Selv på dagtid, faller fallskjermjegernes liv ved avstigning fra et infanterikjemper eller pansret personellbærer avhengig av den tidligste oppnåelsen av maksimal situasjonsbevissthet, for ikke å snakke om natten under en kamp, når sikkerheten til landingsstyrken er nesten helt avhengig av sensorteknologi
I mer enn et tiår har optoelektroniske systemer blitt installert i militære kjøretøyer for overvåking og sikte, for eksempel nattsynsutstyr, systemer for å forbedre teknisk syn for sjåføren, og nylig har de integrert allsidige systemer enten i nye kjøretøyer eller som tilleggssystemer for oppgraderinger
I dag endres alt veldig raskt takket være kombinasjonen av digitale sensorer og integrert elektronisk arkitektur, mens det er en klar tendens til å installere automatisk konfigurerbare multisensorsystemer som kan fungere sømløst sammen for å gi betydelig bedre situasjonsbevissthet (kvaliteten på kompleks oppfatning av heterogen informasjon i et enkelt romlig -samtidig volum) i sammenligning med det mannskapene på pansrede kjøretøyer, begrenset i gjennomgang, hadde før.
Som nevnt i Finmeccanica -selskapet, er i dag et økt eierskap til situasjonen og evnen til å identifisere, spore og merke bevegelige mål kritisk viktig og bestemmer utvikling og ekspansjonstrender i dette markedet. Våpensystemer og observasjonsenheter påvirker direkte et kampvogns effektivitet når det gjelder å oppfylle hovedoppgaven, og derfor er sensorer med de høyeste egenskapene stadig mer etterspurt.
I mellomtiden gjør fremskritt innen mikroelektronikk og optikk nattvisionsystemer rimeligere, og i denne forbindelse ønsker flere og flere land å skape et industrielt grunnlag for produksjon av komponenter for denne typen utstyr. Sjåførens behov for nattsynssystemer kan hovedsakelig oppfylles av kortdistanssensorer (vanligvis ukjølte infrarøde eller fjernsynskameraer), mens allsidige synssensorer blir en integrert del av pansrede personellbærere og infanterikjemper, siden mannskap og tropper må ha en konstant helhetssyn.
CV90 BMP, utstyrt med flere kameraer som gir 24/7 bilder, fungerer som en eksperimentell plattform for BAE Systems 'Battle View 360 augmented reality-system, som lar deg få et "sirkulært" bilde og vise det på hjelmmonterte skjermer av mannskapet og troppene
Ved hjelp av hjelmmonterte skjermer får alle i kjøretøyet med Battle View 360 augmented reality-system en helhetlig visning; og det trenger ikke å være derivater av BAE Systems 'Q-Sight og Q-Warrior light guide-teknologier
Utvidet virkelighet
I tillegg til disse viktige systemene som allerede har bevist sin verdi, lar tilkoblingen av sensorer til avanserte skjermer og informasjonsstyringssystemer mannskapene bevege seg til verden av augmented reality, der informasjon om deres enheter, fienden, ruter, landemerker kan bli presentert for deres oppmerksomhet til rett tid. hindringer sammen med tusenvis av andre meldinger og informasjon. Selv om dette konseptet er godt kjent innen militær luftfart, kan bakkekjøretøyer snart overgå det i dette området, siden vekten, størrelsen, energiforbruket og kostnadskarakteristikkene til sensorer og datasystemer reduseres, og tid og krefter brukt på sertifiseringsprosessen er vesentlig mindre enn innen luftfart ….
I tillegg, som Dan Lindell, leder for kampbiler ved den svenske grenen av Hagglunds av BAE Systems, bemerket, endrer disse teknologiene maskinene selv. "Vi redesigner maskiner for å integrere disse systemene … For det første har vi i løpet av de siste fem til seks årene doblet kraften som er fordelt i maskinen, og vi ser at energiforbruket stadig øker." Selskapet fortsetter å jobbe med elektriske og hybrid elektriske stasjoner (en tradisjonell motor gjennom en generator som driver elektriske motorer) for bilene sine. Lindell hevder at den menneskelige faktoren også er viktig for optoelektronisk teknologi. “Hvordan representerer vi alle disse sansedataene og bildene som vi ønsker å distribuere til mannskapet? Dette er et veldig stort problem for oss."
Det utvikles for tiden et system som legger særlig vekt på situasjonsbevissthet og integrering av menneskelige faktorer. Augmented reality -systemet BattleView 360 er basert på et digitalt kartsystem. Hun samler. Sporer og viser et fragment av terrenget som mannskapet er interessert i. Mens de bruker hjelm med BattleView 360, får de som sitter i bilen et eksternt "sirkulært" bilde. Samtidig mottar de raskt meldinger om endringer i situasjonen og målbetegnelse for å åpne ild. Kampvognens mannskap kan samhandle med BattleView 360 på to måter, via hjelm eller nettbrett. BAE Systems, i samarbeid med sitt britiske datterselskap, demonstrerer for tiden sitt BattleView 360 -system installert på CV90 BMP i flere land. Programleder Andy Thain er godt kjent med markedet for bildebehandling og situasjonsbevissthet for militære kjøretøyer. "Vi ser definitivt økende interesse over hele Europa og i USA, spesielt på forskningsområdet, for situasjonsbevissthetssystemer for disse kampvognene, spesielt for pansrede personellbærere og infanterikjemper, og i fremtiden for andre typer kjøretøyer."
Thane sa at selskapet har en rekke kontrakter knyttet til ulike britiske og amerikanske forskningsprosjekter der andre selskaper også er involvert. "Systemene vi utvikler og studerer, legger til sjåfør, skytter og kjøretøysjef, og gir dem betydelig bedre helhetlig sikt enn de har med nåværende periskoper eller de svært smale slissede vinduene som er vanlige i militære kjøretøyer." For landingspartiet på baksiden av kjøretøyet er mestring av situasjonen viktig, siden de trenger å vite hva som venter dem før de går ut av bilen. "Det kan være hver eneste fallskjermjeger, men mest sannsynlig en troppsleder etterfulgt av hans underordnede."
Når det gjelder geografi, "er det interesse og aktivitet i USA og i hele Europa," bemerket for eksempel alle syv CV90 -maskinoperatører i Europa (Danmark, Estland, Finland, Nederland, Norge, Sveits og Sverige). integrere systemet. Battle View 360 når du oppgraderer kjøretøyene dine. I USA jobber militære organisasjoner, inkludert Command for Doctrine and Combat Training (TRADOC) og Communications Electronics Research Center (CERDEC) med sirkulære situasjonsbevissthetssystemer, i likhet med British Defense Science and Technology Laboratory (DSTL).
Integreringsproblemer
Et av problemene knyttet til integrering av slike teknologier er designfunksjonene til en bestemt modell av en kampvogn, for eksempel for et sirkulært siktesystem, er det nødvendig å finne et sted på skroget, levere strøm og legge dataoverføring linjer. I tillegg må bilder fra kameraer vises for å gi samtidig sømløs visualisering for alle i bilen; alt dette krever betydelig datakraft, kunnskap om menneskelige faktorer og erfaring med utvikling av spesialisert programvare."Å behandle dataene i seg selv er ingen stor sak, problemet er å lage skjermer som er sterke nok til å brukes på militære kjøretøyer," fortsatte Thane. “Displayene våre var tidligere installert på jetfly og helikoptre. Å ta denne teknologien og gjøre dem tøffe og manipulasjonssikre er virkelig utfordrende, men gjennomførbart, fordi de optiske komponentene vi har er sterke og kompakte nok."
I denne forbindelse er det verdt å dvele ved forskjellige hjelmvisningsteknologier, inkludert optiske bølgeledere som brukes i Q-Sight-systemet til BAE Systems og dets modifikasjoner, selv om dette ikke betyr obligatorisk integrering av Q-Sight-teknologi i Battle View 360-systemet, siden selskapet utvikler annen liten robust skjermteknologi. Thane husket de pikante kommentarene til soldatene som beveget seg rundt med displayene inne i bilen, spesielt da de banket hodet på noe. "Uansett, vi klarte å komme oss gjennom disse driftsforholdene."
I tillegg til konverteringsprotokollene som vanligvis brukes til å levere data fra forskjellige sensorer fra forskjellige produsenter til det samme nettverket, er det problemet med bildesøm eller justering. "Dette betyr å kombinere bilder fra synlige og infrarøde sensorer med forskjellige driftsprinsipper, forskjellige linser og synsfelt, og gjøre dem kompatible med hverandre," sa Richard Hadfield, teknisk leder for Battle View 360 ved BAE Systems. "Vi zoomer inn og ut i sanntid for å lage en virtuell kuppel og deretter sette inn disse sensorene i den virtuelle kuppelen." Et annet teknisk problem, nevnt av Hadfield, er samtidig sporing av bevegelsen til hodene til flere mennesker, fordi de kan se i forskjellige retninger. Han sa at selskapet har en løsning for dette, som inkluderer en sporingsenhet i hver hjelm og et sett med sporingssensorer fordelt over det indre av kjøretøyet.
Så nøyaktig som mulig er synkroniseringen med omverdenen til bildene som vises, et av de viktigste ergonomiske problemene. "Du må sørge for at folk som bruker systemet ikke er ukomfortable med ventetid eller ventetid," sa Hadfield. "Vi tror vi har gjort det riktig og fjernet forsinkelsen, men jeg kan ikke si hvordan." Hvordan brukerne samhandler med skjermene de har på hodet, er også et betydelig problem, og for å løse dette introduserte BAE Systems et element basert på "svært pålitelig" MIME (Map and Image Management Engine) programvare som fungerer effektivt med midten av 90-tallet på forskjellige britiske militære fly. "Vi har tilpasset dette verktøyet for terrestrisk bruk og inkludert massevis av funksjonalitet som håndterer terrenget, slik at vi for eksempel kan planlegge ruter ved hjelp av terrengegenskaper, og alt er mulig for alle typer kjøretøy," la Hadfield til.
Finmeccanicas førsteklasses termiske kameraer bruker en tredje generasjon høyoppløselig MCT-sensor for å gi utmerket bildekvalitet, dag, natt og dårlig sikt. Disse kameraene kan integreres i et stort utvalg av bildesystemer
Informasjonsutgang
MIME -programvaren samhandler gjennom kjøretøyets kommunikasjonsnettverk med kampkontrollsystemet og / eller måldeteksjons- og oppkjøpssystemet, sammenligner mottatte data og filtrerer dem for å gi hver bruker nødvendig og nøyaktig dosert informasjon og eliminere overdreven informasjonsbelastning."Å få for mye informasjon er nesten like ille som å gi for lite informasjon," sa Hadfield. - Det vil si at vi har en oppgave til: hva bør og hva bør ikke sees av en bestemt person?
Peder Sjolund, BattleView 360 medutvikler og programleder ved BAE Systems Hagglunds, sa at de jobbet med erfarne kampbilteam for å forstå hvilken informasjon de trenger i hver situasjon og hva begrensningene bør være. "Vi hentet inn et par tank- og BMP -sjefer for å starte en diskusjon om hvor mye informasjon de kan håndtere i forskjellige scenarier," sa han. - Et av scenariene kan være en marsj, og det andre kan være nærkamp. Hvis du er på marsj, er du virkelig fokusert på ruten, hvor de neste innsamlingspunktene vil være, hvor lenge du skal kjøre, hvor mye drivstoff som er tilgjengelig og hvilken hastighet som trengs for å komme til innsamlingspunktet på et gitt tidspunkt tid,”la Hadfield til. "Men så, når du kommer nærmere målet, begynner trusler å dukke opp, så går du inn på forskjellige stadier av kampoppdraget, og åpenbart vil informasjonen du ser forandre seg."
Sjolund sa at selskapet har kombinert denne innkommende informasjonen med konseptet med hjelmmonterte skjermer for flybesetninger, som er den beste måten å få nyttig informasjon for de som sitter i bilen når hele det indre rommet ikke er fylt med skjermer, ofte der er ikke nok plass eller tilgjengelig energi til dem, eller begge deler. den andre samtidig. Modulen på hver hjelm har en individuell bevegelsessensor for hodet og en enhet for tilkobling til et minikampkontrollsystem basert på MIME-programvare, som lar hver bruker vise et bilde fra riktig sensor med nødvendig taktisk informasjon overlagt.
De fleste pansrede kjøretøyer gir ikke god oversikt, derfor er kamerasystemer av alle typer utbredt, hvorav de fleste inkluderer CMOS (komplementære metalloksidhalvleder) nattkameraer
Flere sensorer
Som Finmeccanica -selskapet bemerker, mens antall sensorer installert på militære kjøretøyer fortsetter å vokse, er kombinasjonen av teknologier ganske stabil, selv om de stadig forbedres. Et typisk observasjonssystem inkluderer en nattsensor (vanligvis infrarød), en dagsyn (enten optisk eller fjernsyn) og en laseravstandsmåler. For å oppfylle spesielle krav, er ekstra sensorer som laserbelysning / pekere ofte integrert. For førersyn og situasjonsbevissthetssystemer er fjernsyn og termiske kameraer tilstrekkelige.
Plug and play optronics er fortsatt attraktive for kampbiler; for eksempel er denne trenden understøttet av populariteten til POP (Plug-in Optronic Payload) Israel Aerospace Industries-familien av gyrostabiliserte dag- og nattobservasjons- og observasjonssystemer. POP -familien inkluderer seks systemer, hver med sin egen konfigurasjon. Samtidig har de alle et høyt nivå av modularitet og kan godta spesielle "seksjoner" med de sensorene som bestemmes av brukerens krav. Disse seksjonene kan byttes ut i feltet om nødvendig, og vil i fremtiden gjøre det enkelt å oppgradere POP -familien etter hvert som nye optokoblingsteknologier blir tilgjengelige.
Ikke -avkjølte infrarøde kameraer blir stadig mer populære i "generelle" applikasjoner, for eksempel å forbedre kvaliteten på førersynet, men avkjølte infrarøde kameraer er fortsatt et must når det kreves avbildning av høy kvalitet. Når det gjelder våpensikt, utvikler tradisjonelle langbølgede (8-12 mikron) enheter for øyeblikket seg til enheter med flere avstander, det vil si ved å legge til mellombølgesensorer (3-5 mikron). I noen generelle applikasjoner på lavt nivå, det vil si i oppgaver der sikt ikke spiller en stor rolle, brukes sensorer som opererer i det nærliggende (langbølgede) infrarøde området i spekteret for tiden sammen med rimelige TV-kameraer.
Finmeccanica mener at teknologien for produksjon av kretser basert på komplementære metall-oksid-halvleder (CMOS) strukturer gradvis vil erstatte CCD-kameraer i det synlige området, og mer eksotiske teknologier som det fjerne (kortbølget) infrarøde området i spekteret vil bli videreutviklet. Ifølge selskapet er egenskapene til denne regionen i spekteret forskjellige fra mellombølgen og langbølget infrarødt område. Det kan være nyttig for noen spesialiserte applikasjoner, selv om de relativt høye kostnadene for øyeblikket kan begrense militær etterspørsel etter det. I tillegg til teknologiske fremskritt basert på mindre kjente bølgelengder, gir kontinuerlige fremskritt innen sensorteknologi mulighet for både avkjølte og ukjølte infrarøde detektorer med mindre matriser, høyere oppløsning og / eller mindre optiske (blender) membraner.
Typiske moderne kjøretøyskjermer er robuste skjermer med spesielle funksjoner for å maksimere kvaliteten på monokrome bilder fra infrarøde kameraer. De nyeste systemene er multifunksjonelle flatskjerm-LCD-paneler i nettverk med programvare som kan vise flere bilder samtidig, legge høyoppløselig grafikk og forbedre bildekvaliteten. Deres utvikling, drevet av tilgjengeligheten av kommersiell panelteknologi, går mot bedre bildekvalitet (inkludert høyere definisjon), mer intern nettverksbåndbredde og mer datakraft.
Fordeler og ulemper
Når det gjelder utviklingen av hjelmmonterte skjermer, nevnte Finmeccanica styrker og svakheter ved eksisterende teknologi. Fordelene inkluderer kompakthet, evnen til å operere med eller uten hjelm og relativt lavt strømforbruk. Deres ulemper inkluderer ifølge selskapet kostnader, dårlig beskyttelse mot skader, tretthet fra eieren og muligens begrensning av evnen til å utføre visse oppgaver i bilen, samt behovet for en sikkerhetskopienhet. Konklusjonen som Finmeccanica kom fra analysen av fordeler og ulemper er at hjelmmonterte skjermer i nær fremtid ikke vil bli mye brukt i militære kjøretøyer. Selskapet er imidlertid mer optimistisk med tanke på mulighetene for utvidet virkelighet (legger til imaginære objekter til bilder av objekter i den virkelige verden, vanligvis en tilleggsinformativ eiendom), som kan fås uten hjelmmonterte skjermer. "Augmented reality har et enormt potensial ettersom den forbedrer presentasjonen av informasjon til mannskapet, noe som kan hjelpe til med å oppdage og målrette." Ikke overraskende fokuserte nesten alle kundene først og fremst på pris og ytelse, men Finmeccanica understreker at disse faktorene avhenger av applikasjonen. Kunden er vanligvis villig til å investere mer når det er behov for løsninger på systemnivå (for eksempel brannkontroll eller situasjonsbevissthet), ikke bare fordi de er dyrere, men hovedsakelig fordi kravene er strengere og dette utelukker bruk av billigere og mindre funksjonelt utstyr fra leverandører av det nedre segmentet. Med mindre strenge krav tillater vektlegging av kostnader et bredere spekter av konkurrerende leverandører å bli involvert.
Eksperts meninger
Emmanuelle Bercier, salgssjef i ULIS (en avdeling av det franske infrarøde teknologiselskapet Sofradir), som lager ukjølte termiske bilder, har lagt merke til at militærets krav blir mer spesifikke når det gjelder ønsket funksjonalitet. Dette inkluderer forbedrede synssystemer for sjåfører, økt lokal situasjonsbevissthet for å beskytte kjøretøyer, og integrering i fjernstyrte våpenstasjoner (RWM), for eksempel for våpenveiledning. "Vi ser to hovedutfordringer," fortsatte Bercier. - For det første forbedring av ytelsen for å få et større synsfelt, for eksempel 180 grader for førersynssystemet, eller øke gjenkjenningsområdet til det lokale situasjonsbevissthetssystemet og DBA … For det andre, utvikling av utstyr med mindre dimensjoner, lettere, med mindre strømforbruk. Selv om vi noen ganger håndterer store maskiner, er tilgjengelig volum for alt utstyr alltid et problem."
Når det gjelder potensielt forstyrrende nye teknologier, mener Bercier at CMOS-sensorer som dekker det synlige spekteret og nær infrarød er gode kandidater for fremtidige allværsførersyn, og det samme gjelder for kortbølgede infrarøde systemer. Ny teknologi vil være utfordrende for å oppnå det nødvendige modenhetsnivået og kvalifikasjonene for slike applikasjoner. Vi får se hva som skjer de neste ti årene, men termiske bildesensorer er allerede basert på velprøvd teknologi som fortsetter å øke både kapasiteten og redusere kostnadene.”
På spørsmål om hvor, fra et geografisk synspunkt, hele utviklings- og anskaffelsesprosessen utføres, sa Dan Lindell at Vesten snakker og utfører tester, mens øst allerede leverer ferdige produkter. “Vi ser at mange ting som diskuteres og vises på utstillinger, virkelig integreres i Russland, så vel som i Kina. Vi ser ganske klare behov for systemer av denne typen i Sørøst -Asia, mens vestlige land snakker og prøver å gjøre noe, noen i mindre grad, noen i større grad."
