从匹配AI无人机开始,俄乌冲突催生乌克兰摄像头领域“独角兽”公司

此前我们系统盘点了乌克兰本国正在从事无人机人工智能系统(AI)相关产业的公司。这些公司的创立人或者主要团队通常在俄乌冲突之前已经在相关领域进行了一些技术和产品探索。而俄乌冲突的爆发,令他们发现了AI技术的新市场。
结合海外商用芯片硬件市场的丰富产品,这些公司迅速崛起,并且逐渐形成了自己的拳头产品。奇数系统公司就是其中的翘楚。
01
乌克兰的“战场之眼”,主打兼容性和战场适应性
奇数系统公司的库尔巴斯系列热成像摄像头是一种面向战争前线多类型无人机的硬件产品,据称已被应用于70多种FPV无人机和拦截型无人机上。
其产品设计尤其强调兼容性,例如,库尔巴斯系列产品具备视频信号双输出能力,即模拟信号和数字信号。前者是俄乌战场上FPV无人机和自杀式无人机广泛使用的图像传输方式;而数字信号能力则一方面能给后方的操作员高分辨率传输视频,另一方面还能提高无人机的性能上限。也就是说,视频数字信号能够支持“树莓派”等任务计算机做AI识别,让无人机具备对目标的自主识别、锁定和打击的能力。

根据奇数系统官网信息,图中这款热成像摄像头可以与作为无人机任务计算机的“树莓派”“橙派”等单板计算机配合使用。


2024年底,维里(Vyriy)工业生产的完全由乌克兰零部件组装而成的FPV无人机,摄像头选用了库尔巴斯-256热成像摄像头。
根据奇数系统公司的宣传材料,库尔巴斯系列产品的另一大亮点是充分迎合了乌军的战场需求,堪称乌克兰国产的“战场之眼”。库尔巴斯系列产品更适应乌克兰本土战场环境,在潮湿、雾天、浓烟、高湿、低温、光照剧烈变化等复杂环境下成像质量优异,比如针对高湿度环境(>70%)增加了“极端天气模式”,通过提高图像对比度来改善潮湿环境下的探测性能。
奇数系统公司曾表示,在产品开发阶段就会针对战场目标的特定热特征来进行图像处理,并对摄像头做针对性调校,以提升对目标的探测距离,增强抗电磁干扰能力,减少与任务计算机之间数据传输的延迟,并提升与中大型无人机机载设备的电磁兼容性。

奇数系统公司将自家产品称为乌克兰国产的“战场之眼”。

当战场上环境湿度增加时,水汽会影响红外辐射传输,目标与背景之间的有效热辐射对比度可能下降。所以,奇数系统公司开发了专门的“极端天气模式”。
02
从拦截型无人机到“AI无人机”,都需热成像摄像头
奇数系统公司表示,诸多搭载库尔巴斯系列热成像摄像头的拦截型无人机,都成功执行了防空拦截任务,这已经证明了其产品的性能。
例如,一架配备库尔巴斯-640β热成像摄像头的固定翼拦截型无人机,凭借热成像摄像头的性能,能够在创纪录的2650米距离上成功识别目标。这从一个侧面说明,对于正在大力发展低成本防空能力的乌克兰来说,奇数系统公司的热成像摄像头是不可或缺的无人机硬件,它关乎着乌克兰国产拦截型无人机的性能与产能。

乌克兰国产拦截型无人机的性能与产能与摄像头的产能息息相关。

奇数系统公司姊妹公司第四定律公司推出的TFL-反沙赫德模块。它可以“即插即用”安装在第三方厂商的无人机上。
随着“AI无人机”在俄乌战场迎来第二轮部署热潮,库尔巴斯系列摄像头在战场的作用更显重要。摄像头这个看似不起眼的硬件,正在从单纯负责给地面操作员提供FPV画面的部件,逐渐变成无人自主系统的核心传感器之一,其作用以前只是让FPV无人机地面操作员看见、看清,现在已经转型为,要让AI无人机的视觉模型“看懂”。

低成本FPV无人机上的摄像头主要是给地面操作人员使用的,强调低延迟、低成本和尽可能足够好的实时画面。
03
无人机的“视觉器官”,提升任务能力
不论普通的白光摄像头、红外摄像头或者热成像摄像头,它们都是“AI无人机”不可或缺的“眼睛”。毕竟AI算法本身并不能凭空“看见”目标,它首先需要这类“视觉器官”把外部世界转换成可供算法处理的数据。
而热成像摄像头又是当中相对特殊的一双“眼睛”——有了它,“AI无人机”将具备感知目标热特征的能力和夜视能力。在提升感知系统能力的同时,热成像摄像头也能在物理层面提升其AI能力的上限(比如,对目标的自主搜索能力更强、识别准确率更高、持续稳定跟踪能力更强等),以及显著提升无人机的环境适应能力、提升多样化任务能力。

乌克兰第四定律公司的“卢皮诺斯”(Lupynis)-10-TFL-1无人机。乌克兰一线部队反馈称:“我们使用了608架‘卢皮诺斯’,其中436架击中目标,命中率71%,这当中284架命中的是机动目标。”库尔巴斯系列热成像摄像头就是这款无人机的高配硬件。
因此,对于真正追求自主搜索和目标识别能力的“AI无人机”来说,热成像摄像头是重要的硬件选项。它与白光摄像头的双光融合,将带来视觉感知能力的大幅提升——不只是空中无人平台,地面的无人地面车辆(UGV)、海上的无人艇等无人装备也能够获得这样的赋能。
比如,2024年底乌军正式列装了DevDroid公司的TW-7.62/12.7无人地面车辆。该车辆的“视觉器官”是白光昼间摄像头、广角昼间摄像头和热成像摄像头组成的“三摄”(DevDroid公司并未披露摄像头具体型号和厂家),可辅助UGV操作员来探测战场目标。该无人地面车辆还引入了AI目标检测模型来自主识别和跟踪战场上的车辆和人员等目标。


DevDroid公司称,“三摄”中的白光摄像头是1千米探测范围,热成像摄像头对人员目标的探测距离可达600~700米。今年初,乌军宣称该型UGV在一次作战行动中俘虏了3名俄军士兵,以及战斗中还曾遭遇俄军FPV无人机的袭击。
04
制造能力发展,降低对国际供应链的依赖
对库尔巴斯系列热成像摄像头的“价值”,奇数系统公司强调,它不仅在实战中表现优异,还是“乌克兰独立自主制造”,降低了对国际供应链的依赖。
从开发和制造角度来看,对比白光昼间摄像头、近红外摄像机(NIR)、短波红外(SWIR),库尔巴斯系列是非制冷长波热成像摄像头,它的技术门槛相对更高、制造难度更大。尽管在热成像摄像头最核心硬件非制冷氧化钒(Uncooled VOx)热成像探测器芯片,以及其他微电子元器件上,奇数系统公司还是离不开国际供应链的支持。但这家乌克兰企业的确在热成像摄像头的设计和制造环节上下了不少功夫。


奇数系统公司的库尔巴斯系列是非制冷长波热成像摄像头,其核心硬件是非制冷氧化钒热成像探测器芯片。
目前来看,奇数系统公司主要负责光学匹配、图像处理硬件的开发、固件算法、结构封装、接口等工作。例如,光学元器件的装配精度、制造洁净度关乎产品性能,否则成像会出现眩光、伪影和不均匀等问题;而看似平常的镜头部分,制造则离不开锗须、硫系玻璃等特种红外光学材料,材料与加工的成本都更高;而整个热成像摄像头的性能提升,还必须经过温度漂移补偿、优化低延迟、降低整机功耗等工作——这些工作虽看似不起眼,但存在一定技术门槛和工艺难度,这些工作的成果最终转化为了这家乌克兰光电企业的核心竞争力。

05
任务优化型热成像摄像头,有望年产百万个
除了摄像头产品本身,这家乌克兰本土的光电企业,核心竞争力还体现在其客户响应能力和产品迭代能力。
根据该公司摄像头业务负责人安德烈·塔甘斯基(Andrii Taganskyi)的介绍,他们会针对无人机任务类型来重新“定义”摄像头、做专门调校和任务优化。比如,其团队会根据用户是在FPV无人机还是侦察无人机上使用其产品,是对地攻击中打击缓慢移动的地面目标,还是在防空任务中拦截高速飞行的自杀式无人机,来调整其热成像摄像头的图像质量、信号延迟、帧速率、镜头类型和数据传输⽅式等参数。


乌克兰“毒刺”截击无人机,其白天任务中往往选用白光昼间摄像头,而夜间作战中使用的热成像摄像头就来自奇数系统公司。
塔甘斯基称,野黄蜂公司的“毒刺”拦截型无人机每月能摧毁数百个敌方目标,这个成绩离不开奇数系统公司专门为其打造的任务优化型热成像摄像头。团队针对该无人机的特性和任务,专门调校了热成像模式。
谈及公司的下一步发展规划,塔甘斯基等奇数系统公司的高管表示,公司正计划建设一座年产百万个热成像摄像头的工厂,相关工程团队正大规模扩充,并有自研热成像探测器芯片的计划,以进一步降低对国际供应链的依赖度。
可见,奇数系统公司的目标已经从根据战场一线反馈来做优系列产品,转向为将探测器芯片为代表的关键元器件本土化,进而提高产能、降低成本。这显示出,这家快速崛起的乌克兰光电企业希望成为该细分领域的垂直整合者和行业领导者。

文案:郑宇航
排版:蓝风
编审 | 监制:武晨、王兰
看航空融媒体工作室出品

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