Тепловизионные прицелы: развитие технологии, особенности, применение, лучшие модели

ТЕПЛОВИЗИОННЫЕ ПРИЦЕЛЫ

01\ Тепловизионные прицелы: понятие, история, тенденции развития

01\Тепловизионные прицелы: понятие, история, тенденции развития

1.1 Что такое тепловизионный прицел?

Тепловизионный прицел – устанавливаемое на оружие устройство, предназначенное для обнаружения и идентификации тепловых объектов. Тепловизионный прицел улавливает инфракрасное излучение объекта, которое с помощью электронной составляющей прибора (микроболометрическая матрица) трансформируется в изображение видимого человеческому глазу спектра и транслируется на встроенный дисплей прицела. Кроме изображения с тепловым градиентом, на дисплее прибора также отображаются пиктограммы и прицельная сетка. Пиктограммы необходимы для анализа полученного изображения и управления настройками прибора. Прицельная сетка предназначена для точного наведения оружия на цель.

КЛЮЧЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТЕПЛОВИЗИОННОГО ПРИЦЕЛА:

Процессор – это основной элемент тепловизионного прицела объединяющий сенсор (тепловизионный модуль), дисплей и объектив для преобразования данных из инфракрасного диапазона с его дальнейшим отображением в видимой человеческому глазу термограмме или по-другому картине распределения температурных полей. Процессор являются компонентом печатной платы предназначенной для соединения микродатчиков, фото и видеорекордера, внутренней памяти, и других элементов электронной части прицела, по аналогии с любым современным техническим устройством. В последнее время производители тепловизионных прицелов создают особые решение для программной обработки сигнала увеличивая качество изображения наблюдаемых объектов даже при использовании тепловизионных матриц с небольшим разрешением.

Мы выделяем инновационные продукты от компаний ATN, PULSAR, IRAY, DEDAL, FORTUNA, продукты которых заполнили пространство традиционного рейтинга тепловизионных прицелов в 2020 году.

ОБЪЕКТИВ

Объектив тепловизионного прицела отличается от объективов других приборов, работающих в видимом спектре электромагнитного излучения. Линза объектива тепловизора должна пропускать тепловое излучение, поэтому она выполнена из германия (Ge). Этот материал прозрачен для ИК-волн.

МАТРИЦА

Сердце тепловизора - неохлаждаемый микроболометр, который способен улавливать ИК-излучение тепловых объектов. От разрешения матрицы зависит детализация получаемого изображения и дальность обнаружения цели. Ведущие страны-производители тепловизионных матриц: Франция, США, Китай.

ДИСПЛЕЙ

Главный элемент электронной составляющей тепловизионного прицела. Дисплей необходим для отображения теплового градиента, полученного в результате обработки тепловых сигнатур электроникой прибора. На дисплее также отображаются все необходимые пиктограммы и прицельная сетка.

1.2 История развития тепловизионных прицелов

1800 год – открытие инфракрасного излучения английским астрономом Фредериком Гершелем.

1878 год – Сэмюэл Ленгли изобретает болометр - приёмник теплового излучения.

1930-е – создание первых прототипов тепловизионных приборов военного назначения.

1970-е – совершенствование технологий, применение тепловизоров в виде авиационных оптико-локационных станций.

1980-е – серийное производство тепловизоров военного назначения для установки на танки.

1990-е – необходимость обеспечения личного состава оружием с установленным тепловизионным прицелом, избирательное принятие на вооружение.

2000-е – массовое распространение в армии, полиции, службах обеспечения безопасности.

Наши дни – повсеместное распространение на военном и гражданском рынке. Ежегодный выпуск новых моделей.

1.3 Тенденции развития тепловизионных прицелов

Современные тепловизионные прицелы – это компактные наблюдательные устройства, весом от 500 до 1500 г. Они работают на базе неохлаждаемых микроболометров. Популярные разрешения матриц: 384х288 / 640х480 / 640х512 пикселей. Подобные устройства позволяют обнаружить тепловую цель размером с фигуру человека на расстоянии более 1 км. Отличительной особенностью современных тепловизионных прицелов является наличие множества встроенных цифровых функций и вспомогательных аксессуаров.

Тепловизионные прицелы будущего - универсальные приборы для установки на оружие, позволяющие обнаружить тепловую цель в любых условиях, в независимости от погоды, уровня освещения и особенностей ландшафта. Перспективные тепловизионный прицел - устройство с множеством встроенных цифровых функций, стоимость которого максимально доступна обычному пользователю, в частности охотникам и сотрудникам охраны и полиции.

02\ Особенности и характеристики тепловизионных прицелов

02\Особенности и характеристики тепловизионных прицелов

2.1 Особенности и функции тепловизионных прицелов

Дополнительные особенности:

Лазерный дальномер

для определения расстояния до цели

Видеорекордер

для записи фото и видео

Микрофон

для записи аудио

Электронный компас

для ориентации на местности

Акселерометр, гироскоп

для ориентации в пространстве

Баллистический калькулятор

для вычисления стрелковых поправок

Wi-Fi модуль

для передачи данных на внешние устройства

Bluetooth модуль

для беспроводного управления

Поддержка карт памяти

для сохранения больших объемов информации

Встроенные функции:

Сохранение профилей пристрелки

для использования прицела с различным оружием / патронами

Сменные прицельные сетки

для различных условий наблюдения

Стадиометрический дальномер

для определения расстояния до цели с заранее известными габаритами

Сменные цветовые палитры

для наблюдения в различных условиях

Цифровой зум

для наблюдения за деталями

Управление через приложение

для комфортной работы с прицелом

Прямые трансляции в Интернет

для обмена данными

Функции сохранения энергии

для увеличения продолжительности автономной работы

Удаление битых пикселей

для получения максимально качественного изображения

2.2 Важные характеристики тепловизионных прицелов

Разрешение матрицы Частота Дальность обнаружения Дистанция распознавания Стойкость к ударным нагрузкам Продолжительность работы

Разрешение матрицы

Современные тепловизионные прицелы работают на базе микроболометров, которые являются приёмником инфракрасного излучения. От размеров матрицы и её разрешения зависит детализация получаемого изображения, а также дистанция наблюдения и распознавания. Тепловизионные прицелы, в зависимости от назначения и года выпуска, имеют различное разрешение матрицы. Наиболее распространенные показатели: 384х288 / 640х480 пикселей. Последним показателем обладают флагманы большинства производителей, предназначенные для гражданского рынка.

Частота

Частота обновления кадров - важный показатель, от которого зависит скорость обновления информации на микро дисплее. Тепловизионные прицелы должны обеспечивать пользователя возможностью поразить цель практически в любых условиях. Высокий показатель частоты обновления кадров позволяет вести наблюдение за быстро перемещающимися целями и объектами. Оптимальным показателем для современных тепловизионных прицелов является 25 / 50 Гц. Приборы с частотой 9 Гц больше подойдут для наблюдения за статичными объектами.

Дальность обнаружения

Дистанция обнаружения цели - это расстояние, на котором тепловизионный прицел способен улавливать исходящее от объектов инфракрасное освещение. Этот показатель зависит от объектива прибора, разрешения матрицы, а также от габаритов цели. Чем меньше объект, тем короче дистанция наблюдения. Крупногабаритные объекты (танки, военную технику, автомобили) качественный тепловизор может обнаружить на дистанции в несколько километров. Современные тепловизионные прицелы способны обнаружить цель размером с человека на дистанции до 1000 м.

Дистанция распознавания

Дистанция распознавания цели - расстояние, с которого можно с точностью идентифицировать источник ИК-излучения. Этот показатель значительно ниже дальности обнаружения, но его важностью нельзя пренебрегать. Как и предыдущий показатель, дистанция распознавания цели зависит от оптико-электронных характеристик прицела и габаритов цели. Также важно учитывать условия наблюдения. Особенности ландшафта и неблагоприятные погодные условия могут серьезно влиять на качество получаемого изображения и дистанцию распознавания цели.

Стойкость к ударным нагрузкам

Тепловизионный прицел - устанавливаемое на оружие устройство, которое в момент выстрела подвергается серьезным ударным и вибрационным нагрузкам. Очень важно, чтобы регулярные интенсивные нагрузки не влияли на работоспособность прибора. Поэтому, современные тепловизионные прицелы имеют прочные ударостойкие корпуса и тестируются на всех этапах производства. В качестве инструментов тестов могут использоваться специальные вибрационные стенды и огнестрельное оружие.

Продолжительность работы

Показатель, который отвечает за то, как долго прибор может оставаться включенным и выполнять свои функции. Большинство современных тепловизионных прицелов работают 4-5 часов при оптимальных температурных условиях, но есть модели со встроенным аккумулятором на 15+ часов непрерывной работы. Для повышения данного показателя можно использовать внешние источники питания и специальные функции, предназначенные для экономии заряда батареи: автоматическое отключение дисплея, активация видеорекордера в момент выстрела, отключение при несовместимом со стрельбой наклоне и т.п.

2.3 Отличия от тепловизионных монокуляров и насадок

Отличия от тепловизионных монокуляров

Наличие прицельной сетки для точного наведения оружия на цель;

Несколько профилей пристрелки, возможность работы с различным оружием и патронами;

Крепление для установки на оружие;

Увеличенное удаление выходного зрачка, наличие специального защитного наглазника;

Повышенная стойкость к ударным нагрузкам;

Эргономичность, количество и расположение элементов управления.

Отличия от тепловизионных насадок

Наличие собственного увеличения;

Габариты и вес. Тепловизионные насадки значительно компактнее прицельных аналогов;

Способ установки на оружие;

Полноценная окулярная часть с защитным наглазником.

2.4 Плюсы и минусы тепловизионных прицелов

Плюсы

Большая дальность обнаружения

Обнаружение цели в любых погодных условиях

Обнаружение цели при любом освещении

Возможность обнаружения замаскированных целей

Минусы

Высокая стоимость комплектующих и готовой продукции

Сложность идентификации отдаленных целей

Ограниченный ассортимент доступных моделей

Зависимость от источников питания

2.5 Покупателю

ЛУЧШИЕ ТОВАРЫ 2020 ГОДА:

ТОП-5

- купить тепловизионный прицел

ТОП-5

- купить цифровой прицел

ТОП-5

- купить тепловизор для охоты

ТОП-5

- купить прицел ночного видения

ТОП-5

- купить прицел для охоты

ТОП-5

- купить оптический прибор

ТОП-5

- купить тепловизор для смартфона

ТОП-5

- купить оптический прицел

ТОП-5

- купить коллиматорный прицел

ТОП-5

- купить прибор ночного видения

ТОП-5

- купить тепловизор на Aliexpress

03\ Применение тепловизионных прицелов

03\Применение тепловизионных прицелов

3.1 Охота

Тепловизионные прицелы - наиболее совершенные приспособления для обнаружения диких животных. Эти устройства очень популярны среди современных охотников. Тепловизионные прицелы (тепловизоры для охоты) позволяют обнаружить цель в любое время суток, независимо от условий окружающей среды: дождь, снег, метель, пыль, дым, ветки, кустарник. Позволяют отследить подранка по тепловым следам, вести наблюдение за быстро перемещающимися целями и объектами, идентифицировать источник звука в полной темноте, обезопасить себя от случайного выстрела в другого охотника, найти потерявшуюся охотничью собаку.

Применение тепловизионных прицелов на охоте

Обнаружение и идентификация цели

Отслеживание подранка

Поиск охотничьей собаки

Ориентация на местности

Защита лагеря от хищников

3.2 Обеспечение безопасности и специальные операции

Тепловизионные прицелы широко применяются в армии и специальных подразделениях полиции. Они позволяют обнаружить и поразить живую силу и технику противника, активно используются при обеспечении безопасности на массовых мероприятиях, применяются в контртеррористических операциях, регулярно используются силами разведки. Специальные тепловизионные прицелы могут устанавливаться не только не ручное стрелковое оружие, но и на стационарные оружейные комплексы, военную технику, ударную авиацию.

Специальное применение тепловизионных прицелов

Поиск и устранение противника

Сбор разведывательных данных

Обеспечение безопасности на массовых мероприятиях

Установка на военную технику и авиацию

3.3 Поисковые и спасательные операции

Тепловизионный прицел может обнаружить объект, излучающий тепло, в независимости от условий освещенности. Это позволяет использовать данную технологию при поиске пропавших или потерявшихся людей и животных. Тепловизионные прицелы и монокуляры используются поисковыми отрядами как индивидуальные наблюдательные приборы. Популярно также использование тепловизоров с беспилотными летательными аппаратами для поиска с воздуха. Такое решение позволяет за короткое время исследовать территорию большой площади и найти в области исследования все источники тепловой энергии.

Применение в поисковой деятельности

Поиск пропавших людей

Поиск потерявшихся животных

Помощь в организации масштабных поисковых операций

3.4 Охрана, патрулирование, защита границ

Тепловизионные прицелы активно используются сотрудниками частных компаний, которые занимаются охраной различной собственности, а также пограничными службами для патрулирования и обеспечения безопасности на границах государства. Тепловизоры позволяют обнаружить злоумышленников в любое время суток и при любой погоде. От тепловизионного прицела практически невозможно скрыться на открытой местности, не используя специальные средства для маскировки.

Применение в охранной деятельности

Охрана частной собственности

Охрана военных объектов

Береговая охрана

Защита границ государства

04\ Производители тепловизионных прицелов, обзор популярных моделей

04\Производители тепловизионных прицелов, обзор популярных моделей

4.1 Производители тепловизионных прицелов

ATN

Американский производитель высокоинтеллектуальных оптико-электронных приспособлений. Особенность всех приборов компании - работа на базе мощного ядра ATN Obsidian, которое обеспечивает быстродействие множества цифровых функций. Наиболее популярными тепловизионными прицелами компании являются последние поколения линеек ATN THOR. Эти прицелы имеют оригинальный дизайн, мощную электронику и множество цифровых функций.

PULSAR

Бренд международной компании Yukon Advanced Optics, под которым выпускается большое количество оптико-электронных приборов: тепловизоров, приборов ночного видения, цифровых ПНВ. Сегмент тепловизионных прицелов компании на сегодняшний день состоит из линеек Pulsar Trail / Trail LRF и Pulsar Thermion. Большинство поклонников PULSAR знают эту торговую марку по тепловизионных прицелам Apex, которые на сегодняшний день сняты с производства.

IRAY / Xinfrared

Популярный китайский производитель, выпускающий тепловизионные приборы на базе микроболометров собственного производства. В ассортименте компании: прицелы, монокуляры, бинокли, насадки, миниатюрные тепловизоры и тепловизионные камеры для смартфонов. Тепловизионные прицелы компании: полноразмерные прицелы Xsight (6 моделей) и компактные прицелы Saim (2 модели).

Dedal-NV

Крупный российский производитель оптических и оптико-электронных приспособлений. Имеет заслуженный авторитет на рынке тепловизионной продукции. Выпускает несколько различных тепловизионных прицелов, которые отличаются разрешением матрицы, диаметром объектива, наличием встроенных цифровых функций. Одним из бестселлеров компании является тепловизионный прицел Dedal Venator - компактный и универсальный прибор, который подходит для любого типа охоты.

FLIR

Мировой лидер в производстве тепловизионного оборудования и приборов. Компания FLIR выпускает тепловизоры для выполнения всех возможных задач, начиная домашним энергоаудитом и заканчивая обеспечением безопасности на международном уровне. В ассортименте компании есть множество тепловизионных прицелов для гражданского рынка, армии и полиции. Актуальные линейки: FLIR Thermosight PRO, FLIR Predator. Компания также выпускает тепловизионные матрицы для других производителей прицелов из США.

FORTUNA

Российский производитель тепловизионных приборов для охоты, охранной деятельности и выполнения специальных заданий. В ассортименте компании есть тепловизоры всех популярных классов: монокуляры, прицелы, бинокли, очки, насадки, тепловизоры-трансформеры. Прицельный сегмент представлен линейками Fortuna General (компактные модели для работы на малых и средних дистанциях) и Fortuna Enemy (полноразмерные тепловизионные прицелы для работы на средних и дальних дистанциях).

4.2 Популярные модели тепловизионных прицелов

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Матрица

Gen 4 640x480 пикселей

Частота, Гц

Увеличение, х

2.5-25

Поле зрения, °

12.5х9.7

Ядро

ATN Obsidian IV Dual Core T

Дисплей

1280x720 HD Display

Удаление выходного зрачка, мм

Время автономной работы, ч

Габариты, мм

351х76х76

Масса, кг

1.0

Баллистический калькулятор

Видеорекордер

Wi-Fi и Bluetooth

Акселерометр, гироскоп, компас

Новый тепловизионный прицел с футуристичным дизайном и массой встроенных цифровых функций. Модель отлично подходит для охоты, может устанавливаться на различное оружие с помощью стандартным 30-мм колец. Тепловизионный прицел оснащен HD-дисплеем, имеет встроенные Wi-Fi и Bluetooth модули для передачи данных и удаленного управления. Встроенный видеорекордер позволяет сохранять фото и видео высокого качества. Несмотря на большое количество вспомогательных функций, прицел очень экономно расходует энергию, благодаря чему может проработать около 16 часов на одном заряде батареи.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Матрица

640х512 px @ 17µm

Частота, Гц

Объектив, мм

Поле зрения, °

8.3х6.6

Увеличение, х

3-24

Дисплей

1024x768 OLED

Удаление выходного зрачка, мм

Дистанция обнаружения, м

2920

Габариты, мм

250х76х76

Вес, кг

0.86

"Картинка в картинке"

Стадиометрический дальномер

Частота 50 Гц

Тепловизионный прицел китайского производителя Xinfrared, работающий на базе матрицы от компании iRay. Модель Xsight SH75 работает на базе 17-микронной матрицы с разрешением 640х512 пикселей. Частота обновления кадров в этой флагманской модели равна 50 Гц. Изображение в данном прицеле выводится на OLED-дисплей с разрешением 1024х768 пикселей. Прицел подходит для охоты, охранной деятельности, ночного ориентирования. 75-мм объектив и матрица высокого разрешения позволяют вести наблюдение на дистанции более 2,5 км. Среди прочих особенностей прицела: стадиаметрический дальномер, режим «Картинка в картинке», плавный цифровой зум.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Разрешение матрицы, пкс

384х288

Объектив

50 мм F/1.2

Частота, Гц

Спектральный диапазон, мкм

8...14

Увеличение, х

Цифровой зум, х

2/4

Поле зрения, °

7.4х8.4

Дисплей

AMOLED 800x500

Габариты, мм

231×65×79

Вес, кг

0.56

Уникальный алгоритм обработки изображения

Компактность и малый вес

Стойкость к ударным нагрузкам

Собственные баллистические сетки

Моментальное включение

Универсальный тепловизионный прицел для охоты Dedal Venator – компактное прицельное приспособление с выдающимися оптико-электронными характеристиками. Этот прицел отлично подходит для охоты в любое время суток и без проблем обнаружит тепловую цель даже в самых неблагоприятных погодных условиях. Dedal Venator работает на базе матрицы с разрешением 384х288 пикселей, имеет 50-мм объектив, трёхкратное увеличение и частоту обновления кадров, равную 50 Гц. Прицел создает качественное изображение благодаря уникальным алгоритмам обработки данных.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Сенсор

640x480 @ 17 µm

Объектив

F50/1.2

Увеличение, х

1.6 - 12.8 (x8 zoom)

Дистанция обнаружения, м

1800

Частота, Гц

Поле зрения, °

12.4x9.3

Дисплей

AMOLED 640x480

Лазерный дальномер (длина волны / измерения)

905 нм / 1000 м

Габариты, мм

292х102х67

Вес, кг

0.71

Лазерный дальномер

Морозоустойчивый дисплей

Поддержка Stream Vision

Видеорекордер

Тепловизионный прицел для охоты со встроенным лазерным дальномером Pulsar Trail LRF XP50 – флагман наиболее популярного модельного ряда тепловизионных прицелов PULSAR. Прибор работает на базе неохлаждаемого микроболометра с разрешением 640х480 пикселей и позволяет вести наблюдение на дистанции до 1800 м. Изображение высокого качества и наличие лазерного дальномера – далеко не все достоинства данного прицела. Он позволяет вести наблюдение в любое время суток и при любой погоде, ему не помеха дождь, туман, снегопад, мороз. К тому же, Trail LRF XP50 имеет множество встроенных цифровых функций, которые делают его использование более комфортным и результативным.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Матрица

640х480 пкс, 17 мкм

Объектив

40 мм, F/1.0

Частота, Гц

Оптическое увеличение, х

1.7

Угол обзора, °

15,2х11,5

Дистанция обнаружения, м

1320

Время непрерывной работы, ч

Диапазон рабочей температуры, °С

-30…+50

Габаритные размеры, мм

225x72x55

Вес, г

620

Защита IP67

Компактность и малый вес

Эргономичность

Выбор прицельной марки

Компактный тепловизионный прицел популярного российского производителя FORTUNA. Работает на базе матрицы с разрешением 640х480 пикселей и имеет 40-мм объектив. Отлично подходит для гладкоствольного и нарезного оружия. Идеальный прицел для работы на малых и средних дистанциях. Несмотря на компактные габариты и малый вес, прибор отлично защищен от сильных ударных нагрузок и неблагоприятных погодных условий. Также у компании FORTUNA есть прибор с аналогичными оптико-электронными характеристиками, который можно использовать в качестве ручного монокуляра и тепловизионной насадки для дневных оптических прицелов.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Матрица

320х256 пкс @ 12 µm

Объектив

75 мм; F/1.0

Оптическое увеличение, х

Цифровой зум, х

1 / 2 / 4

Поле зрения, °

3 х 2.5

Удаление выходного зрачка, мм

Фокусировка, м

от 10 до бесконечности

Диапазон рабочих температур, °С

-20...+50

Габариты, мм

283х89х93

Вес, кг

0.97

Видеовыход

Сменные прицельные сетки

Оригинальная обработка изображения

Тепловизионный прицел американского производителя FLIR Systems. Работает на базе 12-микронного модуля собственного производства FLIR Boson. Разрешение матрицы составляет 320х256 пикселей. Прицел оснащен 75-мм объективом, показатель оптического увеличения равен шести. Тепловизионный прицел FLIR ThermoSight Pro отлично подходит для охоты, выполнения специальных операций и охранной деятельности. Может устанавливаться на гладкоствольные ружья, нарезные карабины, самозарядные винтовки. Оснащен блоком встроенной памяти, который вмещает 2,5 часа видео и более 1000 изображений.