Ужасающие технологии, используемые в камерах дронов

▶ Посетите https://brilliant.org/NewMind, чтобы получить 30-дневную бесплатную пробную версию. Первые 200 человек получат скидку 20% на годовую подписку.

БПЛА используются в сфере тактической разведки, наблюдения и рекогносцировки (ISR), как правило, обеспечивая непосредственную поддержку военных операций, часто с постоянно меняющимися целями. Традиционно бортовые системы ISR-визуализации разрабатывались для решения одной из двух задач: либо для обзора большой площади без возможности детального изображения конкретного объекта, либо для получения изображения конкретных целей с высоким разрешением, что значительно ограничивало возможности обзора общей обстановки. Вплоть до 1990-х годов системы с мокрой плёнкой использовались как на U2, так и на SR-71. Используя рулон плёнки шириной 12,7 см (5 дюймов) и длиной почти 3,2 км (2 мили), эта система снимала один кадр каждые 6,8 секунды, с ограничением в 16000 кадров на рулон.

РОЖДЕНИЕ ЦИФРОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Первой цифровой системой формирования изображений, использованной для разведки, был оптический компонент усовершенствованной радиолокационной системы с синтезированной апертурой (ASARS). Установленная на разведывательном самолёте U-2 в конце 1970-х годов, ASARS использовала большую фазированную антенную решётку для создания изображений земли высокого разрешения с помощью радара. В дополнение к радару была установлена ​​система формирования изображений, использующая прибор с зарядовой связью (ПЗС-камеру) для получения изображений исследуемой местности в видимом свете. Эта ПЗС-камера работала синхронно с радиолокационной системой и имела разрешение около 1 метра (3,3 фута) на пиксель.

ПЗС-матрица состоит из массива крошечных светочувствительных ячеек, расположенных в Массив. В сочетании с ограничениями вычислительного оборудования того времени их конструкции, как правило, ограничивались разрешением менее мегапикселя, а в некоторых системах достигали всего 100 000 пикселей.

КМОП
К началу 1990-х годов на коммерческом рынке начал появляться новый класс датчиков изображения, называемых датчиками с активными пикселями, основанный, главным образом, на технологии КМОП. Датчики с активными пикселями используют несколько транзисторов на каждом участке фотоэлемента для усиления и перемещения заряда по традиционному пути сигнала, что делает датчик гораздо более гибким для различных применений благодаря этой независимости от пикселей. КМОП-датчики также используют более традиционные и менее затратные технологии производства, уже отработанные на линиях производства полупроводников.

ПЕРВЫЙ WAMI
Широкозонная съемка движения использует совершенно иной подход по сравнению с традиционными технологиями ISR, используя панорамную оптику в сочетании с чрезвычайно плотным датчиком изображения. Первая версия оптического датчика Constant Hawk была создана путем объединения 6–11-мегапиксельных КМОП-датчиков изображения, которые захватывали только видимый и частично инфракрасный диапазоны. Интенсивность света без информации о цвете.

На высоте 20 000 футов (6000 метров) аппарат «Constant Hawk» был разработан для обзора круговой области на земле радиусом приблизительно 96 километров (60 миль), охватывая общую площадь более 28 500 квадратных километров (11 000 квадратных миль). Как только событие на земле приводило к последующему изменению изображения этого региона, система сохраняла временную шкалу изображений, полученных из этого региона. Это позволяло получить доступ к любому событию в любой момент времени, произошедшему в пределах дальности действия системы и в течение всего времени полета миссии. В рамках миссии разведки и рекогносцировки (ISR) стало возможным расследование цепочки событий в режиме реального времени на большой территории.

В 2006 году Constant Hawk стал первой платформой широкополосной видеосъемки, развернутой в рамках Сил быстрого реагирования армии США для борьбы с засадами противника и самодельными взрывными устройствами в Ираке. В 2009 году BAE System добавила возможности ночного видения и увеличила плотность сенсоров до 96. мегапикселей. В 2013 году была добавлена ​​возможность обработки полноцветных изображений.

Система оказалась настолько успешной, что Корпус морской пехоты США взял на вооружение элементы программы для создания собственной системы Angel Fire и производной системы Kestrel.

ARGUS-IS
Пока Constant Hawk впервые разворачивался, разрабатывалось несколько других подобных систем, ориентированных на более узкоспециализированные задачи разведки, наблюдения и разведки (IRS). Однако одна из них, в частности, создала новый класс воздушного наблюдения, создание которого ранее считалось невозможным. Проект DARPA, получивший название ARGUS-IS, был разработан компанией BAE Systems для получения изображений местности с такой высокой детализацией и частотой кадров, что он мог бы собирать данные о «образе жизни», отслеживающие конкретных людей в поле зрения сенсора. Система генерирует почти 21 ТБ цветных изображений каждую секунду. Поскольку ARGUS-IV специальн...