Els dispositius tàctics de visió nocturna continuen sent un component essencial de l'equipament d'unitats amfibies terrestres que realitzen operacions ofensives i missions de reconeixement.
El Departament de Defensa dels Estats Units, que està explorant diversos conceptes nous, no només pot oferir nous dispositius de visió nocturna amb un rendiment òptim, sinó també integrar noves capacitats en models bàsics per millorar l’eficàcia del combat nocturn. el nivell de consciència de la situació: un soldat individual i una petita unitat.
Aconsegueix la nit
Segons Darell Heckler, cap del sector de la visió nocturna de Harris Corporation Communications Systems, hi ha molts requisits crítics perquè la indústria doni suport als programes internacionals i nord-americans.
Un representant de la Harris Corporation va explicar que el mercat dels sistemes optoelectrònics / infrarojos (OE / IR) avui en dia pot proporcionar més que petites divisions. Els dispositius de visió nocturna ara són capaços d’augmentar la consciència de la situació dels equips de combat i reconeixement mitjançant la integració de la realitat augmentada, la realitat virtual i l’aprenentatge automàtic.
“Veiem que el mercat de la visió nocturna es converteix en quelcom més que un mercat de consciència de la situació visual, tal com ha estat en el passat. Anteriorment, la visió nocturna simplement permetia al nostre usuari veure durant períodes de visibilitat limitada associats a la poca llum. Avui, el futur es basarà en aquesta tecnologia i, al mateix temps, proporcionarà a l’usuari oportunitats addicionals.
Recordant l’evolució dels requisits operatius de les forces armades de molts països, Heckler va afegir: “Sistemes que inclouen tecnologia de fusió de sensors [OE / IR], la capacitat d’enviar i rebre informació important a través dels seus sistemes visuals (dia i nit), sistemes que permeten perquè l'usuari es converteixi en un sensor, tot això esdevindrà fonamental en el futur ".
Solucions integrades
Necessitats similars estan sent abordades pel Comandament d’Operacions Especials i l’exèrcit nord-americà, que ja han començat a investigar conceptes especialitzats per veure com es poden simplificar aquestes necessitats operatives urgents a curt i mitjà termini.
Hi ha molta feina teòrica i pràctica en el camp de la tecnologia de visió nocturna. Un exemple és un taller de la indústria celebrat el novembre passat al Laboratori de Física Aplicada de Baltimore que va examinar la integració de pantalles de realitat augmentada i virtual amb capçals de visió nocturna HUD (pantalles cap amunt), així com programari de realitat augmentada. Realitat per " millorar les característiques òptiques "dels dispositius existents.
En aquest seminari, organitzat pel Departament de Tecnologies de Resposta Ràpida, que forma part del Departament de Defensa dels Estats Units, el desenvolupament en el camp de la fusió de dades de diversos sensors i el seu posterior processament, així com els problemes de designació d’objectius, com la direcció militar dels Estats Units desenvolupa plans estratègics per a la introducció àmplia de tecnologies i dispositius avançats en la visió nocturna de les tropes.
Paral·lelament, l’exèrcit nord-americà treballa en el seu Sistema Integrat d’Augment Visual (IVAS), que envolta el combatent amb dades tàctiques digitals per proporcionar a les unitats terrestres una "major letalitat, mobilitat i consciència de la situació per aconseguir la superioritat sobre els adversaris actuals i futurs".
El concepte IVAS, dissenyat per desenvolupar les capacitats de les pantalles d’imatge opto-tèrmiques muntades en casc, inclosos els models PVS-5, -7, -14 i -31, els models PSQ-40 ENVG III i el prototip binocular ENVG-B, és també es dirigeix a crear imatges tèrmiques ultra compactes i mòduls de poca il·luminació amb interfícies estàndard. Es poden connectar a l’arquitectura electrònica general del soldat i de l’esquadra, integrats en pantalles de projecció, el programa d’actualització de soldats Nett Warrior 3.0, algorismes i programari de realitat augmentada, interfícies d’aprenentatge automàtic i indicadors de rendiment de l’esquadró.
Aquestes noves tecnologies s'utilitzaran per proporcionar "planificació i presa de decisions basades en regles, reconeixement quantitatiu de patrons, detecció i identificació de canvis", va parlar un portaveu de l'exèrcit a l'acte.
Un portaveu de l'exèrcit nord-americà no va poder proporcionar més detalls sobre aquesta activitat. Malgrat això. fonts de la indústria associades al programa han confirmat que l'Oficina de Visió Nocturna i Sensors Electrònics (una de les estructures de l'exèrcit) continua estudiant "el desenvolupament i l'estandardització de mòduls de sensors amb dimensions agressives, pes i consum d'energia per a muntatge al cap i usable opcions per millorar les capacitats del futur soldat. "…
S'espera que el treball de desenvolupament inclogui el desenvolupament de dispositius d'infrarojos propers [d'ona llarga] no refrigerats i sensors digitals combinats de poca llum i infraroig llunyà per complementar les solucions OE / IR existents, com s'ha esmentat anteriorment. Al voltant de 40 jugadors participaran en el projecte, inclosos BAE Systems. Harris Corporation, L3 Technologies i SA Photonics.
Al novembre, Microsoft Corporation va rebre un contracte de 479 milions de dòlars del Departament de Defensa per donar suport al programa IVAS. Segons un comunicat oficial al lloc web Federal Business Opportunities, la companyia va rebre la tasca de subministrar maquinari, programari i interfícies per donar suport al programa IVAS en un termini de dos anys; està previst un lot inicial de més de 2.500 prototips per demostrar la tecnologia.
Ni l'exèrcit ni Microsoft van poder divulgar els detalls del contracte, tot i que funcionaris de la indústria van dir que aquest últim planeja integrar la seva pantalla frontal HoloLens al concepte IVAS per explorar altres camins de desenvolupament.
Segons la documentació de Microsoft, la tecnologia HoloLens combina la realitat virtual i els entorns del món real en una "realitat combinada" combinada. Els subsistemes integrats en aquest dispositiu es poden controlar per "veu, ordres físiques i direcció de la mirada".
Segons Heckler, Harris Corporation continua explorant noves tecnologies per al sistema IVAS en línia amb el seu propi full de ruta per a dispositius de visió nocturna per millorar el suport per als combatents de la pròxima generació. Es posa especial èmfasi en la implementació i integració "el més ràpidament possible" de la nova tecnologia en dispositius existents.
"Els sistemes OE / IR amb interfície de xarxa i / o realitat augmentada tindran un gran impacte en els clients que busquen una millor consciència de la situació al camp de batalla", va dir Heckler.
Al mercat de la visió nocturna, les solucions binoculars comencen a prevaler sobre les monoculars
Desenvolupament ràpid
No obstant això, atès que no s’espera que els lliuraments inicials de prototips amb tecnologia IVAS i la seva avaluació per part de l’exèrcit nord-americà en els propers dos anys com a mínim, molts fabricants del mercat de dispositius OE / IR continuïn centrant-se en actualitzacions més ràpides d’equips existents.
Descrivint l’estat actual del mercat de la visió nocturna i les solucions a curt termini, Heckler va dir: “Aquest és el millor moment per a la indústria global de la visió nocturna. Estem veient una forta demanda de visió nocturna i veiem un canvi cap a la tecnologia del fòsfor blanc pràcticament a tot el món. Sembla que el pas del monocular al binocular també agafa força, ja que tots els nostres clients desitgen un millor rendiment. Creiem que la demanda de sistemes de major rendiment i la transició cap a sistemes de fòsfor blanc i binoculars continuaran durant els propers anys.
El creixent interès pels dispositius de visió nocturna binocular de fòsfor blanc confirma l’últim requisit del Cos de Marines dels Estats Units, que va emetre un esborrany de RFP per a la seva ullera de visió nocturna binocular Squad (SBNVG) al novembre del 2018.
Segons els documents oficials publicats també al lloc web Federal Business Opportunities, la ILC està buscant un dispositiu binocular modular de fòsfor blanc amb intensificació de la imatge i un sensor d’imatge tèrmica sense refredar integrat, a més d’una font d’alimentació externa i un muntatge de casc corresponent.
Els requisits preveuen un parell de convertidors d’imatges de 18 mm que es poden muntar en una configuració modular perquè els usuaris que prefereixin mirar amb un ull puguin convertir el dispositiu en un monocular si cal. A més, les tecnologies proposades haurien de proporcionar, a més de funcionar des de la seva pròpia bateria, connexió mitjançant un connector extern al paquet de bateries.
Finalment, el pes total del dispositiu SBNVG seleccionat, inclosos els sensors, l’intensificador d’imatge i el sensor d’imatge tèrmica, la bateria externa, els cables, les lents i els estoigs de llum, hauria de ser inferior a 1,2 kg. No obstant això, la sol·licitud de propostes estableix que "el pes del sistema no inclou els suports de muntatge connectats al casc, que tenen una interfície amb el dispositiu de posicionament, ni cap altra interfície de fixació fixada permanentment al casc".
El requisit de SBNVG es considera una oportunitat intermèdia per a la USMC, que també té previst rebre 3100 ulleres de visió nocturna ENVG-B de L3 Technologies el 2021.
El dispositiu ENVG-B ja ha estat escollit per les forces terrestres nord-americanes; del 2019 al 2021 es compraran més de 10.000 sistemes per a diverses estructures de l’exèrcit, inicialment en la versió monocular i posteriorment en configuracions binoculars.
El juny de 2018, com a part d’un contracte de tres anys, l’exèrcit va adjudicar a L3 Technologies un contracte de 391 milions de dòlars per al subministrament d’ulleres de visió nocturna ENVG-B. "La solució de fòsfor blanc i doble tub permet als usuaris mantenir-se al dia amb competidors gairebé iguals, augmentant l'agilitat i millorant la segmentació a tot el camp de batalla", va dir el director de la companyia.
El dispositiu ENVG-B, que també es considera un possible candidat al concepte IVAS, és capaç d’integrar un canal IR separat, que es pot combinar amb un canal de millora de la brillantor de la imatge per tal d’augmentar la probabilitat de detecció d’objectius. Entre els requisits addicionals s’inclou la connectivitat a dispositius en xarxa, com ara ràdios programables i telèfons intel·ligents / tauletes per a usuaris finals que formen part del programa d’actualització del soldat Nett Warrior.
"Aquesta tecnologia millora la capacitat de l'operador per localitzar i capturar amenaces i avaluar imatges de l'entorn operatiu general", va dir un portaveu de L3 Technologies."L'ENVG-B també inclou una nova pantalla d'alta resolució i xarxes sense fils integrades, adquisició ràpida d'objectius i algorismes de realitat augmentada per interactuar amb els sistemes avançats del soldat alhora que millora la interoperabilitat i amplia l'abast".
A més, l’empresa L3 Technologies ofereix un altre dispositiu en forma d’ulleres panoràmiques de visió nocturna muntades en casc GPNVG (Ground Panoramic Night Vision Goggle). Tot i això, la companyia va confirmar que encara no està previst que les ulleres GPNVG s’actualitzin sota el programa IVAS.
Segons la companyia, els GPNVG proporcionen un camp de visió de 97 °, que permet "la vigilància i / o identificació d'objectius en condicions de poca llum on es requereix una major resistència i resistència als xocs".
Alineació del canal
Mentrestant, Harris Corporation ofereix les seves ulleres de visió nocturna i-Aware TM-NVG (Tactical Mobility-Night Vision Goggle) en configuracions monoculars i binoculars. Combinen imatges de dos canals, amb poca il·luminació i infrarojos.
Gràcies al desenvolupament de la tecnologia de realitat augmentada, la pantalla translúcida del dispositiu TM-NVG mostra coordenades GPS, elements topogràfics, missatges de text i informació de destinació. Altres funcions permeten a l’usuari veure imatges directament des de sensors de vigilància remota i adquisició de dades, incloses imatges d’avions especials de reconeixement i drons.
El dispositiu TM-NVG té un camp de visió de 33 °, una resolució d’un sensor d’infrarojos d’ona llarga de 320x240, una resolució de vídeo de 640x480 amb una freqüència de fins a 10 fotogrames per segon. TM-NVG també té un connector USB 2.0 i funciona amb quatre bateries AA, que permeten un funcionament continu del dispositiu durant 7,5 hores.
L’octubre de 2018, Harris Corporation i L3 Technologies van anunciar una fusió, tot i que els representants de les empreses no van poder dir res sobre els plans de la nova empresa Harris L3 Technologies per desenvolupar dispositius de visió nocturna.
El mercat de la visió nocturna continua canviant de pantalles de fòsfor verd a pantalles de fòsfor blanc
Treballar amb visibilitat zero
A més dels Estats Units, hi ha una necessitat creixent de tecnologia CMOS (semiconductor complementari d’òxid de metall), que millora significativament la qualitat de les operacions en condicions de llum baixa i nul·la. Actualment, diverses empreses presenten solucions avançades a les forces armades de molts països.
A Africa Aerospace and Defense, a Sud-àfrica, al setembre de 2018, Photonis va donar a conèixer les novetats de la seva família de càmeres digitals Nocturn, dissenyades per satisfer les necessitats militars de dispositius muntats en casc i àmbits d’armes amb fusió de doble canal …
Es va presentar per primera vegada al públic a Eurosatory 2018, EBCMOS es basa en la càmera digital CMOS de Photonis Nocturn i compta amb un factor de forma més petit i una resolució d’imatge més alta que altres dispositius de visió nocturna.
"La majoria de les aplicacions d'imatges d'exigència de llum extrema exigents requereixen solucions digitals avançades", va explicar un portaveu de Photonis. - EBCMOS és un convertidor electroòptic en què les plaques de microcanal i una pantalla de fòsfor són substituïdes per un fotodetector CMOS especial. El dispositiu EBCMOS, actualment disponible en dues resolucions de 2 i 4 megapíxels, proporciona als usuaris una resolució més alta i imatges més contrastades ".
Un altre jugador del mercat CMOS, Rochester Precision Optics, ofereix als militars el seu dispositiu d’observació nocturna (CNOD) CMOS. Entre els compradors d’aquest dispositiu hi ha el Comandament d’Operacions Especials dels Estats Units i l’Administració de control de drogues.
Un portaveu de la companyia va dir que la tecnologia CMOS permet obtenir imatges més precises i més clares per als usuaris que operen en condicions de combat difícils, incloses les zones poblades i el combat proper.
Segons un portaveu de Rochester Precision Optics, el CNOD està disponible en diverses configuracions, incloent el model RSM per a la policia, el model LD per a clients militars i el model DR per a operacions a llarg abast."El CNOD té una òptica diürna i nocturna totalment digital, d'alta resolució, optimitzada per funcionar com a mira monocular de vigilància, mira autònoma d'armes o mira secundària muntable".
El sistema, que opera en un rang de 500-1800 nm, és capaç de detectar punters làser i telèmetres propis i aliens, una funció útil i exigida per les forces armades que operen en un espai de combat cada vegada més dens, on s’elimina les situacions de conflicte entre les parts segueixen sent una tasca principal.
El dispositiu CNOD pesa 520 grams i funciona amb bateries CR123, té un zoom digital de 6x, a més de la funció de transferir fotos i vídeos d’alta resolució a altres combatents.
Aconseguir l'èxit
Absolute Darkness to Vision (AD2V) també desenvolupa dispositius portàtils, muntats sobre casc i armats basats en la tecnologia CMOS i els subministra al Ministeri de Defensa alemany.
En comparació amb les ulleres alternatives de visió nocturna disponibles actualment al mercat, el sistema de visió nocturna digital Luxiter PM1 d’AD2V té una mida més petita. Segons Wilhelm Gronauer de Griffity Defense (distribuïdor europeu d’AD2V), el dispositiu digital Luxiter PM1 és capaç de “gravar i exportar vídeos en streaming generats per la seva pròpia matriu, importar dades de fonts externes i controlar les ordres dels dispositius i emetre missatges de text."
Amb un pes inferior a 300 grams, el Luxiter PM1 té una resolució de 795x596 píxels i un camp de visió variable que oscil·la entre els 19 ° i els 56 °. No obstant això, el dispositiu va ser dissenyat per a abastos relativament curts; Gronauer va confirmar que el dispositiu proporciona detecció i identificació d'objectes a un abast màxim de 100 metres.
A més, Gronauer va explicar que el sensor CMOS minimitza qualsevol efecte òptic negatiu al camp de visió de l’operador quan es dispara en espais reduïts i ha afegit que el Luxiter PM1 està equipat amb un il·luminador d’infrarojos per a un rendiment de poca llum.
"Les pantalles digitals en blanc i negre permeten un millor reconeixement d'objectes i una presa de decisions més ràpida, mentre que les transicions instantànies de la foscor a la llum i cap enrere són compensades pel dispositiu i no afecten l'usuari".
La unitat també es pot actualitzar amb una càmera externa Luxiter EC-2H per oferir als usuaris l'avantatge addicional de transmetre dades a través d'una interfície de ràdio programable.
Queden petits dubtes sobre si la visió nocturna seguirà sent un requisit crític per a les forces terrestres en els escenaris operatius actuals i futurs. No obstant això, el potencial d’aquesta tecnologia, integrada en diversos sistemes de consciència de la situació, pot proporcionar un impuls significatiu per al desenvolupament de solucions d’última generació.
Tanmateix, tal com va explicar un expert de la indústria, s’ha de controlar de prop la implementació d’aquest tipus de tecnologia, amb especial èmfasi a minimitzar la càrrega cognitiva dels operadors en un entorn operatiu ja complex.
