I ve dne závisí život parašutistů při vylodění z bojového vozidla pěchoty nebo obrněného transportéru na nejranějším dosažení maximální úrovně situačního povědomí, nemluvě o přistání v noci během bitvy, kdy je bezpečnost přistávací síly téměř zcela závisí na senzorových technologiích
Již více než deset let jsou ve vojenských vozidlech instalovány optoelektronické systémy pro sledování a zaměřování, například zařízení pro noční vidění, systémy pro zlepšování technického vidění pro řidiče a v poslední době integrují systémy všestranného vidění buď do nových vozidel nebo jako další systémy pro upgrady
V dnešní době se vše velmi rychle mění díky kombinaci digitálních senzorů a integrované elektronické architektury, přičemž existuje jasná tendence instalovat automaticky konfigurovatelné vícesenzorové systémy, které mohou bezproblémově spolupracovat, aby poskytly výrazně lepší situační povědomí (kvalita komplexní vnímání heterogenních informací v jediném prostorově -časovém objemu) ve srovnání s tím, co dříve měly posádky obrněných vozidel, jejichž recenze byly omezené.
Jak je uvedeno ve společnosti Finmeccanica, dnes je zvýšená úroveň vlastnictví situace a schopnost identifikovat, sledovat a označovat pohyblivé cíle v pohybu kriticky důležité a určuje trendy vývoje a expanze tohoto trhu. Zbraňové systémy a pozorovací zařízení přímo ovlivňují účinnost bojového vozidla při plnění jeho hlavního úkolu, a proto jsou stále více žádané senzory s nejvyššími charakteristikami.
Pokrok v mikroelektronice a optice mezitím činí systémy nočního vidění dostupnějšími a v tomto ohledu stále více zemí chce vytvořit průmyslovou základnu pro výrobu komponent pro tento typ zařízení. Potřeby řidiče pro systémy nočního vidění lze splnit především senzory krátkého dosahu (obvykle nechlazené infračervené nebo televizní kamery), zatímco senzory všestranného vidění se stávají nedílnou součástí obrněných transportérů a bojových vozidel pěchoty, protože posádka a vojáci musí mít neustálý všestranný výhled.
CV90 BMP, vybavený několika kamerami, které poskytují snímky 24/7, slouží jako experimentální platforma pro systém rozšířené reality BAE Systems Battle View 360, který vám umožňuje získat „kruhový“obraz a zobrazit jej na displejích připevněných na helmě posádky a vojsk
Pomocí displejů namontovaných na přilbě získá každý ve vozidle se systémem rozšířené reality Battle View 360 všestranný pohled; a nemusí to být deriváty technologií světlovodu Q-Sight a Q-Warrior společnosti BAE Systems
Rozšířená realita
Kromě těchto klíčových systémů, které se již osvědčily, propojení senzorů s pokročilými displeji a systémy správy informací umožňuje posádkám přejít do světa rozšířené reality, ve kterém mohou informace o svých jednotkách, nepříteli, trasách, orientačních bodech být jim ve správný čas představeny. překážky spolu s tisíci dalších zpráv a informací. Ačkoli je tento koncept dobře známý ve vojenském letectví, pozemní vozidla jej v této oblasti brzy mohou překonat, protože hmotnost, velikost, spotřeba energie a nákladové charakteristiky senzorů a výpočetních systémů se snižují a čas a úsilí vynaložené na proces certifikace je výrazně méně než v letectví ….
Kromě toho, jak poznamenal Dan Lindell, vedoucí bojových vozidel švédské pobočky Hagglunds společnosti BAE Systems, tyto technologie mění samotné stroje. „Přestavujeme stroje tak, aby integrovaly tyto systémy … Za prvé, za posledních pět až šest let jsme zdvojnásobili výkon distribuovaný ve stroji a vidíme, že spotřeba energie se neustále zvyšuje.“Společnost nadále pracuje na elektrických a hybridních elektrických pohonech (tradiční motor poháněný elektromotory generátorem) pro svá auta. Lindell tvrdí, že lidský faktor je také důležitý pro optoelektronickou technologii. "Jak můžeme reprezentovat všechna tato senzorická data a obrázky, které chceme distribuovat posádce?" To je pro nás velmi velký problém. “
V současné době se vyvíjí systém, který klade zvláštní důraz na situační povědomí a integraci lidských faktorů. Systém rozšířené reality BattleView 360 je založen na systému digitálního mapování. Sbírá. Sleduje a zobrazuje fragment terénu, o který se posádka zajímá. V helmě s BattleView 360 získají ti, kdo sedí v autě, externí „kruhový“obrázek. Současně pohotově dostávají zprávy o změnách situace a určení cíle k zahájení palby. Posádka bojového vozidla může s BattleView 360 komunikovat dvěma způsoby, a to prostřednictvím helmy nebo tabletu. BAE Systems ve spolupráci s britskou dceřinou společností v současné době předvádí svůj systém BattleView 360 nainstalovaný na CV90 BMP v několika zemích. Programový manažer Andy Thain je velmi dobře obeznámen s trhem se zobrazováním a situačním povědomím pro vojenská vozidla. „Rozhodně vidíme rostoucí zájem v celé Evropě a ve Spojených státech, zejména v oblasti výzkumu, o systémy situačního povědomí o těchto bojových vozidlech, zejména o obrněných transportérech a bojových vozidlech pěchoty, a v budoucnosti o další typy vozidel.“
Pan Thane uvedl, že společnost má řadu smluv týkajících se různých britských a amerických výzkumných projektů, do kterých jsou zapojeny i další společnosti. "Systémy, které vyvíjíme a studujeme, přidávají schopnosti řidiči, střelci a veliteli vozidla a poskytují jim výrazně lepší všestranný výhled, než mají současné periskopy nebo velmi úzká štěrbinová okna běžná u vojenských vozidel." Pro přistávací skupinu v zadní části vozidla je důležité zvládnutí situace, protože musí vědět, co je čeká, než vystoupí z vozidla. „Může to být každý parašutista, ale s největší pravděpodobností velitel čety a jeho podřízení.“
Pokud jde o geografii, „je zájem a aktivita ve Spojených státech a v celé Evropě,“poznamenal Thane, například všech sedm operátorů strojů CV90 v Evropě (Dánsko, Estonsko, Finsko, Nizozemsko, Norsko, Švýcarsko a Švédsko) zvažuje integrace systému. Battle View 360 při upgradu vašich vozidel. Ve Spojených státech vojenské organizace včetně Velitelství pro nauku a bojový výcvik (TRADOC) a Centrum pro výzkum komunikační elektroniky (CERDEC) pracují na systémech kruhového situačního povědomí, stejně jako Britská vědecká a technologická laboratoř obrany (DSTL).
Problémy integrace
Jedním z problémů spojených s integrací takových technologií jsou konstrukční vlastnosti konkrétního modelu bojového vozidla, například u systému kruhového pohledu je nutné najít místo na trupu, napájení a laický přenos dat řádky. Kromě toho musí být zobrazovány obrázky z kamer, aby byla zajištěna simultánní bezproblémová vizualizace pro každého v autě; to vše vyžaduje značný výpočetní výkon, znalost lidských faktorů a zkušenosti s vývojem specializovaného softwaru.„Samotné zpracování dat není velký problém, problém je ve výrobě displejů, které jsou dostatečně silné pro použití ve vojenských vozidlech,“pokračoval Thane. "Naše displeje byly dříve instalovány na proudových letadlech a vrtulnících." Přijetí této technologie a její odolnost a odolnost proti neoprávněné manipulaci je opravdu náročné, ale proveditelné, protože naše optické komponenty jsou dostatečně silné a kompaktní. “
V tomto ohledu stojí za to zabývat se různými technologiemi zobrazení helmy, včetně optických vlnovodů používaných v systému Q-Sight společnosti BAE Systems a jeho modifikacích, i když to neznamená povinnou integraci technologie Q-Sight do systému Battle View 360, protože společnost vyvíjí další malé robustní zobrazovací technologie. Thane si pamatoval pikantní poznámky vojáků pohybujících se s displeji uvnitř auta, zvlášť když si do něčeho bouchli hlavami. „Každopádně jsme se dokázali dostat přes tyto provozní podmínky.“
Kromě protokolů převodu, které se běžně používají k doručování dat od různých senzorů různých výrobců do stejné sítě, je zde problém sešívání nebo zarovnání obrazu. "To znamená kombinovat obrázky z viditelných a infračervených senzorů s různými principy činnosti, různými čočkami a zornými poli a vzájemně je kompatibilní," řekl Richard Hadfield, technický vedoucí pro Battle View 360 ve společnosti BAE Systems. „Přiblížíme a oddálíme reálný čas, abychom vytvořili virtuální kopuli, a potom do té virtuální kopule vložíme ty senzory.“Dalším technickým problémem, který zmiňuje Hadfield, je současné sledování pohybu hlav několika lidí, protože se mohou dívat různými směry. Řekl, že společnost má pro to řešení, které zahrnuje sledovací zařízení v každé přilbě a sadu sledovacích senzorů rozmístěných po celém interiéru vozidla.
Co nejpřesnější je synchronizace s vnějším světem zobrazovaných obrázků jedním z nejdůležitějších ergonomických problémů. "Musíte zajistit, aby lidem používajícím systém nebylo nepříjemné latence nebo latence," řekl Hadfield. „Myslíme si, že jsme to vyřešili správně a odstranili jsme zpoždění, ale nemohu říci, jak.“Významným problémem je také způsob interakce uživatelů s displeji, které nosí na hlavě, a aby to bylo možné vyřešit, společnost BAE Systems představila prvek založený na „vysoce spolehlivém“softwaru MIME (Map and Image Management Engine), který účinně funguje od poloviny 90. let na různá britská vojenská letadla. "Přizpůsobili jsme tento nástroj pro pozemní použití a zahrnuli spoustu funkcí, které zvládají terén, takže můžeme například plánovat trasy pomocí charakteristik terénu a je to možné pro jakýkoli typ vozidla," dodal Hadfield.
Prémiové termokamery Finmeccanica používají snímač MCT třetí generace s vysokým rozlišením, který poskytuje vynikající kvalitu obrazu ve dne, v noci a za špatné viditelnosti. Tyto kamery lze integrovat do široké škály zobrazovacích systémů vozidel
Informační výstup
Software MIME interaguje prostřednictvím komunikační sítě vozidla se systémem řízení boje a / nebo systémem detekce a získávání cíle, porovnává přijatá data a filtruje je, aby každému uživateli poskytl potřebné a přesně dávkované informace a eliminoval nadměrné informační zatížení.„Získat příliš mnoho informací je téměř stejně špatné jako poskytnout příliš málo informací,“řekl Hadfield. - To znamená, že máme ještě jeden úkol: co by měl a co by neměl vidět konkrétní člověk?
Peder Sjolund, spoluzakladatel a programový manažer BattleView 360 ve společnosti BAE Systems Hagglunds, uvedl, že spolupracovali se zkušenými posádkami bojových vozidel, aby pochopili, jaké informace v každé situaci potřebují a jaká by měla být omezení. "Přivedli jsme několik velitelů tanků a BMP, abychom zahájili diskusi o tom, kolik informací zvládnou v různých scénářích," řekl. - Jedním ze scénářů může být pochod a druhým může být boj zblízka. Pokud jste na pochodu, pak se opravdu soustředíte na trasu, kde budou další sběrná místa, jak dlouho budete řídit, kolik paliva je k dispozici a jakou rychlostí je potřeba se dostat na sběrné místo v daném čase čas, “dodal Hadfield. „Když se ale přiblížíš k cíli, začnou se objevovat hrozby, pak vstupuješ do různých fází bojové mise a očividně se informace, které uvidíš, změní.“
Sjolund uvedl, že společnost spojila tyto příchozí informace s konceptem displejů pro posádky letadel namontovaných na přilbě, což je nejlepší způsob, jak získat užitečné informace pro ty, kteří sedí v autě, když celý vnitřní prostor není zaplněn obrazovkami, často tam pro ně není dost místa ani dostupná energie, nebo obojí. ten druhý současně. Modul na každé helmě má samostatný snímač pohybu hlavy a zařízení pro připojení k systému řízení minimálního boje založeného na softwaru MIME, který umožňuje každému uživateli zobrazit obrázek ze správného senzoru s překrytými potřebnými taktickými informacemi.
Většina obrněných vozidel neumožňuje dobrý výhled, proto jsou rozšířené kamerové systémy všech typů, z nichž většina obsahuje kamery pro noční vidění CMOS (komplementární polovodičový oxid kovu)
Více senzorů
Jak poznamenává společnost Finmeccanica, zatímco počet senzorů instalovaných na vojenských vozidlech stále roste, kombinace technologií je poměrně stabilní, i když se neustále zdokonalují. Typický zaměřovací systém zahrnuje snímač nočního vidění (obvykle infračervený), denní zaměřovač (optický nebo televizní) a laserový dálkoměr. Aby byly splněny speciální požadavky, jsou často integrovány další senzory, jako jsou laserové osvětlovače / ukazovátka. Pro systémy vidění a situačního povědomí řidiče stačí televizní a termální kamery.
Plug and play optronics zůstává atraktivní pro bojová vozidla; tento trend je například podpořen popularitou rodiny gyroskopicky stabilizovaných denních a nočních zaměřovacích a zaměřovacích systémů POP (Plug-in Optronic Payload) Israel Aerospace Industries. Rodina POP obsahuje šest systémů, každý s vlastní konfigurací. Současně mají všechny vysokou úroveň modularity a mohou přijímat speciální „sekce“s těmi senzory, které jsou určeny požadavky uživatele. Tyto sekce lze v případě potřeby v terénu vyměnit a v budoucnu usnadní upgrade rodiny POP, jakmile budou k dispozici nové technologie optočlenů.
Neochlazené infračervené kamery jsou stále populárnější v „obecných“aplikacích, jako je zlepšování kvality zraku řidiče, ale chlazené infračervené kamery zůstávají nutností, když je vyžadováno vysoce kvalitní zobrazování. Pokud jde o zaměřovače zbraní, tradiční zařízení s dlouhou vlnou (8–12 mikronů) se v současné době vyvíjejí na zařízení s větším dosahem, to znamená přidáním středovlnných (3–5 mikronů) senzorů. V některých obecných nízkoúrovňových aplikacích, to znamená v úlohách, kde viditelnost nehraje velkou roli, se v současné době používají senzory pracující v blízké (dlouhovlnné) infračervené oblasti spektra spolu s levnými televizními kamerami.
Společnost Finmeccanica věří, že technologie výroby obvodů založených na strukturách komplementárních kov-oxid-polovodič (CMOS) postupně nahradí CCD kamery ve viditelném rozsahu a budou dále rozvíjeny exotičtější technologie, jako je vzdálená (krátkovlnná) infračervená oblast spektra. Podle společnosti jsou možnosti této oblasti spektra odlišné od středních a dlouhých vlnových infračervených rozsahů. Může to být užitečné pro některé specializované aplikace, i když relativně vysoké náklady mohou v současné době omezit vojenskou poptávku po něm. Kromě pokroků v technologiích založených na méně známých vlnových délkách umožňují kontinuální pokroky v technologii senzorů jak chlazené, tak nechlazené infračervené detektory s menšími poli, vyšším rozlišením a / nebo menšími optickými (clonovými) clonami.
Typickými moderními displeji vozidel jsou robustní obrazovky se speciálními funkcemi, které maximalizují kvalitu monochromatického obrazu z infračervených kamer. Nejnovějšími systémy jsou síťové multifunkční ploché panely LCD se softwarem, který dokáže zobrazit více obrázků současně, překrýt grafiku s vysokým rozlišením a zlepšit kvalitu obrazu. Jejich vývoj, vedený dostupností technologie komerčních panelů, směřuje k lepší kvalitě obrazu (včetně vyššího rozlišení), větší šířce pásma vnitřní sítě a většímu výpočetnímu výkonu.
Výhody a nevýhody
Pokud jde o vývoj displejů namontovaných na helmě, společnost Finmeccanica pojmenovala silné a slabé stránky stávající technologie. Mezi výhody patří kompaktnost, schopnost pracovat s helmou nebo bez ní a relativně nízká spotřeba energie. Mezi jejich nevýhody podle společnosti patří náklady, špatná ochrana před poškozením, únava majitele a případně omezení schopnosti provádět určité úkoly v autě a také potřeba záložního zařízení. Závěr, který společnost Finmeccanica učinila z analýzy výhod a nevýhod, je, že v blízké budoucnosti nebudou displeje namontované na přilbě ve vojenských vozidlech široce používány. Společnost je však optimističtější ohledně vyhlídek na rozšířenou realitu (přidávání imaginárních objektů k obrazům objektů v reálném světě, obvykle pomocná-informativní vlastnost), které lze získat bez displejů namontovaných na helmě. „Rozšířená realita má obrovský potenciál, protože zlepšuje prezentaci informací posádce, což může pomoci s detekcí a zaměřením.“Není divu, že se téměř všichni jejich zákazníci zaměřili především na cenu a výkon, ale Finmeccanica zdůrazňuje, že tyto faktory závisí na aplikaci. Obvykle je zákazník ochoten investovat více, když jsou potřeba řešení na úrovni systému (například řízení palby nebo situační povědomí), a to nejen proto, že jsou dražší, ale hlavně proto, že požadavky jsou přísnější a to vylučuje použití levnějších a méně funkční vybavení od dodavatelů nižšího segmentu. Díky méně přísným požadavkům umožňuje důraz na náklady zapojit širší škálu konkurenčních dodavatelů.
Názory odborníků
Emmanuelle Bercier, vedoucí prodeje společnosti ULIS (divize francouzské infračervené technologické společnosti Sofradir), která vyrábí nechlazené termokamery, si všimla, že požadavky armády se z hlediska požadované funkčnosti stávají konkrétnějšími. To zahrnuje vylepšené systémy vidění pro řidiče, zvýšené povědomí o místní situaci při ochraně vozidel a integraci do dálkově ovládaných zbraňových stanic (RWM), například pro navádění zbraní. "Vidíme dvě hlavní výzvy," pokračoval Bercier. - Za prvé, zlepšení výkonu za účelem získání většího zorného pole, například o 180 stupňů pro systém vidění řidiče, nebo zvýšení dosahu rozpoznávání místního systému situačního povědomí a DBA … Za druhé, vývoj zařízení s menší rozměry, lehčí, s menší spotřebou energie. I když se někdy zabýváme velkými stroji, dostupný objem jakéhokoli zařízení je vždy problém. “
Pokud jde o potenciálně rušivé nové technologie, pan Bercier věří, že snímače CMOS pokrývající viditelné spektrum a blízké infračervené záření jsou dobrými kandidáty pro budoucí zařízení pro vidění řidiče za každého počasí a totéž platí pro krátkovlnné infračervené systémy. "Nové technologie budou náročné dosáhnout požadované úrovně vyspělosti a kvalifikace pro tyto druhy aplikací." Uvidíme, co se stane v příštích deseti letech, ale snímače termovize jsou již založeny na osvědčených technologiích, které nadále zvyšují obě možnosti a snižují náklady. “
Na otázku, kde z geografického hlediska probíhá celý proces vývoje a zadávání zakázek, Dan Lindell řekl, že Západ mluví a provádí testy, zatímco Východ již dodává hotové výrobky. "Vidíme, že mnoho věcí, které jsou diskutovány a předváděny na výstavách, jsou skutečně integrovány v Rusku, stejně jako v Číně." V jihovýchodní Asii vidíme zcela jasné potřeby systémů tohoto typu, zatímco západní země hovoří a snaží se něco udělat, některé v menší míře, některé ve větší míře. “
