三维重建技术的军事应用

（一）军事测绘导航 20世纪70年代美国航天局（NASA）启动激光 雷达技术（采用激光进行高度测量）研究，该技术目前已成为快速获取大规模空间信息的有效手段。激光雷达是一种集激光、全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）三种技术于一身的新技术，可用于获取大规模场景的高精度、高密度三维坐标数据，并通过相应的软件转换为多种应用所需要的地形数字高程模型（DEM），可以进一步转化为数字正射影像（DOM）、数字线划地图（DLG）和数字栅格地图（DRG）等数据。与传统的数字摄影测量手段相比，激光雷达技术在大大简化获取流程、缩短获取时间的同时提高了测量精度。同时，激光技术可以从源头上解决高精度、高分辨率的三维地形数据和影像数据的快速获取问题，大大促进三维军事地理信息系统的发展与完善，可以为各类巡航导弹路径规划等作战任务提供精确地理信息。

（二） 虚拟战场构建 三维虚拟战场构建定位于为真实战场环境建立高精度、真三维、可量测、真实感强的模型，主要是指对目标环境内建筑物、地形、植被以及其他地物地貌的建模。作为数字战场的基础框架和平台，三维虚拟战场构建在军事训练、作战任务规划与指挥决策等方面具有广泛的应用。美国国防高级项目研究计划局DARPA（DefenseAdvancedRe- searchProjectsAgency）自20世纪80年代起一直 致力研究和开发SIMNET（SimulatorNetworking） 虚拟战场环境，以提供坦克协同训练，不仅降低了作战训练费用，同时提高了训练质量。到1989年， SIMNET形成了约260个地面装甲仿真器及通讯 网络、指挥所和数据处理设备等互连的网络，节点分布在美国和德国的11个城市，形成了一个包括海陆空多兵种、3700个仿真实体参与、地域覆盖范围500×750km2的军事演练环境。美国海军研究实验室与弗吉尼亚技术研究室协作开发的战场可视化虚拟环境Dragon多次应用于作战演练，受到军方的一致肯定。美军在90年代末期提出了信息优势七大先期概念研究项目，其中多项涉及战场可视化技术研究，主要有：陆军/海军陆战队联合在城区地形的军事行动的先期概念技术演示、陆军的综合态势认知和目标定位计划、快速地形可视化先期概念技术演示、作战空间指挥和控制先期技术演示等。作战空间指挥和控制先期技术演示，为应用于陆军作战指挥系统（包括机动控制系统和 21世纪部队旅及旅以下作战指挥系统）的改进提 供技术选择。

      （三）无人作战应用 三维重建技术可以有效推进无人装备走向实战化应用。一方面，通过实时获取生成三维环境，有助于实现无人装备的自动导航。例如，在美国国防部高级研究计划局（DARPA）的支持下，波士顿动力公司联合福斯特·米勒公司、JPL和哈佛大学共同研究大狗（Bigdog）四足军用机器人，用于在一些军用车辆难以使用的险要地方助士兵一臂之力，进行作战物资的运输。大狗机器人配有环境感知电子眼，能够结合立体视觉和激光扫描仪产生精确的三维地形模型，使其能够分辨出前方安全的道路。另一方面，通过获取目标的三维特征，可以实现目标自动识别和分类，并判断目标的行为动作，为人机协同提供有力支持。

     （四）军事医疗救护 三维重建技术在军事医疗救护领域发挥重要作用，除了使用传统的CT扫描设备可以获取伤病人员的（部分）三维模型，进而为医生快速精确定位患处提供有效支持外，目前基于激光扫描或结构光扫描设备的扫描技术由于精度高且对人体无辐射作用，已经用于构建牙齿、颌面或脸部软组织等部位的精确三维模型，从而为相关的正畸手术提供帮助。此外，通过扫描手段获取人体的全身或者骨骼、关节等部位的三维模型，可以为身形矫正和假肢制造等提供精确的参数信息