Видеть всё, видеть сквозь: состояние и перспективы систем технического зрения боевых машин
БМП CV90, оснащенная несколькими камерами, круглосуточно выдающими изображение, служит в качестве экспериментальной платформы для системы дополненной реальности Battle View 360 от BAE Systems, которая позволяет получить «круговое» изображение и показать его на нашлемных дисплеях экипажа и десанта
В тепловизионных камерах компании Finmeccanica высшего класса используется матрица MCT третьего поколения с высоким разрешением, позволяющая получать изображения отличного качества, днем, ночью и при плохой видимости. Эти камеры могут интегрироваться в самые разные системы визуализации транспортных средств
Вывод информации
Программное обеспечение MIME взаимодействует по коммуникационной сети машины с системой управления боем и/или системой обнаружения и захвата целей, сопоставляя получаемые данные и отфильтровывая их с целью выдачи каждому пользователю необходимой и точно дозированной информации и исключения избыточной информационной нагрузки. «Получение слишком большого объема информации почти также плохо, как предоставление слишком малого объема информации, – заметил Хэдфилд. – То есть перед нами стоит еще одна задача: что должен, а что не должен видеть конкретный человек?»
Педер Сьолунд, один из разработчиков системы BattleView 360 и руководитель этой программы в компании BAE Systems Hagglunds сказал, что они работали вместе с опытными экипажами боевых машин для того, чтобы понять, какая информация им необходима в каждой ситуации и какие должны быть при этом ограничения. «Мы пригласили пару командиров танков и БМП, чтобы начать обсуждение того, сколько информации они могут обработать в различных сценариях – сказал он. – Одним из сценариев может быть марш, а вторым может быть ближний бой. Если вы во время марша, то вы реально сосредоточены на маршруте, где будут следующие пункты сбора, как долго вы будете ехать, каков запас топлива и какая скорость необходима, чтобы попасть в точку сбора в заданное время, – добавил Хэдфилд. – Но затем по мере приближения к цели у вас начинают появляться угрозы, далее вы вступаете в различные этапы боевой задачи и очевидно информация, которую вы видите, будет меняться».
Сьолунд сказал, что компания совместила эту поступающую информацию с концепцией нашлемных дисплеев экипажей воздушных судов, что является лучшим способом получения полезной информации для сидящих в машине, когда экранами не заполняется все внутреннее пространство, зачастую для них недостаточно или места или доступной энергии, или того и другого одновременно. Модуль на каждом шлеме имеет индивидуальный датчик движений головы и устройство подключения к мини-системе управления боем на базе программного обеспечения MIME, что позволяет выдавать каждому пользователю картинку с правильного сенсора с наложением необходимой тактической информации.
Большая часть бронированных машин не позволяет иметь хороший обзор, поэтому широкое распространение получили системы камер всех типов, большая часть которых включает камеры ночного видения технологии КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник)
Больше сенсоров
Как отмечают в компании Finmeccanica, в то время как количество сенсоров устанавливаемых на военные машины продолжает расти, сочетание технологий довольно стабильно, хотя они постоянно совершенствуются. Типичный прицельный комплекс включает сенсор ночного видения (как правило, инфракрасный), дневной прицел (либо оптический, либо телевизионный) и лазерный дальномер. С целью соответствия особым требованиям зачастую интегрируются такие дополнительные сенсоры, как например лазерные осветители/указатели. Для систем обзора водителя и ситуационной осведомленности достаточно теле- и тепловизионных камер.
Автоматически конфигурируемая оптроника остается привлекательной для установки на боевые машины; например, эту тенденцию подкрепляет популярность семейства гиростабилизированных дневных и ночных систем наблюдения и прицеливания компании POP (Plug-in Optronic Payload) Israel Aerospace Industries. Семейство POP включает шесть систем, каждая из которых имеет свою конфигурацию. Вместе с тем, все они имеют высокий уровень модульности и могут принимать особые «секции» с теми сенсорами, которые определены требованиями пользователя. При необходимости эти секции могут заменяться в полевых условиях, а в будущем позволят легко модернизировать системы семейства POP по мере появления новых оптронных технологий.
Неохлаждаемые инфракрасные камеры становятся все более популярными в «общих» приложениях, например они позволяют улучшить качество технического зрения водителя, но охлаждаемые инфракрасные камеры остаются обязательным атрибутом, когда необходима высококачественная визуализация. Что касается прицелов вооружения, то традиционные длинноволновые (8-12 микрон) устройства в настоящее время эволюционируют в устройства с несколькими диапазонами, то есть за счет добавления средневолновых (3-5 микрон) сенсоров. В некоторых общих приложениях низкого уровня, то есть в задачах, где заметность не играет большой роли, в настоящее время вместе с недорогими телевизионными камерами применяются сенсоры, работающие в ближней (длинноволновой) ИК-области спектра.
В компании Finmeccanica считают, что технология изготовления схем на комплементарных структурах металл-оксид-полупроводник (КМОП) постепенно заменит ПЗС-камеры видимого диапазона, и дальнейшее развитие получат пока более экзотичные технологии, как например дальняя (коротковолновая) ИК-область спектра. Как утверждают в компании, возможности этой области спектра отличаются от средневолновых и длинноволновых ИК-диапазонов. Она может быть полезна для некоторых специализированных приложений, хотя относительно высокая стоимость может в настоящее время ограничивать на нее спрос военных структур. Кроме развития технологий, базирующихся на менее известных диапазонах волн, непрерывный прогресс в сенсорных технологиях позволяет создавать как охлаждаемые, так и неохлаждаемые инфракрасные детекторы с матрицами меньших размеров, которые имеют более высокое разрешение и/или меньшие оптические (апертурные) диафрагмы.
Типичные современные дисплеи для транспортных средств – это упрочненные экраны со специальными элементами для максимального повышения качества монохромных изображений, получаемых с инфракрасных камер. Новейшие системы представляют собой объединенные в сеть многофункциональные плоские ЖК-панели с программным обеспечением, позволяющим выводить одновременно нескольких изображений, накладывать графические изображения с высоким разрешением и повышать качество изображений. Их развитие, определяемое доступностью технологии коммерческих панелей, движется в сторону лучшего качества картинки (включая более высокую четкость), большей пропускной способности внутренней сети и больших вычислительных мощностей.
За и против
Что касается развития нашлемных дисплеев, то в компании Finmeccanica назвали силу и слабость существующей технологии. Среди преимуществ можно назвать компактность, способность обеспечивать работу как при надетом, так и при снятом шлеме и относительно низкое энергопотребление. К их недостаткам, как считают в компании, относится стоимость, слабая защищенность от повреждений, быстрая утомляемость владельца и, возможно, ограничение способности выполнять в машине некоторые задачи, а также необходимость в резервном устройстве. Вывод, который сделали в компании Finmeccanica из анализа преимуществ и недостатков, заключается в том, что в ближайшем будущем нашлемные дисплеи не получат широкого распространения в военных машинах. Впрочем, компания более оптимистична касательно перспектив дополненной реальности (добавление к изображениям объектов реального мира мнимых объектов, обычно вспомогательно-информативного свойства), которая может быть получена без нашлемных дисплеев. «У дополненной реальности имеется огромный потенциал, поскольку она позволяет улучшить представление информации экипажу, что может помочь при обнаружении и наведении на цели». Не удивительно, что почти все заказчики в основном сосредоточились на цене и характеристиках, но в компании Finmeccanica подчеркивают, что эти факторы зависят от приложения. Как правило, заказчик готов вложить больше, когда необходимы решения системного уровня (например, управление огнем или осведомленность об обстановке) не только потому, что они более дороги, но в основном потому, что требования здесь более жесткие и это исключает использование более дешевого и менее функционального оборудования от поставщиков нижнего сегмента. При менее жестких требованиях акцент на стоимость позволяет задействовать более широкий круг конкурирующих между собой поставщиков.
Мнения специалистов
Эммануэль Берсье, руководитель продаж в фирме ULIS (подразделение французской компании Sofradir, занимающейся инфракрасными технологиями), которая изготавливает неохлаждаемые тепловизоры, заметил, что требования военных становятся всё более специфичными касательно желаемой функциональности. Это включает улучшение систем технического зрения для водителей, повышение локальной ситуационной осведомленности для защиты машин и интеграцию в дистанционно управляемые боевые модули (ДУБМ), например, для наведения вооружения. «Мы видим две основных задачи, – продолжил Берсье. – Первое, повышение характеристик для того, чтобы получить большее поле зрения, например 180 градусов для системы технического зрения водителя, или увеличить дальность распознавания системы локальной ситуационной осведомленности и ДУБМ... Второе, разработка оборудования с меньшими размерами, более легкое, с меньшим энергопотреблением. При том что мы имеем порой дело с крупными машинами, доступный объем для любого оборудования всегда является проблемой».
Что касается потенциально прорывных новых технологий, то господин Берсье считает, что КМОП-сенсоры, закрывающие видимый спектр и ближнюю часть инфракрасного спектра, являются хорошим кандидатом на перспективные всепогодные устройства технического зрения водителя, тоже самое применимо и к коротковолновым ИК-системам. «Новые технологии будут испытывать сложности в процессе достижения необходимого уровня отработанности и прохождения квалификации для подобного рода приложений. Увидим, что случится в следующие десять лет, но тепловизионные сенсоры уже базируются на отработанных технологиях, которые продолжают повышать как возможности, так и снижать стоимость».
На вопрос о том, где с географической точки зрения активней ведется всего процесс разработок и закупок, Дэн Линделл сказал, что Запад говорит и проводит испытания, тогда как Восток уже действительно поставляет готовые изделия. «Мы видим, что многие вещи, которые обсуждаются и показываются на выставках, реально интегрируются в России, а также в Китае. Мы видим довольно явные потребности в системах этого типа в Юго-восточной Азии, в то время как страны Запада ведут разговоры и пытаются что-то делать, кто в меньшей степени, кто в большей».
Использованы материалы:
www.leonardocompany.com
www.baesystems.com
www.iai.co.il
www.ulis-ir.com
www.techcult.ru
www.wikipedia.org
ru.wikipedia.org
Автор: Alex Alexeev