Ra khỏi bóng tối: xu hướng mới trong tầm nhìn ban đêm
Công nghệ quang điện tử và hồng ngoại cung cấp cho các đơn vị mặt đất nhỏ khả năng "nhìn thấy vào ban đêm" để tiến hành các hoạt động hiệu quả hơn trong điều kiện tầm nhìn bị hạn chế hoặc bằng không. Tuy nhiên, khi các hệ thống thế hệ thứ nhất và thứ hai ngày càng trở nên phổ biến, nhiều quân đội hiện đang tìm kiếm những công nghệ tiên tiến này để duy trì ưu thế chiến thuật trong không gian tác chiến phức tạp ngày nay.
Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đang thực hiện những nỗ lực đáng kể nhằm cải thiện hiệu quả tác chiến ban đêm, bộ quốc phòng đang khám phá một số khái niệm mới không chỉ có thể cung cấp các thiết bị nhìn đêm mới với hiệu suất tối ưu mà còn tích hợp các khả năng mới vào các mẫu cơ sở để tăng mức độ nhận thức tình huống của một cá nhân quân nhân và một đơn vị nhỏ.
Theo Darell Heckler, người đứng đầu tầm nhìn ban đêm của Harris Corporation Communications Systems, ngành công nghiệp này phải xem xét nhiều yêu cầu quan trọng nhất trong việc hỗ trợ các chương trình của Hoa Kỳ và quốc tế khác.
Một đại diện từ Tập đoàn Harris giải thích rằng thị trường Quang điện tử / Hồng ngoại (OE / IR) hiện có thể hỗ trợ nhiều hơn những bộ phận nhỏ. Các thiết bị nhìn ban đêm hiện có thể nâng cao mức độ nhận thức tình huống của các đội chiến đấu và trinh sát thông qua việc tích hợp thực tế tăng cường, thực tế ảo và máy học.
Nhắc lại các yêu cầu hoạt động đang phát triển của quân đội nhiều nước, Heckler nói thêm: "Các hệ thống bao gồm công nghệ kết hợp cảm biến [SE / IR], khả năng gửi và nhận thông tin quan trọng thông qua hệ thống trực quan của họ (ngày và đêm), các hệ thống cho phép người dùng để trở thành một cảm biến, mọi thứ điều này sẽ là tối quan trọng trong tương lai. ”
Các nhu cầu tương tự đang được Bộ Tư lệnh Các Chiến dịch Đặc biệt và Quân đội Hoa Kỳ xem xét, đã bắt đầu nghiên cứu các khái niệm chuyên biệt để xem làm thế nào những nhu cầu hoạt động cấp bách này có thể được đơn giản hóa trong thời gian gần và trung hạn.
Rất nhiều công việc lý thuyết và thực tế đang được thực hiện trong lĩnh vực công nghệ nhìn ban đêm. Một ví dụ là hội thảo trong ngành được tổ chức vào tháng XNUMX năm ngoái tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng ở Baltimore, nhằm xem xét việc tích hợp màn hình thực tế ảo và tăng cường với màn hình chiếu ban đêm HUD (head-up display), cũng như phần mềm thực tế tăng cường thực tế để "cải thiện hiệu suất quang học" của các thiết bị hiện có.
Được tổ chức bởi Bộ phận Công nghệ Phản ứng Nhanh của Bộ Quốc phòng, hội thảo này khám phá những phát triển trong hợp nhất cảm biến và các vấn đề xử lý sau và nhắm mục tiêu khi quân đội Mỹ phát triển các kế hoạch chiến lược để giới thiệu rộng rãi các công nghệ và thiết bị tiên tiến cho quân đội tầm nhìn ban đêm.
Song song đó, Quân đội Hoa Kỳ đang nghiên cứu hệ thống tăng cường thị giác tích hợp IVAS (Hệ thống tăng cường thị giác tích hợp), bao quanh máy bay chiến đấu với dữ liệu kỹ thuật số về tình hình chiến thuật nhằm cung cấp cho các đơn vị mặt đất "tăng khả năng sát thương, khả năng cơ động và nhận thức tình huống để đạt được. vượt trội so với các đối thủ hiện tại và trong tương lai. "
Ý tưởng IVAS, được thiết kế để phát triển khả năng của màn hình quang-nhiệt gắn trên mũ bảo hiểm hiện có, bao gồm các kiểu PVS-5, -7, -14 và -31, PSQ-40 ENVG III và ống nhòm nguyên mẫu ENVG-B, cũng nhằm mục đích tạo ra các mô-đun hình ảnh nhiệt và ánh sáng yếu siêu nhỏ gọn với các giao diện tiêu chuẩn. Chúng có thể được kết nối với kiến trúc điện tử chung của người lính và đội, được tích hợp vào màn hình hiển thị trực tiếp, vào chương trình hiện đại hóa người lính Nett Warrior 3.0, với các thuật toán và phần mềm thực tế tăng cường, giao diện máy học và chỉ số hiệu suất hỏa lực của đội.
Theo một phát ngôn viên của Lục quân phát biểu tại sự kiện, những công nghệ mới này sẽ được sử dụng để cung cấp "lập kế hoạch và ra quyết định dựa trên quy tắc, nhận dạng mẫu định lượng, phát hiện và xác định thay đổi."
Một phát ngôn viên của Quân đội Hoa Kỳ đã không thể cung cấp thêm thông tin chi tiết liên quan đến hoạt động này. Tuy nhiên. Các nguồn trong ngành liên quan đến chương trình này xác nhận rằng Văn phòng Tầm nhìn Ban đêm và Cảm biến Điện tử (một trong những cơ cấu của quân đội) tiếp tục nghiên cứu "phát triển và tiêu chuẩn hóa các mô-đun cảm biến với kích thước, trọng lượng và mức tiêu thụ điện năng cho các tùy chọn đeo trên đầu và đeo trong để tăng khả năng của người lính tương lai ".
Công việc phát triển dự kiến sẽ bao gồm việc phát triển các thiết bị không được làm mát hoạt động trong vùng IR gần [bước sóng dài] của quang phổ, và các cảm biến kỹ thuật số kết hợp hoạt động trong ánh sáng yếu và trong vùng IR xa, để bổ sung cho các giải pháp OE / IR hiện có, như đã được đề cập ở trên. Khoảng 40 người chơi sẽ tham gia vào dự án, bao gồm cả BAE Systems. Harris Corporation, L3 Technologies và SA Photonics.
Vào tháng 479, Tập đoàn Microsoft đã nhận được hợp đồng trị giá 2500 triệu USD từ Bộ Quốc phòng để hỗ trợ chương trình IVAS. Theo một tuyên bố chính thức trên trang web Cơ hội Kinh doanh Liên bang, công ty được giao nhiệm vụ cung cấp phần cứng, phần mềm và giao diện trong vòng hai năm để hỗ trợ chương trình IVAS; Một lô ban đầu gồm hơn XNUMX nguyên mẫu được lên kế hoạch cho các cuộc trình diễn công nghệ.
Cả quân đội và Microsoft đều không thể tiết lộ chi tiết của hợp đồng, mặc dù các đại diện trong ngành cho biết hãng này có kế hoạch tích hợp màn hình hiển thị HoloLens vào khái niệm IVAS để khám phá những phát triển trong tương lai.
Theo tài liệu của Microsoft, công nghệ HoloLens kết hợp thực tế ảo và môi trường thực thành một "thực tế kết hợp" hỗn hợp. Các hệ thống con được tích hợp vào thiết bị này có thể được điều khiển bằng "giọng nói, lệnh vật lý và hướng nhìn".
Như Heckler giải thích, tập đoàn Harris, theo kế hoạch phát triển thiết bị nhìn đêm của riêng mình, tiếp tục nghiên cứu các công nghệ mới cho hệ thống IVAS nhằm cải thiện khả năng hỗ trợ cho máy bay chiến đấu thế hệ tiếp theo. Đặc biệt nhấn mạnh vào việc giới thiệu và tích hợp công nghệ mới vào các thiết bị hiện có "càng nhanh càng tốt".
“Hệ thống OE / IR với giao diện mạng và / hoặc thực tế tăng cường sẽ có tác động rất lớn đến những khách hàng đang tìm kiếm nhận thức tình huống tốt hơn trên chiến trường,” Heckler nói.
Tuy nhiên, do các lô hàng nguyên mẫu IVAS ban đầu và không được quân đội Mỹ đánh giá trong ít nhất hai năm nữa, nhiều nhà sản xuất trên thị trường OE / IR tiếp tục tập trung vào việc nâng cấp nhanh hơn các thiết bị hiện có.
Mô tả tình trạng hiện tại của thị trường thị trường ban đêm và các giải pháp ngắn hạn, Heckler nói: “Bây giờ là thời điểm tốt nhất cho ngành công nghiệp thị lực ban đêm toàn cầu. Chúng tôi đang nhận thấy nhu cầu mạnh mẽ về tầm nhìn ban đêm và chúng tôi đang thấy sự chuyển đổi sang công nghệ phosphor trắng ở hầu hết mọi nơi trên thế giới. Quá trình chuyển đổi từ hệ thống một mắt sang hai mắt dường như cũng đang đạt được động lực, với tất cả khách hàng của chúng tôi muốn hiệu suất cao hơn. Chúng tôi tin rằng nhu cầu về các hệ thống hiệu suất cao hơn và quá trình chuyển đổi sang hệ thống phosphor trắng và ống nhòm sẽ tiếp tục trong vài năm tới ”.
Sự quan tâm ngày càng tăng đối với các thiết bị nhìn đêm phosphor trắng hai mắt xác nhận yêu cầu mới nhất của Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ, vào tháng 2018 năm XNUMX, lực lượng này đã công bố bản thảo yêu cầu đề xuất cho thiết bị nhìn đêm hai mắt SBNVG (Squad Binocular Night Vision Goggle).
Theo các tài liệu chính thức, cũng được công bố trên trang web Cơ hội Kinh doanh Liên bang, IMC đang tìm kiếm một thiết bị ống nhòm phốt pho trắng mô-đun có khả năng cải thiện hình ảnh và cảm biến hình ảnh nhiệt không được làm mát tích hợp, cũng như nguồn điện bên ngoài cho nó và giá treo mũ bảo hiểm phù hợp. .
Yêu cầu này đòi hỏi một cặp ống tăng cường hình ảnh 18mm có khả năng được lắp ráp theo cấu hình mô-đun để người dùng thích nhìn bằng một mắt có thể chuyển đổi thiết bị thành một mắt nếu cần. Ngoài ra, các công nghệ được đề xuất nên cung cấp, ngoài việc hoạt động từ pin của chính chúng, kết nối thông qua một đầu nối bên ngoài với bộ pin.
Cuối cùng, tổng trọng lượng của thiết bị SBNVG đã chọn — bao gồm cảm biến, ống tăng cường hình ảnh và cảm biến hình ảnh nhiệt, bộ pin bên ngoài, dây cáp, ống kính và vỏ nhẹ — phải dưới 1,2kg. Tuy nhiên, RFP quy định rằng "trọng lượng của hệ thống không bao gồm giá đỡ gắn vào mũ bảo hiểm có giao diện với thiết bị định vị, cũng như bất kỳ giao diện đính kèm nào khác được gắn vĩnh viễn vào mũ bảo hiểm."
Yêu cầu SBNVG được coi là cơ hội tạm thời cho USMC, tổ chức này cũng có kế hoạch nhận 2021 kính nhìn đêm ENVG-B L3100 Technologies vào năm 3.
Thiết bị ENVG-B đã được Quân đội Hoa Kỳ lựa chọn, với hơn 2019 hệ thống sẽ được mua cho các cấu trúc quân sự khác nhau từ năm 2021 đến năm 10000, ban đầu ở phiên bản một mắt và sau đó là cấu hình hai mắt.
Vào tháng 2018 năm 3, là một phần của hợp đồng ba năm, Lục quân đã trao cho L391 Technologies một hợp đồng trị giá XNUMX triệu đô la để cung cấp kính nhìn đêm ENVG-B. Giám đốc công ty cho biết: “Giải pháp phosphor trắng và ống kép cho phép người dùng theo kịp các đối thủ cạnh tranh ngang hàng, tăng khả năng cơ động và cải thiện khả năng nhắm mục tiêu trên toàn bộ chiến trường.
Thiết bị ENVG-B, cũng được coi là một ứng cử viên khả dĩ cho khái niệm IVAS, có thể tích hợp một kênh IR riêng biệt, có thể kết hợp với một kênh nâng cao hình ảnh để tăng xác suất phát hiện mục tiêu. Các yêu cầu bổ sung bao gồm khả năng kết nối với các thiết bị được nối mạng, chẳng hạn như đài radio có thể lập trình và điện thoại thông minh / máy tính bảng cho người dùng cuối, được bao gồm trong chương trình hiện đại hóa Nett Warrior cho một người lính.
Người phát ngôn của L3 Technologies cho biết: “Công nghệ này cải thiện khả năng định vị và nắm bắt các mối đe dọa và đánh giá hình ảnh của môi trường hoạt động tổng thể của người vận hành. “ENVG-B cũng bao gồm màn hình độ phân giải cao mới và mạng không dây tích hợp, thu nhận mục tiêu nhanh chóng và các thuật toán thực tế tăng cường để tương tác với các hệ thống lính tiên tiến đồng thời cải thiện sự tương tác và mở rộng phạm vi.”
Ngoài ra, L3 Technologies còn cung cấp một thiết bị khác dưới dạng kính nhìn đêm toàn cảnh gắn trên mũ bảo hiểm GPNVG (Ground Panoramic Night Vision Goggle). Tuy nhiên, công ty xác nhận rằng kính GPNVG vẫn chưa được lên kế hoạch nâng cấp theo chương trình IVAS.
Theo công ty, các GPNVG cung cấp trường nhìn ngang 97 °, cho phép "giám sát và / hoặc xác định mục tiêu trong điều kiện ánh sáng yếu, nơi cần tăng cường độ mạnh và khả năng chống sốc."
Trong khi đó, Harris Corporation cung cấp kính nhìn ban đêm i-Aware TM-NVG (Tactical Mobility-Night Vision Goggle) ở các cấu hình một mắt và hai mắt. Chúng kết hợp hình ảnh từ hai kênh, ánh sáng yếu và hồng ngoại.
Nhờ sự phát triển của công nghệ thực tế tăng cường, màn hình mờ của thiết bị TM-NVG hiển thị tọa độ GPS, các yếu tố địa hình, tin nhắn văn bản và thông tin mục tiêu. Các tính năng khác cho phép người dùng xem hình ảnh trực tiếp từ các cảm biến giám sát và thu thập thông tin từ xa, bao gồm hình ảnh từ máy bay trinh sát đặc biệt và máy bay không người lái.
TM-NVG có trường nhìn 33 °, độ phân giải cảm biến hồng ngoại bước sóng dài 320x240 và độ phân giải video 640x480 với tốc độ lên đến 10 khung hình / giây. TM-NVG cũng có cổng kết nối USB 2.0 và được cung cấp năng lượng bởi bốn pin AA, cho phép bạn làm việc liên tục với thiết bị trong 7,5 giờ.
Vào tháng 2018 năm 3, Harris Corporation và L3 Technologies thông báo sáp nhập, mặc dù đại diện công ty không thể nói gì về kế hoạch phát triển thiết bị nhìn ban đêm của Harris LXNUMX Technologies mới.
Ngoài Hoa Kỳ, ngày càng có nhu cầu về công nghệ CMOS (bổ sung kim loại-oxit-bán dẫn), giúp cải thiện đáng kể chất lượng hoạt động trong điều kiện ánh sáng yếu và không. Một số công ty hiện đang cung cấp cho các lực lượng vũ trang của nhiều quốc gia các giải pháp tiên tiến đã sẵn sàng.
Tại Triển lãm Hàng không Vũ trụ và Quốc phòng Châu Phi ở Nam Phi vào tháng 2018 năm XNUMX, Photonis đã tiết lộ sự bổ sung mới nhất cho dòng máy ảnh kỹ thuật số Nocturn được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của quân đội đối với các thiết bị gắn mũ bảo hiểm và ống ngắm vũ khí có tính năng tổng hợp hình ảnh kênh đôi. .
Lần đầu tiên được trình chiếu trước công chúng tại Eurosatory 2018, EBCMOS dựa trên máy ảnh kỹ thuật số Nocturn CMOS của Photonis và có hệ số hình thức nhỏ hơn và độ phân giải hình ảnh cao hơn các thiết bị nhìn ban đêm khác.
Photonis giải thích: “Hầu hết các ứng dụng đòi hỏi khắt khe để chụp ảnh trong điều kiện ánh sáng cực thấp đều yêu cầu các giải pháp kỹ thuật số tiên tiến. - EBCMOS là một bộ chuyển đổi quang điện tử trong đó các tấm vi kênh và màn hình phốt pho được thay thế bằng một bộ tách sóng quang CMOS đặc biệt. Thiết bị EBCMOS, hiện có hai độ phân giải là 2 và 4 megapixel, cung cấp cho người dùng độ phân giải cao hơn và độ tương phản hình ảnh cao hơn ”.
Một công ty khác trong thị trường công nghệ CMOS, Rochester Precision Optics, đang cung cấp Thiết bị quan sát ban đêm CMOS (CNOD) cho quân đội. Trong số những người mua thiết bị này có Bộ chỉ huy hoạt động đặc biệt của Hoa Kỳ và Cục quản lý thực thi ma túy.
Người phát ngôn của công ty cho biết công nghệ CMOS cung cấp hình ảnh chính xác và rõ ràng hơn cho người dùng hoạt động trong môi trường chiến đấu khó khăn, bao gồm các khu vực đông dân cư và cận chiến.
CNOD có sẵn trong nhiều cấu hình khác nhau, bao gồm mô hình RSM dành cho thực thi pháp luật, mô hình LD cho khách hàng quân sự và mô hình DR tầm xa, theo phát ngôn viên của Rochester Precision Optics. "CNOD có độ phân giải cao, quang học ngày / đêm hoàn toàn kỹ thuật số được tối ưu hóa để sử dụng như một kính ngắm giám sát, một kính ngắm vũ khí độc lập hoặc một kính ngắm phụ có thể gắn được."
Hệ thống này, hoạt động trong phạm vi 500-1800 nm, có thể phát hiện các thiết bị đo khoảng cách và con trỏ laser của chính nó và của người khác - một chức năng hữu ích và được yêu cầu bởi các lực lượng vũ trang hoạt động trong một không gian chiến đấu ngày càng dày đặc, nơi loại bỏ các tình huống xung đột giữa các bên vẫn là một nhiệm vụ tối quan trọng.
Thiết bị CNOD nặng 520 gram và chạy bằng pin CR123, có khả năng zoom kỹ thuật số 6x, cũng như chức năng truyền hình ảnh và video độ phân giải cao cho những người tham gia chiến đấu khác.
Dựa trên công nghệ CMOS, Absolute Darkness to Vision (AD2V) cũng đang phát triển thiết bị cầm tay, gắn trên mũ bảo hiểm và có thể tháo lắp vũ khí thiết bị và cung cấp chúng cho Bộ Quốc phòng Đức.
So với các loại kính nhìn ban đêm thay thế hiện có trên thị trường, hệ thống nhìn đêm kỹ thuật số Luxiter PM1 của AD2V có kích thước nhỏ hơn. Theo Wilhelm Gronauer của Griffity Defense (nhà phân phối châu Âu của AD2V), thiết bị kỹ thuật số Luxiter PM1 có khả năng “ghi và xuất video trực tuyến được tạo ra bởi ma trận của chính nó, nhập dữ liệu từ các nguồn bên ngoài, cũng như điều khiển các lệnh của thiết bị và phát ra tin nhắn văn bản. "
Với trọng lượng chưa đến 300 gram, Luxiter PM1 có độ phân giải 795x596 pixel và trường nhìn có thể thay đổi từ 19 ° đến 56 °. Tuy nhiên, thiết bị được phát triển cho phạm vi tương đối ngắn; Gronauer xác nhận rằng thiết bị cung cấp khả năng phát hiện và xác định các vật thể ở phạm vi tối đa 100 mét.
Ngoài ra, Gronauer giải thích rằng cảm biến CMOS giảm thiểu bất kỳ hiệu ứng quang học tiêu cực nào trong trường nhìn của người điều khiển khi bắn trong không gian hạn chế và nói thêm rằng thiết bị Luxiter PM1 được trang bị đèn chiếu hồng ngoại để hoạt động trong điều kiện ánh sáng yếu.
Thiết bị cũng có thể được nâng cấp với một máy ảnh Luxiter EC-2H bên ngoài để mang lại cho người dùng lợi ích bổ sung khi truyền dữ liệu trực tuyến qua giao diện vô tuyến có thể lập trình của radio.
Có một chút nghi ngờ rằng tầm nhìn ban đêm sẽ vẫn là nhu cầu quan trọng đối với lực lượng mặt đất trong các tình huống tác chiến hiện tại và tương lai. Tuy nhiên, tiềm năng của công nghệ này, được tích hợp vào các hệ thống nhận thức tình huống khác nhau, có thể tạo động lực đáng kể cho sự phát triển của các giải pháp thế hệ tiếp theo.
Tuy nhiên, như một chuyên gia trong ngành giải thích, việc giới thiệu loại công nghệ này phải được quản lý cẩn thận, đặc biệt nhấn mạnh vào việc giảm thiểu tải nhận thức đối với người vận hành trong một môi trường hoạt động vốn đã khá phức tạp.
Các thiết bị nhìn đêm chiến thuật vẫn là một thành phần thiết yếu trong trang bị của các đơn vị tấn công mặt đất tiến hành các hoạt động tấn công và nhiệm vụ trinh sát.
Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đang thực hiện những nỗ lực đáng kể nhằm cải thiện hiệu quả tác chiến ban đêm, bộ quốc phòng đang khám phá một số khái niệm mới không chỉ có thể cung cấp các thiết bị nhìn đêm mới với hiệu suất tối ưu mà còn tích hợp các khả năng mới vào các mẫu cơ sở để tăng mức độ nhận thức tình huống của một cá nhân quân nhân và một đơn vị nhỏ.
Chiếm hữu bóng đêm
Theo Darell Heckler, người đứng đầu tầm nhìn ban đêm của Harris Corporation Communications Systems, ngành công nghiệp này phải xem xét nhiều yêu cầu quan trọng nhất trong việc hỗ trợ các chương trình của Hoa Kỳ và quốc tế khác.
Một đại diện từ Tập đoàn Harris giải thích rằng thị trường Quang điện tử / Hồng ngoại (OE / IR) hiện có thể hỗ trợ nhiều hơn những bộ phận nhỏ. Các thiết bị nhìn ban đêm hiện có thể nâng cao mức độ nhận thức tình huống của các đội chiến đấu và trinh sát thông qua việc tích hợp thực tế tăng cường, thực tế ảo và máy học.
“Chúng tôi thấy thị trường thị giác ban đêm không chỉ là một thị trường nhận thức tình huống trực quan như trước đây. Trước đây, tầm nhìn ban đêm chỉ cho phép người dùng của chúng tôi nhìn thấy trong thời gian tầm nhìn bị hạn chế liên quan đến ánh sáng yếu. Ngày nay, tương lai sẽ dựa vào công nghệ này và đồng thời cung cấp cho người dùng các tính năng bổ sung ”.
Nhắc lại các yêu cầu hoạt động đang phát triển của quân đội nhiều nước, Heckler nói thêm: "Các hệ thống bao gồm công nghệ kết hợp cảm biến [SE / IR], khả năng gửi và nhận thông tin quan trọng thông qua hệ thống trực quan của họ (ngày và đêm), các hệ thống cho phép người dùng để trở thành một cảm biến, mọi thứ điều này sẽ là tối quan trọng trong tương lai. ”
Giải pháp tích hợp
Các nhu cầu tương tự đang được Bộ Tư lệnh Các Chiến dịch Đặc biệt và Quân đội Hoa Kỳ xem xét, đã bắt đầu nghiên cứu các khái niệm chuyên biệt để xem làm thế nào những nhu cầu hoạt động cấp bách này có thể được đơn giản hóa trong thời gian gần và trung hạn.
Rất nhiều công việc lý thuyết và thực tế đang được thực hiện trong lĩnh vực công nghệ nhìn ban đêm. Một ví dụ là hội thảo trong ngành được tổ chức vào tháng XNUMX năm ngoái tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng ở Baltimore, nhằm xem xét việc tích hợp màn hình thực tế ảo và tăng cường với màn hình chiếu ban đêm HUD (head-up display), cũng như phần mềm thực tế tăng cường thực tế để "cải thiện hiệu suất quang học" của các thiết bị hiện có.
Được tổ chức bởi Bộ phận Công nghệ Phản ứng Nhanh của Bộ Quốc phòng, hội thảo này khám phá những phát triển trong hợp nhất cảm biến và các vấn đề xử lý sau và nhắm mục tiêu khi quân đội Mỹ phát triển các kế hoạch chiến lược để giới thiệu rộng rãi các công nghệ và thiết bị tiên tiến cho quân đội tầm nhìn ban đêm.
Song song đó, Quân đội Hoa Kỳ đang nghiên cứu hệ thống tăng cường thị giác tích hợp IVAS (Hệ thống tăng cường thị giác tích hợp), bao quanh máy bay chiến đấu với dữ liệu kỹ thuật số về tình hình chiến thuật nhằm cung cấp cho các đơn vị mặt đất "tăng khả năng sát thương, khả năng cơ động và nhận thức tình huống để đạt được. vượt trội so với các đối thủ hiện tại và trong tương lai. "
Ý tưởng IVAS, được thiết kế để phát triển khả năng của màn hình quang-nhiệt gắn trên mũ bảo hiểm hiện có, bao gồm các kiểu PVS-5, -7, -14 và -31, PSQ-40 ENVG III và ống nhòm nguyên mẫu ENVG-B, cũng nhằm mục đích tạo ra các mô-đun hình ảnh nhiệt và ánh sáng yếu siêu nhỏ gọn với các giao diện tiêu chuẩn. Chúng có thể được kết nối với kiến trúc điện tử chung của người lính và đội, được tích hợp vào màn hình hiển thị trực tiếp, vào chương trình hiện đại hóa người lính Nett Warrior 3.0, với các thuật toán và phần mềm thực tế tăng cường, giao diện máy học và chỉ số hiệu suất hỏa lực của đội.
Theo một phát ngôn viên của Lục quân phát biểu tại sự kiện, những công nghệ mới này sẽ được sử dụng để cung cấp "lập kế hoạch và ra quyết định dựa trên quy tắc, nhận dạng mẫu định lượng, phát hiện và xác định thay đổi."
Một phát ngôn viên của Quân đội Hoa Kỳ đã không thể cung cấp thêm thông tin chi tiết liên quan đến hoạt động này. Tuy nhiên. Các nguồn trong ngành liên quan đến chương trình này xác nhận rằng Văn phòng Tầm nhìn Ban đêm và Cảm biến Điện tử (một trong những cơ cấu của quân đội) tiếp tục nghiên cứu "phát triển và tiêu chuẩn hóa các mô-đun cảm biến với kích thước, trọng lượng và mức tiêu thụ điện năng cho các tùy chọn đeo trên đầu và đeo trong để tăng khả năng của người lính tương lai ".
Công việc phát triển dự kiến sẽ bao gồm việc phát triển các thiết bị không được làm mát hoạt động trong vùng IR gần [bước sóng dài] của quang phổ, và các cảm biến kỹ thuật số kết hợp hoạt động trong ánh sáng yếu và trong vùng IR xa, để bổ sung cho các giải pháp OE / IR hiện có, như đã được đề cập ở trên. Khoảng 40 người chơi sẽ tham gia vào dự án, bao gồm cả BAE Systems. Harris Corporation, L3 Technologies và SA Photonics.
Vào tháng 479, Tập đoàn Microsoft đã nhận được hợp đồng trị giá 2500 triệu USD từ Bộ Quốc phòng để hỗ trợ chương trình IVAS. Theo một tuyên bố chính thức trên trang web Cơ hội Kinh doanh Liên bang, công ty được giao nhiệm vụ cung cấp phần cứng, phần mềm và giao diện trong vòng hai năm để hỗ trợ chương trình IVAS; Một lô ban đầu gồm hơn XNUMX nguyên mẫu được lên kế hoạch cho các cuộc trình diễn công nghệ.
Cả quân đội và Microsoft đều không thể tiết lộ chi tiết của hợp đồng, mặc dù các đại diện trong ngành cho biết hãng này có kế hoạch tích hợp màn hình hiển thị HoloLens vào khái niệm IVAS để khám phá những phát triển trong tương lai.
Theo tài liệu của Microsoft, công nghệ HoloLens kết hợp thực tế ảo và môi trường thực thành một "thực tế kết hợp" hỗn hợp. Các hệ thống con được tích hợp vào thiết bị này có thể được điều khiển bằng "giọng nói, lệnh vật lý và hướng nhìn".
Như Heckler giải thích, tập đoàn Harris, theo kế hoạch phát triển thiết bị nhìn đêm của riêng mình, tiếp tục nghiên cứu các công nghệ mới cho hệ thống IVAS nhằm cải thiện khả năng hỗ trợ cho máy bay chiến đấu thế hệ tiếp theo. Đặc biệt nhấn mạnh vào việc giới thiệu và tích hợp công nghệ mới vào các thiết bị hiện có "càng nhanh càng tốt".
“Hệ thống OE / IR với giao diện mạng và / hoặc thực tế tăng cường sẽ có tác động rất lớn đến những khách hàng đang tìm kiếm nhận thức tình huống tốt hơn trên chiến trường,” Heckler nói.
Trong thị trường thị giác ban đêm, các giải pháp hai mắt đang bắt đầu chiếm ưu thế so với các giải pháp một mắt.
Phát triển nhanh
Tuy nhiên, do các lô hàng nguyên mẫu IVAS ban đầu và không được quân đội Mỹ đánh giá trong ít nhất hai năm nữa, nhiều nhà sản xuất trên thị trường OE / IR tiếp tục tập trung vào việc nâng cấp nhanh hơn các thiết bị hiện có.
Mô tả tình trạng hiện tại của thị trường thị trường ban đêm và các giải pháp ngắn hạn, Heckler nói: “Bây giờ là thời điểm tốt nhất cho ngành công nghiệp thị lực ban đêm toàn cầu. Chúng tôi đang nhận thấy nhu cầu mạnh mẽ về tầm nhìn ban đêm và chúng tôi đang thấy sự chuyển đổi sang công nghệ phosphor trắng ở hầu hết mọi nơi trên thế giới. Quá trình chuyển đổi từ hệ thống một mắt sang hai mắt dường như cũng đang đạt được động lực, với tất cả khách hàng của chúng tôi muốn hiệu suất cao hơn. Chúng tôi tin rằng nhu cầu về các hệ thống hiệu suất cao hơn và quá trình chuyển đổi sang hệ thống phosphor trắng và ống nhòm sẽ tiếp tục trong vài năm tới ”.
Sự quan tâm ngày càng tăng đối với các thiết bị nhìn đêm phosphor trắng hai mắt xác nhận yêu cầu mới nhất của Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ, vào tháng 2018 năm XNUMX, lực lượng này đã công bố bản thảo yêu cầu đề xuất cho thiết bị nhìn đêm hai mắt SBNVG (Squad Binocular Night Vision Goggle).
Theo các tài liệu chính thức, cũng được công bố trên trang web Cơ hội Kinh doanh Liên bang, IMC đang tìm kiếm một thiết bị ống nhòm phốt pho trắng mô-đun có khả năng cải thiện hình ảnh và cảm biến hình ảnh nhiệt không được làm mát tích hợp, cũng như nguồn điện bên ngoài cho nó và giá treo mũ bảo hiểm phù hợp. .
Yêu cầu này đòi hỏi một cặp ống tăng cường hình ảnh 18mm có khả năng được lắp ráp theo cấu hình mô-đun để người dùng thích nhìn bằng một mắt có thể chuyển đổi thiết bị thành một mắt nếu cần. Ngoài ra, các công nghệ được đề xuất nên cung cấp, ngoài việc hoạt động từ pin của chính chúng, kết nối thông qua một đầu nối bên ngoài với bộ pin.
Cuối cùng, tổng trọng lượng của thiết bị SBNVG đã chọn — bao gồm cảm biến, ống tăng cường hình ảnh và cảm biến hình ảnh nhiệt, bộ pin bên ngoài, dây cáp, ống kính và vỏ nhẹ — phải dưới 1,2kg. Tuy nhiên, RFP quy định rằng "trọng lượng của hệ thống không bao gồm giá đỡ gắn vào mũ bảo hiểm có giao diện với thiết bị định vị, cũng như bất kỳ giao diện đính kèm nào khác được gắn vĩnh viễn vào mũ bảo hiểm."
Yêu cầu SBNVG được coi là cơ hội tạm thời cho USMC, tổ chức này cũng có kế hoạch nhận 2021 kính nhìn đêm ENVG-B L3100 Technologies vào năm 3.
Thiết bị ENVG-B đã được Quân đội Hoa Kỳ lựa chọn, với hơn 2019 hệ thống sẽ được mua cho các cấu trúc quân sự khác nhau từ năm 2021 đến năm 10000, ban đầu ở phiên bản một mắt và sau đó là cấu hình hai mắt.
Vào tháng 2018 năm 3, là một phần của hợp đồng ba năm, Lục quân đã trao cho L391 Technologies một hợp đồng trị giá XNUMX triệu đô la để cung cấp kính nhìn đêm ENVG-B. Giám đốc công ty cho biết: “Giải pháp phosphor trắng và ống kép cho phép người dùng theo kịp các đối thủ cạnh tranh ngang hàng, tăng khả năng cơ động và cải thiện khả năng nhắm mục tiêu trên toàn bộ chiến trường.
Thiết bị ENVG-B, cũng được coi là một ứng cử viên khả dĩ cho khái niệm IVAS, có thể tích hợp một kênh IR riêng biệt, có thể kết hợp với một kênh nâng cao hình ảnh để tăng xác suất phát hiện mục tiêu. Các yêu cầu bổ sung bao gồm khả năng kết nối với các thiết bị được nối mạng, chẳng hạn như đài radio có thể lập trình và điện thoại thông minh / máy tính bảng cho người dùng cuối, được bao gồm trong chương trình hiện đại hóa Nett Warrior cho một người lính.
Người phát ngôn của L3 Technologies cho biết: “Công nghệ này cải thiện khả năng định vị và nắm bắt các mối đe dọa và đánh giá hình ảnh của môi trường hoạt động tổng thể của người vận hành. “ENVG-B cũng bao gồm màn hình độ phân giải cao mới và mạng không dây tích hợp, thu nhận mục tiêu nhanh chóng và các thuật toán thực tế tăng cường để tương tác với các hệ thống lính tiên tiến đồng thời cải thiện sự tương tác và mở rộng phạm vi.”
Ngoài ra, L3 Technologies còn cung cấp một thiết bị khác dưới dạng kính nhìn đêm toàn cảnh gắn trên mũ bảo hiểm GPNVG (Ground Panoramic Night Vision Goggle). Tuy nhiên, công ty xác nhận rằng kính GPNVG vẫn chưa được lên kế hoạch nâng cấp theo chương trình IVAS.
Theo công ty, các GPNVG cung cấp trường nhìn ngang 97 °, cho phép "giám sát và / hoặc xác định mục tiêu trong điều kiện ánh sáng yếu, nơi cần tăng cường độ mạnh và khả năng chống sốc."
Chồng chéo kênh
Trong khi đó, Harris Corporation cung cấp kính nhìn ban đêm i-Aware TM-NVG (Tactical Mobility-Night Vision Goggle) ở các cấu hình một mắt và hai mắt. Chúng kết hợp hình ảnh từ hai kênh, ánh sáng yếu và hồng ngoại.
Nhờ sự phát triển của công nghệ thực tế tăng cường, màn hình mờ của thiết bị TM-NVG hiển thị tọa độ GPS, các yếu tố địa hình, tin nhắn văn bản và thông tin mục tiêu. Các tính năng khác cho phép người dùng xem hình ảnh trực tiếp từ các cảm biến giám sát và thu thập thông tin từ xa, bao gồm hình ảnh từ máy bay trinh sát đặc biệt và máy bay không người lái.
TM-NVG có trường nhìn 33 °, độ phân giải cảm biến hồng ngoại bước sóng dài 320x240 và độ phân giải video 640x480 với tốc độ lên đến 10 khung hình / giây. TM-NVG cũng có cổng kết nối USB 2.0 và được cung cấp năng lượng bởi bốn pin AA, cho phép bạn làm việc liên tục với thiết bị trong 7,5 giờ.
Vào tháng 2018 năm 3, Harris Corporation và L3 Technologies thông báo sáp nhập, mặc dù đại diện công ty không thể nói gì về kế hoạch phát triển thiết bị nhìn ban đêm của Harris LXNUMX Technologies mới.
Thị trường thị giác ban đêm tiếp tục chuyển đổi từ màn hình phosphor xanh sang màn hình phosphor trắng
Hoạt động trong tầm nhìn bằng không
Ngoài Hoa Kỳ, ngày càng có nhu cầu về công nghệ CMOS (bổ sung kim loại-oxit-bán dẫn), giúp cải thiện đáng kể chất lượng hoạt động trong điều kiện ánh sáng yếu và không. Một số công ty hiện đang cung cấp cho các lực lượng vũ trang của nhiều quốc gia các giải pháp tiên tiến đã sẵn sàng.
Tại Triển lãm Hàng không Vũ trụ và Quốc phòng Châu Phi ở Nam Phi vào tháng 2018 năm XNUMX, Photonis đã tiết lộ sự bổ sung mới nhất cho dòng máy ảnh kỹ thuật số Nocturn được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của quân đội đối với các thiết bị gắn mũ bảo hiểm và ống ngắm vũ khí có tính năng tổng hợp hình ảnh kênh đôi. .
Lần đầu tiên được trình chiếu trước công chúng tại Eurosatory 2018, EBCMOS dựa trên máy ảnh kỹ thuật số Nocturn CMOS của Photonis và có hệ số hình thức nhỏ hơn và độ phân giải hình ảnh cao hơn các thiết bị nhìn ban đêm khác.
Photonis giải thích: “Hầu hết các ứng dụng đòi hỏi khắt khe để chụp ảnh trong điều kiện ánh sáng cực thấp đều yêu cầu các giải pháp kỹ thuật số tiên tiến. - EBCMOS là một bộ chuyển đổi quang điện tử trong đó các tấm vi kênh và màn hình phốt pho được thay thế bằng một bộ tách sóng quang CMOS đặc biệt. Thiết bị EBCMOS, hiện có hai độ phân giải là 2 và 4 megapixel, cung cấp cho người dùng độ phân giải cao hơn và độ tương phản hình ảnh cao hơn ”.
Một công ty khác trong thị trường công nghệ CMOS, Rochester Precision Optics, đang cung cấp Thiết bị quan sát ban đêm CMOS (CNOD) cho quân đội. Trong số những người mua thiết bị này có Bộ chỉ huy hoạt động đặc biệt của Hoa Kỳ và Cục quản lý thực thi ma túy.
Người phát ngôn của công ty cho biết công nghệ CMOS cung cấp hình ảnh chính xác và rõ ràng hơn cho người dùng hoạt động trong môi trường chiến đấu khó khăn, bao gồm các khu vực đông dân cư và cận chiến.
CNOD có sẵn trong nhiều cấu hình khác nhau, bao gồm mô hình RSM dành cho thực thi pháp luật, mô hình LD cho khách hàng quân sự và mô hình DR tầm xa, theo phát ngôn viên của Rochester Precision Optics. "CNOD có độ phân giải cao, quang học ngày / đêm hoàn toàn kỹ thuật số được tối ưu hóa để sử dụng như một kính ngắm giám sát, một kính ngắm vũ khí độc lập hoặc một kính ngắm phụ có thể gắn được."
Hệ thống này, hoạt động trong phạm vi 500-1800 nm, có thể phát hiện các thiết bị đo khoảng cách và con trỏ laser của chính nó và của người khác - một chức năng hữu ích và được yêu cầu bởi các lực lượng vũ trang hoạt động trong một không gian chiến đấu ngày càng dày đặc, nơi loại bỏ các tình huống xung đột giữa các bên vẫn là một nhiệm vụ tối quan trọng.
Thiết bị CNOD nặng 520 gram và chạy bằng pin CR123, có khả năng zoom kỹ thuật số 6x, cũng như chức năng truyền hình ảnh và video độ phân giải cao cho những người tham gia chiến đấu khác.
Đạt được thành công
Dựa trên công nghệ CMOS, Absolute Darkness to Vision (AD2V) cũng đang phát triển thiết bị cầm tay, gắn trên mũ bảo hiểm và có thể tháo lắp vũ khí thiết bị và cung cấp chúng cho Bộ Quốc phòng Đức.
So với các loại kính nhìn ban đêm thay thế hiện có trên thị trường, hệ thống nhìn đêm kỹ thuật số Luxiter PM1 của AD2V có kích thước nhỏ hơn. Theo Wilhelm Gronauer của Griffity Defense (nhà phân phối châu Âu của AD2V), thiết bị kỹ thuật số Luxiter PM1 có khả năng “ghi và xuất video trực tuyến được tạo ra bởi ma trận của chính nó, nhập dữ liệu từ các nguồn bên ngoài, cũng như điều khiển các lệnh của thiết bị và phát ra tin nhắn văn bản. "
Với trọng lượng chưa đến 300 gram, Luxiter PM1 có độ phân giải 795x596 pixel và trường nhìn có thể thay đổi từ 19 ° đến 56 °. Tuy nhiên, thiết bị được phát triển cho phạm vi tương đối ngắn; Gronauer xác nhận rằng thiết bị cung cấp khả năng phát hiện và xác định các vật thể ở phạm vi tối đa 100 mét.
Ngoài ra, Gronauer giải thích rằng cảm biến CMOS giảm thiểu bất kỳ hiệu ứng quang học tiêu cực nào trong trường nhìn của người điều khiển khi bắn trong không gian hạn chế và nói thêm rằng thiết bị Luxiter PM1 được trang bị đèn chiếu hồng ngoại để hoạt động trong điều kiện ánh sáng yếu.
“Màn hình đen trắng kỹ thuật số cho phép nhận dạng đối tượng tốt hơn và đưa ra quyết định nhanh hơn, trong khi chuyển đổi tức thời từ tối sang sáng và ngược lại được thiết bị bù và không ảnh hưởng đến người dùng.”
Thiết bị cũng có thể được nâng cấp với một máy ảnh Luxiter EC-2H bên ngoài để mang lại cho người dùng lợi ích bổ sung khi truyền dữ liệu trực tuyến qua giao diện vô tuyến có thể lập trình của radio.
Có một chút nghi ngờ rằng tầm nhìn ban đêm sẽ vẫn là nhu cầu quan trọng đối với lực lượng mặt đất trong các tình huống tác chiến hiện tại và tương lai. Tuy nhiên, tiềm năng của công nghệ này, được tích hợp vào các hệ thống nhận thức tình huống khác nhau, có thể tạo động lực đáng kể cho sự phát triển của các giải pháp thế hệ tiếp theo.
Tuy nhiên, như một chuyên gia trong ngành giải thích, việc giới thiệu loại công nghệ này phải được quản lý cẩn thận, đặc biệt nhấn mạnh vào việc giảm thiểu tải nhận thức đối với người vận hành trong một môi trường hoạt động vốn đã khá phức tạp.
tin tức