一眼看透你裝甲透視技術(shù)

王桂芝

2017年，國(guó)外裝甲透視技術(shù)研究取得重要進(jìn)展。美國(guó)霍尼韋爾公司利用裝甲透視系統(tǒng)成功完成沙漠環(huán)境封閉艙駕駛試驗(yàn)；以色列埃爾比特系統(tǒng)公司和烏克蘭透明裝甲公司分別推出“鐵視”頭盔系統(tǒng)和“環(huán)繞觀察”系統(tǒng)，可使乘員在艙內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境的360°態(tài)勢(shì)感知。裝甲透視技術(shù)是裝甲裝備態(tài)勢(shì)感知技術(shù)發(fā)展的飛躍，將使裝甲裝備具備封閉艙作戰(zhàn)能力，對(duì)提高裝甲裝備的生存力和智能化水平有重要影響，有望促進(jìn)新一代裝甲裝備的新變革。

透視裝甲的奧秘

裝甲透視是借助車載分布式傳感器以及先進(jìn)智能頭盔等系統(tǒng)，利用信息融合、虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、通信導(dǎo)航等技術(shù)，將戰(zhàn)場(chǎng)信息投影在頭盔顯示器或車載顯示器上，使裝甲裝備乘員能夠在封閉甚至無(wú)窗的乘員艙內(nèi)“透過(guò)”車輛裝甲，獲得對(duì)車外環(huán)境的實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知能力，完成駕駛車輛與指揮作戰(zhàn)等任務(wù)。

裝甲透視概念源于航空飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)。美國(guó)霍尼韋爾公司裝甲透視系統(tǒng)利用了航空飛機(jī)駕駛艙經(jīng)驗(yàn)，集成感知、虛擬現(xiàn)實(shí)、顯示等技術(shù)；英國(guó)BAE系統(tǒng)公司“戰(zhàn)場(chǎng)視圖”360利用航空飛機(jī)駕駛艙技術(shù)，集成透視顯示和數(shù)字化機(jī)動(dòng)繪圖等技術(shù)；以色列埃爾比特系統(tǒng)公司“鐵視”頭盔系統(tǒng)以航空飛機(jī)傳感器和系統(tǒng)架構(gòu)為基礎(chǔ)，并集成了英國(guó)商用現(xiàn)貨頭盔顯示器、感知、C4I和告警等技術(shù)；烏克蘭透明裝甲公司“環(huán)繞觀察”系統(tǒng)則是以聯(lián)合攻擊戰(zhàn)機(jī)分布式孔徑系統(tǒng)為基礎(chǔ)，集成美國(guó)商用現(xiàn)貨全息透鏡、傳感器、專用軟件等技術(shù)。

目前實(shí)現(xiàn)乘員車內(nèi)透視主要有兩種技術(shù)方案：一種是為乘員佩戴專用的頭盔顯示器，所有信息均顯示在頭盔顯示器上，但佩戴頭盔會(huì)影響乘員車內(nèi)視覺(jué)，為此英國(guó)BAE系統(tǒng)公司的“戰(zhàn)場(chǎng)視圖”360系統(tǒng)的頭盔采用單片透明眼鏡顯示器，僅遮護(hù)乘員一只眼睛。另一種是在車內(nèi)安裝顯示器，所有信息均顯示在顯示器上，例如美國(guó)霍尼韋爾公司采用虛擬顯示儀表板取代車窗，為乘員佩戴專用虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)，用車內(nèi)環(huán)繞式顯示器顯示全景高清圖像。

這些國(guó)家在做

目前美國(guó)、英國(guó)、以色列、烏克蘭等國(guó)家均在開(kāi)展裝甲透視技術(shù)研究，推出多款可提供全景圖像的裝甲透視系統(tǒng)，其中美國(guó)和英國(guó)的裝甲透視系統(tǒng)已開(kāi)始在裝甲車輛上試驗(yàn)。

美國(guó)裝甲透視技術(shù)完成封閉艙內(nèi)駕駛試驗(yàn)

在美國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局“地面X戰(zhàn)車”項(xiàng)目下，霍尼韋爾公司正通過(guò)飛機(jī)駕駛艙研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，利用虛擬顯示儀表板取代車窗，為乘員配備專用虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)，用車內(nèi)環(huán)繞式顯示器顯示車輛周圍戰(zhàn)場(chǎng)360°高清全景圖像，并利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)疊加來(lái)自各信息源的關(guān)鍵信息，增強(qiáng)駕駛員“視覺(jué)”，使其能“透過(guò)”車輛裝甲獲取戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知能力。

2017年10月，該公司對(duì)這種透視裝甲技術(shù)進(jìn)行了演示驗(yàn)證。駕駛員依靠虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所提供的“視覺(jué)”，以超過(guò)56千米/時(shí)的車速在崎嶇的沙漠越野路線上成功完成駕駛?cè)蝿?wù)。這項(xiàng)測(cè)試是用160°視場(chǎng)進(jìn)行的，國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)360°視場(chǎng)。美陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)也在關(guān)注透視裝甲技術(shù)的發(fā)展，陸軍還提出在下一代坦克上采用透視裝甲技術(shù)來(lái)提供更高的態(tài)勢(shì)感知能力。

英國(guó)已開(kāi)始用戶測(cè)試

英國(guó)BAE系統(tǒng)公司在噴氣式飛機(jī)駕駛艙技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制出“戰(zhàn)場(chǎng)視圖”360系統(tǒng)。該系統(tǒng)由安裝在車輛外部的攝像機(jī)、傳感器和智能頭盔組成，能夠?qū)?D地圖數(shù)據(jù)與其它戰(zhàn)場(chǎng)信息融合，與頭部運(yùn)動(dòng)同步生成戰(zhàn)場(chǎng)全景視圖，顯示在智能頭盔的透明單片眼鏡顯示器上。智能頭盔的透明單片眼鏡顯示器僅遮護(hù)一只眼睛，保留乘員坦克內(nèi)視覺(jué)能力。該系統(tǒng)采用開(kāi)放式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能無(wú)縫集成于現(xiàn)在和未來(lái)的裝甲裝備上，其技術(shù)核心是數(shù)字繪圖系統(tǒng)，可?？?、追蹤和顯示車輛乘員關(guān)注的信息，并通過(guò)2D或3D視圖呈現(xiàn)。

“戰(zhàn)場(chǎng)視圖”360系統(tǒng)于2015年在英國(guó)防務(wù)展上展出，并在CV90裝甲車和“布雷德利”步兵戰(zhàn)車上進(jìn)行了演示，目前正開(kāi)展用戶測(cè)試。BAE系統(tǒng)公司還致力于將“戰(zhàn)場(chǎng)視圖”360系統(tǒng)與無(wú)人機(jī)集成，通過(guò)從空中偵察地面狀態(tài)來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知能力。

以色列裝甲透視技術(shù)將用于“梅卡瓦”主戰(zhàn)坦克升級(jí)

以色列埃爾比特系統(tǒng)公司以飛機(jī)成熟的傳感器和系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，集成了英國(guó)費(fèi)朗蒂技術(shù)公司的頭盔顯示器以及先進(jìn)的感知、C4I和告警等技術(shù)，在2017年研制出“鐵視”頭盔系統(tǒng)。該系統(tǒng)可收集來(lái)自車輛內(nèi)部與車輛周圍不同信息源的信息，顯示和跟蹤乘員感興趣的目標(biāo)特征，包括距離車輛數(shù)米站立或爬行的人員，以及150～300米遠(yuǎn)的機(jī)動(dòng)車輛，并以全彩、零延遲模式將高清圖像投影在乘員頭盔顯示器上，使車輛乘員能“透過(guò)”車輛裝甲獲得全面實(shí)時(shí)的態(tài)勢(shì)感知能力。endprint

該系統(tǒng)的主要技術(shù)特征是：具有無(wú)縫360°視場(chǎng)，使用了增強(qiáng)顯示技術(shù)和頭部追蹤技術(shù)，利用先進(jìn)失真校正算法解決視覺(jué)變形與暈動(dòng)問(wèn)題，具備觀察-鎖定-發(fā)射和夜視功能。以裝甲透視技術(shù)為主的封閉艙作戰(zhàn)能力是以色列“梅卡瓦”MK4主戰(zhàn)坦克的主要升級(jí)內(nèi)容之一，升級(jí)后的坦克稱為“梅卡瓦”MK4“巴拉克”（或“閃電”），預(yù)計(jì)在未來(lái)3～4年內(nèi)投入使用。

烏克蘭推出采用全息透鏡的裝甲透視系統(tǒng)

烏克蘭透明裝甲公司以聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)分布式孔徑系統(tǒng)與頭盔指示系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，集成美國(guó)微軟公司全息透鏡以及先進(jìn)的傳感器等技術(shù)，研制出“環(huán)繞觀察”系統(tǒng)。該系統(tǒng)由集成全息透鏡的頭盔、安裝在裝甲車側(cè)面的晝夜攝像機(jī)和透明裝甲軟件組成，可為車輛乘員實(shí)時(shí)提供戰(zhàn)場(chǎng)360°高清視圖；其全息透鏡還能投影視頻、非任務(wù)目標(biāo)、敵軍目標(biāo)和其它重要信息，使用戶能夠觀察、鎖定并攻擊目標(biāo)?！碍h(huán)繞觀察”系統(tǒng)的主要技術(shù)特征包括：能夠顯示300米范圍內(nèi)的全景視圖，無(wú)延遲視頻流；能突出顯示與識(shí)別友軍和敵軍位置，自動(dòng)追蹤目標(biāo)；可接收來(lái)自無(wú)人機(jī)系統(tǒng)等其它信息源的目標(biāo)標(biāo)識(shí)與視頻信號(hào)。

2017年10月，“環(huán)繞觀察”系統(tǒng)在烏克蘭基輔安防展上展出。烏克蘭透明裝甲公司未來(lái)計(jì)劃在車輛上安裝受控于頭盔的機(jī)槍、反坦克導(dǎo)彈或防空導(dǎo)彈，使“環(huán)繞觀察”系統(tǒng)能夠用于武器控制。

重要意義

裝甲透視技術(shù)發(fā)展對(duì)提高乘員的生存力和態(tài)勢(shì)感知能力、裝甲裝備的智能化水平有重要影響，同時(shí)能改變裝甲裝備設(shè)計(jì)與操作方式。

提高乘員生存力

傳統(tǒng)裝甲裝備乘員主要依靠車載觀瞄裝置或通過(guò)車窗以及探身車外感知周圍態(tài)勢(shì)，不僅視場(chǎng)受限而且乘員容易遭受敵火力殺傷。裝甲透視技術(shù)能為車輛乘員提供360°視場(chǎng)，使乘員能在封閉艙狀態(tài)駕駛車輛以及高效指揮戰(zhàn)斗，規(guī)避了因探身車外觀察遭敵火力殺傷的危險(xiǎn)。

提升乘員態(tài)勢(shì)感知能力

裝甲透視技術(shù)可為裝甲裝備乘員提供周邊環(huán)境的實(shí)時(shí)全景視圖，克服了乘員的視場(chǎng)局限（如美國(guó)M1A2 SEP主戰(zhàn)坦克駕駛員視場(chǎng)僅達(dá)到120°），解決了車輛目標(biāo)觀察死角問(wèn)題，極大地提高了快速發(fā)現(xiàn)、識(shí)別、捕獲目標(biāo)的態(tài)勢(shì)感知能力，相比于傳統(tǒng)裝甲裝備態(tài)勢(shì)感知能力而言是一次質(zhì)的飛躍。而且，裝甲透視系統(tǒng)顯示器還可疊加無(wú)人機(jī)或其它信息源信息，增強(qiáng)乘員“視覺(jué)”，極大地?cái)U(kuò)展與提高乘員態(tài)勢(shì)感知能力，使乘員快速做出合理決策。

變革裝甲裝備外觀設(shè)計(jì)和操作方式

國(guó)外裝甲透視技術(shù)正趨于成熟，并開(kāi)始裝備試驗(yàn)，不久的將來(lái)即將裝備或應(yīng)用。裝甲透視技術(shù)的應(yīng)用，將改變裝甲裝備傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和操作方式，如傳統(tǒng)車窗設(shè)計(jì)可用虛擬現(xiàn)實(shí)儀表板代替，駕駛員在封閉艙內(nèi)駕駛車輛，車長(zhǎng)可在封閉艙內(nèi)指揮戰(zhàn)斗。

提升裝甲裝備智能化水平

裝甲透視系統(tǒng)綜合應(yīng)用虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工智能技術(shù)、自主控制技術(shù)等，能夠顯示敵友位置、規(guī)劃路線、監(jiān)控進(jìn)程、計(jì)算最佳路線，使乘員能夠快速獲取完整信息、快速鎖定目標(biāo)、快速攻擊，從而提升裝甲裝備的智能化水平。例如，“鐵視”頭盔系統(tǒng)可大幅簡(jiǎn)化車長(zhǎng)決策依據(jù)，減輕乘員精神負(fù)擔(dān)，提高決策效率。烏克蘭“環(huán)繞觀察”系統(tǒng)計(jì)劃與武器控制集成，實(shí)現(xiàn)“觀察-鎖定-發(fā)射”全鏈條輔助功能。

前景光明

裝甲透視技術(shù)涉及開(kāi)放式架構(gòu)、融合感知、虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、數(shù)字繪圖等關(guān)鍵技術(shù)。其中開(kāi)放式架構(gòu)技術(shù)基于航空飛機(jī)的開(kāi)放式架構(gòu)；融合感知技術(shù)方面是盡量減少所需獨(dú)立傳感器的數(shù)量，并發(fā)展低虛警率的大視場(chǎng)傳感器；虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于高度集成現(xiàn)實(shí)全景視圖；數(shù)字繪圖技術(shù)可實(shí)時(shí)?？?、追蹤、顯示融合信息。隨著通信安全、人工智能等前沿科技的發(fā)展和成熟，裝甲透視技術(shù)將有望應(yīng)用于新一代裝甲裝備。endprint