Systémy nočného videnia namontované na vozidle sú k dispozícii už roky a v súčasnej dobe sú už samozrejmosťou, ale na tomto trhu sú pred sebou významné zmeny.
Rastie napríklad dopyt po nočných kamerách s vyšším rozlíšením. Hovorca francúzskej spoločnosti zaoberajúcej sa infračervenými prijímačmi Sofradir uviedol, že to možno dosiahnuť zvýšením počtu pixelov a znížením rozstupu pixelov pri zachovaní veľkosti matice, aby sa poskytla charakteristika zariadenia s nízkou hmotnosťou a spotrebou energie.
„Znížením rozstupu pixelov zvýšite citlivosť detektora, pretože so znižovaním rozstupu pixelov má každý pixel nižšiu silu signálu, a tým zvyšujeme citlivosť zariadenia. V kamerách súčasnej generácie je štandardom VGA 640x512, ale dnes sa trend napríklad uberá smerom k SVGA 1280x1024 v krokoch po 12 mikrónoch. Systémy sa budú uberať týmto smerom a to sa teraz deje, “
- vysvetlil.
Aby tieto kamery fungovali čo najlepšie, musia byť správne stabilizované, pretože obrnené vozidlá pracujú v drsnom teréne s veľmi ťažkým terénom. Podľa zástupcu spoločnosti Controp Precision Technologies, ak systém nie je dostatočne stabilizovaný, „potom bude mať obraz neprijateľnú kvalitu a dosah zariadenia sa drasticky zníži“.
Hovorca Sofradiru povedal:
"V posledných rokoch sme svedkami toho, že dôležitosť hmotnosti, veľkosti a spotreby energie neustále rastie, čo odzrkadľuje dopyt po malých a ľahkých systémoch s vylepšenými funkciami, akými sú napríklad naše systémy SIGHT." Existuje niekoľko typov kamier: nechladené termokamery, ktoré poskytujú detailné videnie a spravidla nie sú stabilizované, a chladené termokamery, ktoré sú spravidla stabilizované, sú na vyššej úrovni a samozrejme drahšie. “
Problémy so zvýraznením
Systémy nočného videnia sa tradične používajú na dva hlavné účely. Po prvé, zariadenia nočného videnia vodiča mu umožňujú zvýšiť úroveň ovládania prostredia okolo auta pre bezpečné a bezproblémové manévrovanie. Za druhé, existujú strelecké systémy, ktoré používajú strelci na identifikáciu a zameranie potenciálnych cieľov.
Infračervené systémy pre vodičov a lepšie situačné povedomie sú spravidla nechladené termovízne kamery, ktoré majú na krátku vzdialenosť širšie zorné pole, aby mali čo najväčšie zorné pole, zatiaľ čo rozsahy sú určené pre strelcov, najmä napríklad pre zbrane veľkého kalibru., 120 mm tankové delá vybavené chladenými termovíznymi kamerami s dlhým dosahom. Posledne menované majú užšie zorné pole na zameranie na konkrétny cieľ.
Termokamery sú v moderných armádach najbežnejšie, pretože sú pokročilejšie ako kamery so zosilnením obrazu (zosilňovač obrazu), ktoré pracujú v krokoch kratších ako 1 mikrón, a na prevádzku vyžadujú aktívnu emisiu svetla v spektre blízkych infračervených oblastí. aby sme videli v tme. V tomto prípade môže svetlo infračerveného osvetlenia neviditeľné voľným okom detekovať nepriateľské zariadenie, čo môže mať vážne následky.
Podľa Colina Hornera z Leonarda sú kamery zosilňovače obrazu vždy problémom v komunitách, ktoré bývajú osvetlené.
"Tieto senzory majú tendenciu skresľovať a rozmazávať obraz určený pre veliteľa a vodiča." Aj keď sa technológia vylepšovania obrazu zlepšuje a je preferovanou voľbou pre nebojové asistenčné vozidlá, nevýhodou je, že tieto kamery stále potrebujú podsvietenie. “
"Aj keď môžu skutočne fungovať za minimálneho svetla, napríklad vo svetle mesiaca alebo hviezd, v úplnej tme kamery s elektrónkami zosilňovača obrazu jednoducho nebudú fungovať." Na zlepšenie informovanosti o situácii operátori používajú infračervené svetlá na miestne osvetlenie priestoru okolo stroja a spoliehajú sa na prirodzené svetlo. “
- vysvetlil Horner.
Dodal, že s kamerami zosilňovača obrazu sú v automobiloch vybavených nepriestrelným sklom ďalšie problémy, pretože negatívne ovplyvňujú vnímanie vzdialenosti vodiča. Preto moderné armády radšej používajú pasívne infračervené systémy.
Okrem toho existuje tendencia zvyšovať možnosti nočného videnia vozidiel iných kategórií, pre ktoré je potrebné na ne nainštalovať rovnaké systémy ako na bojové platformy. „To skutočne zvýši úroveň vlastníctva a bezpečnosti.“
„Väčšinou sú obrnené bojové vozidlá vybavené pasívnymi (neosvetlenými) infračervenými systémami s veľmi vysokým výkonom, ale samy nefungujú v kolónach. Sú podporované inými vozidlami, ako sú osobné transportéry, sanitky a technické vozidlá, ale tieto vozidlá majú tú nevýhodu, že nemajú rovnaké možnosti nočného videnia ako bojové vozidlá, a preto nemôžu pracovať za rovnakých podmienok. Teraz teda vidíme trend vybaviť podporné vozidlá systémami nočného videnia, ktoré nie sú horšie ako systémy bojových platforiem, v dôsledku čoho môžu pracovať bok po boku bez ďalšieho rizika. “
Ďalším trendom je pridať k kamerám viac kamier, aby ste získali úplný všestranný prehľad. Armáda sa predtým zaoberala iba poskytovaním vodičovi zariadení na nočné videnie, ktoré by mohli riadiť iba. Vďaka veľkému počtu kamier, ktoré poskytujú 360 ° viditeľnosť, je možné hrozby vidieť z akéhokoľvek smeru a čo je dôležitejšie pre bezpečnosť, je pohľad do strán a zozadu, a preto je bezpečnosť prevádzky v mestských oblastiach zvýšená.
Leonardo ponúka kameru DNVS 4, ktorá vám umožní získať všestranný pohľad na vzdialenosti 20-30 metrov. Horner uviedol, že systém je tiež vybavený dennou farebnou kamerou, ktorá kombinuje obe technológie v jednom riešení a tým znižuje hmotnosť, veľkosť a spotrebu energie. Dodal, že existuje aj posun od analógovej k digitálnej otvorenej architektúre. "To znamená, že digitalizujeme signál kamery a zobrazujeme ho digitálne na obrazovke, čo výrazne zlepšuje čistotu obrazu a eliminuje akékoľvek rušenie samotného zariadenia."
Obraz v číslach
Vývoj v oblasti digitálnych technológií umožňuje operátorom používať multifunkčné obrazovky s mapami, stavom zbraní a informáciami o údržbe vozidla, ako aj prezerať viacero snímok súčasne, ako napríklad pohľad spredu, zboku a zozadu. Je to oveľa univerzálnejšie ako používať stmievanú kameru alebo analógový systém, ktorý vám umožní zobraziť iba jednu kameru a iba jeden displej.
Väčšina sledovacích kamier je nechladeného typu a podobne ako ľudské oko má široké zorné pole asi 50 ° a niektoré sa približujú k 90 °. Jorgen Lundberg zo spoločnosti FLIR Systems povedal, že na dosiahnutie plného 360 ° pokrytia preto musia byť ostatné kamery nainštalované v rôznych konfiguráciách. Niektoré schémy umožňujú umiestnenie viacerých kamier so zorným poľom 55 °, zatiaľ čo iné schémy umožňujú inštaláciu štyroch kamier v uhle 90 ° alebo dokonca iba dvoch kamier v uhle 180 ° na vytvorenie panorámy. V prvom rade je to potrebné, aby auto mohlo počas nočného výcviku a bojových operácií voľne manévrovať bez zapnutých svetlometov, pretože vodič má plnú kontrolu nad prostredím.
"To všetko je zamerané na to, aby vodič alebo posádka získali informácie o tom, čo sa deje v blízkosti auta na približne 20 až 100 metrov, a nie ďalej, pretože dnešná technológia nemôže poskytovať obrázky vo vysokom rozlíšení na dlhé vzdialenosti," povedal Lundberg. „Aj keď bude posádka auta určite rada, že bude mať k dispozícii obraz celého obvodu vo vysokom rozlíšení, medzi dnešnou technológiou a dnešným rozpočtom existuje rovnováha. Existujú tiež obmedzenia týkajúce sa počtu a funkčnosti displejov posádky vo vozidle. “
Predstaviť napríklad veľké množstvo dostupných zmyslových informácií je náročné. Aby nebolo všetko zmiešané na jednu hromadu, členovia posádky, napríklad vodič, veliteľ a strelec, musia mať prístup k obrazovkám, ktoré zobrazujú konkrétne informácie určené pre každého z nich, aby nerušili ostatných používateľov. Pristávacia strana môže mať tiež obrazovku v zadnej časti vozidla, ktorá zobrazuje informácie o životnom prostredí pred zosadnutím. Veliteľ môže mať obrazovku ako ostatní členovia posádky, ale s väčším počtom funkcií, napríklad so schopnosťou zobrazovať rozhodnutia o riadení boja a informácie o zbraniach.
V obrnených vozidlách je už nainštalovaných mnoho rôznych senzorov a systémy nočného videnia si v tomto obmedzenom priestore musia nájsť svoje miesto. V zariadení je k dispozícii málo miesta na umiestnenie viacerých displejov, a preto je distribúcia informácií zo senzorov a kamier do celého stroja náročná.
Systémy nočného videnia pre hlavné zbrane AFV sú umiestnené vedľa seba alebo sú integrované do pohľadu strelca, ktorý je zvyčajne nainštalovaný vo vozidle vedľa zbrane. Výzbroj môže byť tankový kanón veľkého kalibru 120 mm, delá stredného kalibru (20 mm 30 mm alebo 40 mm) alebo dokonca guľomety kalibru 7, 62 mm alebo 12,7 mm v diaľkovo ovládanom zbrojnom module (DUMV). Zameriavacie systémy zbraní obsahujú hlavne chladené systémy tepelného zobrazovania, a preto sú schopné pracovať v rozsahu viac ako 10 km.
Lundberg povedal, že denné a nočné zameriavače strelca sú zarovnané s osou zbrane, to znamená, že sa bude pozerať, kam je zbraň namierená, a nevidí inými smermi.
"Dosah tohto zameriavača by mal zodpovedať dosahu zbrane a pištoľ má dosť veľký dostrel." V dôsledku toho má dosť úzke zorné pole, je to ako pozerať sa cez slamku … ale tu musí šíp vidieť a vystreliť. “
Ostať chladný?
Nechladené infračervené kamery používajú mikrobolometrickú technológiu, čo je v podstate malý odpor so silikónovým prvkom, ktorý reaguje na tepelné žiarenie. Zmeny teploty sú určené intenzitou emisie fotónov. Mikrobolometer to zistí a prevedie merania na elektrický signál, ktorý je zase možné previesť na obraz.
Nechladené senzory spravidla fungujú v rozmedzí LW1R (7-14 mikrónov), to znamená, že môžu „vidieť“dymom, hmlou a prachom, čo je dôležité na bojisku a v iných situáciách.
Chladené zariadenia používajú kryogénny chladiaci systém na udržanie detektora na -200 ° C, čím je citlivejší aj na menšie zmeny teploty. Detektory takýchto zariadení môžu presne transformovať aj jeden zásah fotónu na elektrický signál, zatiaľ čo nechladené systémy potrebujú na meranie viac fotónov. Chladené senzory majú teda veľký dosah, čo zlepšuje proces zachytávania a neutralizácie cieľov.
Ale chladiace systémy majú aj svoje nevýhody, zložitosť návrhu so sebou prináša vysoké náklady a potrebu pravidelnej a technicky náročnej údržby. Nechladené snímače sú lacnejšie, jednoduchšie sa udržiavajú a majú dlhšiu životnosť, pretože nepoužívajú kryogénnu technológiu, majú menej pohyblivých častí a nevyžadujú komplexné vákuové tesnenie. Aký typ systému si ako vždy vyberie, je na užívateľovi, na základe úloh, ktoré rieši.
Vlnový výber
Chladiace puškohľady používajú infračervené detektory (LW1R) v blízkosti [dlhej vlny]. Pretože to umožňuje systémom nočného videnia vidieť dymom, a preto majú menej problémov súvisiacich s bojom. Nechladené systémy používajú také detektory, pretože mikrobolometre (termosenzitívne prvky) sú na tejto vlnovej dĺžke citlivé, ale to sa teraz začína meniť. "Historicky bol vždy preferovaný LWIR kvôli lepšiemu prieniku dymu ako detektory MWIR pracujúce v strednom [strednom vlnovom] infračervenom pásme," povedal Horner.
"Pred desiatimi rokmi to bola pravda, ale testy a ukážky ukázali a dokázali, že medzi LWIR a MWIR na dnešnom bojisku nie je veľký rozdiel." Citlivosť a možnosti MWIR sa za posledných 10 rokov výrazne zlepšili a dnes kamery MWIR stále ponúkajú vynikajúci výkon a prienik dymu. To vedie k tomu, že ľudia uprednostňujú detektory MWIR pred LWIR. “
Horner dodal:
Výhodou detektorov MWIR je, že majú tiež lepšiu priepustnosť pre vlhký vzduch v porovnaní s detektormi typu LWIR, to znamená, že ak sa chcete nasadiť v pobrežných oblastiach, najmä v horúcom podnebí, potom získate lepší výkon pomocou MWIR. Nie LWIR. Pre auto to bude kompromisné riešenie. “
Hovorca francúzskej spoločnosti Sofradir však zdôraznil, že aj ďaleké [krátkovlnné] infračervené oblasti spektra (SWIR) majú svoje uplatnenie.
"SWIR má dve rôzne použitia." Po prvé, detektory tohto typu môžu byť dodatočným riešením v tých prípadoch, keď sa potrebujete pozrieť na dym a prach rôznej hustoty a pôvodu, a dokonca (v niektorých prípadoch) na hmlu. V závislosti od atmosférických podmienok môže SWIR poskytnúť veľkú zdanlivú vzdialenosť. Za druhé, s detektorom SWIR môžete vidieť laserové diaľkomery pracujúce s určením cieľa na vlnových dĺžkach 1,6 mikrónu alebo 1,5 mikrónu. Potom sa použije ako varovanie, že vaše vozidlo je pod dohľadom. Môžete tiež vidieť záblesky kanónov, čo znamená, že SWIR sa používa na zlepšenie situačného povedomia a ochranu pozemných vozidiel. “
Hovorca spoločnosti BAE Systems povedal:
„LWIR vo všeobecnosti poskytuje najlepší výkon za každého počasia a iných vonkajších podmienok, zatiaľ čo MWIR a SWIR poskytujú najlepší kontrast. Obraz SWIR má ďalšiu výhodu v tom, že je podobný tomu, čo vidíme voľným okom. Táto dôležitá výhoda zvyšuje pravdepodobnosť správneho rozpoznania, čo zase pomáha znižovať pravdepodobnosť nehôd s priateľskou paľbou. “
Potreba ďalších
Častejšia inštalácia DUMV na obrnené vozidlá má vplyv na trh s nočnými kamerami. Hlavné zameriavače zbraní sú integrované do platformy, a preto sa zbraň ani zameriavače nemôžu príliš často meniť. Pridanie nového DUMV na modulárnom základe vám umožní meniť rozsahy častejšie.
Za posledných päť až desať rokov boli štandardnými zbraňami nainštalovanými na DUMV vo väčšine prípadov buď 7,62 mm guľomety alebo 12,7 mm guľomety, takže mieridlá boli spravidla nechladené, aby zodpovedali krátkemu dosahu. tieto zbrane. (1-1, 5 km), a to následne určilo ich o niečo širšie zorné pole ako zameriavače zbraní veľkého kalibru.
Lundberg však poznamenal, že situácia sa mení:
"V súčasnej dobe rastie trend, ktorý určuje inštaláciu zbraní väčšieho kalibru (asi 25-30 mm), z ktorých je možné mieriť a viesť presnú paľbu na dlhé vzdialenosti, a to určuje dopyt po zameriavačoch pre DUMV." s dlhším dosahom. Kým priemysel dodával pre 99% DUMV nechladené rozsahy, dnes sa ťažisko presúva na funkčnejšie nechladené a chladené rozsahy, ktoré môžu poskytovať ultraostré obrázky. To umožňuje vidieť o niečo ďalej a nasmerovať zbrane väčšieho kalibru na cieľ na dlhé vzdialenosti 1, 5-2, 5 km, to znamená mimo dosahu nepriateľských prostriedkov ničenia. “
A nakoniec, velitelia chcú mať ešte lepšiu kontrolu nad situáciou, aby videli ďalej, ako delové paľby, a preto bolo potrebné na DUMV nainštalovať nočné zameriavače s dlhším dosahom.
Vývoj systémov nočného videnia nie je určený iba zvýšeným dosahom, ale aj potrebou zjednodušiť operácie. Zastaraná termovízna kamera alebo menej pokročilá infračervená kamera vyžaduje veľa práce, pretože na to, aby ste dosiahli slušný obraz, musíte mnohokrát stlačiť tlačidlá a otočiť gombíky, zatiaľ čo nová pokročilá kamera môže okamžite poskytnúť obraz vyššej kvality pre zameriavací systém s minimálny zásah užívateľa. Hovorca spoločnosti Controp uviedol: „Keď je väčšina prvkov automatizovaná, operátor sa môže sústrediť na samotnú úlohu a nenechá sa rozptyľovať prácou s pozorovacím systémom.“
Výhoda systémov nočného videnia na bojisku je stále evidentnejšia. To sa dosahuje využitím technologických výhod vylepšenej kamery s vysokým rozlíšením, použitím správneho typu systémov na konkrétne úlohy a integráciou viacerých sledovacích kamier do digitálnej architektúry, ktorá môže podporovať viac senzorov a poskytovať každému členovi posádky údaje. potrebujú. Jednotlivo tieto vylepšenia neprinášajú radikálne zmeny, ale spoločne môžu poskytnúť výhodu v boji.
Horner uviedol, že digitálna architektúra je dlhodobým riešením.
"Ak implementujete digitálnu architektúru od samého začiatku, potom môžete mať 360-stupňové ovládanie, môžete ľahko integrovať budúce technológie, systémy elektronického boja, aktívnu ochranu a diaľkové sledovacie a prieskumné systémy." Potom môžete pokojne pokračovať a naplniť auto ďalšími pokročilými technológiami. “
Lundberg dodal:
„Šírenie systémov nočného videnia a termovíznych zobrazovacích zariadení prebieha nebývalým tempom. Armáda na Západe verí, že nepriateľ bude mať iba pasívnu infračervenú technológiu. Vďaka rýchlemu rozvoju inovatívnych technológií a pravidiel kontroly exportu majú moderné západné armády jasnú výhodu. Ide samozrejme o to, že nie sú jednotlivé termokamery a iné zariadenia na nočné videnie, ale celé obrnené vozidlo. Ak máte ďalekohľad na DUMV, potom je výhodou, že môžete pár sekúnd pred súperom mieriť, strieľať a presne trafiť. V tomto slede udalostí systémy nočného videnia určite prispievajú k víťazstvu nad súperom. “
