Dispositivos táticos de visão noturna continuam sendo um componente essencial do equipamento de unidades anfíbias terrestres que conduzem operações ofensivas e missões de reconhecimento.
Esforços significativos estão sendo feitos para melhorar a eficácia do combate noturno pelo Departamento de Defesa dos EUA, que está explorando vários novos conceitos que podem não apenas oferecer novos dispositivos de visão noturna com desempenho ideal, mas também integrar novos recursos em modelos básicos para aumentar o nível de consciência situacional, um soldado individual e uma pequena unidade.
Controle a noite
De acordo com Darell Heckler, chefe do setor de visão noturna da Harris Corporation Communications Systems, há muitos requisitos essenciais para a indústria apoiar os programas dos Estados Unidos e outros programas internacionais.
Um representante da Harris Corporation explicou que o mercado de sistemas optoeletrônicos / infravermelhos (OE / IR) hoje é capaz de oferecer mais do que apenas pequenas divisões. Os dispositivos de visão noturna agora são capazes de aumentar a consciência situacional das equipes de combate e reconhecimento por meio da integração de realidade aumentada, realidade virtual e aprendizado de máquina.
“Vemos o mercado de visão noturna se tornando mais do que apenas um mercado de consciência situacional visual, como era no passado. Anteriormente, a visão noturna simplesmente permitia que nosso usuário enxergasse durante períodos de visibilidade limitada associados à pouca luz. Hoje, o futuro vai contar com essa tecnologia e, ao mesmo tempo, oferecer oportunidades adicionais ao usuário.”
Relembrando os requisitos operacionais em evolução das forças armadas de muitos países, Heckler acrescentou: “Sistemas que incluem tecnologia de fusão de sensores [OE / IR], a capacidade de enviar e receber informações importantes por meio de seus sistemas visuais (dia e noite), sistemas que permitem o usuário se tornar um sensor, tudo isso se tornará fundamental no futuro."
Soluções integradas
Necessidades semelhantes estão sendo atendidas pelo Comando de Operações Especiais e pelo Exército dos EUA, que já começaram a pesquisar conceitos especializados para ver como essas necessidades operacionais urgentes podem ser simplificadas no curto a médio prazo.
Há muito trabalho teórico e prático no campo da tecnologia de visão noturna. Um exemplo é um workshop da indústria realizado em novembro passado no Laboratório de Física Aplicada em Baltimore que examinou a integração de telas de realidade aumentada e virtual com HUDs de visão noturna head-up (head-up displays), bem como software de realidade aumentada. melhorar as características ópticas dos dispositivos existentes.
Neste seminário, organizado pelo Departamento de Tecnologias de Resposta Rápida, que faz parte do Departamento de Defesa dos EUA, o desenvolvimento na área de fusão de dados de vários sensores e seu posterior processamento, bem como os problemas de designação de alvos, como a liderança militar dos EUA desenvolve planos estratégicos para a introdução generalizada de tecnologias e dispositivos avançados na visão noturna das tropas.
Paralelamente, o Exército dos EUA está trabalhando em seu Sistema Integrado de Aumento Visual (IVAS), que envolve o lutador com dados táticos digitais para fornecer às unidades terrestres "maior letalidade, mobilidade e consciência situacional para alcançar superioridade sobre os adversários atuais e futuros".
O conceito IVAS, projetado para desenvolver as capacidades dos visores de imagem opto-térmicos montados em capacetes, incluindo os modelos PVS-5, -7, -14 e -31, PSQ-40 ENVG III e o protótipo binocular ENVG-B, é também visa a criação de imagens térmicas ultracompactas e módulos de baixa iluminação com interfaces padrão. Eles podem ser conectados à arquitetura eletrônica geral do soldado e do esquadrão, integrados a telas de projeção, o programa de atualização do soldado Nett Warrior 3.0, algoritmos e software de realidade aumentada, interfaces de aprendizado de máquina e indicadores de desempenho do esquadrão de fogo.
Essas novas tecnologias serão usadas para fornecer "planejamento e tomada de decisões baseados em regras, reconhecimento de padrões quantitativos, detecção e identificação de mudanças", disse um porta-voz do Exército no evento.
Um porta-voz do Exército dos EUA não pôde fornecer mais detalhes sobre essa atividade. Contudo. fontes da indústria associadas ao programa confirmaram que o Escritório de Visão Noturna e Sensores Eletrônicos (uma das estruturas do exército) está continuando a estudar "o desenvolvimento e padronização de módulos de sensores com dimensões agressivas, peso e consumo de energia para capacetes e vestíveis opções para aumentar as capacidades do futuro soldado. "…
Espera-se que o trabalho de desenvolvimento inclua o desenvolvimento de dispositivos de infravermelho próximo [de onda longa] não resfriados e sensores digitais combinados de baixa luz e infravermelho distante para complementar as soluções existentes de OE / IR, conforme mencionado acima. Cerca de 40 jogadores participarão do projeto, incluindo BAE Systems. Harris Corporation, L3 Technologies e SA Photonics.
Em novembro, a Microsoft Corporation recebeu um contrato de US $ 479 milhões do Departamento de Defesa para apoiar o programa IVAS. De acordo com um comunicado oficial no site Federal Business Opportunities, a empresa recebeu a tarefa de fornecer hardware, software e interfaces para apoiar o programa IVAS em dois anos; um lote inicial de mais de 2.500 protótipos está planejado para demonstrar a tecnologia.
Nem o exército nem a Microsoft foram capazes de divulgar os detalhes do contrato, embora funcionários da indústria tenham dito que a última planeja integrar seu head-up display HoloLens ao conceito IVAS para explorar novos caminhos de desenvolvimento.
De acordo com a documentação da Microsoft, a tecnologia HoloLens combina realidade virtual e ambientes do mundo real em uma "realidade combinada". Os subsistemas integrados a este dispositivo podem ser controlados por "voz, comandos físicos e direção do olhar".
De acordo com Heckler, a Harris Corporation continua a explorar novas tecnologias para o sistema IVAS de acordo com seu próprio roteiro para dispositivos de visão noturna para melhorar o suporte para o lutador de próxima geração. Uma ênfase particular é colocada na implementação e integração “o mais rápido possível” de novas tecnologias em dispositivos existentes.
"Os sistemas OE / IR com interface de rede e / ou realidade aumentada terão um grande impacto nos clientes que buscam uma melhor consciência situacional no campo de batalha", disse Heckler.
No mercado de visão noturna, as soluções binoculares começam a prevalecer sobre as monoculares
Desenvolvimento rápido
No entanto, dado que as entregas iniciais de protótipos com tecnologia IVAS e sua avaliação pelo Exército dos EUA não são esperadas nos próximos dois anos, muitos fabricantes no mercado de dispositivos OE / IR continuam a se concentrar em atualizações mais rápidas dos equipamentos existentes.
Descrevendo o estado atual do mercado de visão noturna e soluções de curto prazo, Heckler disse: “Este é o melhor momento para a indústria global de visão noturna. Estamos vendo uma forte demanda por visão noturna e uma mudança para a tecnologia de fósforo branco em praticamente todo o mundo. A mudança de monocular para binocular parece estar ganhando impulso também, com todos os nossos clientes querendo melhor desempenho. Acreditamos que a demanda por sistemas de alto desempenho e a transição para o fósforo branco e os sistemas binoculares continuarão nos próximos anos.”
O crescente interesse em dispositivos binoculares de visão noturna de fósforo branco confirma a mais recente exigência do Corpo de Fuzileiros Navais dos Estados Unidos, que emitiu um rascunho de RFP para seu Squad Binocular Night Vision Goggle (SBNVG) em novembro de 2018.
De acordo com documentos oficiais também publicados no site Federal Business Opportunities, o ILC está procurando um dispositivo binocular de fósforo branco modular com intensificação de imagem e um sensor de imagem térmica não resfriado integrado, bem como uma fonte de alimentação externa e um suporte de capacete correspondente.
Os requisitos prevêem um par de conversores de imagem de 18 mm que podem ser montados em uma configuração modular para que os usuários que preferem olhar com um olho possam converter o dispositivo em um monocular, se necessário. Além disso, as tecnologias propostas devem proporcionar, além de funcionar com bateria própria, a conexão por meio de um conector externo à bateria.
Finalmente, o peso total do dispositivo SBNVG selecionado - incluindo sensores, intensificador de imagem e sensor de imagem térmica, bateria externa, cabos, lentes e caixas de luz - deve ser inferior a 1,2 kg. No entanto, o pedido de propostas estipula que “o peso do sistema não inclui os suportes de montagem fixados ao capacete, que possuem interface com o dispositivo de posicionamento, nem qualquer outra interface de fixação fixada permanentemente ao capacete”.
O requisito SBNVG é visto como uma oportunidade intermediária para o USMC, que também planeja receber óculos de visão noturna 3100 ENVG-B da L3 Technologies até 2021.
O dispositivo ENVG-B já foi escolhido pelas forças terrestres americanas, de 2019 a 2021 mais de 10.000 sistemas serão adquiridos para diversas estruturas do exército, inicialmente na versão monocular e posteriormente em configurações binoculares.
Em junho de 2018, como parte de um contrato de três anos, o Exército concedeu à L3 Technologies um contrato de US $ 391 milhões para o fornecimento de óculos de visão noturna ENVG-B. “O fósforo branco e a solução de tubo duplo permitem que os usuários acompanhem concorrentes quase iguais, aumentando a agilidade e melhorando o direcionamento em todo o campo de batalha”, disse o diretor da empresa.
O dispositivo ENVG-B, que também é considerado um possível candidato ao conceito IVAS, é capaz de integrar um canal de IR separado, que pode ser combinado com um canal de aumento de brilho da imagem para aumentar a probabilidade de detecção do alvo. Os requisitos adicionais incluem conectividade com dispositivos em rede, como rádios programáveis e smartphones / tablets de usuário final que fazem parte do Programa de Atualização do Soldado Nett Warrior.
"Esta tecnologia melhora a capacidade da operadora de localizar e capturar ameaças e avaliar imagens do ambiente operacional geral", disse um porta-voz da L3 Technologies."O ENVG-B também inclui um novo display de alta resolução e rede sem fio embutida, rápida aquisição de alvos e algoritmos de realidade aumentada para interagir com os sistemas avançados do soldado enquanto melhora a interoperabilidade e expande o escopo."
Além disso, a empresa L3 Technologies oferece outro dispositivo na forma de óculos de visão noturna panorâmica montados no capacete GPNVG (Ground Panoramic Night Vision Goggle). No entanto, a empresa confirmou que os óculos GPNVG ainda não estão planejados para serem atualizados no programa IVAS.
De acordo com a empresa, os GPNVGs fornecem um campo de visão de 97 °, o que permite "vigilância e / ou identificação do alvo em condições de pouca luz onde é necessária maior força e resistência ao choque."
Alinhamento do canal
Enquanto isso, a Harris Corporation oferece seus óculos de visão noturna i-Aware TM-NVG (Óculos de visão noturna para mobilidade tática) em configurações monoculares e binoculares. Eles combinam imagens de dois canais, baixa iluminação e infravermelho.
Graças ao desenvolvimento da tecnologia de realidade aumentada, a tela translúcida do dispositivo TM-NVG exibe coordenadas GPS, elementos topográficos, mensagens de texto e informações de destino. Outros recursos permitem que o usuário visualize imagens diretamente de sensores remotos de vigilância e aquisição de dados, incluindo imagens de aeronaves especiais de reconhecimento e drones.
O dispositivo TM-NVG possui um campo de visão de 33 °, uma resolução de um sensor infravermelho de onda longa de 320x240, uma resolução de vídeo de 640x480 com uma frequência de até 10 quadros por segundo. TM-NVG também possui um conector USB 2.0 e é alimentado por quatro baterias AA, permitindo a operação contínua do dispositivo por 7,5 horas.
Em outubro de 2018, a Harris Corporation e a L3 Technologies anunciaram uma fusão, embora os representantes da empresa não pudessem dizer nada sobre os planos da nova empresa Harris L3 Technologies de desenvolver dispositivos de visão noturna.
O mercado de visão noturna continua a mudar de monitores de fósforo verde para monitores de fósforo branco
Trabalhando com visibilidade zero
Além dos Estados Unidos, há uma necessidade crescente de tecnologia CMOS (semicondutor de óxido metálico complementar), que melhora significativamente a qualidade das operações em condições de baixa e zero de luz. Atualmente, várias empresas estão apresentando soluções avançadas para as forças armadas de muitos países.
Na Africa Aerospace and Defense na África do Sul em setembro de 2018, a Photonis revelou o que há de mais recente em sua família Nocturn de câmeras digitais, projetadas para atender às necessidades militares de dispositivos montados em capacetes e miras de armas que apresentam fusão de canal duplo. …
Revelado pela primeira vez ao público no Eurosatory 2018, o EBCMOS é baseado na câmera digital Nocturn CMOS da Photonis e possui um formato menor e uma resolução de imagem mais alta do que outros dispositivos de visão noturna.
“A maioria das aplicações de imagem em extrema baixa luminosidade exige soluções digitais avançadas”, explicou um porta-voz da Photonis. - EBCMOS é um conversor eletro-óptico no qual as placas de microcanais e uma tela de fósforo são substituídas por um fotodetector CMOS especial. O dispositivo EBCMOS, atualmente disponível em duas resoluções de 2 e 4 megapixels, oferece aos usuários maior resolução e imagens mais contrastantes."
Outro player no mercado de CMOS, a Rochester Precision Optics, está oferecendo aos militares seu CMOS Night Observation Device (CNOD). Entre os compradores desse dispositivo estão o Comando de Operações Especiais dos Estados Unidos e a Drug Enforcement Administration.
Um porta-voz da empresa disse que a tecnologia CMOS permite imagens mais precisas e claras para usuários que operam em condições de combate difíceis, incluindo áreas povoadas e combate corpo a corpo.
De acordo com um porta-voz da Rochester Precision Optics, o CNOD está disponível em uma variedade de configurações, incluindo o modelo RSM para aplicação da lei, o modelo LD para clientes militares e o modelo DR para operações de longo alcance."O CNOD tem alta resolução, óptica diurna / noturna totalmente digital, otimizada para operar como um monocular de vigilância, mira de arma autônoma ou mira secundária montável."
O sistema, que opera na faixa de 500-1800 nm, é capaz de detectar seus próprios ponteiros laser e telêmetros - uma função útil e solicitada pelas Forças Armadas que operam em um espaço de combate cada vez mais denso, onde elimina situações de conflito entre as partes continua a ser uma tarefa primária.
O aparelho CNOD pesa 520 gramas e é alimentado por baterias CR123, possui zoom digital 6x, além da função de transferir fotos e vídeos em alta resolução para outros combatentes.
Alcançando o Sucesso
A Absolute Darkness to Vision (AD2V) também desenvolve dispositivos portáteis, montados em capacetes e em armas baseados na tecnologia CMOS e os fornece ao Ministério da Defesa alemão.
Em comparação com os óculos alternativos de visão noturna atualmente disponíveis no mercado, o sistema de visão noturna digital Luxiter PM1 da AD2V é menor em tamanho. De acordo com Wilhelm Gronauer da Griffity Defense (distribuidor europeu do AD2V), o dispositivo digital Luxiter PM1 é capaz de “gravar e exportar streaming de vídeo gerado por sua própria matriz, importar dados de fontes externas e controlar comandos de dispositivos e emitir mensagens de texto."
Pesando menos de 300 gramas, o Luxiter PM1 tem uma resolução de 795x596 pixels e um campo de visão variável de 19 ° a 56 °. No entanto, o dispositivo foi projetado para alcances relativamente curtos; Gronauer confirmou que o dispositivo fornece detecção e identificação de objetos em um alcance máximo de 100 metros.
Além disso, Gronauer explicou que o sensor CMOS minimiza quaisquer efeitos ópticos negativos no campo de visão do operador ao disparar em espaços confinados, e acrescentou que o Luxiter PM1 está equipado com um iluminador infravermelho para desempenho em pouca luz.
"Telas digitais em preto e branco permitem melhor reconhecimento de objetos e tomada de decisão mais rápida, enquanto as transições instantâneas da escuridão para a luz e vice-versa são compensadas pelo dispositivo e não afetam o usuário."
A unidade também pode ser atualizada com uma câmera externa Luxiter EC-2H para oferecer aos usuários o benefício adicional de transmissão de dados em uma interface de rádio programável.
Restam poucas dúvidas se a visão noturna continuará sendo um requisito crítico para as forças terrestres nos cenários operacionais atuais e futuros. No entanto, o potencial dessa tecnologia, integrado em vários sistemas de consciência situacional, pode fornecer um impulso significativo para o desenvolvimento de soluções de próxima geração.
No entanto, como explicou um especialista do setor, a implementação desse tipo de tecnologia deve ser monitorada de perto, com ênfase particular na minimização da carga cognitiva sobre os operadores em um ambiente operacional já complexo.
