像裝備低,雖然易受雨、雪、霧等惡劣天候影響,但價格較低,目前仍是軍用夜視領域的重要手段。
據銀月光咨詢報道,近期,中國人民解放軍32181部隊高級工程師張勇等人在《紅外》期刊上發表了以“美軍微光夜視頭戴系統技術進展”為主題的綜述文章。張勇高級工程師主要從事光電裝備保障方面的研究工作。
這項研究綜述了美軍微光夜視頭戴系統的發展情況,分析了美軍AN/AVS系列、AN/PVS系列以及微光/紅外融合夜視鏡、夾式熱像儀、陸用全景夜視鏡、雙筒增強型夜視鏡、集成視覺增強系統的特點和發展趨勢,并對微光夜視頭戴系統在高性能像管、固體微光夜視技術和微光/紅外融合技術等方面的發展前景進行了討論,為國內微光夜視頭戴系統研制提供了參考。
美軍微光夜視頭戴系統主要有AN/AVS系列和AN/PVS系列。AN/AVS系列夜視鏡主要用于美軍固定翼飛機、旋翼機和直升機等機載平臺的飛行員,AN/PVS系列夜視鏡主要用于美軍地面部隊及特種戰術小組。
AVS系列夜視鏡
PVS系列夜視鏡
美軍在大量裝備AVS、PVS系列夜視鏡的同時,還大力發展了多波段融合夜視增強成像系統。同時還部署了夾式熱像儀(COTI),是一種能夠快速部署、技術成熟且價格適中的夜視裝備。COTI將紅外圖像投射到微光夜視儀的物鏡上,從而實現了微光細節分辨與熱源目標突出顯示的融合夜視效果。另外還部署的有陸用全景夜視鏡、雙筒增強型夜視鏡以及集成視覺增強系統(IVAS)。IVAS由頭部組件、可背負式單兵計算機、交互系統以及3片舒適穿戴電池(CWB)組成。IVAS集成了寬視場晝夜觀察、紅外/微光融合顯示、戰場態勢感知、敏感目標輔助識別等一系列關鍵技術,實現了單兵態勢感知能力與作戰效能的顯著提升。但具備AR功能的IVAS需要長期訓練才能發揮其效能從而提高作戰效能。
微光與微光/紅外融合圖像的對比
美軍微光夜視頭戴系統的技術特點:(1)高性能像管研發處于領先地位。高性能像管是微光夜視頭戴系統的核心部件。目前美軍微光夜視裝備已普遍換裝了三代像管。(2)標準化程度逐步提高。目前美軍采用的三代像管外形已逐步標準化,分別是MX10160、MX11769和MX10130。(3)針對不同應用場景,研制了不同型號的微光夜視裝備。在結構形式上有單筒單目、單筒雙目和雙筒雙目等;在作戰使用方面,AVS系列充分考慮了飛行速度和過載需求,PVS系列則考慮了戰場環境的復雜性、信息獲取和信息共享的特殊要求。(4)微光夜視裝備逐步向信息感知綜合化方向發展。
夜視技術作為拓展人眼夜間低照度視覺感知的重要手段,具有廣泛的軍事應用價值。隨著數字圖像處理技術的快速發展,微光夜視裝備在高性能像管、固體微光夜視技術、微光/紅外融合技術等方面還有巨大的發展空間。電子轟擊有源像素傳感器(EBAPS)逐步成為微光夜視研究的重要方向。隨著CMOS生產工藝以及數字電路設計的快速發展,超低照度CMOS固體成像器件的性能指標不斷提升。需進一步深化研究彩色融合算法、配準技術、色彩傳遞以及融合圖像效果評價等關鍵技術,盡可能得到與人眼可見光波段觀察景物色彩相吻合的彩色夜視圖像;同時研制圖像融合處理硬件平臺,以提高融合算法的魯棒性。
銀月光科技深耕健康智慧光源,向市場提供全品類紫外UVA UVB UVC LED,紅外IR LED VCSEL產品和方案服務,在國內外市場擁有數百家優質合作伙伴,共同推動用光科技創造健康智慧生活的事業。
審核編輯 黃昊宇
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