Menurut pakar industri, teknologi penglihatan malam, baik intensifikasi gambar dan pencitraan termal, siap berkembang di tahun-tahun mendatang dalam beberapa arah, dari resolusi hingga koneksi ke satu jaringan. Namun, perkembangan ini harus diimbangi dengan mendapatkan bobot dan ukuran terkecil serta karakteristik konsumsi energi
Sistem penglihatan malam datang dalam berbagai bentuk, dari kacamata hingga pemandangan senjata. Namun, ada kemajuan yang signifikan di bidang ini, karena produsen terkemuka dunia berusaha untuk menanggapi kebutuhan pengguna.
Perubahan dan kombinasi
Christian Johnson, direktur pengembangan bisnis di Harris Corporation, telah menarik perhatian khusus pada meningkatnya permintaan untuk kacamata penglihatan malam (NVGs) dengan lensa mata ganda. “Mereka relatif baru. Selama enam bulan terakhir, tentara Amerika telah memberikan tekanan serius pada produsen untuk siap memasok perangkat bermata dua secara besar-besaran, pasukan darat perlu beralih dari bermata ke teropong."
Diluncurkan oleh Harris pada akhir 2016, Teropong Penglihatan Malam Ringan (F5032) lebih ringan dari semua model sebelumnya. Ini secara signifikan mengurangi kelelahan mata pada tugas jangka panjang karena lensa diopter yang dapat disesuaikan, yang berarti sistem dapat dengan cepat menyesuaikan dengan penglihatan operatornya.
Harris juga melihat perubahan dalam dinamika pasar dengan sistem fosfor putih yang semakin populer. Awalnya, pelepasan sistem seperti itu ditentukan oleh kebutuhan pasukan khusus, tetapi sekarang telah menjadi tren umum. Perusahaan tidak memiliki pandangan khusus tentang keuntungan putih versus hijau dan sebaliknya, meskipun memproduksi sistem dengan fosfor putih dalam jumlah yang meningkat. Namun, fosfor hijau sangat tersebar luas saat ini.
Dokumen perusahaan menjelaskan bahwa “fosfor putih menghasilkan gambar hitam putih yang mungkin tampak lebih familiar bagi mata. Dalam beberapa situasi, pengguna mengklaim kontras yang lebih baik antara objek, bersama dengan resolusi gambar yang lebih tinggi sebesar 6 HAIjarak yang lebih jauh.
“Di sisi lain, fosfor hijau memanfaatkan panjang gelombang yang mengoptimalkan persepsi otak tentang kontras dan detail pemandangan. Hijau jatuh tepat di tengah spektrum warna mata, memungkinkan pengguna untuk mengidentifikasi dan menafsirkan lingkungan mereka dengan lebih baik di malam hari.”
Johnson menjelaskan bahwa Harris sangat berfokus pada teknologi peningkatan gambar (VL), meskipun menggunakan teknologi fusi dalam rentang teropong i-Aware TM-NVG Fusion (F6045), di mana fusi VL dan pencitraan termal (TPV) dicapai melalui overlay optik. “Kami telah meningkatkan kesadaran situasional, karena operator dapat menonton kedua saluran sekaligus. Misalnya, dengan penggabungan gambar, Anda dapat melihat menembus kabut dan rintangan lain, yang tidak diizinkan oleh OY. Tetapi dengan UY Anda dapat melihat melalui kaca, yang tidak dapat disediakan oleh teknologi pencitraan termal. Oleh karena itu, kombinasi mereka meningkatkan kesadaran situasional operator tentang apa yang terjadi di sekitarnya."
Hasilnya, teropong keluarga G6045 meningkatkan efektivitas tempur dalam misi siang dan malam, serta menyediakan transmisi video waktu nyata untuk aset pengintaian taktis. Teropong ini memungkinkan pengguna untuk terhubung dengan berbagai elemen formasi pertempuran, sampai ke kantor pusat perusahaan.
Menurut Andrew Owen, juru bicara FLIR Surveillance, kemampuan pencitraan termal telah berkembang pesat selama beberapa tahun terakhir, dengan penekanan pada resolusi yang lebih tinggi dan ukuran piksel yang lebih kecil dalam format HD sambil mempertahankan dimensi fisik yang hampir sama dengan sensor resolusi standar. Yang terakhir juga mendapat manfaat dari proses ini, karena ukuran piksel yang lebih kecil dapat mengurangi ukuran dan biaya akhir sistem. Hasilnya terlihat jelas di sensor inframerah jarak dekat, menengah dan jauh modern.
FLIR memproduksi serangkaian cakupan overlay termasuk penglihatan termal canggih ThermoSight T75, ruang lingkup penembak jitu HISS-XLR (High-Performance Sniper Sight) dan penglihatan malam ADUNS-S (Advanced Dual-Band Night Sight).
Sengaja
BAE Systems adalah salah satu pemain terkemuka di bidang sistem visualisasi, khususnya karena pekerjaannya dengan tentara Amerika. Dave Harrold, Head of Sensing and Aiming Systems di perusahaan tersebut, menyebut pengembangan teknologi yang disebut rapid target acquisition (RTA) sebagai salah satu area prioritas. Idenya didasarkan pada antarmuka video nirkabel antara kacamata dan lingkup senapan, di mana gambar resolusi tinggi dapat ditransmisikan ke kacamata night vision dan dilihat pada layar definisi tinggi secara real time. Ini menghilangkan ketergantungan operator pada penerangan laser, yang dapat memberikannya kepada musuh.
“Pengembangan teknologi RTA nirkabel memungkinkan pengguna untuk dengan cepat mendeteksi dan mengunci target dari mana saja tanpa membawa senjata ke mata mereka, yang meningkatkan keamanan dan efisiensi prajurit saat menargetkan,” kata Harrold.
RTA digunakan dalam program ENVG III / FVTS-I (Enhanced Night Vision Goggle III dan Family of Weapon Sights - Individual) untuk meningkatkan kacamata night vision dan keluarga senjata ENVG III / FVTS-I, di mana BAE bekerja sama dengan tentara Amerika. Sistem ini menggabungkan teknologi UYa dan TPV: yang pertama memberikan kendali atas situasi, dan yang kedua meningkatkan akurasi bidikan. Keluarga lingkup senjata Family of Weapon Sights-Crew Served (FWS-CS) menawarkan penembak mesin kemampuan untuk menyerang target pada jarak jauh.
Kemampuan penglihatan malam telah meningkat dan "tidak lagi terbatas pada beberapa negara bahagia," kata juru bicara Thales. Dia menarik perhatian pada sejumlah tren baru, seperti peningkatan sistem inframerah tanpa pendingin, yang telah menyediakan gambar beresolusi tinggi. Dia yakin bahwa dalam beberapa tahun Thales "akan menawarkan rangkaian perangkat deteksi target jarak jauh saat ini, tetapi dengan semua keunggulan perangkat yang tidak didinginkan: waktu start-up yang cepat, ketenangan, pengurangan biaya, keandalan yang tinggi."
Perusahaan Israel Meprolight memproduksi jajaran perangkat night vision dari berbagai jenis - UYa, TPV, dan digital. Manajer produk Avi Katz mengatakan lingkup senapan tanpa pendingin dari keluarga NOA telah mendapatkan popularitas di pasar senapan sniper jarak jauh. Namun, sistem dengan UYa lebih murah dan, dibandingkan dengan pencitra termal, lebih sering digunakan saat bekerja pada target pada jarak menengah.
“Segera setelah Anda menempuh jalur peningkatan nilai, militer mulai menggunakan produk tergantung pada kebutuhan spesifik mereka. Menurut pendapat saya, penguat kecerahan lebih sering digunakan daripada pencitra termal, sebagian besar karena biaya."
Pada bulan Januari di Shot Show 2018 di Las Vegas, Meprolight meluncurkan NYX-200. Riflescope multispektral ini menggabungkan kamera pencitraan termal tanpa pendingin dan kamera digital siang / malam untuk meningkatkan kesadaran situasional Anda dengan memanfaatkan teknologi RTA di semua tingkat atau kondisi cahaya.
“Tuntutan medan perang modern memaksa tentara untuk membawa sejumlah besar sistem, sensor dan peralatan,” kata juru bicara Meprolight. - Berat peralatan ini dan kebutuhan untuk bekerja dengan banyak perangkat mengurangi efektivitas tempur dan dapat berdampak negatif pada tingkat keselamatan prajurit. Untuk mengatasi tantangan ini dan meningkatkan kinerja prajurit modern, kami mengembangkan cakupan NYX-200.”
keseimbangan daya
Karakteristik biaya dan berat, ukuran dan konsumsi daya (MGEH) harus diselaraskan dengan persyaratan tempur untuk sistem prajurit, di mana persyaratan utamanya adalah massa dan masa pakai baterai.
Harrold mengatakan para prajurit kewalahan karena harus membawa banyak baterai untuk menyalakan perangkat mereka. Mereka menginginkan pemandangan senjata yang ringan, kecil, dan berkualitas tinggi untuk memaksimalkan mobilitas mereka di darat. BAE meminimalkan ukuran dan berat dengan menggunakan teknologi 12 mikron. “Ini memungkinkan sistem yang lebih ringan dan lebih ringkas. Sistem kami juga menggunakan lebih sedikit energi daripada sistem berpendingin tradisional, yang pada akhirnya mengurangi bobot yang dapat dikenakan karena lebih sedikit baterai yang dibutuhkan.”
Namun, Harris percaya bahwa akan sulit untuk membuat sistem secara signifikan lebih ringan daripada perangkat teropong F5032 (beratnya kurang dari 500 gram) tanpa mengorbankan integritas struktural sistem. "Sampai batas tertentu, kami telah menemukan jalan tengah, jika Anda mengikuti jalan bantuan, Anda akan kehilangan kekuatan sistem," kata Johnson. “Produk kami menjalani program pengujian ekstensif yang disetujui oleh Angkatan Darat AS. Kacamata dan tabung kami harus melewati tes yang sangat sulit. Jika kita mulai meringankannya, mereka akan mulai pecah."
Konsumsi daya sistem dasar dengan UC relatif rendah. Monokuler Harris AN / PVS-14, misalnya, dapat beroperasi dengan satu baterai AA selama lebih dari 24 jam.
Namun, Johnson menjelaskan bahwa keadaan berubah seiring perkembangan teknologi. “Anda menghadapi peningkatan konsumsi daya sistem fusi gambar saat Anda menambahkan kamera pencitraan termal, saat Anda menambahkan augmented reality. Semua teknologi ini mengkonsumsi energi dan dengan demikian mentransfer masalah ke pengguna. Harris bekerja untuk memperpanjang umur sistem yang dipasang di helm.
“Ukuran, massa, dan energi selalu menjadi masalah, kami terus bekerja ke arah ini,” lanjut Johnson. - Tapi, menurut saya, kita tidak akan melihat kacamata yang jauh lebih ringan daripada yang sedang kita kerjakan sekarang, dan ini kurang dari 500 gram.
Dia menekankan bahwa optimalisasi IHEC tidak boleh dilakukan dengan mengorbankan kinerja tinggi - sebuah mantra yang diletakkan oleh Pengawasan FLIR sebagai dasar proyeknya. Dia menambahkan bahwa pengembangan yang ditujukan untuk resolusi yang lebih tinggi, ukuran piksel yang lebih kecil, dan rentang suhu pengoperasian yang lebih luas membantu menjaga keseimbangan ini dan meningkatkan masa pakai sistem. Kemajuan di sini terutama terkait dengan penggunaan fotodetektor multi-elemen yang beroperasi di daerah spektrum inframerah gelombang menengah dan gelombang panjang.
Perusahaan pertahanan Italia Leonardo percaya bahwa, terlepas dari keuntungan menggunakan bahan baru atau jenis baterai baru, ada batasan tertentu untuk peningkatan IHEC, terutama saat memenuhi permintaan pelanggan baru untuk konektivitas jaringan.
Sepenuhnya elektro-optik
Tabung penguat gambar atau tabung penguat gambar adalah komponen kunci dari perangkat penglihatan malam. Sistem ini telah berkembang dalam beberapa arah dalam beberapa tahun terakhir, menurut Photonis.
Menurut perwakilan perusahaan ini, Mark Denes, MGEH adalah faktor kunci. Penekanan pada massa sangat relevan saat ini, mengingat meningkatnya permintaan teropong, yang secara inheren lebih berat daripada teropong. “MGEH sangat penting, karena setiap gram jatuh di pundak operator,” kata Denes.
Photonis memproduksi transduser dengan diameter 16 mm, yang memberikan penghematan berat hingga 40% pada tabung 18 mm dan memungkinkan produsen produk akhir untuk mengurangi bobot sistem mereka. Perusahaan juga telah mengurangi konsumsi daya handsetnya dan meningkatkan fungsionalitas auto-strobo untuk memperpanjang masa pakai baterai.
Photonis memproduksi berbagai tabung penguat gambar termasuk tabung XD-4 dan XR5, serta tabung 4G yang diperlihatkan di Eurosatory 2014. Perusahaan mengatakan standar kinerja tabung 4G telah meningkatkan rentang deteksi. Photonis telah memenangkan beberapa proyek besar untuk teknologi 4G-nya karena bekerja sama dengan komunitas Operasi Khusus dan operator militer lainnya untuk meningkatkan kemampuan perangkat, termasuk gerbang otomatis yang lebih cepat dan jangkauan deteksi pengenalan dan identifikasi yang lebih lama.
Tabung ini dipasok ke produsen untuk integrasi ke pemandangan optik, monokuler, teropong dan sistem lain dengan peningkatan gambar. Perusahaan saat ini bekerja untuk lebih meningkatkan kinerja tabung 4G dan juga mengembangkan sensor penglihatan malam digital yang terintegrasi ke dalam sistem dan cakupan overlay, platform darat dan lepas pantai.
Keduanya bagus
Menurut Denes, sistem pencitraan termal menjadi lebih populer daripada teknologi UY, karena dengan peningkatan volume produksi, biayanya berkurang secara signifikan. Kedua teknologi tersebut memiliki tujuan dan keunggulan yang berbeda, dan kemampuannya bergantung pada medan, cuaca, dan faktor lainnya. TPV populer untuk deteksi - dan sampai batas tertentu pengenalan, tetapi sistem VL "masih diminati karena identifikasi yang lebih baik dan kesadaran situasional."
“Idealnya, tentara membutuhkan kedua teknologi visibilitas malam,” Denes mengakui. "Mereka lebih baik dilihat sebagai perpanjangan satu sama lain, daripada substitusi satu sama lain."
Fusion dapat memberikan "yang terbaik dari kedua dunia". Penguat gambar berkinerja tinggi masih memberikan gambar yang lebih baik daripada rekan digital mereka, "tetapi ini seperti membandingkan bulat versus lunak."
“Sistem digital menjadi populer di platform darat dan udara,” tambah Denes, “karena IHEC bukan masalah serius di sini seperti halnya dengan personel yang diturunkan.” Dia mengharapkan tentara untuk terus menggunakan teknologi OU karena kemampuannya, bobotnya yang rendah, dan harganya yang relatif murah.
Menurut Denes, pasar untuk sistem digital dan tabung penguat gambar sangat berbeda. Photonis dan pelanggan militernya percaya bahwa tabung penguat gambar "akan diminati setidaknya selama 10 tahun lagi, dan sebagai hasil dari penelitian ilmiah, banyak perbaikan akan diterapkan di sejumlah bidang, mulai dari sensitivitas hingga pencitraan termal."
Mencari koneksi
Menurut Leonardo, kebutuhan akan komunikasi yang konstan di medan perang menentukan ketersediaan komponen yang memungkinkan kemampuan yang berpusat pada jaringan. Di masa depan, perusahaan mengharapkan penggunaan teknologi Wi-Fi, Bluetooth, dan GPS secara luas dalam komponen optik, yang akan lebih mengintegrasikannya ke dalam rantai kontrol operasional.
Perangkat pengintai dan penargetan genggam Linx perusahaan didasarkan pada matriks yang didinginkan dan dirancang untuk pengawasan dan deteksi segala cuaca. Perangkat milik sistem jaringan-sentris, memungkinkan pengguna untuk bertukar gambar dan data melalui jaringan.
FLIR menganggap interoperabilitas pelanggan sebagai karakteristik utama dari aplikasi militer. “Sistem prajurit sekarang terintegrasi dengan chip komunikasi berbiaya rendah dan berdaya rendah,” jelas juru bicaranya. "Komunikasi dua arah memberikan dukungan untuk pengguna jarak jauh dan meningkatkan kesadaran situasional, termasuk informasi dari aset intelijen tetangga."
Menurut Johnson, sistem semakin pintar. Misalnya, augmented reality diintegrasikan ke dalam tampilan, menambahkan lapisan informasi lain untuk prajurit, sementara teknologinya menjadi lebih berjejaring."Sistem penglihatan malam adalah salah satu bagian dari lingkungan jaringan prajurit, berbagi apa yang mereka lihat untuk membentuk citra operasional keseluruhan yang dikeluarkan ke seluruh unit atau ditransmisikan ke tingkat yang lebih tinggi."
Seorang juru bicara Thales juga mencatat peningkatan tingkat digitalisasi sistem, yang membuka pintu ke augmented reality. Penawaran perusahaan di pasar termasuk perangkat night vision BONIE-DI / IRR I2, sistem jaringan pintar yang menggabungkan dua jenis gambar. Sistem ini memungkinkan pengguna untuk memvisualisasikan data tertentu, seperti GPS, dalam augmented reality, yang meningkatkan tingkat kepemilikan dan interaksi.
Perhatian serius telah diberikan pada potensi perangkat night vision serba digital, meskipun, menurut Johnson, teknologinya “belum sepenuhnya dikembangkan. Tampaknya bagi saya bahwa Anda seharusnya tidak mengharapkan pengembalian penuh darinya. Harris melakukan sejumlah besar penelitian di bidang ini. Kami membutuhkan terobosan teknologi yang nyata sebelum kami mendapatkan sensor digital yang dikenakan di kepala. Konverter optik analog akan mendominasi pasar night vision selama 15-20 tahun ke depan, hingga sesuatu terobosan datang untuk menggantikannya."
Johnson menegaskan, bagaimanapun, adalah mungkin untuk memasukkan beberapa jenis elemen digital ke dalam sistem analog. “Dalam sistem prajurit G6045 kami, kami mengambil sistem analog dan menghubungkannya ke jaringan, sehingga menghadirkan kemampuan digital, tetapi kami masih menggunakan tabung penguat gambar analog karena tidak ada yang lebih baik saat ini. Ini adalah teknologi yang terbukti dan andal, yang belum akan melepaskan posisinya”.
Mr. Katz setuju bahwa teknologi night vision digital berada di awal perjalanan, tetapi percaya bahwa teknologi ini akan berkembang pesat di tahun-tahun mendatang.
Harrold juga memprediksi bahwa pada akhirnya sistem OU akan menjadi usang dan sepenuhnya digantikan oleh sistem digital yang dapat memperbarui diri dengan algoritma mereka sendiri. Dia menambahkan bahwa industri kemungkinan akan "bergerak menuju sistem tenaga nirkabel terintegrasi penuh yang mengintegrasikan pasokan listrik portabel, lingkup senapan dan kacamata penglihatan malam dan dapat beroperasi tanpa istirahat siang atau malam."
Gerakan ke depan
Dengan pemahaman yang jelas tentang segmen pasar lainnya, Katz percaya bahwa "akan ada revolusi dalam resolusi sistem pencitraan termal."
FLIR, pada gilirannya, mengharapkan untuk melihat penekanan yang lebih kuat pada pemrosesan gambar dan manajemen daya untuk mengurangi ketergantungan pada optik panjang fokus panjang untuk jarak jauh dan meningkatkan kemungkinan identifikasi target. Mereka percaya bahwa "pemrosesan gambar dengan konsumsi daya rendah, yang meningkatkan kualitas gambar secara real time, dapat meningkatkan tingkat kepercayaan dalam identifikasi objek dan deteksi ancaman."
Dalam beberapa tahun terakhir, sistem standar telah menambahkan fitur seperti pemerataan histogram, peningkatan detail digital, dan stabilisasi elektronik. "Proses ini akan berlanjut seiring dengan berkembangnya algoritme pemrosesan, menghasilkan lebih sedikit beban kerja pengguna dan pengenalan serta identifikasi target yang lebih cepat."
Penggunaan mikrodisplay resolusi tinggi dalam kombinasi dengan sensor piksel yang lebih kecil, pemrosesan gambar berdaya rendah, dan komunikasi nirkabel meningkatkan MEGC dan meningkatkan kemampuan intelijen, pengawasan, dan penargetan.
Harrold mengatakan bahwa di tahun-tahun mendatang, augmented reality "akan menjadi teknologi paling penting untuk sistem ini, itu akan diintegrasikan ke dalam cakupan dan kacamata masa depan." Dalam perangkat penglihatan malam yang bertindak sebagai tampilan utama prajurit, augmented reality akan memberinya informasi penting dan dengan demikian meningkatkan efektivitas tempurnya.
Ini akan memberikan sejumlah manfaat. Gambaran operasional umum dengan augmented reality akan memungkinkan pengguna untuk meningkatkan tingkat kepemilikan mereka terhadap lingkungan. Informasi ini dapat membantu dalam sejumlah tugas, misalnya, akses ke video dari drone, riwayat penggunaan alat peledak di area tertentu, identifikasi pasukan sekutu dan sahabat, peta tiga dimensi area tersebut, dll. platform.
