2019. Aasta parimate öövaatlusseadmete hinnang

Auto öise nägemise süsteem

Öise nägemise süsteem on loodud pakkuma juhile teavet öiste sõidutingimuste kohta. Süsteem võimaldab ära tunda kõikvõimalikud takistused, liiklejad, jalakäijad valgustamata teel, aga ka marsruudi edasise trajektoori.

Süsteem aitab halva nähtavuse tingimustes juhi koormust leevendada ja seeläbi parandada liiklusohutust. Praegu on öövaatlussüsteem lisavarustusena paigaldatud premium-autodele.

Öönägemissüsteemi tööpõhimõte põhineb objektide infrapuna- (soojus)kiirguse fikseerimisel spetsiaalse kaameraga ja selle projitseerimisel ekraanile hallskaala kujutisena.

Öövaatlussüsteeme on kahte tüüpi: aktiivne ja passiivne.Aktiivsüsteemides kasutatakse autole paigaldatud täiendavat infrapuna valgusallikat. Neid iseloomustab kõrge pildi eraldusvõime ja ulatus umbes 150-250 m.

Märkimisväärsed aktiivsed öönägemissüsteemid on:

• Mercedes-Benzi öövaateabi;
• Toyota öövaade.

Passiivsetel öönägemissüsteemidel ei ole oma infrapunakiirguse allikat. Soojuskaamera (termokaamera) jäädvustab objektide infrapunakiirgust kuni 300 m kaugusel.Neil on kõrge kontrastsus ja madal pildi eraldusvõime.

Passiivsed öise nägemise süsteemid:

• Audi öönägemise assistent;
• BMW öönägemine;
• General Motorsi öönägemine;
• Honda intelligentne öönägemissüsteem.

Tehniliselt ja funktsionaalselt kõige arenenum öövaatlussüsteem on Mercedes-Benzi uusim arendus – Night View Assist Plus süsteem. Lisaks tavapärastele juhiteabe funktsioonidele hoiatab süsteem jalakäijaid võimaliku ohu eest.

Struktuuriliselt ühendab Night View Assist Plus süsteem:

• infrapuna-aktiivkaamerad esituledes;
• videokaamera esiklaasi taga;
• elektrooniline juhtseade;
• infoekraan kokpitis.

Infrapunakaamerad salvestavad liiklusolukorda.Videokaamera määrab, mis kellaajal auto liigub, samuti teiste ees või vastassuunavööndis sõitvate autode olemasolu. Kaamerate teave siseneb elektroonilisse juhtseadmesse, töödeldakse ja kuvatakse teabeekraanil.

Infokuvarina kasutatakse armatuurlaual olevat vedelkristallkuvarit (S-klass) või navigatsioonisüsteemi ekraani (E-klass). Varajase öise nägemise süsteemides kuvati teave tuuleklaasil.

Jalakäijaid hoiatatakse ohu eest, andes jalakäija suunas lühikesi valgussignaale või süüdates need viieks sekundiks auto esitulega. Kui ees või vastassuunavööndis on autod, siis süsteem ei tööta, et teisi liiklejaid mitte pimestada.

Programmi algoritmi rakendatakse kiirusel üle 45 km / h ja jalakäijate asukohaga mitte kaugemal kui 80 m.

BMW läks selles suunas veelgi kaugemale, võttes kasutusele intelligentse öövaatlussüsteemi, mis tuvastab sõiduteele ohtlikult lähedal olevad jalakäijad. Südamelöögiandureid kasutav Dynamic Light Spot süsteem tuvastab elusolendite olemasolu autost kuni 100 m kaugusel.

Lisaks infoekraanil kuvatavale teabele valgustab süsteem jalakäijat automaatselt. Selleks paigaldatakse udutulede kohtadesse pöörddioodiga esituled, mis suudavad valgustada väljaspool sõiduteed asuvaid objekte.

BMW sõidukitele on lisaks öövaatlussüsteemile Night Vision paigaldatud ka Dynamic Light Spot süsteem.

Reavahetuse abi Reahoidmise
abi
hädaroolisüsteem
Adaptiivne püsikiiruse hoidja
automaatne parkimissüsteem

Jaotis: Turvalisus

Pildikvaliteedi parandamine

Enamik öövaatlusseadmeid kasutab seda tehnoloogiat. Öönägemisseadmed koosnevad peamiselt pildivõimendustorust, mis kogub ja võimendab infrapuna- ja nähtavat valgust.

Pildivõimendustoru muudab footonid elektronideks ja vastupidi. Tavaline objektiiv, mida nimetatakse objektiiviks, jäädvustab ümbritsevat valgust ja osa infrapunavalgust.

Seejärel siseneb kogutud valgus elektron-optilisse võimendisse. Enamik öövaatlusseadmeid töötavad spetsiaalsete patareide (N-Cell) või kahe AA patareiga. Võimendi genereerib kõrget pinget, umbes 5000 volti.
Pilditoru võimendi on varustatud ka fotokatoodiga, mida kasutatakse valguse footonite muutmiseks elektronideks.

Kui elektronid läbivad seda võimendit, vabastavad aatomid ka sarnaseid elektrone, suurendades algset elektronide arvu mitu tuhat korda, kasutades selles võimendis mikrokanaliplaati (MCP). Mikrokanaliplaat on pisike klaasketas miljonite mikroskoopiliste aukudega, mis on tehtud fiiberoptilise tehnoloogia abil. Mikrokanaliplaadid on vaakumis ja metallelektroodid jooksevad mööda ketta servi. Iga kanal on ligikaudu 45 korda laiem ja toimib fotokordisti toruna.

Niipea, kui fotokatoodi elektronid tabavad MCP (mikrokanaliplaadi) esimest elektroodi, need kiirendatakse ja sisenevad klaasist mikrokanalitesse.

Kui elektronid läbivad mikrokanaleid, vabastavad nad igas kanalis tuhandeid teisi elektrone, kasutades protsessi, mida nimetatakse sekundaarseks kaskaadkiirguseks. Tegelikult puutuvad algsed elektronid kokku kanali selle poolega, mis ergastab aatomeid, vabastades seeläbi teisi elektrone. Need uued elektronid puutuvad kokku ka teiste aatomitega, toimub ahelreaktsioon, mille tulemusena voolab kanalist välja kümneid tuhandeid elektrone, kuigi kanalisse sisenes vaid paar tuhat. Kõige huvitavam on see, et kõik MCP mikrokanalid asuvad väikese nurga all (5–8 kraadi). See on vajalik selleks, et elektronid põrkaksid kokku teiste elektronidega.

Elektron-optilise võimendi lõpus tabavad elektronid fosforiga kaetud ekraani. Need elektronid võtavad oma positsioonid kanali suhtes, mille kaudu nad läbisid, mis omakorda annab ilusa pildi, kuna elektronid on paigutatud samasse järjekorda kui algsed footonid. Elektronide energia ergastab fosforit ja vabastab valguse footoneid. Tänu luminofoorile kuvatakse kogu pilti rohelises valguses, kuid saavutatakse kvaliteetne taasesitus.

See roheline pilt lastakse seejärel veel kord läbi läätse, mida nimetatakse silmaläätseks, mis võimaldab pilti suurendada ja pilti teravustada. Pildi vaatamiseks saab öövaatlusseadmed ühendada elektroonilise monitoriga või lihtsalt vaadata otse läbi silmaläätse.

Kuidas kaamera töötab

Autos olev öövaatluskaamera töötab soojuskiirguse põhimõttel. Näiteks autos tekib sõites soojust ja sellel põhineb selle seadme töö.

• Infrapuna- ehk soojuskiirgus määratakse spetsiaalse termokaamera abil.
• Seade võtab vastu infot ja teeb sellest pildi, mis juhitakse läbi monitori auto salongi.

Tänu öövaatluskaamerale moodustub monitori ekraanile kõige selgemate kontuuridega pilt erinevatest objektidest, mis loob mugavust ja mugavust öösel reisimisel.

Seadme tüübid

Autode öövaatlussüsteemid jagunevad järgmistesse kategooriatesse:

• passiivsed seadmed.
• aktiivsed seadmed.

Passiivkaamerad töötavad ainult selleks, et saada teavet vastutulevate objektide soojuskiirguse kohta. Aktiivsed saavad teavet oma kiirguse abil ja valgustavad eredalt kõiki olulisi objekte.

Seega passiivsed reageerivad paremini liikuvatele objektidele ja aktiivsed liikuvatele objektidele. Kui teil on selle seadme ostmiseks piisavalt raha, on soovitatav osta kaks mudelit korraga.

Natuke ajalugu

Esimesed soojuskiirgust kasutavad seadmed ilmusid kuuekümnendatel ja on sellest ajast alates muutunud populaarseks. Seadmeid kasutatakse sõjatööstuses vaenlase arvutamiseks halva nähtavuse korral, päästeoperatsioonidel inimeste või loomade otsimisel ning autotööstuses.

Kas vajate öövaatluskaamerat?

Öövaatluskaamerate eelised on hindamatud, kuid kas see on tavalistele autojuhtidele kättesaadav? Öönägemissüsteem ei ole odav seade, sest tootmine ja materjalid ise on üsna kallid. Seetõttu leidub süsteeme endiselt vaid premium-autodel.

Soovi korral on aga võimalik autole eraldi kaamera osta. Tuleb meeles pidada, et selline ost on suurepärane võimalus end kaitsta ebameeldivate olukordade eest teel.

Rahvusvahelised mured

Selle aasta märtsis Londonis toimunud Soldier Equipment Technology Advancement Forum (SETAF) konverentsi delegaatide sõnul on öönägemistehnoloogia täiustamine lähivastastes nagu Venemaa ja Hiina jätkuvalt NATO riikide partnerite kõige olulisem murekoht. ja mujal.

Dünaamilise visualiseerimise pikslivõrgu (PIXNET) programmi juht Jay Lewis kaitsekõrgkoolide uurimisprojektide agentuuris DARPA ütles: "Analoogsed öönägemisprillid, mida meie sõjaväelased kasutavad vaenlase tuvastamiseks, on piiratud ühe spektriribaga. Kui öise nägemise süsteemid muutuvad meie vastastele kättesaadavaks, väheneb hämaras või ilma valguseta võitlemise eelis. Olemasolevad mitme triibuga kaamerad, mida saab kasutada erinevates keskkondades, on liiga suured ja kallid, et neid üksikule võitlejale kaasas kanda.

„Võimalus öösel ja/või läbi erinevate kardinate selgemalt kaugemale näha on peaaegu kõigi sõjaliste operatsioonide puhul ülioluline. Samal ajal on tohutu vajadus suurendada vaatevälja, eraldusvõimet ja suurendada päeva- ja öövõimet, vähendades samal ajal täiustatud pildisüsteemide kaalu, suurust ja energiatarbimise omadusi ning kulusid. Peamine tõukejõud on varustada demonteeritud maavägesid ja tugiplatvorme parimate visualiseerimisvahenditega, et suurendada nende lahingutõhusust. Väikeste mehitamata õhusõidukite tulekuga, mis võivad meie sõduritele tohutut kasu pakkuda, on vajadus suurendada jõudlust ning vähendada kaalu, suurust ja energiatarbimist veelgi,“ selgitas ta.

SETAF-i konverentsil arutasid Briti ja Saksa armee ning USA kaitseministeeriumi esindajad erinevat tüüpi öövaatlusseadmete eeliseid, jõudes järeldusele, et binokulaarsed süsteemid sobivad kõige paremini lahingutegevuseks, monokulaarsed süsteemid on aga paremini optimeeritud patrullimiseks ja luureks. järelevalve.

Lisaks võimaldavad väikerelvade Picatinny siinile paigaldatud kokkupandavad ja kinnitatavad sihikud ka võitlejatel vajaduse korral juurdepääsu pildiparandus- ja termopilditehnoloogiatele, ilma et tekiks tunneliefekti näol nägemiskahjustuse oht.

Saksa sõjaväelased selgitasid, kuidas riigi kaitsetööstus vaatab praegu üle öönägemise võimalused. Üks neist selgitas: "Saksamaa kaitseministeerium on murdnud pead öövaatlustehnoloogiate tohutul hulgal, sealhulgas seadmete ja lahingumasinate süsteemide toimimise pärast. Kuidas sellise mitmekesisusega toime tulla? Nad tahavad seda teemat sügavamalt uurida, võib-olla teiste öövaatlusseadmete või -tehnoloogiaga."

“Saksa armee jalaväeüksused töötasid enam kui 20 erineva erinevat tüüpi seadmega. See on tulevase sõduriprogrammi Infanterist der Zukunft probleem, sest seda arvu on vaja vähendada, mis vähendab omamiskulusid ja sellest tulenevalt ka logistika mahtu.

Teisel pool maailma on Filipiinide kaitseministeerium avalikustanud 24 miljoni dollari suuruse programmi ligi 4500 öise nägemisseadme hankimiseks sõjaväele. 2015. aasta detsembris avaldatud nõude kohaselt näeb teabenõue ette integreeritud sihtmärgi hankimise tehnoloogiaga "öise lahingusüsteemi". Tehing suure armee moderniseerimisprogrammi osana peaks olema "peaaegu kokku lepitud".

kolmas põlvkond

Maapealsete sõidukite segmendis on Raytheon ja DRS Technologies saanud USA armee lepingu, et kavandada ja arendada B-Kit kolmanda põlvkonna ettepoole suunatud infrapunasüsteemi, mis suurendab taktikaliste platvormide maavägede ulatust ning tuvastamist ja äratundmist. ekstreemsetes keskkonnatingimustes.

Aprillis välja kuulutatud lepinguga uuendatakse umbes 17 000 teise põlvkonna FLIR-andurit, mis on kasutuses armee, mereväe ja merejalaväega, aga ka klientidega teistest riikidest, kes saavad kasu sõjavarustuse välismaale müümise programmist.

USA kaitseministeeriumi teatel pakub täiustatud lahendus demonteeritud ja sõidukites sõduritele nelja tüüpi vaateväljaga süsteeme, kaheribalist infrapunakujutist ja optimeeritud stabiliseerimist mobiilsete operatsioonide jaoks.

Raytheoni maapealsete lahingusüsteemide juhi Dwayne Goodeni sõnul aitab uuendus USA ja liitlasvägedel säilitada tulevases operatsiooniruumis kriitilist "üleolekut" sarnaste konkurentide ees.

„Meie meeskonnal on aastakümnete pikkune kogemus USA sõjaväele suure jõudlusega öövaatlussüsteemide tarnimisel, mistõttu on meie meeskonnal selgelt olemas pädevus, mis aitab säilitada meie maavägede lahinguüleolekut. Kolmanda põlvkonna FLIR suurendab järsult maapealsete sõidukite andurite ulatust kõigis tingimustes, võimaldades meie sõjaväel vaenlast tuvastada ja peatada.

infrapuna valgus

Infrapunavalgus on vaid osa nähtava valguse spektrist.

Infrapunavalgus jaguneb kolme kategooriasse:

Spektri lähi-infrapunaosa on kõige lähemal nähtavale valgusele, seda tüüpi IR lainepikkus on 0,7 – 1,3 mikronit ehk 700 – 1300 miljardiku meetrit.

Spektri keskmine infrapunaosa lainepikkusega 1,3 kuni 3 mikronit. Infrapunavalguse kahte esimest kategooriat kasutatakse enamikus elektroonilistes öövaatlusseadmetes, aga ka kaugjuhtimissüsteemides.

Infrasoojusvalgus hõivab suurema osa infrapunaspektrist, lainepikkusega 3 mikronit üle 30 mikroni.

Peamine erinevus infratermilise valguse ja ülejäänud kahe vahel seisneb selles, et infratermilist valgust toodab objekt ise, mitte sellelt peegeldumine, nagu kahel esimesel juhul. Infrapunavalgust kiirgab objekt selle aatomistruktuuri tõttu.

aatomid

Aatomid on pidevas liikumises. Nad vibreerivad, liiguvad ja pöörlevad pidevalt. Tahked osakesed on alati liikumises! Aatomid võivad võtta erinevaid ergastatud olekuid, teisisõnu, neil on erinev tegevus. Kui aatom saab liiga palju energiat, lahkub ta nn põhiseisundi energiatasemelt ja läheb ergastatud tasemele. Ergastuse tase sõltub aatomile rakendatava energia hulgast. Energiana võivad toimida soojus, valgus või elekter.

Aatom koosneb tuumast (sisaldab prootoneid ja neutroneid) ja elektronipilvest. Elektronid liiguvad selles pilves nagu tuumad paljudel erinevatel orbiitidel. Kuigi mõned teadlased peavad neid orbiite lihtsalt aatomi erinevateks energiatasemeteks. Seega selgub, et aatomiga kokkupuutel liiguvad osa selle elektrone madalamalt orbiidilt kõrgemale energiatasemele, eemaldudes tuumast.

Niipea, kui elektron liigub kõrgemale energiatasemele, püüab ta uuesti oma põhiolekusse naasta. Selle protsessi tulemusena vabastab elektron oma energia footonina – valguse osakesena. Ergastatud elektronidel on rohkem energiat kui lõdvestunud elektronidel. Vabanenud footonil on oma spetsiifiline lainepikkus (värvus), mis sõltub elektroni energiaseisundist footoni vabanemisel.

Kogu elu Maal kasutab energiat, nagu ka mõned elutud objektid, nagu mootorid ja raketid. Energiakasutuse tulemusena tekib soojus. Kuumus omakorda paneb objektis olevad aatomid kiirgama footoneid termilises infrapunaspektris. Mida kuumem on objekt, seda lühem on infrapuna footoni lainepikkus. Mõned kuumad objektid võivad isegi kiirata footoneid nähtavas spektris, alates punasest, oranžist, kollasest, sinisest kuni valgeni.

termopildistamine

Kuigi turg on täis mitmesuguseid termorelvade sihikuid, tuleb pidevalt välja uusi tooteid. Britannia 2000 pakub oma Firefly perekonda integreeritud Tau-2 kaameraga firmalt FLIR Systems. Seadet saab paigaldada ründerelva, karabiini või kuulipilduja Picatinny siinile.

Fireflyle ei kehti rahvusvahelised relvakaubanduse eeskirjad, mis lubavad mitte ainult Ameerika Ühendriikide armeel kasutada sarnast optikat varjatud operatsioonides.

Ettevõte teatas, et Firefly süsteemid, mis pakuvad täpsust ja pildikvaliteeti suurendatud ulatuses, on mõeldud õiguskaitseorganitele, terrorismitõrjeüksustele, piirivalvele ja eriüksustele.

“Need võimaldavad objekti täpselt tuvastada ka kõige raskemates tingimustes, sealhulgas udus, suitsus ja täielikus pimeduses. Sihikuid on koos juhtivate relvatootjatega kavandatud ergonoomikat silmas pidades optimaalseks kasutamiseks mitmesuguste tulirelvadega kuni 7,62 mm kaliibriga,“ teatas ettevõte.

Üks võimalustest, Firefly-30, on mõeldud kuni 300 meetri kaugusel asuvate objektide jäädvustamiseks koos võimalusega paigaldada lähivõitluses punatäppsihik.

Termopildi sihik Firefly-30

Firefly-30 töötab vahemikus 7,5 kuni 13,5 mikronit, sellega saab salvestada nii fotosid kui ka videoid, samas kui aku kestvus on 8 tundi. Operaatorile näidatakse infrapunapilti kas režiimis "must kuum" (soojuspildi kuvamise režiim kuumade objektide musta ja külmade objektide valgega) või "valge kuum" režiimis (vastupidi).

Kuna valgustusseadmed on odavam lahendus vähem arenenud sõjaväelastele, näib neil olevat tulevikku, samas kui arenenumad sõjaväelased säilitavad eelise vähese valguse tingimustes tänu kallimatele kujutise liitmisseadmetele, millel on pildivõimendustorud ja termokaamera, samuti liitreaalsuse integreerimine ja muud vahendid olukorra valdamise taseme tõstmiseks.

/Aleks Aleksejev, topwar.ru/

Auto öövaatlussüsteemi tööpõhimõte

Aktiivsed süsteemid töötlevad andmeid lisaks oma infrapunakiirgusega, tuues justkui esile kõik olulised objektid.

Selle tulemusena "saab" esimene variant paremini liikuvatest objektidest, teine ​​aga annab rohkem infot paigalseisvate objektide kohta. Seega, kui inimesel on selline rahaline võimalus, soovitavad eksperdid osta mõlemat tüüpi selliseid seadmeid korraga, kuigi see maksab üsna tõsist raha.

Muidugi on selles tootmissfääris ületamatuid liidreid. Parimaks passiivset tüüpi varustuseks peetakse BMW tooteid. Seda nimetatakse Dynamic Light Spotiks ja see võimaldab rakendada selliseid asju: Elusolendite tuvastamine autost kuni 100 meetri kaugusel mis tahes nähtavuse tingimustes.

Lisaks tõstab dioodtuledega esile potentsiaalselt olulised objektid.

liitreaalsus

Harrise sõnul saab järgmise põlvkonna öönägemise üheks suurimaks tehnoloogiliseks hüppeks liitreaalsuse integreerimine. Ettevõte tutvustas 2016. aasta oktoobris AUSA konverentsil uusi arendusi, mis integreerivad need võimalused täielikult TMNVG süsteemiperekonnaga.

Harris on teinud koostööd liitreaalsuse assotsiatsiooniga, et arendada välja niinimetatud ARC-4 AR sõlm, mis võimaldab sõduritel, nagu märkis ettevõtte pressiesindaja, "vastu võtta ajakriitilist taktikalist teavet, pea püsti ja pilk ümbritsevale ruumile. "

„Sõdur ei vaata alla tasasele kaardile või nutitelefonile, vaid näeb oma pildile reaalsest maailmast asetatud virtuaalseid ikoone (nt navigatsiooni orientiirid, jõupositsioonid, lennukid). ARC-4 on liitreaalsuse liittööriist, mis sisaldab täiustatud andureid ja peade jälgimise algoritme, võrguhaldusprogrammi ja intuitiivset kasutajaliidest koos teabeikoonide ülekatetega kasutaja keskkonnas. ARC-4 integreerub päevaste poolläbipaistvate ekraanide ja öise nägemise kaitseprillidega.

Enne uue lahenduse klientidele jõudmist 2017. aastal hinnatakse seda veel kolmes riigis.

Näited süsteemi ARC-4 taktikalise teabe katmisest reaalse maailma piltidele