Lihat semuanya, lihat melalui: keadaan dan prospek sistem visi teknis untuk kendaraan tempur
Bahkan di siang hari, kehidupan pasukan terjun payung ketika mendarat dari kendaraan tempur infanteri atau pengangkut personel lapis baja tergantung pada pencapaian tingkat kesadaran situasional maksimum, belum lagi pendaratan di malam hari selama pertempuran, ketika keselamatan pendaratan tergantung. hampir seluruhnya pada teknologi sensor
Selama beberapa dekade, kendaraan militer telah dilengkapi dengan sistem optoelektronik untuk pengawasan dan membidik, seperti perangkat night vision, sistem peningkatan penglihatan untuk pengemudi, dan baru-baru ini, sistem all-round vision telah diintegrasikan baik ke dalam kendaraan baru atau sebagai sistem tambahan selama peningkatan. .
Segalanya berubah sangat cepat akhir-akhir ini berkat konvergensi sensor digital dan arsitektur elektronik terintegrasi, dan ada tren yang jelas menuju pemasangan sistem multi-sensor yang dikonfigurasi secara otomatis yang dapat bekerja sama dengan mulus untuk memberikan kesadaran situasional yang jauh lebih baik ( kualitas persepsi kompleks informasi heterogen dalam volume spasial-waktu tunggal) dibandingkan dengan apa yang sebelumnya dimiliki awak kendaraan lapis baja dengan visibilitas terbatas.
Menurut Finmeccanica, saat ini peningkatan tingkat kesadaran situasional dan kemampuan untuk mengidentifikasi, melacak, dan menentukan target bergerak saat bergerak sangat penting dan menentukan tren pengembangan dan perluasan pasar ini. Sistem senjata dan perangkat pengawasan secara langsung mempengaruhi efektivitas kendaraan tempur dalam menjalankan tugas utamanya, sehubungan dengan permintaan sensor dengan karakteristik tertinggi yang meningkat.
Sementara itu, kemajuan dalam mikroelektronika dan optik membuat sistem penglihatan malam lebih mudah diakses, dan dalam hal ini, semakin banyak negara ingin menciptakan basis industri untuk produksi komponen untuk jenis peralatan ini. Kebutuhan pengemudi untuk sistem penglihatan malam terutama dapat dipenuhi oleh sensor jarak pendek (biasanya kamera inframerah atau televisi yang tidak didinginkan), sementara sensor serba menjadi atribut integral dari pengangkut personel lapis baja dan kendaraan tempur infanteri, sejak kru dan pasukan harus dapat terus-menerus melihat ke segala arah.
Kendaraan tempur infanteri CV90, dilengkapi dengan beberapa kamera yang menyediakan gambar sepanjang waktu, berfungsi sebagai platform eksperimental untuk sistem augmented reality Battle View 360 dari BAE Systems, yang memungkinkan Anda mendapatkan gambar "melingkar" dan menunjukkannya di helm -memasang tampilan kru dan pasukan
Menggunakan layar yang dipasang di helm, semua orang di dalam mobil dengan sistem augmented reality Battle View 360 mendapatkan tampilan melingkar; dan tidak harus turunan dari teknologi pemandu cahaya Q-Sight dan Q-Warrior BAE Systems
Realitas tertambah
Selain sistem kunci yang telah membuktikan nilainya, koneksi sensor dengan tampilan canggih dan sistem informasi dan kontrol memungkinkan kru untuk pindah ke dunia augmented reality, di mana informasi tentang unit mereka, musuh, rute, landmark dapat disajikan untuk perhatian mereka pada waktu yang tepat, rintangan bersama dengan ribuan pesan dan informasi lainnya. Meskipun konsep ini terkenal di militer penerbangan, kendaraan darat mungkin akan segera melampauinya di bidang ini, karena bobot, ukuran, konsumsi energi, dan karakteristik biaya sensor dan sistem komputasi menurun, dan waktu serta upaya yang dihabiskan untuk proses sertifikasi jauh lebih sedikit daripada di penerbangan.
Selain itu, seperti yang dicatat Dan Lindell, kepala kendaraan tempur di BAE Systems Hagglunds cabang Swedia, teknologi ini mengubah mesin itu sendiri. “Kami mendesain ulang mesin untuk mengintegrasikan sistem ini... Pertama, dalam lima atau enam tahun terakhir, kami telah menggandakan daya yang didistribusikan di mesin, dan kami melihat bahwa konsumsi energi terus meningkat.” Perusahaan terus bekerja pada penggerak listrik listrik dan hibrida (mesin tradisional melalui generator menggerakkan motor listrik) untuk mesinnya. Lindell berpendapat bahwa faktor manusia juga penting untuk teknologi optoelektronik. “Bagaimana kami merepresentasikan semua data dan gambar sensorik yang ingin kami distribusikan kepada anggota kru? Ini adalah masalah yang sangat besar bagi kami."
Sebuah sistem saat ini sedang dikembangkan yang menekankan kesadaran situasional dan integrasi faktor manusia. Di jantung sistem augmented reality BattleView 360 adalah sistem pemetaan digital. Dia mengumpulkan. Melacak dan menampilkan bagian medan yang menarik bagi kru. Mengenakan helm dengan fungsi BattleView 360, mereka yang duduk di dalam mobil menerima gambar "melingkar" eksternal. Pada saat yang sama, mereka segera menerima pesan tentang perubahan situasi dan penunjukan target untuk melepaskan tembakan. Awak kendaraan tempur dapat berinteraksi dengan BattleView 360 dalam dua cara, melalui helm atau tablet. BAE Systems, bekerja sama dengan anak perusahaannya di Inggris, saat ini mendemonstrasikan sistem BattleView 360-nya, yang dipasang pada kendaraan tempur infanteri CV90, di beberapa negara. Manajer Program Andy Thain sangat akrab dengan pasar pencitraan dan kesadaran situasional untuk kendaraan militer. “Kami jelas melihat minat yang tumbuh di seluruh Eropa dan di AS, terutama di bidang penelitian, dalam sistem kesadaran situasional untuk kendaraan tempur ini, terutama untuk pengangkut personel lapis baja dan kendaraan tempur infanteri, dan di masa depan untuk jenis kendaraan lainnya.”
Mr Thane mengatakan perusahaan memiliki sejumlah kontrak dengan berbagai proyek R&D Inggris dan AS di mana perusahaan lain juga terlibat. “Sistem yang kami kembangkan dan pelajari menambah kemampuan pengemudi, penembak, dan komandan kendaraan dan memberi mereka visibilitas ke segala arah yang jauh lebih baik daripada yang mereka miliki dengan periskop saat ini atau jendela celah yang sangat sempit yang umum di kendaraan militer.” Untuk pasukan di buritan kendaraan, kesadaran situasional penting karena mereka perlu mengetahui apa yang menanti mereka sebelum turun dari kendaraan. “Bisa saja setiap penerjun payung, tetapi kemungkinan besar pemimpin pasukan diikuti oleh bawahannya.”
Dalam hal geografi, “ada minat dan aktivitas di Amerika Serikat dan di seluruh Eropa,” kata Thane, misalnya, ketujuh operator mesin CV90 di Eropa (Denmark, Estonia, Finlandia, Belanda, Norwegia, Swiss, dan Swedia) sedang mempertimbangkan untuk mengintegrasikan sistem Battle View 360 saat meningkatkan kendaraan Anda. Di AS, organisasi militer termasuk Doctrine and Training Command (TRADOC) dan Communications Electronics Research Establishment (CERDEC) sedang mengerjakan sistem kesadaran situasional serba, seperti Laboratorium Sains dan Teknologi Pertahanan Inggris (DSTL).
Masalah Integrasi
Salah satu masalah yang terkait dengan integrasi teknologi tersebut adalah fitur desain model spesifik kendaraan tempur, misalnya, untuk sistem tampilan surround, perlu untuk menemukan tempat di bodi, memasok daya, dan meletakkan transmisi data. garis. Selain itu, gambar dari kamera harus ditampilkan di layar untuk memberikan visualisasi yang mulus secara simultan untuk semua orang yang duduk di dalam mobil; semua ini membutuhkan daya komputasi yang signifikan, pengetahuan tentang faktor manusia, dan pengalaman dalam mengembangkan perangkat lunak khusus. “Pemrosesan itu sendiri bukanlah masalah besar, masalahnya adalah membuat tampilan yang cukup tahan lama yang dirancang untuk digunakan pada kendaraan militer,” lanjut Thane. “Pameran kami sebelumnya telah dipasang di pesawat jet dan helikopter. Mengambil teknologi ini dan membuatnya kokoh dan anti-rusak benar-benar sebuah tantangan, tetapi itu bisa dilakukan karena komponen optik yang kami miliki cukup kokoh dan kompak."
Dalam hal ini, ada baiknya menyoroti berbagai teknologi HMD, termasuk pandu gelombang optik yang digunakan dalam sistem Q-Sight BAE Systems dan modifikasinya, meskipun ini tidak berarti bahwa teknologi Q-Sight harus diintegrasikan ke dalam sistem Battle View 360, karena perusahaan sedang mengembangkan teknologi tampilan kasar kecil lainnya. Thane ingat ucapan manis para prajurit yang bergerak dengan pajangan di dalam kendaraan, terutama ketika kepala mereka terbentur sesuatu. “Bagaimanapun, kami dapat melewati kondisi operasi ini.”
Selain protokol konversi yang biasanya digunakan untuk mengirimkan data dari berbagai sensor dari produsen yang berbeda ke jaringan yang sama, ada masalah pencocokan atau penyelarasan gambar. “Ini berarti menggabungkan gambar dari sensor tampak dan inframerah dengan prinsip operasi yang berbeda, lensa dan bidang pandang yang berbeda, dan membuatnya kompatibel satu sama lain,” kata Richard Hadfield, Manajer Proyek Teknis Battle View 360 di BAE Systems. "Kami memperbesar dan menyelaraskan gambar secara real time untuk membuat kubah virtual, dan kemudian memasukkan sensor itu ke dalam kubah virtual itu." Tantangan teknis lain yang disebutkan Hadfield adalah melacak pergerakan kepala beberapa orang secara bersamaan, karena mereka bisa melihat ke arah yang berbeda. Dia mengatakan bahwa perusahaan memiliki solusi untuk ini, yang mencakup alat pelacak di setiap helm dan satu set sensor pelacak yang didistribusikan ke seluruh interior mobil.
Sinkronisasi paling akurat dengan dunia luar dari gambar yang ditampilkan di layar adalah salah satu masalah ergonomi yang paling penting. “Anda perlu memastikan bahwa orang yang menggunakan sistem tidak sakit karena latensi atau latensi,” kata Hadfield. “Kami pikir kami melakukannya dan menghapus penundaan, tetapi saya tidak bisa mengatakan bagaimana caranya.” Bagaimana pengguna berinteraksi dengan layar yang mereka kenakan di kepala mereka juga merupakan masalah yang signifikan, dan untuk mengatasi ini, BAE Systems memperkenalkan elemen berdasarkan perangkat lunak MIME (Map and Image Management Engine) yang "sangat andal" yang bekerja secara efektif pada pertengahan 90-an di berbagai pesawat militer Inggris. “Kami mengadaptasi alat ini untuk penggunaan di darat dan menyertakan banyak fungsi yang bertanggung jawab untuk memproses medan, jadi kami dapat, misalnya, merencanakan rute menggunakan karakteristik medan dan semua ini layak untuk semua jenis kendaraan,” tambah Hadfield.
Kamera pencitraan termal top-of-the-line Finmeccanica menggunakan sensor MCT resolusi tinggi generasi ketiga untuk menghasilkan kualitas gambar yang sangat baik siang, malam, dan dalam visibilitas yang buruk. Kamera-kamera ini dapat diintegrasikan ke dalam berbagai sistem pencitraan kendaraan.
Вывод информации
Perangkat lunak MIME berinteraksi melalui jaringan komunikasi kendaraan dengan sistem kontrol pertempuran dan/atau sistem deteksi dan akuisisi target, membandingkan data yang diterima dan memfilternya untuk memberikan informasi yang diperlukan dan dosis yang akurat kepada setiap pengguna dan menghilangkan beban informasi yang berlebihan. “Mendapatkan terlalu banyak informasi hampir sama buruknya dengan memberikan terlalu sedikit informasi,” Hadfield mengamati. – Artinya, kita dihadapkan pada tugas lain: apa yang seharusnya dan apa yang tidak boleh dilihat oleh orang tertentu?
Peder Sjolund, salah satu pengembang sistem dan manajer program BattleView 360 di BAE Systems Hagglunds, mengatakan mereka bekerja dengan kru kendaraan tempur berpengalaman untuk memahami informasi apa yang mereka butuhkan dalam setiap situasi dan batasan apa yang harus mereka miliki. "Kami mengundang beberapa komandan tank dan BMP untuk memulai diskusi tentang seberapa banyak informasi yang dapat mereka proses dalam skenario yang berbeda, katanya. - Salah satu skenario bisa berupa pawai, dan skenario kedua bisa berupa pertarungan jarak dekat. Jika Anda sedang berbaris, Anda benar-benar fokus pada rute, di mana titik kumpul berikutnya, berapa lama Anda akan mengemudi, berapa banyak bahan bakar yang Anda miliki, dan seberapa cepat Anda perlu mencapai titik temu di waktu tertentu,” tambah Hadfield. “Tapi kemudian, saat Anda semakin dekat dengan target, Anda mulai memiliki ancaman, kemudian Anda masuk ke berbagai tahap misi tempur, dan jelas informasi yang Anda lihat akan berubah.”
Sjolund mengatakan bahwa perusahaan telah menggabungkan informasi yang masuk ini dengan konsep aircrew helmet-mounted display, yang merupakan cara terbaik bagi penghuni untuk mendapatkan informasi yang berguna ketika layar tidak memenuhi seluruh ruang interior, seringkali tidak ada cukup ruang atau tersedia. energi untuk mereka, atau keduanya, yang lain pada waktu yang sama. Modul pada setiap helm memiliki sensor gerakan kepala individu dan perangkat untuk menghubungkan ke sistem manajemen pertempuran mini berdasarkan perangkat lunak MIME, yang memungkinkan setiap pengguna untuk menerima gambar dari sensor yang benar dengan lapisan informasi taktis yang diperlukan.
Sebagian besar kendaraan lapis baja tidak memungkinkan visibilitas yang baik, sehingga semua jenis sistem kamera tersebar luas, sebagian besar termasuk kamera penglihatan malam teknologi CMOS (struktur semikonduktor oksida logam komplementer)
Lebih banyak sensor
Seperti yang dicatat Finmeccanica, sementara jumlah sensor yang dipasang pada kendaraan militer terus bertambah, kombinasi teknologinya cukup stabil, meskipun terus ditingkatkan. Sistem penglihatan yang khas mencakup sensor penglihatan malam (biasanya inframerah), penglihatan siang hari (baik optik atau televisi) dan pengintai laser. Sensor tambahan seperti iluminator/penunjuk laser sering kali terintegrasi untuk memenuhi persyaratan khusus. Untuk visi pengemudi dan sistem kesadaran situasional, televisi dan kamera pencitraan termal sudah cukup.
Optronik plug and play tetap menarik untuk dipasang pada kendaraan tempur; misalnya, tren ini diperkuat oleh popularitas keluarga POP (Plug-in Optronic Payload) Israel Aerospace Industries dari sistem pengawasan dan penargetan siang dan malam yang distabilkan gyro. Keluarga POP mencakup enam sistem, masing-masing dengan konfigurasinya sendiri. Pada saat yang sama, semuanya memiliki tingkat modularitas yang tinggi dan dapat menerima "bagian" khusus dengan sensor yang ditentukan oleh kebutuhan pengguna. Bagian ini dapat diganti sesuai kebutuhan dan akan memungkinkan peningkatan sistem keluarga POP di masa mendatang dengan mudah seiring tersedianya teknologi optocoupler baru.
Kamera inframerah tanpa pendingin menjadi lebih populer dalam aplikasi "umum", seperti meningkatkan penglihatan pengemudi, tetapi kamera inframerah berpendingin tetap menjadi suatu keharusan ketika pencitraan berkualitas tinggi diperlukan. Adapun untuk senjata, perangkat tradisional dengan panjang gelombang panjang (8-12 mikron) saat ini berkembang menjadi perangkat multi-jangkauan, yaitu dengan menambahkan sensor panjang gelombang menengah (3-5 mikron). Dalam beberapa aplikasi tingkat rendah umum, yaitu, dalam tugas-tugas di mana visibilitas tidak memainkan peran besar, sensor yang beroperasi di wilayah spektrum IR dekat (panjang gelombang panjang) saat ini digunakan bersama dengan kamera televisi murah.
Finmeccanica percaya bahwa teknologi sirkuit manufaktur pada struktur logam-oksida-semikonduktor (CMOS) komplementer secara bertahap akan menggantikan kamera CCD yang terlihat, dan teknologi yang lebih eksotis, seperti wilayah spektrum IR jauh (panjang gelombang pendek), akan dikembangkan lebih lanjut . Menurut perusahaan, kemampuan wilayah spektrum ini berbeda dari rentang inframerah gelombang menengah dan gelombang panjang. Ini mungkin berguna untuk beberapa aplikasi khusus, meskipun biaya yang relatif tinggi saat ini dapat membatasi permintaan militer untuk itu. Selain kemajuan dalam teknologi berdasarkan panjang gelombang yang kurang dikenal, kemajuan berkelanjutan dalam teknologi sensor memungkinkan detektor inframerah yang didinginkan dan tidak didinginkan untuk dibangun dengan susunan yang lebih kecil yang memiliki resolusi lebih tinggi dan/atau diafragma optik (bukaan) yang lebih kecil.
Tampilan kendaraan modern yang khas adalah layar yang diperkeras dengan elemen khusus untuk memaksimalkan kualitas gambar monokrom dari kamera inframerah. Sistem terbaru adalah panel datar LCD multi-fungsi jaringan dengan perangkat lunak yang memungkinkan Anda menampilkan banyak gambar secara bersamaan, melapisi grafik resolusi tinggi dan meningkatkan kualitas gambar. Didorong oleh ketersediaan teknologi panel komersial, evolusinya bergerak menuju kualitas gambar yang lebih baik (termasuk definisi yang lebih tinggi), bandwidth jaringan internal yang lebih besar, dan daya komputasi yang lebih besar.
Pro dan kontra
Sedangkan untuk pengembangan helm-mounted display, Finmeccanica menyebut kelebihan dan kekurangan dari teknologi yang ada. Keuntungannya termasuk kekompakan, kemampuan untuk beroperasi dengan atau tanpa helm, dan konsumsi daya yang relatif rendah. Kerugian mereka, menurut perusahaan, termasuk biaya, perlindungan yang buruk terhadap kerusakan, keletihan pemilik yang cepat dan, mungkin, kemampuan terbatas untuk melakukan tugas-tugas tertentu di dalam mobil, serta kebutuhan akan perangkat cadangan. Kesimpulan yang diambil Finmeccanica dari analisis kelebihan dan kekurangannya adalah dalam waktu dekat, display yang dipasang di helm tidak akan banyak digunakan di kendaraan militer. Namun, perusahaan lebih optimis tentang prospek augmented reality (menambahkan objek imajiner ke gambar objek dunia nyata, biasanya properti tambahan-informatif), yang dapat diperoleh tanpa tampilan yang dipasang di helm. “Augmented reality memiliki potensi besar karena meningkatkan penyajian informasi kepada kru, yang dapat membantu deteksi dan penargetan.” Tidak mengherankan, hampir semua pelanggan berfokus terutama pada harga dan kinerja, tetapi Finmeccanica menekankan bahwa faktor-faktor ini bergantung pada aplikasi. Sebagai aturan, pelanggan bersedia untuk berinvestasi lebih banyak ketika solusi tingkat sistem (misalnya, pengendalian kebakaran atau kesadaran situasional) diperlukan, bukan hanya karena lebih mahal, tetapi terutama karena persyaratannya lebih ketat dan ini menghalangi penggunaan peralatan yang lebih murah dan kurang fungsional dari pemasok segmen bawah. Dengan persyaratan yang tidak terlalu ketat, fokus pada biaya memungkinkan lebih banyak pemasok bersaing.
Pendapat para ahli
Emmanuel Bercier, kepala penjualan di ULIS, divisi inframerah Sofradir Prancis, yang membuat pencitra termal tanpa pendingin, telah memperhatikan bahwa persyaratan militer menjadi lebih spesifik dalam hal fungsionalitas yang diinginkan. Ini termasuk meningkatkan sistem penglihatan untuk pengemudi, meningkatkan kesadaran situasional lokal untuk melindungi kendaraan, dan mengintegrasikan ke stasiun senjata yang dikendalikan dari jarak jauh (RDUBM), misalnya, untuk menargetkan senjata. “Kami melihat dua tantangan utama,” lanjut Bercier. – Pertama, peningkatan kinerja untuk mendapatkan bidang pandang yang lebih besar, seperti 180 derajat untuk sistem penglihatan pengemudi, atau untuk meningkatkan jangkauan pengenalan sistem kesadaran situasional lokal dan RBS ... Kedua, pengembangan peralatan yang lebih kecil, lebih ringan, dengan konsumsi daya yang lebih sedikit. Meskipun terkadang kami berurusan dengan mesin besar, volume yang tersedia untuk peralatan apa pun selalu menjadi masalah.”
Dalam hal teknologi baru yang berpotensi mengganggu, Mr. Bercier percaya bahwa sensor CMOS yang mencakup spektrum tampak dan spektrum inframerah-dekat adalah kandidat yang baik untuk perangkat penglihatan segala cuaca yang canggih bagi pengemudi, hal yang sama berlaku untuk sistem IR gelombang pendek. “Teknologi baru akan berjuang untuk mencapai tingkat kecanggihan dan kualifikasi yang diperlukan untuk aplikasi semacam ini. Kami akan melihat apa yang terjadi dalam sepuluh tahun ke depan, tetapi sensor pencitraan termal sudah didasarkan pada teknologi mapan yang terus meningkatkan kemampuan dan menurunkan biaya."
Ditanya di mana seluruh proses R&D secara geografis paling aktif, Dan Lindell mengatakan bahwa Barat sedang berbicara dan menguji, sedangkan Timur sebenarnya mengirimkan produk jadi. “Kami melihat banyak hal yang dibahas dan ditampilkan di pameran benar-benar terintegrasi di Rusia, juga di China. Kami melihat kebutuhan yang cukup jelas untuk sistem jenis ini di Asia Tenggara, sementara negara-negara Barat berbicara dan mencoba melakukan sesuatu, beberapa pada tingkat yang lebih rendah, beberapa pada tingkat yang lebih besar.
Bahan-bahan yang digunakan:
www.leonardocompany.com
www.baesystems.com
www.iai.co.il
www.ulis-ir.com
www.techcult.ru
www.wikipedia.org
en.wikipedia.org
informasi