Život padobranaca čak i danju pri iskrcavanju iz borbenog vozila pješadije ili oklopnog transportera ovisi o najranijem postizanju maksimalnog nivoa svjesnosti o situaciji, a da ne govorimo o slijetanju noću tokom bitke, kada je sigurnost desantnih snaga gotovo u potpunosti ovisi o senzorskim tehnologijama
Više od desetljeća optoelektronički sustavi ugrađeni su u vojna vozila za nadzor i ciljanje, na primjer, uređaji za noćno osmatranje, sistemi za poboljšanje tehničkog vida za vozača, a nedavno su integrirali svestrane sisteme vida ili u nova vozila ili kao dodatni sistemi za nadogradnju
Danas se sve mijenja vrlo brzo zahvaljujući kombinaciji digitalnih senzora i integrirane elektroničke arhitekture, dok postoji jasna tendencija instaliranja automatski konfiguriranih sistema s više senzora koji mogu raditi besprijekorno zajedno kako bi se osigurala znatno bolja svijest o situaciji (kvaliteta složena percepcija heterogenih informacija u jednom prostorno -vremenskom volumenu) u odnosu na ono što su ranije imale posade oklopnih vozila, ograničene u pregledu.
Kako je navedeno u kompaniji Finmeccanica, danas je povećani nivo vlasništva nad situacijom i sposobnost identifikacije, praćenja i označavanja pokretnih ciljeva u pokretu od kritičnog značaja i određuje trendove razvoja i širenja ovog tržišta. Sustavi naoružanja i uređaji za promatranje izravno utječu na efikasnost borbenog vozila u ispunjavanju njegovog glavnog zadatka, pa su senzori s najvišim karakteristikama sve traženiji.
U međuvremenu, napredak u mikroelektronici i optici čini sisteme noćnog vida pristupačnijim, pa s tim u vezi sve više zemalja želi stvoriti industrijsku osnovu za proizvodnju komponenti za ovu vrstu opreme. Vozačeve potrebe za sistemima noćnog vida uglavnom se mogu zadovoljiti senzorima kratkog dometa (obično bez hlađenja infracrvenim ili televizijskim kamerama), dok svestrani senzori vida postaju sastavni dio oklopnih transportera i borbenih vozila pješadije, budući da posada i trupe moraju imati stalan sveobuhvatan prikaz.
CV90 BMP, opremljen sa više kamera koje pružaju slike 24 sata dnevno, služi kao eksperimentalna platforma za sistem proširene stvarnosti Battle View 360 kompanije BAE Systems, koji vam omogućava da dobijete "kružnu" sliku i prikažete je na ekranima montiranim na kacigi. posade i trupa
Koristeći zaslone postavljene na kacigu, svi u vozilu sa Battle View 360 sistemom proširene stvarnosti dobivaju sveobuhvatan prikaz; i ne moraju biti derivati tehnologija Q-Sight i Q-Warrior svjetlosnih vodiča BAE Systems
Proširena stvarnost
Osim ovih ključnih sistema koji su već dokazali svoju vrijednost, povezivanje senzora s naprednim ekranima i sistemima za upravljanje informacijama omogućuje posadama da se presele u svijet proširene stvarnosti, u kojoj se mogu pronaći informacije o njihovim jedinicama, neprijatelju, rutama, orijentiri biti im predstavljene u pravo vrijeme prepreke zajedno s hiljadama drugih poruka i informacija. Iako je ovaj koncept dobro poznat u vojnom zrakoplovstvu, kopnena vozila bi ga uskoro mogla nadmašiti na ovom području, budući da su smanjena težina, veličina, potrošnja energije i karakteristike troškova senzora i računalnih sustava, a vrijeme i trud uložen u proces certifikacije su znatno manje nego u vazduhoplovstvu. …
Osim toga, kako je primijetio Dan Lindell, šef borbenih vozila u švedskoj podružnici Hagglunds iz BAE Systems, ove tehnologije mijenjaju same mašine. "Mi redizajniramo mašine za integraciju ovih sistema … Prvo, u posljednjih pet do šest godina udvostručili smo snagu raspoređenu u mašini i vidimo da se potrošnja energije stalno povećava." Kompanija nastavlja raditi na električnim i hibridnim električnim pogonima (tradicionalni motor putem generatora koji napaja elektromotore) za svoje automobile. Lindell tvrdi da je ljudski faktor također važan za optoelektroničku tehnologiju. „Kako predstavljamo sve ove senzorne podatke i slike koje želimo distribuirati posadi? To je za nas veliki problem."
Trenutno se razvija sistem koji stavlja poseban naglasak na svijest o situaciji i integraciju ljudskih faktora. Sistem proširene stvarnosti BattleView 360 zasnovan je na sistemu digitalnog mapiranja. Ona sakuplja. Prati i prikazuje fragment terena koji zanima posadu. Dok nose kacigu sa BattleView 360, oni koji sjede u automobilu dobivaju vanjsku "kružnu" sliku. U isto vrijeme, oni odmah primaju poruke o promjenama situacije i označavanje cilja za otvaranje vatre. Posada borbenog vozila može komunicirati s BattleView 360 na dva načina, putem kacige ili tableta. BAE Systems, u saradnji sa svojom britanskom podružnicom, trenutno demonstrira svoj BattleView 360 sistem instaliran na CV90 BMP u nekoliko zemalja. Menadžer programa Andy Thain vrlo je dobro upoznat sa tržištem slikanja i svijesti o situaciji za vojna vozila. "Definitivno vidimo rastući interes diljem Europe i Sjedinjenih Država, posebno u području istraživanja, za sustave svijesti o situaciji za ova borbena vozila, posebno za oklopne transportere i borbena vozila pješadije, a u budućnosti i za druge vrste vozila."
Gospodin Thane je rekao da kompanija ima niz ugovora vezanih za različite britanske i američke istraživačke projekte u koje su uključene i druge kompanije. "Sistemi koje razvijamo i proučavamo dodaju sposobnosti vozaču, naoružanju i zapovjedniku vozila i pružaju im znatno bolju preglednost od svih postojećih periskopa ili vrlo uskih prozora uobičajenih u vojnim vozilima." Za desante u stražnjem dijelu vozila, ovladavanje situacijom je važno, jer moraju znati što ih čeka prije iskrcavanja iz vozila. "To bi mogao biti svaki padobranac, ali najvjerovatnije vođa odreda kojeg prate njegovi podređeni."
U geografskom smislu, "postoji interes i aktivnosti u Sjedinjenim Državama i diljem Europe", rekao je Thane, na primjer, svih sedam operatora strojeva CV90 u Europi (Danska, Estonija, Finska, Nizozemska, Norveška, Švicarska i Švedska) razmatraju integrirajući sistem. Battle View 360 prilikom nadogradnje vaših vozila. U Sjedinjenim Državama vojne organizacije, uključujući Zapovjedništvo za doktrinu i borbenu obuku (TRADOC) i Centar za istraživanje komunikacijske elektronike (CERDEC), rade na kružnim sistemima svjesnosti o situaciji, kao i Britanska odbrambena naučno -tehnološka laboratorija (DSTL).
Pitanja integracije
Jedan od problema povezanih s integracijom takvih tehnologija su dizajnerske značajke određenog modela borbenog vozila, na primjer, za sistem kružnog pogleda potrebno je pronaći mjesto na trupu, napajati i prenositi podatke linije. Osim toga, moraju se prikazati slike s kamera kako bi se omogućila istovremena besprijekorna vizualizacija za sve u automobilu; sve to zahtijeva značajnu računalnu moć, poznavanje ljudskih faktora i iskustvo u razvoju specijaliziranog softvera."Obrada samih podataka nije velika stvar, problem je u izradi ekrana koji su dovoljno jaki da se mogu koristiti na vojnim vozilima", nastavio je Thane. “Naši ekrani su prethodno bili instalirani na mlaznim avionima i helikopterima. Uzeti ovu tehnologiju i učiniti je čvrstom i otpornom na neovlaštene radnje zaista je izazovno, ali izvedivo jer su optičke komponente koje imamo dovoljno snažne i kompaktne."
U tom smislu, vrijedi se zadržati na različitim tehnologijama prikaza kaciga, uključujući optičke valovode koji se koriste u Q-Sight sistemu BAE Systems i njegovim izmjenama, iako to ne znači obaveznu integraciju Q-Sight tehnologije u Battle View 360 sistem, budući da kompanija razvija drugu tehnologiju malih robusnih ekrana. Thane se sjetio pikantnih primjedbi vojnika koji su se kretali uokolo sa ekranima u autu, posebno kada su udarali glavom o nešto. "U svakom slučaju, uspjeli smo prebroditi ove radne uslove."
Osim protokola za konverziju koji se obično koriste za isporuku podataka s različitih senzora različitih proizvođača na istu mrežu, postoji i problem povezivanja ili poravnavanja slike. "To znači kombiniranje slika s vidljivih i infracrvenih senzora s različitim principima rada, različitim lećama i vidnim poljima, te njihovu međusobnu kompatibilnost", rekao je Richard Hadfield, tehnički voditelj za Battle View 360 u BAE Systems. "Zumiramo i umanjujemo realno vrijeme kako bismo stvorili virtualnu kupolu, a zatim umetnuli te senzore u tu virtualnu kupolu." Drugi tehnički problem, koji spominje Hadfield, je istovremeno praćenje kretanja glava nekoliko ljudi, jer oni mogu gledati u različitim smjerovima. Rekao je da kompanija ima rješenje za to, koje uključuje uređaj za praćenje u svakoj kacigi i set senzora za praćenje raspoređenih po unutrašnjosti vozila.
Što je moguće preciznije, sinhronizacija prikazanih slika s vanjskim svijetom jedan je od najvažnijih ergonomskih problema. "Morate se pobrinuti da ljudima koji koriste sistem nije neugodno zbog kašnjenja ili latencije", rekao je Hadfield. "Mislimo da smo uspjeli i uklonili kašnjenje, ali ne mogu reći kako." Način na koji korisnici komuniciraju s ekranima koje nose na glavi također je značajan problem, a kako bi to riješili, BAE Systems je uveo element zasnovan na "visoko pouzdanom" MIME (Map and Image Management Engine) softveru koji efikasno radi sredinom 90-ih godina raznih britanskih vojnih aviona. "Prilagodili smo ovaj alat za kopnenu upotrebu i uključili mnoštvo funkcionalnosti za rukovanje terenom, tako da možemo, na primjer, planirati rute prema karakteristikama terena, a sve je to izvedivo za bilo koju vrstu vozila", dodao je Hadfield.
Finmeccanicine toplinske kamere koriste treću generaciju MCT senzora visoke rezolucije za pružanje izvrsne kvalitete slike danju, noću i pri slaboj vidljivosti. Ove kamere se mogu integrirati u veliki broj sistema za snimanje vozila
Izlaz informacija
MIME softver komunicira preko komunikacijske mreže vozila sa sistemom borbene kontrole i / ili sistemom otkrivanja i akvizicije cilja, uspoređujući primljene podatke i filtrirajući ih kako bi svakom korisniku pružio potrebne i precizno dozirane informacije i eliminirao preveliko opterećenje informacijama."Dobivanje previše informacija gotovo je jednako loše kao i premalo informacija", rekao je Hadfield. - Odnosno, imamo još jedan zadatak: šta konkretna osoba treba, a šta ne smije vidjeti?
Peder Sjolund, ko-programer BattleView 360 i menadžer programa u BAE Systems Hagglunds, rekao je da su radili sa iskusnim posadama borbenih vozila kako bi razumjeli koje su im informacije potrebne u svakoj situaciji i koja ograničenja trebaju biti. "Doveli smo nekoliko zapovjednika tenkova i BMP -a kako bismo započeli raspravu o tome s koliko informacija mogu rukovati u različitim scenarijima", rekao je. - Jedan od scenarija može biti marš, a drugi može biti bliska borba. Ako ste na maršu, tada ste zaista fokusirani na rutu, gdje će biti sljedeća mjesta prikupljanja, koliko dugo ćete voziti, koliko goriva ima na raspolaganju i kojom brzinom je potrebno da dođete do mjesta prikupljanja u određenom trenutku vrijeme”, dodao je Hadfield. "Ali onda, što se više približavate cilju, počinju se pojavljivati prijetnje, zatim ulazite u različite faze borbene misije i očito će se promijeniti informacije koje vidite."
Sjolund je rekao da je kompanija kombinirala ove dolazne informacije s konceptom displeja montiranih na kacigu za posade aviona, što je najbolji način za dobijanje korisnih informacija za one koji sjede u automobilu kada cijeli unutrašnji prostor nije ispunjen ekranima, često tamo nema dovoljno prostora ili raspoložive energije za njih, ili oboje, drugi u isto vrijeme. Modul na svakoj kacigi ima pojedinačni senzor kretanja glave i uređaj za povezivanje sa mini-borbenim upravljačkim sistemom zasnovanim na MIME softveru, koji omogućava svakom korisniku da prikaže sliku sa ispravnog senzora sa potrebnim taktičkim podacima.
Većina oklopnih vozila ne dopušta dobar pregled, stoga su široko rasprostranjeni sistemi kamera svih vrsta, od kojih većina uključuje CMOS (komplementarni poluvodički metalni oksid) kamere za noćno osmatranje
Više senzora
Kako napominje kompanija Finmeccanica, iako broj senzora instaliranih na vojnim vozilima i dalje raste, kombinacija tehnologija je prilično stabilna, iako se stalno poboljšavaju. Tipičan sistem za nišanjenje uključuje senzor za noćni vid (obično infracrveni), dnevni nišan (optički ili televizijski) i laserski daljinomjer. Da bi se ispunili posebni zahtjevi, često su integrirani dodatni senzori, poput laserskih iluminatora / pokazivača. Za sisteme vidljivosti i svijesti vozača dovoljne su televizijske i termalne kamere.
Plug and play optronika ostaje atraktivna za borbena vozila; na primjer, ovaj trend je podržan popularnošću POP (Plug-in Optronic Payload-a) utičnice iz porodice Israel Aerospace Industries sa žiro-stabiliziranim dnevnim i noćnim sistemima za osmatranje i osmatranje. POP porodica uključuje šest sistema, svaki sa svojom konfiguracijom. Istovremeno, svi oni imaju visoku razinu modularnosti i mogu prihvatiti posebne "sekcije" s onim senzorima koji su određeni zahtjevima korisnika. Ovi se odjeljci mogu zamijeniti na terenu ako je potrebno, a u budućnosti će olakšati nadogradnju POP porodice kako nove tehnologije optičkih sprega postaju dostupne.
Nehlađene infracrvene kamere postaju sve popularnije u „opštim“aplikacijama, kao što je poboljšanje kvaliteta vozačevog vida, ali rashlađene infracrvene kamere ostaju neophodne kada je potrebna visokokvalitetna slika. Što se tiče nišana oružja, tradicionalni dugovalni uređaji (8-12 mikrona) trenutno se razvijaju u uređaje s više dosega, odnosno dodavanjem senzora srednjih valova (3-5 mikrona). U nekim općim aplikacijama niskog nivoa, odnosno u zadacima gdje vidljivost ne igra veliku ulogu, senzori koji rade u bliskom (dugotalasnom) infracrvenom području spektra trenutno se koriste zajedno s jeftinim televizijskim kamerama.
Finmeccanica vjeruje da će tehnologija proizvodnje krugova zasnovanih na komplementarnim strukturama metal-oksid-poluvodič (CMOS) postupno zamijeniti CCD kamere u vidljivom rasponu, a da će se dalje razvijati egzotičnije tehnologije, poput dalekog (kratkotalasnog) infracrvenog područja spektra. Prema podacima kompanije, mogućnosti ovog područja spektra razlikuju se od srednjevalnog i dugovalnog infracrvenog područja. Može biti koristan za neke specijalizirane aplikacije, iako relativno visoki troškovi trenutno mogu ograničiti vojnu potražnju za njim. Pored napretka u tehnologijama zasnovanim na manje poznatim talasnim dužinama, kontinuirani napredak u tehnologiji senzora omogućava i rashlađene i nehlađene infracrvene detektore sa manjim nizovima, većom rezolucijom i / ili manjim optičkim (otvorima) membranama.
Tipični moderni ekrani za vozila su robusni ekrani sa posebnim karakteristikama za maksimiziranje kvalitete jednobojnih slika s infracrvenih kamera. Najnoviji sistemi su umreženi multifunkcionalni LCD ekrani sa ravnim ekranom sa softverom koji može prikazati više slika istovremeno, postaviti grafiku visoke rezolucije i poboljšati kvalitet slike. Njihov razvoj, vođen dostupnošću komercijalne panelne tehnologije, ide prema boljem kvalitetu slike (uključujući višu definiciju), većoj propusnosti interne mreže i većoj računalnoj snazi.
Za i protiv
Što se tiče razvoja ekrana postavljenih na kacigu, Finmeccanica je navela prednosti i slabosti postojeće tehnologije. Prednosti uključuju kompaktnost, mogućnost rada sa ili bez kacige i relativno nisku potrošnju energije. Njihovi nedostaci, prema navodima kompanije, uključuju troškove, lošu zaštitu od oštećenja, umor vlasnika i, možda, ograničavanje mogućnosti obavljanja određenih zadataka u automobilu, kao i potrebu za rezervnim uređajem. Zaključak koji je Finmeccanica napravio iz analize prednosti i nedostataka je da se u bliskoj budućnosti ekrani postavljeni na kacigama neće široko koristiti u vojnim vozilima. Međutim, kompanija je optimističnija u pogledu mogućnosti proširene stvarnosti (dodavanje zamišljenih objekata slikama objekata u stvarnom svijetu, obično pomoćno-informativnog svojstva), do kojih se može doći bez prikaza postavljenih na kacigi. "Proširena stvarnost ima ogroman potencijal jer poboljšava prezentaciju informacija posadi, što može pomoći u otkrivanju i ciljanju." Nije iznenađujuće da su se gotovo svi njihovi kupci fokusirali prvenstveno na cijenu i performanse, ali Finmeccanica naglašava da ti čimbenici ovise o primjeni. Obično je kupac spreman uložiti više kada su potrebna rješenja na sistemskom nivou (na primjer, kontrola požara ili svijest o situaciji), ne samo zato što su skuplji, već uglavnom zato što su zahtjevi stroži i to isključuje upotrebu jeftinijih i manje funkcionalnu opremu dobavljača nižeg segmenta. Uz manje stroge zahtjeve, naglasak na troškovima omogućava uključivanje šireg niza konkurentskih dobavljača.
Mišljenja stručnjaka
Emmanuelle Bercier, voditeljica prodaje u ULIS -u (odjelu francuske kompanije za infracrvenu tehnologiju Sofradir), koja proizvodi rashlađene termovizijske kamere, primijetila je da zahtjevi vojske postaju sve specifičniji u pogledu željene funkcionalnosti. To uključuje poboljšane sisteme vida za vozače, povećanu lokalnu svijest o situaciji za zaštitu vozila i integraciju u daljinski upravljane stanice oružja (RWM), na primjer, za navođenje oružja. "Vidimo dva glavna izazova", nastavio je Bercier. - Prvo, poboljšanje performansi kako bi se steklo veće vidno polje, na primjer, 180 stepeni za sistem vida vozača, ili povećanje raspona prepoznavanja lokalnog sistema svjesnosti o situaciji i DBA … Drugo, razvoj opreme sa manje dimenzije, lakše, s manjom potrošnjom energije. Iako se ponekad bavimo velikim mašinama, dostupna količina bilo koje opreme uvijek je problem."
U smislu potencijalno ometajućih novih tehnologija, g. Bercier vjeruje da su CMOS senzori koji pokrivaju vidljivi spektar i blisku infracrvenu vezu dobri kandidati za buduće sveobuhvatne uređaje za vid vozača, a isto se odnosi i na kratkotalasne infracrvene sisteme. „Nove tehnologije bit će izazov za postizanje potrebnog nivoa zrelosti i kvalifikacija za ove vrste aplikacija. Vidjet ćemo što će se dogoditi u sljedećih deset godina, ali senzori za termoviziju već se temelje na provjerenim tehnologijama koje nastavljaju povećavati obje mogućnosti i smanjivati troškove.”
Na pitanje gdje se, s geografske tačke gledišta, provodi cijeli razvojni proces i proces nabavke, Dan Lindell je rekao da Zapad govori i provodi testove, dok Istok već isporučuje gotove proizvode. “Vidimo da se mnoge stvari o kojima se raspravlja i prikazuje na izložbama zaista integriraju u Rusiji, kao i u Kini. Vidimo sasvim jasne potrebe za sistemima ovog tipa u jugoistočnoj Aziji, dok zapadne zemlje razgovaraju i pokušavaju učiniti nešto, neke u manjoj mjeri, neke u većoj mjeri."
