دستگاه های تاکتیکی دید در شب جزء اساسی تجهیزات واحدهای دوزیست زمینی هستند که عملیات تهاجمی و مأموریت های شناسایی را انجام می دهند.
تلاش های قابل توجهی در جهت بهبود اثربخشی نبردهای شبانه توسط وزارت دفاع ایالات متحده انجام می شود ، که چندین مفهوم جدید را بررسی می کند که نه تنها می تواند دستگاه های دید در شب را با عملکرد بهینه ارائه دهد ، بلکه قابلیت های جدید را در مدل های اصلی برای افزایش ادغام می کند. سطح آگاهی از موقعیت. یک سرباز جداگانه و یک واحد کوچک.
شب را نگه دارید
به گفته دارل هکلر ، رئیس بخش دید در شب در سیستم های ارتباطات شرکت Harris Corporation ، بسیاری از الزامات اساسی برای صنعت برای رسیدگی به برنامه های ایالات متحده و سایر برنامه های بین المللی وجود دارد.
نماینده ای از شرکت هریس توضیح داد که بازار سیستم های اپتوالکترونیک / مادون قرمز (OE / IR) امروزه قادر به ارائه بخشهای کوچکتر است. دستگاه های دید در شب اکنون قادرند آگاهی موقعیتی تیم های رزمی و شناسایی را از طریق ادغام واقعیت افزوده ، واقعیت مجازی و یادگیری ماشینی افزایش دهند.
"ما می بینیم که بازار دید در شب به چیزی فراتر از یک بازار بصری آگاهی از موقعیت تبدیل نمی شود. پیش از این ، دید در شب به سادگی به کاربر اجازه می داد در دوره های دید محدود همراه با نور کم مشاهده کند. امروز ، آینده بر این فناوری تکیه می کند و در عین حال فرصت های بیشتری را در اختیار کاربر قرار می دهد."
هکلر با یادآوری نیازهای عملیاتی در حال تحول نیروهای مسلح بسیاری از کشورها ، افزود: "سیستم هایی که شامل فناوری همجوشی حسگر [OE / IR] ، توانایی ارسال و دریافت اطلاعات مهم از طریق سیستم های بصری آنها (روز و شب) ، سیستم هایی است که اجازه می دهد کاربر برای تبدیل شدن به یک سنسور ، همه اینها در آینده بسیار مهم خواهد بود."
راه حل های یکپارچه
نيازهاي مشابهي توسط فرماندهي عمليات ويژه و ارتش آمريكا برطرف مي شود ، كه در حال حاضر تحقيقات مفاهيم تخصصي را آغاز كرده اند تا ببينند چگونه مي توان اين نيازهاي عملياتي فوري را در كوتاه مدت و ميان مدت ساده كرد.
کارهای نظری و عملی زیادی در زمینه فناوری دید در شب وجود دارد. یک مثال ، کارگاهی در صنعت است که در نوامبر گذشته در آزمایشگاه فیزیک کاربردی در بالتیمور برگزار شد و در آن ادغام نمایشگرهای واقعیت افزوده و مجازی با HUD های دید در شب (head-up displays) و همچنین نرم افزارهای واقعیت افزوده مورد بررسی قرار گرفت. واقعیت به منظور " بهبود ویژگی های نوری "دستگاه های موجود.
در این سمینار که توسط وزارت فناوری های واکنش سریع ، که بخشی از وزارت دفاع ایالات متحده است ، سازماندهی شده است ، توسعه در زمینه ادغام داده ها از حسگرهای مختلف و پردازش بعدی آنها ، و همچنین مشکلات تعیین هدف ، به عنوان ایالات متحده رهبری نظامی برنامه های استراتژیکی را برای معرفی گسترده فناوری ها و دستگاه های پیشرفته در دید در شب نیروهای نظامی تدوین می کند.
به موازات این ، ارتش ایالات متحده در حال کار بر روی سیستم تقویت بصری یکپارچه (IVAS) است ، که جنگنده را با داده های تاکتیکی دیجیتالی احاطه کرده است تا "افزایش کشندگی ، تحرک و آگاهی موقعیتی را برای دستیابی به برتری نسبت به دشمنان فعلی و آینده" به واحدهای زمینی ارائه دهد.
مفهوم IVAS ، که برای توسعه قابلیت های تصویربرداری نوری-حرارتی نصب شده بر روی کلاه ایمنی طراحی شده است ، از جمله مدلهای PVS-5 ، -7 ، -14 و -31 ، PSQ-40 ENVG III و نمونه اولیه دوچشمی ENVG-B ، همچنین با هدف ایجاد تصویربرداری حرارتی بسیار فشرده و ماژول های کم نور با رابط های استاندارد انجام شده است. می توان آنها را به معماری الکترونیکی عمومی سرباز و تیم متصل کرد ، در صفحه نمایش های اصلی ، برنامه ارتقاء سرباز Nett Warrior 3.0 ، الگوریتم ها و نرم افزارهای واقعیت افزوده ، رابط های یادگیری ماشین و شاخص های عملکرد آتش تیم متصل شد.
سخنگوی ارتش در این رویداد صحبت کرد.
سخنگوی ارتش آمریکا نتوانست جزئیات بیشتری در مورد این فعالیت ارائه دهد. با این حال. منابع صنعتی مرتبط با برنامه تأیید کرده اند که دفتر دید در شب و سنسورهای الکترونیکی (یکی از ساختارهای ارتش) به مطالعه "توسعه و استانداردسازی ماژول های حسگر با ابعاد تهاجمی ، وزن و مصرف برق برای سرپوش و پوشیدنی" ادامه می دهد. گزینه هایی برای افزایش قابلیت های سرباز آینده. "…
انتظار می رود که کار توسعه شامل توسعه دستگاه های مادون قرمز خنک نشده در نزدیکی موج بلند و ترکیب سنسورهای دیجیتال با نور کم و مادون قرمز دور برای تکمیل راه حل های موجود OE / IR باشد. حدود 40 بازیکن از جمله BAE Systems در پروژه شرکت خواهند کرد. Harris Corporation ، L3 Technologies و SA Photonics.
در ماه نوامبر ، شرکت مایکروسافت یک قرارداد 479 میلیون دلاری از وزارت دفاع برای حمایت از برنامه IVAS دریافت کرد. طبق بیانیه رسمی در وب سایت فرصت های تجاری فدرال ، این شرکت وظیفه تامین سخت افزار ، نرم افزار و رابط های پشتیبانی از برنامه IVAS را طی دو سال دریافت کرد. یک دسته اولیه از بیش از 2500 نمونه اولیه برای نشان دادن فناوری برنامه ریزی شده است.
نه ارتش و نه مایکروسافت نتوانستند جزئیات قرارداد را فاش کنند ، اگرچه مقامات صنعت می گویند که قصد دارد صفحه اصلی HoloLens خود را در مفهوم IVAS ادغام کند تا مسیرهای توسعه بیشتری را بررسی کند.
طبق مستندات مایکروسافت ، فناوری HoloLens واقعیت مجازی و محیطهای واقعی را در یک "واقعیت ترکیبی" ترکیبی ترکیب می کند. زیر سیستم های ادغام شده در این دستگاه را می توان با "صدا ، دستورات فیزیکی و جهت نگاه" کنترل کرد.
به گفته هکلر ، شرکت هریس به دنبال فناوری های جدید برای سیستم IVAS در راستای نقشه راه خود برای دستگاه های دید در شب برای بهبود پشتیبانی از جنگنده های نسل بعدی است. تأکید ویژه بر پیاده سازی "هرچه سریعتر" و ادغام فناوری جدید در دستگاههای موجود است.
هکلر گفت: "سیستم های OE / IR با رابط شبکه و / یا واقعیت افزوده تأثیر زیادی بر مشتریانی خواهد داشت که به دنبال آگاهی از موقعیت بهتر در میدان نبرد هستند."
در بازار دید در شب ، راه حل های دو چشمی بر چشمان تک چشمی غلبه می کند
توسعه سریع
با این حال ، با توجه به اینکه تحویل اولیه نمونه های اولیه با فناوری IVAS و ارزیابی آنها توسط ارتش ایالات متحده حداقل در دو سال آینده پیش بینی نمی شود ، بسیاری از تولیدکنندگان در بازار دستگاه های OE / IR همچنان بر ارتقای سریعتر تجهیزات موجود تمرکز می کنند.
هکلر با توصیف وضعیت فعلی بازار دید در شب و راه حل های کوتاه مدت ، گفت: "این بهترین زمان برای صنعت جهانی دید در شب است. ما تقاضای زیادی برای دید در شب داریم و تقریباً در سراسر جهان شاهد تغییر تکنولوژی فسفر سفید هستیم. به نظر می رسد حرکت از یک چشمی به دو چشمی نیز در حال افزایش است ، زیرا همه مشتریان ما خواهان عملکرد بهتر هستند. ما معتقدیم که تقاضا برای سیستم های با عملکرد بالاتر و انتقال به سیستم های فسفر سفید و دو چشمی در چند سال آینده ادامه خواهد داشت."
افزایش علاقه به دستگاه های دید در شب با فسفر سفید ، آخرین نیاز نیروی دریایی ایالات متحده را تأیید می کند ، که در نوامبر 2018 پیش نویس درخواست پیشنهادی برای دستگاه دید در شب دو چشمی Squad Binocular Vision Goggle (SBNVG) خود را ارسال کرد.
بر اساس اسناد رسمی که در وب سایت فرصت های تجاری فدرال منتشر شده است ، ILC به دنبال یک دستگاه دو چشمی مدولار فسفر سفید با شدت تصویر و یک سنسور تصویربرداری حرارتی خنک نشده یکپارچه ، و همچنین منبع تغذیه خارجی و سوار کلاه ایمنی مربوطه است.
الزامات شامل یک جفت مبدل تصویر 18 میلی متری است که می تواند در پیکربندی ماژولار مونتاژ شود تا کاربرانی که ترجیح می دهند با یک چشم نگاه کنند بتوانند در صورت لزوم دستگاه را به یک چشمی تبدیل کنند. علاوه بر این ، فناوریهای پیشنهادی باید علاوه بر کارکردن از باتری خود ، اتصال از طریق یک اتصال خارجی به بسته باتری را نیز ارائه دهند.
در نهایت ، وزن کل دستگاه SBNVG انتخاب شده - شامل سنسورها ، مبدل تصویر و سنسور تصویربرداری حرارتی ، بسته باتری خارجی ، کابل ها ، لنزها و قاب های نوری - باید کمتر از 1.2 کیلوگرم باشد. با این حال ، RFP تصریح می کند که "وزن سیستم شامل براکت های نصب شده متصل به کلاه ایمنی که دارای رابط به دستگاه موقعیت یابی هستند ، و همچنین هیچ رابط متصل دیگر به طور دائمی به کلاه ایمنی متصل نیست."
نیاز SBNVG به عنوان یک فرصت میانی برای USMC در نظر گرفته می شود ، همچنین در نظر دارد تا سال 2021 3100 عینک دید شب ENVG-B را از L3 Technologies دریافت کند.
دستگاه ENVG-B قبلاً توسط نیروهای زمینی آمریکا انتخاب شده است ، از سال 2019 تا 2021 بیش از 10،000 سیستم برای سازه های مختلف ارتش خریداری می شود ، ابتدا در نسخه تک چشمی و بعداً در تنظیمات دو چشمی.
در ژوئن 2018 ، به عنوان بخشی از یک قرارداد سه ساله ، ارتش به L3 Technologies قرارداد 391 میلیون دلار برای تهیه عینک دید شب ENVG-B اعطا کرد. مدیر این شرکت می گوید: "محلول فسفر سفید و لوله دوگانه به کاربران اجازه می دهد تا با رقبای تقریبا برابر خود همگام باشند و چابکی را افزایش داده و هدف گیری را در سراسر میدان نبرد افزایش دهند."
دستگاه ENVG-B ، که بعنوان کاندیدای احتمالی برای مفهوم IVAS نیز در نظر گرفته می شود ، قادر به ادغام یک کانال IR جداگانه است که می تواند با یک کانال افزایش روشنایی تصویر ترکیب شود تا احتمال تشخیص هدف را افزایش دهد. الزامات اضافی شامل اتصال به دستگاه های شبکه مانند رادیوهای قابل برنامه ریزی و تلفن های هوشمند / رایانه های لوحی کاربر نهایی است که بخشی از برنامه ارتقاء سرباز Nett Warrior هستند.
سخنگوی L3 Technologies گفت: "این فناوری توانایی اپراتور را برای بومی سازی و ضبط تهدیدها و ارزیابی تصاویر از محیط کلی عملیات بهبود می بخشد.""ENVG-B همچنین شامل یک صفحه نمایش جدید با وضوح بالا و شبکه بی سیم داخلی ، دستیابی سریع به هدف و الگوریتم های واقعیت افزوده برای تعامل با سیستم های سرباز پیشرفته در حالی که قابلیت همکاری و افزایش دامنه را افزایش می دهد."
علاوه بر این ، شرکت L3 Technologies یک دستگاه دیگر را در قالب عینک دید پانوراما در شب با پانوراما GPNVG (Ground Panoramic Vision Goggle) ارائه می دهد. با این حال ، این شرکت تأیید کرد که عینک های GPNVG هنوز برنامه ای برای ارتقاء تحت برنامه IVAS ندارند.
به گفته این شرکت ، GPNVG ها دارای میدان دید 97 درجه هستند ، که اجازه می دهد "نظارت و / یا شناسایی هدف در شرایط کم نور که در آن نیاز به افزایش استحکام و مقاومت در برابر ضربه است".
هم ترازی کانال
در همین حال ، شرکت هریس عینک دید در شب i-Aware TM-NVG (Tactical Mobility-Night Vision Goggle) را در پیکربندی های تک چشمی و دو چشمی ارائه می دهد. آنها تصاویر دو کانال کم نور و مادون قرمز را ترکیب می کنند.
به لطف توسعه فناوری واقعیت افزوده ، صفحه شفاف دستگاه TM-NVG مختصات GPS ، عناصر توپوگرافی ، پیام های متنی و اطلاعات هدف را نمایش می دهد. قابلیت های دیگر به کاربر اجازه می دهد تصاویر را مستقیماً از طریق حسگرهای نظارت از راه دور و جمع آوری داده ها ، از جمله تصاویر هواپیماهای شناسایی و پهپادها ، مشاهده کند.
دستگاه TM-NVG دارای میدان دید 33 درجه ، وضوح حسگر مادون قرمز موج بلند 320x240 ، رزولوشن فیلم 640x480 با فرکانس حداکثر 10 فریم در ثانیه است. TM-NVG همچنین دارای یک کانکتور USB 2.0 است و از چهار باتری AA تغذیه می کند و به طور مداوم دستگاه را به مدت 7.5 ساعت کار می کند.
در اکتبر 2018 ، شرکت Harris Corporation و L3 Technologies ادغام را اعلام کردند ، اگرچه نمایندگان شرکت نمی توانند در مورد برنامه های شرکت جدید Harris L3 Technologies برای توسعه دستگاه های دید در شب چیزی بگویند.
بازار دید در شب از فسفر سبز به صفحه های فسفر سفید تغییر می کند
کار با دید صفر
علاوه بر ایالات متحده ، نیاز فزاینده ای به فناوری CMOS (نیمه هادی اکسید فلز مکمل) وجود دارد که باعث بهبود قابل توجه کیفیت عملیات در شرایط کم و صفر نور می شود. در حال حاضر چندین شرکت در حال ارائه راه حل های پیشرفته به نیروهای مسلح بسیاری از کشورها هستند.
Photonis در سپتامبر 2018 در آفریقای جنوبی و دفاع در آفریقای جنوبی ، از جدیدترین دوربین های دیجیتال خانواده Nocturn خود رونمایی کرد که برای برآوردن نیازهای ارتش به دستگاه های نصب شده بر روی کلاه ایمنی و محدوده سلاح هایی که دارای همجوشی دو کاناله هستند طراحی شده است.
EBCMOS که برای اولین بار در Eurosatory 2018 برای عموم معرفی شد ، بر اساس دوربین دیجیتال Photonis's Nocturn CMOS طراحی شده است و دارای فاکتور فرم کوچکتر و وضوح تصویر بالاتری نسبت به سایر دستگاه های دید در شب است.
یک سخنگوی Photonis توضیح داد: "بیشترین برنامه های کاربردی تصویربرداری با نور کم نیاز به راه حل های دیجیتالی پیشرفته دارد." - EBCMOS یک مبدل الکترو نوری است که در آن صفحات میکروکانال و صفحه فسفر با یک آشکارساز نوری مخصوص CMOS جایگزین می شود. دستگاه EBCMOS ، که در حال حاضر در دو رزولوشن 2 و 4 مگاپیکسلی در دسترس است ، وضوح تصویر بالاتر و تصاویر متضاد بیشتری را در اختیار کاربران قرار می دهد."
یکی دیگر از پخش کننده های CMOS ، Rochester Precision Optics ، دستگاه مشاهده شبانه CMOS (CNOD) را به ارتش ارائه می دهد. از جمله خریداران این دستگاه می توان به فرماندهی عملیات ویژه آمریکا و اداره مبارزه با مواد مخدر اشاره کرد.
سخنگوی شرکت گفت که فناوری CMOS اجازه می دهد تصاویر دقیق تر و واضح تری برای کاربرانی که در شرایط سخت جنگی از جمله مناطق پرجمعیت و نبردهای نزدیک عمل می کنند ، عمل کنند.
به گفته سخنگوی Rochester Precision Optics ، CNOD در انواع مختلفی از جمله مدل RSM برای اجرای قانون ، مدل LD برای مشتریان نظامی و مدل DR برای عملیات دوربرد در دسترس است."CNOD دارای رزولوشن بالا ، اپتیک کاملاً دیجیتالی روز / شب است ، بهینه شده است تا به عنوان یک دیدگاه سلاح های تک چشمی ، مستقل یا دید ثانویه قابل نصب عمل کند."
این سیستم که در محدوده 500-1800 نانومتر کار می کند ، قادر به تشخیص نشانگرها و فاصله یاب های لیزری خود و دیگران است - عملکردی مفید و مورد تقاضا برای نیروهای مسلح که در یک فضای جنگی متراکم به طور فزاینده ای عمل می کنند ، در صورت حذف شرایط درگیری بین طرفین یک وظیفه اصلی است.
وزن دستگاه CNOD 520 گرم است و از باتری های CR123 تغذیه می کند ، دارای زوم دیجیتالی 6 برابر و همچنین عملکرد انتقال عکس ها و فیلم های با وضوح بالا به دیگر رزمندگان است.
دستیابی به موفقیت
تاریکی مطلق برای دید (AD2V) همچنین دستگاه های دستی ، سوار بر کلاه ایمنی و سوار بر سلاح را بر اساس فناوری CMOS توسعه داده و در اختیار وزارت دفاع آلمان قرار می دهد.
در مقایسه با عینک های دید در شب که در بازار موجود است ، سیستم دید دیجیتال Lux2 PM1 AD2V از نظر اندازه کوچکتر است. به گفته ویلهلم گرونائر از Griffity Defense (توزیع کننده اروپایی AD2V) ، دستگاه دیجیتال Luxiter PM1 قادر به "ضبط و صادرات جریان ویدئویی تولید شده توسط ماتریس خود ، وارد کردن داده ها از منابع خارجی و کنترل فرمان ها از دستگاه ها و صدور پیام های متنی است."
وزن کمتر از 300 گرم ، Luxiter PM1 دارای وضوح 795x596 پیکسل و میدان دید متغیر از 19 درجه تا 56 درجه است. با این حال ، این دستگاه برای محدوده های نسبتاً کوتاه طراحی شده است. Gronauer تأیید کرد که این دستگاه قابلیت تشخیص و شناسایی اجسام را در حداکثر برد 100 متر فراهم می کند.
علاوه بر این ، گرونائر توضیح داد که سنسور CMOS هنگام شلیک در فضاهای محدود ، هرگونه اثرات نوری منفی را در دید اپراتور به حداقل می رساند و افزود که Luxiter PM1 مجهز به چراغ مادون قرمز برای عملکرد در نور کم است.
صفحه های سیاه و سفید دیجیتالی امکان تشخیص بهتر اجسام و تصمیم گیری سریعتر را فراهم می کنند ، در حالی که انتقال لحظه ای از تاریکی به نور و عقب توسط دستگاه جبران می شود و هیچ تاثیری بر کاربر ندارد."
این واحد همچنین می تواند با یک دوربین Luxiter EC-2H خارجی ارتقا یابد تا به کاربران مزیت بیشتری برای پخش داده ها از طریق رابط رادیویی قابل برنامه ریزی ارائه دهد.
هنوز تردیدهای کوچکی در مورد اینکه آیا دید در شب به عنوان یک نیاز اساسی برای نیروهای زمینی در سناریوهای عملیاتی فعلی و آینده باقی خواهد ماند ، باقی می ماند. با این حال ، پتانسیل چنین فناوری ، ادغام شده در سیستم های مختلف آگاهی از موقعیت ، می تواند انگیزه مهمی برای توسعه راه حل های نسل بعدی ایجاد کند.
با این حال ، همانطور که یکی از کارشناسان صنعت توضیح داد ، اجرای این نوع فناوری باید به دقت تحت نظارت باشد ، با تأکید ویژه بر به حداقل رساندن بار شناختی اپراتورها در یک محیط عملیاتی پیچیده.
