无人机在侦查与监视领域的研究与展望

0 引 言

2017 年 7 月 20 日，国务院发布了《新一代人工智能发展规划》[1]，将新一代人工智能放在国家战略层面部署。作为情报获取的重要手段，光电侦查活动的研究必然需要与时俱进，其根本意义在于必须同时具备时效性、准确度、大视野范围，以及灵活机动性和特殊针对性等特点。因此，光电侦查首先要克服受到所处环境位置地形上的障碍物等对视线的限制，又要设法规避实施过程中所需面对的危险性，同时还需弥补侦查与监视时信息传输细节和时效上的不足。

如今，随着对人工智能技术的研究发展与应用，搭载光电视觉系统的无人机可按需求灵活地执行侦查任务—获 取、存储及传递信息。战时侦查工作的危险性和重要性并存，而无人机所拥有的隐身技术和无需人员随机驾驶的优势可有效规避伤亡损失等隐患，且随着不断改进，还可持续反复地工作。微电子学技术（Microelectronics）的应用 [2] 使得无人机逐渐成为光电侦查领域的主力。

近年来，无人机的应用越来越广泛，这主要得益于移动通信网络的空前发展，以及成像系统与数据处理手段的多维化纵深发展。人机混合智能将成为新一代具有神经特异性环路、高速闭环脑机接口的切入点，进行人机信息共享及处理数据的优化配置，使人脑与电脑之间可进行大带宽直接通信，可在较大程度上提升人脑的感知、认知、学习、记忆等主要能力，实现人脑对外骨骼机器人 [9] 等外部设备的自由支配，从而在光电侦查与监视领域实现高级混合智能。

1 光电侦查的发展概况

19 世纪 50 年代，人们开始设法将照相机通过风筝和气球等带上高空对地面进行拍摄、绘图，即早期的侦查平台。20 世纪初，意大利开始采用飞机作为平台进行直接与间接侦查。1915 年，专用航空侦察摄像机诞生。随着军事设施隐蔽措施的普及与深化，地面侦察和空中目视已无法满足战时需求，空中光学侦查被正式推上了历史舞台 [3]。光电侦查与监控过程中的首要任务是获取第一手信息，以成像、位置、运动趋势和时刻为主，实现对目标的搜索、捕捉、锁定与跟踪。

2 无人机技术原理

无人机低空遥感技术系统组成如图 1 所示。地面操控人员可利用无线数据信息交换控制拥有人机混合智能光电侦查平台进行侦查与监视活动。相较于以往的航空摄影测量工作，无人机升空准备时间短，受所处地气象、起飞着陆场地影响较小，对地质条件要求不高。一个规划科学合理的工作流程是确保无人机遥感侦查任务圆满完成的重要条件 [4]。

3 无人机遥感的关键技术

无人机遥感技术主要包括传感技术、通信技术、遥控技术、应用技术及全球卫星定位导航技术五部分 [5]。这五种关键技术又可细分成八类 ：遥感平台涉及的集成技术、专用数据涉及的处理技术、传感器涉及的控制技术、平台稳定中平衡技术、相机定标技术、相机校验技术、快速处理数据及 3S技术。另外，以平台框架的类型划分，无人机的关键技术又可分为遥感平台对应的集成技术、获取下传数据的相关技术及地面接收与处理三种基本技术。

3.1 无人机遥感平台对应的集成技术的研究进展

通过将无人机驾驶、遥感传感器、遥测遥控、通信、GPS 差分定位和遥感应用等技术的大规模集成，实现自动化、智能化、专用化，快速获取所需侦查区域的空间遥感信息。通过遥感数据处理、建模及应用分析等工作，得到需获取的侦查结果 [6]。

3.2 无人机获取数据和下传数据的相关技术的研究进展

利用无人机进行航空摄影即按照事先设计好的航线，通过相机传感器与 POS 系统在空中采用主动定点拍摄和记录的方式实现。无人机依据预定路线飞抵目标区域，相机启动按预定要求执行拍摄任务，同时搭载的 POS 系统按要求记录无人机的姿态信息及位置参数，结合航线数据和飞行数据，将共同存储到飞行系统的存储器内，再通过无线电移动网络传输系统将相关数据传回地面控制中心 [7]。

3.3 无人机地面接收与处理技术的研究进展

随着微电子学技术与无人机遥感技术的日趋成熟，国内外众多研究机构争相对无人机遥感系统的数据获取及处理进行了研究，研究成果大多集中在非量测的数码相机畸变差检测、无人机搭载的组合宽角相机、GPS 辅助空中三角测量、POS 系统关于无人机遥感图像融合方法、无人机遥感图像拼接技术、大重叠度的无人机遥感影像三维建模方法、基于实时差分 GPS 技术，以及微型惯性导航类无人机等关键技术 [8]。

4 无人机在侦查与监视领域研究中的发展趋势

无人机侦查与监视信息获取技术最长远的发展趋势或将是包括目标声音、外形及运动趋势等的多信息同步视频模式。在人和光电侦查与监视系统搭载平台机器间实现信息的高效互通，且最大限度地结合人脑与电脑的优势，形成“自然人的智能”和“人工智能”与机器间的深度混合。这种技术将成为未来一段时间的主流侦查技术，也将给未来光电侦查与监视等领域的应用带来根本性变革。

5 结 语

光电侦查与监视系统无人机需适应的环境条件较多。例 如，强光、自然光、弱光及微光等光照条件，高温、室温、低温等温度条件，目标所处的地形地貌等。在未来的无人机侦查中，不仅要看得清，还要看得远，甚至需要实时传递信 息。基于无人机在光电侦查与监视领域的发展现状，本文就

如何进一步提升光电侦查与监视系统无人机未来发展的竞争力，提出以下建议 ： 

（1）加强成像传感器、高保真侦查与监视拾音器，无人机与移动数据传输网络的硬件及软件方面的创新能力 ； 

（2）改进侦查用无人机环境适应能力 ； 

（3）在侦查用无人机的隐身技术上加大研发力度 ； 

（4）重点开发国产人工智能系统，逐渐摆脱对国外技术的依赖，避免战时光电侦查与监视活动受限。