Taktische Nachtsichtgeräte bleiben ein wesentlicher Bestandteil der Ausrüstung amphibischer Bodeneinheiten, die Offensivoperationen und Aufklärungsmissionen durchführen.
Das US-Verteidigungsministerium unternimmt erhebliche Anstrengungen, um die Effektivität des Nachtkampfes zu verbessern das Niveau des Situationsbewusstseins: ein einzelner Soldat und eine kleine Einheit.
Holen Sie sich die Nacht
Laut Darell Heckler, Leiter des Nachtsichtsektors bei Harris Corporation Communications Systems, gibt es viele kritische Anforderungen an die Industrie, um US-amerikanische und andere internationale Programme zu unterstützen.
Ein Vertreter der Harris Corporation erklärte, dass der Markt für optoelektronische / Infrarot (OE / IR) Systeme heute mehr bieten kann als nur kleine Sparten. Nachtsichtgeräte sind heute in der Lage, das Situationsbewusstsein von Kampf- und Aufklärungsteams durch die Integration von Augmented Reality, Virtual Reality und Machine Learning zu erhöhen.
„Wir sehen, dass der Nachtsichtmarkt mehr wird als nur ein Markt für visuelles Situationsbewusstsein, wie es in der Vergangenheit der Fall war. Früher ermöglichte es die Nachtsicht unserem Benutzer einfach, in Zeiten eingeschränkter Sicht aufgrund von schlechten Lichtverhältnissen zu sehen. Heute setzt die Zukunft auf diese Technologie und bietet dem Anwender gleichzeitig zusätzliche Möglichkeiten.“
Unter Hinweis auf die sich entwickelnden Einsatzanforderungen der Streitkräfte vieler Länder fügte Heckler hinzu: „Systeme, die Sensorfusionstechnologie [OE / IR] umfassen, die Fähigkeit, wichtige Informationen über ihre visuellen Systeme (Tag und Nacht) zu senden und zu empfangen, Systeme, die es ermöglichen der Nutzer zum Sensor wird, all dies wird in Zukunft im Vordergrund stehen."
Integrierte Lösungen
Ähnliche Bedürfnisse werden vom Special Operations Command und der US-Armee adressiert, die bereits mit der Erforschung spezieller Konzepte begonnen haben, um zu sehen, wie dieser dringende operative Bedarf kurz- bis mittelfristig vereinfacht werden kann.
Im Bereich der Nachtsichttechnik gibt es viel theoretische und praktische Arbeit. Ein Beispiel ist ein Industrie-Workshop, der im vergangenen November im Applied Physics Laboratory in Baltimore stattfand, bei dem es um die Integration von Augmented- und Virtual-Reality-Displays mit Head-Up-Nachtsicht-HUDs (Head-Up-Displays) sowie Augmented-Reality-Software ging. Verbesserung der optischen Eigenschaften bestehender Geräte.
In diesem Seminar, organisiert vom Department of Rapid Response Technologies, das dem US-Verteidigungsministerium angehört, werden die Entwicklung im Bereich der Fusion von Daten verschiedener Sensoren und deren Weiterverarbeitung sowie die Problematik der Zielbestimmung, sowie die US-Militärführung entwickelt strategische Pläne für die weit verbreitete Einführung fortschrittlicher Technologien und Geräte in die Nachtsicht der Truppen.
Parallel dazu arbeitet die US-Armee an ihrem Integrated Visual Augmentation System (IVAS), das den Kämpfer mit digitalen taktischen Daten umgibt, um Bodeneinheiten mit "erhöhter Letalität, Mobilität und Situationsbewusstsein zu versorgen, um Überlegenheit gegenüber aktuellen und zukünftigen Gegnern zu erlangen".
Das IVAS-Konzept, das entwickelt wurde, um die Fähigkeiten bestehender helmmontierter optothermischer Bildgebungsdisplays zu entwickeln, einschließlich der PVS-5, -7, -14 und -31, PSQ-40 ENVG III-Modelle und des ENVG-B-Fernglas-Prototyps, ist auch darauf ausgerichtet, ultrakompakte Wärmebild- und Schwachlichtmodule mit Standardschnittstellen zu schaffen. Sie können mit der allgemeinen elektronischen Architektur des Soldaten und des Trupps verbunden, in Projektionsdisplays, das Soldaten-Upgrade-Programm Nett Warrior 3.0, Augmented-Reality-Algorithmen und -Software, maschinelle Lernschnittstellen und Leistungsindikatoren für Truppfeuer integriert werden.
Diese neuen Technologien werden verwendet, um "regelbasierte Planung und Entscheidungsfindung, quantitative Mustererkennung, Erkennung und Identifizierung von Veränderungen" zu ermöglichen, sagte ein Sprecher der Armee bei der Veranstaltung.
Ein Sprecher der US-Armee konnte keine näheren Angaben zu dieser Aktivität machen. Jedoch. Mit dem Programm verbundene Branchenquellen haben bestätigt, dass das Amt für Nachtsicht und elektronische Sensoren (eine der Strukturen der Armee) weiterhin "die Entwicklung und Standardisierung von Sensormodulen mit aggressiven Abmessungen, Gewicht und Stromverbrauch für kopfmontierte und tragbare" untersucht Optionen, um die Fähigkeiten des zukünftigen Soldaten zu verbessern." …
Die Entwicklungsarbeit wird voraussichtlich die Entwicklung von ungekühlten Nah-[Langwellen-]Infrarot-Geräten und kombinierten Schwachlicht- und Fern-Infrarot-Digitalsensoren umfassen, um bestehende OE/IR-Lösungen zu ergänzen, wie oben erwähnt. Etwa 40 Spieler werden an dem Projekt teilnehmen, darunter auch BAE Systems. Harris Corporation, L3 Technologies und SA Photonics.
Im November erhielt die Microsoft Corporation vom Verteidigungsministerium einen Vertrag über 479 Millionen US-Dollar zur Unterstützung des IVAS-Programms. Laut einer offiziellen Stellungnahme auf der Website der Federal Business Opportunities erhielt das Unternehmen den Auftrag, innerhalb von zwei Jahren Hardware, Software und Schnittstellen zur Unterstützung des IVAS-Programms zu liefern; zur Demonstration der Technologie ist eine erste Charge von mehr als 2.500 Prototypen geplant.
Weder die Armee noch Microsoft konnten die Details des Vertrags bekannt geben, obwohl Branchenvertreter sagten, letzteres plane, sein HoloLens-Head-up-Display in das IVAS-Konzept zu integrieren, um weitere Entwicklungspfade zu erkunden.
Laut Microsoft-Dokumentation kombiniert die HoloLens-Technologie virtuelle Realität und reale Umgebungen zu einer gemischten "Blended Reality". Die in dieses Gerät integrierten Subsysteme können durch "Stimme, physische Befehle und Blickrichtung" gesteuert werden.
Laut Heckler erforscht die Harris Corporation weiterhin neue Technologien für das IVAS-System im Einklang mit ihrer eigenen Roadmap für Nachtsichtgeräte, um die Unterstützung für die Kampfflugzeuge der nächsten Generation zu verbessern. Besonderer Wert wird auf die „schnellstmögliche“Implementierung und Integration neuer Technologien in bestehende Geräte gelegt.
"OE / IR-Systeme mit Netzwerkschnittstelle und / oder Augmented Reality werden einen großen Einfluss auf Kunden haben, die ein besseres Situationsbewusstsein auf dem Schlachtfeld suchen", sagte Heckler.
Auf dem Nachtsichtmarkt setzen sich binokulare Lösungen gegenüber monokularen durch
Schnelle Entwicklung
Da jedoch in den nächsten mindestens zwei Jahren nicht mit ersten Lieferungen von Prototypen mit IVAS-Technologie und deren Evaluierung durch die US-Armee zu rechnen ist, setzen viele Hersteller im OE-/IR-Gerätemarkt weiterhin auf schnellere Upgrades bestehender Geräte.
Um den aktuellen Stand des Nachtsichtmarktes und kurzfristige Lösungen zu beschreiben, sagte Heckler: „Dies ist die beste Zeit für die globale Nachtsichtbranche. Wir sehen eine starke Nachfrage nach Nachtsichtgeräten und sehen praktisch überall auf der Welt einen Wechsel zur Weißleuchtstofftechnologie. Der Wechsel vom Monokular zum Fernglas scheint ebenfalls an Fahrt zu gewinnen, da alle unsere Kunden eine bessere Leistung wünschen. Wir glauben, dass die Nachfrage nach leistungsfähigeren Systemen und der Übergang zu White-Phosphor- und Binokularsystemen in den nächsten Jahren anhalten wird.“
Das wachsende Interesse an binokularen Nachtsichtgeräten mit weißem Phosphor bestätigt die neueste Anforderung des United States Marine Corps, das im November 2018 einen RFP-Entwurf für seine Squad Binocular Night Vision Goggle (SBNVG) herausgegeben hat.
Laut offiziellen Dokumenten, die auch auf der Website der Federal Business Opportunities veröffentlicht wurden, sucht das ILC ein modulares White-Phosphor-Fernglasgerät mit Bildverstärker und einem integrierten ungekühlten Wärmebildsensor sowie einer externen Stromversorgung und einer entsprechenden Helmhalterung.
Voraussetzung ist ein Paar 18-mm-Bildwandler, die sich modular zusammenbauen lassen, sodass Anwender, die lieber mit einem Auge schauen, das Gerät bei Bedarf in ein Monokular umbauen können. Darüber hinaus sollten die vorgeschlagenen Technologien zusätzlich zum Betrieb mit einer eigenen Batterie eine Verbindung über einen externen Anschluss mit dem Batteriepaket ermöglichen.
Schließlich soll das Gesamtgewicht des ausgewählten SBNVG-Geräts – inklusive Sensoren, Bildverstärker und Wärmebildsensor, externem Akku, Kabel, Objektive und Lichtkoffer – weniger als 1,2 kg betragen. In der Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen wird jedoch festgelegt, dass "das Gewicht des Systems weder die am Helm befestigten Halterungen enthält, die eine Schnittstelle mit der Positionierungsvorrichtung aufweisen, noch irgendeine andere Befestigungsschnittstelle, die fest mit dem Helm verbunden ist".
Die SBNVG-Anforderung wird als Zwischengelegenheit für das USMC angesehen, das bis 2021 auch 3100 ENVG-B-Nachtsichtbrillen von L3 Technologies erhalten möchte.
Das ENVG-B-Gerät wurde bereits von den amerikanischen Bodentruppen ausgewählt, von 2019 bis 2021 werden mehr als 10.000 Systeme für verschiedene Armeestrukturen angeschafft, zunächst in der monokularen Version und später in binokularen Konfigurationen.
Im Juni 2018 vergab die Army im Rahmen eines Dreijahresvertrags an L3 Technologies einen 391-Millionen-Dollar-Auftrag über die Lieferung von ENVG-B-Nachtsichtbrillen. „Die White-Phosphor- und Dual-Tube-Lösung ermöglicht es den Benutzern, mit nahezu gleichwertigen Konkurrenten mitzuhalten, die Agilität zu erhöhen und das Zielen auf dem gesamten Schlachtfeld zu verbessern“, sagte der Direktor des Unternehmens.
Das ENVG-B-Gerät, das auch als möglicher Kandidat für das IVAS-Konzept gilt, ist in der Lage, einen separaten IR-Kanal zu integrieren, der mit einem Kanal zur Verbesserung der Bildhelligkeit kombiniert werden kann, um die Wahrscheinlichkeit einer Zielerkennung zu erhöhen. Zusätzliche Anforderungen umfassen die Konnektivität zu vernetzten Geräten wie programmierbaren Funkgeräten und Endbenutzer-Smartphones / -Tablets, die Teil des Nett Warrior Soldier Upgrade Program sind.
"Diese Technologie verbessert die Fähigkeit des Betreibers, Bedrohungen zu lokalisieren und zu erfassen und Bilder der allgemeinen Betriebsumgebung auszuwerten", sagte ein Sprecher von L3 Technologies.„Das ENVG-B umfasst auch ein neues hochauflösendes Display und eine integrierte drahtlose Vernetzung, schnelle Zielerfassung und Augmented-Reality-Algorithmen, um mit den fortschrittlichen Systemen des Soldaten zu interagieren und gleichzeitig die Interoperabilität zu verbessern und den Umfang zu erweitern.“
Darüber hinaus bietet das Unternehmen L3 Technologies mit der helmmontierten Panorama-Nachtsichtbrille GPNVG (Ground Panoramic Night Vision Goggle) ein weiteres Gerät an. Das Unternehmen bestätigte jedoch, dass die GPNVG-Brille noch nicht im Rahmen des IVAS-Programms aktualisiert werden soll.
Nach Angaben des Unternehmens bieten GPNVGs ein 97°-Sichtfeld, das eine "Überwachung und/oder Zielerkennung bei schlechten Lichtverhältnissen, bei denen erhöhte Festigkeit und Stoßfestigkeit erforderlich sind", ermöglicht.
Kanalausrichtung
Inzwischen bietet die Harris Corporation ihre Nachtsichtbrille i-Aware TM-NVG (Tactical Mobility-Night Vision Goggle) in monokularer und binokularer Konfiguration an. Sie kombinieren Bilder von zwei Kanälen, schwacher Beleuchtung und Infrarot.
Dank der Entwicklung der Augmented-Reality-Technologie zeigt das transluzente Display des TM-NVG-Geräts GPS-Koordinaten, topografische Elemente, Textnachrichten und Zielinformationen an. Andere Funktionen ermöglichen es dem Benutzer, Bilder direkt von Fernüberwachungs- und Datenerfassungssensoren anzuzeigen, einschließlich Bilder von speziellen Aufklärungsflugzeugen und Drohnen.
Das TM-NVG-Gerät hat ein Sichtfeld von 33°, eine Auflösung eines langwelligen Infrarotsensors von 320x240, eine Videoauflösung von 640x480 mit einer Frequenz von bis zu 10 Bildern pro Sekunde. Das TM-NVG verfügt außerdem über einen USB 2.0-Anschluss und wird mit vier AA-Batterien betrieben, sodass das Gerät 7,5 Stunden lang ununterbrochen betrieben werden kann.
Im Oktober 2018 gaben Harris Corporation und L3 Technologies eine Fusion bekannt, obwohl Firmenvertreter nichts zu den Plänen der neuen Firma Harris L3 Technologies zur Entwicklung von Nachtsichtgeräten sagen konnten.
Der Nachtsichtmarkt verlagert sich weiterhin von grünen zu weißen Phosphordisplays
Arbeiten ohne Sichtbarkeit
Neben den Vereinigten Staaten besteht ein wachsender Bedarf an CMOS-Technologie (Complementary Metal Oxide Semiconductor), die die Qualität des Betriebs bei schlechten Lichtverhältnissen und Nulllichtbedingungen erheblich verbessert. Mehrere Unternehmen präsentieren derzeit den Streitkräften vieler Länder fortschrittliche Lösungen.
Auf der Africa Aerospace and Defence in Südafrika im September 2018 stellte Photonis die neueste Digitalkamera seiner Nocturn-Familie vor, die entwickelt wurde, um den Bedarf des Militärs an helmmontierten Geräten und Waffenfernrohren mit Zweikanal-Fusion zu erfüllen. …
EBCMOS wurde erstmals auf der Eurosatory 2018 der Öffentlichkeit vorgestellt und basiert auf der Nocturn CMOS-Digitalkamera von Photonis und bietet einen kleineren Formfaktor und eine höhere Bildauflösung als andere Nachtsichtgeräte.
„Die anspruchsvollsten Bildgebungsanwendungen bei extrem schlechten Lichtverhältnissen erfordern fortschrittliche digitale Lösungen“, erklärte ein Photonis-Sprecher. - EBCMOS ist ein elektrooptischer Konverter, bei dem Mikrokanalplatten und ein Phosphorschirm durch einen speziellen CMOS-Photodetektor ersetzt werden. Das EBCMOS-Gerät, das derzeit in zwei Auflösungen von 2 und 4 Megapixel erhältlich ist, bietet dem Benutzer eine höhere Auflösung und kontrastreichere Bilder.
Ein weiterer Akteur auf dem CMOS-Markt, Rochester Precision Optics, bietet dem Militär sein CMOS Night Observation Device (CNOD) an. Zu den Käufern dieses Geräts gehören das US Special Operations Command und die Drug Enforcement Administration.
Ein Unternehmenssprecher sagte, die CMOS-Technologie ermögliche genauere und klarere Bilder für Benutzer, die unter schwierigen Kampfbedingungen arbeiten, einschließlich besiedelter Gebiete und Nahkampf.
Laut einem Sprecher von Rochester Precision Optics ist der CNOD in einer Vielzahl von Konfigurationen erhältlich, darunter das RSM-Modell für die Strafverfolgung, das LD-Modell für Militärkunden und das DR-Modell für Langstreckenoperationen."CNOD verfügt über eine hochauflösende, volldigitale Tag- / Nachtoptik, die für den Betrieb als Überwachungsmonokular, eigenständiges Waffenvisier oder montierbares Sekundärvisier optimiert ist."
Das im Bereich von 500-1800 nm arbeitende System ist in der Lage, eigene und fremde Laserpointer und Entfernungsmesser zu erkennen - eine nützliche und gefragte Funktion der Streitkräfte, die in einem immer dichter werdenden Kampfraum operieren, Konfliktsituationen zwischen den Parteien bleibt eine vorrangige Aufgabe.
Das CNOD-Gerät wiegt 520 Gramm und wird mit CR123-Batterien betrieben, verfügt über einen 6-fachen Digitalzoom sowie die Funktion, hochauflösende Fotos und Videos an andere Kämpfer zu übertragen.
Erfolge erzielen
Absolute Darkness to Vision (AD2V) entwickelt auch tragbare, helm- und waffenmontierte Geräte auf Basis der CMOS-Technologie und liefert sie an das Bundesministerium der Verteidigung.
Im Vergleich zu den derzeit auf dem Markt erhältlichen alternativen Nachtsichtbrillen ist das digitale Nachtsichtsystem Luxiter PM1 von AD2V kleiner. Laut Wilhelm Gronauer von Griffity Defence (europäischer Distributor von AD2V) ist das digitale Gerät Luxiter PM1 in der Lage, "von seiner eigenen Matrix erzeugtes Streaming-Video aufzuzeichnen und zu exportieren, Daten aus externen Quellen zu importieren und Befehle von Geräten zu steuern und Textnachrichten auszugeben."
Das weniger als 300 Gramm leichte Luxiter PM1 hat eine Auflösung von 795x596 Pixel und ein variables Sichtfeld von 19° bis 56°. Allerdings wurde das Gerät für relativ kurze Reichweiten konzipiert; Gronauer bestätigte, dass das Gerät eine Objekterkennung und -erkennung bei einer maximalen Reichweite von 100 Metern bietet.
Darüber hinaus erklärte Gronauer, dass der CMOS-Sensor beim Schießen auf engstem Raum alle negativen optischen Effekte im Sichtfeld des Bedieners minimiert, und fügte hinzu, dass die Luxiter PM1 mit einem Infrarot-Illuminator für die Leistung bei schwachem Licht ausgestattet ist.
"Digitale Schwarz-Weiß-Bildschirme ermöglichen eine bessere Objekterkennung und schnellere Entscheidungsfindung, während augenblickliche Übergänge von Dunkelheit zu Hell und zurück vom Gerät kompensiert werden und den Benutzer nicht beeinträchtigen."
Das Gerät kann auch mit einer externen Luxiter EC-2H-Kamera aufgerüstet werden, um Benutzern den zusätzlichen Vorteil des Streamings von Daten über eine programmierbare Funkschnittstelle zu bieten.
Es bleiben kleine Zweifel, ob Nachtsicht in aktuellen und zukünftigen Einsatzszenarien eine kritische Voraussetzung für Bodentruppen bleiben wird. Das Potenzial einer solchen Technologie, integriert in verschiedene Situational-Awareness-Systeme, kann jedoch wichtige Impulse für die Entwicklung von Lösungen der nächsten Generation geben.
Wie ein Branchenexperte erklärte, muss die Implementierung dieser Art von Technologie jedoch genau überwacht werden, wobei besonderes Augenmerk auf die Minimierung der kognitiven Belastung der Bediener in einer bereits komplexen Betriebsumgebung gelegt wird.
