Pēc nozares ekspertu domām, nakts redzamības tehnoloģijas, gan attēla pastiprināšana, gan termiskā attēlošana, ir gatava attīstīties turpmākajos gados vairākos virzienos - no izšķirtspējas līdz savienojumam līdz vienotam tīklam. Tomēr šī attīstība ir jāsabalansē ar vismazāko svara un izmēru un enerģijas patēriņa īpašību iegūšanu
Nakts redzamības sistēmām ir dažādas formas - no brillēm līdz ieroču tēmēkļiem. Tomēr šajā jomā ir vērojams ievērojams progress, jo pasaules vadošie ražotāji cenšas reaģēt uz lietotāju vajadzībām.
Izmaiņas un kombinācijas
Kristians Džonsons, uzņēmuma Harris Corporation biznesa attīstības direktors, ir pievērsis īpašu uzmanību pieaugošajam pieprasījumam pēc divu okulāru nakts redzamības brillēm (NVG). "Tie ir salīdzinoši jauni. Pēdējo sešu mēnešu laikā Amerikas armija ir izdarījusi nopietnu spiedienu uz ražotājiem, lai tie būtu gatavi masveidā piegādāt divu acu ierīces, un sauszemes spēkiem ir jāpāriet no monokula uz binokli."
Vieglais nakts redzamības binoklis (F5032), ko Harris uzsāka 2016. gada beigās, ir vieglāks nekā visi iepriekšējie modeļi. Tas ievērojami samazina acu nogurumu, veicot ilgstošus uzdevumus, pateicoties regulējamām dioptriju lēcām, kas nozīmē, ka sistēma var ātri pielāgoties operatora redzei.
Hariss arī redz pārmaiņas tirgus dinamikā, arvien populārāk iegūstot balto fosfora sistēmas. Sākotnēji šādu sistēmu izlaišanu noteica vajadzība pēc īpašiem spēkiem, bet tagad tā ir kļuvusi par vispārēju tendenci. Uzņēmumam nav īpaša viedokļa par baltās un zaļās krāsas priekšrocībām un otrādi, lai gan tas ražo sistēmas ar baltiem fosforiem arvien lielākā daudzumā. Tomēr zaļais fosfors mūsdienās ir ļoti izplatīts.
Uzņēmuma dokumenti paskaidro, ka “baltais fosfors rada melnbaltu attēlu, kas acīm varētu šķist pazīstamāks. Dažās situācijās lietotāji pieprasa labāku kontrastu starp objektiem, kā arī lielāku attēla izšķirtspēju par 6 Olielāki attālumi.
No otras puses, zaļais fosfors izmanto viļņu garumus, kas optimizē smadzeņu kontrasta uztveri un ainas detaļas. Zaļā krāsa iekrīt tieši acs krāsu spektra vidū, ļaujot lietotājiem naktī labāk identificēt un interpretēt savu apkārtni.”
Džonsons paskaidroja, ka Hariss lielā mērā koncentrējas uz attēla uzlabošanas (VL) tehnoloģiju, lai gan tā izmanto kodolsintēzes tehnoloģiju i-Aware TM-NVG Fusion (F6045) binokļu klāstā, kur VL un termiskās attēlveidošanas (TPV) saplūšana tiek panākta, izmantojot optisko pārklājumu. “Mēs esam uzlabojuši situācijas izpratni, jo operators var skatīties abus kanālus vienlaikus. Piemēram, izmantojot attēla saplūšanu, jūs varat redzēt caur miglu un citiem šķēršļiem, ko OY nepieļauj. Bet ar UY jūs varat redzēt caur stiklu, ko termiskās attēlveidošanas tehnoloģija nevar nodrošināt. Tāpēc to kombinācija palielina operatora situācijas izpratni par apkārt notiekošo."
Rezultātā F6045 saimes binokļi palielina kaujas efektivitāti nakts un dienas misijās, kā arī nodrošina reāllaika video pārraidi taktiskajiem izlūkošanas līdzekļiem. Šie binokļi ļauj lietotājam izveidot savienojumu ar dažādiem kaujas veidošanas elementiem līdz pat uzņēmuma mītnei.
Saskaņā ar FLIR uzraudzības pārstāvja Endrjū Ouena teikto, pēdējos gados termiskās attēlveidošanas iespējas ir strauji pieaugušas, uzsverot lielāku izšķirtspēju un mazākus pikseļu izmērus HD formātos, vienlaikus saglabājot gandrīz tādus pašus fiziskos izmērus kā standarta izšķirtspējas sensoriem. Pēdējie ir guvuši labumu arī no šī procesa, jo mazāki pikseļu izmēri var samazināt sistēmu lielumu un galīgās izmaksas. Rezultāts ir skaidri redzams mūsdienīgos infrasarkanos tuvā, vidēja un liela attāluma sensoros.
FLIR ražo pārklājuma jomu līniju, ieskaitot ThermoSight T75 uzlaboto termisko tēmēkli, HISS-XLR (augstas veiktspējas snaipera redzes) snaipera darbības zonu un ADUNS-S (uzlaboto divjoslu nakts redzamību).
Speciāli
BAE Systems ir viens no vadošajiem spēlētājiem vizualizācijas sistēmu jomā, jo īpaši pateicoties darbam ar Amerikas armiju. Uzņēmuma sensoru un mērķēšanas sistēmu vadītājs Deivs Harrolds kā vienu no prioritārajām jomām nosauca tā dēvētās ātrās mērķa iegūšanas (RTA) tehnoloģijas izstrādi. Idejas pamatā ir bezvadu video saskarne starp aizsargbrillēm un šautenes darbības jomu, kur augstas izšķirtspējas attēlus var pārsūtīt uz nakts redzamības brillēm un reāllaikā apskatīt augstas izšķirtspējas displejā. Tas novērš operatora atkarību no lāzera apgaismojuma, kas var dot viņu ienaidniekam.
"Bezvadu RTA tehnoloģijas attīstība ļauj lietotājiem ātri atklāt un bloķēt mērķus no jebkuras vietas, neceļot ieroci acīs, kas palielina karavīra drošību un efektivitāti, mērķējot," sacīja Harrolds.
RTA tiek izmantota programmā ENVG III / FVTS-I (uzlabotā nakts redzamības aizsargbrilles III un ieroču tēmēkļu ģimene-individuāli), lai uzlabotu nakts redzamības brilles un ENVG III / FVTS-I ieroču tēmēkļu saimi, kurā BAE sadarbojas ar Amerikas armija. Šīs sistēmas apvieno UYa un TPV tehnoloģijas: pirmā nodrošina situācijas kontroli, bet otrā palielina mērķēšanas precizitāti. Ieroču tēmēkļu saimes-apkalpes apkalpoto (FWS-CS) saimes ieroču jomu ģimene piedāvā ložmetējiem iespēju tvert mērķus lielos attālumos.
Nakts redzamības iespējas ir uzlabojušās un "tās vairs neaprobežojas tikai ar dažām laimīgām valstīm", sacīja Thales pārstāvis. Viņš vērsa uzmanību uz vairākām jaunām tendencēm, piemēram, neatdzesētu infrasarkano staru sistēmu uzlabošanu, kas jau nodrošina augstas izšķirtspējas attēlus. Viņš ir pārliecināts, ka pēc dažiem gadiem Thales "piedāvās virkni pašreizējo liela attāluma mērķa noteikšanas ierīču, taču ar visām neatdzesēto ierīču priekšrocībām: ātrs palaišanas laiks, klusums, samazinātas izmaksas, augsta uzticamība".
Izraēlas uzņēmums Meprolight ražo dažāda veida nakts redzamības ierīču līniju - UYa, TPV un digitālo. Produktu vadītājs Avi Katz teica, ka NOA ģimenes neatdzesētās šautenes jomas ir ieguvušas popularitāti tālmetienu snaipera šautenes tirgū. Tomēr sistēmas ar UYa ir lētākas un, salīdzinot ar termokamerām, tiek izmantotas biežāk, strādājot pie mērķiem vidējos attālumos.
“Tiklīdz jūs ejat pa vērtības pieauguma ceļu, militārpersonas sāk lietot produktus atkarībā no viņu īpašajām vajadzībām. Manuprāt, spilgtuma pastiprinātāji tiek izmantoti biežāk nekā termiskie attēlveidotāji, galvenokārt izmaksu dēļ."
Janvārī Shot Show 2018 Lasvegasā Meprolight atklāja NYX-200. Šis daudzspektrālais šautene apvieno neatdzesētu termiskās attēlveidošanas kameru un digitālo dienas / nakts kameru, lai uzlabotu jūsu situācijas izpratni, izmantojot RTA tehnoloģiju visos gaismas līmeņos vai apstākļos.
"Mūsdienu kaujas lauka prasības liek karavīriem nēsāt līdzi daudzas sistēmas, sensorus un aprīkojumu," sacīja Meprolight pārstāvis. - Šī aprīkojuma svars un nepieciešamība strādāt ar ierīču masu samazina kaujas efektivitāti un var negatīvi ietekmēt karavīra drošības līmeni. Lai risinātu šīs problēmas un uzlabotu mūsdienu karavīra sniegumu, mēs izstrādājām NYX-200 darbības jomu.”
Jaudas līdzsvars
Izmaksas un svars, izmērs un enerģijas patēriņa īpašības (MGEH) jāsaskaņo ar kaujas prasībām karavīru sistēmām, kur galvenās prasības ir masa un akumulatora darbības laiks.
Harrolds sacīja, ka karavīri ir satriekti, jo viņu ierīču barošanai ir jāņem līdzi daudz bateriju. Viņi vēlas vieglus, mazus, augstas kvalitātes ieroču tēmēkļus, lai maksimāli palielinātu viņu kustību uz zemes. BAE samazina izmēru un svaru, izmantojot 12 mikronu tehnoloģiju. Tas ļauj izveidot vieglākas un kompaktākas sistēmas. Mūsu sistēmas arī patērē mazāk enerģijas nekā tradicionālās dzesēšanas sistēmas, kas galu galā samazina valkājamo svaru, jo ir nepieciešams mazāk bateriju.”
Tomēr Hariss uzskata, ka būs grūti padarīt sistēmu ievērojami vieglāku par tās F5032 binokulāro ierīci (kas sver mazāk par 500 gramiem), neapdraudot sistēmas strukturālo integritāti. "Zināmā mērā mēs esam atraduši vidusceļu, ja iesit atvieglojuma ceļu, jūs zaudēsit sistēmas spēku," sacīja Džonsons. “Mūsu produktiem tiek veikta plaša testēšanas programma, ko apstiprinājusi ASV armija. Mūsu brillēm un caurulēm jāiztur ļoti smagi testi. Ja mēs sāksim tos atvieglot, viņi sāks salūzt."
Pamata sistēmu ar UC enerģijas patēriņš ir salīdzinoši zems. Piemēram, monokulārs Harris AN / PVS-14 var darboties ar vienu AA bateriju vairāk nekā 24 stundas.
Tomēr Džonsons paskaidroja, ka, attīstoties tehnoloģijām, situācija mainās. “Jūs saskaraties ar palielinātu attēlu saplūšanas sistēmu enerģijas patēriņu, pievienojot termiskās attēlveidošanas kameru un pievienojot paplašināto realitāti. Visas šīs tehnoloģijas patērē enerģiju un tādējādi nodod problēmu lietotājam. Hariss strādā, lai pagarinātu ķiverēm piestiprināto sistēmu kalpošanas laiku.
"Izmērs, masa un enerģija vienmēr ir jautājums, mēs pastāvīgi strādājam šajā virzienā," turpināja Džonsons. - Bet, manuprāt, mēs neredzēsim daudz vieglākas brilles par tām, pie kurām mēs šobrīd strādājam, un tas ir nepilni 500 grami.
Viņš uzsvēra, ka IHEC optimizāciju nevajadzētu veikt uz augstas veiktspējas rēķina - šī mantra ir FLIR uzraudzības pamatā esošie projekti. Viņš piebilda, ka attīstība, kuras mērķis ir augstāka izšķirtspēja, mazāks pikseļu izmērs un plašāks darba temperatūras diapazons, palīdz saglabāt šo līdzsvaru un palielināt sistēmu kalpošanas laiku. Progress šeit galvenokārt ir saistīts ar daudzelementu fotodetektoru izmantošanu, kas darbojas spektra vidējo un garo viļņu infrasarkanajos reģionos.
Itālijas aizsardzības uzņēmums Leonardo uzskata, ka, neraugoties uz priekšrocībām, ko rada jaunu materiālu vai jauna veida bateriju izmantošana, IHEC uzlabošanai ir noteikti ierobežojumi, it īpaši, ja tiek apmierināti jaunu klientu pieprasījumi pēc tīkla savienojuma.
Pilnībā elektrooptiska
Attēla pastiprinātāja lampas vai attēla pastiprinātāja lampas ir nakts redzamības ierīču galvenā sastāvdaļa. Šīs sistēmas pēdējos gados ir attīstījušās vairākos virzienos, norāda Photonis.
Pēc šī uzņēmuma pārstāvja Marka Denesa teiktā, MGEH ir galvenais faktors. Uzsvars uz masu mūsdienās ir īpaši aktuāls, ņemot vērā pieaugošo pieprasījumu pēc binokļiem, kas pēc būtības ir smagāki par monokulāriem. "MGEH ir ļoti svarīgs, jo katrs grams nokrīt uz operatora pleciem," sacīja Deness.
Photonis ražo pārveidotājus ar diametru 16 mm, kas nodrošina līdz pat 40% svara ietaupījumu virs 18 mm caurulēm un ļauj galaproduktu ražotājiem samazināt savu sistēmu svaru. Uzņēmums ir arī samazinājis savu tālruņu elektroenerģijas patēriņu un uzlabojis automātiskās stroboskopijas funkcionalitāti, lai pagarinātu akumulatora darbības laiku.
Photonis ražo dažādas attēla pastiprinātāja lampas, ieskaitot XD-4 un XR5 lampas, kā arī 4G cauruli, kas tika demonstrēta Eurosatory 2014. Uzņēmums saka, ka 4G caurules veiktspējas standartam ir palielināts noteikšanas diapazons. Photonis ir uzvarējis vairākos lielos projektos par savu 4G tehnoloģiju, jo tas cieši sadarbojās ar īpašo operāciju kopienu un citiem militārajiem operatoriem, lai uzlabotu ierīces iespējas, tostarp ātrāku automātisko bloķēšanu un ilgāku atpazīšanas un identifikācijas noteikšanas diapazonu.
Šīs caurules tiek piegādātas ražotājiem, lai tās integrētu optiskos tēmekļos, monokulāros, binokļos un citās sistēmās ar attēla uzlabošanu. Uzņēmums šobrīd strādā, lai vēl vairāk uzlabotu savu 4G lampu darbību, kā arī izstrādā digitālos nakts redzamības sensorus, kurus tas integrē pārklājuma sistēmās un darbības jomās, sauszemes un jūras platformās.
Abi ir labi
Pēc Denes teiktā, termiskās attēlveidošanas sistēmas kļūst arvien populārākas nekā UY tehnoloģija, jo, palielinoties ražošanas apjomam, to izmaksas ievērojami samazinās. Abām tehnoloģijām ir dažādi mērķi un atšķirīgas priekšrocības, un to iespējas ir atkarīgas no reljefa, laika apstākļiem un citiem faktoriem. TPV bija populārs noteikšanai - un zināmā mērā atpazīšanai, bet VL sistēmas "joprojām ir pieprasītas labākas identificēšanas un situācijas izpratnes dēļ".
"Ideālā gadījumā karavīriem ir vajadzīgas abas nakts redzamības tehnoloģijas," atzina Deness. "Tie drīzāk būtu jāuztver kā viens otra paplašinājums, nevis viena aizstāšana ar otru."
Fusion var nodrošināt "labāko no abām pasaulēm". Augstas veiktspējas attēlu pastiprinātāji joprojām nodrošina labākus attēlus nekā to digitālie kolēģi, "bet tas ir tāpat kā salīdzināt apaļo un mīksto".
"Digitālās sistēmas kļūst populāras uz zemes un gaisa platformām," piebilda Deness, "jo IHEC šeit nav tik nopietna problēma kā ar demontētu personālu." Viņš sagaida, ka karavīri turpinās izmantot OU tehnoloģiju, ņemot vērā tās iespējas, zemo svaru un relatīvo lētumu.
Pēc Denes domām, digitālo sistēmu un attēla pastiprinātāju lampu tirgi ir vienkārši atšķirīgi. Photonis un tā militārie klienti uzskata, ka attēla pastiprinātāja lampas "būs pieprasītas vēl vismaz 10 gadus, un zinātnisku pētījumu rezultātā tiks ieviesti daudzi uzlabojumi vairākās jomās, sākot no jutīguma līdz termiskajai attēlveidošanai".
Tiek meklēts savienojums
Saskaņā ar Leonardo teikto, nepieciešamība pēc pastāvīgas saziņas kaujas laukā nosaka to komponentu pieejamību, kas nodrošina uz tīklu orientētas iespējas. Nākotnē uzņēmums sagaida plašu Wi-Fi, Bluetooth un GPS tehnoloģiju izmantošanu optiskajos komponentos, kas tos ciešāk integrēs operatīvās kontroles ķēdē.
Uzņēmuma Linx rokas izlūkošanas un mērķēšanas ierīce ir balstīta uz atdzesētu matricu un ir paredzēta visu laika apstākļu novērošanai un noteikšanai. Ierīce pieder uz tīklu orientētām sistēmām, ļaujot lietotājam apmainīties ar attēliem un datiem tīklā.
FLIR uzskata, ka klientu sadarbspēja ir militāro lietojumu galvenā iezīme. "Karavīra sistēmas tagad ir integrētas ar zemu izmaksu un mazjaudas sakaru mikroshēmām," skaidroja viņas pārstāve. "Divvirzienu komunikācija nodrošina atbalstu attāliem lietotājiem un palielina izpratni par situāciju, tostarp informāciju no kaimiņu izlūkošanas līdzekļiem."
Pēc Džonsona teiktā, sistēmas kļūst gudrākas. Piemēram, paplašinātā realitāte tiek integrēta displejos, pievienojot karavīram vēl vienu informācijas slāni, kamēr tehnoloģija kļūst tīklā."Nakts redzamības sistēmas ir viena no karavīra tīkla vides sastāvdaļām, daloties tajā, ko viņi redz, lai izveidotu vispārēju darbības tēlu, kas tiek izsniegts visai vienībai vai pārraidīts augstākā līmenī."
Thales pārstāvis arī atzīmēja pieaugošo sistēmu digitalizācijas līmeni, kas paver durvis uz paplašināto realitāti. Uzņēmuma piedāvājums tirgū ietver nakts redzamības ierīci BONIE-DI / IRR I2-viedo tīkla sistēmu, kas apvieno divu veidu attēlus. Sistēma ļauj lietotājiem paplašinātā realitātē vizualizēt konkrētus datus, piemēram, GPS, kas palielina īpašumtiesību un mijiedarbības līmeni.
Nopietna uzmanība ir pievērsta visu ciparu nakts redzamības ierīču potenciālam, lai gan, pēc Džonsona teiktā, tehnoloģija “vēl nav pilnībā izstrādāta. Man šķiet, ka no viņas vēl nevajadzētu gaidīt pilnīgu atdevi. Hariss šajā jomā veic daudz pētījumu. Mums ir vajadzīgs īsts tehnoloģisks sasniegums, pirms iegūstam uz galvas nēsātu digitālo sensoru. Analoģiskie optiskie pārveidotāji dominēs nakts redzamības tirgū nākamos 15-20 gadus, līdz notiks kāds izrāviens, kas tos aizstās."
Džonsons tomēr apstiprināja, ka analogās sistēmās ir iespējams iekļaut sava veida digitālos elementus. “Mūsu F6045 karavīru sistēmā mēs paņēmām analogo sistēmu un pievienojām to tīklam, tādējādi nodrošinot digitālās iespējas, taču mēs joprojām izmantojam analogās attēla pastiprinātāja lampas, jo šobrīd nav nekā labāka. Šī ir pārbaudīta un uzticama tehnoloģija, kas vēl negrasās atteikties no savām pozīcijām.”
Katz kungs piekrita, ka digitālā nakts redzamības tehnoloģija ir pašā ceļojuma sākumā, taču uzskata, ka tuvākajos gados tā strauji attīstīsies.
Harrolds arī prognozē, ka galu galā OU sistēmas kļūs novecojušas un pilnībā aizstātas ar digitālajām sistēmām, kas var atjaunināt sevi ar saviem algoritmiem. Viņš piebilda, ka nozare, visticamāk, "virzīsies uz pilnībā integrētām bezvadu energosistēmām, kas integrē pārnēsājamos barošanas avotus, šautenes un nakts redzamības brilles un var darboties bez atpūtas dienu vai nakti".
Kustība uz priekšu
Skaidri izprotot citus tirgus segmentus, Katz uzskata, ka "siltuma attēlveidošanas sistēmu izšķirtspējā būs revolūcija".
Savukārt FLIR sagaida lielāku uzsvaru uz attēlu apstrādi un jaudas pārvaldību, lai mazinātu atkarību no liela fokusa attāluma optikas lielos attālumos un palielinātu mērķa identificēšanas iespējamību. Viņi uzskata, ka "attēlu apstrāde ar zemu enerģijas patēriņu, kas uzlabo attēla kvalitāti reālā laikā, var palielināt uzticības līmeni objektu identificēšanai un draudu noteikšanai".
Pēdējos gados standarta sistēmām ir pievienotas tādas funkcijas kā histogrammu izlīdzināšana, digitālo detaļu uzlabošana un elektroniskā stabilizācija. "Šis process turpināsies, attīstoties apstrādes algoritmiem, kā rezultātā samazinās lietotāju slodze un ātrāk tiks atpazīta un identificēta mērķa."
Augstas izšķirtspējas mikrodispleju izmantošana kopā ar mazākiem pikseļu sensoriem, mazjaudas attēlu apstrādi un bezvadu sakariem uzlabo MEGC un uzlabo izlūkošanas, novērošanas un mērķauditorijas atlases iespējas.
Harrolds sacīja, ka turpmākajos gados paplašinātā realitāte "kļūs par šo sistēmu vissvarīgāko tehnoloģiju, tā tiks integrēta nākotnes darbības jomās un brillēs". Nakts redzamības ierīcē, kas darbojas kā karavīra galvenais displejs, paplašinātā realitāte sniegs viņam svarīgu informāciju un tādējādi palielinās viņa kaujas efektivitāti.
Tas nodrošinās vairākas priekšrocības. Vispārējais darbības attēls ar paplašināto realitāti ļaus lietotājiem palielināt viņu īpašumtiesību līmeni uz vidi. Šī informācija varētu palīdzēt vairākos uzdevumos, piemēram, piekļuvei video no bezpilota lidaparāta, sprāgstvielu izmantošanas vēsturei noteiktā teritorijā, sabiedroto un draudzīgo spēku identificēšanai, teritorijas trīsdimensiju kartei utt. platformas.
