利用無人機紅外熱成像技術檢測艦船腐蝕

“頂層”無人機紅外熱成像技術及數據加工方案可集成到現成的民用無人機平臺，用于檢查、檢測海軍艦船的材料缺陷、腐蝕、變形及其他異常情況，節省大量資金。

2019年9月，太平洋海軍信息戰中心的丹·詹寧斯（Dan Jennings）在加州圣地亞哥“中途島”號航母博物館（USSMidway Museum）的空中交通管制塔臺前聚精會神地操控無人機，演示美國海軍研究局（ONR）全球快速響應科技原型計劃（TechSolulions）資助的“頂層”無人機項目。

演示當天，“頂層”無人機從“中途島”號甲板上起飛，按預設航線飛行到目標區域后，安裝在機身下方的紅外熱成像設備在幾分鐘內完成圖像數據采集，然后返回著陸區。此時，“中途島”號航母上的聲音和動作已與幾十年前大不相同，這艘傳奇航空母艦在越南戰爭和沙漠風暴行動期間曾有多架飛機從其甲板上起飛?，F在，它是加州圣地亞哥的一個博物館，盡管已經退役，美國海軍仍與“中途島”號航母博物館的領導團隊合作，尋找為美海軍和海軍陸戰隊開展合作的機會。

演示過程中，利用計算機視覺算法分析采集到的數據，發現“中途島”號航空母艦上存在嚴重腐蝕，這艘航母博物館為美海軍提供了一個腐蝕多樣化的目標。

“頂層”無人機采用的紅外熱成像技術和數據加工方案可集成到現成的民用無人機平臺，用于檢查、檢測海軍艦船的材料缺陷、腐蝕、變形及其他異常情況。這項技術由美國海軍研究局全球快速響應科技原型計劃團隊和太平洋海軍信息戰中心（NIWC）共同開發，適合集成到現成的民用無人機（COTS）平臺，用于檢查、檢測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查區域周圍飛行，獲取紅外圖像和測量數據以確定艦船是否存在腐蝕，以及腐蝕的嚴重程度。

腐蝕總是存在，雨水和海水等因素一直在腐蝕艦船，而人類肉眼很難識別腐蝕。利用‘頂層無人機紅外熱成像檢測技術，可以在25m外識別出腐蝕。“頂層”搭載其他任務載荷如在可見光、紅外波段工作的激光雷達（UDAR）收集數據，激光雷達發射脈沖激光束測量目標的距離，準確掃描視線內所有目標的幾何形狀，創建數字模型，然后使用計算機視覺算法來檢測艦船是否出現腐蝕。

除具有圖像增強功能外，“頂層”無人機可減輕水兵的維護工作量。太平洋海軍信息戰中心“頂層”無人機綜合項目組負責人馬克·比林斯基博士表示，水兵需要花費大量時間檢測艦船和其他設備的腐蝕情況，而無人機可隨時全視角巡檢，拍攝艦船甲板的圖像，快速自動收集數據并評估是否存在腐蝕，不占用水兵過多的時間。

“頂層”無人機項目直接接受后方水兵和前線海軍陸戰隊員的技術請求，將在大約12個月內向海軍及海軍陸戰隊現役艦船提供無人機原型機解決方案，它為美國海軍和海軍陸戰隊帶來了很多益處，正在接受軍方的反饋。美海軍希望盡早完成“頂層”無人機項目和交付。未來，“頂層”無人機執行艦船腐蝕檢測任務，將為美海軍節省大量資金，提高效率，使水兵能承擔更重要的工作，而不是花大量時間做維護工作。

（李悅霖編譯）