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自2018年起，美国军方开始为美陆军研制集成视觉增强系统（Integrated Visual Augmentation System，IVAS）。截止至当前，集成视觉增强系统的开发商已经进行了产品的多次测试。预计今年夏天，开放商将向美国陆军交付大批集成视觉增强系统产品，以进行实用性测试。集成视觉增强系统将作为美国陆军其他设备的补充，该系统可使步兵从装甲或其他物体掩护下进行观察，并获取任何必要的信息。 1. 尚处在开发中的系统 最近几年，美国陆军启动了多个视觉增强系统的研制项目。例如，2017年美军进行了FWS-1眼镜的测试，该眼镜能够从“智能”瞄准镜或其他信号源提取视频信号。之后，美国军方决定继续FWS-1眼镜系统的研制工作，同时启动其他类似项目的开发。 当前的集成视觉增强系统（IVAS）项目于2019年启动。在接下来的三年，开发商计划首先完成集成视觉增强系统的设计，之后进行产品的各项必要测试，然后将产品交付军方使用。开发商计划在2021年启动集成视觉增强系统产品的批量生产，并向军方交付首批集成视觉增强系统产品。尽管项目开发的复杂性以及新冠疫情对研发进度产生了影响，但没有导致致命的后果。开发商基本上能够按照时间表完成研发任务。 集成视觉增强系统（IVAS）的研制工作主要由美国国防部下属的科研机构以及部分商业机构承担。由于集成视觉增强系统的使用对象为美国陆军，因此该项目的研制方主要为负责开发步兵武器及其装甲车的科研机构。在集成视觉增强系统早期研发阶段，微软（Microsoft）公司承担核心研发工作，主要负责系统主体和软件系统的开发。 集成视觉增强系统项目的研发分为4个阶段。在每个阶段，研发人员都会对集成视觉增强系统样品进行修改和更新，以满足客户的要求。2019年3月，开发商向美国军方交付50副IVAS Capability Set 1眼镜，该眼镜是微软公司研发的HoloLens 2商业增强现实眼镜。微软公司为HoloLens 2商业增强现实眼镜重新设计了软件系统，同时附加红外热像仪，具有多种新功能。HoloLens 2眼镜的测试推动了集成视觉增强系统项目的研发进程。 2019年10月，美国陆军对300副IVAS Capability Set 2眼镜进行测试。在此阶段，研发人员将标准的陆军导航和通信系统集成到IVAS Capability Set 2眼镜系统中，从而可以实现无Wi-Fi通信。此阶段，研发人员还修复了先前发现的各种错误。 去年夏，开发商开始了IVAS Capability Set 3眼镜的研制工作，并向军方交付了600副该型产品。IVAS Capability Set 3保留了前代产品的主体结构和零件，但部分方面获得了修改。此外，研发人员对IVAS Capability Set 3的构造进行了修改，例如根据军队的实用性和战场环境对镜片及其他部件进行了修改。 2020年秋，开发商向美国陆军交付了1600副IVAS Capability Set 4眼镜。IVAS Capability Set 4眼镜保持了IVAS Capability Set 3眼镜的外形结构，但性能更加成熟。在交付军方之前，IVAS Capability Set 4眼镜进行了所有实验室、靶场以及军方测试。预计，今年将会对IVAS Capability Set 4眼镜进行新一轮的测试，以确定该项目的今后发展方向。 2. 成品外观 随着项目的发展，量产版集成视觉增强系统（IVAS）已经与基础版商业增强现实眼镜有很大的差别。量产版集成视觉增强系统包括实际的眼镜、电子通信和数据处理单元、控制面板以及电池系统。 为了满足美国陆军的需要，研发人员对基础版商用增强眼镜重大修改。从结构上讲，量产版集成视觉增强系统（IVAS）的上部由一组用于不同目的的摄像机组成，实际上是由集成了透明液晶显示屏的大型眼镜。提供了用于附接到标准头盔的绑带系统。这些眼镜兼具面部防护、立体光学相机和夜视仪的功能。 集成视觉增强系统电子元件的主要作用是接收来自摄像机的信号和来自第三方的数据，然后将所需的图像处理并输出到眼镜。通过将视频信号从眼镜传输到另一个用户，也可能反向处理。另外，导航装置以及可评估战斗人员生理状况的系统被集成到电子单元中，可感知战斗人员脉搏、体温、疲劳等变化。此外，集成视觉增强系统还可将收集的信息传送给超轻型侦察无人机引。 借助集成视觉增强系统，指挥官或指挥部可以不断监视战斗人员的位置和生理状况，同时还可以从特定士兵的相机调取显示所需的图像。 集成视觉增强系统主要任务被认为是提高陆军的态势感知能力。在乘坐装甲车时，战斗人员可以从其外部摄像机接收信号并监视外部情况，而无需离开车辆。这大大简化了步兵或装甲车观察威胁目标的程序，同时还能保证承员安全脱离装甲车。脱离装甲车后，战斗人员在利用战车或其他掩体掩护时，仍能对目标实施监视。在佩戴集成视觉增强系统进行瞄准时，系统会通过头显显示攻击目标和具体的瞄准路线，士兵需要通过自己的判断结合头显的信息来进行。 3. 前景和预期 去年夏，根据军方的要求，开发商对第三和第四版本的集成视觉增强系统进行测试。测试在不同的条件下进行，并解决了不同的问题。美国陆军和海军陆战队的多个单位参与了测试工作。未来，他们也将成为装备集成视觉增强系统的部队。 测试工作在训练场或野外进行。此外，还测试了装甲车辆光电设备集成到集成集成视觉增强系统的功能。去年10月，借助集成视觉增强系统解决了最困难的战斗训练任务之一，即在夜间抓获战壕中的敌人。 研发人员认为，当前的测试对整个集成视觉增强系统项目具有重要意义。具备必要军事技能的士兵在模拟实战或冲突中使用了集成视觉增强系统。研发人员根据测试结果形成了详细的报告。 美军计划今年7月在美陆军作战部队进行集成视觉增强系统的测试。预计本财年年底，美军方将为第一支作战单元装备集成视觉增强系统。美军方还没公布具体哪支部队首先会装备集成视觉增强系统。 当前美军计划采购40000套集成视觉增强系统，并计划大规模列装陆军和海军陆战队。预计总投入达11亿美元（单价为2.75万美元）。去年12月，美国国会将集成视觉增强系统的采购预算削减了230百万美元，这在一定程度上会影响到集成视觉增强系统的列装进程。 显然，40000套集成视觉增强系统的采购计划并不能装备所有美国陆军。因此，美国军方可能会继续采购集成视觉增强系统。此外，美军其他军兵种也对集成视觉增强系统表现出了兴趣，例如特种部队。 4.结语 据媒体1月14日报道，军事IT技术解决方案供应商Octo宣布获得美国陆军RS3 92空间感知和AR技术合同，为军事AR作战系统IVAS提供机器学习和深度学习算法支持。据悉，Octo将与安全国防承包商QinetiQ合作完成这项军事订单，不过目前订单规模并未公开。 |
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