DARPA尋求發展無人水麵艇自主識別技術
防務摘要
正在執行反潛戰持續跟蹤無人艇（ACTUV）計劃的美國國防部高級研究計劃局（DARPA）戰術技術辦公室發布了一份信息征詢書，期望為無人水麵艇（USV）發展感知技術。這份征詢書的主要目標是尋找能夠使無人水麵艇具備視覺搜索能力的技術。
國際海上防碰撞規則第5條規定：任何船隻在絕大多數環境和情況下，都應該通過各種可用的舉措，在任何時間段內都保持足夠的視覺和聽覺警戒，以對周邊態勢以及碰撞風險有充分的感知。想要解決這個問題必須能夠即時發現水麵艦艇，並對它們進行分類。要實現這樣的功能可利用無源係統，如光電/紅外傳感器和紅外傳感器和非雷達有源器件（如光學探測及測距技術）。與此同時，類似ACTUV這樣的水上無人艇也可配備有源傳感器係統（如雷達）和自動識別係統（AIS），但這些僅能為船隻目標識別提供相當有限的信息。
DARPA要求的係統由3方麵組成：海事感知傳感器、海事感知軟件、依據目標形狀和導航燈進行分類的軟件。在海事感知傳感器方麵，信息征詢書要求，任意組合使用非雷達成像和跟蹤方法，實現在任何環境和氣象條件下，在4 ～15 千米的距離上對目標船隻成像。這些方法包括可見光波段和紅外波段的有源/無源成像裝置、1級激光測距儀、光學探測與成像係統等。海事感知軟件是主要用於對船隻進行探測、跟蹤、分類的算法和軟件，而分類軟件則用於支持感知軟件的運行。分類軟件在白天根據船隻形狀，在夜晚依靠目標船隻的導航燈光對船隻進行分類。信息征詢書要求對所提供的技術必須具備較高的成熟度，其後續研發工作量不大。
ACTUV無人水麵艦艇（USV）計劃旨在發展一種超長續航力的無人水麵艇，以期能低成本地持續探測跟蹤安靜型柴電潛艇。 2012 年8月DARPA選中Leidos 領導一個團隊進行第2階段的設計和第3階段的建造。Leidos 的研究團隊包括俄勒岡鋼鐵廠、克裏斯坦森造船廠、美國宇航局噴氣推進實驗室和卡內基梅隆大學。克裏斯坦森造船廠采用複合材料結構和模塊化建造技術建造該無人艇， 雷聲公司研發的模塊化可擴展聲納係統作為該艇主要反潛戰傳感器。原型艇采用一種三體船型，被命名為“海洋獵手”。第1艘樣船預計2015年晚些時候下水，並開始在奧勒岡州的哥倫比亞河試航。第4階段將進行18個月的海上試航。試航將演示驗證其先進的自主控製能力，使其在數個月裏，在數千千米的範圍內自主行動，利用非常規的傳感器技術保持對持續的跟蹤聯係。除提供搜索能力外，ACTUV的作戰概念還設想，這種無人艇能夠獲取外部設備的提示，進而調整攜帶的載荷截獲目標，能夠保持對目標的跟蹤。
目前，用於該艇的自主控製技術和主傳感器係統已經在1艘試驗船上進行了海上試驗。2015年1月，Leidos項目組宣布，他們利用長約12.8米的模擬船在在密西西比州的格爾夫波特和帕斯卡古拉之間進行了試航，測試了傳感器、機動航行和任務功能，該船使用配備的商用現貨雷達，結合這個地區的航海圖，實現了自主航行。在全長35海裏的航行中，該船未設定任何航標點，或進行人為幹預，成功規避了障礙、陸地、淺灘和其他船隻。感知功能係統的整合是無人操縱係統最富有挑戰性的任務。在海上，海況多變，使用以激光為基礎的感知係統會麵臨複雜氣象條件的阻礙，以視覺為基礎的探測和識別係統能對位置作出精確的判斷，從而也可用於自主導航 。它對人類執行包括分析判斷以及監視和偵察活動在內的各種活動具有幫助作用。（嚴毅梅）