Taktická zařízení pro noční vidění zůstávají základní součástí vybavení pozemních obojživelných jednotek provádějících útočné operace a průzkumné mise.
Značné úsilí o zlepšení účinnosti nočního boje vyvíjí ministerstvo obrany USA, které zkoumá několik nových konceptů, které mohou nabídnout nejen nová zařízení pro noční vidění s optimálním výkonem, ale také integrovat nové možnosti do základních modelů pro zvýšení úroveň situačního povědomí. individuální voják a malá jednotka.
Získejte noc
Podle Darella Hecklera, vedoucího odvětví nočního vidění ve společnosti Harris Corporation Communications Systems, existuje pro průmysl mnoho zásadních požadavků na podporu amerických a dalších mezinárodních programů.
Zástupce společnosti Harris Corporation vysvětlil, že trh s optoelektronickými / infračervenými (OE / IR) systémy je dnes schopen poskytnout více než jen malé divize. Zařízení pro noční vidění jsou nyní schopna zvýšit situační povědomí bojových a průzkumných týmů prostřednictvím integrace rozšířené reality, virtuální reality a strojového učení.
"Vidíme, že se trh s nočním viděním stává více než pouhým trhem s vizuální situační informovaností, jako tomu bylo v minulosti." Dříve noční vidění jednoduše umožňovalo našemu uživateli vidět v době omezené viditelnosti spojené se slabým osvětlením. Dnes se na tuto technologii bude spoléhat budoucnost a zároveň poskytne uživateli další příležitosti. “
Heckler připomněl vyvíjející se operační požadavky ozbrojených sil mnoha zemí a dodal: „Systémy zahrnující technologii fúzní technologie senzorů [OE / IR], schopnost odesílat a přijímat důležité informace prostřednictvím svých vizuálních systémů (ve dne i v noci), systémů, které umožňují uživatel se stane senzorem, to vše se stane v budoucnosti prvořadým. “
Integrovaná řešení
Podobné potřeby řeší velitelství speciálních operací a americká armáda, které již zahájily výzkum specializovaných konceptů s cílem zjistit, jak lze tyto naléhavé operační potřeby v krátkodobém až střednědobém horizontu zjednodušit.
V oblasti technologie nočního vidění existuje mnoho teoretických i praktických prací. Jedním z příkladů je průmyslový workshop pořádaný loni v listopadu v Laboratoři aplikované fyziky v Baltimoru, který se zaměřil na integraci displejů s rozšířenou a virtuální realitou s head-up nočním viděním HUD (head-up displeje) a softwarem pro rozšířenou realitu. Realita za účelem „ zlepšit optické vlastnosti stávajících zařízení.
Na tomto semináři, pořádaném ministerstvem technologií rychlé reakce, který je součástí amerického ministerstva obrany, byl představen vývoj v oblasti fúze dat z různých senzorů a jejich následné zpracování, jakož i problémy s určováním cílů, jako americké vojenské vedení vyvíjí strategické plány pro rozsáhlé zavádění pokročilých technologií a zařízení do nočního vidění vojsk.
Souběžně americká armáda pracuje na svém integrovaném systému vizuálního zvětšování (IVAS), který bojovníka obklopuje digitálními taktickými daty, aby pozemním jednotkám poskytl „zvýšenou letalitu, mobilitu a situační povědomí, aby dosáhl převahy nad současnými a budoucími protivníky“.
Koncept IVAS, navržený tak, aby rozvíjel možnosti stávajících opto-termovizních zobrazovačů namontovaných na helmě, včetně modelů PVS-5, -7, -14 a -31, PSQ-40 ENVG III a binokulárního prototypu ENVG-B, je zaměřen také na vytváření ultrakompaktních modulů pro tepelné zobrazování a nízké osvětlení se standardními rozhraními. Mohou být připojeny k obecné elektronické architektuře vojáka a jednotky, integrovány do projekčních displejů, programu pro upgrade vojáků Nett Warrior 3.0, algoritmů a softwaru pro rozšířenou realitu, rozhraní pro strojové učení a indikátorů výkonu jednotky.
Tyto nové technologie budou použity k zajištění „plánování a rozhodování na základě pravidel, kvantitativního rozpoznávání vzorů, detekce změn a identifikace“, řekl na akci mluvčí armády.
Mluvčí americké armády nebyl schopen poskytnout další podrobnosti týkající se této činnosti. Nicméně. průmyslové zdroje spojené s programem potvrdily, že Úřad nočního vidění a elektronických senzorů (jedna z armádních struktur) pokračuje ve studiu „vývoje a standardizace senzorových modulů s agresivními rozměry, hmotností a spotřebou energie pro montáž na hlavu a nositelnost možnosti za účelem posílení schopností budoucího vojáka. “…
Očekává se, že vývojová práce bude zahrnovat vývoj nechlazených blízkých [dlouhovlnných] infračervených zařízení a kombinovaných digitálních senzorů pro slabé světlo a daleko infračervené záření, které doplní stávající řešení OE / IR. Jak je uvedeno výše. Projektu se zúčastní asi 40 hráčů, včetně BAE Systems. Harris Corporation, L3 Technologies a SA Photonics.
V listopadu obdržela společnost Microsoft Corporation od ministerstva obrany smlouvu na podporu programu IVAS v hodnotě 479 milionů dolarů. Podle oficiálního prohlášení na webových stránkách Federal Business Opportunities společnost obdržela úkol dodávat hardware, software a rozhraní na podporu programu IVAS do dvou let; Počáteční dávka více než 2500 prototypů je plánována na demonstraci technologie.
Armáda ani Microsoft nebyly schopny zveřejnit detaily smlouvy, ačkoli představitelé průmyslu uvedli, že plánuje integrovat svůj head-up displej HoloLens do konceptu IVAS, aby prozkoumal další cesty vývoje.
Podle dokumentace společnosti Microsoft technologie HoloLens kombinuje virtuální realitu a prostředí reálného světa do smíšené „smíšené reality“. Subsystémy integrované do tohoto zařízení lze ovládat „hlasem, fyzickými příkazy a směrem pohledu“.
Podle Hecklera společnost Harris Corporation pokračuje ve zkoumání nových technologií pro systém IVAS v souladu s vlastním plánem pro zařízení pro noční vidění s cílem zlepšit podporu stíhaček příští generace. Zvláštní důraz je kladen na „co nejrychlejší“implementaci a integraci nové technologie do stávajících zařízení.
„Systémy OE / IR se síťovým rozhraním a / nebo rozšířenou realitou budou mít obrovský dopad na zákazníky hledající lepší situační povědomí na bojišti,“řekl Heckler.
Na trhu nočního vidění začínají převládat binokulární řešení nad monokulárními
Rychlý vývoj
Vzhledem k tomu, že počáteční dodávky prototypů s technologií IVAS a jejich vyhodnocení americkou armádou se v následujících nejméně dvou letech neočekává, se mnoho výrobců na trhu zařízení OE / IR nadále zaměřuje na rychlejší upgrady stávajícího vybavení.
Heckler při popisu současného stavu trhu s nočním viděním a krátkodobých řešení řekl: „Toto je nejlepší čas pro globální průmysl nočního vidění. Vidíme silnou poptávku po nočním vidění a vidíme posun k technologii bílého fosforu prakticky po celém světě. Zdá se, že přechod z monokulárního na binokulární také nabírá na obrátkách, přičemž všichni naši zákazníci chtějí lepší výkon. Věříme, že poptávka po výkonnějších systémech a přechod na systémy s bílým fosforem a binokulárem budou v příštích několika letech pokračovat. “
Rostoucí zájem o binokulární binokulární zařízení pro noční vidění potvrzuje nejnovější požadavek námořní pěchoty Spojených států, která v listopadu 2018 vydala návrh RFP pro své brýle Binocular Night Vision Goggle (SBNVG).
Podle oficiálních dokumentů zveřejněných také na webových stránkách Federal Business Opportunities hledá ILC modulární binokulární dalekohled s bílým fosforem se zesílením obrazu a integrovaným nechlazeným termovizním senzorem, jakož i externí napájecí zdroj a odpovídající držák na helmu.
Požadavky stanoví dvojici 18mm převodníků obrazu, které lze sestavit do modulární konfigurace, takže uživatelé, kteří dávají přednost pohledu jedním okem, mohou v případě potřeby převést zařízení na monokulární. Navrhované technologie by navíc měly kromě provozu z vlastní baterie zajišťovat připojení externího konektoru k bateriovému bloku.
Celková hmotnost vybraného zařízení SBNVG - včetně snímačů, zesilovače obrazu a teplotního snímače, externího akumulátoru, kabelů, objektivů a světelných pouzder - by měla být menší než 1,2 kg. Žádost o návrhy však stanoví, že „hmotnost systému nezahrnuje montážní držáky připevněné k helmě, která má rozhraní s polohovacím zařízením, ani žádné jiné připojovací rozhraní trvale připevněné k helmě“.
Požadavek SBNVG je považován za přechodnou příležitost pro USMC, který také plánuje do roku 2021 obdržet 3100 brýlí pro noční vidění ENVG-B od L3 Technologies.
Zařízení ENVG-B již vybrali americké pozemní síly, v letech 2019 až 2021 bude zakoupeno více než 10 000 systémů pro různé armádní struktury, zpočátku v monokulární verzi a později v binokulárních konfiguracích.
V červnu 2018 armáda v rámci smlouvy na tři roky udělila společnosti L3 Technologies smlouvu na 391 milionů dolarů na dodávku brýlí pro noční vidění ENVG-B. "Řešení s bílým fosforem a duální trubicí umožňuje uživatelům držet krok s téměř rovnocennými konkurenty, zvyšuje agilitu a zlepšuje cílení na celém bojišti," řekl ředitel společnosti.
Zařízení ENVG-B, které je také považováno za možného kandidáta na koncept IVAS, je schopné integrovat samostatný IR kanál, který lze kombinovat s kanálem pro zvýšení jasu obrazu, aby se zvýšila pravděpodobnost detekce cíle. Mezi další požadavky patří připojení k síťovým zařízením, jako jsou programovatelná rádia a chytré telefony / tablety koncových uživatelů, které jsou součástí programu upgradu Nett Warrior Soldier.
„Tato technologie zlepšuje schopnost operátora lokalizovat a zachytit hrozby a vyhodnotit obrazy obecného operačního prostředí,“řekl mluvčí L3 Technologies.„ENVG-B také obsahuje nový displej s vysokým rozlišením a vestavěné bezdrátové sítě, rychlé získávání cílů a algoritmy rozšířené reality pro interakci s pokročilými systémy vojáka při současném zlepšování interoperability a rozšiřování rozsahu.“
Společnost L3 Technologies navíc nabízí další zařízení v podobě přilby montovaných panoramatických brýlí pro noční vidění GPNVG (Ground Panoramic Night Vision Goggle). Společnost však potvrdila, že brýle GPNVG se zatím neplánují upgradovat v rámci programu IVAS.
Podle společnosti GPNVG poskytují zorné pole 97 °, což umožňuje „sledování a / nebo identifikaci cíle za špatných světelných podmínek, kde je vyžadována zvýšená pevnost a odolnost proti otřesům“.
Zarovnání kanálu
Mezitím společnost Harris Corporation nabízí své brýle pro noční vidění i-Aware TM-NVG (Tactical Mobility-Night Vision Goggle) v monokulárních a binokulárních konfiguracích. Kombinují obrazy ze dvou kanálů, nízké osvětlení a infračervené.
Díky vývoji technologie rozšířené reality zobrazuje průsvitný displej zařízení TM-NVG souřadnice GPS, topografické prvky, textové zprávy a informace o cíli. Další možnosti umožňují uživateli prohlížet obrázky přímo ze senzorů dálkového sledování a získávání dat, včetně snímků ze speciálních průzkumných letadel a dronů.
Zařízení TM-NVG má zorné pole 33 °, rozlišení dlouhovlnného infračerveného senzoru 320x240, rozlišení videa 640x480 s frekvencí až 10 snímků za sekundu. TM-NVG má také konektor USB 2.0 a je napájen čtyřmi bateriemi AA, což umožňuje nepřetržitý provoz zařízení po dobu 7,5 hodin.
V říjnu 2018 společnosti Harris Corporation a L3 Technologies oznámily fúzi, ačkoli zástupci společnosti nemohli říci nic o plánech nové firmy Harris L3 Technologies na vývoj zařízení pro noční vidění.
Trh s nočním viděním se nadále přesouvá ze zeleného fosforu na displeje s bílým fosforem
Práce s nulovou viditelností
Kromě Spojených států roste potřeba technologie CMOS (komplementární polovodičový oxid kovu), která výrazně zlepšuje kvalitu operací za špatných a nulových světelných podmínek. Několik společností v současné době představuje pokročilá řešení pro ozbrojené síly mnoha zemí.
Na veletrhu Africa Aerospace and Defence v Jižní Africe v září 2018 společnost Photonis představila nejnovější ze své rodiny digitálních fotoaparátů Nocturn, navržených tak, aby splňovaly potřeby armády ohledně zařízení montovaných na helmu a zaměřovačů zbraní s dvoukanálovou fúzí …
EBCMOS, který byl poprvé představen veřejnosti na veletrhu Eurosatory 2018, je založen na digitálním fotoaparátu Photonis Nocturn CMOS a nabízí menší formát a vyšší rozlišení obrazu než jiná zařízení pro noční vidění.
"Nejnáročnější aplikace pro extrémní snímky při slabém osvětlení vyžadují pokročilá digitální řešení," vysvětlil mluvčí společnosti Photonis. - EBCMOS je elektrooptický převodník, ve kterém jsou mikrokanálové desky a fosforová obrazovka nahrazeny speciálním fotodetektorem CMOS. Zařízení EBCMOS, které je v současné době k dispozici ve dvou rozlišeních 2 a 4 megapixely, poskytuje uživatelům vyšší rozlišení a kontrastnější obrázky. “
Další hráč na trhu CMOS, Rochester Precision Optics, nabízí armádě své CMOS Night Observation Device (CNOD). Mezi kupujícími tohoto zařízení jsou US Special Operations Command a Drug Enforcement Administration.
Mluvčí společnosti uvedl, že technologie CMOS umožňuje přesnější a jasnější snímky uživatelům operujícím v obtížných bojových podmínkách, včetně obydlených oblastí a boje zblízka.
Podle mluvčího Rochester Precision Optics je CNOD k dispozici v různých konfiguracích, včetně modelu RSM pro vymáhání práva, modelu LD pro vojenské zákazníky a modelu DR pro operace na dlouhé vzdálenosti."CNOD má vysoké rozlišení, plně digitální denní / noční optiku, optimalizovanou tak, aby fungovala jako monitorovací monokulární, samostatný zaměřovač zbraní nebo montovatelný sekundární zaměřovač."
Systém, který funguje v rozsahu 500–1800 nm, je schopen detekovat vlastní i cizí laserová ukazovátka a dálkoměry - tato funkce je užitečná a žádaná ozbrojenými silami operujícími ve stále hustším bojovém prostoru, kde konfliktní situace mezi stranami zůstává primárním úkolem.
Zařízení CNOD váží 520 gramů a je napájeno bateriemi CR123, má 6x digitální zoom a také funkci přenosu fotografií a videí ve vysokém rozlišení na jiné bojovníky.
Dosažení úspěchu
Absolute Darkness to Vision (AD2V) také vyvíjí kapesní zařízení, zařízení umístěná na helmě a na zbraních založená na technologii CMOS a dodává je německému ministerstvu obrany.
Ve srovnání s alternativními brýlemi pro noční vidění, které jsou v současné době na trhu k dispozici, má digitální systém nočního vidění Luxiter PM1 společnosti AD2V menší rozměry. Podle Wilhelma Gronauera z Griffity Defense (evropský distributor AD2V) je digitální zařízení Luxiter PM1 schopné „nahrávat a exportovat streamované video generované vlastní maticí, importovat data z externích zdrojů a ovládat příkazy ze zařízení a vydávat textové zprávy."
Váží méně než 300 gramů, Luxiter PM1 má rozlišení 795 x 596 pixelů a variabilní zorné pole v rozmezí od 19 ° do 56 °. Zařízení však bylo navrženo pro relativně krátké vzdálenosti; Gronauer potvrdil, že zařízení poskytuje detekci a identifikaci objektů v maximálním dosahu 100 metrů.
Gronauer navíc vysvětlil, že snímač CMOS minimalizuje negativní optické efekty v zorném poli operátora při střelbě ve stísněných prostorách, a dodal, že Luxiter PM1 je vybaven infračerveným osvětlovačem pro výkon při slabém osvětlení.
„Digitální černobílé obrazovky umožňují lepší rozpoznávání objektů a rychlejší rozhodování, zatímco okamžité přechody ze tmy do světla a zpět jsou kompenzovány zařízením a neovlivňují uživatele.“
Jednotku lze také upgradovat o externí kameru Luxiter EC-2H, která uživatelům poskytne další výhodu streamování dat přes programovatelné rádiové rozhraní.
Zůstávají malé pochybnosti, zda noční vidění zůstane v současných i budoucích operačních scénářích kritickým požadavkem pozemních sil. Potenciál takové technologie integrovaný do různých systémů situačního povědomí však může poskytnout významný impuls pro vývoj řešení příští generace.
Jak však vysvětlil jeden odborník z oboru, implementaci tohoto typu technologie je třeba pečlivě sledovat se zvláštním důrazem na minimalizaci kognitivní zátěže operátorů v již tak složitém operačním prostředí.
