Taktické zariadenia na nočné videnie zostávajú základnou súčasťou výbavy pozemných obojživelných jednotiek vykonávajúcich útočné operácie a prieskumné misie.
Ministerstvo obrany USA vyvíja značné úsilie na zvýšenie účinnosti nočného boja, ktoré skúma niekoľko nových konceptov, ktoré môžu nielen ponúknuť nové zariadenia na nočné videnie s optimálnym výkonom, ale tiež integrovať nové možnosti do základných modelov na zvýšenie úroveň situačného povedomia.jednotlivý vojak a malá jednotka.
Držte sa noci
Podľa Darella Hecklera, vedúceho sektora nočného videnia v spoločnosti Harris Corporation Communications Systems, existuje mnoho kritických požiadaviek na podporu amerického a ďalších medzinárodných programov.
Zástupca spoločnosti Harris Corporation vysvetlil, že trh s optoelektronickými / infračervenými (OE / IR) systémami je dnes schopný poskytnúť viac než len malé divízie. Zariadenia pre nočné videnie sú teraz schopné zvýšiť situačné povedomie bojových a prieskumných tímov prostredníctvom integrácie rozšírenej reality, virtuálnej reality a strojového učenia.
"Vidíme, že trh s nočným videním sa stáva viac než len trhom vizuálnej situačnej informovanosti, akým bol v minulosti." Predtým nočné videnie jednoducho umožňovalo nášmu používateľovi vidieť v obdobiach obmedzenej viditeľnosti spojených so slabým osvetlením. Dnes sa budúcnosť bude spoliehať na túto technológiu a zároveň poskytne užívateľovi ďalšie príležitosti. “
Heckler pripomenul vyvíjajúce sa operačné požiadavky ozbrojených síl mnohých krajín a dodal: „Systémy, ktoré obsahujú technológiu senzorovej fúzie [OE / IR], schopnosť odosielať a prijímať dôležité informácie prostredníctvom svojich vizuálnych systémov (vo dne i v noci), systémov, ktoré umožňujú aby sa používateľ stal senzorom, to všetko bude v budúcnosti prvoradé. “
Integrované riešenia
Podobné potreby rieši veliteľstvo špeciálnych operácií a americká armáda, ktoré už začali skúmať špecializované koncepty s cieľom zistiť, ako je možné tieto naliehavé operačné potreby v krátkodobom až strednodobom horizonte zjednodušiť.
V oblasti technológie nočného videnia je veľa teoretických a praktických prác. Jedným z príkladov je priemyselný workshop, ktorý sa konal vlani v novembri v Laboratóriu aplikovanej fyziky v Baltimore a zameral sa na integráciu displejov s rozšírenou a virtuálnou realitou s head-up nočným videním HUD (head-up displeje), ako aj so softvérom pre rozšírenú realitu. Realita s cieľom „ zlepšiť optické vlastnosti “existujúcich zariadení.
Na tomto seminári, ktorý organizuje Department of Rapid Response Technologies, ktorý je súčasťou amerického ministerstva obrany, je predstavený vývoj v oblasti fúzie dát z rôznych senzorov a ich následné spracovanie, ako aj problémy určovania cieľov, ako vojenské vedenie USA vyvíja strategické plány na rozsiahle zavedenie pokročilých technológií a zariadení do nočného videnia vojsk.
Americká armáda súčasne pracuje na svojom integrovanom systéme vizuálneho zväčšovania (IVAS), ktorý bojovníka obklopuje digitálnymi taktickými údajmi, aby pozemným jednotkám poskytol „zvýšenú smrteľnosť, mobilitu a situačné povedomie s cieľom dosiahnuť prevahu nad súčasnými a budúcimi protivníkmi“.
Koncept IVAS, navrhnutý tak, aby rozvíjal možnosti existujúcich opto-termovíznych displejov namontovaných na prilbe, vrátane modelov PVS-5, -7, -14 a -31, PSQ-40 ENVG III a binokulárneho prototypu ENVG-B, je zameraný aj na vytváranie ultrakompaktných modulov tepelného zobrazovania a nízkeho osvetlenia so štandardnými rozhraniami. Môžu byť prepojené so všeobecnou elektronickou architektúrou vojaka a jednotky, integrované do projekčných displejov, programu na aktualizáciu vojakov Nett Warrior 3.0, algoritmov a softvéru rozšírenej reality, rozhraní strojového učenia a ukazovateľov výkonnosti jednotky.
Tieto nové technológie budú použité na zabezpečenie „plánovania a rozhodovania založeného na pravidlách, kvantitatívneho rozpoznávania vzorov, detekcie zmien a identifikácie“, uviedol k tejto udalosti hovorca armády.
Hovorca americkej armády nebol schopný poskytnúť bližšie informácie o tejto aktivite. Avšak. priemyselné zdroje súvisiace s programom potvrdili, že Úrad pre nočné videnie a elektronické senzory (jedna z armádnych štruktúr) pokračuje v štúdiu „vývoja a štandardizácie senzorových modulov s agresívnymi rozmermi, hmotnosťou a spotrebou energie pre montáž na hlavu a nosenie možnosti na posilnenie schopností budúceho vojaka. “…
Očakáva sa, že vývojová práca bude zahŕňať vývoj nechladených blízkych [dlhovlnných] infračervených zariadení a kombinovaných digitálnych senzorov pri slabom osvetlení a ďaleko infračervených lúčoch, ktoré doplnia existujúce OE / IR riešenia, ako je uvedené vyššie. Na projekte sa zúčastní asi 40 hráčov vrátane BAE Systems. Harris Corporation, L3 Technologies a SA Photonics.
V novembri dostala spoločnosť Microsoft Corporation od ministerstva obrany zmluvu na podporu programu IVAS vo výške 479 miliónov dolárov. Podľa oficiálneho vyhlásenia na webovej stránke Federal Business Opportunities bola spoločnosť poverená dodaním hardvéru, softvéru a rozhraní na podporu programu IVAS do dvoch rokov; počiatočná dávka viac ako 2 500 prototypov je plánovaná na demonštráciu technológie.
Armáda ani Microsoft neboli schopné zverejniť detaily zmluvy, aj keď predstavitelia priemyslu uviedli, že posledný z nich plánuje integrovať svoj head-up displej HoloLens do konceptu IVAS s cieľom preskúmať ďalšie cesty vývoja.
Podľa dokumentácie spoločnosti Microsoft technológia HoloLens kombinuje virtuálnu realitu a prostredia skutočného sveta do zmiešanej „zmiešanej reality“. Subsystémy integrované do tohto zariadenia je možné ovládať „hlasom, fyzickými príkazmi a smerom pohľadu“.
Podľa Hecklera spoločnosť Harris Corporation pokračuje v skúmaní nových technológií pre systém IVAS v súlade s vlastným plánom zariadení pre nočné videnie s cieľom zlepšiť podporu bojovníka ďalšej generácie. Osobitný dôraz sa kladie na „čo najrýchlejšiu“implementáciu a integráciu novej technológie do existujúcich zariadení.
„Systémy OE / IR so sieťovým rozhraním a / alebo rozšírenou realitou budú mať obrovský vplyv na zákazníkov, ktorí hľadajú lepšie situačné povedomie na bojisku,“povedal Heckler.
Na trhu s nočným videním začínajú prevládať binokulárne riešenia nad monokulárnymi
Rýchly vývoj
Vzhľadom na to, že počiatočné dodávky prototypov s technológiou IVAS a ich vyhodnotenie americkou armádou sa neočakávajú v nasledujúcich najmenej dvoch rokoch, mnoho výrobcov na trhu zariadení s OE / IR sa naďalej zameriava na rýchlejšie aktualizácie existujúceho zariadenia.
Heckler pri popisovaní súčasného stavu trhu s nočným videním a krátkodobých riešení uviedol: „Toto je najlepší čas pre globálny priemysel nočného videnia. Vidíme silný dopyt po nočnom videní a vidíme posun k technológii bieleho fosforu prakticky po celom svete. Zdá sa, že prechod z monokulárneho na binokulárny tiež naberá na obrátkach, pričom všetci naši zákazníci chcú lepší výkon. Veríme, že dopyt po výkonnejších systémoch a prechod na systémy s bielym fosforom a binokulárne budú pokračovať aj v nasledujúcich rokoch. “
Rastúci záujem o zariadenia na nočné videnie s bielym fosforom potvrdzuje najnovšiu požiadavku námornej pechoty USA, ktorá v novembri 2018 vydala návrh RFP pre svoje okuliare Binocular Night Vision Goggle (SBNVG).
Podľa oficiálnych dokumentov zverejnených aj na webovej stránke Federal Business Opportunities hľadá ILC modulárne binokulárne binokulárne zariadenie so zosilnením obrazu a integrovaným nechladeným snímačom tepelného zobrazovania, ako aj externý zdroj napájania a zodpovedajúci držiak na prilbu.
Požiadavky stanovujú dvojicu 18 mm prevodníkov obrazu, ktoré je možné zostaviť do modulárnej konfigurácie, takže používatelia, ktorí sa radšej pozerajú jedným okom, môžu v prípade potreby zariadenie previesť na monokulárne. Navrhované technológie by okrem toho mali poskytovať okrem prevádzky z vlastnej batérie aj pripojenie externého konektora k batérii.
Celková hmotnosť vybraného zariadenia SBNVG - vrátane senzorov, zosilňovača obrazu a senzora tepelného zobrazovania, externej batérie, káblov, šošoviek a svetelných puzdier - by mala byť menšia ako 1,2 kg. Žiadosť o návrhy však stanovuje, že „hmotnosť systému nezahŕňa montážne konzoly pripevnené k prilbe, ktoré majú rozhranie s polohovacím zariadením, ani žiadne iné pripevňovacie rozhranie trvalo pripevnené k prilbe“.
Požiadavka SBNVG sa považuje za prechodnú príležitosť pre USMC, ktorý do roku 2021 taktiež plánuje dostať 3100 okuliarov pre nočné videnie ENVG-B od spoločnosti L3 Technologies.
Zariadenie ENVG-B už vybrali americké pozemné sily, v rokoch 2019 až 2021 bude zakúpených viac ako 10 000 systémov pre rôzne armádne štruktúry, spočiatku v monokulárnej verzii a neskôr v binokulárnych konfiguráciách.
V júni 2018 armáda v rámci trojročnej zmluvy udelila spoločnosti L3 Technologies zmluvu vo výške 391 miliónov dolárov na dodávku okuliarov na nočné videnie ENVG-B. "Riešenie s bielym fosforom a dvoma trubicami umožňuje používateľom držať krok s takmer rovnakými konkurentmi, zvyšuje agilitu a zlepšuje zacielenie na bojisku," povedal riaditeľ spoločnosti.
Zariadenie ENVG-B, ktoré sa tiež považuje za možného kandidáta na koncepciu IVAS, je schopné integrovať samostatný infračervený kanál, ktorý je možné kombinovať s kanálom na zvýšenie jasu obrazu, aby sa zvýšila pravdepodobnosť detekcie cieľa. Medzi ďalšie požiadavky patrí pripojenie k sieťovým zariadeniam, ako sú programovateľné rádiá a smartphony / tablety pre koncových používateľov, ktoré sú súčasťou programu aktualizácie programu Nett Warrior Soldier.
„Táto technológia zlepšuje schopnosť operátora lokalizovať a zachytiť hrozby a vyhodnotiť obrázky všeobecného operačného prostredia,“povedal hovorca spoločnosti L3 Technologies."ENVG-B tiež obsahuje nový displej s vysokým rozlíšením a vstavané bezdrôtové siete, rýchle získavanie cieľa a algoritmy rozšírenej reality na interakciu s pokročilými systémami vojaka pri súčasnom zlepšení interoperability a rozšírení rozsahu."
Spoločnosť L3 Technologies okrem toho ponúka aj ďalšie zariadenie v podobe helmových panoramatických okuliarov na nočné videnie GPNVG (Ground Panoramic Night Vision Goggle). Spoločnosť však potvrdila, že okuliare GPNVG sa zatiaľ neplánujú aktualizovať v rámci programu IVAS.
Podľa spoločnosti GPNVG poskytujú 97 ° zorné pole, ktoré umožňuje „sledovanie a / alebo identifikáciu cieľa v zlých svetelných podmienkach, kde je potrebná zvýšená pevnosť a odolnosť voči nárazom“.
Zarovnanie kanálov
Spoločnosť Harris Corporation medzitým ponúka svoje okuliare na nočné videnie i-Aware TM-NVG (Tactical Mobility-Night Vision Goggle) v monokulárnych a binokulárnych konfiguráciách. Kombinujú obrázky z dvoch kanálov, nízke osvetlenie a infračervené.
Vďaka vývoju technológie rozšírenej reality zobrazuje priesvitný displej zariadenia TM-NVG GPS súradnice, topografické prvky, textové správy a informácie o cieli. Ďalšie možnosti umožňujú užívateľovi prezerať obrázky priamo zo senzorov diaľkového sledovania a získavania údajov vrátane snímok zo špeciálnych prieskumných lietadiel a dronov.
Zariadenie TM-NVG má zorné pole 33 °, rozlíšenie dlhovlnného infračerveného senzora 320 x 240, rozlíšenie videa 640 x 480 s frekvenciou až 10 snímok za sekundu. TM-NVG má tiež konektor USB 2.0 a je napájaný štyrmi batériami AA, čo umožňuje nepretržitú prevádzku zariadenia 7,5 hodiny.
V októbri 2018 spoločnosti Harris Corporation a L3 Technologies oznámili fúziu, aj keď zástupcovia spoločností nemohli nič povedať o plánoch novej spoločnosti Harris L3 Technologies na vývoj zariadení na nočné videnie.
Trh s nočným videním sa naďalej presúva zo zeleného fosforu na displeje s bielym fosforom
Práca s nulovou viditeľnosťou
Okrem USA rastie aj potreba technológie CMOS (komplementárny polovodič z oxidu kovu), ktorá výrazne zlepšuje kvalitu operácií za zlých a nulových svetelných podmienok. Niekoľko spoločností v súčasnej dobe predstavuje pokročilé riešenia pre ozbrojené sily mnohých krajín.
Na výstave Africa Aerospace and Defence v Južnej Afrike v septembri 2018 spoločnosť Photonis predstavila najnovší rad digitálnych kamier z radu Nocturn, ktoré boli navrhnuté tak, aby uspokojili potreby armády týkajúce sa zariadení namontovaných na helme a zameriavačov zbraní, ktoré sú vybavené dvojkanálovou fúziou. …
EBCMOS, ktorý bol verejnosti prvýkrát predstavený na výstave Eurosatory 2018, je založený na digitálnom fotoaparáte Photonis Nocturn CMOS a ponúka menší formát a vyššie rozlíšenie obrazu ako ostatné zariadenia na nočné videnie.
"Najnáročnejšie aplikácie pri extrémne slabom osvetlení vyžadujú pokročilé digitálne riešenia," vysvetľuje hovorca spoločnosti Photonis. - EBCMOS je elektrooptický konvertor, v ktorom sú mikrokanálové platne a fosforová obrazovka nahradené špeciálnym fotodetektorom CMOS. Zariadenie EBCMOS, ktoré je v súčasnej dobe k dispozícii v dvoch rozlíšeniach 2 a 4 megapixely, poskytuje používateľom vyššie rozlíšenie a kontrastnejšie obrázky. “
Ďalší hráč na trhu CMOS, Rochester Precision Optics, ponúka armáde svoje zariadenie na nočné pozorovanie CMOS (CNOD). Medzi kupujúcimi tohto zariadenia sú Americké veliteľstvo špeciálnych operácií a Úrad pre kontrolu liečiv.
Hovorca spoločnosti uviedol, že technológia CMOS umožňuje presnejšie a jasnejšie obrázky pre používateľov pracujúcich v ťažkých bojových podmienkach vrátane obývaných oblastí a boja zblízka.
Podľa hovorcu spoločnosti Rochester Precision Optics je CNOD k dispozícii v rôznych konfiguráciách, vrátane modelu RSM pre presadzovanie práva, modelu LD pre vojenských zákazníkov a modelu DR pre operácie na dlhé vzdialenosti.„CNOD má plne rozlíšiteľnú, plne digitálnu dennú / nočnú optiku, optimalizovanú tak, aby fungovala ako monitorovací monokulárny, samostatný zameriavač zbraní alebo namontovateľný sekundárny zameriavač.“
Systém, ktorý funguje v rozsahu 500 - 1 800 nm, je schopný detekovať vlastné aj cudzie laserové ukazovátka a diaľkomery - funkciu, ktorá je užitočná a žiadaná ozbrojenými silami pôsobiacimi v stále hustejšom bojovom priestore, kde sa eliminuje konfliktné situácie medzi stranami zostávajú prvoradou úlohou.
Zariadenie CNOD váži 520 gramov a je napájané batériami CR123, má 6-násobný digitálny zoom a tiež funkciu prenosu fotografií a videí vo vysokom rozlíšení k iným bojovníkom.
Dosiahnutie úspechu
Absolute Darkness to Vision (AD2V) vyvíja aj vreckové zariadenia, zariadenia namontované na prilbe a zbrane na základe technológie CMOS a dodáva ich nemeckému ministerstvu obrany.
V porovnaní s alternatívnymi okuliarmi na nočné videnie, ktoré sú v súčasnej dobe na trhu k dispozícii, má digitálny systém nočného videnia Luxiter PM1 spoločnosti AD2V menšie rozmery. Podľa Wilhelma Gronauera z Griffity Defense (európsky distribútor AD2V) je digitálne zariadenie Luxiter PM1 schopné „nahrávať a exportovať streamované video generované vlastnou maticou, importovať údaje z externých zdrojov a ovládať príkazy zo zariadení a vydávať textové správy."
S hmotnosťou menej ako 300 gramov má Luxiter PM1 rozlíšenie 795 x 596 pixelov a variabilné zorné pole v rozmedzí od 19 ° do 56 °. Zariadenie však bolo navrhnuté pre relatívne krátke vzdialenosti; Gronauer potvrdil, že zariadenie poskytuje detekciu a identifikáciu predmetov v maximálnom dosahu 100 metrov.
Gronauer navyše vysvetlil, že snímač CMOS minimalizuje akékoľvek negatívne optické efekty v zornom poli operátora pri streľbe v uzavretých priestoroch a dodal, že Luxiter PM1 je vybavený infračerveným iluminátorom pre výkon pri slabom osvetlení.
„Digitálne čiernobiele obrazovky umožňujú lepšie rozpoznanie objektu a rýchlejšie rozhodovanie, zatiaľ čo okamžité prechody z tmy do svetla a späť sú kompenzované zariadením a neovplyvňujú používateľa.“
Jednotku je tiež možné aktualizovať o externú kameru Luxiter EC-2H, aby mali užívatelia ďalšie výhody streamovania dát cez programovateľné rádiové rozhranie.
Zostávajú malé pochybnosti o tom, či nočné videnie zostane kritickou požiadavkou pozemných síl v súčasných a budúcich operačných scenároch. Potenciál tejto technológie, integrovaný do rôznych systémov situačného povedomia, však môže poskytnúť významný impulz pre vývoj riešení ďalšej generácie.
Ako však vysvetlil jeden odborník z odvetvia, implementáciu tohto typu technológie je potrebné dôkladne monitorovať s osobitným dôrazom na minimalizáciu kognitívnej záťaže operátorov v už komplexnom operačnom prostredí.
