王 晧 雍歧衛(wèi) 段紀(jì)淼 方 鋼 孫綜理

（1.陸軍勤務(wù)學(xué)院 重慶 401331）（2.陸軍后勤部 北京 100072）

1 引言

油料是作戰(zhàn)武器裝備和運(yùn)輸機(jī)具的動力食糧?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭中的油料消耗量巨大，比如第二次世界大戰(zhàn)總耗油量高達(dá)三億多噸，約占作戰(zhàn)總物資消耗的50%以上，其中由于戰(zhàn)場油料供應(yīng)及時，成功扭轉(zhuǎn)戰(zhàn)局的例子不少[1]。隨著“非接觸式”作戰(zhàn)理念的提出與發(fā)展[2]，對保存戰(zhàn)場有生力量有了更高的要求，加上軍隊裁員、規(guī)模壓縮，都從不同側(cè)面要求對油料保障的方式方法、技術(shù)手段進(jìn)行研究創(chuàng)新和升級換代，達(dá)到在各種復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下快速高效保障的目的。

實現(xiàn)戰(zhàn)場油料高質(zhì)量、不間斷供應(yīng)保障，首先需要指揮員快速定下保障決心、科學(xué)決策，如野戰(zhàn)輸油線路優(yōu)選、泵站數(shù)量與位置確定等。后勤部隊尤其是基層單位常用的軍用地圖實時性差且缺乏三維深度信息、量測計算不方便；若采用傳統(tǒng)大地測量方法臨時測繪，卻費時費力。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，無人機(jī)（UAV）技術(shù)和激光雷達(dá)（LiDAR）技術(shù)逐漸發(fā)展成熟，通過無人機(jī)平臺搭載激光雷達(dá)傳感器，對戰(zhàn)場區(qū)域進(jìn)行空中掃描并建模，具有實時性、精確性、直觀性、快速性，節(jié)省人力物力?；跇?gòu)建的三維戰(zhàn)場環(huán)境模型，可以深入分析地形、地貌、地物，對油料裝備定位部署提前謀劃，形成最優(yōu)配置方案。利用機(jī)載激光雷達(dá)采集的精確坐標(biāo)，通過智能化無人平臺，可將所需油料精準(zhǔn)前送至用油裝備，戰(zhàn)場油料保障最后“一公里”難題迎刃而解。無人機(jī)以及激光雷達(dá)技術(shù)是當(dāng)前新興技術(shù)和熱點技術(shù)，具有前沿性和實用性，以此為切入點開展相關(guān)應(yīng)用研究，能夠解決一部分戰(zhàn)場油料保障難題。

2 機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

2.1 無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展

無人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle）是一種實現(xiàn)了無人駕駛、自主控制的航空器，最早于1917年誕生并運(yùn)用于軍事領(lǐng)域[3]。而無人機(jī)遙感技術(shù)是在無人機(jī)和遙感技術(shù)發(fā)展成熟之后形成的新型航空遙感技術(shù)。其利用無人機(jī)作為平臺，攜帶遙感傳感器、通信系統(tǒng)等硬件設(shè)備，在遙測遙控、無線通訊、GPS差分定位等技術(shù)的支持下實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)的獲取和處理[4]。通過分析得到的豐富地表信息，可制作出符合標(biāo)準(zhǔn)的各種比例尺地圖產(chǎn)品[5]，具備快速高效、靈活機(jī)動、全天候作業(yè)、風(fēng)險小、損耗低等明顯優(yōu)點，在軍用、民用領(lǐng)域都有著廣闊前景。從20世紀(jì)90年代以來，得益于飛行控制技術(shù)的巨大突破，以及傳感器、動力系統(tǒng)、復(fù)合材料等新技術(shù)的發(fā)展，整個無人機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速。

無人機(jī)遙感系統(tǒng)的核心是傳感器（載荷）。常用的無人機(jī)傳感器包括光學(xué)相機(jī)、紅外傳感器、多/高光譜成像儀、合成孔徑雷達(dá)（SAR）、激光雷達(dá)等。目前市面上光學(xué)相機(jī)和紅外探測器等載荷相對應(yīng)用較多，但隨著激光雷達(dá)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，小型激光雷達(dá)傳感器逐漸被用于無人機(jī)上。在該領(lǐng)域，西方發(fā)達(dá)國家技術(shù)相對較成熟，如加拿大的Optech公司、美國的Cyra Technologies公司和Velodyne公司、德國的IBEO Lasertech-nik公司和SICK Optic_Electronic公司等等，利用其研制的激光雷達(dá)系統(tǒng)在三維城市構(gòu)建和地理信息采集等方面發(fā)揮著較大作用。近年來國內(nèi)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用也逐漸成熟，如上海禾賽科技有限公司生產(chǎn)的Pander系列激光雷達(dá)已經(jīng)開始用于國內(nèi)的電力、林業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域；隨著激光雷達(dá)成本的日趨下探，如大疆的Livox系列激光雷達(dá)傳感器等，大大降低了機(jī)載激光雷達(dá)使用的準(zhǔn)入門檻[6]。

2.2 激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展

激光雷達(dá)作為一種主動探測技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確地采集空間內(nèi)的三維點云數(shù)據(jù)，在三維場景構(gòu)建、目標(biāo)識別分類、地理信息測量等方面有著明顯的技術(shù)優(yōu)勢[7]。激光雷達(dá)通?？纱钶d在衛(wèi)星、飛機(jī)（無人機(jī)）、車輛和手持設(shè)備等移動平臺上，實時采集周圍環(huán)境的三維數(shù)據(jù)。相較于其他方式，機(jī)載（特別是無人機(jī)載）激光雷達(dá)技術(shù)具備機(jī)動性強(qiáng)、時效性好、分辨率高、受空間限制小、采集信息量大等特點[8]，在復(fù)雜多樣、時限要求較高的戰(zhàn)場環(huán)境采集數(shù)據(jù)時有著較大優(yōu)勢。

2.2.1 激光雷達(dá)分類

激光雷達(dá)是集雷達(dá)、激光、大氣光學(xué)和電算等技術(shù)為一體的技術(shù)，其原理涉及到許多物理學(xué)領(lǐng)域。激光雷達(dá)的具體分類方式，按波段可分為可見激光雷達(dá)、紫外激光雷達(dá)和紅外激光雷達(dá)等；按工作介質(zhì)可分為氣體激光雷達(dá)、固體激光雷達(dá)、半導(dǎo)體激光雷達(dá)等；按激光發(fā)射波形可分為脈沖激光雷達(dá)、連續(xù)調(diào)制激光雷達(dá)等；按功能用途可分為激光測速雷達(dá)、激光測距雷達(dá)、激光測角、激光成像雷達(dá)、生物探測激光雷達(dá)和大氣探測激光雷達(dá)等；按激光雷達(dá)探測技術(shù)可分為直接探測激光雷達(dá)和相干探測激光雷達(dá)[9]；按激光雷達(dá)成像體制不同，可分為掃描式成像和面陣式成像[10]。

2.2.2 激光雷達(dá)原理及特點

自20世紀(jì)六七十年代，隨著傳感器件和激光技術(shù)不斷發(fā)展，西方發(fā)達(dá)國家便率先開始研究激光雷達(dá)三維成像技術(shù)。激光雷達(dá)成像原理可簡單描述為采用特定功率的激光束掃描目標(biāo)，反射的回波信號通過單元探測器采集，提取回波信號中的有用信息，生成三維點云，如圖1所示[11]。通過分析回波信號的頻率幅度變化、時間周期、波束指向等數(shù)據(jù)，能夠得到被測目標(biāo)的位置、速度、距離等信息，結(jié)合激光雷達(dá)自身位姿信息，能進(jìn)一步計算出目標(biāo)三維坐標(biāo)。其特點可概括為1）可全天候作業(yè)，不受光照強(qiáng)度影響；2）不用地面控制點的配合；3）穿透性強(qiáng)，能夠穿過植被或偽裝障礙成像；4）能夠抗電磁干擾；5）在可見光或紅外探測器補(bǔ)充融合下，能全方位感知目標(biāo)信息；6）更新周期短，成像效率高[12]。

圖1 機(jī)載掃描式激光雷達(dá)工作原理簡圖

2.2.3 國外激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展

激光雷達(dá)技術(shù)最早可追溯到20世紀(jì)五六十年代，用于軍用導(dǎo)彈制導(dǎo)領(lǐng)域的研究，到20世紀(jì)末開始在其他領(lǐng)域逐漸應(yīng)用并發(fā)展迅速。20世紀(jì)90年代末，美國麻省理工學(xué)院林肯實驗室（MIT/LL）開始了將蓋革模式下的雪崩光電二極管焦平面陣列（GM-APD FPAs）用于面陣式激光雷達(dá)方面的研究，從4× 4、8×8一直到256× 256[13]；2005年，MIT/LL的Richard等研制出Jigsaw激光三維成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用于低空偵察，能穿透一定的障礙物。2008年，加拿大公司Optech[12]在美軍資助下開始進(jìn)行SHOALS系列高精度機(jī)載激光雷達(dá)研究工作。研制的SHOALS 3000，總載荷質(zhì)量217kg，不僅能夠?qū)Φ販y繪還能夠?qū)Ｑ鬁y繪，在對海探測模式下，工作高度約300m～400m，測深可達(dá)50m；針對飛行高度影響點云質(zhì)量這一問題，Optech公司還研制出Galaxy機(jī)載激光三維成像系統(tǒng)，可以根據(jù)無人機(jī)相對飛行高度不斷調(diào)整視場角，使點云密度和掃描寬度相對固定，該系統(tǒng)質(zhì)量27kg，采用1064nm激光器，視場角10°～60°，工作高度約150m～6000m[14]。2010年，在美國空軍資助下MIT/LL的Robert等[15]研制出機(jī)載雷達(dá)成像試驗臺系統(tǒng)（ALIRT），該系統(tǒng)使用32*128面陣的蓋革APD，飛行高度3000m，對地面能實現(xiàn)2000km2/h的快速三維建模，精度能達(dá)到0.3m。2012年，美國塔斯馬尼亞大學(xué)的Wallace等[16]用無人機(jī)搭載Ibeo公司生產(chǎn)的LUX激光雷達(dá)成像系統(tǒng)完成了地面三維成像建模的實驗，系統(tǒng)運(yùn)用的4條平行線同步進(jìn)行掃描的原理，質(zhì)量約1kg，激光波長905nm，飛行高度200m。2016年美國Vescent Photonics 公司的Davis等[17]設(shè)計的機(jī)載激光雷達(dá)載荷很好地實現(xiàn)了輕量化和低功耗的要求，質(zhì)量小于1kg，功耗小于20W，該系統(tǒng)為全固態(tài)激光三維成像系統(tǒng)，在滿足輕量化和低功耗的同時也有效解決了掃描慣性延遲和機(jī)械共振等問題，使激光雷達(dá)系統(tǒng)能夠應(yīng)用于小型無人機(jī)平臺。另外，美國的Phonix公司、奧地利Riegl公司、德國Leica公司等，也都在激光雷達(dá)成像領(lǐng)域開發(fā)出較為成熟的系統(tǒng)[4]。

2.2.4 國內(nèi)激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展

國內(nèi)對機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的研究起步較晚，但發(fā)展迅速。1999年，中科院上海物理研究所研制出ASLRIS激光雷達(dá)系統(tǒng)，飛機(jī)飛行高度大于600m，水平分辨率5m，距離分辨率10cm，用該系統(tǒng)成功對澳門地區(qū)進(jìn)行了三維成像；2007年，該所升級過后的激光雷達(dá)系統(tǒng)距離精度可達(dá)0.35m[18]。2008年，中科院光電研究院研制出AOE-LiDAR機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)并完成試飛實驗，飛行高度在200m～3500m，2011年進(jìn)一步研制出Lair-LiDAR小型機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)，飛行高度在50m～1500m，并在2012年完成多次外場飛行試驗[19]。2015年，李孟麟等[20]采用四棱鏡作為掃描器件、以光纖激光器作為光源研制出小型新型機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)，300m左右的高度時，精度能達(dá)到18mm。2017年，中科院李銘等[21]研制出基于光纖光化學(xué)和單光子探測技術(shù)的多波束光子計數(shù)激光雷達(dá)，在不影響系統(tǒng)采樣率的情況下有效降低了系統(tǒng)的重量、體積和功率，在1500m左右飛行高度時，距離精度優(yōu)于0.35m。同年，中科院上海光機(jī)所的賀巖等[22]研制出Mapper5000機(jī)載激光三維成像系統(tǒng)并在南海地域完成測試。該系統(tǒng)以雙波長激光三維成像的原理能夠滿足陸地和海洋測繪的需要，對陸地成像分辨率0.25m，對海洋成像分辨率1.1m，對海洋最大成像深度可達(dá)51m。2018年，中科院光電研究院的李偉等[23]設(shè)計出一套無人機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)，專門用來解決復(fù)雜條件下的電力線巡檢工作，該系統(tǒng)質(zhì)量僅4kg，功耗13W，成像距離200m，距離分辨率4cm。

總體來說機(jī)載激光雷達(dá)的發(fā)展趨勢是體積質(zhì)量越來越小，功耗越來越低，精度越來越高，成本越來越低。

2.3 機(jī)載激光雷達(dá)的行業(yè)應(yīng)用

隨著無人機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展與成熟，其在軍用和民用領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。

2.3.1 軍事領(lǐng)域應(yīng)用

1964年美國成功研制出激光跟蹤測量雷達(dá)用在導(dǎo)彈靶場中，此后英、法、德等發(fā)達(dá)國家便相繼研制出各自的軍用激光雷達(dá)系統(tǒng)，并廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、偵察探測、航空航天、避障防撞、水域探測、化學(xué)戰(zhàn)劑探測等軍事領(lǐng)域當(dāng)中[24～25]。

在導(dǎo)彈尋的制導(dǎo)方面，激光雷達(dá)對輻射的干擾小、提供圖像分辨率高，能夠精確識別目標(biāo)。例如，美軍研制的“寶石路”激光雷達(dá)精確制導(dǎo)武器，其對目標(biāo)的命中率性能高出普通導(dǎo)彈約40%，曾在越南戰(zhàn)爭中嶄露頭角。美軍還正在研制能夠用于子彈藥的小型激光雷達(dá)尋的器，可以有效攻擊輕型裝甲目標(biāo)，準(zhǔn)備將全息衍射光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)替代原有的普通光學(xué)系統(tǒng)。在偵察探測方面，激光雷達(dá)非常適合作為一種低空探測手段，精確采集目標(biāo)的參數(shù)信息，從而快速作出反應(yīng)。在對戰(zhàn)場的偵察感知上也能發(fā)揮巨大作用，以美國DARPA為主研發(fā)的高空雷達(dá)實驗系統(tǒng)（HALOE）在阿富汗部署，相繼完成了一系列任務(wù)，其能夠在90天內(nèi)對阿富汗國土一半面積繪制出三維地形圖，精度在分米級[26]。在對化學(xué)戰(zhàn)劑探測方面，俄軍研制出KDKhr-1N地面激光毒氣報警系統(tǒng)，可高時效、遠(yuǎn)距離測量出毒劑氣溶膠云的距離、高度、規(guī)模、坐標(biāo)點等信息，利用光學(xué)定位原理記錄激光輻射量。德軍也有先進(jìn)的VTB-1遙測化學(xué)戰(zhàn)劑傳感器，核心部件CO2激光器能在9μm～11μm間的40個頻率中調(diào)節(jié)，能安全準(zhǔn)確地遙測化學(xué)戰(zhàn)劑。在裝備質(zhì)檢探傷方面，可以利用激光雷達(dá)掃描裝備，掃描結(jié)果可以量化為照度、亮度、景深、入射孔徑、視場角等光譜信息，通過光學(xué)分析并進(jìn)行評估，可以有效檢驗裝備的內(nèi)外部缺陷。同時，利用三維特征實時變化和多時相性邊界等對比技術(shù)，可以對武器裝備的周期性變形情況和毀傷程度情況進(jìn)行評估檢測。

2.3.2 民用領(lǐng)域應(yīng)用

隨著機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的成熟、成本的控制，近二十來年在民用領(lǐng)域的地質(zhì)測繪、農(nóng)林業(yè)調(diào)查、大氣監(jiān)測、電力巡線、災(zāi)害防治、油氣巡檢等方面應(yīng)用較廣[27～30]。

在測繪行業(yè)應(yīng)用方面，無人機(jī)激光雷達(dá)遙感技術(shù)在制作大比例尺地圖、地理國情檢測、構(gòu)建三維模型、應(yīng)急測繪等方面有著規(guī)模化應(yīng)用[31]。通過采集到的三維點云數(shù)據(jù)，能夠制作出數(shù)字正射影像（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字線劃圖（DLG）等地圖產(chǎn)品。無人機(jī)激光雷達(dá)測量技術(shù)已經(jīng)在城市三維場景重建中開始大量應(yīng)用，比起傳統(tǒng)航測技術(shù)而言，該方式能顯著改善測量精度，在森林植被覆蓋的山地區(qū)域，優(yōu)勢更為明顯。

在石油與天然氣行業(yè)，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)能夠應(yīng)用于油品勘探、開采、煉制及輸送的各個環(huán)節(jié)。尤其是在油料管道的勘察選線、巡線檢修及泄漏檢測方面。例如，在勘察選線方面，在尼日爾阿加德姆原油管道建設(shè)項目當(dāng)中，采用機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)僅利用18天，就完成了460km長度、400m寬度的帶型地形圖測量和選線工作；在我國西氣東輸中的五線隧道控制性管道工程建設(shè)中，也采用了機(jī)載激光雷達(dá)的勘察方式，解決了因該項目地處天山山脈，交通不便，地質(zhì)條件差等困難，順利完成勘察選線[32]。在油氣管道監(jiān)測方面，美空軍研究實驗室研制出差分激光雷達(dá)管道巡線系統(tǒng)，用于長輸管線的泄漏監(jiān)測，能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控和定位，油氣管道泄漏的甲烷、乙烷等烴類物質(zhì)，能夠以大氣濃度的形式在該系統(tǒng)地圖上繪制出來[33]。

3 在作戰(zhàn)油料保障中的應(yīng)用探討

3.1 需求分析

未來作戰(zhàn)油料保障量大、保障方向、對象多，涉及儲存、運(yùn)輸、加注等多個環(huán)節(jié)，需要保障人員快速勘測保障線路、規(guī)劃保障路徑、準(zhǔn)確進(jìn)行設(shè)計計算、科學(xué)部署保障力量。例如，展開一條野戰(zhàn)輸油管線，將油料從戰(zhàn)役后方輸向戰(zhàn)役前方，可能需要動用各種裝備器材數(shù)十萬臺（套），作業(yè)人員成百上千。管線戰(zhàn)場部署、配置的科學(xué)與否，泵站數(shù)量的多少、開設(shè)位置的優(yōu)劣，都直接影響保障效能。因此，戰(zhàn)場油料要“供得快、保的好”應(yīng)首先解決好以下關(guān)鍵問題。

一是油料保障分隊?wèi)?zhàn)場態(tài)勢感知問題，尤其是對地形地物和用油裝備情況的感知。基層后勤部隊受保密規(guī)定制約，在平時的演訓(xùn)演習(xí)甚至是實際作戰(zhàn)情況下很難得到作戰(zhàn)情報部門的高精度作戰(zhàn)地圖或電子沙盤等態(tài)勢資料，對戰(zhàn)場情況感知滯后，不掌握保障地域地理條件、不掌握保障對象位置和數(shù)量，就很難做到優(yōu)質(zhì)高效保障。這使得后勤部隊迫切地需要一種技術(shù)手段，使其指揮員快速掌握保障態(tài)勢并定下保障決心。

二是油料補(bǔ)給方案擬制效率問題。受制于戰(zhàn)場信息獲取手段單一、低效，以往擬定方案人工計算多、時間長、準(zhǔn)確性低。需要一種技術(shù)手段，快速獲取戰(zhàn)場保障信息，快速形成可直接計算、操作的地圖產(chǎn)品。能夠輔助指揮員展開圖中量測、定位裝備、預(yù)測油料保障量等操作，減少復(fù)雜人工計算，提升效率。

三是油料保障智能決策能力建設(shè)問題。當(dāng)前油料保障裝備的自主信息感知和自主保障分析能力還有所不足，還沒有較為成熟的保障方案智能輔助決策系統(tǒng)。這使得保障中對油料保障力量部署方案的優(yōu)劣評估不足、對保障路徑分析研判不夠，極易出現(xiàn)“走一步算一步”或任務(wù)進(jìn)行當(dāng)中臨時更改方案的情況。

要想提升戰(zhàn)場油料保障水平，需要首先從戰(zhàn)場信息及數(shù)據(jù)的采集端入手，采用前沿技術(shù)手段，研制配備新型裝備。創(chuàng)新性地將無人機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)運(yùn)用到戰(zhàn)場油料保障中來，恰好能夠有效解決一系列問題，提升指揮員的指揮決策能力。

3.2 可行性分析

根據(jù)未來作戰(zhàn)油料保障的特點和需求，將現(xiàn)代機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用到戰(zhàn)場油料保障，具有以下顯著優(yōu)勢。

一是機(jī)載激光雷達(dá)信息采集速度快，全天候，信息獲取量大。無人機(jī)作為平臺不需要專門培養(yǎng)飛行員，載體成本可控，在大多數(shù)場景下能夠直接起飛并執(zhí)行任務(wù)；激光雷達(dá)因其特有的性質(zhì)，相較于數(shù)字?jǐn)z影測量、傾斜攝影測量等方式，對地形及目標(biāo)的掃描速度更快，后期處理數(shù)據(jù)的時間更短；且激光雷達(dá)不受光照強(qiáng)度影響，晝間夜間均可使用。

二是機(jī)載激光雷達(dá)能夠直接獲取三維數(shù)據(jù)，且精度高。目前激光雷達(dá)系統(tǒng)在1km以內(nèi)的飛行高度下，數(shù)據(jù)精度能控制在10cm以內(nèi)，遠(yuǎn)超其他無人機(jī)測量方式；采集到包含大量戰(zhàn)場地理信息的點云數(shù)據(jù)，通過處理加工，可快速生成DOM（數(shù)字正射圖）、DEM（數(shù)字高程模型）、DSM（數(shù)字地表模型）、DLG（數(shù)字線劃地圖）等三維地圖產(chǎn)品；三維地圖相較于傳統(tǒng)二維地圖，能夠反饋更多深度信息，通過圖形處理算法，能使計算機(jī)直接識別目標(biāo)，大大減少對人工識別的需求；并且能夠直接在圖中反映各點高程、坐標(biāo)及兩點間距離等信息。

三是機(jī)載激光雷達(dá)對隱蔽目標(biāo)能夠直接探測。激光能夠穿過植物和較薄建筑物形成多次回波，在密林山區(qū)可以構(gòu)建去除植被的地形模型；能夠清楚識別出在大樹或偽裝下的隱蔽目標(biāo)，十分利于對遮蔽物下裝備的偵察探測。

四是機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)有利于二次處理分析。激光雷達(dá)采集的點云數(shù)據(jù)，能夠忽略色彩偽裝，直接對目標(biāo)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，探測利用色彩進(jìn)行偽裝的目標(biāo)；還能夠根據(jù)激光反射強(qiáng)度的不同，對金屬、石土、液體等物質(zhì)進(jìn)行分析辨別；另外，基于所感知到的地形、地貌、地物以及用油裝備的規(guī)模、位置等信息，可在圖中對各類保障裝備布設(shè)位置預(yù)先謀劃，對保障方案進(jìn)行推演。

現(xiàn)代戰(zhàn)場瞬息萬變，傳統(tǒng)信息感知手段難以滿足戰(zhàn)場需求，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)憑借其明顯優(yōu)勢，將對信息獲取質(zhì)量和時效帶來質(zhì)的提高，為保障方案的分析決策提供有力支撐。

3.3 需進(jìn)一步解決的問題

用好激光雷達(dá)技術(shù)，能夠極大提升后勤保障智能化水平，對后勤現(xiàn)代化進(jìn)程產(chǎn)生積極影響。關(guān)于機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在戰(zhàn)場油料保障中的應(yīng)用提出以下四點發(fā)展建議。

一是搭建適用于戰(zhàn)場環(huán)境的無人機(jī)平臺。無人機(jī)平臺的選用，將很大程度決定著激光雷達(dá)系統(tǒng)的效能發(fā)揮。要實現(xiàn)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集，要求無人機(jī)平臺飛行穩(wěn)定，有較強(qiáng)的抗風(fēng)抗干擾能力；對戰(zhàn)場大空間的數(shù)據(jù)采集，要求無人機(jī)作業(yè)半徑大、續(xù)航能力出眾、與地面終端通信能力強(qiáng)；要能適應(yīng)各種復(fù)雜地形條件，兼顧速度、懸停、穩(wěn)定等多種性能，垂直起降（VTOL）無人機(jī)是一種很好地選擇。

二是研發(fā)以激光雷達(dá)為主、多傳感器融合的載荷系統(tǒng)。將激光與微波結(jié)合，微波的大發(fā)散角可以提升載荷的搜索能力；結(jié)合視覺相機(jī)，可對激光點云數(shù)據(jù)著色，使目標(biāo)成像更立體真實；結(jié)合紅外成像儀，能感知目標(biāo)溫度信息，便于快速發(fā)現(xiàn)特定目標(biāo)。多傳感器相結(jié)合能使采集到的數(shù)據(jù)包含更多更深的信息，達(dá)到事半功倍效果。

三是開發(fā)基于點云數(shù)據(jù)的油料保障方案輔助決策系統(tǒng)?；跇?gòu)建的三維戰(zhàn)場地形圖，可對油料保障過程進(jìn)行模擬，對各型油料保障裝備進(jìn)行籌劃，實時推演人員裝備部署情況；能夠?qū)斢凸芫€的走向、長度、所需附件的數(shù)量等內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃、計算，對無人化裝備前送油料路徑進(jìn)行分析，有利于提前籌措保障裝備、打通保障鏈路；可以對管線進(jìn)行智能識別，尤其是識別遮蔽物下的管線，有利于展開保障鏈路的巡查及漏油檢測。

四是研究基于點云數(shù)據(jù)的目標(biāo)識別分類技術(shù)。探索更加先進(jìn)的算法，對激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分類、識別、檢測，能使計算機(jī)代替人工進(jìn)行目標(biāo)精準(zhǔn)識別，減輕操作手的工作量，節(jié)約人力、提升效率。精準(zhǔn)識別裝備的數(shù)量規(guī)模，結(jié)合油料消耗標(biāo)準(zhǔn)，有利于計算戰(zhàn)場油料需求量；精準(zhǔn)識別定位用油裝備的位置，能夠?qū)μ囟ㄑb備展開油料精準(zhǔn)投放補(bǔ)給。

4 結(jié)語

“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”，對未知戰(zhàn)場環(huán)境的有效偵察感知，能夠使指揮員提早掌握戰(zhàn)場環(huán)境，預(yù)先擺兵布陣，實現(xiàn)“兵馬未動糧草先行”的決策部署。機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)憑借其先天優(yōu)勢，能做到高時效、高精度、全方位的戰(zhàn)場態(tài)勢感知，適應(yīng)未來戰(zhàn)場條件復(fù)雜多變的特點，將其應(yīng)用于油料保障中來，可行性強(qiáng)，能夠解決后勤部隊面臨的實際困難，提升后勤保障信息化、智能化水平。在具體裝備的研制過程中，還需要對激光雷達(dá)系統(tǒng)基礎(chǔ)性能持續(xù)升級，適當(dāng)結(jié)合其他被動成像方式，提升載荷整體性能，并使之能夠裝載在更加小型、穩(wěn)定的無人機(jī)平臺上；同時進(jìn)一步提升對激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)的處理能力，發(fā)展其自行“閱讀”戰(zhàn)場和目標(biāo)的能力；進(jìn)一步開發(fā)基于采集數(shù)據(jù)的輔助決策系統(tǒng)，提升保障方案的科學(xué)性，為戰(zhàn)場油料保障指揮決策保駕護(hù)航?？傊?，展開此類研究對后勤現(xiàn)代化建設(shè)有一定的推動作用。