Sistem penglihatan malam yang dipasang pada kenderaan sudah ada selama bertahun-tahun dan sekarang sudah biasa, tetapi terdapat perubahan ketara di pasaran ini.
Sebagai contoh, terdapat permintaan yang semakin meningkat untuk kamera malam beresolusi lebih tinggi. Jurucakap syarikat penerima inframerah Perancis Sofradir mengatakan ini dapat dicapai dengan meningkatkan jumlah piksel dan menurunkan nada piksel sambil mempertahankan ukuran matriks untuk memberikan ciri-ciri penggunaan dan berat daya yang rendah pada peranti.
"Dengan menurunkan nada piksel, Anda meningkatkan kepekaan detektor, karena ketika nada piksel menurun, setiap piksel memiliki kekuatan sinyal yang lebih rendah, dan dengan demikian kami meningkatkan kepekaan perangkat. Pada kamera generasi sekarang, standardnya adalah VGA 640x512, tetapi hari ini tren bergerak menuju SVGA 1280x1024 dalam kenaikan 12 mikron, misalnya. Sistem akan bergerak ke arah ini dan ini berlaku sekarang,"
- dia telah menerangkan.
Agar kamera ini berkinerja terbaik, kamera mesti stabil, kerana kenderaan berperisai beroperasi di medan kasar dengan medan yang sangat sukar. Menurut wakil Controp Precision Technologies, jika sistem tidak stabil dengan cukup baik, "maka gambar akan berkualiti tidak dapat diterima dan jangkauan peranti akan berkurang secara drastik."
Jurucakap Sofradir berkata:
"Dalam beberapa tahun terakhir, kami melihat pentingnya berat, ukuran dan penggunaan daya tumbuh dengan stabil, mencerminkan permintaan untuk sistem ringan dan kecil dengan kemampuan yang lebih baik, seperti sistem SIGHT kami. Terdapat beberapa jenis kamera: kamera termal yang tidak disejukkan, yang memberikan penglihatan jarak dekat dan biasanya tidak stabil, dan kamera termal yang disejukkan, yang biasanya stabil, berada pada tahap yang lebih tinggi dan tentu saja lebih mahal."
Menyoroti masalah
Secara tradisional, sistem penglihatan malam telah digunakan untuk dua tujuan utama. Pertama, alat penglihatan malam pemandu membolehkannya meningkatkan tahap kawalan persekitaran di sekitar kereta untuk melakukan manuver yang selamat dan bebas masalah. Kedua, terdapat sistem penglihatan yang digunakan oleh penembak untuk mengenal pasti dan menargetkan sasaran yang berpotensi.
Sistem inframerah untuk pemandu dan kesedaran situasi yang ditingkatkan biasanya adalah kamera pencitraan termal yang tidak sejuk yang mempunyai bidang pandangan yang lebih luas pada jarak dekat untuk memiliki bidang pandangan sebanyak mungkin, sementara ruang lingkup untuk penembak, terutama untuk senjata berkaliber besar, misalnya, Senapang tangki 120 mm, dilengkapi dengan kamera pengimejan termal jarak jauh yang disejukkan. Yang terakhir memiliki bidang pandangan yang lebih sempit untuk memfokuskan pada sasaran tertentu.
Kamera termal adalah yang paling biasa di tentera moden, kerana lebih maju daripada kamera dengan intensifikasi gambar (penguat gambar), yang beroperasi dalam langkah kurang dari 1 mikron, dan untuk beroperasi mereka memerlukan pelepasan cahaya aktif dalam spektrum wilayah inframerah dekat untuk melihat dalam kegelapan. Dalam kes ini, cahaya dari pencahayaan inframerah yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar dapat dikesan oleh alat musuh, yang dapat menimbulkan akibat yang serius.
Menurut Colin Horner dari Leonardo, kamera penguat gambar selalu menjadi masalah dalam masyarakat yang cenderung diterangi.
"Sensor ini cenderung memutarbelitkan dan mengaburkan gambar yang dimaksudkan untuk komandan dan pemandu. Walaupun teknologi peningkatan imej bertambah baik dan merupakan pilihan utama untuk kenderaan yang tidak dibantu oleh pertempuran, kelemahannya ialah kamera seperti itu masih memerlukan lampu latar."
"Walaupun mereka benar-benar dapat bekerja dalam cahaya minimum, misalnya, dalam cahaya bulan atau bintang, dalam kegelapan yang lengkap, kamera dengan tabung penguat gambar tidak akan berfungsi. Untuk meningkatkan kesedaran keadaan, pengendali menggunakan lampu inframerah untuk menerangi kawasan sekitar mesin dan bergantung pada cahaya semula jadi."
- jelas Horner.
Dia menambah bahawa ada masalah lain dengan kamera penguat gambar di dalam kereta yang dilengkapi dengan kaca kalis peluru, kerana ia memberi kesan negatif terhadap persepsi pemandu mengenai jarak. Inilah sebabnya mengapa tentera moden lebih suka menggunakan sistem inframerah pasif.
Di samping itu, terdapat kecenderungan untuk meningkatkan kemampuan penglihatan malam kenderaan dari kategori lain, yang mana perlu untuk memasang sistem yang sama pada mereka seperti pada platform pertempuran. "Ini benar-benar akan meningkatkan tahap pemilikan dan keselamatan."
"Sebagai peraturan, kendaraan tempur berperisai yang lebih besar dilengkapi dengan sistem inframerah pasif (tidak diterangi) dengan prestasi yang sangat tinggi, tetapi mereka tidak berfungsi di lajur sendiri. Mereka disokong oleh kenderaan lain, seperti pengangkut personel, ambulans dan kenderaan kejuruteraan, tetapi kenderaan ini mempunyai kelemahan bahawa mereka tidak memiliki kemampuan penglihatan malam yang sama dengan kenderaan tempur dan oleh itu tidak dapat berfungsi dalam keadaan yang sama. Jadi sekarang kita melihat tren untuk melengkapkan kenderaan sokongan dengan sistem penglihatan malam yang tidak lebih buruk daripada platform tempur, akibatnya mereka dapat bekerja berdampingan tanpa risiko tambahan."
Trend lain ialah menambahkan lebih banyak kamera ke mesin untuk mendapatkan pandangan serba lengkap. Sebelum ini, tentera hanya mementingkan penyediaan alat penglihatan malam kepada pemandu untuk memandu sahaja. Dengan sebilangan besar kamera yang memberikan penglihatan 360 °, ancaman dapat dilihat dari mana saja dan, yang lebih penting untuk keselamatan, ada pandangan ke sisi dan belakang, oleh itu, keselamatan operasi di kawasan bandar meningkat.
Leonardo menawarkan kamera DNVS 4, yang membolehkan anda mendapatkan pandangan serba boleh pada jarak 20-30 meter. Horner berkata sistem ini juga dilengkapi dengan kamera warna siang hari untuk menggabungkan kedua teknologi dalam satu penyelesaian dan dengan itu mengurangkan berat badan, saiz dan penggunaan tenaga. Dia menambah bahawa terdapat juga peralihan dari analog ke seni bina terbuka digital. "Ini bermaksud kita mendigitalkan isyarat kamera dan memaparkannya secara digital di skrin, yang meningkatkan kejelasan gambar dan menghilangkan gangguan dari mesin itu sendiri."
Gambar dalam nombor
Perkembangan teknologi digital membolehkan pengendali menggunakan skrin pelbagai fungsi dengan peta, status senjata dan maklumat penyelenggaraan kenderaan, serta melihat banyak gambar pada masa yang sama, seperti pandangan ke depan, sisi dan belakang. Ini jauh lebih serba boleh daripada menggunakan kamera redup atau sistem analog yang membolehkan anda melihat hanya satu kamera dan hanya satu paparan.
Sebilangan besar kamera pengawasan adalah jenis yang tidak disejukkan dan, seperti mata manusia, mempunyai bidang pandangan luas sekitar 50 °, dan beberapa mendekati 90 °. Jorgen Lundberg dari FLIR Systems mengatakan bahawa kamera lain mesti dipasang dalam konfigurasi yang berbeza untuk mencapai liputan 360 ° sepenuhnya. Beberapa skema memperuntukkan penempatan beberapa kamera dengan bidang pandangan 55 °, sementara skema lain memperuntukkan pemasangan empat kamera pada 90 ° atau bahkan hanya dua kamera pada 180 ° untuk membuat panorama. Pertama sekali, ini perlu agar kereta bebas bergerak tanpa lampu depan semasa latihan malam dan operasi pertempuran, kerana pemandu mempunyai kawalan penuh terhadap persekitaran.
"Ini semua bertujuan memberi pengetahuan kepada pemandu atau kru tentang apa yang berlaku di dekat kereta pada jarak sekitar 20-100 meter dan tidak lebih jauh lagi, kerana teknologi hari ini tidak dapat memberikan gambar resolusi tinggi pada jarak jauh," kata Lundberg. "Walaupun kru kereta pasti ingin mempunyai gambaran definisi tinggi mengenai keseluruhan perimeter yang ada, ada keseimbangan antara teknologi hari ini dan anggaran hari ini. Terdapat juga sekatan pada jumlah dan fungsi paparan kru di dalam kenderaan."
Sebagai contoh, menyajikan sejumlah besar maklumat deria yang ada adalah mencabar. Agar tidak mencampurkan semuanya menjadi satu timbunan, anggota kru, misalnya, pemandu, komandan dan penembak, mesti mempunyai akses ke skrin yang memaparkan maklumat khusus yang dimaksudkan untuk masing-masing agar tidak mengganggu pengguna lain. Pesta pendaratan juga mungkin memiliki layar di belakang kendaraan, yang menampilkan informasi tentang lingkungan sebelum turun. Komandan dapat memiliki layar seperti anggota kru yang lain, tetapi dengan lebih banyak fungsi, misalnya, dengan kemampuan untuk menampilkan keputusan tentang kontrol pertempuran dan informasi mengenai senjata.
Banyak sensor yang berbeza sudah dipasang di kenderaan berperisai dan sistem penglihatan malam mesti mendapat tempat untuk diri mereka sendiri di ruang terhad ini. Terdapat sedikit ruang di mesin untuk menampung lebih banyak paparan dan oleh itu menyebarkan maklumat dari sensor dan kamera di seluruh mesin adalah sesuatu yang mencabar.
Sistem penglihatan malam untuk senjata utama AFV terletak bersebelahan atau disatukan ke dalam pandangan penembak, yang biasanya dipasang di kenderaan di sebelah pistol. Senjata itu boleh menjadi meriam tangki 120 mm berkaliber besar, meriam berkaliber sederhana (20 mm 30 mm atau 40 mm) atau bahkan senapang mesin berkaliber 7, 62 mm atau 12, 7 mm dalam modul senjata terkawal dari jarak jauh (DUMV). Sistem pengintaian senapang termasuk sistem pencitraan termal terutamanya yang disejukkan dan oleh itu mampu beroperasi pada jarak lebih dari 10 km.
Lundberg mengatakan bahawa pemandangan siang dan malam penembak diselaraskan dengan paksi pistol, iaitu, dia akan melihat ke mana pistol diarahkan dan tidak melihat ke arah lain.
"Jangkauan penglihatan ini harus sesuai dengan jarak pistol, dan pistol memiliki jarak yang agak panjang. Akibatnya, dia memiliki bidang pandangan yang agak sempit, seperti melihat melalui jerami … tetapi di sini anak panah perlu melihat dan menembak."
Kekal sejuk?
Kamera inframerah yang tidak sejuk menggunakan teknologi mikrobolometer, yang pada dasarnya merupakan perintang kecil dengan elemen silikon yang bertindak balas terhadap radiasi panas. Perubahan suhu ditentukan oleh intensiti pelepasan foton. Mikrobolometer mengesan ini dan mengubah pengukuran menjadi isyarat elektrik, yang seterusnya dapat diubah menjadi gambar.
Sensor yang tidak sejuk, sebagai peraturan, beroperasi dalam jarak LW1R (7-14 mikron), yaitu, mereka dapat "melihat" melalui asap, kabut dan debu, yang penting di medan perang dan dalam situasi lain.
Peranti yang disejukkan menggunakan sistem penyejukan kriogenik untuk menjaga pengesan pada suhu -200 ° C, menjadikannya lebih sensitif terhadap perubahan suhu yang kecil. Pengesan alat sedemikian dapat mengubah secara tepat bahkan satu foton yang terkena isyarat elektrik, sementara sistem yang tidak disejukkan memerlukan lebih banyak foton untuk membuat pengukuran. Oleh itu, sensor yang disejukkan mempunyai jarak jauh, yang meningkatkan proses menangkap dan meneutralkan sasaran.
Tetapi sistem penyejukan juga mempunyai kekurangannya, kerumitan reka bentuk memerlukan kos yang tinggi dan keperluan untuk penyelenggaraan yang kerap dan kompleks secara teknikal. Sensor yang tidak dibekukan lebih murah, lebih mudah dijaga, dan tahan lama kerana mereka tidak menggunakan teknologi kriogenik, mempunyai bahagian yang lebih sedikit bergerak, dan tidak memerlukan pengedap vakum yang kompleks. Jenis sistem apa yang harus dipilih, seperti biasa, bergantung pada pengguna, berdasarkan tugas yang diselesaikannya.
Pemilihan gelombang
Skop gunner yang disejukkan menggunakan pengesan inframerah [gelombang panjang] dekat (LW1R). Kerana ini memungkinkan sistem penglihatan malam untuk melihat melalui asap dan oleh itu mempunyai masalah berkaitan pertempuran yang lebih sedikit. Sistem yang tidak disejukkan juga menggunakan alat pengesan seperti itu, kerana mikrobolometer (elemen termosensitif) sensitif pada panjang gelombang ini, tetapi sekarang ini mulai berubah. "Dari segi sejarah, LWIR selalu disukai kerana penembusan asap yang lebih baik daripada pengesan MWIR yang beroperasi pada inframerah pertengahan [pertengahan gelombang]," kata Horner.
"Sepuluh tahun yang lalu ini benar, tetapi ujian dan demonstrasi telah menunjukkan dan membuktikan bahawa tidak ada banyak perbezaan antara LWIR dan MWIR di medan perang hari ini. Sensitiviti dan kemampuan MWIR telah meningkat dengan ketara sejak 10 tahun kebelakangan ini dan hari ini kamera MWIR masih menawarkan prestasi dan penembusan asap yang unggul. Ini mendorong orang lebih memilih MWIR daripada pengesan LWIR."
Horner menambah:
"Kelebihan pengesan MWIR adalah mereka juga mempunyai kebolehtelapan yang lebih baik melalui udara lembap dibandingkan dengan pengesan jenis LWIR, iaitu apabila anda ingin menyebarkan di kawasan pesisir, terutama di iklim panas, maka anda akan mendapat prestasi yang lebih baik menggunakan MWIR. Bukan LWIR. Ini akan menjadi penyelesaian kompromi untuk kereta."
Namun, jurucakap syarikat Perancis Sofradir menekankan bahawa wilayah spektrum inframerah jauh (gelombang pendek) juga mempunyai aplikasinya.
"Terdapat dua kegunaan yang berbeza untuk SWIR. Pertama, pengesan jenis ini boleh menjadi penyelesaian tambahan sekiranya anda perlu melihat asap dan debu dengan ketumpatan dan asal yang berbeza, dan bahkan (dalam beberapa kes) kabus. Bergantung pada keadaan atmosfera, SWIR dapat memberikan jarak yang jelas. Kedua, dengan pengesan SWIR, anda dapat melihat laser rangefinder beroperasi pada penentuan sasaran pada panjang gelombang 1.6 mikron atau 1.5 mikron. Kemudian digunakan sebagai peringatan bahawa kenderaan anda dalam pengawasan. Anda juga dapat melihat kilatan meriam, yang bermaksud SWIR digunakan untuk meningkatkan kesedaran keadaan dan melindungi kenderaan darat."
Jurucakap BAE Systems berkata:
“Secara umum, LWIR memberikan prestasi terbaik dalam semua cuaca dan keadaan luar yang lain, sementara MWIR dan SWIR memberikan kontras yang terbaik. Imej SWIR mempunyai kelebihan tambahan seperti yang kita lihat dengan mata kasar. Kelebihan penting ini meningkatkan kemungkinan pengakuan yang betul, yang seterusnya membantu mengurangkan kemungkinan kejadian dengan api yang ramah."
Keperluan untuk lebih banyak lagi
Pemasangan DUMV yang lebih kerap pada kenderaan berperisai memberi kesan di pasaran untuk kamera malam. Pemandangan senjata utama disatukan ke dalam platform dan oleh itu senjata atau pemandangan tidak boleh berubah terlalu kerap. Menambah DUMV baru secara modular membolehkan anda menukar ruang lingkup lebih kerap.
Dalam lima hingga sepuluh tahun kebelakangan ini, senjata standard yang dipasang pada DUMV pada kebiasaannya adalah senapang mesin 7.62 mm atau mesingan 12.7 mm, jadi pemandangannya, sebagai peraturan, dibongkar untuk menyesuaikan dengan jarak pendek senjata ini. (1-1, 5 km), dan ini seterusnya menentukan bidang pandangan mereka yang sedikit lebih luas daripada pemandangan senjata berkaliber besar.
Namun, Lundberg menyatakan bahawa keadaan berubah:
"Saat ini, ada tren yang semakin meningkat yang menentukan pemasangan senjata berkaliber lebih besar (sekitar 25-30 mm), dari mana mungkin untuk menargetkan dan melakukan tembakan tepat pada jarak jauh, dan ini menentukan permintaan untuk pemandangan untuk DUMV dengan jarak yang lebih panjang. Walaupun industri biasa membekalkan skop yang tidak dikumpulkan untuk 99% DUMV, hari ini fokusnya beralih ke ruang lingkup yang tidak berfungsi dan disejukkan yang lebih berfungsi yang dapat memberikan gambar yang sangat tajam. Ini memungkinkan untuk melihat sedikit lebih jauh dan mengarahkan senjata berkaliber lebih besar ke sasaran pada jarak jauh 1, 5-2, 5 km, yaitu, di luar jangkauan alat pemusnah musuh."
Dan akhirnya, para komandan ingin mengawal keadaan dengan lebih baik, untuk melihat lebih jauh daripada tembakan meriam, dan oleh itu ada keperluan untuk memasang pemandangan malam dengan jarak yang lebih jauh di DUMV.
Perkembangan sistem penglihatan malam ditentukan bukan hanya oleh peningkatan jangkauan, tetapi juga oleh keperluan untuk mempermudah operasi. Kamera pencitraan termal yang sudah ketinggalan zaman atau kamera inframerah yang kurang maju memerlukan banyak kerja, kerana anda harus menekan butang dan memutar tombol berkali-kali untuk mendapatkan gambar yang baik, sementara kamera lanjutan baru dengan serta-merta dapat memberikan gambar berkualiti tinggi untuk sistem yang bertujuan dengan campur tangan pengguna minimum. Jurucakap Controp berkata: "Apabila kebanyakan elemen itu automatik, operator dapat memfokuskan diri pada tugas itu sendiri, dan tidak terganggu dengan bekerja dengan sistem penglihatan."
Kelebihan medan perang sistem penglihatan malam menjadi semakin jelas. Ia melakukannya dengan memanfaatkan kelebihan teknologi kamera resolusi tinggi yang ditingkatkan, menggunakan jenis sistem yang tepat untuk tugas-tugas tertentu, dan menyatukan lebih banyak kamera pengawasan ke dalam seni bina digital yang dapat menyokong lebih banyak sensor dan memberikan setiap kru data mereka perlu. Secara individu, peningkatan ini tidak membawa perubahan radikal, tetapi bersama-sama mereka dapat memberikan kelebihan dalam pertempuran.
Horner berkata seni bina digital adalah penyelesaian jangka panjang.
“Sekiranya anda menerapkan seni bina digital sejak awal, maka anda dapat memiliki kawalan 360 darjah, anda dapat dengan mudah mengintegrasikan teknologi masa depan, sistem perang elektronik, perlindungan aktif dan sistem pengawasan dan pengintaian jarak jauh. Oleh itu, anda boleh meneruskan dengan selamat dan memasukkan kereta dengan teknologi canggih tambahan."
Lundberg menambah:
"Penyebaran penglihatan malam dan sistem pencitraan termal berjalan dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Tentera di Barat percaya bahawa musuh hanya akan memiliki teknologi inframerah pasif. Berkat perkembangan teknologi inovatif dan peraturan kawalan eksport yang pesat, tentera Barat moden mempunyai kelebihan yang jelas. Maksudnya, tentu saja, bukan pada alat pemanas haba individu dan alat penglihatan malam yang lain, tetapi pada keseluruhan kenderaan berperisai. Sekiranya anda mempunyai ruang lingkup mengenai DUMV, maka kelebihannya adalah anda dapat membidik, menembak dan memukul dengan tepat beberapa saat sebelum lawan. Dalam urutan peristiwa ini, sistem penglihatan malam pasti menyumbang kepada kemenangan lawan."
