利用无人机红外热成像技术检测舰船腐蚀

“顶层”无人机红外热成像技术及数据加工方案可集成到现成的民用无人机平台，用于检查、检测海军舰船的材料缺陷、腐蚀、变形及其他异常情况，节省大量资金。

2019年9月，太平洋海军信息战中心的丹·詹宁斯（Dan Jennings）在加州圣地亚哥“中途岛”号航母博物馆（USSMidway Museum）的空中交通管制塔台前聚精会神地操控无人机，演示美国海军研究局（ONR）全球快速响应科技原型计划（TechSolulions）资助的“顶层”无人机项目。

演示当天，“顶层”无人机从“中途岛”号甲板上起飞，按预设航线飞行到目标区域后，安装在机身下方的红外热成像设备在几分钟内完成图像数据采集，然后返回着陆区。此时，“中途岛”号航母上的声音和动作已与几十年前大不相同，这艘传奇航空母舰在越南战争和沙漠风暴行动期间曾有多架飞机从其甲板上起飞。现在，它是加州圣地亚哥的一个博物馆，尽管已经退役，美国海军仍与“中途岛”号航母博物馆的领导团队合作，寻找为美海军和海军陆战队开展合作的机会。

演示过程中，利用计算机视觉算法分析采集到的数据，发现“中途岛”号航空母舰上存在严重腐蚀，这艘航母博物馆为美海军提供了一个腐蚀多样化的目标。

“顶层”无人机采用的红外热成像技术和数据加工方案可集成到现成的民用无人机平台，用于检查、检测海军舰船的材料缺陷、腐蚀、变形及其他异常情况。这项技术由美国海军研究局全球快速响应科技原型计划团队和太平洋海军信息战中心（NIWC）共同开发，适合集成到现成的民用无人机（COTS）平台，用于检查、检测美海军舰船的材料缺陷、腐蚀、变形及其他异常情况。“顶层”在检查区域周圍飞行，获取红外图像和测量数据以确定舰船是否存在腐蚀，以及腐蚀的严重程度。

腐蚀总是存在，雨水和海水等因素一直在腐蚀舰船，而人类肉眼很难识别腐蚀。利用‘顶层无人机红外热成像检测技术，可以在25m外识别出腐蚀。“顶层”搭载其他任务载荷如在可见光、红外波段工作的激光雷达（UDAR）收集数据，激光雷达发射脉冲激光束测量目标的距离，准确扫描视线内所有目标的几何形状，创建数字模型，然后使用计算机视觉算法来检测舰船是否出现腐蚀。

除具有图像增强功能外，“顶层”无人机可减轻水兵的维护工作量。太平洋海军信息战中心“顶层”无人机综合项目组负责人马克·比林斯基博士表示，水兵需要花费大量时间检测舰船和其他设备的腐蚀情况，而无人机可随时全视角巡检，拍摄舰船甲板的图像，快速自动收集数据并评估是否存在腐蚀，不占用水兵过多的时间。

“顶层”无人机项目直接接受后方水兵和前线海军陆战队员的技术请求，将在大约12个月内向海军及海军陆战队现役舰船提供无人机原型机解决方案，它为美国海军和海军陆战队带来了很多益处，正在接受军方的反馈。美海军希望尽早完成“顶层”无人机项目和交付。未来，“顶层”无人机执行舰船腐蚀检测任务，将为美海军节省大量资金，提高效率，使水兵能承担更重要的工作，而不是花大量时间做维护工作。

（李悦霖编译）