俄罗斯机载光电系统 (机载光电系统)

红外“增强视觉系统”(EVS)

红外“增强视觉系统”(Enhanced Vision System——EVS)装备欧洲空中客车公司研制和生产的A400M“*用军**空中客车”(AIRBUS MILITARY,以下简称“*用军**空客”)运输机,用于夜间和低能见度时飞行的空中观察和起飞、着陆。

A400M“*用军**空客”运输机是欧洲空中客车公司研制的载重量36吨级的*用军**运输机,用于替代欧洲国家*队军**装备的、已经老旧的美制载重量20吨C-130“大力神”、德法联合研制的载重量16吨C-160“协同”(TRANSALL)战术运输机,目前,欧洲等9个国家已订购A400M“*用军**空客”运输机174架。为在简陋的机场起飞和着陆、在低能见度条件下观察空中和地面情况,泰勒斯公司为A400M“*用军**空客”运输机研制和生产了红外“增强视觉系统”(EVS)。

(1)系统采用共形安装在机头飞行员风挡正下方、机载雷达正上方,有良好的方位和俯仰视场。

(2)系统采用640×480规模的中波红外焦平面探测器组件。

(3)系统采用的大视场光学设计。

(4)系统采用直接稳定传感器的方式。

(5)系统采用投影方式显示,将热视频图像投影至机长和副驾驶员风挡正前方(图6)。

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A400M“*用军**空客”运输机的组成示意图,其红外视觉增强系统安装在机头雷达正上方,但图中未画出

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初始阶段的A400M“*用军**空客”运输机未安装红外“视觉增强系统”,但预留了位置,机头黑色雷达整流罩上方的下凹处即为预留的红外“视觉增强系统”安装位置

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A400M“*用军**空客”运输机的机头部分,黑色雷达整流罩上方的下凹处即为红外“视觉增强系统”预留的安装位置,机身上的9面*旗国**代表着参加该项目的国家

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后期的A400M“*用军**空客”运输机共形安装了红外“视觉增强系统”,在机头黑色雷达整流罩上方的下凹处

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A400M“*用军**空客”运输机在机头黑色雷达整流罩上方的下凹处共形安装了红外“视觉增强系统”,雷达罩上方凸出的两个整流罩下是其维修时向上翻起的转动轴装置

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红外“视觉增强系统”的视频图像通过飞行员头顶上方的投影仪投影至机长和副驾驶员前方风挡的上方

增强视觉系统(EVS)

增强视觉系统(EVS)装备*用军**运输机或民航客机,用于在昼夜和低能见度气象条件下观察场景、寻找地物地标、跑道等,增强飞行员在飞行中的观察能力。

增强视觉系统(EVS)是一个大视场、高性能的热像仪,其主要技术特点:

(1)采用光-机-电一体化总体设计,在一个“上盖+下箱”的壳体结构内集成了大视场定焦红外光学镜头、微扫描器、红外焦平面探测器组件、前置电路模块、电路母板模块等。“上盖+下箱”需密封,斯特林制冷机和电路组件发出的热量经壳体结构散出,因此在壳体结构的外面设置了散热结构。模块级和整机级的电磁兼容处理以满足在机载雷达上方工作时的电磁环境,电连接器盒作为一个独立的结构通过螺钉固定在壳体结构的前端面。

(2)采用640×512锑化铟焦平面探测器组件和光机微扫描成像,使热像仪的总体性能接近第三代热像仪。

(3)大型运输机飞行稳定,采用电子稳像即可满足飞行中的使用要求,并省略了一般机载光电系统需要的陀螺稳定装置,640×512锑化铟焦平面探测器微扫描器成像经电子稳像后,输出1024×768像素(XGA)的热图像。

(4)热图像显示采用投影在平面显示器的方式,实现热图像与可见光场景的自然融合,使飞行员可以在观察可见光场景的同时看到热图像而无需低头。

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增强视觉系统(EVS)的组成与结构示意图,其成像部分由大视场定焦红外光学镜头(Optics)模块、微扫描器(Microscanner)模块、红外焦平面探测器组件、前置电路(Proximity electronics)模块、电路母板(Mother board)模块等部分集成在一个壳体结构(Structire)中

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增强视觉系统(EVS)的左侧面,采用“上盖+下箱”的壳体结构,红外光学窗口设置在上盖上,独立的电连接器盒设置在“下箱”的前部,“上盖”与“下箱”两者之间用螺钉连接为一个整体,“下箱”的左侧面设有散热结构;由于增强视觉系统(EVS)安装在机载雷达上方,因此对其电磁兼容性要求很高

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增强视觉系统(EVS)的右侧面,“下箱”的右侧面设有散热结构,独立的电连接器盒用螺钉与“下箱”的前端面连接成一个整体,电连接器盒边缘上的深槽即为安装螺钉孔,电连接器向下,以使连接电缆接头处的机械应力最小

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增强视觉系统(EVS)拍摄的人体(应该是其研发团队的成员)热图像,图中的全黑色和全白色表明动态范围

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增强视觉系统(EVS)在实验室拍摄的墙上“掌纹”

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增强视觉系统(EVS)的热图像通过投影仪投射至飞行员平面显示器上,自然将热图像融合至可见光场景中

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A400M*用军**运输机的驾驶舱的两名飞行员各有一套投影仪(位于飞行员头部上方)和平面显示器,增强视觉系统(EVS)的热图像同时送给两套投影仪供两名飞行员观看

应 用

A400M*用军**运输机是欧盟国家联合研制的最大的*器武**项目,用于替代欧盟国家装备的美制C130“大力神”战术运输机和德、法两国合作研发和生产的C-160战术运输机。此外还有世界上有替代2000架*用军**运输机的市场。增强视觉系统(EVS)装备A400M*用军**运输机,执行在昼夜和低能见度气象条件、低空飞行、空投等任务时的观察、导航、着陆。

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A400M*用军**运输机是空客公司为欧洲国家研发的新一代*用军**运输机,用于替代欧盟国家装备的美制C130“大力神”战术运输机和德、法两国合作研发和生产的C-160战术运输机

增强视觉系统(EVS)在A400M*用军**运输机上的安装

增强视觉系统(EVS)安装在A400M*用军**运输机的机头雷达罩上方,其热图像采用投影仪投影至飞行员风挡前的平面显示器,热图像自然融合到可见光场景中。

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增强视觉系统(EVS)安装在A400M*用军**运输机雷达罩的上方

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增强视觉系统(EVS)安装在A400M*用军**运输机机头雷达罩凹形上缘的正中间——以使其视场与坐在座舱内飞行员的视场一致,增强视觉系统(EVS)的“上盖”略凸出机头的安装面

增强视觉系统(EVS)用于低能见度气象条件飞行时观察

由于可以获得了更多的景象信息,装备增强视觉系统(EVS)后A400M*用军**运输机可以在低能见度气象条件进行飞行,由于可以看得更远,增加了驾驶飞机的反应时间和安全性。

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增强视觉系统(EVS)用于低能见度气象条件下飞行时对地标、地物的观察,下图为人眼观察到的可见光景象,上图为增强视觉系统(EVS)拍摄的同一场景地物的热图像

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增强视觉系统(EVS)用于在低能见度气象条件下、低空飞行时观察地标、地物,左图为人眼观察到的可见光景象,右图为增强视觉系统(EVS)拍摄的同一场景的热图像,可看见在可见光看不见的远处的山

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增强视觉系统(EVS)在低能见度气象条件下、低空飞行时拍摄的(近处)海面和(远处)海岸线的场景

增强视觉系统(EVS)用于夜间着陆时观察

由于可以获得了更多的景象信息,装备增强视觉系统(EVS)后A400M*用军**运输机可以在夜间进行飞行,由于可以更容易看清地面和机场,增加了夜间驾驶飞机着陆的安全性。

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增强视觉系统(EVS)在夜间拍摄的场景热图像,可以看清楚远处的山脊线、近处的地物场景

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增强视觉系统(EVS)在夜间飞行时拍摄的机场跑道

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A400M*用军**运输机在夜间着陆时,增强视觉系统(EVS)拍摄的机场跑道红外(IR)图像(上)和电视拍摄的可见光(VISIBLE)图像(下),红外图像给出了更多的信息,例如跑道两侧的边界线,增加了着陆的安全性

此外,增强视觉系统(EVS)还可以装备美制C130*用军**运输机、A320、A350、A 340、A 380等型号的民航客机。

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