Segons experts del sector, les tecnologies de visió nocturna, tant la intensificació de la imatge com la imatge tèrmica, estan preparades per desenvolupar-se en els propers anys en diverses direccions, des de la resolució fins a la connexió a una xarxa única. Tanmateix, aquest desenvolupament s'hauria d'equilibrar amb l'obtenció del pes i la mida més baixos i les característiques del consum d'energia
Els sistemes de visió nocturna presenten una gran varietat de formes, des d’ulleres fins a mires d’armes. No obstant això, hi ha progressos significatius en aquesta àrea, ja que els principals fabricants mundials s’esforcen per respondre a les necessitats dels usuaris.
Canvis i combinacions
Christian Johnson, director de desenvolupament de negocis d’Harris Corporation, ha cridat l’atenció particularment sobre la creixent demanda d’ulleres de visió nocturna amb doble ocular (NVG). “Són relativament nous. Durant els darrers sis mesos, l'exèrcit nord-americà ha estat pressionant seriosament els fabricants perquè estiguin preparats per subministrar massivament dispositius de dos ulls, les forces terrestres han de canviar d'un monocular a un binocular.
Llançat per Harris a finals del 2016, el binocular Lightweight Night Vision (F5032) és més lleuger que tots els models anteriors. Redueix significativament la fatiga ocular en tasques a llarg termini a causa de les seves lents de diòptries ajustables, cosa que significa que el sistema es pot ajustar ràpidament a la vista del seu operador.
Harris també veu un canvi en la dinàmica del mercat amb els sistemes de fòsfor blanc guanyant popularitat. Inicialment, l'alliberament d'aquests sistemes estava determinat per la necessitat de forces especials, però ara s'ha convertit en una tendència general. L’empresa no té una visió particular dels avantatges del blanc enfront del verd i viceversa, tot i que està produint sistemes amb fòsfor blanc en quantitats creixents. No obstant això, el fòsfor verd està molt estès avui en dia.
Els documents de la companyia expliquen que “el fòsfor blanc produeix una imatge en blanc i negre que pot semblar més familiar a la vista. En algunes situacions, els usuaris afirmen un millor contrast entre objectes, juntament amb una resolució més alta de la imatge en 6 Omsgstr "distàncies més llargues".
D'altra banda, el fòsfor verd aprofita les longituds d'ona que optimitzen la percepció del contrast del cervell i el detall de l'escena. El verd cau exactament al mig de l’espectre de colors de l’ull, cosa que permet als usuaris identificar i interpretar millor el seu entorn a la nit”.
Johnson va explicar que Harris se centra molt en la tecnologia de millora de la imatge (VL), tot i que utilitza tecnologia de fusió a la gamma de binoculars i-Aware TM-NVG Fusion (F6045), on la fusió VL i la imatge tèrmica (TPV) s’aconsegueix mitjançant una superposició òptica. "Hem millorat la consciència de la situació, perquè l'operador pot veure els dos canals alhora. Per exemple, amb la fusió d'imatges, podeu veure a través de la boira i altres obstacles, cosa que OY no permet. Però amb UY es pot veure a través del vidre, cosa que la tecnologia d'imatges tèrmiques no pot proporcionar. Per tant, la seva combinació augmenta la consciència de la situació de l’operador sobre el que passa al seu voltant ".
Com a resultat, els binoculars de la família F6045 augmenten l’eficàcia del combat en missions nocturnes i diàries, a més de proporcionar transmissió de vídeo en temps real per a recursos de reconeixement tàctic. Aquests binoculars permeten a l'usuari connectar-se amb diversos elements de la formació de batalla, fins a la seu de la companyia.
Segons Andrew Owen, portaveu de FLIR Surveillance, les capacitats d’imatge tèrmica han crescut ràpidament durant els darrers anys, posant èmfasi en una resolució més alta i mides de píxels més petites en formats HD, mantenint gairebé les mateixes dimensions físiques que els sensors de resolució estàndard. Aquests darrers també s’han beneficiat d’aquest procés, ja que mides de píxels més petites poden reduir la mida i el cost final dels sistemes. El resultat és clarament visible als moderns sensors d’infraroig de prop, mitjà i llarg abast.
FLIR fabrica una línia d’objectius de superposició que inclouen la mira tèrmica avançada ThermoSight T75, l’objectiu de franctirador HISS-XLR (High-Performance Sniper Sight) i el mirador nocturn ADUNS-S (Advanced Dual-Band Night Sight).
Expressament
BAE Systems és un dels principals actors en el camp dels sistemes de visualització, sobretot pel seu treball amb l'exèrcit nord-americà. Dave Harrold, cap de sistemes de detecció i apuntament de la companyia, va designar el desenvolupament de la tecnologia de l’anomenada adquisició d’objectius ràpids (RTA) com una de les àrees prioritàries. La idea es basa en una interfície de vídeo sense fils entre les ulleres i l’objectiu del rifle, on les imatges en alta resolució es poden transmetre a ulleres de visió nocturna i visualitzar-les en una pantalla d’alta definició en temps real. Això elimina la dependència de l'operador de la il·luminació làser, que pot donar-li a l'enemic.
"El desenvolupament de la tecnologia RTA sense fils permet als usuaris detectar i bloquejar ràpidament els objectius des de qualsevol lloc sense portar l'arma als seus ulls, cosa que augmenta la seguretat i l'eficiència del soldat mentre apunten", va dir Harrold.
El RTA s’utilitza al programa ENVG III / FVTS-I (Enhanced Night Vision Goggle III and Family of Weapon Attractions - Individual) per millorar les ulleres de visió nocturna i la família de vistes d’armes ENVG III / FVTS-I, en què BAE coopera amb el Exèrcit nord-americà. Aquests sistemes combinen les tecnologies UYa i TPV: el primer proporciona control de la situació i el segon augmenta la precisió dels objectius. La família d’àmbit d’armes de la família d’atraccions d’atraccions (FWS-CS) ofereix als metralladors la possibilitat d’enfrontar objectius a llargues distàncies.
Les capacitats de visió nocturna han millorat i "ja no es limiten a alguns països feliços", va dir un portaveu de Thales. Va cridar l'atenció sobre una sèrie de noves tendències, com la millora dels sistemes infrarojos no refrigerats, que ja proporcionen imatges d'alta resolució. Confia que en pocs anys Thales "oferirà una línia de dispositius actuals de detecció d'objectius de llarg abast, però amb tots els avantatges dels dispositius no refrigerats: temps d'engegada ràpid, silenci, cost reduït, alta fiabilitat".
L’empresa israeliana Meprolight produeix una línia de dispositius de visió nocturna de diferents tipus: UYa, TPV i digitals. El gerent de producte, Avi Katz, va dir que els objectius de rifle no refrigerats de la família NOA han guanyat popularitat al mercat dels rifles de franctirador de llarg abast. No obstant això, els sistemes amb UYa són més econòmics i, en comparació amb els termògrafs, s’utilitzen més sovint quan es treballa en objectius a distàncies mitjanes.
“Tan bon punt seguiu el camí del valor creixent, els militars comencen a utilitzar productes en funció de les seves necessitats específiques. Al meu parer, els amplificadors de brillantor s’utilitzen amb més freqüència que els imatges tèrmiques, principalment a causa del cost."
Al gener, al Shot Show 2018 de Las Vegas, Meprolight va presentar el NYX-200. Aquest telescopi multiespectral combina una càmera d’imatges tèrmiques sense refredar i una càmera digital dia / nit per millorar la vostra consciència de la situació mitjançant la tecnologia RTA en tots els nivells o condicions de llum.
"Les exigències dels camps de batalla moderns obliguen els soldats a portar un gran nombre de sistemes, sensors i equips", va dir un portaveu de Meprolight. - El pes d’aquest equip i la necessitat de treballar amb una gran quantitat de dispositius redueixen l’eficàcia del combat i poden afectar negativament el nivell de seguretat del soldat. Per abordar aquests reptes i millorar el rendiment del soldat modern, hem desenvolupat l'abast NYX-200 ".
Equilibri de potència
El cost i el pes, la mida i les característiques de consum d'energia (MGEH) haurien d'estar alineats amb els requisits de combat per als sistemes de soldats, on els requisits clau són la massa i la durada de la bateria.
Harrold va dir que els soldats estan aclaparats per haver de portar moltes bateries per alimentar els seus dispositius. Volen mira lleugera, petita i d’alta qualitat per maximitzar la seva mobilitat a terra. BAE minimitza la mida i el pes mitjançant la tecnologia de 12 micres. “Això permet sistemes més lleugers i compactes. Els nostres sistemes també consumeixen menys energia que els sistemes refrigerats tradicionals, cosa que, en última instància, redueix el pes de portar, ja que es necessiten menys bateries.
Tot i això, Harris creu que serà difícil fer un sistema significativament més lleuger que el seu dispositiu binocular F5032 (que pesa menys de 500 grams) sense comprometre la integritat estructural del sistema. "Fins a cert punt, hem trobat un punt mig, si seguiu el camí de l'alleujament, perdreu la força del sistema", va dir Johnson. “Els nostres productes se sotmeten a un ampli programa de proves aprovat per l'exèrcit nord-americà. Les nostres ulleres i tubs han de passar proves molt dures. Si els comencem a alleugerir, començaran a trencar-se ".
El consum d'energia dels sistemes bàsics amb UC és relativament baix. El monocular Harris AN / PVS-14, per exemple, pot funcionar amb una sola bateria AA durant més de 24 hores.
No obstant això, Johnson va explicar que l’estat de les coses canvia amb el desenvolupament de la tecnologia. “S’enfronta al consum d’energia augmentat dels sistemes de fusió d’imatges quan afegiu una càmera d’imatges tèrmiques, quan afegiu realitat augmentada. Totes aquestes tecnologies consumeixen energia i, per tant, transfereixen el problema a l'usuari . Harris treballa per allargar la vida útil dels sistemes muntats en casc.
"La mida, la massa i l'energia sempre són un problema, treballem constantment en aquesta direcció", va continuar Johnson. - Però, al meu entendre, no veurem ulleres molt més lleugeres que les que estem treballant ara, i és inferior a 500 grams.
Va destacar que l'optimització de l'IHEC no s'hauria de dur a terme a costa d'un alt rendiment, un mantra que FLIR Surveillance estableix sobre la base dels seus projectes. Va afegir que els desenvolupaments destinats a una resolució més alta, una mida de píxels més petita i un rang de temperatura de funcionament més ampli ajuden a mantenir aquest equilibri i augmenten la vida útil dels sistemes. El progrés aquí s’associa principalment a l’ús de fotodetectors de diversos elements que operen a les regions infraroges d’ona mitjana i d’ona llarga de l’espectre.
L’empresa de defensa italiana Leonardo creu que, malgrat els avantatges d’utilitzar nous materials o nous tipus de bateries, hi ha certs límits a la millora de l’IHEC, especialment quan es compleixen les noves sol·licituds de clients de connectivitat de xarxa.
Totalment electroòptic
Els tubs intensificadors d’imatge o tubs intensificadors d’imatge són un component clau dels dispositius de visió nocturna. Aquests sistemes han evolucionat en diverses direccions en els darrers anys, segons Photonis.
Segons el representant d'aquesta empresa, Mark Denes, MGEH és un factor clau. L'èmfasi en la massa és especialment rellevant en l'actualitat, atesa la creixent demanda de binoculars, que són intrínsecament més pesats que els monoculars. "MGEH és molt important, perquè cada gram cau sobre les espatlles de l'operador", va dir Denes.
Photonis fabrica transductors amb un diàmetre de 16 mm, que permet estalviar fins a un 40% de pes en tubs de 18 mm i permet als fabricants de productes finals reduir el pes dels seus sistemes. L’empresa també ha reduït el consum d’energia dels seus telèfons i ha millorat la funcionalitat de l’autoestroboscopi per allargar la vida de la bateria.
Photonis fabrica una varietat de tubs intensificadors d’imatges, inclosos els tubs XD-4 i XR5, així com el tub 4G que es va mostrar a Eurosatory 2014. La companyia diu que l’estàndard de rendiment del tub 4G ha augmentat els rangs de detecció. Photonis ha guanyat diversos projectes importants per la seva tecnologia 4G, ja que va treballar estretament amb la comunitat d’operacions especials i altres operadors militars per millorar les capacitats del dispositiu, incloent un tancament automàtic més ràpid i un reconeixement més llarg i rangs de detecció d’identificació.
Aquests tubs es subministren als fabricants per a la seva integració a mires òptiques, monoculars, binoculars i altres sistemes amb millora de la imatge. Actualment, la companyia treballa per millorar encara més el rendiment dels seus tubs 4G i també està desenvolupant sensors de visió nocturna digitals que integra en sistemes i àmbits de superposició, plataformes terrestres i offshore.
Tots dos són bons
Segons Denes, els sistemes d'imatge tèrmica són cada vegada més populars que la tecnologia UY, ja que amb un augment dels volums de producció, el seu cost disminueix significativament. Ambdues tecnologies tenen diferents objectius i diferents avantatges, i les seves capacitats depenen del terreny, el clima i altres factors. El TPV era popular per a la detecció i, fins a cert punt, per al reconeixement, però els sistemes de VL "encara estan en demanda a causa d'una millor identificació i coneixement de la situació".
"Idealment, els soldats necessiten les dues tecnologies de visibilitat nocturna", va admetre Denes. "S’haurien de considerar més aviat com una extensió l’una de l’altra, en lloc de substituir-la per l’altra".
Fusion pot proporcionar "el millor dels dos mons". Els intensificadors d’imatges d’alt rendiment encara proporcionen millors imatges que els seus homòlegs digitals, "però és com comparar la ronda amb la suau".
"Els sistemes digitals s'estan popularitzant a les plataformes terrestres i aèries", va afegir Denes, "perquè els IHEC no són un problema tan greu com ho són amb el personal desmuntat". Espera que els soldats continuïn utilitzant la tecnologia OU a causa de les seves capacitats, baix pes i relativa barata.
Segons Denes, els mercats dels sistemes digitals i dels tubs intensificadors d’imatges són simplement diferents. Photonis i els seus clients militars creuen que els tubs intensificadors d’imatge “seran demandats almenys 10 anys més i, com a resultat de la investigació científica, s’implementaran moltes millores en diverses àrees, des de la sensibilitat fins a la imatge tèrmica”.
Busqueu una connexió
Segons Leonardo, la necessitat d’una comunicació constant al camp de batalla determina la disponibilitat de components que permetin capacitats centrades en la xarxa. En el futur, la companyia espera un ús generalitzat de les tecnologies Wi-Fi, Bluetooth i GPS en components òptics, que els integraran més de prop a la cadena de control operacional.
El dispositiu de reconeixement i d’orientació de mà Linx de la companyia es basa en una matriu refrigerada i està dissenyat per a la vigilància i detecció de tots els temps. El dispositiu pertany a sistemes centrats en la xarxa, cosa que permet a l’usuari intercanviar imatges i dades per la xarxa.
FLIR considera que la interoperabilitat dels clients és una característica clau de les aplicacions militars. "Els sistemes del soldat ara estan integrats amb xips de comunicació de baix cost i poca energia", va explicar el seu portaveu. "La comunicació bidireccional proporciona suport per a usuaris remots i augmenta la consciència de la situació, inclosa la informació dels recursos d'intel·ligència veïns".
Segons Johnson, els sistemes són cada vegada més intel·ligents. Per exemple, la realitat augmentada s’integra a les pantalles, afegint una altra capa d’informació per al soldat, mentre que la tecnologia es converteix en més xarxa."Els sistemes de visió nocturna són una part de l'entorn en xarxa del soldat, que comparteixen el que veuen per formar una imatge operativa general que s'emet a tota la unitat o es transmet a un nivell superior".
Un portaveu de Thales també va assenyalar el creixent nivell de digitalització dels sistemes, que obre les portes a la realitat augmentada. Les ofertes de la companyia al mercat inclouen el dispositiu de visió nocturna BONIE-DI / IRR I2, un sistema de xarxa intel·ligent que combina dos tipus d’imatges. El sistema permet als usuaris visualitzar dades específiques, com el GPS, en realitat augmentada, cosa que augmenta els nivells de propietat i interacció.
S'ha prestat molta atenció al potencial dels dispositius de visió nocturna totalment digitals, tot i que, segons Johnson, la tecnologia "encara no està del tot desenvolupada. Em sembla que encara no hauríeu d’esperar el retorn complet d’ella. Harris realitza una gran quantitat d’investigacions en aquesta àrea. Necessitem un avanç tecnològic real abans d’obtenir un sensor digital desgastat pel cap. Els convertidors òptics analògics dominaran el mercat de la visió nocturna durant els propers 15 a 20 anys, fins que arribi alguna cosa que els substitueixi ".
Johnson va confirmar, però, que és possible incorporar algun tipus d’elements digitals als sistemes analògics. “Al nostre sistema soldat F6045, vam agafar un sistema analògic i el vam connectar a la xarxa, aportant així capacitats digitals, però seguim fent servir tubs intensificadors d’imatge analògics perquè no hi ha res millor en aquest moment. Es tracta d’una tecnologia provada i fiable, que encara no renunciarà a les seves posicions”.
Katz va coincidir que la tecnologia de visió nocturna digital es troba al principi del viatge, però creu que es desenvoluparà ràpidament en els propers anys.
Harrold també prediu que, en última instància, els sistemes OU quedaran obsolets i es substituiran completament per sistemes digitals que puguin actualitzar-se amb els seus propis algoritmes. Va afegir que és probable que la indústria "avanci cap a sistemes d'alimentació sense fils totalment integrats que integrin fonts d'alimentació portàtils, mires per a rifles i ulleres de visió nocturna i que puguin funcionar sense descans ni de dia ni de nit".
Moviment cap endavant
Amb una clara comprensió d'altres segments del mercat, Katz creu que "hi haurà una revolució en la resolució de sistemes d'imatges tèrmiques".
FLIR, al seu torn, espera veure un èmfasi més fort en el processament d’imatges i la gestió de l’energia per tal de reduir la dependència de l’òptica de distància focal llarga per a llargues distàncies i augmentar la probabilitat d’identificar els objectius. Creuen que "el processament d'imatges amb un baix consum d'energia, que millora la qualitat de la imatge en temps real, pot augmentar el nivell de confiança en la identificació d'objectes i la detecció d'amenaces".
En els darrers anys, els sistemes estàndard han afegit funcions com la igualació de l’histograma, la millora digital dels detalls i l’estabilització electrònica. "Aquest procés continuarà a mesura que evolucionin els algoritmes de processament, cosa que reduirà la càrrega de treball de l'usuari i el reconeixement i identificació de destinacions més ràpids".
L’ús de microdisplays d’alta resolució en combinació amb sensors de píxels més petits, processament d’imatges de baixa potència i comunicacions sense fils millora MEGC i millora la intel·ligència, la vigilància i les capacitats d’orientació.
Harrold va dir que en els propers anys, la realitat augmentada "es convertirà en la tecnologia més important per a aquests sistemes, s'integrarà en futurs àmbits i ulleres". En un dispositiu de visió nocturna que actua com a pantalla principal del soldat, la realitat augmentada li proporcionarà informació important i, per tant, augmentarà la seva efectivitat en el combat.
Això proporcionarà una sèrie d’avantatges. La imatge operativa general amb realitat augmentada permetrà als usuaris augmentar el seu nivell de propietat del medi ambient. Aquesta informació pot ajudar en diverses tasques, per exemple, l'accés al vídeo des d'un dron, la història de l'ús de dispositius explosius en una àrea determinada, la identificació de forces aliades i amigues, un mapa tridimensional de la zona, etc. plataformes.
