Život padobranaca čak i danju pri iskrcavanju iz borbenog vozila pješaštva ili oklopnog transportera ovisi o najranijem postizanju maksimalne razine svjesnosti o situaciji, a da ne govorimo o slijetanju noću tijekom 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, sustavi za poboljšanje tehničkog vida za vozača, a nedavno su integrirali svestrane sustave vida bilo u nova vozila ili kao dodatni sustavi za nadogradnje
Danas se sve mijenja vrlo brzo zahvaljujući kombinaciji digitalnih senzora i integrirane elektroničke arhitekture, dok postoji jasna tendencija instaliranja automatski konfiguriranih sustava s više senzora koji mogu raditi besprijekorno zajedno kako bi se osigurala znatno bolja svjesnost o situaciji (kvaliteta složena percepcija heterogenih informacija u jednom prostorno -vremenskom volumenu) u usporedbi s onim što su prije imale posade oklopnih vozila, ograničene u pregledu.
Kako je navedeno u tvrtki Finmeccanica, danas je povećana razina vlasništva nad situacijom i sposobnost identificiranja, praćenja i označavanja pokretnih ciljeva u pokretu kritično važna i određuje trendove razvoja i širenja ovog tržišta. Sustavi naoružanja i uređaji za promatranje izravno utječu na učinkovitost borbenog vozila u ispunjavanju njegove glavne zadaće, pa su senzori s najvišim karakteristikama sve traženiji.
U međuvremenu, napredak u mikroelektronici i optici čini sustave noćnog vida pristupačnijima, pa s tim u vezi sve više zemalja želi stvoriti industrijsku osnovu za proizvodnju komponenti za ovu vrstu opreme. Vozačeve potrebe za sustavima 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 pješaštva, budući da posada i trupe moraju imati stalan svestrani prikaz.
CV90 BMP, opremljen s više kamera koje pružaju slike 24 sata dnevno, služi kao eksperimentalna platforma za sustav proširene stvarnosti Battle View 360 tvrtke BAE Systems, koji vam omogućuje da dobijete "kružnu" sliku i prikažete je na zaslonima postavljenim na kacigu posade i trupa
Koristeći zaslone postavljene na kacigu, svi u vozilu sa sustavom proširene stvarnosti Battle View 360 dobivaju svestrani prikaz; i ne moraju biti izvedenice tehnologija Q-Sight i Q-Warrior svjetlosnih vodiča BAE Systems
Proširena stvarnost
Osim ovih ključnih sustava koji su već dokazali svoju vrijednost, povezivanje senzora s naprednim zaslonima i sustavima za upravljanje informacijama omogućuje posadama da se presele u svijet proširene stvarnosti, u kojoj se mogu pronaći informacije o njihovim jedinicama, neprijatelju, rutama, orijentirima biti im predstavljeni u pravo vrijeme.prepreke zajedno s tisućama 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 se smanjuje težina, veličina, potrošnja energije i troškovne karakteristike senzora i računalnih sustava, a vrijeme i trud uložen u proces certifikacije su znatno manje nego u zrakoplovstvu. …
Osim toga, kako je primijetio Dan Lindell, šef borbenih vozila u švedskoj podružnici Hagglunds BAE Systems, ove tehnologije mijenjaju same strojeve. "Preuređujemo strojeve za integraciju ovih sustava … Prvo, u posljednjih pet do šest godina udvostručili smo snagu raspoređenu u stroju i vidimo da se potrošnja energije stalno povećava." Tvrtka 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 te osjetilne podatke i slike koje želimo distribuirati posadi? To je za nas veliki problem."
Trenutno se razvija sustav koji stavlja poseban naglasak na svijest o situaciji i integraciju ljudskih čimbenika. Sustav proširene stvarnosti BattleView 360 temelji se na sustavu digitalnog mapiranja. Ona skuplja. Prati i prikazuje ulomak terena za koji je posada zainteresirana. Dok nose kacigu s BattleView 360, oni koji sjede u automobilu dobivaju vanjsku "kružnu" sliku. Istodobno, 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 suradnji sa svojom britanskom podružnicom, trenutno demonstrira svoj BattleView 360 sustav instaliran na CV90 BMP u nekoliko zemalja. Voditelj programa Andy Thain vrlo je dobro upoznat sa tržištem slikanja i svijesti o situaciji za vojna vozila. "Definitivno vidimo sve veći 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 pješaštva, a u budućnosti i za druge vrste vozila."
Gospodin Thane rekao je kako tvrtka ima niz ugovora vezanih za različite britanske i američke istraživačke projekte u koje su uključene i druge tvrtke. "Sustavi koje razvijamo i proučavamo dodaju sposobnosti vozaču, strijelcu i zapovjedniku vozila i pružaju im znatno bolju preglednost od sadašnjih periskopa ili vrlo uskih prozora uobičajenih u vojnim vozilima." Za desante u stražnjem dijelu vozila važno je ovladavanje situacijom jer moraju znati što ih čeka prije iskrcaja iz vozila. "To bi mogao biti svaki pojedinačni padobranac, ali najvjerojatnije voditelj odreda kojeg slijede 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 sustav. 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 sustavima kružne svjesnosti o situaciji, kao i Britanski laboratorij za obrambenu znanost i tehnologiju (DSTL).
Pitanja integracije
Jedan od problema povezanih s integracijom takvih tehnologija su značajke dizajna određenog modela borbenog vozila, na primjer, za sustav kružnog pogleda potrebno je pronaći mjesto na trupu, opskrbiti napajanjem i prijenos podataka linije. Osim toga, moraju se prikazati slike s kamera kako bi se omogućila istodobna besprijekorna vizualizacija za sve u automobilu; sve to zahtijeva značajnu računalnu moć, poznavanje ljudskih čimbenika i iskustvo u razvoju specijaliziranog softvera."Obrada samih podataka nije velika stvar, problem je u izradi zaslona koji su dovoljno jaki da se mogu koristiti na vojnim vozilima", nastavio je Thane. “Naši ekrani prethodno su 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 raznim tehnologijama prikaza kaciga, uključujući optičke valovode koji se koriste u sustavu Q-Sight BAE sustava i njegovim izmjenama, iako to ne znači obaveznu integraciju tehnologije Q-Sight u sustav Battle View 360, budući da tvrtka razvija drugu tehnologiju malih robusnih zaslona. Thane se sjetio pikantnih primjedbi vojnika koji su se kretali uokolo s prikazima u automobilu, osobito kad su udarali glavom o nešto. "U svakom slučaju, uspjeli smo prebroditi ove radne uvjete."
Uz protokole pretvorbe koji se obično koriste za dostavu podataka s različitih senzora različitih proizvođača u istu mrežu, postoji 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 istodobno praćenje kretanja glava nekoliko ljudi, jer oni mogu gledati u različitim smjerovima. Rekao je da tvrtka ima rješenje za to, koje uključuje uređaj za praćenje u svakoj kacigi i set senzora za praćenje raspoređenih po unutrašnjosti vozila.
Što je točnije moguće, sinkronizacija prikazanih slika s vanjskim svijetom jedan je od najvažnijih ergonomskih problema. "Morate se pobrinuti da ljudima koji koriste sustav 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 zaslonima koje nose na glavi također je značajan problem, a kako bi to riješili, BAE Systems predstavio je element temeljen na "visoko pouzdanom" MIME (Map and Image Management Engine) softveru koji učinkovito radi sredinom 90-ih razni britanski vojni zrakoplovi. "Prilagodili smo ovaj alat za zemaljsku uporabu i uključili mnoštvo funkcionalnosti za upravljanje 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 se kamere mogu integrirati u veliki broj sustava za snimanje vozila
Izlaz informacija
MIME softver komunicira kroz komunikacijsku mrežu vozila sa sustavom borbenog upravljanja i / ili sustavom za otkrivanje i hvatanje cilja, uspoređujući primljene podatke i filtrirajući ih kako bi svakom korisniku pružio potrebne i točno dozirane informacije te eliminirao prekomjerno opterećenje informacijama."Dobivanje previše informacija gotovo je jednako loše kao i premalo informacija", rekao je Hadfield. - Odnosno, imamo još jedan zadatak: što bi trebala, a što ne bi trebala vidjeti određena osoba?
Peder Sjolund, su-razvijač BattleView 360 i voditelj programa u BAE Systems Hagglunds, rekao je da su radili s iskusnim posadama borbenih vozila kako bi razumjeli koje su im informacije potrebne u svakoj situaciji i koja bi ograničenja trebala 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 doista usredotočeni na rutu, gdje će biti sljedeća mjesta prikupljanja, koliko dugo ćete voziti, koliko goriva ima na raspolaganju i kojom brzinom je potrebno doći do mjesta prikupljanja u danom 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 tvrtka kombinirala ove dolazne informacije s konceptom zaslona montiranih na kacigu za posade zrakoplova, što je najbolji način za dobivanje korisnih informacija za one koji sjede u automobilu kada cijeli unutarnji 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 sustavom za upravljanje mini-borbom temeljenim na MIME softveru, koji omogućuje svakom korisniku prikaz slike s ispravnog senzora s potrebnim taktičkim podacima.
Većina oklopnih vozila ne dopušta dobar pregled, stoga su rasprostranjeni svi sustavi kamera, od kojih većina uključuje CMOS (komplementarne poluvodičke metalne oksidne) kamere za noćni vid
Više senzora
Kako napominje tvrtka Finmeccanica, iako broj senzora instaliranih na vojnim vozilima nastavlja rasti, kombinacija tehnologija je prilično stabilna, iako se stalno poboljšavaju. Tipičan sustav za promatranje uključuje senzor za noćni vid (obično infracrveni), dnevni nišan (optički ili televizijski) i laserski daljinomjer. Kako bi se ispunili posebni zahtjevi, često su integrirani dodatni senzori, poput laserskih iluminatora / pokazivača. Za sustave vizije vozača i svijesti o situaciji dovoljne su televizijske i toplinske kamere.
Plug and play optronika ostaje atraktivna za borbena vozila; na primjer, ovaj trend potkrijepljen je popularnošću obitelji POP (Plug-in Optronic Payload) izraelske tvrtke Aerospace Industries žiro stabiliziranih dnevnih i noćnih sustava za osmatranje i osmatranje. Obitelj POP uključuje šest sustava, svaki sa svojom konfiguracijom. Istodobno, svi oni imaju visoku razinu modularnosti i mogu prihvatiti posebne "odjeljke" s onim senzorima koji su određeni zahtjevima korisnika. Ovi se odjeljci mogu zamijeniti na terenu ako je potrebno, a u budućnosti će olakšati nadogradnju obitelji POP kako budu postajale dostupne nove tehnologije optičkih spregača.
Nehlađene infracrvene kamere postaju sve popularnije u "općim" aplikacijama, poput poboljšanja kvalitete vida vozača, ali ohlađene infracrvene kamere ostaju neophodne kada je potrebno snimanje visoke kvalitete. Što se tiče nišana za oružje, tradicionalni dugovalni (8-12 mikrona) uređaji trenutno se razvijaju u uređaje s više dosega, odnosno dodavanjem senzora srednjih valova (3-5 mikrona). U nekim općim aplikacijama niske razine, to jest u zadacima gdje vidljivost ne igra veliku ulogu, senzori koji rade u bliskom (dugovalnom) infracrvenom području spektra trenutno se koriste zajedno s jeftinim televizijskim kamerama.
Finmeccanica vjeruje da će tehnologija proizvodnje krugova temeljenih na komplementarnim strukturama metal-oksid-poluvodič (CMOS) postupno zamijeniti CCD kamere u vidljivom rasponu, a daljnje će se razvijati egzotičnije tehnologije poput dalekog (kratkovalnog) infracrvenog područja spektra. Prema tvrtki, mogućnosti ovog područja spektra razlikuju se od srednjovalnog i dugovalnog infracrvenog područja. Može biti koristan za neke specijalizirane aplikacije, iako relativno visoki troškovi trenutno mogu ograničiti vojnu potražnju za njim. Uz napredak u tehnologijama koje se temelje na manje poznatim valnim duljinama, kontinuirani napredak u senzorskoj tehnologiji omogućuje i rashlađene i nehlađene infracrvene detektore s manjim nizovima, većom razlučivošću i / ili manjim optičkim membranama (otvorima).
Tipični moderni zasloni vozila su robusni zasloni sa posebnim značajkama za maksimalnu kvalitetu jednobojnih slika s infracrvenih kamera. Najnoviji sustavi su umreženi multifunkcionalni LCD paneli s ravnim ekranom sa softverom koji može prikazati više slika istodobno, postaviti grafiku visoke rezolucije i poboljšati kvalitetu slike. Njihov razvoj, potaknut dostupnošću komercijalne tehnologije panela, ide prema boljoj kvaliteti slike (uključujući višu razlučivost), većoj propusnosti interne mreže i većoj računalnoj snazi.
Za i protiv
S obzirom na razvoj zaslona montiranih na kacigama, 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 tvrtke, uključuju troškove, lošu zaštitu od oštećenja, umor vlasnika i, eventualno, ograničavanje mogućnosti obavljanja određenih zadataka u automobilu, kao i potrebu za rezervnim uređajem. Zaključak koji je Finmeccanica donio iz analize prednosti i nedostataka jest da se u bliskoj budućnosti zasloni postavljeni na kacigama neće široko koristiti u vojnim vozilima. Međutim, tvrtka 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 usredotočili 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 razini sustava (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 omogućuje uključivanje šireg niza konkurentskih dobavljača.
Mišljenja stručnjaka
Emmanuelle Bercier, voditeljica prodaje u ULIS -u (odjelu francuske tvrtke za infracrvenu tehnologiju Sofradir), koja proizvodi rashlađene termovizijske kamere, primijetila je da zahtjevi vojske postaju sve specifičniji u smislu željene funkcionalnosti. To uključuje poboljšane sustave vida za vozače, povećanu lokalnu svijest o situaciji za zaštitu vozila i integraciju u daljinski upravljane oružne postaje (RWM), na primjer, za navođenje oružja. "Vidimo dva glavna izazova", nastavio je Bercier. - Prvo, poboljšanje performansi kako bi se dobilo veće vidno polje, na primjer, 180 stupnjeva za sustav vida vozača, ili povećanje raspona prepoznavanja lokalnog sustava svjesnosti o situaciji i DBA … Drugo, razvoj opreme s manje dimenzije, lakše, s manjom potrošnjom energije. Iako se ponekad bavimo velikim strojevima, raspoloživa količina bilo koje opreme uvijek je problem."
Što se tiče potencijalno ometajućih novih tehnologija, gospodin Bercier vjeruje da su CMOS senzori koji pokrivaju vidljivi spektar i blisku infracrvenu vezu dobri kandidati za buduće svevremenske uređaje za vid vozača, a isto vrijedi i za kratkoročne infracrvene sustave. “Nove tehnologije bit će izazovi za postizanje potrebne razine zrelosti i kvalifikacija za ove vrste aplikacija. Vidjet ćemo što će se dogoditi u sljedećih deset godina, ali toplinski senzori već se temelje na provjerenim tehnologijama koje nastavljaju povećavati obje mogućnosti i smanjivati troškove.”
Na pitanje gdje se, s geografskog gledišta, provodi cijeli razvojni proces i proces nabave, 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 sustavima ovog tipa u jugoistočnoj Aziji, dok zapadne zemlje razgovaraju i pokušavaju učiniti nešto, neke u manjoj, neke u većoj mjeri."
