Система ночного видения – виды, устройство и принцип работы

Система ночного видения в современных автомобилях

Развитие технологий ночного видения в автопромышленности.

 

В настоящее время технология ночного видения доступна только на небольшом количестве премиум автомобилей. Компания Autoliv, которая занимается разработками современных технологий безопасности автомобилей (в том числе и занимается производством автомобильных приборов ночного видения) считает, что в ближайшие годы развитие автомобильных систем ночного видения будет только возрастать. Хотя говорить о массовости применения подобной технологии говорить пока рано. Так, к примеру, в прошлом году во всем мире было продано только 80,000 автомобилей, которые были оснащены технологией ночного видения.

 

Однако по прогнозу специалистов компании Autoliv, к 2020 году число проданных автомобилей, оснащенные приборами ночного видения возрастёт до 300,000 автомобилей. На самом деле, это число может быть и выше. Все зависит от развития автономных автомобильных технологий, которые в настоящий момент развивают многие автомобильные марки. Если к 2020 году на рынок выдут новые автомобили, оснащенные автономными технологиями автоматического управления без участия водителя, то спрос на систему ночного видения вырастет в несколько раз.

 

В наши дни системы ночного видения устанавливаются только на премиальные и роскошные автомобили: Mercedes-Benz, Maybach, Audi и BMW. Эти автомобильные марки устанавливают систему ночного видения в большинстве случаев в качестве дополнительной опции. К примеру, Мерседес-Бенц устанавливает эту функцию на автомобили S-класса и SL Roadster. БМВ оснащает этой системой автомобили BMW 5-Series, 6-Series 7-Series, X5 и X6. Ауди устанавливает систему ночного видения на Audi A6, A7, A8 и Q7. 

 

В настоящий момент система ночного видения, которая производится компанией Autoliv, находится в третьем поколении. По словам представителя компании, также уже разработана четвертое поколение системы ночного видения для современных автомобилей, но она не будет поставляться автомобильным компаниям, как минимум еще три года. Главное преимущество четвёртого поколения системы, это низкая себестоимость, которая снизилась на 50 процентов по сравнению с третьим поколением приборов.

 

Это позволит в будущем расширить рынок сбыта приборов ночного видения, за счет спроса на систему со стороны автомобильных марок, которые выпускают не дорогие автомобили. 

Средняя стоимость автомобильных приборов ночного видения на сегодняшний день составляет от 2,500 до 4,000 долларов в зависимости от модели. 

 

Справка 1ГАИ.РУ: Технология ночного видения использует инфракрасные датчики, которые установлены на кузов машины. Благодаря датчикам и электроники, которая расшифровывает получаемые данные, система ночного видения способна видеть животных и людей в полной темноте на расстоянии до 46 метров. Это примерно в три раза дальше, чем дальность фар дальнего света. 

Кроме того, датчики имеют разную настройку, позволяющие видеть объекты в тумане, в пыли и в дыму. Правда стоит отметить, что при нулевой видимости на улице из-за тумана, дыма или пыли, система ночного видения не может улучшить обзорность.

 

Система ночного видения в автопромышленности может внести существенный вклад в снижение числа столкновений со смертельными исходами пешеходов, которые часто попадают под колеса в ночное время из-за плохой видимости на дороге.

www.1gai.ru

Обзор боевых систем ночного видения от западных производителей


Тепловизионное изображение американских солдат на задании

Что касается специальных систем ночного видения, то современный солдат никогда ранее не имел возможности выбора из такого широкого ассортимента. Несколько компаний в Северной Америке и Европе производят специальное оборудование для того, чтобы солдат мог наблюдать за своими общими или специфическими интересующими целями.

На рынке доступны комбинированные системы для круглосуточного наблюдения наряду с устройствами для подсветки цели. Для общего ночного наблюдения на рынке имеется гамма ручных тепловизионных моделей, не только обеспечивающих отличное ночное наблюдение, но также хорошую видимость сквозь пыль и дым поля боя.

Возможности ночного видения (НВ) современных боевых систем наблюдения являются необходимым инструментом для круглосуточного ведения боя. Кроме того, они являются средством, которое определит цель с высокой точностью, а затем сообщит о ней другим бойцам. Наряду со сложными оптико-электронными и инфракрасными (ОЭ/ИК) системами современные модели для наблюдения часто оснащаются коммуникационными интерфейсами, позволяющими передавать данные о цели и изображение в реальном времени в сеть командования и управления в более высокие эшелоны или соседним подразделениям. Эти интерфейсы позволяют передавать комплексную информацию о цели в чистом виде без помех в отличие от голосовых инструкций, для которых всегда есть риск быть не расслышанными из-за шума поля боя с потенциально катастрофическими последствиями.

Системы, описанные в этой статье, используют тепловидение для получения изображения окружающей местности.

В основном в тепловидении используются инфракрасные линзы, которые собирают фокусированное излучение, далее сканируемое ИК-детекторами, размещенными на фазированной решетке. Таким образом, термограмма создается решеткой примерно за 1/5 секунды. Блок выработки сигнала затем преобразует термограмму в электрические импульсы и передает эту информацию на дисплей, который представляет изображение зрителю в разных уровнях яркости в соответствии с ИК-излучением, который объект испускает в поле зрения.

Тепловизионные приборы, в общем и целом, разделены на неохлаждаемые системы, работающие при комнатной температуре, и охлаждаемые системы, в которых сенсор охлаждается примерно до 100 Кельвинов. Преимущество охлаждаемых систем состоит в том, что они обеспечивают гораздо лучшую четкость, потому что сенсор может определять мельчайшие изменения в температуре вплоть до 0,1 °C даже на расстоянии до 300 метров. Но охлаждаемые системы имеют недостаток в том, что они более хрупкие по сравнению со своими неохлаждаемыми аналогами. Кроме того, им также необходим либо газовый баллон, либо двигатель/насос Стирлинга для охлаждения сенсора. Первое решение оказывает значительную логистическую нагрузку, тогда как второе иногда может быть слишком шумным на определенном расстоянии и не подходит для скрытых задач.

Европа

Европа является родиной нескольких производителей боевых систем наблюдения, включая французскую компанию Sagem Defense Securite. Эта компания изготавливает модели JIM-LR и JIM-MR. Охлаждаемая система наблюдения JIM-LR при небольшой массе около 2,6 кг обладает чувствительностью 3-5 микрон; несмотря на охлаждающий насос, эта система работает очень тихо. Эта характеристика не раз демонстрировалась во время ночных учений, когда прибор JIM-LR был почти не слышен даже при работе в небольшой пустой комнате в ночной тиши. Вдобавок JIM-LR имеет три увеличения: x2, x4 и x8; и дистанции идентификации около 3,5 км для танка, а обнаружение таких машин возможно на дальности 9 км. Пользователь JIM-LR также получает преимущества от установленного приемника GPS, который обеспечивает точное местоположение сенсора и, следовательно, любой интересующей цели. Эта точность еще повышается за счет цифрового магнитного компаса.

Модель JIM-MR от Sagem для ближних дистанций имеет широкое поле зрения и двукратное увеличение в диапазоне 8-12 микрон. Это позволяет пользователю обнаруживать и определять танк на дистанции 3,5 и 1 км соответственно. Между тем точные координаты цели обеспечиваются лазерным дальномером и встроенным цифровым магнитным компасом.

В семействе ручных тепловизоров VARIOVIEW немецкой компании Jenoptik AG также используются неохлаждаемые тепловые формирователи изображения, следовательно, они совершенно бесшумные. Jenoptik изготавливает два основных варианта: VARIOVIEW 150 и VARIOVIEW 75. Первый имеет 150-мм ИК-линзы, второй 75-мм линзы, соответственно они предназначены для дальнего и ближнего наблюдения. В продуктовой линейке VARIOVIEW 150 компания Jenoptik предлагает базовую систему, которая может использоваться только как тепловизор и отдельную модель, в которую добавлен лазерный дальномер. Долгая работа от батареи и низкая стоимость обслуживания делают VARIOVIEW 150 «скромным» с логистической точки зрения. Что касается дистанций распознавания, то VARIOVIEW 150 может определять человеческую фигуру примерно с 5 км и машину на расстоянии до 8 км. VARIOVIEW 75 имеет сходные характеристики, хотя его дистанции определения составляют 2,5 км для человека и 5 км для машины. Кроме того, модели VARIOVIEW 150 и 75 могут подсоединяться к внешнему источнику питания и видеомониторам.

Что касается специальных систем наблюдения, то компания Jenoptik изготавливает дневную/ночную платформу для наблюдения NYXUS, которая может быть установлена на треногу, полезная опция для продолжительной работы. Долговременной работе также способствует 12-часовая работа от батарей. Для получения координат цели в NYXUS совмещены гироскоп и гониометр (прибор для измерения углов) наряду с цифровым компасом и GPS. Для наблюдения тепловизор совмещен с биноклем, тогда как безопасный для глаз лазерный дальномер класса 1M помогает точно определять координаты цели. Компания Jenoptik отмечает, что этот продукт идеален для подразделений артиллерийских наблюдателей наряду с передовыми авианаводчиками. С этой целью модель NYXUS поступила на вооружение немецкой армии еще в 2007 году.

Дополнительно к NYXUS компания Jenoptik поставляет ручной тепловизор NYXUS-LR в рамках немецкой программы по будущему пехотинцу IdZ-ES. NYXUS-LR облегчает круглосуточное наблюдение, а также обеспечивает хорошую проницаемость сквозь дым и пыль. Он обеспечивает дистанционное измерение и координаты цели наряду со своей собственной позицией посредством цифрового магнитного компаса и опциональной GPS. Также имеется ПЗС-камера (ПЗС – прибор с зарядовой связью, иначе полупроводниковая светочувствительная матрица) наряду с лазерным дальномером. Дальности определения для NYXUS-LR составляют около 5 км для машины и 4 км для ее идентификации (машины), лазерный дальномер также имеет сходные дальности. Добавление беспроводного интерфейса также позволяет модели NYXUS-LR передавать изображение другим пользователям.




JIM-LR
SOPHIE MF
Simrad VINGTAQS

К другим членам семейства NYXUS компании Jenoptik относятся приборы NYXUS MR и SR. Эти неохлаждаемые легкие тепловизоры, которые, как утверждают в компании, обеспечивают «возможности прежде недостижимые для носимого неохлаждаемого оборудования для дальних дистанций обнаружения людей и транспортных средств». Компания производит модели NYXUS-MR и NYXUS-SR для среднего и ближнего наблюдения.

Как демонстрирует продуктовая линейка Sagem, Франция является неким центром выпуска превосходных ночных систем наблюдения, а компания Thales также отвечает за выпуск ряда подобных систем. Компания изготавливает одну из самых известных серий изделий в этой сфере, а именно семейство SOPHIE. Модели SOPHIE имеют эргономический дизайн, бинокулярную конфигурацию и, как заявляют в компании Thales, это семейство представляет собой первую, ручную длинноволновую тепловизионную систему, способную работать независимо от любой внешней системы охлаждения. SOPHIE изначально изготавливалась в диапазоне 8-12 микрон, который стал стандартом в НАТО благодаря не только своей способности работать в самых разных условиях, но также хорошей проницаемости в дыму и пыли, свойственной этому диапазону.

Семейство SOPHIE включает охлаждаемую модель SOPHIE-MF, имеющую три поля зрения: узкое, широкое и увеличение x2. Thales утверждает, что тепловизор может работать в экстремальных условиях, при температурах -40°C — +55°C; полезная характеристика для солдат, использующих устройство в климате Афганистана. Имея дальность действия до 10 км, эта система для наблюдения также включает интерфейс RS-422, лазерный дальномер и лазерный указатель, магнитный компас, встроенную GPS и дневную цветную камеру. Одной из привлекательных характеристик SOPHIE-MF является то, что она может использоваться для обнаружения закамуфлированных целей.

К модели SOPHIE-MF присоединяется простой тепловизор SOPHIE. Как и его «брат» он может работать в схожих экстремальных условиях и определять закамуфлированные цели. SOPHIE также имеет три поля зрения; узкое, широкое и электронное увеличение; комплектная модель весит 2,4 кг. SOPHIE работает пять часов от батареи, но в отличие от SOPHIE-MF у нее нет лазерного указателя, дальномера и дневной цветной камеры.

Оба тепловизора SOPHIE и SOPHIE-MF работают в диапазоне 8-12 микрон. Впрочем, SOPHIE-ZS от Thales работает в диапазоне 3-5 микрон и имеет непрерывное оптическое увеличение x6, интерфейс RS-422 и весит 2,4 кг. Между тем SOPHIE-XF представляет собой тепловизионную систему определения местоположения цели третьего поколения. Как и SOPHIE-ZS, модель SOPHIE-XF имеет непрерывное увеличение x2.6-x16. Кроме того, заряда батареи хватает на 7 часов работы, а дальность действия лазерного дальномера составляет до 10 км.

Компания Thales работает под девизом «модульность» и поэтому также изготовила систему для наблюдения известную как Модульная Неохлаждаемая Инфракрасная Камера ELVIR, которая может использоваться как часть лазерной тепловизионной системы или как отдельный продукт. При дальности определения 1,5 км для человека и до 3,2 км для танка диапазон рабочих температур у ELVIR несколько меньше и составляет от -33° до +58°C. Между тем, ELVIR-MF, оснащенная GPS, цифровым магнитным компасом и линзой с увеличением x4,7, образует многофункциональный вариант в семействе ELVIR. Эта модель распознает машину на дальности 4,7 км и человека на 2,3 км.

Компания Thales имеет громадный опыт как в сфере оптоэлектроники, так и в нескольких других оборонных областях. Европейский континент, впрочем, также является родным для нескольких компаний, специализирующихся исключительно на подобных продуктах. Одна из таких компаний – бельгийская OIP Sensor Systems, которая изготавливает ряд тепловизионных систем наблюдения. Продуктовая линейка компании включает прибор AGILIS, работающий в диапазоне 3-5 микрон, он имеет встроенную GPS и компас, опциональный лазерный указатель и дальномер. В AGILIS применяется охлаждающая система Стирлинга закрытого типа, он работает при температурах от -30°C до +55°C. Те покупатели, которым необходимо дистанционно управляемое тепловизионное оборудование, могут выбрать систему дальней разведки и наблюдения LEXIS от OIP Sensor Systems, которая также включает дневную телекамеру и безопасный для глаз лазерный дальномер. LEXIS доступен как с охлаждаемым, так и неохлаждаемым сенсором в диапазоне 3-5 или 8-12 микрон.

Переносной тепловизионный прибор для наблюдения CLOVIS – еще одна позиция в каталоге OIP Sensor Systems. CLOVIS имеет дальность определения свыше 25 км и дальность идентификации 10 км для цели размером с самолет. Как и AGILIS, в CLOVIS установлен сенсор с разрешением 3-5 микрон с устройством Стирлинга закрытого типа.

Еще один европейский лидер по системам наблюдения – это норвежская компания Simrad Optronics. Модель FOI2000 этой компании является модульной и предназначена для оснащения передовых наблюдателей; она может быть дополнена цифровой камерой, лазерным указателем и/или GPS. Основу FOI2000 составляют устройство определения местоположения цели LP1OTL этой же компании и тепловизионная система FTI от FLIR Systems. Левая линза окуляра у LP1OTL показывает тепловое изображение пользователю, который «общается» с устройством при помощи программного меню на базе операционной системы Windows-CT . Кроме того, у LP1OTL есть функция увеличения. Гироскоп, ориентированный на север, и цифровой гониометр GONIOLIGHT от Vectronix выполняют функцию определения данных о цели. Также есть возможность подсоединить FOI2000 к сети, что позволит изображение и данные передавать другим пользователям.

Швейцарская компания Vectronix AG заняла свою нишу в качестве лидирующего поставщика продвинутого оборудования для наблюдения. В частности, ее гониометр GONIOLIGHT можно подсоединить к тактической сети, внешней GPS, гироскопу или внешнему источнику энергии. Vectronix изготавливает GONIOLIGHT в нескольких вариантах, которые могут быть дополнены бинокулярными дальномерами VECTOR, в то время как GONIOLIGHT TI дополнен тепловизионной камерой MATIS HH от Sagem. У модели GONIOLIGHT GTI эта тепловизионная камера может быть дополнена гироскопом. В качестве альтернативы линейка GONIOLIGHT может быть оборудована тепловизионными камерами и лазерными дальномерами, указанными покупателем.

Великобритания является домом для компании Qioptiq, которая изготавливает специализированные тепловизионные системы наблюдения для сухопутных войск. Эти продукты включают неохлаждаемый тепловизионный прицел для наблюдения VIPIR-S, имеющий увеличение x3. VIPIR-S может определять человека на дальности 400–600 метров и весит до 700 грамм. VIPIR-S работает в диапазоне 8-12 микрон и питается от 4 батарей AA. К линейке компании присоединяется ручной тепловизионный прибор для наблюдения VIPIR-2S. Последняя модель имеет увеличение до x2,7, электронный зум x2, в ней установлен неохлаждаемый сенсор. VIPIR-2S весит 950 грамм и подобно VIPIR-2 работает в диапазоне 8-12 микрон и питается от 4 батарей AA.

Британская компания Innovative Sensor Development Ltd также производит тепловизионные системы наряду с прицелами и электрооптикой для водителя. Изделия для наблюдения включают камеру детализированного видения DACIC (Detailed and Contextual Imaging Camera), она работает при температурах от -42°C до +45°C и весит вместе с футляром 6,5 кг.


SEESPOT-III
GONIOLIGHT Tl

Бинокли от компании Vectronix

Покупатели, которым необходимы ручные бинокулярные дальномеры, могут выбрать семейство VECTOR от компании Vectronix. Эти модели завоевали необычайную популярность и были проданы в 17 стран только лишь входящих в НАТО, не говоря уже об остальных. Бинокли VECTOR имеют лазерный дальномер и увеличение x7, также встроенный цифровой магнитный компас; беспроводной интерфейс RS-232 позволяет пользователю легко передавать изображение своим коллегам по сети. Для того, чтобы повысить точность огня семейство биноклей VECTOR имеет цифровой калькулятор, позволяющий пользователю сравнить точку встречи с желаемой точкой прицеливания. Для длительных стационарных задач бинокли VECTOR могут устанавливаться на одиночную опору или треногу. В семействе VECTOR, модель VECTOR-IV создана для пехотных подразделений, а модель VECTOR-21 предназначена для применения в качестве специализированной системы передового обзора. Последняя модель имеет такие же тепловизионные характеристики, как и модель VECTOR-IV Nite.

Безопасный для глаз лазерный дальномер MOSKITO от Vectronix также имеет бинокулярную конструкцию и может измерять вертикальные и горизонтальные углы. MOSKITO имеет увеличение х3 для ночного времени и увеличение x5 для работы днем, а измерение дальности выполняет на дальностях до 4 км. Наряду с этими характеристиками еще один полезный атрибут модели MOSKITO – это функция усиления яркости с автостробированием. Она адаптирует изображение в зависимости от световых условий. Это особенно важно в городских условиях, когда световые условия быстро меняются. Стоит только подумать о том, когда покидаешь темную комнату и выходишь на яркий солнечный свет и наоборот, то понимаешь, какое влияние это оказывает на любое зрение. Хотя MOSKITO имеет встроенный приемник GPS, но при необходимости его можно также подсоединять к внешней системе GPS. В дополнение к семейству VECTOR и модели MOSKITO компания Vectronix также изготавливает ночной бинокль BIG35 Night Binoculars для обычных операций передового наблюдения.

Израиль

Системы ночного видения всех типов и поколений стоят на вооружении израильской армии, за последние 25 лет они сыграли свою важную роль во всех военных операциях. В результате израильская оборонная промышленность в настоящее время является поставщиком продвинутых систем, варьирующихся от солдатских очков до систем наблюдения на дальние дистанции совмещенных с другими сенсорами.

CORAL-CR разработан компанией Elbit Systems Electrooptics El-Op предназначен для наблюдения на средних дистанциях; его испытания проводились в боевых подразделениях израильской армии. По данным компании, способен отмечать и запоминать 12-разрядные координаты и передавать их обратно. CORAL-CR – легкая тепловизионная система наблюдения с дальностью несколько километров, предназначена для пехоты и разведывательных подразделений. Портативный прибор CORAL-CR предназначен для простых операций.

В 2008 году компания El-Op была выбрана на поставку своих систем MARS для израильской армии. В этой ручной тепловизионной системе обнаружения целей используется технология неохлаждаемого сенсора. В системе имеются лазерный дальномер, GPS, компас, дневной канал и система записи.

В настоящее время компанией разработана система HELIOS, которая рекламируется как «Роллс-Ройс среди тепловизоров». HELIOS устанавливается на треноге и имеет систему, сочетающую охлаждаемый тепловой сенсор, цветную и панхроматическую камеры, лазерный дальномер, GPS и компас. Компания также производит системы сбора видеоданных, которые будут собирать данные от разных сенсоров в единое изображение.

Целевой клиентурой для компании ITL в основном являются сухопутные подразделения, например пехота, снайперы, разведка и специальные силы. Переносные, прочные, с низким энергопотреблением современные пехотные системы позволяют эффективно работать в суровых боевых условиях, не накладывая физическую и психологическую нагрузку на солдата. Эти системы варьируются от индивидуальных модульных моделей до целых боевых комплексов, оптимизированных для высокоточных операций.

ITL недавно запустила в производство семейство очень легких высокоэффективных неохлаждаемых тепловизионных ручных моделей, прицелов для вооружения и систем наблюдения под обозначением COYOTE. В COYOTE применяются основные общие компоненты, базирующиеся на уникальном энергосберегающем сенсоре, который компонуется с различными линзами и адаптируется к требованиям заказчика.

Оптика COYOTE адаптирована для пехоты или гражданского патрулирования. Это было достигнуто за счет добавления широкого поля зрения, настраиваемой вручную фокусировки, адаптера для оружия, крепления для треноги, лазерного указателя и кабеля для дистанционного управления в соответствии с оперативной потребностью. Устройство доступно с разными фокальными расстояниями (20 мм, 45 мм), а также с устанавливаемыми пользователем дополнительными умножителями и увеличителями.

ITL также разрабатывает линейку охлаждаемых тепловизионных систем. Одна из этих систем HARRIER недавно была выбрана индийской армией.

Хорошим примером способности компании ITL компоновать различные возможности в одну бинокулярную систему является легкая, мультисенсорная, бинокулярная система круглосуточного наблюдения и обнаружения целей EXPLORER. Это упрочненная система «все в одном» совмещает тепловизор 3-го поколения с безопасным для глаз лазерным дальномером с дальностью до 15 км, дневную камеру высокого разрешения, встроенный лазерный дальномер, встроенную GPS (Code C/A (код грубого определения местоположения объектов), 12 каналов), цифровой компас (градусы или мили, среднеквадратичная точность 1°) и уклономер (±60°). Система имеет непрерывное увеличение или три поля зрения. EXPLORER может быть ручным, устанавливаться на треноге или на панорамной головке, управляться дистанционно исходя из оперативных потребностей. В ITL говорят, что EXPLORER обеспечивает превосходные высокоэффективные возможности наблюдения, обнаружения, идентификации и сопровождения целей.


CORAL-LS плюс LDR
ITL EXPLORER

Компания Controp недавно выпустила новую тепловизионную камеру FOX 1400 мм. Эта новая модель присоединилась к семейству широко известных и распространенных в мире тепловизоров FOX. Новая камера FOX имеет линзу 1400 мм с непрерывным увеличением x35. Она обеспечивает наблюдение и сопровождение целей на «сверхдальних» дистанциях. FOX 1400 мм уже была поставлена нескольким покупателям как часть системы дальнего наблюдения для береговой защиты и наблюдения. Семейство тепловизоров, в которое входят FOX 250, FOX 450, FOX 720, имеет характеристики, которые как говорят в компании, отличают их от других тепловизионных камер.

Непрерывное увеличение FOX обеспечивает плавный переход между полями зрения для наблюдения, сопровождения цели и затем ее идентификации крупным планом. Вдобавок, улучшенные алгоритмы обработки изображения создают картинку высокого качества, даже если на изображении есть тепловое пятно (взрыв, огонь и т.д.). Локальная автоматическая регулировка усиления обеспечивает четкое изображение мелких деталей на изображении несмотря на чрезвычайную разницу на картинке в наблюдаемой зоне и теневых зонах. Камеры FOX доступны в трех разных увеличениях: x12,5, x22,5 и x36. Это позволяет гибко конфигурировать их для любых дневных и ночных требований, будь то наземные программы национальной безопасности, воздушного наблюдения и разведки или морских приложений. Кроме того, камеры FOX при необходимости могут подсоединяться к большинству существующих радарных систем, системам оповещения или другим системам C4ISR (командование, управление, связь, компьютеры, разведка, наблюдение и рекогносцировка) для обеспечения максимальной безопасности. Эта камера небольших размеров имеет небольшую массу и доступна с чехлом или без него так, что она может быть включена в состав имеющейся аппаратуры или использоваться как одиночная система.


Функция локальной автоматической регулировки усиления разработки компании Controp

США

Американская компания FLIR Systems работала с Simrad (см. выше) над оборудованием боевого наблюдения и, кроме того, производит линейку своих собственных устройств. Система RANGER-HRC этой компании состоит из охлаждаемого тепловизора с увеличением x12,5, работающего в диапазоне 3-5 микрон. Между тем, цветная телекамера имеет три поля зрения: стандартное, дальней дистанции и сверхдальней дистанции. Кроме того, покупатели могут выбрать лазерный дальномер с дальностью до 20 км. Модель RANGER-II/III имеет два поля зрения.

В отличие от семейства RANGER тепловизор THERMOVISION 2000/3000 от FLIR Systems имеет три поля зрения и инфракрасный фотодетектор на квантовых ямах (QWIP) 320×240 в случае с THERMOVISION 2000, и QWIP 640×480 для модели THERMOVISION 3000. Линейка моделей для наблюдения компании FLIR действительно большая, еще есть THERMOVISION Sentry II с непрерывным увеличением x12 и дневной телекамерой.

Для общего наблюдения FLIR Systems изготавливает несколько тепловизионных биноклей, например MILCAM RECON III Lite (также известный как AN/PAS-26 в американских ВС) который включает микроболометр 640×480 VOx, лазерный указатель и цветной канал. MILCAM RECON III работает в диапазоне 8-12 микрон. При массе 2,5 кг, эти бинокли могут быть ручными или устанавливаться на треногу. К MILCAM RECON III присоединяется модель LOCALIR, в которую добавлены лазерный дальномер и цифровой компас с точностью до 0,3 мил плюс GPS и опциональный лазерный указатель. LOCALIR работает в диапазоне 3-5 и 8-12 микрон и имеет небольшую массу менее 3 кг.

MILCAM RECON III OBSERVER также продвигается под обозначением AN/PAS-24, он имеет схожие характеристики с предыдущей моделью и опциональный лазерный указатель. FLIR Systems создала эту модель для высокомобильных задач наблюдения; пользователи, которым необходима чрезвычайно малая масса имеют возможность выбрать MILCAM RECON III ULTRALITE от FLIR System. Устройство имеет цифровой зум x2 и x4 плюс микроболометр 640×480 Vox, масса его менее 1,7 кг, работает в диапазоне 8–12 микрон, время работы от батареи составляет четыре часа.

Как и многие модели, рассмотренные в этой статье, портативный тепловизор RECON от FLIR Systems имеет небольшую массу и работает в диапазоне 3–5 микрон на дальних дистанциях. Он может быть использован для наблюдения за границей, задач национальной безопасности, разведки и наблюдения. RECON может обнаружить транспортные средства на расстоянии 1 км. Все сенсорные приборы установлены в корпус массой 3,2 кг, включая батарею со временем работы около 2,5 часов. Еще одна полезная характеристика камеры RECON – она может использоваться в ручном режиме или подсоединяться к компьютеру для операций удаленного управления. Кроме того, для покупателей которым необходима модель, работающая в диапазонах 1,06, 4,5 и 4,8 микрон, FLIR Systems изготавливает ручной тепловизор SEASPOT-III массой 2,4 кг.

Тепловизионные системы наблюдения также являются специализацией американской компании DRS Technologies. В частности, компания изготавливает ручное устройство под обозначением MX-2 A1110 Rugged Thermal Imager (упрочненный тепловизор). DRS Technologies разработала эту модель в качестве универсальной системы, которая может использоваться для разведки и наблюдения за полем боя, работает она в диапазоне 8–12 микрон, оснащена съемным окуляром для дистанционной работы. Работает тепловизор от 4 батареек AA, прорезиненное и не отражающее покрытие гарантируют, что он имеет повышенную прочность при одновременном снижении заметности.

Компания Nivisys производит линейку оптических приборов для военных и правоохранительных органов, включая прицелы для оружия и очки ночного видения. Поскольку здесь рассматриваются боевые тепловизоры, стоит упомянуть монокуляр этой компании TAM-14 Thermal Acquisition Monocular. Это универсальное устройство может использоваться в ручном режиме, крепится оно на шлем или оружие. TAM-14 имеет зум x2, массу всего 640 грамм, конструкция построена на неохлаждаемом сенсоре с диапазоном 7–14 микрон. Другие продукты компании Nivisys включают тепловизионный бинокль PHX-7, работающий в той же полосе спектра как TAM-14. Также в нем применена технология неохлаждаемого сенсора, как и в модели UTAM-32 Universal Thermal Acquisition Monocular (универсальный тепловизионный монокуляр обнаружения), который как говорят в компании «представляет собой самое последнее достижение в нашей серии ручных тепловизоров». Как и TAM-14, UTAM-32 может работать в разных конфигурациях: ручной, устанавливаться на оружие или крепиться к шлему.

American Technologies Network, Corp. (ATN) выпускает широкую линейку тепловизоров, универсальные системы OTIS-14 и OTIS-17, серию прицелов вооружения THOR и RENEGADE и серию ручных устройств THERMAL EYE. Серия систем слияния изображения FIITS сочетает тепловизионную камеру и устройство усиления яркости.

ITT Night Vision & Imaging — хорошо известный поставщик усилителей яркости изображения для ночных условий для многих союзных и дружественных стран. Новейшая модель компании DSNVG объявлена первыми очками ночного видения, в которых в компактном блоке совмещены усиление яркости изображения и наложение тепловизионных изображений.


ATN NIGHT SHADOW
IZLID-1000

Канада

За 49-ой параллелью канадская компания General Starlight Company производит ряд универсальных тепловизионных систем для наблюдения за полем боя. Они включают универсальный монокуляр TIM-14 Thermal Imaging Multipurpose Monocular, имеющий цифровое увеличение x2 и несколько дальностей обнаружения в зависимости от размера линзы, установленной в модели. Для 22-мм линзы человек может быть определен на дистанции 475 метров и машина на 800 метров, соответственно для 16-мм линзы дальности составляют 305 метров и 550 метров, для 8,5-мм линзы дальности 170 метров и 300 метров. Неохлаждаемый TIM-14 может без перерыва работать до 4 часов, опционально может крепиться к шлему или оружию. Монокуляр TIM-14 присоединяется к TIM-28, который работает в диапазоне 8-12 микрон и способен определить человека на расстоянии 1 км и машину на 1,5 км. TIM-28 может работать до 6 часов подряд, а масса его всего 800 грамм.

Канада также родина компании Newcon Optik, которая предлагает линейку устройств ночного видения, лазерные дальномеры, устройства стабилизации изображения и его усиления. Особый интерес для этой статьи представляет тепловизионные системы TVS-7B и SENTINEL. Первая модель представляет собой очки, способные определить человека на 475 метров и автомобиль на 900 метров при использовании неохлаждаемого сенсора. Всего с одним комплектом батарей TVS-7B может работать до 5 часов, масса ее составляет 450 грамм. Между тем, тепловизионный бинокль SENTINEL от Newcon Optik имеет очень большие дальности обнаружения, человек до 1 км у модели с 57-мм линзой и 2,5 км с 115-мм линзой. Дальности обнаружения и идентификации для цели размером с танк составляют 3000 метров и 6000 метров для 57-мм линзы и 4000 метров и 8000 метров для 115-мм линзы. Оба варианта SENTINEL могут работать до 8 часов без перерыва при температурах от -30°C до +55°C.

Компания ITT и ночное видение

В сфере тепловидения ITT Corporation является одним из мировых лидеров среди разработчиков, производителей и поставщиков нашлемных и наголовных решений в сфере тепловидения базирующихся на другой технологии, чем это описано в основной статье, а именно усиление яркости изображения. Ее системы широко применяются американскими и союзными войсками, а также силами национальной безопасности.

Компания получила контракт стоимостью 19,3 миллиона долларов от Научно-исследовательского центра разведки и наблюдения на поставку монокулярных устройств AN/PVS-14 – самого популярных и используемых очков ночного видения. 80% этих очков предназначены для экспедиционных сил, оставшееся количество для флота и армии. «Мы рады поддержать все рода войск США нашими главными очками для ночного видения, – сказал президент подразделения по ночному видению компании ITT Майк Хэйман. – Этот контракт позволил ITT продолжить развитие лучшей технологии с целью помочь американскому солдату владеть ночью».

AN/PVS-14 — легкий и надежный тепловизионный монокуляр с высокими характеристиками, обеспечивающий улучшенное разрешение для улучшения мобильности и идентификации целей. Эти прочные устройства могут быть ручными, крепиться к шлему или камере, а также к оружию. AN/PVS-14 работает от одной батарейки AA, в нем применяется патентованный компанией ITT пленочный усилитель яркости изображения PINNACLE Generation 3. Трубка Gen 3 PINNACLE может собирать и усиливать имеющийся световой поток в более чем 10 раз по сравнению с предыдущим поколением.

Вывод

Опыт передовых наблюдателей в современных войнах окажет основное влияние на конструктивные критерии изделий для передового наблюдения, используемых в завтрашних конфликтах. Войны в Ираке и Афганистане были весьма поучительны показав, что передовые наблюдатели, работающие на земле, требуют все большие дальности обнаружения и идентификации целей. Это сочетается с желанием того, чтобы системы следующего поколения имели еще более впечатляющую четкость изображения и улучшенные средства распределения изображения среди других пользователей. Необходимы все более совершенные системы и компании производящие эти устройства, вынуждены будут решать серьезную задачу – создание моделей с повышенными возможностями при сохранении массы устройств, а то и ее уменьшении.

Использованы материалы:
www.monch.com
www.sagem.com
www.jenoptik.com
www.thalesgroup.com
www.vectronix.com
www.elbitsystems.com
www.itlasers.co.il
www.flir.com
www.exelisinc.com
www.controp.com
www.nvoptics.com
www.itt.com

topwar.ru

зачем нужна и как работает

Система ночного видения даёт возможность получить водителю больше информации о происходящем на темной дороге (автомобили, пешеходы или иные препятствия). Тем самым уменьшается психологическая нагрузка на водителя и, в конечном счете, повышается безопасность движения.

Система ночного видения добавляет комфорта при вождении автомобиля

Применение системы сегодня довольно ограниченное. Она предлагается только как опция для автомобилей премиум-класса. В принципе — это судьба многих полезных нововведений на автомобилях. Сначала премиум-класс, а потом, если применение новой системы себя оправдало, то и более дешевые автомобили.

Система при помощи специальной камеры обнаруживает тепловое излучение объектов, обрабатывает полученный сигнал и выдает на дисплей изображение.

Все системы ночного видения делятся на активные и пассивные:

  • Активные используют источник инфракрасного света, находящийся на автомобиле.
  • Пассивные системы не имеют такого источника, а воспринимают только инфракрасное излучение от объектов.

Системы дают возможность видеть происходящее на дороге на расстоянии до 250 метров.

Торговые названия систем:

  • активные: Night View Assist, Night View;
  • пассивные: Night Vision Assistant, Night Vision, Intelligent Night Vision System.

Наиболее прогрессивные модификации систем ночного видения, кроме помощи водителю, могут оповещать пешеходов о возможной опасности.

В своем составе система имеет следующие узлы:

  • инфракрасные активные или пассивные камеры, расположенные в фарах;
  • обычная видеокамера, расположенная в салоне возле лобового стекла;
  • электронный блок управления;
  • монитор для вывода информации (на щитке приборов или используется дисплей мультимедийного комплекса).

Как работает автомобильная система ночного видения

Алгоритм работы системы следующий. Она вступает в работу, когда скорость автомобиля достигнет 45 км/час. Блок управления получает информацию от камер. От инфракрасных – о ситуации на дороге впереди автомобиля. От обычной – в светлое или темное время суток, есть ли впереди на дороге другие автомобили, встречные и попутные. После обработки информация выдается на монитор.

Принцип работы системы

Система в состоянии обнаружить и идентифицировать пешехода на расстоянии до 80 метров.

Пешеходы предупреждаются либо освещением их в течение короткого времени, либо вспышками. Для этого используются дополнительные поворотные фары, часто светодиодные, расположенные рядом с противотуманными фарами.

Если впереди на дороге есть другие автомобили, фары не включаются. Эта функция предусмотрена также из соображений безопасности, чтобы не ослепить водителей.

Видео:

Неплохая опция для облегчения вождения автомобиля в ночное время, жаль только, что устанавливается система не на все машины.

Загрузка…

avto-i-avto.ru

Система ночного видения Википедия

Вид через прибор ночного видения на американского пулемётчика 25-й пехотной дивизии (на пулемёте M249 Para) — оптический прицел Elcan, ПНВ бойца закреплён на шлеме и откинут вверх).
ПНВ Советского производства ПН-1А.

Прибор ночного видения (ПНВ) — класс оптико-электронных приборов, обеспечивающих оператора изображением местности (объекта, цели и т. п.) в условиях недостаточной освещённости. Приборы данного вида нашли широкое применение при ночных боевых действиях, для ведения скрытного наблюдения (разведки) в тёмное время суток и в тёмных помещениях, вождения машин без использования демаскирующего света фар и т. п.[1]. Несмотря на ряд преимуществ, которые они дают своему обладателю, отмечается, что подавляющее большинство имеющихся моделей не способно предоставить возможность периферийного зрения, что обуславливает необходимость специальных тренировок для эффективного их применения[2].

Типы ПНВ[ | ]

Существует несколько подходов к построению ПНВ:

  • Усиление очень слабого видимого света, не различаемого глазом человека. Идея реализуется в электронно-оптических преобразователях (ЭОП) и, в некоторой степени, в современных видеокамерах для систем охраны с т. н. ночным режимом.
  • Наблюдение в ближнем инфракрасном диапазоне (длина волны 0,7—1,5 мкм). Чувствительностью в этом диапазоне обладают ЭОП и видеокамеры без инфракрасного фильтра. В ближнем ИК нет естественных источников, кроме солнца, поэтому в полной темноте такие ПНВ ничего не увидят без подсветки. Для таких ПНВ существуют специальные источники подсветки (инфракрасные прожекторы, например на базе инфракрасных светодиодов), не видимые невооружённым глазом.
  • Наблюдение в среднем (тепловом) инфракрасном диапазоне (длина волны 7—15 мкм). В этом диапазоне излучают все твёрдые тела, нагретые до температур нашего мира: от −50 °C и выше. Такие ПНВ называются тепловизорами. Они показывают картинку разницы температур и не требуют никакой подсветки.
  • Возможно наблюдение в ультрафиолетовом спектре. Однако отсутствие естественных источников ультрафиолета (кроме солнца) и практическое отсутствие не видимых невооружённым глазом искусственных источников ультрафиолетовой подсветки сдерживает распространение ультрафиолетовых ПНВ.

Технически есть несколько популярных способов построения ПНВ:

  • Специальные современные полупроводниковые видеокамеры способны дать изображение при освещённости сцены до 0,0005 люкса.[3] Это позволяет наблюдать при очень низкой освещённости. Кроме того, чувствительность в ближнем инфракрасном диапазоне позволяет организовать не видимую глазом подсветку сцены (например, инфракрасными светодиодами) и использовать обычные в

ru-wiki.ru

Приборы ночного видения и тепловизоры, или как найти черную кошку в темной комнате

29.04.2019

Зрение – наиболее важный способ восприятия окружающей действительности. Визуально мы получаем большую часть информации о внешнем мире. Наши глаза – удивительно сложный и совершенный механизм, подаренный нам природой. Но, к сожалению, возможности их несколько ограничены.

Человек способен воспринимать только очень узкий оптический диапазон всего спектра электромагнитного излучения (он еще называется видимым участком спектра), кроме того, глаз может воспринимать «картинку» только в условиях достаточной освещенности. Например, если оно падает ниже уровня 0,01 люкса, то мы теряем возможность различать цвета объектов и можем видеть только крупные предметы, находящиеся неподалеку.

Это вдвойне обидно, ведь из-за этой особенности нашего зрения мы становимся практически слепыми в темное время суток. Человек всегда завидовал другим представителям животного царства, для которых ночная мгла не является преградой: кошкам, совам, волкам, летучим мышам.

Особенно не нравилась подобная ограниченность человеческого зрения военным. Но кардинально изменить ситуацию удалось лишь в середине прошлого столетия, когда благодаря достижениям физики появились приборы ночного видения, позволяющие видеть ночью почти так же ясно, как и днем.

В настоящее время приборы ночного видения находятся не только в армейских арсеналах, их с удовольствием используют спасатели, охотники, охранные подразделения, специальные службы. А если говорить о тепловизорах, то перечень их использования еще шире.

Сегодня в свободной продаже находится огромное количество самых разнообразных типов и видов приборов ночного видения (ПНВ), выполненных в виде биноклей, моноклей (монокуляров), прицелов или обычных очков. Однако прежде чем говорить об устройстве прибора ночного видения, следует несколько слов сказать о физических принципах, на которых основана работа подобных приспособлений.

Как он работает

Работа приборов ночного видения и тепловизоров основана на физических явлениях внутреннего и внешнего фотоэффекта.

Суть явления внешнего фотоэффекта (или фотоэлектронной эмиссии) заключается в том, что твердые тела под воздействием света испускают электроны, которые и улавливаются ПНВ. Основой любого прибора ночного видения является ЭОП – электронно-оптический преобразователь, который улавливает слабый отраженный свет, усиливает его и превращает в электронный сигнал. Именно его и видит человек в объективе ПНВ. Следует понимать, что ни один прибор ночного видения не способен «видеть» в абсолютной темноте. Правда, существуют и активные ПНВ, которые используют для освещения объектов собственный источник инфракрасного излучения.

Любой прибор ночного видения состоит из трех основных составляющих: оптической, электронной и еще одной оптической. Свет принимается объективом, который затем фокусирует его на ЭОП, где фотоны превращаются электронный сигнал. Максимально усиленный сигнал передается на люминесцентный экран, где он опять превращается в привычное для человеческого глаза изображение. Вышеописанная конструкция в целом характерна для любого поколения ПНВ, просто современные приборы ночного видения (второе и третье поколение) имеют более продвинутую систему усиления сигнала.

Тепловизоры же улавливают собственное излучение любого тела или предмета, температура которого отлична от абсолютного нуля. Основной частью тепловизоров являются так называемые болометры – сложные фотоприемные устройства, которые улавливают инфракрасные волны. Подобные датчики чувствительны к длинам волн, соответствующих диапазону температур от -50 до +500 градусов Цельсия.

На самом деле, тепловизоры имеют довольно простую конструкцию. Каждый подобный прибор состоит из объектива, тепловизионной матрицы и блока обработки сигнала, а также экрана, на который выводится готовое изображение. Тепловизоры бывают двух видов: с охлаждаемой и неохлаждаемой матрицей. Первые являются наиболее чувствительными, дорогими и массивными. Их матрица охлаждается до температуры -210 до -170o C, обычно для этого используют жидкий азот. Чаще их используют на крупной военной технике (например, любой танковый прибор ночного видения).

Тепловизоры с неохлаждаемой матрицей стоят на порядок дешевле, они меньше по размеру, но и чувствительность их гораздо ниже. Однако большая часть тепловизоров, которые сегодня представлены на рынке (до 97%), относится именно к этой категории.

Одной из главных особенностей тепловизоров, которая во многом и обуславливает их высокую стоимость, являются их объективы. Дело в том, что обычное стекло, используемое в большинстве оптических приборов, абсолютно непрозрачно для инфракрасного излучения. Поэтому для объективов тепловизоров используются такие редкие материалы, как германий, рыночная цена которого составляет примерно 2 тыс. долларов за кг. Средний германиевый объектив для тепловизора стоит около 7 тыс. долларов, а цена хорошего может доходить до 20 тыс. долларов. Сегодня и в России, и за рубежом активно ищут замену германию, что в теории может снизить стоимость тепловизора на 40-50%.

История и классификация ПНВ 

Классификация приборов ночного видения основана на чувствительности фотокатода, степени усиления света, а также разрешении в центре полученного изображения. Как правило, выделяют три поколения ПНВ. Кроме того, к отдельному поколению нередко относят ранние ПНВ с дополнительным источником инфракрасного излучения. На сайтах производителей можно встретить информацию о ПНВ так называемых промежуточных поколений, вроде 1+ или 2+. Однако подобная градация больше преследует маркетинговые цели, чем является отображением реальных отличий.

Совершенствование конструкции ПНВ и появления новых поколений этих приборов шло последовательно, одно за другим. Поэтому классификацию приборов ночного видения удобнее рассматривать вместе с историей их развития.

23 августа 1914 года близ бельгийского города Остенде немцам удалось с помощью теплопеленгаторов обнаружить британскую эскадру, состоящую из броненосных крейсеров и миноносцев. И не просто обнаружить — но и корректировать с помощью этих приборов артиллерийский огонь, не давая кораблям противника приблизиться к важному порту. Считается, что именно с этого момента началась история приборов ночного видения.

В 1934 году произошел настоящий прорыв в этой области: голландец Холст создал первый в мире электронно-оптический преобразователь (ЭОП). Двумя годами позже российский эмигрант Зворыкин разработал ЭОП с электростатической фокусировкой сигнала, который позже стал «сердцем» первого коммерческого ПНВ американской компании Radio Corporation of America.

Периодом бурного развития ПНВ стала Вторая мировая война. Лидером в их разработке и применении стала гитлеровская Германия. Первый прототип прицела ночного видения был создан немецкой компанией Allgemeine Electricitats-Gesellschaft (AEG) в 1936 году, он предназначался для установки на противотанковых пушках Pak 35/36 L/45.

К 1944 году немецкие противотанковые пушки Pak 40 могли вести огонь, используя приборы ночного видения, на дистанции до 700 метров. Примерно в это же время танковые войска вермахта получили ПНВ Sperber FG 1250, с применением которого состоялось последнее крупное немецкое наступление на Восточном фронте неподалеку от венгерского озера Балатон.

Все вышеперечисленные приборы ночного видения относятся к так называемому нулевому поколению. Подобные устройства отличались очень слабой чувствительностью, поэтому для нормальной их работы был необходим дополнительный источник инфракрасного света. Например, каждые пять немецких танков, оснащенных Sperber FG 1250, сопровождал бронетранспортер с мощным инфракрасным локатором Uhu («Филин»). Кроме того, ПНВ нулевого поколения имели ЭОП, чувствительные к ярким вспышкам света. Именно поэтому в конце войны советские войска часто использовали в наступлении обычные прожекторы. Они попросту слепили немецкие ПНВ.

Были у немцев попытки создать и ПНВ, которые бы обеспечивали большую дальность видения (до 4 км), но из-за значительных размеров ИК-прожектора от них отказались. В 1944 году в войска была отправлена опытная партия (300 шт.) ПНВ Vampir, предназначенная для установки на немецкие штурмовые винтовки «Штурмгевер». В его состав, кроме непосредственно прицела, входил ИК-прожектор и аккумуляторная батарея. Общий вес прибора превышал 30 кг, дальность – 100 метров, а время его работы составляла всего лишь 20 минут. Несмотря на эти довольно скромные показатели, немцы активно использовали «Вампир» в ночных боях завершающего этапа войны.

Попытки создания ПНВ нулевого поколения были и в Советском Союзе. Еще до войны для танков семейства БТ был разработан комплекс «Дудка», позже аналогичная система появилась и для Т-34. Можно также вспомнить отечественный прибор ночного видения Ц-3, который разрабатывался для пистолетов-пулеметов ППШ-41. Подобным оружием планировали оснастить штурмовые подразделения. Однако широкого распространения ПНВ в Красной армии так и не получили. В тот период приборы ночного видения все еще были экзотикой, а Советскому Союзу во время Великой Отечественной войны было точно не до нее.

Опыт Второй мировой войны показал, что приборы ночного видения имеют прекрасные перспективы. Стало ясно, что эта технология может серьезно изменить способ ведения боевых действий не только на суше, но и в воздухе и на море. Однако для этого ПНВ нулевого поколения должны были избавиться от большого количества присущих им недостатков, главным из которых была их низкая чувствительность. Она не только ограничивала дальность действия ПНВ, но и принуждала использовать вместе с прибором громоздкий и весьма энергоемкий ИК-прожектор. Да и в целом конструкция первых ПНВ была слишком сложной и не отличалась достаточной надежностью.

Вскоре на смену примитивным ПНВ военного периода пришли приборы первого поколения, основанные на ЭОП с электростатической фокусировкой. Они были способны усиливать входной сигнал в несколько тысяч раз. Это, в свою очередь, позволило отказаться от дополнительной подсветки. ИК-прожекторы не только излишне утяжеляли систему, но и демаскировали бойца на поле боя. Пика своего совершенства ПНВ первого поколения достигли к 60-м годам прошлого века, американцы активно использовали их во время Вьетнамской войны.

Приборы ночного видения второго поколения появились благодаря появлению революционной микроканальной технологии, это случилось в 70-е годы. Суть ее заключалась в том, что теперь оптические пластины усеивались пустотелыми трубками-каналами диаметром 10 мкм и длиной не более 1 мм. Их количество и определяло разрешение светопроводящей пластины. Фотон света, попадая в каждый из подобных каналов, вызывает выбивание целого каскада электронов, что значительно усиливало чувствительность прибора. Для ПНВ второго поколения усиление может достигать 40 тыс. раз. Их чувствительность составляет 240-400 мА/лм, а разрешение – 32-56 штр/мм.

В Советском Союзе на основе этой технологии были созданы очки ночного видения «Квакер», а в США – AN/PVS-5B.

Позже появились приборы ночного видения, в которых электростатическая линза отсутствует вовсе и происходит прямой перенос электронов к пластине с микроканалами. Такие ПНВ обычно относят к поколению 2+. На основе подобной схемы изготовлены отечественные очки ночного видения «Наглазник» или их американский аналог AN/PVS-7.

Дальнейшие усилия ученых по улучшению приборов ночного видения были направлены на усовершенствование фотокатода. Инженеры компании Philips предложили изготавливать его из нового полупроводникового материала – арсенида галлия.

Так появились приборы ночного видения третьего поколения. По сравнению с традиционными мультищелочными фотокатодоми их чувствительность стала выше на 30%, что позволило проводить наблюдение даже в условиях облачной безлунной ночи. Проблема была лишь в том, что новый материал можно было изготавливать только в условиях глубокого вакуума, и этот процесс оказался весьма трудоемок. Поэтому стоимость такого фотокатода оказалась на порядок выше, чем у его предшественников. при этом ПНВ третьего поколения могут усиливать входящий свет в 100 тыс. раз. Еще можно добавить, что производить арсенид галлия могут в промышленных масштабах только две страны – США и Россия.

Если вы где-нибудь увидите информацию о продаже ПНВ четвертого поколения, то имейте в виду: скорее всего, вас обманывают. Его пока не существует, непонятно даже, какими критериями пользоваться для определения этой группы. Хотя, конечно же, исследования по совершенствованию существующих «ночников» ведутся в десятках стран мира. Для тепловизоров ищут бюджетную замену стекла из германия, основной проблемой ПНВ является поиск более дешевого аналога арсенид-галлиевых фотокатодов. В начале нулевых годов американцы заявили о создании ПНВ нового поколения, но часть экспертов считает, что его, скорее, можно назвать поколением 3+.

Области применения и перспективы

Приборы, которые позволяют человеку видеть ночью, с каждым годом становятся все популярнее и находят себе новые области применения. Современные «гражданские» ПНВ имеют вполне доступную стоимость, поэтому их могут позволить себе и охотники, и охранные структуры, а также другие категории граждан, которым необходимо ночное видение.

Самое интересное, что сегодня на рынке присутствуют все три поколения ПНВ. Многие приборы ночного видения для охоты относятся к первому поколению или даже нулевому и имеют ИК-подсветку, что абсолютно неприемлемо для военных ПНВ. На «гражданке» используются также и устройства третьего поколения (в них видно даже в подвалах). Технологии, которые применяются при их создании, уже давно не являются секретными, просто устройства очень дорого стоят. Прицелы ПНВ также могут быть изготовлены с использованием элементов различных поколений.

Использование тепловизоров также давно уже перестало быть исключительной прерогативой военных. Кроме охоты и наблюдения в темное время суток, подобные приборы все шире применяются в научных исследованиях. С их помощью, например, проверяют космические корабли перед стартом: тепловизор прекрасно показывает различные утечки, которые могут привести к катастрофе. Незаменим тепловизор и в энергетике. Этот прибор может легко показать, где из здания наиболее активно уходит тепло, а также позволит обнаружить места максимальных нагрузок в энергетических сетях. Применяют тепловизоры и медицине: по температурной карте человеческого тела можно даже ставить некоторые диагнозы. С каждым годом подобные приборы становятся все дешевле, поэтому сфера их применения неуклонно расширяется.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

militaryarms.ru

Система ночного видения для автомобиля – разновидности систем

В дикой природе живые существа разделены достаточно четко на ночных и дневных обитателей. Но вот человеку уже давно стало мало светового дня, поэтому практически все представители нашей цивилизации ведут активную жизнь и после захода солнца.

Естественно, что многим их них приходится выполнять процесс управления своим транспортным средством в темное время суток. Для некоторых людей это вызывает определенные осложнения – не хватает освещения, или свет встречных машин слепит глаза. Система ночного видения для автомобиля позволит избежать большинства этих проблем, чтобы управлять машиной в комфортных и безопасных условиях.

Принцип действия

Автомобильная система ночного видения работает по тому же принципу, который используется в ее традиционных аналогах. Как известно, все живые существа на нашей планете выделяют тепловое излучение, в той или иной степени. Но не только животные обладают этим даром. Например, любое транспортное средство, при движении выделяет тепло. Именно на этом моменте и основывается работа камеры ночного видения для машины:

  • Инфракрасное или тепловое излучение фиксируется тепловизором.
  • Оборудование преобразует полученную информацию и накладывает ее на изображение, подаваемое на монитор, расположенный в салоне транспортного средства.

Таким образом, на обычном видео изображении появляются более четкие контуры машин, людей, животных и других элементов, что очень удобно при езде в ночное время суток.

Технология, применяемая в системах ночного видения, достаточно совершенная, так как появилась уже давно – первые аналоги прошли практические испытания еще в 60-х годах 20-го века. Изначально она предназначалась только для военной промышленности, но сегодня практически любой человек может ею оснастить свое авто.

Почему специалисты рекомендуют обратить внимание на камеры ночного видения для автомобилей? Все очень просто – согласно статистическим данным, более половины дорожно-транспортных происшествий в мире происходит именно в темное время суток, когда на водителя накладывается дополнительная нагрузка при управлении своим авто. Камера ночного видения способна нивелировать некоторые недостатки ночного вождения, особенно если оно происходит при усложненных погодных условиях.

Разновидности систем

Сегодня человек имеет возможность выбрать из двух вариантов систем ночного видения для своего транспортного средства:

  1. Пассивное оборудование.
  2. Активные системы.

Пассивная автомобильная камера ночного видения работает только за счет получения информации о тепловом излучении встречных объектов. Активные системы дополнительно обрабатывают данные собственным инфракрасным излучением, как бы подсвечивая все важные объекты.

В итоге первый вариант лучше «разбирается» в движущихся объектах, тогда как второй – дает больше информации о неподвижных предметах. Поэтому, если у человека есть такая финансовая возможность, специалисты рекомендуют приобретать сразу оба типа подобного оборудования, хотя оно и стоит достаточно серьезную сумму денег.

Что лучше купить?

Безусловно, и в этой сфере производства есть свои непревзойденные лидеры.

Самым лучшим оборудованием пассивного типа считается продукция компании BMW. Называется она Dynamic Light Spot, и позволила реализовать такие вещи:

  • Распознавание живых существ на расстоянии до 100 метров от автомобиля в любых условиях видимости.
  • Дополнительно подсвечивает потенциально важные объекты диодными фарами.

Кстати, скоро на рынке должен появиться отечественный аналог, под названием «Сова», который уже проходит последние испытания. Какие возможности будут реализованы в нашей системе – неизвестно, но вот то, что она будет стоить дешевле немецкого аналога – это бесспорно.

Среди активного оборудования лучшим вариантом считается модель Night View Assist Plus от еще одной немецкой компании Mersedes-Benz. Особенность системы заключается в эффективном обнаружении объектов на расстоянии до 200-т метров и дополнительной пятисекундной подсветки, которая, что самое интересное, не работает со встречными автомобилями, чтобы не слепить их водителей.

Учитывая высокую цену подобного оборудования, все производители гарантируют надежность внешних датчиков, а также работу практически при любых температурных режимах – только Антарктида и Северный полюс не входят в перечень рекомендованных мест эксплуатации.

avtooverview.ru

Система ночного видения в машине — гарантия безопасности ночью

Современный автомобиль — это уже не просто рядовое средство передвижения. Это целое «иное измерение» для водителя, наполненное массой вспомогательных устройств, систем и гаджетов, позволяющих в полной мере наслаждаться передвижением в пространстве. И одной из основных систем авто, созданной для уверенного пребывания на дороге каждого владельца транспортного средства, является система безопасности. Возможность экстренного торможения, пневмоподушки, а теперь и камера ночного видения для автомобиля играет жизненно важную роль и для водителя, и для пассажиров, и для пешеходов. Остановимся на варианте безопасности с камерой в темное время суток и выясним, насколько такое устройство себя оправдывает и насколько оно необходимо рядовым автомобилистам.

Система ночного видения – один из способов сделать безопаснее поездку в тёмное время суток

Как действует

Уже давно ни для кого не секрет, что абсолютно все приборы, обеспечивающие видимость ночью, в принципах своей работы основываются на инфракрасном излучении или тепловом излучении, исходящем от всех живых существ на планете. Но не только люди и животные попадают под действие тепловизора. Любой предмет в принципе имеет свою температуру, на которую также реагирует прибор. Например, у движущегося автомобиля одной из самых теплых частей можно назвать колеса и даже у льда есть своя отрицательная температура. Таким образом, с помощью камеры ночного видения не составляет никакого труда рассмотреть даже темную кошку в темной комнате. При условии, что она там действительно есть.

Так выглядит картинка с камеры ночного видения

Откуда растут ноги

Впервые технологии с применением теплового излучения нашли свое применение еще в 60-х годах XX столетия. И с тех пор область их применения только расширяется. Такие приборы используют в военном деле для определения позиций противника в условиях плохой и даже нулевой видимости, в спасательных операциях при поиске людей и животных, ну и, конечно же, в автомобильной инженерии очень активно в последние годы.

А, собственно, зачем?

А зачем, собственно, нужна система ночного видения водителю? Какая от нее практическая польза? Ответ на эти вопросы напрашивается сам собой. Дело в том, что такое полезное изобретение предоставляет водителю всю необходимую информацию о ситуации на дороге в темное время суток или когда видимость ограничена какими-либо факторами (например, погодными условиями). Это помогает снять с водителя львиную долю нагрузки и гарантирует существенное повышение безопасности движения.

Видео о преимуществах системы ночного виденья:

Согласно статистике, более пятидесяти процентов дорожных происшествий в мире происходит именно в темное время суток. А очень активное, практически повсеместное внедрение таких устройств, как автомобильная камера ночного видения позволило в разы снизить количество аварий. Ведь камера, как заявляют производители, позволяет получать точно такую же картинку окружающего мира, как если бы водитель смотрел на дорогу днем.

По карману ли

Бесспорно, польза прибора неоценима. Но доступна ли такая опция всем? Следует заметить, что автомобильная система ночного видения — удовольствие недешевое. Сама технология производства и материал объектива приемника инфракрасных лучей стоят больших денег. Именно поэтому система пока еще не получила распространения на все автомобили, а комплектуются ей только машины премиум-класса. Но устройство вполне можно приобрести отдельно, если есть желание шофера, разумеется, финансовые возможности. Другое дело, что подобная покупка — это реальный шанс обезопасить себя от неприятных неожиданностей в пути. Но как приобрести такого помощника так, чтобы не пожалеть о потраченных средствах?

Из-за высокой цены система ночного видения пока не получила большого распространения

Два вида ночных «помощников»

Производители выделяют два вида систем, обеспечивающих видимость ночью:

  1. Активные. В их основе лежит применение дополнительного источника излучения, который устанавливается на авто. Дальность действия таких приборов насчитывает 150–200 метров. Кроме того, картинка, которую они выводят, отличается высоким разрешением. Самой известной системой ночного видения является разработка компании Mersedes-Benz, которая называется Night View Assist. А их последняя версия, имеющая приписку Plus, и вовсе претендует на звание «совершенство года», ведь помимо информирования водителя о возможной опасности система также предупреждает о движущемся автомобиле пешеходов пятисекундным освещением либо же подачей ряда коротких световых сигналов. Таким образом, здесь можно говорить о безопасности в квадрате. Интересно также и то, что на движение других автомобилей предупреждение не срабатывает, и, соответственно, не слепит встречных водителей, чего можно было бы опасаться.

Night View Assist Plus активизируется при скорости авто более 45 км/ч и расположении пешеходов менее 80 метров.

Система Night View Assist – высокотехнологичная разработка, в разы повышающая безопасность движении ночью

  1. Пассивные. В таких системах датчик инфракрасного излучения отсутствует. Здесь тепловизор фиксирует излучение встречных объектов. Причем дальность действия достигает трехсот метров. Разрешение изображения здесь низкое, а контрастность высокая.

Среди пассивных систем ночного видения можно выделить марку BMW с их интеллектуальной разработкой Dynamic Light Spot, которая устанавливается, как дополнительная опция к стандартной системе Night Vision, упомянутой торговой марки. Dynamic Light Spot позволяет определять нахождение живых существ на расстоянии в сто метров от автомобиля с помощью специальных датчиков сердцебиения. Причем система не только сообщает водителю об объекте, но и освещает последний поворотными диодными фарами. Именно возможность поворота обеспечивает видимость вне дороги. Даже Россия не так давно выпустила свой опытный образец системы ночного видения под названием «Сова». Но проект пока еще в стадии тестов и доработок.

Из чего состоит

Если вспомнить об устройстве, то любая система ночного видения состоит из объектов, которые фиксируют излучение и объектов, передающие полученное изображение и, естественно, имеет определенные технические характеристики, как правило, довольно серьезные.

Инфракрасные камеры имеют определённые параметры

Например, угол обзора инфракрасных камер может достигать аж 36 градусов, а диапазон температур окружающей среды, при котором камеры работают без сбоев — от +80 до -40 градусов по Цельсию. Также хороший датчик отличается очень крепкой конструкцией, так как находится снаружи автомобиля и подвержена различным механическим воздействиям. И так далее.

Вышесказанное можно подытожить так:

  • активная автомобильная система ночного видения лучше «видит» неживые объекты на дорогах и обочинах;
  • пассивная технология же, наоборот, отдает предпочтение живым существам.

И идеальным устройством с точки зрения безопасности по обе стороны руля была бы система с комбинацией вышеупомянутых свойств. Судя по всему, ждать ее осталось совсем недолго. Но даже существующие варианты — это огромный прорыв в автомобильной инженерии и отличный гарант безопасности на дороге.

365cars.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о