Selv i dagtimerne afhænger faldskærmssoldaternes liv ved afstigning fra et infanteri -kampvogn eller pansret mandskabsvogn af den tidligste opnåelse af det maksimale situationsfornemmelse, for slet ikke at tale om landing om natten under en kamp, når landingsstyrkens sikkerhed afhænger næsten helt af sensorteknologier
I mere end et årti er optoelektroniske systemer blevet installeret i militære køretøjer til overvågning og målretning, f.eks. Nattesyn, systemer til forbedring af det tekniske syn for føreren, og for nylig har de integreret allround vision-systemer enten i nye køretøjer eller som ekstra systemer til opgraderinger
I dag ændrer alt sig meget hurtigt takket være kombinationen af digitale sensorer og integreret elektronisk arkitektur, mens der er en klar tendens til at installere automatisk konfigurerbare multisensorsystemer, der kan fungere problemfrit sammen for at give betydeligt bedre situationsfornemmelse (kvaliteten af kompleks opfattelse af heterogen information i et enkelt rumligt -samtidigt volumen) i sammenligning med, hvad besætningerne på pansrede køretøjer, begrænset i gennemgang, havde før.
Som bemærket i Finmeccanica -virksomheden er i dag et øget ejerskabsniveau for situationen og evnen til at identificere, spore og markere bevægelige mål i bevægelse kritisk vigtig og bestemmer udviklingen og ekspansionstendenserne på dette marked. Våbensystemer og observationsudstyr påvirker direkte et kampkøretøjs effektivitet i opfyldelsen af dets hovedopgave, og derfor er sensorer med de højeste egenskaber i stigende grad efterspurgt.
I mellemtiden gør fremskridt inden for mikroelektronik og optik nattesynssystemer mere overkommelige, og i denne forbindelse ønsker flere og flere lande at skabe et industrielt grundlag for produktion af komponenter til denne type udstyr. Chaufførens behov for nattesynssystemer kan hovedsageligt imødekommes af kortdistance-sensorer (normalt ukølede infrarøde eller fjernsynskameraer), mens allround-vision-sensorer bliver en integreret del af pansrede mandskabsvogne og infanterikampe, siden besætning og tropper skal have et konstant allround-udsyn.
CV90 BMP, udstyret med flere kameraer, der leverer 24/7 billeder, fungerer som en eksperimentel platform for BAE Systems 'Battle View 360 augmented reality-system, som giver dig mulighed for at få et "cirkulært" billede og vise det på hjelmmonterede displays af besætningen og tropperne
Ved hjælp af hjelmmonterede displays får alle i køretøjet med Battle View 360 augmented reality-system et helhedsbillede; og det behøver ikke at være derivater af BAE Systems 'Q-Sight og Q-Warrior lysstyreteknologier
Augmented reality
Ud over disse nøglesystemer, der allerede har bevist deres værdi, gør forbindelsen af sensorer med avancerede displays og informationsstyringssystemer det muligt for besætningerne at bevæge sig til en verden af augmented reality, hvor oplysninger om deres enheder, fjenden, ruter, vartegn kan blive præsenteret for deres opmærksomhed på det rigtige tidspunkt. forhindringer sammen med tusindvis af andre meddelelser og oplysninger. Selvom dette koncept er velkendt inden for militær luftfart, kan terrængående køretøjer snart overgå det på dette område, da sensorer og computersystemers vægt, størrelse, energiforbrug og omkostningskarakteristika reduceres, og den tid og kræfter, der bruges på certificeringsprocessen, er betydeligt mindre end inden for luftfart ….
Desuden, som Dan Lindell, leder af kampbiler ved den svenske afdeling af Hagglunds af BAE Systems, bemærkede, ændrer disse teknologier selve maskinerne. "Vi redesigner maskiner for at integrere disse systemer … For det første har vi i de sidste fem til seks år fordoblet den effekt, der fordeles i maskinen, og vi ser, at energiforbruget konstant stiger." Virksomheden fortsætter med at arbejde med elektriske og hybridelektriske drev (en traditionel motor gennem en generator, der driver elmotorer) til sine biler. Lindell hævder, at den menneskelige faktor også er vigtig for optoelektronisk teknologi.”Hvordan repræsenterer vi alle disse sansedata og billeder, som vi vil distribuere til besætningen? Dette er et meget stort problem for os."
Der udvikles i øjeblikket et system, der lægger særlig vægt på situationsfornemmelse og integration af menneskelige faktorer. Augmented reality -systemet BattleView 360 er baseret på et digitalt kortlægningssystem. Hun samler. Sporer og viser et fragment af terrænet, som besætningen er interesseret i. Mens de har hjelm på med BattleView 360, får de, der sidder i bilen, et eksternt "cirkulært" billede. Samtidig modtager de straks beskeder om ændringer i situationen og målbetegnelse for at åbne ild. Kampvognens besætning kan interagere med BattleView 360 på to måder via en hjelm eller en tablet. BAE Systems demonstrerer i samarbejde med sit britiske datterselskab i øjeblikket sit BattleView 360 -system installeret på CV90 BMP i flere lande. Programleder Andy Thain er meget fortrolig med billeddannelses- og situationsbevidsthedsmarkedet for militære køretøjer. "Vi ser helt sikkert en stigende interesse i hele Europa og i USA, især inden for forskningsområdet, i situationsbevidsthedssystemer til disse kampkøretøjer, især til pansrede mandskabsvogne og infanterikampe og i fremtiden til andre typer køretøjer."
Thane sagde, at virksomheden har en række kontrakter i forbindelse med forskellige britiske og amerikanske forskningsprojekter, hvor andre virksomheder også er involveret. "De systemer, vi udvikler og studerer, tilføjer kapaciteter til chaufføren, skytten og køretøjschefen og giver dem betydeligt bedre allround-synlighed, end de har med nuværende periskoper eller de meget smalle slidsede vinduer, der er almindelige i militære køretøjer." For landingspartiet bag på køretøjet er beherskelse af situationen vigtig, da de har brug for at vide, hvad der venter dem, før de går i land fra køretøjet. "Det kan være hver eneste faldskærmstropper, men sandsynligvis en holdleder efterfulgt af hans underordnede."
Med hensyn til geografien er "der interesse og aktivitet i USA og i hele Europa," noterede Thane f.eks. Alle syv CV90 -maskinoperatører i Europa (Danmark, Estland, Finland, Holland, Norge, Schweiz og Sverige) overvejer integration af systemet. Battle View 360, når du opgraderer dine køretøjer. I USA arbejder militære organisationer, herunder Command for Doctrine and Combat Training (TRADOC) og Communications Electronics Research Center (CERDEC) på cirkulære situationsbevidste systemer, ligesom British Defense Science and Technology Laboratory (DSTL).
Integrationsspørgsmål
Et af problemerne forbundet med integration af sådanne teknologier er designfunktionerne i en specifik model af et kampvogn, for eksempel for et cirkulært udsyn, er det nødvendigt at finde et sted på skroget, levere strøm og lægge dataoverførsel linjer. Derudover skal billeder fra kameraer vises for at give samtidig problemfri visualisering for alle i bilen; alt dette kræver betydelig computerkraft, viden om menneskelige faktorer og erfaring med udvikling af specialiseret software."Behandling af selve dataene er ikke en stor ting, problemet er at lave displays, der er stærke nok til at blive brugt på militære køretøjer," fortsatte Thane.”Vores displays var tidligere installeret på jetfly og helikoptere. At tage denne teknologi og gøre dem hårde og manipuleringssikre er virkelig udfordrende, men gennemførligt, fordi de optiske komponenter, vi har, er stærke og kompakte nok."
I denne henseende er det værd at dvæle ved forskellige hjelmvisningsteknologier, herunder optiske bølgeledere, der bruges i Q-Sight-systemet i BAE Systems og dets modifikationer, selvom dette ikke betyder den obligatoriske integration af Q-Sight-teknologi i Battle View 360-systemet, da virksomheden udvikler anden lille robust displayteknologi. Thane huskede de pikante bemærkninger fra soldaterne, der bevægede sig rundt med displayene inde i bilen, især når de bankede hovedet på noget. "Anyway, vi var i stand til at komme igennem disse driftsbetingelser."
Ud over de konverteringsprotokoller, der almindeligvis bruges til at levere data fra forskellige sensorer fra forskellige producenter til det samme netværk, er der problemet med billedsømning eller justering. "Det betyder at kombinere billeder fra synlige og infrarøde sensorer med forskellige funktionsprincipper, forskellige linser og synsfelter og gøre dem kompatible med hinanden," sagde Richard Hadfield, teknisk leder for Battle View 360 hos BAE Systems. "Vi zoomer ind og ud i realtid for at oprette en virtuel kuppel og derefter indsætte disse sensorer i den virtuelle kuppel." Et andet teknisk problem, nævnt af Hadfield, er den samtidige sporing af bevægelsen af flere menneskers hoveder, fordi de kan se i forskellige retninger. Han sagde, at virksomheden har en løsning til dette, som omfatter en sporingsenhed i hver hjelm og et sæt sporingssensorer fordelt over hele køretøjets indre.
Så præcist som muligt er synkroniseringen med omverdenen af de viste billeder et af de vigtigste ergonomiske problemer. "Du skal sørge for, at de mennesker, der bruger systemet, ikke er utilpas med latenstid eller latenstid," sagde Hadfield. "Vi tror, vi fik det rigtigt og fjernede forsinkelsen, men jeg kan ikke sige, hvordan." Hvordan brugerne interagerer med de skærme, de bærer på hovedet, er også et væsentligt problem, og for at løse dette introducerede BAE Systems et element baseret på "meget pålidelig" MIME (Map and Image Management Engine) -software, der fungerer effektivt med midten af 90'erne på forskellige britiske militærfly. "Vi har tilpasset dette værktøj til terrestrisk brug og inkluderet masser af funktionalitet, der håndterer terrænet, så vi f.eks. Kan planlægge ruter ved hjælp af terrænegenskaber, og det er alt muligt for enhver køretøjstype," tilføjede Hadfield.
Finmeccanicas førsteklasses termiske kameraer bruger en tredje generations MCT-sensor i høj opløsning til at levere fremragende billedkvalitet, dag, nat og dårligt udsyn. Disse kameraer kan integreres i en lang række forskellige billeddannelsessystemer
Informationsoutput
MIME -softwaren interagerer gennem køretøjets kommunikationsnetværk med kampstyringssystemet og / eller måldetekterings- og indsamlingssystemet, sammenligner de modtagne data og filtrerer dem for at give hver bruger den nødvendige og nøjagtigt doserede information og eliminere overdreven informationsbelastning."At få for meget information er næsten lige så slemt som at give for lidt information," sagde Hadfield. - Det vil sige, at vi har en opgave mere: hvad skal og hvad bør ikke ses af en bestemt person?
Peder Sjolund, BattleView 360-medudvikler og programchef hos BAE Systems Hagglunds, sagde, at de arbejdede med erfarne kampvognmænd for at forstå, hvilken information de har brug for i hver situation, og hvad begrænsningerne skal være. "Vi hentede et par tank- og BMP -chefer til at starte en diskussion om, hvor meget information de kan håndtere i forskellige scenarier," sagde han. - Et af scenarierne kan være en march, og det andet kan være tæt kamp. Hvis du er på march, så er du virkelig fokuseret på ruten, hvor de næste opsamlingssteder vil være, hvor lang tid du vil køre, hvor meget brændstof der er tilgængeligt, og hvilken hastighed der er nødvendig for at komme til indsamlingsstedet på et givet tidspunkt tid,”tilføjede Hadfield. "Men så, når du kommer tættere på målet, begynder trusler at dukke op, så går du ind på forskellige stadier af kampmissionen, og åbenbart vil de oplysninger, du ser, ændre sig."
Sjolund sagde, at virksomheden har kombineret denne indgående information med konceptet med hjelmmonterede displays til flybesætninger, hvilket er den bedste måde at få nyttig information til dem, der sidder i bilen, når hele det indvendige rum ikke er fyldt med skærme, ofte der er ikke nok plads eller tilgængelig energi til dem, eller begge dele. den anden på samme tid. Modulet på hver hjelm har en individuel hovedbevægelsessensor og en enhed til tilslutning til et mini-kampsystem baseret på MIME-software, som giver hver bruger mulighed for at vise et billede fra den korrekte sensor med den nødvendige taktiske information overlejret.
De fleste pansrede køretøjer tillader ikke et godt udsyn, derfor er kamerasystemer af alle typer udbredt, hvoraf de fleste omfatter CMOS (komplementære metaloxidhalvleder) natkameraer
Flere sensorer
Som Finmeccanica -firmaet bemærker, mens antallet af sensorer installeret på militære køretøjer fortsat vokser, er kombinationen af teknologier ret stabil, selvom de konstant forbedres. Et typisk synssystem inkluderer en nattesensor (normalt infrarød), en dagsvisning (enten optisk eller fjernsyn) og en laserafstandsmåler. For at imødekomme særlige krav er der ofte integreret yderligere sensorer, såsom laserbelysning / pointer. For førersyn og situationsbevidsthedssystemer er fjernsyn og termiske kameraer tilstrækkelige.
Plug and play optronics forbliver attraktive for kampbiler; for eksempel understøttes denne tendens af populariteten af POP (Plug-in Optronic Payload) Israel Aerospace Industries-familien af gyrostabiliserede dag- og natobservations- og observationssystemer. POP -familien omfatter seks systemer, hver med sin egen konfiguration. Samtidig har de alle et højt grad af modularitet og kan acceptere særlige "sektioner" med de sensorer, der bestemmes af brugerens krav. Disse sektioner kan om nødvendigt udskiftes i feltet, og vil i fremtiden gøre det let at opgradere POP -familien, efterhånden som nye optokoblede teknologier bliver tilgængelige.
Ikke -afkølede infrarøde kameraer bliver mere og mere populære i "generelle" applikationer, f.eks. Forbedring af førerkvaliteten, men afkølede infrarøde kameraer er stadig et must, når billedbehandling af høj kvalitet er påkrævet. Hvad angår våbenmuligheder, er traditionelle langbølgede (8-12 mikron) enheder i øjeblikket ved at udvikle sig til multi-range-enheder, det vil sige ved at tilføje mellembølgesensorer (3-5 mikron). I nogle generelle applikationer på lavt niveau, det vil sige i opgaver, hvor synlighed ikke spiller en stor rolle, bruges sensorer, der opererer i det nærliggende (langbølgede) infrarøde område af spektret, i øjeblikket sammen med billige fjernsynskameraer.
Finmeccanica mener, at teknologien til fremstilling af kredsløb baseret på komplementære metaloxid-halvlederstrukturer (CMOS) gradvist vil erstatte CCD-kameraer i det synlige område, og mere eksotiske teknologier såsom det fjerne (kortbølgede) infrarøde område af spektret vil blive videreudviklet. Ifølge virksomheden er kapaciteterne i denne region i spektret forskellige fra mellembølge- og langbølgebehandlingerne. Det kan være nyttigt til nogle specialiserede applikationer, selvom de relativt høje omkostninger i øjeblikket kan begrænse militær efterspørgsel efter det. Ud over fremskridt inden for teknologier baseret på mindre kendte bølgelængder giver kontinuerlige fremskridt inden for sensorteknologi mulighed for både afkølede og ukølede infrarøde detektorer med mindre arrays, højere opløsning og / eller mindre optiske (blænde) membraner.
Typiske moderne køretøjsskærme er robuste skærme med særlige funktioner for at maksimere kvaliteten af monokrome billeder fra infrarøde kameraer. De nyeste systemer er netværksbaserede multifunktionelle fladskærms-LCD-paneler med software, der kan vise flere billeder på samme tid, overlejre grafik i høj opløsning og forbedre billedkvaliteten. Deres udvikling, drevet af tilgængeligheden af kommerciel panelteknologi, går mod bedre billedkvalitet (herunder højere definition), mere intern netværksbåndbredde og mere computerkraft.
Fordele og ulemper
Med hensyn til udviklingen af hjelmmonterede displays navngav Finmeccanica styrker og svagheder ved eksisterende teknologi. Fordelene omfatter kompakthed, evnen til at arbejde med eller uden hjelm og relativt lavt strømforbrug. Deres ulemper inkluderer ifølge virksomheden omkostninger, dårlig beskyttelse mod skader, træthed hos ejeren og muligvis begrænsning af evnen til at udføre bestemte opgaver i bilen samt behovet for en backupenhed. Den konklusion, Finmeccanica gjorde ved analysen af fordele og ulemper, er, at hjelmmonterede displays i den nærmeste fremtid ikke vil blive udbredt i militære køretøjer. Virksomheden er imidlertid mere optimistisk med hensyn til udsigterne til augmented reality (tilføjelse af imaginære objekter til billeder af objekter i den virkelige verden, normalt en hjælpe-informativ ejendom), som kan opnås uden hjelmmonterede displays. "Augmented reality har et enormt potentiale, da det forbedrer præsentationen af information til besætningen, hvilket kan hjælpe med afsløring og målretning." Ikke overraskende fokuserede næsten alle deres kunder primært på pris og ydelse, men Finmeccanica understreger, at disse faktorer afhænger af applikationen. Kunden er typisk villig til at investere mere, når der er behov for løsninger på systemniveau (f.eks. Brandbekæmpelse eller situationsfornemmelse), ikke kun fordi de er dyrere, men hovedsageligt fordi kravene er strengere, og dette forhindrer brug af billigere og mindre funktionelt udstyr fra leverandører af det nedre segment. Med mindre strenge krav gør vægten på omkostninger det muligt at involvere en bredere vifte af konkurrerende leverandører.
Eksperters meninger
Emmanuelle Bercier, salgschef hos ULIS (en division af det franske infrarøde teknologiselskab Sofradir), der laver uafkølede termiske billedbehandlere, har bemærket, at militærets krav bliver mere specifikke med hensyn til ønsket funktionalitet. Dette omfatter forbedrede synssystemer for chauffører, øget lokal situationsfornemmelse for at beskytte køretøjer og integration i fjernstyrede våbenstationer (RWM'er), f.eks. Til våbenvejledning. "Vi ser to hovedudfordringer," fortsatte Bercier. - For det første forbedring af ydeevnen for at få et større synsfelt, f.eks. 180 grader til førersynssystemet eller øge genkendelsesområdet for det lokale situationsbevidsthedssystem og DBA … For det andet udvikling af udstyr med mindre dimensioner, lettere, med mindre strømforbrug. Selvom vi nogle gange håndterer store maskiner, er den tilgængelige volumen for alt udstyr altid et problem."
Hvad angår potentielt forstyrrende nye teknologier, mener Bercier, at CMOS-sensorer, der dækker det synlige spektrum og nær infrarød, er gode kandidater til fremtidige vejrvisionsenheder for alle vejrforhold, og det samme gælder for kortbølgede infrarøde systemer. “Nye teknologier vil være udfordrende for at opnå det nødvendige modenhedsniveau og kvalifikationer til denne slags applikationer. Vi vil se, hvad der sker i de næste ti år, men termiske billedsensorer er allerede baseret på dokumenterede teknologier, der fortsat øger både kapaciteter og reducerer omkostninger.”
På spørgsmålet om, hvor der fra et geografisk synspunkt hele udviklings- og indkøbsprocessen udføres, sagde Dan Lindell, at Vesten taler og udfører test, mens Østen allerede leverer færdige produkter.”Vi ser, at mange ting, der diskuteres og vises på udstillinger, virkelig integreres i Rusland såvel som i Kina. Vi ser ganske klare behov for systemer af denne type i Sydøstasien, mens vestlige lande taler og forsøger at gøre noget, nogle i mindre grad, nogle i større grad."
