Наиболее простой метод повышения качества картинки - снижение темновых токов, это либо делается на уровне базовых технологий, которые ФТИ успешно слил во Францию а далее на англо-французскую Талес, либо некоторыми схемотехническими ухищрениями при работе с непосредственно каждым пикселом либо, более доступным, а главное быстрым - охлаждением матрицы. Охлаждение матрицы вплоть до криогенных температур для снижения темновых токов приводящих к зашумливанию и как следствие к плохому качеству изображения - типичный приём занимающихся астрофотографией. Самое простое что приходит на ум - 3-4 каскадная система пельтье - в Питере благо есть один из ведущих в мире разработчиков и цена/качество их изделий среди экспериментаторов довольно известна - они приличные доступные по цене изделия выпускают. Можно конечно и стирлинг малый поставить для холодильной машинки как на спутнике - но позволят ли габариты неясно.
Есть ещё вариант - ставить бачок с азотом жидким, иногда хватает и сухого льда, и подавать на испаритель на коий матрица прижата плотно или с контактом.
При всех вариантах окно входящее разумеется должно иметь теплоизоляцию, обычно вакуумную часто двойную или тройную когда с жидким гелием с образцами возился.
Пример того как влияют шум матрицы на получаемое изображение, судя по кадрам вертолёт Ка-52, тип матрицы мне неизвестен:
https://videon.img.ria.ru/Out/FlvHi/20220505/2022_05_05_VertoletynochMORIA16x9_pcmxlt2y.vkj.mp4
Виден шум и низкая контрастность применяемого прибора наблюдения.
В целом на будущее надо другую базу иметь и заниматься в т.ч. культурой производства как и разработкой разных методов получения изображения ночью. Для дронов роевых доступны методы недоступные для крупных дронов и для пилотируемой техники. Кроме того, что такие системы могут быть выполнены трудноуничтожимыми, они ещё могут и доставлять дополнительную информацию, Это не рамановский лидар, это было бы идеально в ряде случаев но дорого, много проще можно иметь прибор способный выявлять высокие концентрации, скажем с только что стрелявшего блока стволов РСЗО видимо до первых километров при определённых режимах работы, как и то где она прячется. Как применять это на сосредоточенной техники без риска её поражения идей нет. Дронами надо заниматься массовыми на них и это и многое другое можно реализовать что ни на чём ином невозможно.
Есть ещё некоторые техники позволяющие при имеющемся не очень техническом уровне повысить качество изображения тепловизионной и иной техники. Я не видел ни разу на фото-видео рекламных и в Сети чтобы кто-то пользовался. Похоже что все деньги идут генподрядчикам, так же и ТЗ с ТТХ составляется не на пределе возможностей время то было как и деньги а на то чтобы принять проект, чтобы он менее всего чиновникам создавал проблем. Проблемы потом как с этим пользоваться начинаются.
Вообще есть матрицы при должной работе с коими, при сверхсветосильных объективах и защитой от облучения и прочим в ряде случаем ПНВ не очень то и нужен. 2+ ЭОП как тузик грелку крыть должно.
Есть ещё момент - разное число пикселов. На "апаче" стояли уже давно два тепловизора один собственно пилота второй оператора вооружений как понял. Так вот второй имел опитческое увеличение. Создаётся впечатление что нет у того прибора через который идёт фиксация поражения оптического увеличения. Если заметил я американцы и прочие безусловно заметили - это по Сирии ещё лет 7 назад видно было. Такие прорехи могут использоваться для атак дронами и мелкими наземными роботами которые малоконтрастны и 1-2 пиксела без полноценного оптического увеличения могут занимать. Плохое разрешение также можно частично компенсировать сканированием понимая что при этом будет падать опять же чувствительность но тут есть некоторые техники позволяющие уйти от проблем. Можно имея несколько млн рублей создать прибор который на Западе будет стоить дороже миллионов долларов. Я знаю что линзы на такую длину волны недёшевы, вместе с тем зеркальный объектив собрать не представляет сложности. Заодно можно играть с длинами волн детектором принимаемых. Это дополнительная информация которая на западных тепловизионных и просто наблюдательных приборах по тому что виду на картинках видео - игнорируется или обрабатывается без должной глубины синтеза изображений. Т.е. это про то как на кривой козе объехать более совершенные матрицы. Стоит отметить что получение многомегапиксельного и тем более гигапиксельного без сканирования или десятков камер изображения возможно но связано с рядом технических трудностей как и пониженной чувствительностью Правильнее её было бы использовать для съёмки малоподвижных объектов, хотя и подвижные можно вычленять известными способами. В США были работы по "глазам паука" со сканирующей дрожанием матрицами - один из вариантов.
Заодно можно иметь защиту не просто от ослепителя, но от ослепителя импульсного на условно 10нс, типа тех что применяют в дешёвых лазерах с модулированной добротностью (Q-switch) пропустят. С синхронизацией мод малопикосекундные пропустят любые почти затворы защиты оптики, при этом стоит учесть - это на Западе дорогая техника которая наверняка быстро в тепловизорах и прочих приборах наблюдения не появится. Для и пико- и тем более фемтосекундных (там есть ещё ряд проблем связанных с физическими теоретическими ограничениями пучка) лазеры такие намного дороже и, как следствие, их появление на поле боя у противника наименее вероятно. Хотя с год назад демонстрировали подвес под истребители именно с таким лазером - вероятно появление у США их в количестве условно 200штук. Скоро вряд ли как и дальность действия будет ограничена. В первую очередь разрабатывались такие против зенитных и воздух-воздух ракет с ИК/УФ наведением. От наведения через рой такие как и РЭБ любые спасать не будут. Частично, для хорошей погоды, подобные могут быть реализованы в спутниковых сетях англосаксов.
Часть тонкостей намеренно опущены в статье.
Автор заметки: Владислав Лебедев (с)
#тепловизионноеизображение, #повышениекачестваизображения, #темновыетоки, #низкаячувствительность, #слабаяконтрастность, #защитатепловизоровотлазерногоизлучения
Технологическая отсталость вызывает потери и слабую эффективность действия в ряде условий.
Для дронов потребны будут десятки тысяч -первые сотни тысяч комплектов таких многослойных сэндвичей из пельтье.
Комментарии
Пелетье вроде проще?
У меня на астрокамере стоит, по моему 2-ступенчатый, норм . Только иней намерзает, когда влажность повыше :)
Они (матрицы) должны стоять с камерой в теплоизолированном боксе а бокс иметь окно с теплоизоляцией.
Да, там гермобокс, конечно.
И окно с обдувом, возможно.
Решения разные, вопрос в том, что производство таких камер достаточно монополизированно. И может быть есть смысл изучить вопрос :)
Обдув нет, будет колебать оптику а это лишнее.
Обдув устраивают когда скажем полёт и очищать надо от влаги хотя тут эффективнее супергидрофобное покрытие. Или наоборот супергидрофильное применять можно, от ситуации и конкретного применения зависит. Есть и более традиционные варианты не применяемые на воздушной технике.
У меня Пелтье шкафы автоматики охлаждают, по 4 шт. на шкаф. В жаркую погоду жрут по 25 А (24 В питание). Надёжные.
Вот именно ввиду надёжности их и используют в технике широко. Термогенераторы первые в 1940-41гг в СССР появились и применялись для Партизанской лампы и партизанского котелка - термоэлектрического генератора для заряда аккумуляторов радиостанции в партизанских отрядах. По легенде с ФТИ к слову.
какие нафиг партизанские? широко в быту применялись продвинутыми крестьянами. У моего деда был, использовал в тридцатые годы с керосиновой лампой. По-моему, напрямую ламповый приемник питал.
(ц) телега Файтербомбера
На пофиг что там человек вещает, задача у него такая - я вот смотрю картинка заметно худшего чем на нормальных тепловизорах. Тем более с криогенным охлаждением матрицы.
лучше-хуже- это вкусовщина. Вопрос выполняет ли эта картинка возложенные на нее функции? если да, то зачем там Ваше дополнительное охлаждение? Нормальный тепловизор работает в нормальных условиях. Военный тепловизор должен работать в военных условиях. Вы организуете криогенную установку с уровнем надежности, пригодным для использования в ВКС? так-то изображение с приведенных Вами роликов элементарно можно прямо в цифре пофильтровать и улучшить визуальное качество картинки на порядок чисто программными средствами. но зачем?
С ходу вспоминается технология уменьшения шума ПЗС-матриц т.н. "тёмный кадр", когда сразу после съёмки основного кадра происходит съёмка кадра с "закрытым затвором" и таким же временем экспозиции. После этого из нормального кадра вычитается тёмный кадр (характер шумов у них идентичный), а получившийся результат можно ещё и цифровым шумодавом полирнуть. Но, как вы правильно заметили, тут важно выполняет ли картинка возложенные на неё функции. Страсть к перфекционизму может выйти боком
То что вижу - не выполняет. Скажем расчёт ПТРК а "Стугной" палили и по вертолётам с низкой угловой скоростью - не увидит. А есть ещё MMP и некоторые прочие с достаточно высокой устойчивостью на 1-2км расстояниях.
Средств ослепления полноценных нет. Хотя то что есть против Стингеров отличную эффективность показало ещё в Сирии. Даже на крупные дроны упрощённый вариант стоит ставить. Остальное менять манёвренностью - дрон без человека 25-40g даже более тонны весящий сможет при грамотном проектировании выдержать. Разумеется ударный, не барражир на 10-20ч. Мелкие более 100 смогут и им такие системы не очень то и нужны да и стоить должны они в 10 и более раз дешевле ПЗРК.
Та что есть - нет, на ней не разглядеть деталей в метр даже или лётчики экстрасенсами должны быть.
Зачем озхлаждение - качество картинки. Пусть авторы того ТЗ кто писал не учитывая реальных возможностей учтут. Как и те кто регулярно задвигает разработчиков более передовых базовых решений - от фотодиода с высойой чувствительностью до матрицы от 4 до 10 лет. Приборы были и 20 лет назад и 25 но результаты вывезены во Францию в частности. ФТИ конкретно был в 1990е засижен фондами американских госструктур и прочими. Так те же SiC разрабатывались с интересах атомной промышленности и ВВС США 1997-98гг.
Кстати :)
Для гражданских изделий, камер если будет трёх-ступенчатый Пелетье - это бомба для любителей астрономии, скорее всего - и для ночных дронов и так далее :)
Сейчас цены менее гуманные.
Если это Вам интересно делать.
Я показал фото с отечественного производителя. На деле ещё кой-чего надо но трёзступенчатые они серийно делают как понял. В разных конторах был у них брал - вот за температурным полем равномерностью следить надо но это со всеми. Повторюсь по цене качество лет на 5-10 назад у них были очень приличные ТТХ.
Также их пельтье как более дубовые чем китайских товарищей на темогенераторы прямые покупают любители. Полезно для заряда мелкой техники в глухой тайге - костёр всё едино жжёшь.
Коммерческие не знаю но меня больше интересовали специальные системы для геофизики и прочего для этих 3-5 ступеней надо иметь. Или дорогой моему сердцу дюар или как эрзац обычный советский термос. Сейчас есть аэрогели, те что имею производства китайских товарищей - когда крупные объёмы ими ещё пользуются.
Да, спасибо за наводку, я уже у них смотрю по параметрам и ценам :)
ВНИМАТЕЛЬНО смотрите качество сборки.
Также обязательно для полевых приборов и авиатехники и особенно для дронов проверяйте на вибростоле качество контактов и сборки в целом.
Возбмите хороший с охлаждением тепловизор и просмотрите как он на малых будет охлаждать - выбирайте те что дают равномерное охлаждение. Можно и не очень но тогда придётся колхозить и будет проигрыш некоторый в КПД, коий и без того низок - на многоступенчатые вакуумная теплоизоляция отражающая применяется. Со стеклом работать кажется на Светлане ещё не разучились - те кто трубки рентгеновские делают.
Да, конечно, буду изучать внимательно, уже на компе. Сейчас на телефоне увидел и не могу не сказать спасибо!:)
Главное чтобы вас и работу удовлетворило то что будет получено в конечном итоге.
Охлаждение матрицы жрёт оч много энергии. Для возимого оборудования годится, для носимого - не оч.
С 3-5л бидончиком (я чс 1-1,5л ходил) с жидким азотом как-то не очень. Когда аккуратно несёшь вроде ничего а так подлив каждые несколько часов. В принципе для дрона может и покатит если 2-3 ч лететь. Главное помнить об изоляции. Можно сейчас применять вакуумные пакеты особенно если делать специально. По геттерам одни из лучших делали на "Плазме" - вообще у них есть некоторые отличные технологии и хорошее соотношение цены/качество по отдельным импульсным приборам что пользовался.
Да, там много компромиссов. Сама матрица несколько квадратных миллиметров и несколько грамм. Даже при всей ужасной неэффективности элементов Пельте, там, вроде, должны быть вполне разумные цифры.
Но допустимые градиенты температуры, по изделию в целом, увеличивают охлаждаемую массу. Иначе, при подготовке изделия к работе за 20-30 секунд, некоторые детали просто порвет. Про "криогенные" температуры говорить не приходится. Не приходится еще и потому, что остальные компоненты просто перестанут работать уже при -60..-90°C.
Вопрос в том как вы проектируете системы. Для ИК это не тривиально. Тем более дальнего - он также для спектрального поиска углеводородов применяется.
Т..е можно иметь приборы которые гораздо больше информации давать будут чем тепловизоры.
Да, именно. Например, для ИК нужно охлаждать ещё и трубу объектива и, соответственно, все его внутренние конструкции.
Гораздо проще и дешевле взять линзы побольше. Конечно, для телескопов такой ход не годится, а для мобильных тепловизоров - в полный рост.
Я телескопы применяю правда от ближнего ИК до УФ для геологии. Обычная оптика не даёт возможности для нужных мне ТТХ, даже на тушке Альфы разница есть если ухищрения делать.
Вопрос на засыпку от дилетанта. Про ночные бинокли/прицелы.
В 1983-85 использовался Блик-1. При луне ещё норм, но в тёмную ночь толку мало. Например, пастух-абориген (у нас тоже были такие персонажи) ночью был более точным источником информации. Бинокль работал только в состоянии "вкл". Как только "выкл." - тут же картинка "гасла".
в 1988 использовался Блик-2. Видимость на порядок лучше, чем Блик-1. Кнопка "вкл." нажималась на пол-секунды и видимость обеспечивалась в пределах 3-5 мин. (постепенно картинка "затухала"). Естественно наличные Блик-1 (штатно входили в комплект БРМ-1) не использовались от слова совсем.
Прокомментируете, что сейчас на вооружении из подобных "гаджетов"?
Дополню. Еще использовались приборы ночного наведения - большие "бандуры" перископного типа (названия не помню - были две модификации). Весьма приличная видимость ночью, а если при луне - так на весьма большое расстояние. Использовались для охраны бронегруппы (пока "пехота" сидит в засаде в километрах 15-20).
Навекрное ЭОП стоял 2 поколоения, хотя...
ЭОП-ы применяются ещё и оттуда технологии для ряда приборов физических. Из простейшего матрицы или оптоволоконные шайбы для фотографирования монет.
Понятия не имею. Я занимаюсь вопросами поисков это чисто технические системы. Для дронов в рое или наземных также их достатчно будет а вот людям поди ж тепловизоры нужны.
В целом задачи точности спектральной в военных системах видимо не ставят от слова совсем. Меня же как раз они и ряд прочих интересовали и интересуют т.к. мои объекты наблюдения это не люди и не животные.
Я вижу что качество картини если гворит своими именами - говно. Как и 10 и 20 лет назад. А это современный приличный Ка-52 судя по соседскому расположению лётчиков и соосным.
Ставить такую дрянь на машину где ест место для серьёзных систем - это или предательство или глупость. В глупость чиновников я не верю, они свой карман блюдут тщательно и сложные схемы откатов мастера придумывать. Расстрела с конфискацией имущества всей семьи нет за такие "результаты".
В Блик-1 применялся ЭОП ещё чуть ли не нулевого поколения, как в немецких времен второй мировой. Для дальностей больше 50-100 метров ему нужна хорошая подсветка. Либо Луна, либо ИК-прожектор. Типа вот
Это немецкий Вампир 1943 года
А ещё лучше вот таким светить ))
В Блик- 2 уже второе поколение ЭП-10, с микроканальной пластиной. Вполне современный, рассчитанный на естественную ночную освещенность - звездная ночь, без искусственной подсветки.
На военной технике сейчас применяется либо 2, либо 3 поколение. На Т-90 2 поколение с подсветкой лазерами иттрий-алюминий-гранат. Их видно по бокам от ствола, былые. А выход ПНВ на верхней части башни, ниже правого танкиста.
То что немцами достигалось и на порядки мощнее в приборах на дронах реализуемо в виде 400г прибора импульсного.
В целом именно дроновая сеть может собирать информации гораздо больше чем даже 2-4 самолёта с аппаратурой и без воздействия противника, например для аэросъёмки в интересах геологии. Я уж не говорю про стоимость обследования км2 в таком случае и в случае с авиацией. Ну а коли военные меропирятия или плохие погоды или другие планеты то ваша техника просто гинуть ПЛАНОВО может, вы не можете ряд методов применять для дронов применимых - повторюсь.
Дроны с тепловизорами уже активно применяют в ДНР
И похоже качество картинки там лучше чем в том что на вертолёте стоит.
...при сверхсветосильных объективах и защитой от облучения и прочим в ряде случаем ПНВ не очень то и нужен...
Объектив копирует человеческий глаз, для машинных систем это не обязательно.
Лет 20 назад японцы показали фотоаппарат без объектива (точнее, с очень непривычным объективом) с какими-то безумными возможностями ... больше не показывают.
Переход на микроуровень -тенденция развития техническим систем. К сожалению, в армии такой же капитализм, как везде.
Плоский объектив можно иметь в долях миллиметров- сложный для ИК 10-15мкм в 6-7мм. При этом размер матрицы хоть метр на метр.
Предлагал для носимого дисплея-очков 1997-98 год примерно в разных вариантах, 3-4 основных и пару запасных. Два из них плоские и ещё один не просто плоский а планартный т.е. там объектив был частью матрицы. Многолинзовый считал коллега из ИТМО - он потом как работу дочке своей сплавил. Матрица линз 1Мп класса объектив для ЦВЕТНОГО дисплея проекционного.
...Предлагал для носимого дисплея-очков...
Переход количества в качество (или наоборот) в каком-то месте или в какое-то время требует изобретения новых отношений между частями системы. Нет новых отношений - нет прогресса.
Капитализм в армии ничем не лучше гражданского. Генералы - те же капиталисты, только военные.
Поэтому так и живём. Не подмажешь - не поедешь.
Так к потерям ведёт - вон отстрелвать стали старших офицеров - американцы выследивали и данные ЧВК передавали - я думаю им а не ВСУ в первую очередь ВСУ если была надобность артой ударить.
...Так к потерям ведёт - вон отстреливать стали старших офицеров...
Фигня, "допустимые потери". Отстреливают носителей "третьего типа сознания", честных и ответственных. Они будут мешать при делёжке. Армия такая же, как и народ: солдаты - герои, генералы... - капиталисты.
Обычная безобъективная камера. Очень давно уже применяется
Но только нормальное изображение она даст при очень хорошем освещении. Светосила то никакая. Ну или как у камеры обскура.
Это скорее тушка фотоаппарата. Конкретно подозреваю Canon EOS 5D Mark IV
Нормальное изображение даст она в случае если вы будете ставить пинхол. Т.е. обскуру. Как минимум. Матцы могут давать изображение когда объект совсем рядом и он прозрачный на стекле скажем 100мкм предметном. Меж пары зажат. И у вас свет монохроматичный с малой расходимостью пучка и без спеклов, т.е. нормализованный пучок лазера идёт сзади образца.
Или вы ставите волновую оптику тот же киноформ.
Если рассматривать спектральные возможности по ближнему ИК это первая Альфа сони а по УФ скорее Фуджи - у них есть иннереная можель любимая криминалистами и технологами но цена у неё даже б/у более ста тысяч по прошлому году была.
на корпусе же у него прямо написано- EOS 5D Mark III.
Нет. Там снимок был типа голографический, то есть глазу непонятный.
Фишка была в том, что глубину резкости можно менять при просмотре.
Я уж намылился купить...
Мне бы схемку аль чертёж..
Голографические делались в ФТИ в штучном виде и их в мире с десятки были максимум. Константинов младший. Я у него был в конце 1990-х кажется. Родопсин и всё такое в общем не так интересно как работы Денисюка и ряд прочих.
...он потом как работу дочке своей сплавил...
Вот телефон. Его изобрели мужчины.
Компьютер. Его изобрели мужчины.
Самолёты, пароходы, паровозы... в этом мире нет ни одной вещи, изобретённой женщиной...
Стиральную машину приписывают.
Из серьёзного Мария Склодовская-Кюри - открытие естественной радиоактивности и полония.
Это популярные легенды. Вроде теории относительности Эйнштейна.
Тем не менее. Мария то была вполне реальной учёной, умершей от огромной дозы облучения.
Есть мнение, просто мыла пробирки в лаборатории мужа.
Когда оформлял заявку на изобретение, туда дописали 7 человек. Жену дописать потом уже не проблема :-)
Типа того - вы меня правильно поняли.
Спёрла небось ночью у мужа ) .
Страницы