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美国海军研究无人潜航器(UUV)反水雷的关键技术

http://jczs.sina.com.cn 2004年06月19日 10:52 船舶工业科技信息中心

  [美国海军海上系统司令部2004年6月10日报道] 美海军水面战中心巴拿马城(NSWCPC)研究和开发部称,美海军的科学家们利用无人潜航器(UUV),可加快猎雷和清除水雷行动的速度。

  "这些行动中一个费时和费力的工作是对传感器获得的数据进行分析,"杰拉尔德·多贝克博士--负责"计算机辅助探测与计算机辅助识别"(CAD/CAC)研发工作的NSWCPC项目工程
师说,"熟练的操作人员也需要多个小时来分析成堆的传感器数据,确定水雷的位置。"

  1995年,美海军研究局开始支持研究减少猎雷的CAD/CAC分析时间,这些猎雷行动是在沿海环境约3~14米的浅水域(VSW)展开的。浅水域猎雷非常复杂和困难,因为这里接近海岸并且受到许多物体的干扰,包括沉船、轮胎和珊瑚礁等自然障碍物。

  1999年,多贝克决定把他们开发的CAD/CAC 算法与雷声公司、洛克希德·马丁公司和阿尔法泰克公司开发的算法结合在一起,这些数学算法处理由UUV收集的数据,从类似水雷的物体中识别出真正的水雷。这种经过融合的专门算法被综合进一个称为"任务后分析2000" (PMA 2000)的软件工具中,从根本上减少了筛除干扰物所需的时间。

  多贝克指出,他的团队已经将CAD/CAC应用到UUV上,使数据收集时就可以进行实时处理。这一进步归功于尺寸更小、功耗更低的计算机处理器的出现。此外,随着可靠的水下声学通信方法的出现,实时CAD/CAC使随时报告发现的类似水雷的物体成为可能。这将给战场指挥官提供更加及时的信息。

  UUV节省扫雷时间的特性在"自由伊拉克行动"中得到了证明,战争中,几个被称为"遥控环境监视单元"(REMUS,由海德洛伊公司制造)的UUV帮助美海军清理了在乌姆盖斯尔港的一条航路,提供给载有200吨食品和紧急物资的英国补给船"盖拉哈德爵士"号。如果没有UUV的帮助,这次行动可能需要进行连续潜水作业21天,但在UUV的帮助下通过16小时的水下作业就结束了。在10次任务中,UUV搜索了250万平方米的水域。

  多贝克称,计算处理硬件的持续进步、现代化自动目标识别算法以及算法融合将使UUV充分发挥潜能,它工作时几乎不需要人的干涉。多贝克把CAD/CAC和算法融合称作猎雷UUV的"使能智慧",并且把融合算法的效果比作多个医学诊断的合并。"把我们的每个算法合并就像使用不同的医学专家来正确地诊断一个病人的病情。利用一种算法一般不太容易从众多目标中检测出假目标,但是水雷能从多个算法中被探测出来"。融合算法之所以有效,是因为所有的CAD/CAC算法设计者都使用独特的技术手段,这样能够互相补充。

  NSWCPC沿海传感技术分部的负责人约翰·赖斯罗普说,他的团队正在开发UUV所需的先进图像技术和新型传感器。赖斯罗普称,发现类似水雷目标的多少,取决算法和传感器。他的团队正在引进一种称为合成孔径声纳的先进传感器,他相信那是为海军建立一支UUV部队的切实贡献。多贝克称,下一个要并入UUV的将是声学通信技术,它能建立一支交互式的UUV部队。如果一个类似水雷的目标被一个进行大范围搜索的UUV发现,它将向另一个装备了近距离传感器的UUV发送命令进行目标/非目标确认。


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