Система ночного видения – виды, устройство и принцип работы

Содержание

Прибор 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].

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 видеокамеры без ИК фильтра. Во избежание ошибок цветопередачи обычные бытовые видеокамеры снабжаются специальным фильтром, отсекающем ИК спектр. Камеры для охранных систем или дешёвая бытовая видеотехника не имеют такого фильтра и потому пригодны для наблюдения с ИК-подсветкой. Однако в темноте нет естественных источников ближнего ИК, поэтому без подсветки такие камеры ничего не покажут. В качестве подсветки обычно используют ИК прожекторы на базе инфракрасных светодиодов.
  • Электронно-оптический преобразователь — вакуумный фотоэлектронный прибор, усиливающий свет видимого спектра и ближнего ИК. Имеет высокую чувствительность и способен давать изображение при очень низкой освещённости. Являются исторически первыми приборами ночного видения, широко используются и в настоящее время в дешёвых ПНВ. Поскольку в инфракрасном диапазоне они чувствительны только в ближнем ИК, то, как и полупроводниковые видеокамеры, требуют наличия освещения (например, свет ночного неба или инфракрасных прожекторов). Коэффициент усиления света ЭОП от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч раз.
  • Тепловизор — тепловой видеодатчик, как правило на основе болометров. Болометры для систем технического зрения и приборов ночного видения чувствительны в диапазоне длин волн 3—14 мкм (средний инфракрасный диапазон), что соответствует излучению тел, нагретых от −50 до +500 °C. Таким образом, болометрические приборы не требуют внешнего освещения, регистрируя собственное излучение самих предметов и создавая картинку разности температур.

Наблюдательный ПНВ состоит из следующих основных частей:

  • объектива,
  • приёмника излучения,
  • усилителя,
  • устройства отображения изображения.

Во многих современных ПНВ роль приёмника излучения, усилителя средства отображения усиленного изображения выполняет электронно-оптический преобразователь (ЭОП). Оператор рассматривает изображение на экране ЭОП через окуляр. В качестве приёмника может использоваться ПЗС-матрица. В этом случае оператор наблюдает изображение на экране монитора.

Современные ПНВ выпускаются в нескольких основных форм-факторах.

Наиболее простым является ночной монокуляр — удерживаемая в руке оператора зрительная труба, обычно невысокой кратности.

Бинокли ночного видения имеют два ЭОП и выводят увеличенное стереоскопическое изображение.

Очки ночного видения — закрепляются на голове, имеют широкое поле зрения и не увеличивают изображение (либо имеют переменное увеличение от 1× до более высокого значения, что позволяет использовать их как бинокль). Очки могут иметь два ЭОП либо быть псевдобинокулярными, когда изображение с одного ЭОП поступает на оба окуляра. Монокуляр кратности 1×, закреплённый на оголовье, может использоваться как дешёвая альтернатива очкам.

Прицелы ночного видения закрепляются на оружии, как правило, увеличивают изображение и имеют прицельную сетку. Существуют также приставки ночного видения к дневным оптическим прицелам. Эти приборы должны выдерживать отдачу оружия, не все прицелы могут применяться на стрелковом оружии высокой мощности.

Альтернативным вариантом прицеливания через ПНВ является использование закреплённого на оружии инфракрасного лазерного целеуказателя, невидимый глазу луч которого наблюдается через очки ночного видения.

Приборы ночного видения также устанавливаются на боевую технику, где они интегрированы в прицельные комплексы.

История электронно-оптических преобразователей[править | править код]

Активные ПНВ нулевого поколения[править | править код]

Разработка первых образцов немецких приборов ночного видения была начата производственной компанией Allgemeine Electricitats-Gesellschaft (AEG), в 1936 и в 1939 году был представлен первый удачный прототип для использования на противотанковых пушках Pak 35/36 L/45[4].

В Красной Армии оборудование ночного видения так называемого «нулевого поколения» также появилось ещё до начала Великой Отечественной войны

[5]: например, на танки семейства БТ устанавливался комплекс «Дудка», а для ночной проводки танковых колонн Государственный оптический институт и Всесоюзный электротехнический институт разработали комплект светосигнальных подсветочных приборов, которые монтировались на танки Т-34[6]. В вермахте инфракрасное оснащение производства компании AEG первыми получила немецкая противотанковая артиллерия, и с 1944 года расчёты орудий Pak 40 имели возможность вести борьбу с тяжёлой бронетехникой в темноте на расстояних до 400 метров[6]. Следующим шагом стали приборы инфракрасного видения Sperber FG 1250, которые способствовали последнему успешному наступлению германских танковых войск в районе озера Балатон (Венгрия, 1945 год). Так как чувствительность этих приборов оставляла желать лучшего, в целях обеспечения ИК-подсветки танковым подразделениям придавались дополнительные силы в виде мощных шестикиловаттных ИК-прожекторов
Uhu
(«Филин») на бронетранспортёрах SdKfz 250/20 (по одному на пять танков). Использование ИК-фильтров позволяло освещать ночную местность инфракрасным излучением и различать советскую технику на дальности вплоть до 700 метров, однако их эксплуатация сильно затруднялась чувствительностью оптического люминофора к ярким вспышкам, которые приводили к сильной засветке аппаратуры или даже выходу её из строя. Появление этих приборов стало одной из причин массового задействования советскими войсками зенитных прожекторов при ночном форсировании Одера и при штурме Берлина. В дополнение к прицельному оборудованию для ночного вождения на командирской башенке немецких «Пантер» устанавливался двухсотваттный ИК-прожектор, который позволял механику-водителю танка управлять машиной по указаниям командира экипажа.
[6]

Компания Zeiss-Jena пыталась создать ещё более мощный прибор, позволявший «видеть» на расстоянии 4 км, однако из-за больших размеров осветителя — диаметр 600 мм — применения на «Пантерах» он не нашёл..

В 1944 году германской промышленностью была выпущена опытная партия из 300 инфракрасных прицелов Zielgerät 1229 (ZG.1229) «Vampir», которые устанавливались на автоматы МР-44/1. Комплект состоял собственно из прицела весом 2,25 кг, батареи в деревянном корпусе (13,5 кг), питающей ИК-прожектор, и небольшой батареи питания прицела, помещённой в противогазную сумку. Батареи подвешивались за спиной солдата на разгрузке. Вес прицела вместе с аккумуляторами достигал 35 кг, дальность не превышала ста метров, время работы — двадцати минут. Тем не менее немцы активно использовали эти приборы во время ночных боёв

[источник не указан 919 дней].

В то же самое время на вооружение штурмовых бригад инженерных войск Красной Армии поступил ряд индивидуальных приборов ночного видения, например прицел Ц-3 для пистолета-пулемёта ППШ-41, а на боевых кораблях советских ВМС с 1943 года появились пеленгаторы «Омега-ВЭИ» и бинокли «Гамма-ВЭИ»[6].

Первое поколение[править | править код]

С развитием техники на смену приборам нулевого поколения, которые основывались на принципе стакана Холста, пришли системы с электростатической фокусировкой, которые использовали электронно-оптические преобразователи, усиливающие входной сигнал в несколько сотен раз[6]. Такой подход долго не мог избавиться от неприемлемого разрешения на периферии зоны наблюдения, однако он позволил к 60-м годам XX века постепенно отказаться от вспомогательного оснащения ИК-подсветки, которое сильно демаскировало в ИК-диапазоне любого обладателя прибора ночного видения нулевого поколения

[6].
В США приборы ночного видения первого поколения активно использовались во Вьетнаме, а их проблема с периферийным обзором была решена с помощью волоконно-оптических пластин[6].
В СССР Институтом прикладной физики к 1973 году был закончен ряд опытно-конструкторских работ по созданию электронно-оптических преобразователей, а их производство развёрнуто на Московской электроламповой фабрике[7]. Первые советские пассивные приборы имели многокаскадные схемы электроно-оптических преобразователей, которые в дальнейшем были признаны тупиковой эволюционной ветвью систем ночного зрения из-за своей хрупкости и громоздкости[6]. Однако отмечается, что именно в советских военных прицелах (например НСП-3) все достоинства такого подхода были доведены до совершенства[6]
.

Второе поколение[править | править код]

Проверка прибора PVS-7B
(4-я пехотная дивизия многонационалных сил, Багдад, 2008 год)

Микроканальная технология позволила получить революционные результаты в 70-х годах XX века, добившись столь желанной компактности при величине коэффициента усиления примерно в 20 000[6]. Дополнительным достоинством такой схемы стала невосприимчивость оптических элементов к ярким вспышкам[6]. Первый советский усилитель изображения второго поколения был создан Институтом прикладной физики в 1976 году[8]. В Советском Союзе на основе этой технологии были созданы очки ночного видения НПО-1 «Квакер», а в США — AN/PVS-5B производства компании Litton[6].

Первые изделия такого типа продолжали полагаться на электростатическую фокусировку потока электронов, однако в дальнейшем от электростатических линз удалось отказаться, заменив их на прямой перенос электронов к микроканальной пластине. В результате появился ряд псевдобинокулярных систем, например отечественный прибор 1ПН74 «Наглазник» или американский AN/PVS-7.

[6]

Третье поколение[править | править код]

Появление арсенид-галлиевых (AsGa) фотокатодов позволило вывести чувствительность приборов ночного видения на новый качественный уровень[когда?] и обеспечить наблюдение при освещённости около 10 мклк, то есть в условиях безлунной глубокой ночи при наличии плотной облачности[6].

Однако широкому распространению таких приборов препятствует их исключительная сложность выпуска, требующая более 400 человеко-часов работы в условиях сверхвысокого вакуума, и высокая стоимость, превышающая стоимость предшественников более чем на порядок[6]. Организовать самостоятельное производство таких приборов оказались способны всего две страны в мире — США и Российская Федерация[6].

Приборы с регистрацией инфракрасного (теплового) излучения[править | править код]

Изображение собаки, сделанное тепловизором Видна линза тепловизора

Тепловизор — устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Все тела, температура которых превышает температуру абсолютного нуля излучают электромагнитное тепловое излучение в соответствии с законом Планка. Спектральная плотность мощности излучения (функция Планка) имеет максимум, длина волны которого на шкале длин волн зависит от температуры. Положение максимума в спектре излучения сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн (закон смещения Вина). Как правило, тепловизоры строятся на основе специальных матричных датчиков температуры — болометров. Болометры для приборов ночного видения чувствительны в диапазоне длин волн 3..14 мкм (средний инфракрасный диапазон), что соответствует собственному излучению тел, нагретых от 500 до −50 градусов Цельсия. Таким образом, тепловизоры не требуют внешнего освещения, регистрируя собственное излучение самих предметов и создавая картинку разности температур.

Отличить тепловизор от усилительного ПНВ на основе ЭОП или традиционной видеокамеры можно по оптической линзе: в тепловизоре используются линзы не из традиционного стекла (которое непрозрачно в тепловом ИК спектре), а из таких материалов как, например, германий или халькогенидное стекло.

Приборы с регистрацией ультрафиолетового излучения[править | править код]

Приборы с регистрацией терагерцевого излучения[править | править код]

Приборы с регистрацией обратно-рассеянного рентгеновского излучения[править | править код]

  • Автомат АКМЛ с ночным прицелом НСП-2

  • Прицел ночного видения 1ПН93-2

  • Прицел ночного видения DS 19

  • Ночной прицел ПН23-5

  • Ночной прицел «Наместник»

  • Ночная насадка InfraTech IT-320D

  • Очки ночного видения «Нефтяник»

  • Прицел ночного видения InfraTech IT–204C

  • Прицел ночного видения InfraTech IT–404D

  • Прицел ночного видения InfraTech IT–406H

  • Ночной прицел ПН23-3

  1. ↑ Прибор ночного видения (в разделе «Приборы») // Советская военная энциклопедия / Огарков Н. В.. — Москва: Военное издательство Министерства обороны СССР, 1978. — Т. 6. — С. 522. — 671 с.
  2. David L. Adamy. 4.5 Night-Vision Devices // EW 102: A Second Course in Electronic Warfare. — London, Boston: Horizon House Publications, Inc, 2004. — С. 94. — 274 с. — (Electronics in military engineering). — ISBN 1-58053-686-7.
  3. ↑ Canon Released an ISO Monster That Goes Up To 4,000,000 ISO.
  4. ↑ German Infrared Night-Vision Devices – Infrarot-Scheinwerfer (англ.) (недоступная ссылка). Дата обращения 10 мая 2017. Архивировано 18 февраля 2014 года.
  5. Илющенко Р. Отечественные приборы ночного видения (рус.) // Новый оборонный заказ : журнал. — 2015. — Т. 37, № 05. — С. 56—60.
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Фёдоров Е. Горячий диапазон (рус.) // Оружие : журнал. — 2017. — № 04. — С. 54—60. — ISSN 1728-9203.
  7. Ponomarenko V. P., Filachev A. M. First Generation of Night-Vision Devices and Thermal Imaging Systems // Infrared Techniques and Electro-optics in Russia: A History 1946-2006. — SPIE Press, 2007. — P. 134—135. — 249 p. — (Technology & Engineering). — ISBN 9780819463555.
  8. Ponomarenko V. P., Filachev A. M. Second-Generation Electro-Optical Devices // Infrared Techniques and Electro-optics in Russia: A History 1946-2006. — SPIE Press, 2007. — P. 136. — 249 p. — (Technology & Engineering). — ISBN 9780819463555.

ru.wikipedia.org

Тестируем первую российскую автомобильную систему ночного видения

Выйти из сумрака

Как это работает

НАЧНЕМ с того, что, хотя человеческий глаз нередко называют “самым совершенным оптическим инструментом”, видит он всего лишь тысячные доли от всего спектра оптического излучения. Вдобавок при освещении ниже 0,01 люкс (то есть в глубоких сумерках) мы способны видеть только крупные объекты, расположенные неподалеку, и не можем различать цвета.

Приборы ночного видения (ПНВ) работают в недоступном человеку инфракрасном диапазоне оптического излучения. Внешне они напоминают обычную камеру видеонаблюдения. Особый блок – электронно-оптический преобразователь – превращает эти невидимые волны в доступное глазу изображение, возникающее на экране монитора.

По принципу действия ПНВ (в том числе автомобильные) делятся на пассивные и активные. Первые еще называют тепловизорами – они распознают тепло, излучаемое предметами. Чем выше температура у объекта, тем ярче он выглядит на экране, особенно хорошо видны люди и животные. Впрочем, “картинка” у тепловизоров весьма специфичная – она напоминает черно-белый негатив.

Активные ПНВ выдают более привычное изображение. В отличие от тепловизоров они видят не собственное излучение предмета, а отраженные от него лучи инфракрасной подсветки. То есть дорога освещается ИК-фарами точно так же, как и обычными, а специальная видеокамера “видит” ее подобно глазу. Изображение на мониторе можно сравнить с черно-белой фотографией посредственного качества. Различать особо мелкие детали от систем ночного видения не требуется, главное – четко обозначить сам объект. Инфракрасные лучи невидимы, и даже включенные на полную мощность специальные фары не создают никаких помех встречным водителям.

Для подавляющего большинства автомобильных ПНВ предельной считается дальность 300 м. Увеличивать ее нет смысла – все равно на экране монитора пешеход будет отображаться в виде малоразличимой точки.

Редкая птица

ДОЛГОЕ время автомобильные системы ночного видения считались атрибутом лишь дорогих люксовых моделей. Теперь в московской фирме “Арсенал безопасности” разработан ПНВ, который можно установить практически на любой автомобиль – от “Жигулей” до “Мерседеса”. В частности, мы испытали опытный образец прибора, получившего название “Сова”, установленный на “Ладе” 8-й модели.

– Не обращайте внимания на торчащие провода и грубый крепеж, – предупредил директор фирмы и главный разработчик Игорь Литвиненко. – Система полностью работоспособна, но пока находится в стадии окончательной доводки и регулировки.

Самые важные детали ПНВ – два инфракрасных прожектора. Внешне они выглядят совершенно одинаково, но выполняют разные задачи: первый “заливает” пространство на 80 м перед автомобилем широким потоком инфракрасных лучей, а второй дает узкое направленное излучение, бьющее на 250 м.

Сами ИК-фары смотрятся весьма солидно – классической формы, в виде полушария, абсолютно черные, включая излучатель. Будь я владельцем брутального внедорожника, непременно установил бы их на “кенгурятник” – знакомые джиперы умерли бы от зависти. Инкассаторским машинам и другому спецтранспорту они бы тоже пришлись впору. Но легковым машинам эти прожекторы явно не по мерке. На тестовой “Ладе” фары крепятся к дуге на крыше а-ля джиперская “люстра”. Выглядит это, не спорю, внушительно – то ли измерительный прибор, то ли радар. Некоторые автомобили, проезжая мимо стоящей “восьмерки”, даже сбрасывали скорость. Но на свой хэтчбек гольф-класса я бы такое “украшение” не поставил.

Впрочем, по словам Литвиненко, для легковых автомобилей разрабатываются светодиодные прожекторы, которые будут встраиваться в бампер наподобие противотуманных фар.

Второй важный компонент системы – видеокамера, способная видеть инфракрасные лучи. Это модель одной из специализированных иностранных фирм. Камера относительно компактна – размером примерно со стандартный пластиковый стаканчик, но в данный момент она без корпуса, и поэтому в салоне автомобиля выглядит несколько чужеродно.

Еще один элемент – монитор. В момент испытаний использовался недорогой автомобильный телевизор марки “Videovox”. Но “Сова” может работать с большинством жидкокристаллических мониторов, которые есть на рынке, а также со штатными видеосистемами многих автомобилей. Главное условие – дисплей должен располагать аналоговым видеовходом. Этого для системы вполне достаточно. Сигнал с камеры через цифровой блок обработки изображений подается на вход монитора.

Помимо этого система ночного видения оснащена инфра красным фильтром, который устанавливается перед линзой объектива и убирает различные световые помех и, а в скором будущем дополнится еще и специальным цифровым устройством (тоже своего рода фильтром), которое сделает картинку на экране более четкой.

Как “Сова” спасла кошку

ОТЫСКАТЬ абсолютно неосвещенную улицу в Москве оказалось невозможно. Ради чистоты эксперимента мы отправились на совершенно темную грунтовку на дальней окраине столицы.

Было решено сравнить видимость при ближнем свете фар с изображением на экране “Совы”, полученным в тех же условиях. Пара человек из нашей компании взяли на себя роль “манекенов”.

Первая контрольная съемка на дистанции 50 м. А штатные фары у тестовой “восьмерки” довольно слабенькие… Это только наш фотокорреспондент, как и положено человеку его профессии, видит на таком расстоянии пешеходов в темной одежде. Я же, как ни напрягаюсь, различаю лишь смутные силуэты. Зато монитор ясно показывает две фигуры, а в придачу – все неровности дороги с ухабами и колдобинами. Просим наших помощников отойти на 100 м. Теперь они окончательно растворились в темноте. А вот “Сова” все так же отчетливо показывает и дорогу, и пешеходов. Не изменилась даже яркость изображения, только фигурки на экране стали поменьше. 150 м – как говорится, обзор нормальный. 200 м – фигурки заметно потускнели, но по-прежнему различимы. На таком расстоянии их бы не выхватил из кромешной темноты даже дальний свет фар автомобиля…

Неожиданно на экране показался маленький хвостатый силуэт. Кошка! Судя по размерам изображения, она вальяжно пересекала дорогу примерно в сотне метров от нас, но система показала ее совершенно отчетливо. Включаем дальний свет – где же она? Не видно! А вот монитор показал, как зверек проворно юркнул в кусты. Без ПНВ, если бы мы не стояли на месте, а ехали с приличной скоростью, у животного было мало шансов. Так что можно считать, что в данном случае “Сова” спасла кошку…

Одна из самых неприятных и рискованных ситуаций на ночной дороге – разъезд с автомобилем, который едет на встречу тебе. А на совершенно темной улице при этом водителю не видно ничего, за исключением двух ярких точек фар встречной машины. Дорога, ограждения, деревья и, главное, пешеходы, на несколько секунд пропадают из поля зрения. Особенно это опасно для людей, переходящих дорог у и наивно полагающих, что они хорошо видны в свете фар.

Находим большую асфальтовую площадку и выставляем два автомобиля метрах в 40 друг напротив друга, имитируя встречный разъезд. Рядом со “встречной” машиной стоят наши помощники, изображая пешеходов. Зажигаем ближний свет и… не видим ничего, кроме ярких световых пятен. Зато на экране “Совы” рядом с автомобилем четко различаются фигуры людей, да еще и железный забор за их спиной.

После завершения испытаний мы поинтересовались у авторов проекта сроками внедрения ПНВ в производство. Оказалось, об этом говорить еще рано – разработчики не способны самостоятельно наладить серийный выпуск этого устройства. Выполнить разовый заказ могут и сейчас, но цена такого единичного изделия окажется непомерно высокой, близкой к стоимости ПНВ зарубежного производства.

Системы от лидеров автопрома

Инфракрасные излучатели у “Mercedes” находятся во внутренних углах фар.

ИК-видеокамера седана из Штутгарта расположена около зеркала заднего вида.

ВПЕРВЫЕ серийно устанавливать приборы ночного видения на гражданские автомобили начали американцы – первопроходцем стал “Cadillac DeVille” выпуска 2000 года с системой “Night Vision” пассивного типа.

Современные машины оснащаются системами ночного видения обоих типов – и активными, и пассивными. Как правило, сами автопроизводители не разрабатывают ПНВ, а обращаются к признанным авторитетам в области высокотехнологичной электроники, например “Siemens VDO” или “Raytheon Systems Co.”, которые и изготавливают такие системы для ведущих автомобильных концернов.

В качестве примера можно назвать две компании – “Mercedes-Benz” и BMW, которые выпускают автомобили, оснащенные штатными ПНВ. Но подход к принципам работы этих устройств у них принципиально разный.

Мерседесовская система “Night View Assist”, которую мы испытали в тот же вечер, работает по активному принципу. Дорога освещается двумя инфракрасными прожекторами, встроенными в передние фары. ИК-видеокамера расположена в районе салонного зеркала заднего обзора. Информация выводится на ЖК-дисплей, размещенный на приборной панели, в виде черно-белой “картинки”. Поскольку прожекторы выхватывают из темноты абсолютно все объекты, а не только нагретые, изображение весьма реалистично: видны даже мелкие выбоины на асфальте.

Работает все замечательно, настораживает лишь то, что система “Night View Assist” явно считает себя умней владельца. Она позволяет себя включить, лишь когда, по ее мнению, станет достаточно темно. Следующее ограничение – инфракрасные прожекторы загораются только при движении на скорости выше 15 км/ч, этот пункт даже особо отмечен в прилагаемой инструкции. Кроме того, прибор бездействует при движении задним ходом. Видимо, у немецких разработчиков были какие-то причины для этих ограничений. Но работа отечественной “Совы” не зависит от режима движения и освещенности – она может быть задействована когда угодно, даже при выключенном зажигании – от автомобильного аккумулятора. По дальнобойности мерседесовская “Night View Assist” тоже несколько уступает российской разработке – примерно 150 м.

Пассивный прибор от компании BMW, который называется “Night Vision”, представляет собой тепловизор, видеокамера которого закреплена в нижней части переднего бампера. Дальность его работы составляет около 300 м. Система чутко улавливает разницу температур и отчетливо “рисует” живые объекты. Но с препятствиями на дороге дело обстоит хуже. Яму или камень, если они не отличаются температурой от асфальта, камера не видит. Зато система реагирует на скорость автомобиля и по мере ее возрастания увеличивает дальность обзора, а при повороте машины смещает “картинку” на экране в сторону движения.

Сказать, какая система лучше, – сложно. Соревнование активных и пассивных ПНВ рассудит время. Тепловизоры отчетливее “видят” пешеходов, а активные системы – неживые объекты. Специалисты считают, что оптимальным решением будет комбинирование обоих принципов работы. По всей видимости, такие приборы появятся на рынке в скором будущем.

Автор
Леонид ПАЩЕНКО
Издание
Клаксон №8 2007 год

www.motorpage.ru

Система ночного вождения — Википедия


Система ночного вождения — это система, предназначенная для повышения восприятия водителя автомобиля и увеличения дальности видимости в темноте или при плохой погоде вне досягаемости фар автомобиля. В настоящее время на определенных автомобилях премиум класса предлагается в качестве дополнительного оборудования.

•набор инструментов/приборная панель с использованием ЖК дисплея (LCD) высокого разрешения, новейшего типа

•навигационная система или информационный экран, наименее дорогой вариант с расположением дисплея в стороне от поля зрения водителя (используется исключительно BMW и W212 E-класса)

•лобовое стекло посредством главного дисплея, самый ранний тип, регулятор может уменьшить яркость, дисплей близок к углу обзора водителя

Есть два типа систем — пассивные и активные системы, и каждая имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с другой[1][2][3].

Активные системы используют источник инфракрасного света, встроенный в автомобиль, и освещающий дорогу впереди лучами, невидимыми для человеческого глаза. Есть два вида активных систем – закрытый и открытый. Закрытый использует импульсный источник света и синхронизированные камеры, которые позволяют видеть дальние дистанции (до 250 м) и отличаются высокой производительностью в дождь и снег.

В конце 2005 года компания Mersedes-Benz представила свою систему ночного видения на перепроектированном S-классе. Это была первая система, использовавшая комбинацию ЖК приборов в качестве дисплея. В 2009 году компания Mercedes добавила функцию обнаружения пешеходов, назвав модифицированную систему Night View Assist Plus и предложила использовать её в обновленных S и Е классах, однако, в Е-классе используется дисплей навигационного экрана. Для моделей S-класса 2014 года Night Vision Assist Plus также будет иметь функцию обнаружение животных. Для подачи предупреждающего сигнала система Night Vision Assist Plus связана с системой освещения автомобиля, которая способна сфокусировать луч света на пешеходе или животном и подавать повторяющиеся короткие световые сигналы. Система Night Vision Assist больше не доступна для нового Е-класса.

В 2002 Тойота представила первую серийную автомобильную активную систему ночного видения или Night View на Lexus LX 470 и Landcruiser Cygnus. Эта система использует проекторы, излучающие инфракрасные лучи, направленные в одну сторону с дальним светом фар автомобиля, CCD камера, получив отраженное излучение, передает сигнал компьютеру, который обрабатывает его и создает черно-белое изображение, которое проецируется на нижнюю часть лобового стекла[4][5]. В 2008 Тойота добавила для модели Crown Hybrid функцию, которая выделяет пешеходов и отображает их на ЖК дисплее перед водителем, это была первая функция обнаружения пешеходов для активной системы[6].

Пассивные системы не используют источник инфракрасного света, вместо этого они захватывают тепловое излучение, исходящее от объектов, используя тепловизор.

  • Плюсы: отличный диапазон действия до 300 метров или 1000 футов, высокая контрастность для живых объектов.
  • Минусы: зернистое изображение низкого разрешения, плохо работает в более теплых погодных условиях, более крупный датчик.

Система Night Vision Assistant была представлена в 2010 году на Audi A8. Она использует тепловизионную камеру, установленную за четырьмя кольцами на передней части автомобиля, которая может «видеть» на расстоянии 300 метров (984 фута) вперед. Дисплей в приборной панели выделяет людей желтыми маркировками. Что еще более важно, компьютер может определить, что человек на дороге движется таким образом, что может привести к столкновению с автомобилем. В этом случае пешеход отмечается красным цветом, и водитель автомобиля получает звуковое предупреждение[7].

Осенью 2005 года компания BMW представила BMW Night Vision на 7-й серии. Эта системная функция дальнего инфракрасного излучения минимизирует несущественную информацию, делая акцент на пешеходах и животных, работает на расстоянии 300 метров или почти 1,000 футов, и позволяет избежать «ослепления» от фар, дорожных световых сигналов и подобных ярких источников света[8]. Осенью 2008 года на перепроектированной 7-й серии BMW добавила систему обнаружения пешеходов, которая при обнаружении пешехода выводит предупреждающий знак на навигационный/информационный экран и лобовое стекло[9].

Для моделей 2013 года в систему BMW Night Vision была добавлена опция обнаружения животных с функцией Dynamic Light Spot 7-й серии. Как только дальнее инфракрасное излучение обнаруживает на пути пешеходов или крупных животных, угрожающих столкновению в темноте, система направляет на них два отдельно управляемых динамических световых пятна, не создавая неприятных бликов. В случае высокого риска также подается звуковой предупредительный сигнал, и тормоза устанавливаются в режим максимальной готовности. Для моделей 2014 года в BMW 5-й серии также будут установлены эти новые функции.

В 2000 году компания General Motors представила систему Night Vision на Cadillac Deville, который стал первым автомобилем, проданным с такой системой. Однако продажа была прекращена в 2004 году[10]. Эта система была разработана с Raytheon и работала используя инфракрасную чувствительную камеру, установленную за решеткой автомобиля. Инфракрасное излучение улавливается датчиком, обрабатывается компьютером, а затем отображается на лобовом стекле. Информация отображается в виде черно-белого изображения, выделяя более теплые объекты белым, а более холодные черным цветом[11][12][13]. Поскольку эта система выводит стандартный полный видеосигнал NTSC, и используемые запчасти можно легко и недорого приобрести, она стала популярным выбором при установке тепловизионных систем ночного видения на другие транспортные средства[14].

Осенью 2004 года Honda представила обновленную модель Legend с дополнительной системой ночного видения Intelligent Night Vision. Эта система находила далекое инфракрасное излучение и была первой системой, обнаруживающей пешеходов. Система обнаружения пешеходов предупреждает водителя звуковым сигналом и визуально выделяет пешехода на изображении, проецируемом на лобовое стекло[15][16].

В 2012 году в Екатеринбурге была разработана и запатентована система ночного видения IRWAY, подходящая на любой вид транспорта. При помощи запатентованной технологии, генерирует инфракрасное излучение, регистрируемое камерой ночного видения. Сигнал от камеры передаётся на жк-монитор, установленный на приборной панели водителя, либо на штатный монитор автомобиля. Система позволяет вывести изображение проекцией на лобовое стекло. Изображение отрегулировано таким образом, что масштаб объектов на изображении соответствует тому, что водитель видит своими глазами.

В 2018 году проект IRWAY занимает 1 место в акселераторе Generation S, выходит в массовое производство и стартует продажи по предзаказу.

Разработчики значительного снижения засветки от встречных фар, частоты изображения в 25 кадров, разрешения для подобного вида устройств, видимость до 1500 метров и цветной картинки[источник не указан 380 дней]

До недавнего времени в России не существовало аналогов зарубежных систем ночного видения для автомобилей. Однако в 2013 году на рынке появился прибор, известный как Сова-150[источник не указан 380 дней]. Он был создан на базе электронно-оптического преобразователя, позволяющего многократно усилить исходящее от объектов световое излучение. Главным преимуществом прибора является возможность установки на любой автомобиль вне зависимости от марки и модели, а также тот факт, что оптико-электронный усилитель лучше распознает дефекты дороги.

  1. ↑ Jones, Willie D. (March 2006). «Safer Driving in The Dead of Night». IEEE Spectrum. Spectrum.ieee.org. Retrieved 2009-12-08.
  2. ↑ «Night vision enhancement systems». I-CAR Advantage Online. I-car.com. 2006-05-15. Retrieved 2009-12-08.
  3. ↑ Austin, Ian (October 31, 2005). «Illuminating Road Hazards That Lurk Beyond Lights». New York TImes.
  4. ↑ Romans, Brent (2002-10-31). «Follow-Up Test: 2003 Lexus LX 470». Edmunds.com. Retrieved 2009-12-08.
  5. ↑ «Safety Presentation». Toyota.Co.Jp. Retrieved 2009-12-08.
  6. ↑ Korzeniewski, Jeremy (2008-05-31). «Toyota introduces Night View on Japanese Crown Hybrid — Autoblog Green». Autobloggreen.com. Retrieved 2009-12-08.
  7. ↑ «The new Audi A8». Retrieved 17 February 2010.
  8. ↑ «BMW Night Vision Available in the 5 and 6 Series as of March». Worldcarfans.com. 2006-01-30. Retrieved 2009-12-08.
  9. ↑ «Improved Night-Vision for next 2009 BMW 7-series». Bmwblog.com. 2008-12-31. Retrieved 2009-12-08.
  10. ↑ Keegan, Walter J (2004-11-17). «Cadillac kills passive night-vision system — Autoblog». Autoblog.com. Retrieved 2009-12-08.
  11. ↑ Romans, Brent (1999-01-01). «Full Test: 2000 Cadillac DeVille DTS». Edmunds.com. Retrieved 2009-12-08.
  12. ↑ Vale, Frank (2006-12-13). «21st-Cadillac Night Vision». Vxm.com. Archived from the original on 9 January 2010. Retrieved 2009-12-08.
  13. ↑ «Cadillac Introduces «Night Vision» Technology» (Press release). GM. January 16, 2000.
  14. ↑ «Video: DIY’er Fits Cadillac Thermal Image Night Vision to his C6». Corvette Online. March 25, 2014.
  15. ↑ «Honda Develops World’s First Intelligent Night Vision System Able to Detect Pedestrians and Provide Driver Cautions» (Press release). World.honda.com. 2004-08-24. Retrieved 2009-12-08.
  16. ↑ «Honda Worldwide | Intelligent Night Vision». World.honda.com. Archived from the original on 8 November 2009. Retrieved 2009-12-08.

ru.wikipedia.org

И ночь не помеха! Тенденции развития систем ночного видения » Военное обозрение

Способность маневрировать и сражаться ночью является одной из возможностей, которая отличает действительно современную армию от технически отсталой. Оснащение бронированных машин возможностями ночного видения означает, что могут применяться самые мощные мобильные системы вооружения, может быть значительно повышен уровень владения обстановкой на поля боя и в любое время может быть проведено скрытное развертывание.

Прибор ночного видения водителя Leonardo DNVS на бронемашине Ridgeback британской армии


Устанавливаемые на машины системы ночного видения выпускаются уже немало лет и в настоящее время стали обычным явлением, но впереди на этом рынке нас ждут значительные изменения.

Например, растет спрос на ночные камеры с более высоким разрешением. Представитель французской компании Sofradir, занимающейся производством приёмников инфракрасного излучения, сказал, что это может быть достигнуто за счет увеличения количества пикселей и уменьшения шага между ними при сохранении размеров матрицы с тем, чтобы обеспечить низкие массогабаритные и энергопотребительские характеристики устройства.

«За счет уменьшения шага пикселей вы повышаете чувствительность детектора, поскольку с уменьшением шага пикселей на каждый пиксель приходится сигнал меньшей мощности и тем самым мы повышаем чувствительность устройства. В камерах нынешнего поколения стандартом является формат VGA 640×512, но сегодня тенденция задает движение к формату SVGA 1280×1024 с шагом 12 микрон, например. В этом направлении будут двигаться системы и это происходит уже сейчас»,


— пояснил он.

Чтобы эти камеры показывали наилучшие возможности, они должны быть надлежащим образом стабилизированы, поскольку бронированные машины работают на пересеченной местности с очень сложным рельефом. По словам представителя компании Controp Precision Technologies, если система стабилизирована недостаточно хорошо, «тогда изображение будет неприемлемого качества и дальность действия прибора резко уменьшится».

Представитель Sofradir сообщил:

«В последние годы мы видим, как неуклонно растет значение массогабаритных и энергопотребительских характеристик, отражая спрос на небольшие легкие системы с улучшенными возможностями, например, это наши системы SIGHT. Существует несколько типов камер: неохлаждаемые тепловизионные камеры, которые обеспечивают обзор на ближних дистанциях и, как правило, не стабилизированы, и охлаждаемые тепловизионные камеры, которые обычно стабилизированы, они более высокого уровня и конечно дороже».

Подсвечивая проблемы


Традиционно системы ночного видения использовались для двух основных целей. Во-первых, устройства ночного видения водителя, позволяющие повысить уровень владения обстановкой вокруг машины для безопасного и безаварийного маневрирования. Во-вторых, существуют прицельные системы, используемые стрелками для идентификации и наведения на потенциальные цели.

Инфракрасные системы для водителей и повышения уровня владения обстановкой — это, как правило, неохлаждаемые тепловизионные камеры, имеющие более широкое поле зрения на ближней дистанции, чтобы иметь как можно больший обзор, тогда как прицелы для стрелков, особенно для крупнокалиберного вооружения, например, 120-мм пушек танков, оснащаются охлаждаемыми тепловизионными камерами дальнего действия. Вторые имеют более узкое поле зрения для фокусировки на конкретной цели.

Тепловизионные камеры являются самыми распространенными в современных армиях, так как они более продвинуты по сравнению с камерами с усилением яркости изображения (электронно-оптическим преобразователем), которые работают с шагом менее 1 микрона, а для работы им необходимо активное излучение света в ближней ИК-области спектра с тем, чтобы видеть в темноте. При этом невидимый невооруженным глазом свет от инфракрасной подсветки может быть обнаружен приборами противника, что может повлечь за собой серьезные последствия.

По словам Колина Хорнера из компании Leonardo, камеры с ЭОП всегда являются проблемой при действиях в населенных пунктах, которые как правило освещены.

«Эти сенсоры, как правило, искажают и размывают изображение, предназначенное для командира и водителя. Хотя технология усиления яркости изображения улучшается и является предпочтительным выбором для установки на небоевые вспомогательные машины, недостаток заключается в том, что таким камерам всё-таки необходима подсветка».

«Хотя они действительно могут работать при минимальном освещении, например, при свете Луны или звезд, в полной темноте камеры с ЭОП просто не будут работать. Для улучшения ситуационной осведомленности операторы используют инфракрасные фонари для локальной подсветки местности вокруг машины и полагаются на естественное освещение»,


— пояснил Хорнер.

Он добавил, что имеются и другие проблемы с ЭОП-камерами в машинах, оборудованных пуленепробиваемыми стеклами, поскольку они негативно влияют на восприятие водителем дистанции. Вот почему современные армии предпочитают использовать пассивные ИК-системы.

Кроме того, существует тенденция по повышению возможностей ночного видения у машин других категорий, для чего на них необходимо устанавливать такие же системы, какие стоят на боевых платформах. «Это все действительно повысит уровень владения обстановкой и безопасность».

«Как правило, более крупные боевые бронированные машины оборудовались пассивными (бесподсветочными) ИК-системами с очень высокими характеристиками, но они не работают в колоннах сами по себе. Их поддерживают другие машины, например, транспортеры личного состава, санитарные и инженерные машины, но у этих машин недостаток состоит в том, что они не имеют таких возможностей ночного видения, как боевые машины и поэтому не могут работать в этих же условиях. Так что в настоящее время мы видим тенденцию по оборудованию вспомогательных машин не худшими чем у боевых платформ системами ночного видения, в результате чего они смогут работать бок о бок без дополнительного риска».

Еще одна тенденция состоит в том, чтобы устанавливать на машины большее число камер для получения полного кругового обзора. Раньше военные были озабочены лишь тем, чтобы обеспечить водителю ночные приборы только для вождения. С большим числом камер, обеспечивающих обзорность 360°, угрозы могут быть замечены с любого направления и, что более важно для безопасности, появляется обзор по сторонам и назад, в связи с чем безопасность проведения операции в городских пунктах повышается.

Компания Leonardo предлагает камеру DNVS 4, позволяющую получить круговой обзор на дистанциях 20-30 метров. Хорнер сказал, что эта система также оборудована дневной цветной телекамерой, чтобы объединить две технологии в одном решении и таким образом уменьшить массу, размер и энергопотребление. Он добавил, что происходит также переход от аналоговых устройств в направлении цифровой открытой архитектуры. «Это означает, что мы оцифровываем сигнал с камеры и выводим его на экран в цифровом формате, при этом значительно повышается четкость изображения и исключаются любые помехи, создаваемые самой машиной».

Прицел Controp установлен на дистанционно управляемом модуле вооружения

Картинка в цифрах


Разработки в цифровых технологиях позволяют операторам использовать многофункциональные экраны с картами, статусом вооружения и информацией об обслуживании машины, а также рассматривать несколько изображений одновременно, например, обзор вперед, по сторонам и назад. Это дает гораздо больше возможностей по сравнению с использованием камеры с усилением яркости или аналоговой системой, которая позволяет просматривать изображение только с одной камеры и только на одном дисплее.

Большая часть камер наблюдения относится к неохлаждаемому типу и подобно человеческому глазу имеет широкое поле зрения порядка 50°, а некоторые приближаются к 90°. Йорген Лундберг из компании FLIR Systems сказал, что поэтому должны устанавливаться и другие камеры в различных конфигурациях, чтобы получить полное покрытие 360°. Некоторыми схемами предусматривается размещение нескольких камер с полем зрения 55°, тогда как другими схемами предусматривается установка четырех камер по 90° или даже всего двух камер по 180° для создания панорамы. Прежде всего, это необходимо для того, чтобы машина могла свободно маневрировать без включенных фар во время ночных тренировок и боевых операций, поскольку водитель при этом полностью владеет окружающей обстановкой.

«Всё это направлено на то, чтобы дать водителям или экипажу знание того, что происходит вблизи машины примерно в 20-100 метрах и не далее, поскольку технология сегодня не может дать изображение с высоким разрешением на больших дистанциях, — сказал Лундберг. — Хотя экипажу машины конечно же понравится иметь в своем распоряжении картинку высокой четкости всего периметра, но здесь необходим баланс между сегодняшней технологией и сегодняшним бюджетом. Существуют также ограничения на количество и функциональность дисплеев экипажа внутри машины».

Например, представление доступной сенсорной информации большого объема является сложной задачей. Для того чтобы не смешивать всё в одну кучу, члены экипажа, например, водитель, командир и стрелок, должны иметь доступ к экранам, на которые выводится предназначенная для каждого из них специфическая информация с тем, чтобы не мешать другим пользователям. Десант может также иметь экран в задней части машины, на который перед его спешиванием выводится информация об окружающей обстановке. Командир может иметь экран как и у других членов экипажа, но с большей функциональностью, например, с возможностью вывода решений по боевому управлению и информации по вооружению.

В бронемашины уже устанавливается множество самых разных сенсоров и системы ночного видения должны найти себе место в этом ограниченном пространстве. Немного объема доступно в машине для установки большего количество дисплеев и поэтому распределение информации от сенсоров и камер по всей машине является сложной задачей.

Системы ночного видения для основных орудий ББМ располагаются рядом или интегрируются в прицел оператора-наводчика, который, как правило, устанавливается в машине рядом с орудием. Вооружение может быть крупнокалиберной 120-мм танковой пушкой, пушками среднего калибра (20 мм 30 мм или 40 мм) или даже пулеметами калибров 7,62 мм или 12,7 мм в дистанционно управляемом модуле вооружения (ДУМВ). Орудийные прицельные комплексы включают в основном тепловизионные охлаждаемые системы и поэтому способны работать на дальностях свыше 10 км.

Лундберг сообщил, что дневной и ночной прицел стрелка совмещены с осью пушки, то есть он будет смотреть туда, куда направлена пушка и не видеть в других направлениях.

«Дальность действия этого прицела должна соответствовать дальнобойности пушки, а пушка имеет довольно большую дальнобойность. Следовательно, он имеет довольно узкое поле зрения, это как смотреть через соломинку… но здесь стрелку необходимо видеть и стрелять».

Прицелы ночного видения «полезны» как для легких тактических машин, так и для ОБТ

Оставаться холодным?


В неохлаждаемых инфракрасных камерах используется технология микроболометра, представляющего собой, по сути, небольшой резистор с силиконовым элементом, который реагирует на тепловое излучение. Изменения в температуре определяются интенсивностью излучения фотонов. Микроболометр определят это и конвертирует измерения в электрический сигнал, который в свою очередь может быть преобразован в изображение.

Неохлаждаемые сенсоры, как правило, работают в диапазоне LW1R (7-14 мкм), то есть могут «видеть» сквозь дым, туман и пыль, что важно на поле боя и в других ситуациях.

В охлаждаемых устройствах используется криогенная система охлаждения для поддержания температуры детектора -200°С, что делает его более чувствительным даже к незначительным изменениям температуры. Детекторы подобных устройств могут точно трансформировать в электрический сигнал даже попадание одного фотона, в то время как неохлаждаемым системам необходимо большее количество фотонов для проведения измерений. Таким образом, охлаждаемые сенсоры имеют большую дальность действия, что позволяет улучшить процесс захвата и нейтрализации целей.

Но охлаждаемые системы имеют и свои недостатки, конструктивная сложность влечет за собой высокую стоимость и необходимость в регулярном и технически сложном обслуживании. Неохлаждаемые сенсоры дешевле, обслуживание их существенно проще, а срок службы больше, поскольку они не используют криогенную технологию, имеют меньше движущихся частей и не нуждаются в сложной вакуумной герметизации. Какой тип системы выбрать, как всегда, решает пользователь, исходя из решаемых им задач.

Выбор волны


Охлаждаемые прицелы для операторов-наводчиков используют детекторы, работающие в ближней [длинноволновой] ИК-области спектра (LW1R). Поскольку это позволяет системам ночного видения видеть сквозь дым и, следовательно, испытывать меньше проблем, связанных с боевой обстановкой. В неохлаждаемых системах также используются такие детекторы, поскольку микроболометры (термочувствительные элементы) чувствительны в этой длине волны, но в настоящее время положение дел стало меняться. «Исторически всегда предпочитали использовать LWIR из-за лучшей проницаемости сквозь дым, чем у детекторов типа MWIR, работающих в средней [средневолновой] ИК-области спектра», — отметил Хорнер.

«Десять лет назад это было верно, но испытания и демонстрации показали и доказали, что в настоящее время на поле боя нет большой разницы между LWIR и MWIR. Чувствительность и возможности MWIR значительно повысились в последние 10 лет и сегодня камеры MWIR пока имеют превосходные характеристики и проницаемость сквозь дым. Это ведет к тому, что люди предпочитают скорее MWIR, а не детекторы LWIR».

Хорнер добавил:

«Преимущество детекторов MWIR состоит в том, что у них также лучше проницаемость сквозь влажный воздух по сравнению с детекторами типа LWIR, то есть, когда вы хотите развертываться в прибрежных районах, особенно в условиях жаркого климата, тогда вы получите лучшие характеристики, используя MWIR, а не LWIR. Это будет компромиссное решение для машины».

Впрочем, представитель французской компании Sofradir подчеркнул, что дальняя [коротковолновая] ИК-область спектра (SWIR) также имеет свое применение.

«Для SWIR есть два разных применения. Во-первых, детекторы этого типа могут быть дополнительным решением в тех случаях, когда надо посмотреть сквозь дым и пыль разной плотности и происхождения, и даже (в некоторых случаях) туман. В зависимости от атмосферных условий SWIR может дать большую видимую дистанцию. Второе, с детектором SWIR вы можете видеть лазерные дальномеры, работающие при целеуказании на длине волн 1,6 мкм или 1,5 мкм. Тогда он используется в качестве средства предупреждения о том, что ваша машина находится под наблюдением. Вы можете также видеть вспышки орудийных орудий, то есть SWIR используется для улучшения владения обстановкой и защиты наземных машин».

Представитель компании BAE Systems сообщил:

«В общем, LWIR обеспечивает наилучшие возможности в любых погодных и других внешних условиях, тогда как MWIR и SWIR обеспечивают лучший контраст. SWIR-изображение имеет дополнительное преимущество тем, что оно похоже на то, что мы видим невооруженным глазом. Это важное преимущество повышает вероятность правильного распознавания, что в свою очередь способствует уменьшению вероятности инцидентов с дружественным огнем».

DNVS 4 обеспечивает круговой обзор на дистанциях до 20-30 метров

Потребности в большем


Участившаяся установка ДУМВ на бронемашины оказывает свое влияние на рынок ночных камер. Прицелы основной пушки интегрированы в платформу и в связи с этим ни орудие, ни прицелы не могут слишком часто меняться. Добавление новых ДУМВ по модульному принципу позволяет чаще менять прицелы.

В прошедшие пять-десять лет стандартным вооружением, устанавливаемым на ДУМВ, были в большинстве случаев либо 7,62-мм пулемет, либо 12,7 мм пулемет, поэтому прицелы были, как правило, неохлаждаемыми с тем, чтобы соответствовать небольшой дальности действия этого вооружения (1-1,5 км), а это в свою очередь определяло их несколько более широкое поле зрения, чем у прицелов крупнокалиберных орудий.

Впрочем, Лундберг заметил, что ситуация меняется:

«В настоящее время усиливается тенденция, определяющая установку оружия большего калибра (около 25-30 мм), из которого можно нацеливаться и вести точный огонь на больших дистанциях, и это определяет спрос на прицелы для ДУМВ с большей дальностью. Ранее промышленность обычно поставляла неохлаждаемые прицелы для 99% ДУМВ, сегодня акцент смещается на более функциональные неохлаждаемые и охлаждаемые прицелы, способные обеспечить сверхчеткое изображение. Это дает возможность видеть чуть дальше и наводить на цель вооружение более крупного калибра на больших дистанциях 1,5-2,5 км, то есть вне досягаемости средств поражения противника».

Ну и наконец, командиры хотят еще лучше владеть обстановкой, видеть дальше, чем стреляет пушка, и поэтому возникла потребность установки на ДУМВ ночных прицелов с большей дальностью.

Развитие систем ночного видения определяется не только увеличенной дальностью, но и необходимостью в упрощении операций. Устаревшая тепловизионная камера или менее продвинутая ИК-камера требует больших усилий при работе, поскольку приходится много раз нажимать кнопки и крутить ручки, чтобы получить приличное изображение, тогда как новая продвинутая камера может мгновенно предоставить картинку более высокого качества для прицельной системы при минимальном вмешательстве пользователя. Представитель компании Controp отметил: «Когда большая часть элементов автоматизирована, оператор может сосредоточиться на самой задаче, а не отвлекаться на работу с прицельным комплексом».

Преимущество на поле боя, получаемое за счет использования систем ночного видения, становится всё более очевидным. Достигается это за счет использования технологических преимуществ, которые дает улучшенная камера с высоким разрешением, использования систем правильного типа для специфических задач и интегрирования большего числа камер наблюдения в цифровую архитектуру, которая может поддерживать больше сенсоров и направлять каждому члену экипажа необходимые ему данные. По отдельности все эти улучшения не несут радикальных изменений, но все вместе они могут обеспечить преимущество в бою.

Хорнер заявил, что цифровая архитектура является долгосрочным решением.

«Если вы внедряете цифровую архитектуру с самого начала, то вы можете владеть обстановкой на все 360°, вы можете легко интегрировать технологии будущего, системы радиоэлектронной борьбы, системы активной защиты и дальнего наблюдения и разведки. Тогда вы смело сможете пойти вперед и напичкать машину дополнительными продвинутыми технологиями».

Лундберг добавил:

«Распространение систем ночного видения и тепловидения идет небывалыми темпами. Военные на Западе полагают, что противник будет иметь только пассивную ИК-технологию. Благодаря бурному развитию инновационных технологий и правилам экспортного контроля современные западные армии имеют явное преимущество. Дело, конечно же, не в отдельно взятых тепловизорах и других устройствах ночного видения, а в бронемашине целиком. Если у вас есть прицел на ДУМВ, то преимущество состоит в том, что вы можете прицеливаться, стрелять и точно попадать на несколько секунд раньше вашего противника. В этой последовательности событий свой вклад в победу над оппонентом безусловно вносят и системы ночного видения».

topwar.ru

Как работает система ночного видения автомобиля

Системы ночного видения уже достаточно давно и активно используются в военной индустрии. Ими оснащают разнообразную технику, комплектуют соответствующими приборами военных. А вот в мир гражданских автомобилей это оборудование попало совсем недавно, но успело громко заявить о себе. Не все понимают, зачем на обычной машине нужна подобная система и что она даёт. В действительности это полезные устройства, значительно повышающие уровень безопасности и дающие уверенность водителям при передвижении в тёмное время суток. Важно учитывать, какой именно прибор ночного видения (ПНВ) вы будете использовать, поскольку системы могут быть реализовать по-разному. Одни просто повышают яркость картинки, которая передаётся с внешних камер на монитор. Другие же, являющиеся более функциональными, преобразуют изображение с помощью дополнительных инфракрасных датчиков. Это превосходный дополнительный помощник. Но пока подобные системы устанавливаются преимущественно на дорогостоящие автомобили ведущих автопроизводителей. Владельцы более скромных машин также могут рассчитывать на установку системы, причём многие делают её своими руками практически из подручных средств.

Принцип работы системы ночного видения.

Что это такое

Всем знакома ситуация, когда в тёмное время суток приходится переключаться постоянно с дальнего света на ближний, чтобы не слепить встречный транспорт. Это требует постоянной фокусировки зрения, которое находится в состоянии напряжения. Плюс ближний свет не всегда позволяет полноценно оценить происходящее на обочине. Выбегающие пешеходы, велосипедисты без опознавательных сигналов, припаркованная машина и многое другое могут стать настоящей проблемой. И чтобы её избежать, автомобили оснащаются различными ассистентами и системами, стараются улучшить работу светового оборудования. Но этого далеко не всегда оказывается достаточно. Потому производители начали постепенно внедрять системы ночного видения, которые прекрасно проявили себя на практике. Системы ночного видения для автомобилей представляют собой специальные приборы для повышения качества восприятия окружающего пространства при условиях плохой видимости, которая обусловлена тёмным временем суток, туманом, дымом и пр. В подавляющем большинстве случаев ПНВ идёт в качестве дополнительного оборудования, причём стоит такая опция достаточно много.

Наиболее эффективными считаются системы ночного видения, которые устанавливаются в передней части автомобиля. Камера работает совместно со специальными инфракрасными датчиками. Изображение с видеокамеры передаётся на блок управления, куда также поступают данные с датчиков. ЭБУ обрабатывает информацию и выводит её на монитор внутри авто. В итоге водитель может видеть на экране то, что человеческий глаз разглядеть не способен. Альтернативой монитору выступает проекция, которая отображается непосредственно на лобовом стекле. Но подобные системы намного дороже, реализовать их своими руками не получится. Это сугубо заводское оборудование. Существующие на рынке системы можно разделить на 2 категории:

  • Активные. Здесь используется источник инфракрасного излучения, расположенный непосредственно на самом транспортном средстве;
  • Пассивные. Отличаются тем, что инфракрасные излучатели отсутствуют, потому излучения принимаются только от самих объектов.

ПНВ способны показывать происходящее на дороге на расстоянии около 300 метров, но не более. Этого оказывается вполне достаточно, чтобы вовремя сориентироваться, принять соответствующее решение и избежать ДТП, либо иной неприятной ситуации. На самых современных системах ночного видения предусмотрено наличие оповещения и самих пешеходов. Конструктивно ПНВ состоят из нескольких основных компонентов:

  • инфракрасных датчиков излучателей;
  • видеокамеры;
  • электронного блока управления;
  • монитора.

Инфракрасные излучатели, в зависимости от типа прибора, бывают активными и пассивными. Их устанавливают непосредственно в корпус фар, что позволяет следить за происходящим впереди. Камера используется обычная, без каких-либо специальных дополнительных систем. Её устанавливают в районе лобового стекла. Электронный блок управления предназначен для сбора информации с видеокамеры и излучателей, а также для дальнейшей обработки. Монитор выводит обработанную информацию на дисплей, и полученное изображение с возможными незаметными глазу препятствиями становится доступным водителю.

Виды и принцип работы

В работе камер ночного видения для автомобилей основные функции выполняют датчики и камера. Датчики улавливают инфракрасные и тепловые сигналы, а камера снимает изображение. Когда электронный блок управления обрабатывает полученные данные, на экране проецируется картинка. Обычно это бесцветный образ в заданном масштабе. Но тут важно учитывать тот факт, что прибор ночного видения, предусмотренный в конструкции автомобиля, может быть активным или пассивным. В зависимости от того, какой ПНВ установлен, различают принцип их работы. Активные системы нашли широкое применение в автомобилях компаний Toyota и Mercedes. Здесь предусмотрены инфракрасные излучатели, которые по желанию устанавливаются как отдельная опция. Это позволяет отображать на мониторе картинку с хорошим качеством и разрешением. Такие ПНВ способны обнаружить препятствия на расстоянии около 250 метров.

А вот пассивным системам отдают предпочтение компании Honda, Audi и BMW. Здесь принцип несколько иной. Фактически тут используется тепловизор, способный самостоятельно улавливать инфракрасные излучения от объектов, находящихся впереди транспортного средства. Не все специалисты согласны с тем, что тепловизоры правильно называть приборами ночного видения. Но поскольку они выполняют свою функцию, то такое название вполне можно считать справедливым. Преимущество тепловизорных ПНВ заключается в том, что их дальность работы составляет до 320 метров. А это больше, нежели у активных аналогов. Зато выводимое на дисплей изображение имеет меньшее качества и большую контрастность.

Лучшие заводские ПНВ

В вопросе безопасности автомобилей всегда ведущие позиции занимали немецкие автоконцерны. Вот и в плане используемых приборов ночного видения эксперты считают, что именно компании из Германии оснащают свои машины пока что лучшими системами.

  • Night View Assist Plus. Так свою разработку назвали в компании Mercedes. Эта система отличается наличием функции оповещения пешеходов об опасности, которая дополнила стандартный оповещатель самого водителя. Конструктивно это комплекс из инфракрасных камер в составе головной оптики, видеокамер, монитора и электронного блока управления. Инфракрасные камеры позволяют автомобилю следить за происходящим на дороге, а обычные камеры определяют время суток, фиксируют встречный транспорт и записывают видео. Для предупреждения пешеходов используется система звуковых и световых сигналов. Включается ПНВ автоматически, когда скорость составляет более 45 километров в час. Электроника способна распознать пешехода на расстоянии до 80 метров; 
  • Dynamic Light Spot. Это система, дополняющая ПНВ компании BMW. Они сумели продвинуться ещё дальше, чем конкуренты из Mercedes в плане оповещения пешеходов. У них используется интеллектуальный прибор ночного видения, способны обнаружить пешеходов в опасной близости от дороги. Особенность оборудования в том, что здесь применяется датчик сердцебиения. Он определяет наличие живых существу и может фиксировать их на расстоянии до 100 метров. В основную оптику вмонтированы дополнительные диоды, предназначенные для освещения находящихся около дороги объектов и информирования их об опасности. 

Использование приборов ночного видения на автомобилях имеет ряд неоспоримых преимуществ. Причём их можно получить даже от самых простых систем, которые становятся постепенно устаревшими. Но всё равно они способны качественно выполнять свои задачи, вовремя информировать водителя, а также предупреждать пешеходов о потенциальных угрозах.

Самодельные ПНВ

Некоторые удивятся, но в действительности автомобильный прибор для повышения безопасности реально собрать своими руками. Чтобы обеспечить ночное видение для своего автомобиля, потребуется определённый набор комплектующих. Найти их не сложно, потому многие энтузиасты с удовольствием берутся за это дело. Хочется предупредить заранее, что без опыта работы с электрикой и автомобильной электроникой за такое дело браться не стоит. При желании можно обратиться за помощью к специалистам, которые сами соберут и установят на вашу машину достойную систему ночного видения. Но если вы твёрдо решили собрать устройство своими руками, потребуется собрать определённые комплектующие, из которых прибор ночного видения и будет состоять.

  1. Монитор. Именно на него будет выводиться вся информация. Некоторые используют мониторы старых видеокамер. Либо же можно приобрести полноценный новый дисплей. Всё зависит от того, какого размера экран вы хотите получить, и насколько ваш бюджет позволяет делать подобные покупки.
  2. Видеоискатель. Также берётся из старой видеокамеры. Это оптимальный вариант. Причём не обязательно разбирать новую камеру. Если зайти на обычный радиорынок, который есть практически в любом городе, можно по низкой цене купить уже разобранный видеоискатель, либо же купить нерабочую камеру, где искатель остался цел. Запчасти от видеокамер найти не сложно.
  3. Камера ночного видения. С этим несколько сложнее, поскольку вам потребуется обязательно рабочая и хорошо функционирующая ночная камера. В отделениях магазинов бытовой техники подобное устройство вы вряд ли найдёте. Они продаются тем, где предлагают различные системы наблюдения для домов, офисов, предприятий и пр. Именно здесь и нужно искать камеру, оснащённую режимом ночного видения. Они сравнительно недорогие, потому сильно по бюджету такая покупка не ударит.
  4. Инфракрасные излучатели. В общей сложности для автомобиля требуется 6 таких устройств. Их поиски стоит начинать с магазинов радиотехники. Какой будет диапазон подсветки у излучателей, решайте уже сами. Чем он больше, тем в итоге дороге обойдётся набор новых инфракрасных излучателей.

Нельзя сказать, что сборка подразумевает проведение каких-то очень сложных мероприятий. Есть имеется хоть небольшой опыт в работе с такими устройствами, на изготовление системы автомобильного ночного видения уйдёт буквально несколько часов. Основной задачей здесь является создание связи между видеокамерой, видеоискателем и инфракрасными излучателями. Для этого потребуется соединить пару наиболее значимых проводов. Это общий провод от видеокамеры и видеовыход, а также видеоискатель с видеовыходом. Выполнив подобное подключение, все приборы в итоге объединятся в общую схему. Заранее подготовив себе схему подключения, каждый прибор устанавливается на своё место, подключается друг к другу и тестируется.

Немаловажно запомнить тот факт, что видеоискатель, как и сама видеокамера, обязательно должны работать от одного напряжения. Поскольку речь идёт о бортовой сети, здесь оптимальным вариантом будет 5 Вольт. Не забудьте про специальный переходник, который предназначен для объединения монитора, размещаемого внутри автомобиля, и самой видеокамеры, выводящей изображение на дисплей. Не обойтись и без специального переключателя, необходимого для работы инфракрасных излучателей, камеры и салонного дисплея. На приобретение этих дополнительных комплектующих много денег тратить не придётся. Это всё равно в разы дешевле, чем покупать премиум автомобиль с заводским прибором ночного видения. Устанавливать ли на свою машину систему для лучшего ночного видения происходящего вокруг или нет, каждый решает сам для себя. Это полезное и эффективное оборудование, способное помочь в экстренных ситуациях и предотвратить дорожно-транспортные происшествия. Но система больше актуальна для тех, кто предпочитает ездить ночью, либо кому приходится передвигаться на машине в основном в ночное время суток.

Не забывайте, что полагаться только на систему нельзя. Хотя прибор ночного видения и может разглядеть препятствия, никто не должен снижать концентрацию.

Будьте предельно внимательными на дорогах, следите за ситуацией вокруг вас, не превышайте скоростной режим и корректируйте работу головной оптики по мере необходимости. Порой именно неправильно установленные или настроенные фары становятся причиной наезда на пешеходов в тёмное время суток, аварий с участием припаркованных машин и пр. Помните и о важности оставаться заметным на ночных дорогах. Для этого всегда включайте аварийные сигналы в случае остановки, не паркуйтесь в неположенных местах с оживлённым движением, а также не забывайте о требованиях относительно использования световозвращающих жилетов.

drivertip.ru

Системы ночного видения: ночной дозор — журнал За рулем

Сразу после разъезда со встречной машиной фары высветили спину пешехода, бредущего прямо по дороге… Ситуация неприятная и, увы, нередкая. А если бы в помощниках у водителя была система ночного видения? Мы решили оценить возможности «третьего глаза» у автомобилей БМВ и «Мерседес-Бенц».

1

ПРОВЕРКА ЗРЕНИЯ

Казалось бы, задача у систем ночного видения одинаковая, значит, и схема ее исполнения у обоих производителей должна быть схожая. Ан нет. Различия начинаются на уровне принципа работы.

В фарах «Мерседес-Бенца» установлены отдельные секции с инфракрасными лампами. Их лучи невидимы для человеческого глаза и, следовательно, не слепят встречных водителей. За салонным зеркалом спрятана черно-белая видеокамера, она и передает подсвеченное инфракрасным излучением изображение дороги на экран. Но если навстречу пойдет другая машина с включенным светом, то на дисплее может образоваться засветка.

Компания БМВ применила технологию дальнего инфракрасного обнаружения. Обещанный предел — 300 м, то есть в два раза больше, чем у конкурента. Здесь взамен активной инфракрасной подсветки использован установленный в бампере тепловизор, фиксирующий тепловое излучение объектов (люди, животные, нагретые части машин). Такой системе не страшна засветка, она видит «цель» сквозь естественные неплотные препятствия (например, кусты) и умеет масштабировать изображение на дисплее в зависимости от скорости движения.

Ночное видение БМВ показывает человека четче мерседесовской системы даже при ближнем свете фар.

Ночное видение БМВ показывает человека четче мерседесовской системы даже при ближнем свете фар.

Ночное видение БМВ показывает человека четче мерседесовской системы даже при ближнем свете фар.

«Мерседес-Бенц»

www.zr.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

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о