Pole nočního vidění
Společnost BAE Systems vyvinula vylepšené brýle pro noční vidění Enhanced Night Vision Goggle III a řadu dalších zbraně Rodina zaměřovačů zbraní – individuální (ENVG III/FWS-I), které kombinují dvě technologie nočního vidění, které umožňují vojákovi rychle lokalizovat cíl, aniž by musel zvednout zbraň do úrovně očí.
Podle odborníků z oboru jsou technologie nočního vidění, jak vylepšení obrazu, tak tepelné zobrazování, připraveny se v nadcházejících letech vyvinout v řadě oblastí, od rozlišení po síťové připojení. Tento vývoj by však měl být vyvážen se získáním co nejmenších charakteristik hmotnosti, velikosti a spotřeby energie.
Systémy nočního vidění přicházejí v různých podobách, od brýlí po zaměřovače zbraní. V této oblasti však dochází k výraznému pokroku, neboť přední světoví výrobci se snaží reagovat na potřeby uživatelů.
Změny a kombinace
Christian Johnson, ředitel obchodního rozvoje společnosti Harris Corporation, věnoval zvláštní pozornost rostoucí poptávce po brýlích pro noční vidění s dvojitým okem (NVG). „Jsou relativně nové. Posledních šest měsíců byla americká armáda pod vážným tlakem na výrobce, aby byli připraveni masivně dodávat zařízení s dvojitým okem, pozemní síly musí přejít z monokuláru na binokulární.
Lehký binokulár pro noční vidění (F5032), vydaný společností Harris na konci roku 2016, je lehčí než všechny předchozí modely. Díky dioptricky nastavitelným čočkám výrazně snižuje únavu očí při dlouhotrvajících úkolech, což znamená, že se systém může rychle přizpůsobit zraku operátora.
Harris také vidí posun v dynamice trhu se systémy s bílým fosforem, které získávají na popularitě. Zpočátku bylo uvolnění takových systémů dáno potřebou speciálních sil, ale nyní se stalo obecným trendem. Společnost nemá příliš přehled o výhodách bílého fosforu oproti zelenému a naopak, ačkoli systémy s bílým fosforem vyrábí ve stále větším množství. Zelený fosfor je však dnes velmi rozšířený.
Dokumenty společnosti vysvětlují, že „bílý fosfor vytváří černobílý obraz, který se může zdát oku známější. V některých situacích uživatelé požadují lepší kontrast mezi objekty spolu s vyšším rozlišením obrazu na obrazovce.оdelší vzdálenosti."
„Na druhou stranu zelený fosfor využívá vlnových délek, které optimalizují mozkové vnímání kontrastu a detailů scény. Zelená padá přímo doprostřed barevného spektra oka, což uživatelům umožňuje lépe identifikovat a interpretovat prostředí v noci.“
Johnson vysvětlil, že Harris se primárně zaměřuje na technologii Image Enhancement (IBL), i když používá technologii fúze ve své řadě dalekohledů i-Aware TM-NVG Fusion (F6045), kde jsou snímky IU a termální zobrazování (TTV) kombinovány prostřednictvím optického překryvy. „Zlepšili jsme situační přehled, protože operátor se může podívat na oba kanály najednou. Například při prolínání obrazu můžete vidět skrz mlhu a další překážky, což vám LL neumožňuje. Ale s UL můžete vidět skrz sklo, což termovizní technologie nedokáže. Jejich kombinace proto zvyšuje úroveň situačního povědomí operátora, co se kolem něj děje.
Výsledkem je, že řada dalekohledů F6045 zvyšuje bojovou efektivitu v nočních a denních misích a také poskytuje videopřenos v reálném čase pro taktický průzkum. Tyto dalekohledy umožňují uživateli spojení s různými prvky bojové formace až po sídlo společnosti.
Podle Andrewa Ovena z FLIR Surveillance se schopnosti termovizního zobrazování v posledních několika letech rychle rozrostly se zaměřením na vyšší rozlišení a menší velikost pixelů ve formátech HD při zachování téměř stejných fyzických rozměrů jako u snímačů se standardním rozlišením. Poslední jmenovaní také těžili z tohoto procesu, protože menší velikosti pixelů mohou snížit velikost a konečné náklady systémů. Výsledek je dobře viditelný na moderních infračervených senzorech krátkého, středního a dlouhého dosahu.
FLIR vyrábí řadu překryvných zaměřovačů obrazu včetně pokročilého termovizního zaměřovače ThermoSight T75, odstřelovacího dalekohledu HISS-XLR (High-Performance Sniper Sight) a ADUNS-S (Pokročilý dvoupásmový noční zaměřovač).
Rodina nechlazených tepelných zaměřovačů zbraní Meprolight NOA si získala oblibu na trhu s odstřelovacími puškami na dlouhé vzdálenosti.
Na cíl
BAE Systems je jedním z předních hráčů na poli zobrazovacích systémů, zejména díky své spolupráci s americkou armádou. Dave Harrold, vedoucí senzorových a zaměřovacích systémů ve společnosti, označil za jednu z priorit práci na vývoji technologie pro tzv. rychlou detekci řetězců – rychlé zjišťování cíle (RTA). Myšlenka je založena na bezdrátovém video rozhraní mezi brýlemi a zaměřovačem, kde lze obraz s vysokým rozlišením přenášet do brýlí pro noční vidění a prohlížet na displeji s vysokým rozlišením v reálném čase. Tím se eliminuje závislost operátora na laserovém osvětlení, které ho může prozradit nepříteli.
„Pokrok v bezdrátové technologii RTA umožňuje uživatelům rychle lokalizovat a zaměřovat se na cíle odkudkoli, aniž by jim zbraň mířila do očí, což zlepšuje bezpečnost vojáka a zároveň je efektivnější při zaměřování,“ řekl Harrold.
RTA se používá v programu ENVG III / FVTS-I (Enhanced Night Vision Goggle III a Family of Weapon Sights - Individual) pro vylepšené brýle pro noční vidění a v rodině zbraňových zaměřovačů ENVG III / FVTS-I, na kterých BAE spolupracuje s americkou armádu. Tyto systémy kombinují technologie UYA a TPV: první poskytuje kontrolu nad situací a druhý zvyšuje přesnost míření. Rodina zbraňových zaměřovačů FWS-CS (Family of Weapon Sights-Crew Served, FWS-CS) nabízí kulometčíkům možnost zaútočit na cíle na velké vzdálenosti.
Podle mluvčího Thales se možnosti nočního vidění zlepšily a „už nejsou omezeny na několik šťastných zemí“. Upozornil na řadu nových trendů, jako je vývoj nechlazených IR systémů, které již produkují snímky s vysokým rozlišením. Je přesvědčen, že za pár let Thales „nabídne řadu současných zařízení pro detekci cílů s dlouhým dosahem, ale se všemi výhodami nechlazených zařízení: rychlý startovací čas, bezhlučnost, snížené náklady, vysoká spolehlivost“.
Izraelská společnost Meprolight vyrábí řadu přístrojů pro noční vidění různých typů - UYA, TPV a digitální. Produktový manažer Avi Katz řekl, že řada nechlazených zaměřovačů NOA si získala popularitu na trhu s odstřelovacími puškami na dlouhé vzdálenosti. Systémy s UY jsou však levnější a oproti termokamerám se používají častěji při práci na cílech na střední vzdálenosti.
„Jakmile se vydáte cestou zvyšování nákladů, armáda začne používat produkty v závislosti na svých specifických potřebách. Podle mého názoru se zesilovače používají více než termokamery, většinou kvůli ceně.“
Meprolight odhalil NYX-2018 na Shot Show 200 v Las Vegas v lednu. Tento multispektrální puškohled kombinuje nechlazenou termokameru a digitální denní/noční kameru pro zlepšení situačního povědomí pomocí technologie RTA za všech světelných úrovní a podmínek.
„Požadavky dnešního bojiště vyžadují, aby vojáci nosili velké množství systémů, senzorů a vybavení,“ řekl mluvčí Meprolight. - Hmotnost tohoto vybavení a nutnost pracovat s množstvím zařízení snižují bojovou účinnost a mohou nepříznivě ovlivnit úroveň zabezpečení vojáka. Abychom vyřešili tyto problémy a zlepšili výkon moderního vojáka, vyvinuli jsme dalekohled NYX-200.
Rovnováha sil
Charakteristiky nákladů, hmotnosti, velikosti a spotřeby energie (MGES) by měly být v souladu s bojovými požadavky na systémy vojáků, kde klíčovými požadavky jsou hmotnost a životnost baterie.
Harrold řekl, že vojáci jsou ohromeni tím, že musí nosit několik baterií pro napájení jejich zařízení. Potřebují lehká, malá, vysoce kvalitní mířidla na zbraně, aby maximalizovali svou mobilitu na zemi. BAE udržuje velikost a hmotnost na minimu díky technologii 12 µm. „To umožňuje lehčí a kompaktnější systémy. Naše systémy také spotřebovávají méně energie ve srovnání s tradičními chlazenými systémy, což v konečném důsledku snižuje přepravní hmotnost, protože je nyní potřeba méně baterií.“
Harris se však domnívá, že bude obtížné vyrobit systém podstatně lehčí než jeho binokulární přístroj F5032 (vážící méně než 500 gramů), aniž by byla ohrožena strukturální integrita systému. "Do určité míry jsme našli střední cestu, pokud půjdete cestou odlehčení, ztratíte sílu systému," řekl Johnson. - Naše výrobky procházejí rozsáhlým testovacím programem schváleným americkou armádou. Naše brýle a tubusy musí projít velmi přísnými testy. Když je začneme odlehčovat, začnou se lámat.“
Spotřeba energie základních systémů s UC je relativně nízká. Monokulár Harris AN/PVS-14 může například fungovat na jednu AA baterii po dobu více než 24 hodin.
Výrobci předpovídají minimálně dalších 10–20 let poptávky po systémech pro vylepšení obrazu, které mohou nabídnout řadu výhod oproti technologiím tepelného zobrazování.
Johnson však vysvětlil, že s rozvojem technologií se situace mění. „U systémů pro fúzi obrazu narazíte na vyšší spotřebu energie, když přidáte termokameru, když přidáte rozšířenou realitu. Všechny tyto technologie spotřebovávají energii a tím přenášejí problém na uživatele.“ Harris pracuje na zvýšení životnosti systémů namontovaných na přilbu.
„Velikost, hmotnost a energie jsou vždy problémem, neustále pracujeme tímto směrem,“ pokračoval Johnson. "Ale podle mého názoru neuvidíme brýle výrazně lehčí než ty, na kterých nyní pracujeme, a to je méně než 500 gramů."
Zdůraznil, že optimalizace IMEP by neměla být na úkor vysokého výkonu, což je mantra, kterou FLIR Surveillance zabudoval do svých návrhů. Dodal, že vývoj zaměřený na zvýšení rozlišení, zmenšení velikosti pixelů a rozšíření rozsahu provozních teplot pomáhá udržovat tuto rovnováhu a prodlužuje životnost systémů. Pokrok je zde spojen především s používáním víceprvkových fotodetektorů pracujících v IR oblasti střední a dlouhé vlnové délky.
Italská obranná společnost Leonardo se domnívá, že i přes výhody používání nových materiálů nebo nových typů baterií existují určité limity pro zlepšení IGEC, zejména při plnění nových požadavků zákazníků na síťové připojení.
Plně elektrooptický
Trubice pro vylepšení obrazu nebo trubice pro zesílení obrazu jsou klíčovou součástí zařízení pro noční vidění. Tyto systémy se podle Photonise v posledních letech vyvíjely několika způsoby.
Podle zástupce této společnosti Marka Denese jsou MGES klíčovým faktorem. Důraz na hmotnost je dnes obzvláště aktuální, vzhledem ke zvýšené poptávce po dalekohledech, které jsou ze své podstaty těžší než monokuláry. „MGEC je velmi důležité, protože každý gram padá na ramena operátora,“ řekl Denes.
Photonis vyrábí trubice zesilovače obrazu o průměru 16 mm, které nabízejí až 40% snížení hmotnosti ve srovnání s trubicemi o průměru 18 mm a umožňují výrobcům koncových produktů snížit hmotnost jejich systémů. Společnost také snížila spotřebu energie svých mobilních telefonů a zlepšila funkci automatického brány, což má za následek delší životnost baterie.
Photonis vyrábí různé trubice pro zesilovač obrazu, včetně trubic XD-4 a XR5, stejně jako trubice 4G, která byla představena na Eurosatory 2014. Společnost tvrdí, že výkonnostní standard pro trubici 4G zlepšil rozsahy detekce. Photonis vyhrál několik významných projektů pro svou technologii 4G, protože úzce spolupracoval s komunitou Special Operations a dalšími vojenskými operátory na vylepšení schopností zařízení, včetně rychlejšího automatického vkládání a delší detekční a identifikační detekční vzdálenosti.
Tyto tubusy jsou dodávány výrobcům pro integraci do optických zaměřovačů, monokulárů, dalekohledů a dalších systémů pro vylepšení obrazu. Společnost v současné době pracuje na dalším zvýšení výkonu svých 4G telefonů a také vyvíjí digitální senzory pro noční vidění, které integruje do překryvných systémů a zaměřovačů, pozemních a námořních platforem.
Výhody kombinace kanálu pro zvýšení jasu obrazu a infračerveného kanálu jsou jasně znázorněny na obrázku. Vlevo pouze zvýšení jasu, vpravo snímek s mnohem více detaily díky termoviznímu modulu
Oba jsou dobré
Podle Denese jsou termovizní systémy stále populárnější než technologie UY, protože jejich náklady se s nárůstem objemu výroby výrazně sníží. Obě technologie mají různé cíle a různé výhody v závislosti na terénu, počasí a dalších faktorech. TPV byl populární v detekčních úlohách – a do jisté míry rozpoznávání, ale systémy s UY jsou „stále žádané kvůli lepší identifikaci a situačnímu povědomí“.
"V ideálním případě vojáci potřebují obě technologie nočního vidění," připustil Denes. "Mělo by se na ně spíše pohlížet jako na rozšíření jednoho druhého, než aby jeden nahrazoval druhým."
Fúze by mohla poskytnout „to nejlepší z obou světů“. Vysoce výkonné trubice zesilovače obrazu stále poskytují lepší obraz než jejich digitální protějšky, "ale je to jako srovnávat kulaté a měkké."
"Digitální systémy se stávají populárními na pozemních a vzdušných platformách," dodal Denes, "protože MGES zde nejsou tak velkým problémem jako se sesedajícím personálem." Očekává, že vojáci budou i nadále používat technologii UY kvůli jejím schopnostem, nízké hmotnosti a relativní levnosti.
Podle Denese jsou trhy s digitálními systémy a zesilovači obrazu prostě jiné. Společnost Photonis a její vojenští zákazníci věří, že elektronky pro zesilovače obrazu „budou v poptávce po dobu nejméně dalších 10 let, v důsledku vědeckého výzkumu bude realizováno mnoho vylepšení v řadě oblastí, od citlivosti až po registraci termosnímků“.
Výrobci zaznamenávají rostoucí poptávku po dalekohledech na rozdíl od monokulárních konfigurací, ale tato zařízení musí ještě „vytáhnout“ svůj MHEH na požadovanou úroveň.
Hledání spojení
Podle Leonarda nutnost neustálé komunikace na bojišti určuje dostupnost komponent, které vám umožní získat schopnosti zaměřené na síť. V budoucnu společnost očekává široké využití technologií Wi-Fi, Bluetooth a GPS v optických komponentách a jejich užší integraci do řetězce provozního řízení.
Společnost Linx ruční průzkumné zařízení a zařízení pro určování cílů je založeno na chlazené matrici a je navrženo pro sledování a detekci za každého počasí. Zařízení patří k síťově orientovaným systémům, které uživateli umožňují výměnu obrázků a dat prostřednictvím sítě.
FLIR považuje interoperabilitu řízenou zákazníkem za klíčovou vlastnost vojenských aplikací. „Systémy vojáků mají v současné době integrované nízkonákladové komunikační čipy s nízkou spotřebou,“ vysvětlil mluvčí. "Obousměrná komunikace poskytuje podporu vzdáleným uživatelům a zlepšuje situační povědomí, včetně informací z blízkých zpravodajských zdrojů."
Podle Johnsona jsou systémy stále chytřejší. Například rozšířená realita se integruje do displejů a přidává další vrstvu informací pro vojáka, zatímco technologie se stále více propojují. "Systémy nočního vidění jsou součástí síťového prostředí vojáka, sdílejí to, co vidí, aby vytvořili společný operační obraz, který je předán celé jednotce nebo přenášen na vyšší úroveň."
Mluvčí Thales také zaznamenal rostoucí úroveň digitalizace systémů, která otevírá dveře rozšířené realitě. Mezi tržní nabídky společnosti patří zařízení pro noční vidění BONIE-DI/IRR I2, inteligentní síťový systém, který kombinuje dva typy snímků. Systém umožňuje uživatelům vizualizovat konkrétní data, jako je GPS, v rozšířené realitě, což zvyšuje úroveň povědomí a interakce.
Vážně se uvažovalo o potenciálu plně digitálních zařízení pro noční vidění, ačkoli Johnson říká, že tato technologie „ještě není zcela zralá. Zdá se mi, že zatím nemá cenu čekat na její úplný návrat. Harris v této oblasti hodně zkoumá. Než dostaneme digitální senzor na hlavu, potřebujeme skutečný technologický průlom. Analogové optické konvertory budou dominovat trhu s nočním viděním na příštích 15-20 let, dokud nepřijde něco průlomového, které je nahradí.
Johnson však potvrdil, že je možné zabudovat některé digitální prvky do analogových systémů. „V systému F6045 našeho vojáka jsme vzali analogový systém a připojili ho k síti, čímž jsme zavedli digitální možnosti, ale stále používáme analogové trubice zesilovače obrazu, protože v tuto chvíli neexistuje nic lepšího. Jedná se o osvědčenou a spolehlivou technologii, která se zatím nevzdává svých pozic.“
Pan Katz souhlasil s tím, že technologie digitálního nočního vidění je v plenkách, ale očekává, že se bude v následujících letech rychle rozvíjet.
Harrold také předpovídá, že nakonec systémy NU zastarají a budou zcela nahrazeny digitálními systémy, které se mohou samy aktualizovat pomocí svých vlastních algoritmů. Dodal, že průmysl se pravděpodobně „pohne směrem k plně integrovaným bezdrátovým napájecím systémům, které integrují přenosné napájecí zdroje, zaměřovače a zařízení pro noční vidění, které mohou fungovat nepřetržitě ve dne i v noci“.
Leonardo nabízí ruční pozorovací a zaměřovací zařízení Linx, které je založeno na chlazené matrici. Síťově orientovaný nástroj pro každé počasí umožňuje uživateli sdílet data a obrázky přes síť
Pohyb vpřed
Vzhledem k tomu, že Katz jasně rozumí dalším segmentům trhu, věří, že „dojde k revoluci v rozlišení termovizních systémů“.
Společnost FLIR očekává, že se více zaměří na zpracování obrazu a správu napájení, aby se snížilo spoléhání na optiku s delší ohniskovou vzdáleností pro delší vzdálenosti a zvýšila se pravděpodobnost identifikace cíle. Domnívají se, že „zpracování obrazu s nízkou spotřebou, které zlepšuje kvalitu obrazu v reálném čase, může zvýšit úroveň důvěry v identifikaci objektů a detekci hrozeb“.
V posledních letech ke standardním systémům přibylo vyrovnání histogramu, digitální vylepšení detailů a elektronická stabilizace. "Tento proces bude pokračovat s tím, jak se budou vyvíjet algoritmy zpracování, což povede k menšímu zatížení uživatelů a rychlejšímu rozpoznání a identifikaci cílů."
Použití mikrodisplejů s vysokým rozlišením v kombinaci s menšími pixelovými snímači, nízkoenergetickým zpracováním obrazu a bezdrátovou komunikací vylepšuje MEHH a přispívá k rozvoji inteligence, sledování a schopností určování cílů.
Harrold řekl, že v nadcházejících letech se rozšířená realita „stane pro tyto systémy kritickou technologií, bude integrována do budoucích rozsahů a brýlí“. V zařízení pro noční vidění, které funguje jako hlavní displej vojáka, mu rozšířená realita poskytne důležité informace, a tím zvýší jeho bojovou efektivitu.
To poskytne řadu výhod. Obecný provozní obraz s rozšířenou realitou umožní uživatelům zvýšit úroveň vlastnictví situace. Tyto informace mohou pomoci s řadou úkolů, jako je například přístup k videu z trubec, historie použití výbušných zařízení v oblasti, identifikace spojeneckých a spřátelených sil, trojrozměrná mapa oblasti a podobně, a také poskytují rozhraní pro společné bojové operace pilotovaných a neobydlených platforem.
Podle stránek materiálů:
www.policemag.com
www.recoilweb.com
www.harris.com
www.baesystems.com
www.talesgroup.com/
www.flir.com
www.leonardocompany.com
www.meprolight.com
www.photonis.com
spec-naz.org
pinterest.com
www.shutterstock.com
informace