SBIR 多重感測器平台測試系統
單一設備實現全方位光電性能驗證
在現代監視、偵察、目標獲取 (ISR) 以及眾多高階工業與科學應用領域中，多重感測器平台，例如整合於球型雲台 (gimbal)、無人機 (UAV/UAS) 負載艙、機載瞄準吊艙、或地面監控塔上的系統，已成為獲取全面環境資訊、提升態勢感知能力的標準配置，這些平台通常精密地整合了多種類型的感測器，如熱像儀（涵蓋中波紅外光 MWIR 或長波紅外光 LWIR）、可見光/近紅外光 CCD/CMOS 攝影機、短波紅外光 (SWIR) 相機，乃至於雷射測距儀 (LRFs)、雷射指示器或雷射光點追蹤器，這種多模態感測能力的融合，使得平台能夠在全天候、全天時以及各種複雜甚至惡劣的環境條件下（例如煙霧、沙塵、夜間低光照等）執行任務，提供單一感測器無法比擬的資訊豐富度與作業彈性。
然而，這種高度整合也為測試與驗證工作帶來了新的挑戰：如何高效、準確且經濟地對單一酬載上所有不同光譜、不同原理的感測器進行全面的性能驗證，並確保它們之間的協同工作（如光軸對準、數據融合時序等）達到設計要求，成為系統開發商、整合商及最終使用者都必須面對的關鍵問題，傳統上針對每種感測器使用獨立測試設備不僅耗時費力、佔用空間，也難以實現跨感測器的綜合性能評估。
圖1：典型的多重感測器光電球型雲台，其內部可能整合了熱像儀、可見光攝影機以及雷射測距儀等多種感測單元，此類複雜系統的綜合性能驗證對單一測試設備提出了極高要求。
客戶經常會遇到這樣的情況：他們的多個感測器（例如熱像儀、CCD攝影機以及雷射測距儀 (LRFs) 或雷射指示器）全部整合在單一的酬載或球型雲台 (gimbal) 上，並且他們希望使用單一的測試設備來對這些感測器執行各種感測器驗證測試（涵蓋可見光、紅外光和雷射等不同範疇），為了解決這個普遍存在的問題，Santa Barbara Infrared (SBIR) 已經成功開發出多款先進的測試系統，這些系統巧妙地將紅外光黑體輻射源（例如高穩定性的 SBIR Infinity 系列黑體）、提供均勻照明的可見光積分球光源（如 Infinity VSX 系列，其光譜亦可延伸至近紅外光和短波紅外光）以及專業的雷射測試模組 （例如用於雷射測距模擬測試的 LRTM 系統或脈衝雷射二極體目標投影儀）進行高效整合，從而創建出一套功能完善的統包式測試系統 (turn-key test system)，該系統能夠全面測試和驗證安裝於同一球型雲台內部的多個不同類型光電設備的性能。
圖2：SBIR 先進的多功能光電測試平台，其設計整合了多種光源（如紅外光黑體源、可見光積分球）與精密光學組件（如準直儀、目標輪），可使用單一系統對搭載多重感測器的複雜球型雲台進行全面的性能驗證與特性分析。
僅列舉一小部分此類整合測試系統所能支援的測試項目，便可窺見其全面性： 針對熱像儀與可見光/NIR/SWIR相機，可執行的測試包括：
- 雜訊特性 (Noise)：
例如熱像儀的雜訊等效溫差 (NETD) 和可見光/NIR/SWIR相機的雜訊等效輸入 (NEI)，這些指標是衡量感測器探測微弱訊號能力的關鍵。 - 光軸校準 (Boresight)：
確保球型雲台內不同感測器（如熱像儀、可見光相機、雷射發射/接收軸）之間的光軸精確對準或具有已知的偏移量。 - 靈敏度 (Sensitivity)：
例如熱像儀的訊號傳遞函數 (SiTF) 或可見光相機的響應度 (Responsivity)，用以表徵系統對輸入能量的轉換效率。 - 聚焦品質 (Focus)：
主要透過調制轉換函數 (MTF) 進行客觀評估，反映成像的清晰度與細節分辨能力。 - 解析度 (Resolution)：
例如熱像儀的最小可解析溫差 (MRTD) 和可見光相機的最小可解析對比度 (MRC)。 - 幾何失真 (Distortion)。
- 非均勻性校正 (NUC) 後的圖像均勻度。
- 視場 (FOV) 的精確量測。
針對雷射測距儀、指示器或光束控制器，可執行的測試包括：
- 雷射測距儀精度 (Laser Range Finder Accuracy)。
- 雷射光束輪廓分析 (Beam Profiling)，量測光束的空間能量分佈、直徑、形狀等。
- 脈衝能量 (Pulse Energy)。
- 脈衝功率 (Pulse Power)。
- 脈衝寬度 (Pulse Width)。
- 光束發散角 (Beam Divergence)。
- 雷射接收器靈敏度 (Receiver Sensitivity)。
所有這些針對不同感測器的多樣化測試項目，都可以透過 SBIR 功能強大且廣受業界採用的 IRWindows™4 自動化測試軟體（目前已全面升級至功能更完善的 IRWindows™5 版本）進行高效的自動化控制、數據採集、綜合分析與報告生成。
圖3：SBIR IRWindows™ 自動化測試軟體的圖形化使用者介面，為多重感測器平台測試提供了統一的控制核心，能夠協調不同光源、目標及待測物，並對各通道數據進行同步採集與綜合分析，極大提升了測試效率與準確性。
圖4：SBIR 多功能目標輪，可根據多重感測器平台的測試需求，搭載適用於可見光、近紅外光、短波紅外光、中波紅外光、長波紅外光及雷射波段的各類標準測試靶標與參考器件，是實現單一測試系統多功能化的關鍵組件之一。
結論與展望
Santa Barbara Infrared (SBIR) 針對日益複雜的多重感測器平台測試需求，成功開發並提供了高度整合的單一設備統包式測試系統，這些系統巧妙地融合了 SBIR 在紅外光黑體輻射源、可見光/近紅外光/短波紅外光積分球光源以及雷射測試模組等領域的核心技術與成熟產品，能夠在同一平台上對安裝於球型雲台等酬載系統內部的多個不同類型（熱成像、可見光CCD/CMOS、雷射測距/指示等）光電感測器進行全面且高效的性能驗證與特性分析，從各感測通道獨立的靈敏度、雜訊、解析度、MTF等關鍵指標測試，到跨通道間的光軸對準精度驗證，乃至於雷射系統的功率、能量、光束品質及測距精度等參數的精密量測，均可透過 SBIR 的整合測試解決方案，並藉由功能強大的 IRWindows™ 自動化測試軟體實現高度自動化的測試流程控制、數據採集與綜合分析，這不僅大幅提升了測試效率、降低了操作複雜度，更確保了測試結果的準確性、一致性與可追溯性，為多重感測器平台的研發、生產、驗收及維護提供了強有力的技術支撐。
展望未來，隨著人工智能 (AI) 技術在多重感測器數據融合與智能分析領域的深度應用、感測器本身不斷向更高性能（如更高解析度、更寬光譜範圍、更快響應速度）、更小尺寸、更低功耗 (SWaP) 以及更高集成度方向發展，對多重感測器平台的測試技術也將面臨新的挑戰與機遇，例如，如何有效地評估基於 AI 的前端數據處理與後端融合決策演算法的性能、如何在實驗室環境中更逼真地模擬複雜且動態的多光譜作業場景、如何對多個感測器之間的時間同步精度與數據傳輸延遲進行精密量測、以及如何實現對平台整體在特定任務環境下作戰效能的綜合評估等，都將是未來測試技術發展的重要方向，SBIR 將持續投入研發創新，致力於開發更先進、更智能、更具適應性的多重感測器平台測試解決方案，以滿足國防、航太、安防及高端工業等領域不斷演進的測試需求。
對於台灣地區的國防單位、科研機構以及相關高科技產業的客戶，若您正在研發、生產或應用各類多重感測器平台（例如：機載光電吊艙、無人機偵察酬載、車載觀瞄系統、艦載監控系統等），並尋求專業、高效的測試設備與全方位的系統整合服務以確保其卓越性能與任務可靠性，奧創系統 作為 SBIR 在台灣的緊密合作夥伴，是一家擁有豐富行業經驗與卓越技術實力的專業解決方案與系統整合提供者，奧創系統的核心價值專注於深刻理解客戶在多重感測器技術、精密測試與系統整合領域的獨特需求、具體的應用挑戰以及長遠的發展規劃，並充分運用 SBIR 全球領先的先進測試技術、成熟的產品線資源（例如可提供多光譜測試能力的 MSS系列光源、各類型高精度黑體輻射源和積分球光源、專業的雷射特性分析與測試模組、精密準直儀及可靈活配置的目標輪等）以及豐富的行業應用成功經驗，為客戶量身打造從初期的需求諮詢與技術可行性評估、詳盡的系統配置規劃與最優方案設計、精密的儀器設備選型與高效的整合安裝調試，到完善的操作人員專業培訓以及可靠的售後技術支援、預防性維護與校準服務的全方位、一站式整體解決方案，我們經驗豐富的技術團隊與應用工程師，致力於協助您建構符合您特定需求的、高度整合的多重感測器測試平台，確保您的產品在各種複雜的操作環境下均能展現卓越的性能、高度的可靠性與優異的協同工作能力。