mały|Głowica optoelektroniczna i radar MH-53 Głowica optoelektroniczna (często skracane do EO od ) – stabilizowany zespół sensorów obrazowych, zwykle zabudowany w obrotowo-uchylnej głowicy ( / ), służący do obserwacji, śledzenia i identyfikacji obiektów oraz (w zależności od konfiguracji) do wspomagania kierowania ogniem lub wskazywania celów.
W ujęciu wojskowym EO jest zwykle rozumiane jako obrazowanie w paśmie widzialnym (VIS) i pokrewnych, natomiast w praktyce systemowej najczęściej spotyka się konfiguracje EO/IR (kamera dzienna + kamera termowizyjna).
Charakterystyka mały|Elektrooptyczny (EO) czujnik systemu ostrzegania o zbliżającym się pocisku (MAWS) na przedniej części śmigłowca CH-53 Korpusu Piechoty Morskiej Stanów Zjednoczonych (USMC) Głowice optoelektroniczne w zastosowaniach wojskowych są sensorami zasadniczo pasywnymi (nie emitują energii do wykrywania celu), ponieważ rejestrują promieniowanie docierające do układu optycznego. W części konfiguracji stanowią jednak element szerszego pakietu EO/IR z komponentami aktywnymi, takimi jak dalmierz laserowy (LRF), podświetlacz lub laserowy wskaźnik celu.
Typowe pasma/sensory spotykane w głowicach (zależnie od przeznaczenia i warunków pracy) obejmują: VIS (kamera dzienna), NIR (kamera niskopoziomowa / ), SWIR (krótka podczerwień; często wykorzystywana m.in. do obserwacji plamki lasera w konfiguracjach z laserem), MWIR (3–5 µm) lub LWIR (8–14 µm) jako kanał termowizyjny.
W dokumentacji systemów C-UAS podawane są typowe zakresy rozdzielczości poziomej dla kamer wykorzystywanych w detekcji/identyfikacji (orientacyjnie): VIS ok. 1280–3840 px, NIR ok. 704–2560 px, SWIR ok. 640–1920 px, a MWIR/LWIR ok. 640–1280 px. Konkretną realizację pokazują np. karty katalogowe: w rodzinie głowic WESCAM MX-20/20D podano warianty termowizji MWIR 3–5 µm o rozdzielczości 640×512 albo 1280×1024 oraz kamery dzienne/niskopoziomowe o rozdzielczości rzędu 2 Mpix. W głowicy MIRADOR wskazano chłodzony kanał 3–5 µm z detektorem 640×512 (CMT).
W praktyce spotyka się różne technologie detektorów, zależne od pasma: dla SWIR typowym materiałem jest InGaAs (np. 640×512, czułość 950–1700 nm). Dla MWIR stosowane są m.in. matryce InSb (np. 1280×1024, piksel 10 µm w detektorze BLACKBIRD SXGA). Dla LWIR powszechne są niechłodzone mikrobolometry (np. VOx, 640×512 albo 320×256 w module Boson).
Częścią typowej głowicy jest elektronika przetwarzania obrazu i śledzenia. W dokumentacji wskazuje się m.in. wzmacnianie obrazu w czasie rzeczywistym, redukcję zamglenia, , łączenie obrazów oraz automatyczne śledzenie z detekcją celu (). W kartach katalogowych systemów obserwacyjno-śledzących spotyka się też automatyczną akwizycję celu w trakcie skanu sektora lub po zewnętrznym wskazaniu oraz tryby śledzenia celu.
W systemach C-UAS typowa częstotliwość odświeżania kamer wynosi ok. 30–60 Hz (sensory specjalistyczne mogą przekraczać 100 Hz).
Zastosowania, zasięg i ograniczenia Głowice optoelektroniczne są wykorzystywane m.in. w systemach rozpoznania i obserwacji, w zestawach kierowania ogniem oraz jako elementy systemów C-UAS. W tych ostatnich pełnią często rolę sensora wtórnego do weryfikacji wizualnej obiektów wykrytych przez sensory podstawowe (np. radar lub sensory radiowe), a także do przejęcia śledzenia po wskazaniu kierunku ().
Szacowane zasięgi obserwacji są silnie zależne od konfiguracji (optyka, rozdzielczość, kontrast, warunki atmosferyczne, tło). W materiałach dotyczących C-UAS wskazywany jest szeroki przedział „maksymalnego zasięgu” kamer w praktycznych wdrożeniach — od ok. 500 m do ok. 15 km. Producenci urządzeń obserwacyjnych mogą podawać zasięgi detekcji wyliczone według kryteriów DRI (detekcja/rozpoznanie/identyfikacja) i z określonymi założeniami (np. Johnson’s criteria) oraz z zastrzeżeniem wpływu środowiska.
W praktyce osiągi obserwacyjne opisuje się nie tylko „zasięgiem”, ale także metrykami typu PPF (pixels per foot) i koncepcją „pikseli na cel”, ponieważ sama liczba megapikseli nie przesądza o użyteczności (liczą się m.in. optyka, pole widzenia, czułość i warunki pracy).
W systemach wojskowych standardem jest stosowanie zmiennego pola widzenia (optyczny zoom) i mechanizmów PTZ. W C-UAS podawany jest typowy zakres horyzontalnego pola widzenia od ok. 11° do poniżej 0,5° (dla obiektywów „zoom”). Na poziomie konkretnej konstrukcji można spotkać bardzo szeroki zakres FOV kamery dziennej z zoomem (np. 42°×32° do 1,6°×1,2° w MIRADOR).
Ograniczeniem kamer EO/EO-IR jest zależność od linii widzenia (przesłony terenowe i zabudowa mogą ograniczać obserwację) oraz wrażliwość na czynniki środowiskowe, co w praktyce powoduje, że w systemach C-UAS kamery są zwykle integrowane z innymi sensorami, a automatyczne śledzenie może ulegać błędom (fałszywe cele).
Zobacz też Optoelektroniczny detektor obrazowy
Przypisy
Kategoria:Optoelektronika Kategoria:Czujniki Kategoria:Optyka Kategoria:Technika wojskowa Kategoria:Elementy broni