無人機(jī)之眼，廣域監(jiān)視再次得到突破，人工智能發(fā)揮大作用
時(shí)間: 2021-03-25 09:12:09
一家以色列公司為空中情報(bào)系統(tǒng)填補(bǔ)了一個(gè)曠日持久的短板，該系統(tǒng)最早在十多年前開始開發(fā)，用于在伊拉克和阿富汗偵查和追蹤恐怖分子。以色列的WASP(廣域監(jiān)視有效載荷)是一種新型廣域監(jiān)視系統(tǒng)，它不僅可以拍攝數(shù)字照片，還包括了一個(gè)軟件系統(tǒng)，能夠檢測和分析車輛大小的物體，或步行的人群在一段時(shí)間內(nèi)的移動情況，每隔一段時(shí)間回到一個(gè)區(qū)域再拍攝一張照片，并識別誰移動了，去了哪里。該軟件具有決策和學(xué)習(xí)能力，會根據(jù)特定的指令采取行動，尋找什么。這種東西通常被稱為AI(人工智能)，通過幾十年的研究和越來越小、越來越強(qiáng)大的硬件，使能力更強(qiáng)的計(jì)算機(jī)決策系統(tǒng)面世成為可能。美國和以色列率先開發(fā)了這些系統(tǒng)，因?yàn)檫@兩個(gè)國家有能力，同時(shí)也有威脅的動力，需要這種技術(shù)不斷改進(jìn)。這種監(jiān)視技術(shù)還得益于無人機(jī)能力的進(jìn)步，這也是以色列首創(chuàng)的，美國是主要競爭對手。WASP可以裝到有效載荷小到5公斤的無人機(jī)，強(qiáng)化版的WASP系統(tǒng)可裝到大型無人機(jī)上。目前，閹割版WASP安裝在以色列 "鳥眼 "650D上，這是一款30千克汽油發(fā)動機(jī)驅(qū)動的無人機(jī)，有效載荷為5.5千克，最大續(xù)航時(shí)間為15小時(shí)。比較小的WASP系統(tǒng)可以監(jiān)測兩平方公里，而更大的WASP安裝在1.1噸重的蒼鷺 1無人機(jī)上，它可以攜帶250公斤的有效載荷，執(zhí)行長達(dá)50小時(shí)的任務(wù)。這種比較大WASP版本可以監(jiān)測超過15平方公里的范圍，而小型無人機(jī)可以在一個(gè)群中運(yùn)行，它可以根據(jù)它發(fā)現(xiàn)的東西或操作者決定的值得轉(zhuǎn)移方向或重點(diǎn)的東西來調(diào)整其搜索區(qū)域和模式。WASP和背后的概念已經(jīng)存在了幾十年，并且自20世紀(jì)90年代以來一直在發(fā)展。使用這種空中監(jiān)視和模式分析自在2001年后迅速發(fā)展起來，因?yàn)槊儡娖惹行枰环N有效的方法來尋找在伊拉克和阿富汗新放置的路邊炸彈和地雷。美國人在這個(gè)炸彈探測項(xiàng)目上花費(fèi)了數(shù)十億美元，到2005年 "恒鷹"，第一個(gè)可行的系統(tǒng)出現(xiàn)了，雖然有些粗糙，但效果非常好，美國軍方將 "恒鷹 "評為2006年十大發(fā)明之一，這樣做是為了讓一些比較默默無聞，但又非常有價(jià)值的技術(shù)得到一些應(yīng)有的認(rèn)可。恒鷹和許多新技術(shù)一樣，并沒有得到媒體的關(guān)注。這樣的工具之所以受到部隊(duì)歡迎，主要是因?yàn)橄到y(tǒng)可以保留部隊(duì)巡邏過的地區(qū)的照片，讓部隊(duì)可以檢索到某一天某地的照片。通常情況下，巡邏歸來或外出的部隊(duì)可以利用模式分析能力，發(fā)現(xiàn)一些可疑或潛在的東西。模式分析是運(yùn)籌學(xué)（Operations Research，簡稱OR）從業(yè)者的基本工具之一，早在二戰(zhàn)前，新開發(fā)的OR領(lǐng)域就得到了第一次大的鍛煉。模式分析在華爾街、工程師、執(zhí)法部門、營銷專家、醫(yī)學(xué)研究人員以及現(xiàn)在的軍隊(duì)中都得到了廣泛的應(yīng)用。許多恒鷹系統(tǒng)安裝在輕型飛機(jī)上，也有一些安裝在塔樓或其他地面結(jié)構(gòu)上。特殊的軟件會比較不同時(shí)間的照片。當(dāng)注意到變化時(shí)，人類分析人員就會更仔細(xì)地檢查它們。這樣一來，成千上萬的路邊炸彈和恐怖分子的埋伏被提前發(fā)現(xiàn)，這在很大程度上杜絕了對一些補(bǔ)給車隊(duì)的路邊炸彈襲擊。無論敵人做什么，"鷹 "都會注意到。在 "恒鷹 "服役時(shí)，美國人意識到，如果在無人機(jī)或輕型飛機(jī)上有一個(gè)多攝像頭監(jiān)視系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測，那么這種系統(tǒng)將更加強(qiáng)大。到了2010年，有兩個(gè)系統(tǒng)就想做到這一點(diǎn)，即"高竿盯 "和 "天使之火"。這兩個(gè)系統(tǒng)在很多方面都與后來的以色列系統(tǒng)如SkEye和WASP相似，但沒有那么緊湊，能力和可靠性上也不如。到了2010年，美國人就沒有那么迫切了，他們的部隊(duì)正在從伊拉克撤軍，到2014年，美國軍隊(duì)已經(jīng)大部分從阿富汗撤走了。以色列人仍然面臨恐怖分子從幾個(gè)方向他們進(jìn)攻，他們需要更強(qiáng)大的技術(shù)來保護(hù)其邊界，在他們的黎巴嫩、敘利亞和埃及邊界上尋找火箭彈發(fā)射點(diǎn)，加上戰(zhàn)時(shí)的路邊炸彈和地雷。由于以色列公司在自動數(shù)字圖像分析方面取得了重大進(jìn)展，用于自動檢查大量的vidcam圖像以尋找特定的東西。這直接催生了2016年的地面版GroundEye，2017年的機(jī)載版SkEye和2020年的WASP。當(dāng)美國的Gorgon Stare在2010年投入使用時(shí)，花了一年的時(shí)間修修補(bǔ)補(bǔ)，才讓它在大部分時(shí)間（90％）可靠地工作。Gorgon Stare使用了9臺攝像機(jī)（5臺日間和4臺夜間/紅外）。除了能讓幾個(gè)攝像機(jī)在一架無人機(jī)上工作外，該攝像系統(tǒng)還有一個(gè)軟件，通過讓攝像機(jī)覆蓋相鄰區(qū)域，實(shí)現(xiàn)覆蓋更大的區(qū)域。攝像機(jī)還可以從稍有不同的角度觀察同一區(qū)域，并產(chǎn)生三維圖像。兩臺或多臺攝像機(jī)可以在同一區(qū)域內(nèi)以不同的分辨率使用，例如，搜索一個(gè)特定的個(gè)人，并讓另一臺攝像機(jī)聚焦于可疑的個(gè)人，以獲得主動識別。系統(tǒng)軟件還可以根據(jù)地面的要求，迅速從一個(gè)區(qū)域轉(zhuǎn)移到另一個(gè)區(qū)域。由于攜帶高竿盯系統(tǒng)的RQ-9無人機(jī)在較高的高度（7000米以上）飛行，攝像機(jī)可以在大范圍內(nèi)對特定的片區(qū)進(jìn)行聚焦。2017年，一家以色列公司推出了對Gorgon Stare的改進(jìn)，叫做SkEye。這是一套內(nèi)置在小到蒼鷺450（最大有效載荷150公斤）甚至像單引擎賽斯納 208B這樣的小型載人飛機(jī)的無人機(jī)中的多相機(jī)系統(tǒng)。SkEye使用10臺高分辨率攝像機(jī)同時(shí)觀察、跟蹤和記錄大到80平方公里的區(qū)域內(nèi)的活動。SkEye使用數(shù)字圖像掃描軟件來尋找下面的特定物品和運(yùn)動模式。SkEye比Gorgon Stare更輕、更緊湊，而且擁有能力更強(qiáng)的傳感器和軟件，提供的效能水平在十年前基本上只是理論上的水平。三年后，WASP出現(xiàn)了，未來十年，這個(gè)領(lǐng)域還會有更多的進(jìn)展。培訓(xùn)單位：龍航集團(tuán)-啟航無人機(jī)科技（遼寧）有限公司聯(lián) 系 人：馬先生電 話：18640234586