والليل ليس عائقا! الاتجاهات في تطوير أنظمة الرؤية الليلية
تتوفر أنظمة الرؤية الليلية المركبة على السيارات منذ سنوات عديدة وهي الآن شائعة ، ولكن هناك تغييرات كبيرة تنتظرنا في هذا السوق.
على سبيل المثال ، هناك طلب متزايد على الكاميرات الليلية عالية الدقة. قال ممثل شركة Sofradir الفرنسية التي تصنع مستقبلات الأشعة تحت الحمراء ، إنه يمكن تحقيق ذلك من خلال زيادة عدد البكسل وتقليل الخطوة بينها مع الحفاظ على حجم المصفوفة لضمان انخفاض الوزن والحجم واستهلاك الطاقة. خصائص الجهاز.
هو شرح.
لكي تُظهر هذه الكاميرات أفضل قدراتها ، يجب أن تكون مستقرة بشكل صحيح ، حيث تعمل المركبات المدرعة في تضاريس وعرة ذات تضاريس صعبة للغاية. وفقًا لمتحدث باسم Controp Precision Technologies ، إذا لم يتم تثبيت النظام جيدًا بما يكفي ، "فإن جودة الصورة ستكون غير مقبولة وسيقل مدى الجهاز بشكل كبير."
قال متحدث باسم سوفرادير:
تسليط الضوء على المشاكل
تقليديا ، تم استخدام أنظمة الرؤية الليلية لغرضين رئيسيين. أولاً ، أجهزة الرؤية الليلية للسائق ، والتي تسمح بزيادة مستوى المعرفة بالوضع حول السيارة من أجل مناورة آمنة وخالية من الحوادث. ثانيًا ، هناك أنظمة رؤية يستخدمها الرماة لتحديد الأهداف المحتملة وتوجيهها.
عادةً ما تكون أنظمة الأشعة تحت الحمراء للسائقين والوعي المعزز بالحالة عبارة عن كاميرات تصوير حراري غير مبردة تتمتع بمجال رؤية أوسع من مسافة قريبة للحصول على أكبر قدر ممكن من الرؤية ، في حين أن المشاهد للرماة ، خاصة بالنسبة للأسلحة ذات العيار الكبير مثل البنادق عيار 120 ملم الدباباتمزودة بكاميرات تصوير حراري طويلة المدى مبردة. هذا الأخير لديه مجال رؤية أضيق للتركيز على هدف معين.
تعد كاميرات التصوير الحراري الأكثر شيوعًا في جيوش اليوم ، لأنها أكثر تقدمًا من كاميرات تكبير الصورة الساطعة (أنابيب تكثيف الصورة) ، والتي تعمل بزيادات أقل من 1 ميكرون ، وتتطلب انبعاث ضوئي نشط بالقرب من الأشعة تحت الحمراء للعمل. تستطيع أن ترى في الظلام. في الوقت نفسه ، يمكن لأجهزة العدو اكتشاف الضوء غير المرئي للعين المجردة من إضاءة الأشعة تحت الحمراء ، مما قد يؤدي إلى عواقب وخيمة.
وفقًا لكولن هورنر من ليوناردو ، فإن كاميرات مكثف الصورة دائمًا ما تمثل مشكلة عند العمل في المناطق المأهولة بالسكان ، والتي عادةً ما تكون مضاءة.
أوضح هورنر.
وأضاف أن هناك مشاكل أخرى في أنابيب مكثف الصورة في السيارات المجهزة بزجاج مضاد للرصاص ، حيث تؤثر سلباً على تصور السائق للمسافة. هذا هو السبب في أن الجيوش الحديثة تفضل استخدام أنظمة الأشعة تحت الحمراء السلبية.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك اتجاه لزيادة قدرات الرؤية الليلية لفئات أخرى من المركبات ، والتي يحتاجون إليها لتثبيت نفس الأنظمة الموجودة على منصات القتال. "سيؤدي هذا حقًا إلى زيادة مستوى الملكية والأمان."
هناك اتجاه آخر يتمثل في تثبيت المزيد من الكاميرات على السيارات للحصول على رؤية شاملة كاملة. في السابق ، كان الجيش يهتم فقط بتزويد السائق بالأجهزة الليلية للقيادة فقط. مع وجود المزيد من الكاميرات التي توفر رؤية بزاوية 360 درجة ، يمكن رؤية التهديدات من أي اتجاه ، والأهم من ذلك بالنسبة للأمان ، توفر الرؤية الجانبية والخلفية ، وبالتالي زيادة سلامة العمليات في المناطق الحضرية.
يقدم ليوناردو كاميرا DNVS 4 ، والتي تتيح لك الحصول على رؤية شاملة على مسافات تتراوح من 20 إلى 30 مترًا. قال هورنر إن النظام مجهز أيضًا بكاميرا ملونة تعمل بضوء النهار للجمع بين التقنيتين في حل واحد لتقليل الوزن والحجم واستهلاك الطاقة. وأضاف أن هناك أيضًا ابتعادًا عن الأجهزة التناظرية نحو العمارة الرقمية المفتوحة. "هذا يعني أننا نرقم الإشارة من الكاميرا ونعرضها رقميًا ، مما يحسن بشكل كبير من وضوح الصورة ويزيل أي تداخل ناتج عن الجهاز نفسه."
صورة بالأرقام
تسمح التطورات في التكنولوجيا الرقمية للمشغلين باستخدام شاشات متعددة الوظائف مع الخرائط وحالة السلاح ومعلومات صيانة السيارة ، بالإضافة إلى عرض صور متعددة في نفس الوقت ، على سبيل المثال ، المناظر الأمامية والجانبية والخلفية. يمنحك هذا خيارات أكثر بكثير من استخدام كاميرا معززة أو نظام تناظري يسمح لك فقط بمشاهدة الصور من كاميرا واحدة وشاشة واحدة فقط.
معظم كاميرات المراقبة من النوع غير المبرد ، مثل العين البشرية ، لديها مجال رؤية واسع يبلغ حوالي 50 درجة ، وبعضها يقترب من 90 درجة. قال Jørgen Lundberg من FLIR Systems أنه يجب بالتالي تثبيت الكاميرات الأخرى في تكوينات مختلفة لتحقيق تغطية كاملة بزاوية 360 درجة. تتضمن بعض التخطيطات عدة كاميرات بمجال رؤية 55 درجة ، بينما تشتمل التخطيطات الأخرى على أربع كاميرات بزاوية 90 درجة ، أو حتى كاميرتين بزاوية 180 درجة لإنشاء بانوراما. بادئ ذي بدء ، يعد هذا ضروريًا حتى تتمكن السيارة من المناورة بحرية دون إضاءة المصابيح الأمامية أثناء التدريب الليلي والعمليات القتالية ، حيث يتحكم السائق بشكل كامل في البيئة.
على سبيل المثال ، يمثل تقديم كمية كبيرة من المعلومات الحسية المتاحة تحديًا. من أجل عدم خلط كل شيء في كومة واحدة ، يجب أن يكون لأفراد الطاقم ، على سبيل المثال ، السائق والقائد والمدفعي ، إمكانية الوصول إلى الشاشات التي تعرض معلومات محددة مخصصة لكل منهم حتى لا تزعج المستخدمين الآخرين. قد يكون لدى الطرف المهبط أيضًا شاشة في الجزء الخلفي من السيارة ، تُعرض عليها معلومات حول البيئة قبل النزول. يمكن أن يكون للقائد شاشة مثل تلك الخاصة بأفراد الطاقم الآخرين ، ولكن مع المزيد من الوظائف ، على سبيل المثال ، مع القدرة على عرض القرارات المتعلقة بالتحكم في القتال ومعلومات عن الأسلحة.
تم بالفعل تثبيت مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار في المركبات المدرعة ، ويجب أن تجد أنظمة الرؤية الليلية مكانًا لها في هذه المساحة المحدودة. تتوفر مساحة صغيرة في السيارة لتناسب المزيد من شاشات العرض ، وبالتالي فإن توزيع المعلومات من أجهزة الاستشعار والكاميرات في جميع أنحاء السيارة يمثل تحديًا.
توجد أنظمة الرؤية الليلية لبنادق AFV الرئيسية جنبًا إلى جنب أو مدمجة في مشهد المشغل المدفعي ، والذي يتم تثبيته عادةً في السيارة بجوار البندقية. يمكن أن يكون التسلح مدفع دبابة عيار 120 ملم ، أو مدافع متوسطة العيار (20 ملم 30 ملم أو 40 ملم) أو حتى 7,62 ملم أو 12,7 ملم في وحدة أسلحة يتم التحكم فيها عن بعد (DUMV). تشتمل أنظمة رؤية البندقية بشكل أساسي على أنظمة تبريد بالتصوير الحراري ، وبالتالي فهي قادرة على العمل في نطاقات تزيد عن 10 كم.
أفاد Lundberg أن مشاهد المدفعي ليلا ونهارا تتماشى مع محور البندقية ، مما يعني أنه سوف ينظر إلى حيث يشير البندقية ولا يرى في اتجاهات أخرى.
ابقى باردا؟
تستخدم كاميرات الأشعة تحت الحمراء غير المبردة تقنية ميكروبولومتر ، والتي تعد في الأساس مقاومة صغيرة مع عنصر سيليكون يتفاعل مع الإشعاع الحراري. يتم تحديد التغيرات في درجة الحرارة من خلال شدة انبعاث الفوتونات. يكتشف هذا الميكروبولومتر ويحول القياسات إلى إشارة كهربائية ، والتي بدورها يمكن تحويلها إلى صورة.
تعمل المستشعرات غير المبردة عادةً في نطاق LW1R (7-14 ميكرون) ، مما يعني أنها تستطيع "الرؤية" من خلال الدخان والضباب والغبار ، وهو أمر مهم في ساحة المعركة وفي مواقف أخرى.
تستخدم الأجهزة المبردة نظام تبريد مبرد لإبقاء الكاشف عند -200 درجة مئوية ، مما يجعله أكثر حساسية للتغيرات الطفيفة في درجات الحرارة. يمكن لأجهزة الكشف في مثل هذه الأجهزة أن تحول بدقة حتى فوتونًا واحدًا يضرب إلى إشارة كهربائية ، بينما تتطلب الأنظمة غير المبردة مزيدًا من الفوتونات لإجراء القياسات. وبالتالي ، فإن أجهزة الاستشعار المبردة لها مدى أطول ، مما يحسن عملية التقاط الأهداف وتحييدها.
لكن الأنظمة المبردة لها عيوبها ، حيث يترتب على تعقيد التصميم تكلفة عالية والحاجة إلى صيانة منتظمة ومعقدة تقنيًا. تعتبر المستشعرات غير المبردة أرخص ، وأسهل بكثير في الصيانة ، ولها عمر خدمة أطول لأنها لا تستخدم تقنية التبريد ، وتحتوي على عدد أقل من الأجزاء المتحركة ، ولا تحتاج إلى ختم فراغ معقد. يتم تحديد نوع النظام الذي يجب اختياره ، كما هو الحال دائمًا ، من قبل المستخدم ، بناءً على المهام التي يحلها.
اختيار الموجة
تستخدم المناظير المبردة للمدفعية كاشفات تعمل في منطقة الأشعة تحت الحمراء (LW1R) القريبة من الطيف. لأن هذا يسمح لأنظمة الرؤية الليلية بالرؤية من خلال الدخان وبالتالي تواجه مشاكل أقل مرتبطة ببيئة القتال. تستخدم الأنظمة غير المبردة أيضًا مثل هذه الكواشف لأن المقاييس الدقيقة (عناصر الاستشعار الحراري) تكون حساسة عند هذا الطول الموجي ، لكن هذا يتغير الآن. قال هورنر: "تاريخيًا ، لطالما كان LWIR مفضلًا نظرًا لاختراق الدخان بشكل أفضل من أجهزة الكشف من نوع MWIR التي تعمل في منطقة الأشعة تحت الحمراء (منتصف الموجة)".
وأضاف هورنر:
ومع ذلك ، أكد ممثل شركة Sofradir الفرنسية أن منطقة الأشعة تحت الحمراء البعيدة (الموجة القصيرة) من الطيف (SWIR) لها تطبيقاتها أيضًا.
قال متحدث باسم BAE Systems:
يحتاج للمزيد
إن التثبيت المتزايد لـ DUMV على المركبات المدرعة له تأثير على سوق الكاميرات الليلية. تم دمج مشاهد البندقية الرئيسية في المنصة وبالتالي لا يمكن تغيير البندقية أو المشاهد كثيرًا. تسمح لك إضافة DUMVs الجديدة على أساس معياري بتغيير المشاهد في كثير من الأحيان.
في السنوات الخمس إلى العشر الماضية ، كانت الأسلحة القياسية المثبتة على DUMV في معظم الحالات إما مدفع رشاش 7,62 ملم أو مدفع رشاش 12,7 ملم ، لذلك كانت المشاهد ، كقاعدة عامة ، غير مبردة لتتوافق مع المدى القصير من هذه الأسلحة (1-1,5 كم) ، وهذا بدوره حدد مجال رؤيتها الأوسع إلى حد ما من مشاهد المدافع ذات العيار الكبير.
ومع ذلك ، لاحظ Lundberg أن الوضع يتغير:
وأخيرًا ، يريد القادة التحكم بشكل أفضل في الموقف ، لرؤية ما هو أبعد من إطلاق النار ، وبالتالي كانت هناك حاجة لتثبيت مشاهد ليلية ذات مدى أطول على DUMV.
لا يتم تحديد تطوير أنظمة الرؤية الليلية من خلال زيادة النطاق فحسب ، ولكن أيضًا من خلال الحاجة إلى تبسيط العمليات. تتطلب الكاميرا الحرارية القديمة أو كاميرا الأشعة تحت الحمراء الأقل تقدمًا الكثير من الجهد للعمل ، حيث يتعين عليك الضغط على الأزرار وإدارة المقابض عدة مرات للحصول على صورة لائقة ، بينما يمكن للكاميرا المتقدمة الأحدث توفير صورة ذات جودة أعلى على الفور للهدف. نظام بأقل تدخل من المستخدم. وقال متحدث باسم شركة Controp: "عندما تتم أتمتة معظم العناصر ، يمكن للمشغل التركيز على المهمة نفسها ، وعدم تشتيت انتباهه من خلال العمل بنظام الرؤية."
أصبحت الميزة المكتسبة في ساحة المعركة من خلال استخدام أنظمة الرؤية الليلية أكثر وضوحًا. يتم ذلك من خلال الاستفادة من المزايا التكنولوجية لكاميرا عالية الدقة أفضل ، واستخدام النوع المناسب من الأنظمة لمهام محددة ، ودمج المزيد من كاميرات المراقبة في بنية رقمية يمكنها دعم المزيد من أجهزة الاستشعار وإرسال البيانات لكل فرد من أفراد الطاقم. بحاجة إلى. بشكل فردي ، كل هذه التحسينات لا تجلب تغييرات جذرية ، لكنها مجتمعة يمكن أن توفر ميزة في القتال.
ذكر هورنر أن العمارة الرقمية هي حل طويل الأمد.
وأضاف Lundberg:
معلومات