I dispositivi tattici per la visione notturna rimangono una componente essenziale dell'equipaggiamento delle unità anfibie di terra che conducono operazioni offensive e missioni di ricognizione.
Sono stati compiuti sforzi significativi per migliorare l'efficacia del combattimento notturno da parte del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, che sta esplorando diversi nuovi concetti che possono non solo offrire nuovi dispositivi di visione notturna con prestazioni ottimali, ma anche integrare nuove capacità nei modelli di base per aumentare il livello di consapevolezza della situazione un singolo soldato e una piccola unità.
Prendi possesso della notte
Secondo Darell Heckler, capo del settore della visione notturna presso Harris Corporation Communications Systems, ci sono molti requisiti critici per l'industria per supportare gli Stati Uniti e altri programmi internazionali.
Un rappresentante della Harris Corporation ha spiegato che il mercato dei sistemi optoelettronici/infrarossi (OE/IR) è oggi in grado di fornire più di semplici divisioni. I dispositivi per la visione notturna sono ora in grado di aumentare la consapevolezza situazionale delle squadre di combattimento e di ricognizione attraverso l'integrazione di realtà aumentata, realtà virtuale e apprendimento automatico.
“Vediamo il mercato della visione notturna diventare più di un semplice mercato di consapevolezza situazionale visiva come è stato in passato. In precedenza, la visione notturna consentiva semplicemente al nostro utente di vedere durante i periodi di visibilità limitata associati alla scarsa illuminazione. Oggi il futuro farà affidamento su questa tecnologia e allo stesso tempo fornirà all'utente ulteriori opportunità.
Ricordando l'evoluzione dei requisiti operativi delle forze armate di molti paesi, Heckler ha aggiunto: “Sistemi che includono la tecnologia di fusione dei sensori [OE/IR], la capacità di inviare e ricevere informazioni importanti attraverso i loro sistemi visivi (giorno e notte), sistemi che consentono l'utente di diventare un sensore, tutto questo diventerà fondamentale in futuro."
Soluzioni integrate
Esigenze simili vengono affrontate dal Comando delle operazioni speciali e dall'esercito degli Stati Uniti, che hanno già iniziato a ricercare concetti specializzati per vedere come queste urgenti esigenze operative possono essere semplificate a breve e medio termine.
C'è molto lavoro teorico e pratico nel campo della tecnologia della visione notturna. Un esempio è un workshop di settore tenutosi lo scorso novembre presso l'Applied Physics Laboratory di Baltimora che ha esaminato l'integrazione di display di realtà aumentata e virtuale con HUD (display head-up) per la visione notturna e software di realtà aumentata. migliorare le caratteristiche ottiche dei dispositivi esistenti.
In questo seminario, organizzato dal Department of Rapid Response Technologies, che fa parte del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, lo sviluppo nel campo della fusione di dati provenienti da vari sensori e la loro successiva elaborazione, nonché i problemi di designazione del bersaglio, come la leadership militare degli Stati Uniti sviluppa piani strategici per l'introduzione diffusa di tecnologie e dispositivi avanzati nella visione notturna delle truppe.
Parallelamente, l'esercito degli Stati Uniti sta lavorando al suo sistema integrato di potenziamento visivo (IVAS), che circonda il caccia con dati tattici digitali per fornire alle unità di terra "maggiore letalità, mobilità e consapevolezza situazionale per ottenere la superiorità sugli avversari attuali e futuri".
Il concetto IVAS, progettato per sviluppare le capacità degli attuali display optotermici montati sul casco, inclusi i modelli PVS-5, -7, -14 e -31, PSQ-40 ENVG III e il prototipo binoculare ENVG-B, è mirava anche alla creazione di immagini termiche ultracompatte e moduli a bassa illuminazione con interfacce standard. Possono essere collegati all'architettura elettronica generale del soldato e della squadra, integrati nei display di proiezione, il programma di aggiornamento del soldato Nett Warrior 3.0, algoritmi e software di realtà aumentata, interfacce di apprendimento automatico e indicatori di prestazioni del fuoco di squadra.
Queste nuove tecnologie verranno utilizzate per fornire "pianificazione e processo decisionale basati su regole, riconoscimento di modelli quantitativi, rilevamento e identificazione dei cambiamenti", ha parlato un portavoce dell'esercito all'evento.
Un portavoce dell'esercito americano non è stato in grado di fornire ulteriori dettagli su questa attività. Però. fonti del settore associate al programma hanno confermato che l'Office of Night Vision and Electronic Sensors (una delle strutture dell'esercito) sta continuando a studiare "lo sviluppo e la standardizzazione di moduli di sensori con dimensioni, peso e consumo di energia aggressivi per head-mount e wearable". opzioni al fine di migliorare le capacità del futuro soldato." …
Il lavoro di sviluppo dovrebbe includere lo sviluppo di dispositivi a infrarossi vicini [a onde lunghe] non raffreddati e sensori digitali combinati a bassa luminosità e infrarossi lontani per integrare le soluzioni OE / IR esistenti, come menzionato sopra. Al progetto prenderanno parte circa 40 player, tra cui BAE Systems. Harris Corporation, L3 Technologies e SA Photonics.
A novembre, Microsoft Corporation ha ricevuto un contratto da 479 milioni di dollari dal Dipartimento della Difesa per supportare il programma IVAS. Secondo un comunicato ufficiale sul sito Federal Business Opportunities, l'azienda ha ricevuto l'incarico di fornire hardware, software e interfacce a supporto del programma IVAS entro due anni; è previsto un lotto iniziale di oltre 2.500 prototipi per dimostrare la tecnologia.
Né l'esercito né Microsoft sono stati in grado di rivelare i dettagli del contratto, sebbene i funzionari del settore abbiano affermato che quest'ultimo prevede di integrare il suo display head-up HoloLens nel concetto IVAS per esplorare ulteriori percorsi di sviluppo.
Secondo la documentazione Microsoft, la tecnologia HoloLens combina la realtà virtuale e gli ambienti del mondo reale in una "realtà mista" mista. I sottosistemi integrati in questo dispositivo possono essere controllati da "voce, comandi fisici e direzione dello sguardo".
Secondo Heckler, Harris Corporation continua a esplorare nuove tecnologie per il sistema IVAS in linea con la propria tabella di marcia per i dispositivi di visione notturna per migliorare il supporto per il caccia di prossima generazione. Particolare enfasi è posta sull'implementazione e sull'integrazione “più rapidamente possibile” di nuove tecnologie nei dispositivi esistenti.
"I sistemi OE/IR con interfaccia di rete e/o realtà aumentata avranno un enorme impatto sui clienti che cercano una migliore consapevolezza della situazione sul campo di battaglia", ha affermato Heckler.
Nel mercato della visione notturna, le soluzioni binoculari iniziano a prevalere sul monoculare
Sviluppo veloce
Tuttavia, dato che non sono previste consegne iniziali di prototipi con tecnologia IVAS e la loro valutazione da parte dell'esercito americano nei prossimi almeno due anni, molti produttori nel mercato dei dispositivi OE/IR continuano a concentrarsi su aggiornamenti più rapidi delle apparecchiature esistenti.
Descrivendo lo stato attuale del mercato della visione notturna e delle soluzioni a breve termine, Heckler ha affermato: Questo è il momento migliore per l'industria globale della visione notturna. Stiamo assistendo a una forte domanda di visione notturna e stiamo assistendo a un passaggio alla tecnologia al fosforo bianco praticamente in tutto il mondo. Anche il passaggio dal monoculare al binocolo sembra prendere slancio, con tutti i nostri clienti che desiderano prestazioni migliori. Riteniamo che la domanda di sistemi più performanti e la transizione al fosforo bianco e ai sistemi binoculari continueranno nei prossimi anni”.
Il crescente interesse per i dispositivi per la visione notturna binoculare al fosforo bianco conferma l'ultimo requisito del Corpo dei Marines degli Stati Uniti, che ha emesso una bozza di RFP per il suo Squad Binoculare Night Vision Goggle (SBNVG) nel novembre 2018.
Secondo documenti ufficiali pubblicati anche sul sito Web Federal Business Opportunities, l'ILC è alla ricerca di un dispositivo binoculare modulare al fosforo bianco con intensificatore di immagine e un sensore di imaging termico integrato non raffreddato, nonché un alimentatore esterno e un corrispondente supporto per casco.
I requisiti prevedono una coppia di convertitori di immagini da 18 mm che possono essere assemblati in una configurazione modulare in modo che gli utenti che preferiscono guardare con un occhio solo possano convertire il dispositivo in un monoculare, se necessario. Inoltre, le tecnologie proposte dovrebbero prevedere, oltre al funzionamento dalla propria batteria, il collegamento tramite connettore esterno al pacco batterie.
Infine, il peso totale del dispositivo SBNVG selezionato - inclusi sensori, intensificatore di immagine e sensore per immagini termiche, batteria esterna, cavi, obiettivi e custodie per luci - dovrebbe essere inferiore a 1,2 kg. Tuttavia, la richiesta di proposte prevede che "il peso del sistema non comprende le staffe di montaggio fissate al casco, che ha un'interfaccia con il dispositivo di posizionamento, né alcuna altra interfaccia di fissaggio fissata in modo permanente al casco".
Il requisito SBNVG è visto come un'opportunità intermedia per l'USMC, che prevede anche di ricevere 3100 occhiali per la visione notturna ENVG-B da L3 Technologies entro il 2021.
Il dispositivo ENVG-B è già stato scelto dalle forze di terra americane, dal 2019 al 2021 verranno acquistati più di 10.000 sistemi per varie strutture dell'esercito, inizialmente in versione monoculare e successivamente in configurazioni binoculare.
Nel giugno 2018, nell'ambito di un contratto triennale, l'esercito ha assegnato a L3 Technologies un contratto da 391 milioni di dollari per la fornitura di occhiali per la visione notturna ENVG-B. "Il fosforo bianco e la soluzione a doppio tubo consentono agli utenti di tenere il passo con concorrenti quasi uguali, aumentando l'agilità e migliorando il targeting su tutto il campo di battaglia", ha affermato il direttore dell'azienda.
Il dispositivo ENVG-B, considerato anche un possibile candidato per il concetto IVAS, è in grado di integrare un canale IR separato, che può essere combinato con un canale di miglioramento della luminosità dell'immagine per aumentare la probabilità di rilevamento del bersaglio. Ulteriori requisiti includono la connettività a dispositivi in rete come radio programmabili e smartphone/tablet degli utenti finali che fanno parte del programma di aggiornamento del soldato Nett Warrior.
"Questa tecnologia migliora la capacità dell'operatore di localizzare e catturare le minacce e valutare le immagini dell'ambiente operativo generale", ha affermato un portavoce di L3 Technologies."L'ENVG-B include anche un nuovo display ad alta risoluzione e rete wireless integrata, acquisizione rapida del bersaglio e algoritmi di realtà aumentata per interagire con i sistemi avanzati del soldato, migliorando l'interoperabilità e ampliando la portata".
Inoltre, l'azienda L3 Technologies offre un altro dispositivo sotto forma di occhiali per la visione notturna panoramici montati sul casco GPNVG (Ground Panoramic Night Vision Goggle). Tuttavia, la società ha confermato che gli occhiali GPNVG non sono ancora previsti per essere aggiornati nell'ambito del programma IVAS.
Secondo l'azienda, i GPNVG forniscono un campo visivo di 97°, che consente "la sorveglianza e/o l'identificazione del bersaglio in condizioni di scarsa illuminazione dove sono richieste maggiore resistenza e resistenza agli urti".
Allineamento dei canali
Nel frattempo, Harris Corporation offre i suoi occhiali per la visione notturna i-Aware TM-NVG (Tactical Mobility-Night Vision Goggle) in configurazioni monoculare e binoculare. Combinano immagini da due canali, scarsa illuminazione e infrarossi.
Grazie allo sviluppo della tecnologia della realtà aumentata, il display traslucido del dispositivo TM-NVG visualizza coordinate GPS, elementi topografici, messaggi di testo e informazioni sull'obiettivo. Altre funzionalità consentono all'utente di visualizzare le immagini direttamente dalla sorveglianza remota e dai sensori di acquisizione dati, comprese le immagini di speciali aerei da ricognizione e droni.
Il dispositivo TM-NVG ha un campo visivo di 33 °, una risoluzione di un sensore a infrarossi a onde lunghe di 320x240, una risoluzione video di 640x480 con una frequenza fino a 10 fotogrammi al secondo. TM-NVG ha anche un connettore USB 2.0 ed è alimentato da quattro batterie AA, consentendo un funzionamento continuo del dispositivo per 7,5 ore.
Nell'ottobre 2018, Harris Corporation e L3 Technologies hanno annunciato una fusione, sebbene i rappresentanti dell'azienda non abbiano potuto dire nulla sui piani della nuova azienda Harris L3 Technologies per lo sviluppo di dispositivi per la visione notturna.
Il mercato della visione notturna continua a passare dai display al fosforo verde ai display al fosforo bianco
Lavorare con visibilità zero
Oltre agli Stati Uniti, c'è una crescente necessità della tecnologia CMOS (complementary metal oxide semiconductor), che migliora significativamente la qualità delle operazioni in condizioni di scarsa e zero illuminazione. Diverse aziende stanno attualmente presentando soluzioni avanzate alle forze armate di molti paesi.
All'Africa Aerospace and Defense in Sud Africa a settembre 2018, Photonis ha presentato l'ultima novità della sua famiglia di fotocamere digitali Nocturn, progettata per soddisfare le esigenze dei militari di dispositivi montati su elmetto e cannocchiali per armi dotati di fusione a doppio canale. …
Presentato per la prima volta al pubblico a Eurosatory 2018, EBCMOS si basa sulla fotocamera digitale Nocturn CMOS di Photonis e presenta un fattore di forma più piccolo e una risoluzione dell'immagine più elevata rispetto ad altri dispositivi di visione notturna.
"Le applicazioni di imaging in condizioni di scarsa illuminazione più esigenti richiedono soluzioni digitali avanzate", ha spiegato un portavoce di Photonis. - EBCMOS è un convertitore elettro-ottico in cui le piastre a microcanali e uno schermo ai fosfori sono sostituiti da uno speciale fotorivelatore CMOS. Il dispositivo EBCMOS, attualmente disponibile in due risoluzioni da 2 e 4 megapixel, offre agli utenti una risoluzione più elevata e immagini più contrastanti."
Un altro attore nel mercato CMOS, Rochester Precision Optics, offre ai militari il suo dispositivo di osservazione notturna CMOS (CNOD). Tra gli acquirenti di questo dispositivo ci sono lo US Special Operations Command e la Drug Enforcement Administration.
Un portavoce dell'azienda ha affermato che la tecnologia CMOS consente immagini più precise e chiare per gli utenti che operano in condizioni di combattimento difficili, comprese le aree popolate e i combattimenti ravvicinati.
Secondo un portavoce di Rochester Precision Optics, il CNOD è disponibile in una varietà di configurazioni, tra cui il modello RSM per le forze dell'ordine, il modello LD per i clienti militari e il modello DR per operazioni a lungo raggio."CNOD ha un'ottica giorno/notte completamente digitale ad alta risoluzione, ottimizzata per funzionare come un monoculare di sorveglianza, un mirino per armi autonomo o un mirino secondario montabile."
Il sistema, che opera nella gamma di 500-1800 nm, è in grado di rilevare puntatori laser e telemetri propri e altrui, una funzione utile e richiesta dalle forze armate che operano in uno spazio di combattimento sempre più denso, dove eliminare situazioni di conflitto tra le parti rimane un compito primario.
Il dispositivo CNOD pesa 520 grammi ed è alimentato da batterie CR123, ha uno zoom digitale 6x, oltre alla funzione di trasferire foto e video ad alta risoluzione ad altri combattenti.
Raggiungere il successo
Absolute Darkness to Vision (AD2V) sviluppa anche dispositivi portatili, montati su casco e armati basati sulla tecnologia CMOS e li fornisce al Ministero della Difesa tedesco.
Rispetto agli occhiali per la visione notturna alternativi attualmente disponibili sul mercato, il sistema di visione notturna digitale Luxiter PM1 di AD2V è di dimensioni più ridotte. Secondo Wilhelm Gronauer di Griffity Defense (distributore europeo di AD2V), il dispositivo digitale Luxiter PM1 è in grado di "registrare ed esportare video in streaming generati dalla propria matrice, importare dati da fonti esterne e controllare comandi da dispositivi e inviare messaggi di testo."
Con un peso inferiore ai 300 grammi, il Luxiter PM1 ha una risoluzione di 795x596 pixel e un campo visivo variabile che va da 19° a 56°. Tuttavia, il dispositivo è stato progettato per portate relativamente brevi; Gronauer ha confermato che il dispositivo fornisce il rilevamento e l'identificazione di oggetti a una distanza massima di 100 metri.
Inoltre, Gronauer ha spiegato che il sensore CMOS riduce al minimo qualsiasi effetto ottico negativo nel campo visivo dell'operatore quando si spara in spazi ristretti e ha aggiunto che Luxiter PM1 è dotato di un illuminatore a infrarossi per prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione.
"Gli schermi digitali in bianco e nero consentono un migliore riconoscimento degli oggetti e un processo decisionale più rapido, mentre le transizioni istantanee dall'oscurità alla luce e viceversa sono compensate dal dispositivo e non influiscono sull'utente".
L'unità può anche essere aggiornata con una telecamera Luxiter EC-2H esterna per offrire agli utenti l'ulteriore vantaggio dello streaming di dati su un'interfaccia radio programmabile.
Rimangono piccoli dubbi sul fatto che la visione notturna rimarrà un requisito fondamentale per le forze di terra negli scenari operativi attuali e futuri. Tuttavia, il potenziale di tale tecnologia, integrato in vari sistemi di consapevolezza situazionale, può fornire un impulso significativo per lo sviluppo di soluzioni di prossima generazione.
Tuttavia, come ha spiegato un esperto del settore, l'implementazione di questo tipo di tecnologia deve essere attentamente monitorata, con particolare attenzione alla minimizzazione del carico cognitivo sugli operatori in un ambiente operativo già complesso.
