De acordo com especialistas do setor, as tecnologias de visão noturna, tanto de intensificação de imagem quanto de imagem térmica, estão prontas para serem desenvolvidas nos próximos anos em várias direções, desde a resolução até a conexão em uma única rede. Porém, este desenvolvimento deve ser equilibrado com a obtenção das menores características de peso e tamanho e consumo de energia
Os sistemas de visão noturna vêm em uma variedade de formatos, de óculos a miras de armas. No entanto, há um progresso significativo nesta área, à medida que os fabricantes líderes mundiais se esforçam para atender às necessidades dos usuários.
Mudanças e combinações
Christian Johnson, diretor de desenvolvimento de negócios da Harris Corporation, chamou atenção especial para a crescente demanda por óculos de visão noturna (OVNs) com ocular dupla. “Eles são relativamente novos. Nos últimos seis meses, o exército americano tem colocado séria pressão sobre os fabricantes para que estejam prontos para fornecer maciçamente dispositivos com dois olhos; as forças terrestres precisam mudar de um monocular para um binóculo."
Lançado pela Harris no final de 2016, o Binóculo Lightweight Night Vision (F5032) é mais leve do que todos os modelos anteriores. Ele reduz significativamente a fadiga ocular em tarefas de longo prazo devido às suas lentes dióptricas ajustáveis, o que significa que o sistema pode se ajustar rapidamente à visão de seu operador.
Harris também está vendo uma mudança na dinâmica do mercado, com os sistemas de fósforo branco ganhando popularidade. Inicialmente, o lançamento de tais sistemas foi determinado pela necessidade de forças especiais, mas agora se tornou uma tendência geral. A empresa não tem uma visão particular sobre as vantagens do branco versus verde e vice-versa, embora esteja produzindo sistemas com fósforo branco em quantidades crescentes. No entanto, o fósforo verde está muito difundido hoje.
Os documentos da empresa explicam que “o fósforo branco produz uma imagem em preto e branco que pode parecer mais familiar à vista. Em algumas situações, os usuários afirmam um melhor contraste entre os objetos, juntamente com uma resolução mais alta da imagem em 6 Odistâncias mais longas.
“Por outro lado, o fósforo verde aproveita os comprimentos de onda que otimizam a percepção do cérebro do contraste e dos detalhes da cena. O verde fica exatamente no meio do espectro de cores do olho, permitindo que os usuários identifiquem e interpretem melhor o ambiente à noite.”
Johnson explicou que Harris se concentra fortemente na tecnologia de aprimoramento de imagem (VL), embora use a tecnologia de fusão na faixa de binóculos i-Aware TM-NVG Fusion (F6045), onde a fusão de VL e imagem térmica (TPV) é obtida por meio de sobreposição ótica. “Melhoramos a consciência situacional, porque o operador pode assistir os dois canais ao mesmo tempo. Por exemplo, com a fusão de imagens, você pode ver através da névoa e outros obstáculos, o que a OY não permite. Mas com UY você pode ver através do vidro, o que a tecnologia de imagem térmica não pode fornecer. Portanto, sua combinação aumenta a consciência situacional do operador do que está acontecendo ao seu redor."
Como resultado, os binóculos da família F6045 aumentam a eficácia do combate em missões noturnas e diurnas, além de fornecer transmissão de vídeo em tempo real para recursos de reconhecimento tático. Esses binóculos permitem que o usuário se conecte com vários elementos da formação de batalha, até a sede da empresa.
De acordo com Andrew Owen, porta-voz da FLIR Surveillance, os recursos de imagem térmica têm crescido rapidamente nos últimos anos, com ênfase em resolução mais alta e tamanhos de pixel menores em formatos HD, mantendo quase as mesmas dimensões físicas dos sensores de resolução padrão. Os últimos também se beneficiaram com esse processo, pois tamanhos menores de pixels podem reduzir o tamanho e o custo final dos sistemas. O resultado é claramente visível em sensores infravermelhos modernos de curto, médio e longo alcance.
A FLIR fabrica uma linha de escopos de sobreposição, incluindo a mira térmica avançada ThermoSight T75, mira sniper HISS-XLR (High-Performance Sniper Sight) e mira noturna ADUNS-S (Advanced Dual-Band Night Sight).
De propósito
A BAE Systems é um dos líderes no campo dos sistemas de visualização, em particular devido ao seu trabalho com o exército americano. Dave Harrold, Chefe de Sistemas de Detecção e Mira da empresa, apontou o desenvolvimento da tecnologia da chamada aquisição rápida de alvos (RTA) como uma das áreas prioritárias. A ideia é baseada em uma interface de vídeo sem fio entre os óculos e a mira do rifle, onde imagens de alta resolução podem ser transmitidas para óculos de visão noturna e visualizadas em um display de alta definição em tempo real. Isso elimina a dependência do operador da iluminação a laser, que pode entregá-lo ao inimigo.
“O desenvolvimento da tecnologia RTA sem fio permite que os usuários detectem e travem rapidamente os alvos de qualquer lugar sem levar a arma aos olhos, o que aumenta a segurança e a eficiência do soldado durante a mira”, disse Harrold.
O RTA é usado no programa ENVG III / FVTS-I (Enhanced Night Vision Goggle III e Family of Weapon Sights - Individual) para óculos de visão noturna aprimorados e na família de miras para armas ENVG III / FVTS-I, na qual a BAE coopera com a Exército americano. Esses sistemas combinam as tecnologias UYa e TPV: a primeira fornece controle da situação e a segunda aumenta a precisão da mira. A família de escopos de armas Family of Weapon Sights-Crew Served (FWS-CS) oferece aos metralhadores a capacidade de atacar alvos a longas distâncias.
A capacidade de visão noturna melhorou e "não está mais limitada a alguns países felizes", disse um porta-voz da Thales. Ele chamou a atenção para uma série de novas tendências, como o aprimoramento dos sistemas infravermelhos não resfriados, que já fornecem imagens em alta resolução. Ele está confiante de que em alguns anos a Thales "oferecerá uma linha de dispositivos atuais de detecção de alvos de longo alcance, mas com todas as vantagens dos dispositivos não resfriados: tempo de inicialização rápido, silêncio, custo reduzido, alta confiabilidade".
A empresa israelense Meprolight produz uma linha de dispositivos de visão noturna de diferentes tipos - UYa, TPV e digital. O gerente de produto Avi Katz disse que miras de rifle não resfriadas da família NOA ganharam popularidade no mercado de rifles de precisão de longo alcance. No entanto, os sistemas com UYa são mais baratos e, em comparação com os termovisores, são usados com mais frequência ao trabalhar em alvos a distâncias médias.
“Assim que você segue o caminho do aumento de valor, os militares começam a usar produtos de acordo com suas necessidades específicas. Na minha opinião, os amplificadores de brilho são usados com mais frequência do que os termovisores, principalmente devido ao custo."
Em janeiro, no Shot Show 2018 em Las Vegas, a Meprolight revelou o NYX-200. Este riflescópio multiespectral combina uma câmera de imagem térmica não resfriada e uma câmera digital diurna / noturna para aprimorar sua consciência situacional, utilizando a tecnologia RTA em todos os níveis de luz ou condições.
“As demandas dos modernos soldados do campo de batalha para transportar um grande número de sistemas, sensores e equipamentos”, disse um porta-voz da Meprolight. - O peso deste equipamento e a necessidade de trabalhar com uma massa de dispositivos reduzem a eficácia do combate e podem afetar negativamente o nível de segurança do soldado. Para enfrentar esses desafios e melhorar o desempenho do soldado moderno, desenvolvemos a luneta NYX-200.”
Equilíbrio de poder
O custo e peso, tamanho e características de consumo de energia (MGEH) devem estar alinhados com os requisitos de combate para sistemas de soldados, onde os principais requisitos são massa e vida útil da bateria.
Harrold disse que os soldados estão sobrecarregados por terem que carregar muitas baterias para alimentar seus dispositivos. Eles querem miras leves, pequenas e de alta qualidade para maximizar sua mobilidade no solo. BAE minimiza o tamanho e o peso usando a tecnologia de 12 mícrons. “Isso permite sistemas mais leves e compactos. Nossos sistemas também usam menos energia do que os sistemas refrigerados tradicionais, o que, em última análise, reduz o peso usável, pois menos baterias são necessárias.”
No entanto, Harris acredita que será difícil fazer um sistema significativamente mais leve do que seu dispositivo binocular F5032 (pesando menos de 500 gramas) sem comprometer a integridade estrutural do sistema. “Até certo ponto, encontramos um meio-termo; se você seguir o caminho do alívio, perderá na força do sistema”, disse Johnson. “Nossos produtos passam por um extenso programa de testes aprovado pelo Exército dos EUA. Nossos vidros e tubos têm que passar por testes muito difíceis. Se começarmos a torná-los mais leves, eles começarão a quebrar."
O consumo de energia dos sistemas básicos com UC é relativamente baixo. O monocular Harris AN / PVS-14, por exemplo, pode operar com uma única bateria AA por mais de 24 horas.
No entanto, Johnson explicou que a situação está mudando com o desenvolvimento da tecnologia. “Você enfrenta o aumento do consumo de energia dos sistemas de fusão de imagem quando adiciona uma câmera de imagem térmica, quando adiciona realidade aumentada. Todas essas tecnologias consomem energia e, portanto, transferem o problema para o usuário. Harris está trabalhando para estender a vida útil dos sistemas montados em capacetes.
“Tamanho, massa e energia são sempre um problema, estamos constantemente trabalhando nessa direção”, continuou Johnson. - Mas, na minha opinião, não veremos vidros muito mais leves do que os que estamos trabalhando agora, e isso tem menos de 500 gramas.
Ele ressaltou que a otimização do IHEC não deve ser feita em detrimento do alto desempenho - mantra que a FLIR Surveillance estabelece na base de seus projetos. Ele acrescentou que os desenvolvimentos que visam a resolução mais alta, tamanho de pixel menor e faixa de temperatura operacional mais ampla ajudam a manter esse equilíbrio e aumentar a vida útil dos sistemas. O progresso aqui está principalmente associado ao uso de fotodetectores de múltiplos elementos operando nas regiões infravermelhas de ondas médias e longas do espectro.
A empresa de defesa italiana Leonardo acredita que, apesar das vantagens de usar novos materiais ou novos tipos de baterias, existem certos limites para a melhoria do IHEC, especialmente no atendimento de novas solicitações de clientes para conectividade de rede.
Totalmente eletro-óptico
Tubos intensificadores de imagem ou tubos intensificadores de imagem são um componente chave dos dispositivos de visão noturna. Esses sistemas evoluíram em várias direções nos últimos anos, de acordo com Photonis.
Segundo o representante desta empresa, Mark Denes, o MGEH é um fator chave. A ênfase na massa é especialmente relevante hoje, dada a crescente demanda por binóculos, que são inerentemente mais pesados do que os monoculares. “O MGEH é muito importante, porque cada grama cai sobre os ombros do operador”, disse Denes.
A Photonis fabrica transdutores com um diâmetro de 16 mm, o que proporciona até 40% de economia de peso em tubos de 18 mm e permite que os fabricantes de produtos finais reduzam o peso de seus sistemas. A empresa também reduziu o consumo de energia de seus aparelhos e melhorou a funcionalidade de auto-estroboscópio para estender a vida útil da bateria.
A Photonis fabrica uma variedade de tubos intensificadores de imagem, incluindo os tubos XD-4 e XR5, bem como o tubo 4G que foi mostrado na Eurosatory 2014. A empresa diz que o padrão de desempenho do tubo 4G aumentou os intervalos de detecção. A Photonis ganhou vários projetos importantes para sua tecnologia 4G, pois trabalhou em estreita colaboração com a comunidade de Operações Especiais e outros operadores militares para aprimorar as capacidades do dispositivo, incluindo autogating mais rápido e faixas mais longas de reconhecimento e detecção de identificação.
Esses tubos são fornecidos aos fabricantes para integração em miras ópticas, monóculos, binóculos e outros sistemas com aprimoramento de imagem. A empresa está atualmente trabalhando para melhorar ainda mais o desempenho de seus tubos 4G e também está desenvolvendo sensores de visão noturna digital que integram em sistemas de sobreposição e escopos, plataformas terrestres e offshore.
Ambos são bons
Segundo Denes, os sistemas de imagem térmica estão se tornando mais populares do que a tecnologia UY, pois com o aumento dos volumes de produção, seu custo diminui significativamente. Ambas as tecnologias têm objetivos e vantagens diferentes, e suas capacidades dependem do terreno, clima e outros fatores. TPV era popular para detecção - e até certo ponto para reconhecimento, mas os sistemas VL "ainda estão em demanda por causa de uma melhor identificação e consciência situacional".
“Idealmente, os soldados precisam de ambas as tecnologias de visibilidade noturna”, admitiu Denes. "Eles deveriam ser vistos como uma extensão um do outro, ao invés de uma substituição de um pelo outro."
A fusão pode fornecer "o melhor dos dois mundos". Intensificadores de imagem de alto desempenho ainda fornecem imagens melhores do que suas contrapartes digitais, "mas é como comparar redondo com macio."
“Os sistemas digitais estão se tornando populares em plataformas terrestres e aéreas”, acrescentou Denes, “porque os IHECs não são um problema tão sério aqui quanto são com o pessoal desmontado.” Ele espera que os soldados continuem a usar a tecnologia da UO por causa de sua capacidade, baixo peso e relativo baixo custo.
Segundo Denes, os mercados de sistemas digitais e tubos intensificadores de imagem são simplesmente diferentes. A Photonis e seus clientes militares acreditam que os tubos intensificadores de imagem "terão demanda por pelo menos mais 10 anos e, como resultado da pesquisa científica, uma série de melhorias serão implementadas em várias áreas, da sensibilidade à imagem térmica".
Procurando por uma conexão
De acordo com Leonardo, a necessidade de comunicação constante no campo de batalha determina a disponibilidade de componentes que permitem recursos centrados na rede. No futuro, a empresa espera uso generalizado de tecnologias Wi-Fi, Bluetooth e GPS em componentes ópticos, o que os integrará mais intimamente à cadeia de controle operacional.
O dispositivo de reconhecimento e direcionamento Linx da empresa é baseado em uma matriz resfriada e foi projetado para vigilância e detecção em qualquer condição climática. O dispositivo pertence a sistemas centrados em rede, permitindo ao usuário trocar imagens e dados pela rede.
A FLIR considera a interoperabilidade do cliente uma característica fundamental das aplicações militares. “Os sistemas do soldado agora estão integrados com chips de comunicação de baixo custo e baixo consumo de energia”, explicou seu porta-voz. "A comunicação bidirecional fornece suporte para usuários remotos e aumenta a consciência situacional, incluindo informações de ativos de inteligência vizinhos."
De acordo com Johnson, os sistemas estão ficando mais inteligentes. Por exemplo, a realidade aumentada está se integrando aos monitores, adicionando outra camada de informação para o soldado, enquanto a tecnologia está se tornando mais conectada."Os sistemas de visão noturna são uma parte do ambiente de rede do soldado, compartilhando o que eles veem para formar uma imagem operacional geral que é emitida para toda a unidade ou transmitida para um nível superior."
Um porta-voz da Thales também observou o nível crescente de digitalização dos sistemas, o que está abrindo as portas para a realidade aumentada. As ofertas da empresa no mercado incluem o dispositivo de visão noturna BONIE-DI / IRR I2, um sistema de rede inteligente que combina dois tipos de imagens. O sistema permite que os usuários visualizem dados específicos, como GPS, em realidade aumentada, o que aumenta os níveis de propriedade e interação.
Atenção séria tem sido dada ao potencial dos dispositivos de visão noturna totalmente digitais, embora, de acordo com Johnson, a tecnologia “ainda não esteja totalmente desenvolvida. Parece-me que você ainda não deveria esperar um retorno completo dela. Harris conduz uma grande quantidade de pesquisas nesta área. Precisamos de um verdadeiro avanço tecnológico antes de obter um sensor digital de cabeça. Os conversores ópticos analógicos dominarão o mercado de visão noturna pelos próximos 15-20 anos, até que algo inovador venha para substituí-los."
Johnson confirmou, no entanto, que é possível incorporar algum tipo de elemento digital em sistemas analógicos. “Em nosso sistema de soldado F6045, pegamos um sistema analógico e o conectamos à rede, trazendo recursos digitais, mas ainda usamos tubos intensificadores de imagem analógicos porque não há nada melhor no momento. É uma tecnologia comprovada e confiável, que ainda não vai desistir de suas posições”.
O Sr. Katz concorda que a tecnologia de visão noturna digital está bem no começo da jornada, mas acredita que ela se desenvolverá rapidamente nos próximos anos.
Harrold também prevê que, em última instância, os sistemas de UO se tornarão obsoletos e completamente substituídos por sistemas digitais que podem se atualizar com seus próprios algoritmos. Ele acrescentou que a indústria provavelmente "avançará para sistemas de energia sem fio totalmente integrados que integrem fontes de energia portáteis, miras de rifle e óculos de visão noturna e possam operar sem descanso durante o dia ou a noite".
Movimento para frente
Com uma compreensão clara de outros segmentos de mercado, Katz acredita que "haverá uma revolução na resolução dos sistemas de imagens térmicas".
A FLIR, por sua vez, espera ver uma ênfase mais forte no processamento de imagem e gerenciamento de energia, a fim de reduzir a dependência da ótica de longa distância focal para longas distâncias e aumentar a probabilidade de identificação do alvo. Eles acreditam que "o processamento de imagens com baixo consumo de energia, que melhora a qualidade da imagem em tempo real, pode aumentar o nível de confiança na identificação de objetos e detecção de ameaças".
Nos últimos anos, os sistemas padrão adicionaram recursos como equalização de histograma, aprimoramento de detalhes digitais e estabilização eletrônica. "Este processo continuará à medida que os algoritmos de processamento evoluem, resultando em menos carga de trabalho do usuário e reconhecimento e identificação de alvos mais rápidos."
O uso de microvisores de alta resolução em combinação com sensores de pixel menores, processamento de imagem de baixo consumo e comunicações sem fio aprimoram o MEGC e aumentam a inteligência, a vigilância e os recursos de direcionamento.
Harrold disse que nos próximos anos, a realidade aumentada "se tornará a tecnologia mais importante para esses sistemas, ela será integrada em futuros escopos e óculos." Em um dispositivo de visão noturna que atua como a tela principal do soldado, a realidade aumentada fornecerá informações importantes e, assim, aumentará sua eficácia no combate.
Isso trará uma série de benefícios. O quadro operacional geral com realidade aumentada permitirá que os usuários aumentem seu nível de propriedade do ambiente. Essas informações podem ajudar em uma série de tarefas, por exemplo, acesso ao vídeo de um drone, histórico do uso de dispositivos explosivos em uma determinada área, identificação de forças aliadas e amigas, um mapa tridimensional da área, etc. plataformas.
