Според експерти от индустрията технологиите за нощно виждане, както за засилване на изображението, така и за термично изображение, са готови да се развият през следващите години в редица направления, от разделителна способност до свързване към една мрежа. Това развитие обаче трябва да бъде балансирано с получаване на най -малкото тегло и размер и характеристики на консумация на енергия
Системите за нощно виждане се предлагат в най -различни форми, от очила до прицели за оръжие. Въпреки това има значителен напредък в тази област, тъй като водещите световни производители се стремят да отговорят на нуждите на потребителите.
Промени и комбинации
Кристиан Джонсън, директор по бизнес развитие в Harris Corporation, обърна специално внимание на нарастващото търсене на очила за нощно виждане с двойни окуляри (NVG). „Те са сравнително нови. През последните шест месеца американската армия оказва сериозен натиск върху производителите да бъдат готови да доставят масово двуоки устройства, наземните сили трябва да преминат от монокуляр към бинокъл."
Стартиран от Harris в края на 2016 г., лекият бинокъл за нощно виждане (F5032) е по -лек от всички предишни модели. Той значително намалява умората на очите при дългосрочни задачи поради своите регулируеми диоптрични лещи, което означава, че системата може бързо да се адаптира към зрението на своя оператор.
Харис също вижда промяна в пазарната динамика, като системите с бял фосфор набират популярност. Първоначално освобождаването на такива системи се определяше от необходимостта от специални сили, но сега това се превърна в обща тенденция. Компанията няма особено мнение за предимствата на бялото спрямо зеленото и обратно, въпреки че произвежда системи с бели фосфори във все по -големи количества. Зеленият фосфор обаче е много разпространен днес.
Документите на компанията обясняват, че „белият фосфор произвежда черно -бяло изображение, което може да изглежда по -познато на окото. В някои ситуации потребителите твърдят по -добър контраст между обекти, заедно с по -висока разделителна способност на картината с 6 О по -големи разстояния.
„От друга страна, зеленият фосфор се възползва от дължините на вълните, които оптимизират възприятието на мозъка за контраста и детайлите на сцената. Зеленото попада точно в средата на цветовия спектър на окото, което позволява на потребителите да идентифицират и интерпретират по -добре заобикалящата ги среда през нощта."
Джонсън обясни, че Харис се фокусира силно върху технологията за подобряване на изображението (VL), въпреки че използва технология за синтез в гамата от бинокли i-Aware TM-NVG Fusion (F6045), където сливането на VL и термични изображения (TPV) се постига чрез оптично наслагване. „Подобрихме ситуационната осведоменост, защото операторът може да гледа и двата канала наведнъж. Например, при сливане на изображения, можете да видите през мъгла и други препятствия, които OY не позволява. Но с UY можете да видите през стъкло, което технологията за термовизионно изображение не може да осигури. Следователно тяхната комбинация увеличава ситуационната информираност на оператора за случващото се около него."
В резултат на това бинокълът на семейството F6045 повишава бойната ефективност при нощни и дневни мисии, както и осигурява видео предаване в реално време за тактически разузнавателни средства. Тези бинокли позволяват на потребителя да се свърже с различни елементи от бойната формация, чак до централата на компанията.
Според Андрю Оуен, говорител на FLIR Surveillance, възможностите за термични изображения са нараснали бързо през последните няколко години, с акцент върху по -висока разделителна способност и по -малки размери на пиксели в HD формати, като същевременно се поддържат почти същите физически размери като сензорите със стандартна разделителна способност. Последните също са се възползвали от този процес, тъй като по -малките размери на пикселите могат да намалят размера и крайната цена на системите. Резултатът е ясно видим в съвременните инфрачервени сензори за близки, средни и дълги разстояния.
FLIR произвежда линия от приспособления за наслагване, включително усъвършенствания термичен мерник ThermoSight T75, снайперист прицел HISS-XLR (високоефективен снайперист прицел) и нощен мерник ADUNS-S (усъвършенстван двулентов нощен прицел).
Нарочно
BAE Systems е един от водещите играчи в областта на системите за визуализация, по -специално поради работата си с американската армия. Дейв Харолд, ръководител на системите за наблюдение и насочване в компанията, определи развитието на технологията на т. Нар. Бързо прихващане на цели (RTA) като една от приоритетните области. Идеята се основава на безжичен видео интерфейс между очилата и пушката, където изображения с висока разделителна способност могат да се предават на очила за нощно виждане и да се гледат на дисплей с висока разделителна способност в реално време. Това елиминира зависимостта на оператора от лазерно осветление, което може да го даде на врага.
„Развитието на безжичната RTA технология позволява на потребителите бързо да откриват и фиксират цели отвсякъде, без да доближават оръжието до очите им, което увеличава безопасността и ефективността на войника по време на прицелването“, каза Харолд.
RTA се използва в програмата ENVG III / FVTS-I (Enhanced Night Vision Goggle III и Family of Weapon Sights-Individual) за подобрени очила за нощно виждане и семейството оръжия ENVG III / FVTS-I, в което BAE си сътрудничи с Американска армия. Тези системи комбинират технологиите UYa и TPV: първата осигурява контрол на ситуацията, а втората увеличава точността на прицелване. Фамилията от оръжейни прицели от семейство оръжейни прицели, обслужвани от екипаж (FWS-CS), предлага на картечниците възможността да удрят цели на дълги разстояния.
Възможностите за нощно виждане са се подобрили и „вече не се ограничават до няколко щастливи страни“, каза говорител на Thales. Той обърна внимание на редица нови тенденции, като подобряването на неохладени инфрачервени системи, които вече предоставят изображения с висока разделителна способност. Той е уверен, че след няколко години Thales „ще предложи линия от настоящи устройства за откриване на цели на дълги разстояния, но с всички предимства на неохладените устройства: бързо време за стартиране, тишина, намалени разходи, висока надеждност“.
Израелската компания Meprolight произвежда линия устройства за нощно виждане от различни типове - UYa, TPV и цифрови. Продуктовият мениджър Ави Кац каза, че прицелите на неохладени пушки от семейството на NOA са спечелили популярност на пазара на снайперски пушки за дълги разстояния. Системите с UYa обаче са по -евтини и в сравнение с термовизорите се използват по -често при работа по цели на средни разстояния.
„Веднага щом тръгнете по пътя на нарастващата стойност, военните започват да използват продукти в зависимост от техните специфични нужди. Според мен усилвателите на яркостта се използват по -често от термовизорите, най -вече поради цената."
През януари на Shot Show 2018 в Лас Вегас Meprolight представи NYX-200. Този мултиспектрален оптичен прицел съчетава неохладена термообработваща камера и цифрова дневна / нощна камера, за да подобри вашата информираност за ситуацията, като използвате RTA технология при всички нива или условия на осветеност.
„Изискванията на съвременното бойно поле принуждават войниците да носят голям брой системи, сензори и оборудване“, каза говорител на Meprolight. - Теглото на това оборудване и необходимостта от работа с маса устройства намаляват бойната ефективност и могат да повлияят негативно на нивото на безопасност на войника. За да се справим с тези предизвикателства и да подобрим представянето на съвременния войник, ние разработихме обхвата NYX-200.
Баланс на мощността
Характеристиките на разходите и теглото, размера и консумацията на енергия (MGEH) трябва да бъдат съобразени с бойните изисквания за войнишките системи, където ключовите изисквания са масата и животът на батерията.
Харолд каза, че войниците са претоварени от това, че трябва да носят много батерии, за да захранват устройствата си. Те искат леки, малки, висококачествени оръжейни мерници, за да увеличат максимално мобилността им на земята. BAE минимизира размера и теглото, като използва технология от 12 микрона. „Това позволява по -леки и по -компактни системи. Нашите системи също използват по -малко енергия от традиционните хладилни системи, което в крайна сметка намалява носимото тегло, тъй като са необходими по -малко батерии.
Харис обаче вярва, че ще бъде трудно да се направи система значително по -лека от бинокулярното устройство F5032 (с тегло под 500 грама), без да се нарушава структурната цялост на системата. „До известна степен открихме средно положение, ако следвате пътя на облекчението, ще загубите силата на системата“, каза Джонсън. „Нашите продукти преминават обширна програма за тестване, одобрена от американската армия. Нашите очила и епруветки трябва да преминат много тежки тестове. Ако започнем да ги осветляваме, те ще започнат да се чупят."
Консумацията на енергия на основните системи с UC е относително ниска. Монокулярът Harris AN / PVS-14 например може да работи с една батерия тип АА за повече от 24 часа.
Джонсън обаче обясни, че състоянието на нещата се променя с развитието на технологиите. „Вие се сблъсквате с увеличената консумация на енергия на системите за синтез на изображения, когато добавяте термообработваща камера, когато добавяте разширена реалност. Всички тези технологии консумират енергия и по този начин прехвърлят проблема на потребителя. Харис работи за удължаване живота на системите, монтирани на каски.
„Размерът, масата и енергията винаги са проблем, ние непрекъснато работим в тази посока“, продължи Джонсън. - Но според мен няма да видим очила много по -леки от тези, върху които работим в момента, а това е по -малко от 500 грама.
Той подчерта, че оптимизацията на IHEC не трябва да се извършва за сметка на висока производителност - мантра, която FLIR Surveillance поставя в основата на своите проекти. Той добави, че разработките, насочени към по -висока разделителна способност, по -малък размер на пиксела и по -широк диапазон на работните температури, спомагат за поддържането на този баланс и увеличават живота на системите. Напредъкът тук е свързан главно с използването на многоелементни фотодетектори, работещи в средно вълновите и дълги вълнови инфрачервени области на спектъра.
Италианската отбранителна компания Leonardo вярва, че въпреки предимствата от използването на нови материали или нови видове батерии, има определени ограничения за подобряването на IHEC, особено при удовлетворяване на нови заявки на клиенти за мрежова свързаност.
Напълно електрооптичен
Лампите за усилване на изображението или тръбите за усилване на изображението са ключов компонент на устройствата за нощно виждане. Тези системи са се развили в няколко посоки през последните години, според Photonis.
Според представителя на тази компания Марк Денес, MGEH е ключов фактор. Акцентът върху масата е особено актуален днес, предвид увеличеното търсене на бинокли, които по своята същност са по -тежки от монокуларите. „MGEH е много важен, защото всеки грам пада върху раменете на оператора“, каза Денес.
Photonis произвежда преобразуватели с диаметър 16 mm, което осигурява до 40% икономия на тегло над 18 mm тръби и позволява на производителите на крайни продукти да намалят теглото на своите системи. Компанията също така е намалила консумацията на енергия на своите телефони и е подобрила функционалността на автоматичното стробиране, за да удължи живота на батерията.
Photonis произвежда различни тръби за усилване на изображението, включително тръбите XD-4 и XR5, както и 4G тръбата, показана на Eurosatory 2014. Компанията казва, че стандартът за производителност на 4G тръби е увеличил диапазоните на откриване. Photonis спечели няколко големи проекта за своята 4G технология, тъй като работи в тясно сътрудничество с общността за специални операции и други военни оператори, за да подобри възможностите на устройството, включително по-бързо автоматично задвижване и по-дълги обхвати на разпознаване и идентификация.
Тези тръби се доставят на производителите за интегриране в оптични прицели, монокулари, бинокли и други системи с подобряване на изображението. В момента компанията работи за по -нататъшно подобряване на производителността на своите 4G тръби и също така разработва цифрови сензори за нощно виждане, които интегрира в наслоени системи и обхвати, наземни и офшорни платформи.
И двете са добри
Според Denes, системите за термични изображения стават все по -популярни от технологията UY, тъй като с увеличаване на обема на производството, цената им значително намалява. И двете технологии имат различни цели и различни предимства, а техните възможности зависят от терена, времето и други фактори. TPV беше популярен за откриване - и до известна степен разпознаване, но системите VL „все още са търсени поради по -добра идентификация и познаване на ситуацията“.
„В идеалния случай войниците се нуждаят и от двете технологии за нощна видимост“, призна Денес. "Те по -скоро трябва да се разглеждат като продължение един на друг, а не като заместване на едното с другото."
Fusion може да осигури „най -доброто от двата свята“. Високопроизводителните усилватели на изображението все още осигуряват по-добри изображения от техните цифрови аналози, „но това е като сравняване на кръгло с меко“.
„Цифровите системи стават популярни на наземни и въздушни платформи“, добави Денес, „тъй като IHEC не са толкова сериозен проблем тук, колкото при демонтирания персонал.“Той очаква войниците да продължат да използват OU технология поради нейните възможности, ниско тегло и относителна евтина цена.
Според Denes пазарите на цифрови системи и лампи за усилване на изображението са просто различни. Photonis и неговите военни клиенти смятат, че тръбите за усилване на изображението „ще бъдат търсени поне още 10 години и в резултат на научните изследвания ще бъдат приложени много подобрения в редица области, от чувствителността до термичните изображения“.
Търся връзка
Според Леонардо, необходимостта от постоянна комуникация на бойното поле определя наличието на компоненти, които позволяват мрежово-ориентирани възможности. В бъдеще компанията очаква широко използване на Wi-Fi, Bluetooth и GPS технологии в оптичните компоненти, което ще ги интегрира по-тясно във веригата за оперативно управление.
Ръчното устройство за разузнаване и насочване на компанията Linx се основава на охладена матрица и е предназначено за наблюдение и откриване при всякакви метеорологични условия. Устройството принадлежи към мрежово-ориентирани системи, което позволява на потребителя да обменя изображения и данни по мрежата.
FLIR счита, че оперативната съвместимост на клиентите е ключова характеристика на военните приложения. „Системите на войника вече са интегрирани с евтини комуникационни чипове с ниска мощност“, обясни нейният говорител. "Двупосочната комуникация осигурява поддръжка за отдалечени потребители и повишава осведомеността за ситуацията, включително информация от съседни разузнавателни активи."
Според Джонсън системите стават все по -умни. Например, разширената реалност се интегрира в дисплеи, добавяйки друг слой информация за войника, докато технологията става все по -мрежова."Системите за нощно виждане са една част от мрежовата среда на войника, споделяща това, което виждат, за да образуват цялостен оперативен образ, който се издава на цялото подразделение или се предава на по -високо ниво."
Говорител на Thales също отбеляза нарастващото ниво на дигитализация на системите, което отваря вратата към разширената реалност. Предложенията на компанията на пазара включват устройството за нощно виждане BONIE-DI / IRR I2, интелигентна мрежова система, която комбинира два вида изображения. Системата позволява на потребителите да визуализират конкретни данни, като GPS, в разширена реалност, което увеличава нивата на собственост и взаимодействие.
Сериозно внимание е отделено на потенциала на изцяло цифровите устройства за нощно виждане, въпреки че според Джонсън технологията „все още не е напълно развита. Струва ми се, че все още не трябва да очаквате пълна възвръщаемост от нея. Харис провежда голямо количество изследвания в тази област. Нуждаем се от истински технологичен пробив, преди да получим износен цифров сензор. Аналоговите оптични преобразуватели ще доминират на пазара за нощно виждане през следващите 15-20 години, докато не се случи нещо пробивно, което да ги замени."
Джонсън обаче потвърди, че е възможно да се включат някакви цифрови елементи в аналоговите системи. „В нашата военна система F6045 взехме аналогова система и я свързахме към мрежата, като по този начин осигурихме цифрови възможности, но все още използваме аналогови лампи за усилване на изображението, защото в момента няма нищо по -добро. Това е доказана и надеждна технология, която все още няма да се откаже от позициите си”.
Г -н Кац се съгласи, че цифровата технология за нощно виждане е в самото начало на пътуването, но вярва, че тя ще се развива бързо през следващите години.
Харолд също така прогнозира, че в крайна сметка системите на OU ще остареят и напълно ще бъдат заменени от цифрови системи, които могат да се актуализират със собствени алгоритми. Той добави, че индустрията вероятно ще "премине към напълно интегрирани безжични системи за захранване, които интегрират преносими захранвания, прицели за пушки и очила за нощно виждане и могат да работят без почивка ден и нощ".
Движение напред
С ясно разбиране на други пазарни сегменти, Кац вярва, че „ще има революция в разделителната способност на системите за термични изображения“.
FLIR, от своя страна, очаква да види по -силен акцент върху обработката на изображението и управлението на захранването, за да намали зависимостта от оптиката с дълги фокусни разстояния за дълги разстояния и да увеличи вероятността от идентификация на целта. Те смятат, че „обработката на изображения с ниска консумация на енергия, която подобрява качеството на изображението в реално време, може да повиши нивото на доверие в идентификацията на обекта и откриването на заплахи“.
През последните години стандартните системи добавиха функции като изравняване на хистограма, подобряване на цифровите детайли и електронна стабилизация. "Този процес ще продължи с развитието на алгоритмите за обработка, което ще доведе до по -малко натоварване на потребителите и по -бързо разпознаване и идентифициране на целта."
Използването на микродисплеи с висока разделителна способност в комбинация с по-малки пикселни сензори, обработка на изображения с ниска мощност и безжична комуникация подобрява MEGC и подобрява интелигентността, наблюдението и възможностите за насочване.
Харолд каза, че през следващите години разширената реалност „ще се превърне в най -важната технология за тези системи, ще бъде интегрирана в бъдещи обхвати и очила“. В устройство за нощно виждане, което действа като основен дисплей на войника, разширената реалност ще му предостави важна информация и по този начин ще увеличи неговата бойна ефективност.
Това ще осигури редица ползи. Общата оперативна картина с разширената реалност ще позволи на потребителите да повишат нивото на собственост върху околната среда. Тази информация може да помогне в редица задачи, например достъп до видео от дрон, история на използването на взривни устройства в даден район, идентифициране на съюзнически и приятелски сили, триизмерна карта на района и т.н. платформи.
