Producenci i dostawcy wojskowych systemów LiDAR

Honeywell Aerospace

Zaawansowane rozwiązania na potrzeby modernizacji sektora obronnego: napędy, czujniki, systemy łączności i rzeczywistości rozszerzonej

Inertial Labs, a VIAVI Solutions Company

Taktyczne systemy IMU, GPS/INS oraz rozwiązania do orientacji uzbrojenia

Psionic

Odporne rozwiązania nawigacyjne z załogą i bezzałogowe przeznaczone do środowisk pozbawionych dostępu do GNSS

Zaprezentuj swoje możliwości

Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Systemy LiDAR, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.

Utwórz profil dostawcy

Przewodnik dla osób odpowiedzialnych za specyfikacje systemów wojskowych LiDAR

William Mackenzie

Aktualizacja:

Wprowadzenie do wojskowych systemów LiDAR

Wojskowe systemy LiDAR stały się ważną technologią wykrywania w operacjach obronnych. Poprzez wysyłanie impulsów laserowych i pomiar czasu potrzebnego na powrót energii odbitej od celu, systemy te generują trójwymiarowe odwzorowania otaczającego środowiska. Te przestrzenne zbiory danych zapewniają operatorom wojskowym poziom precyzji, który trudno jest osiągnąć przy użyciu wyłącznie konwencjonalnych technologii wykrywania.

Nowoczesne wojskowe systemy LiDAR są wykorzystywane w środowisku powietrznym, lądowym i morskim w celu wspierania gromadzenia danych wywiadowczych, nawigacji taktycznej, operacji autonomicznych, ochrony sił zbrojnych, nadzoru oraz precyzyjnego namierzania celów. W odróżnieniu od tradycyjnych systemów obrazowania, opierających się głównie na informacjach wizualnych, dedykowany czujnik LiDAR tworzy modele geometryczne terenu, obiektów, pojazdów i personelu, umożliwiając orientację sytuacyjną zarówno w warunkach dziennych, jak i nocnych.

Rodzaje wojskowych rozwiązań LiDAR

Systemy LiDAR stosowane w lotnictwie

Wojskowa platforma LiDAR i fuzji czujników

Platformy LiDAR i fuzji czujników RESEPI firmy Inertial Labs

Powietrzne platformy LiDAR zapewniają możliwości mapowania terenu na dużych obszarach, prowadzenia rozpoznania oraz gromadzenia danych wywiadowczych. Systemy te, instalowane na pokładach samolotów, śmigłowców oraz systemów bezzałogowych, gromadzą dane dotyczące wysokości i powierzchni w określonych obszarach.

Wojskowe powietrzne systemy LiDAR służą do generowania cyfrowych modeli terenu, identyfikacji przeszkód, oceny korytarzy mobilności, wspierania planowania misji oraz dostarczania danych wywiadowczych o wysokiej rozdzielczości. W środowiskach objętych walkami powietrzny system LiDAR może badać obszary operacyjne bez konieczności wysyłania personelu do niebezpiecznych lokalizacji. Wykorzystanie bezzałogowych statków powietrznych przyczyniło się do szerszego zastosowania taktycznych ładunków LiDAR na dronach, zapewniając możliwość ciągłego gromadzenia danych przy jednoczesnym zmniejszeniu ryzyka dla personelu taktycznego.

Naziemne systemy LiDAR

Systemy montowane na pojazdach

Systemy LiDAR montowane na pojazdach zapewniają pojazdom opancerzonym, platformom rozpoznawczym, pojazdom logistycznym oraz autonomicznym systemom naziemnym obraz otoczenia w czasie rzeczywistym. Czujniki te skanują otoczenie, generując dane trójwymiarowe, które wspierają nawigację, wykrywanie przeszkód, planowanie tras oraz ochronę sił zbrojnych.

Zintegrowanie jednostki LiDAR z pojazdami wojskowymi wymaga zastosowania wytrzymałych systemów, zdolnych do utrzymania wydajności w warunkach wibracji, wstrząsów, zapylenia, błota oraz ekstremalnych temperatur. Inżynierowie łączą te czujniki z wytrzymałymi systemami komputerowymi wyposażonymi w funkcje przetwarzania danych LiDAR, aby w czasie rzeczywistym obsługiwać chmury punktów o dużej częstotliwości. Konfiguracje taktyczne mogą również obejmować zintegrowaną wieżyczkę LiDAR, zapewniającą pole widzenia 360 stopni wokół obwodu pojazdu.

Systemy dla żołnierzy poruszających się pieszo

Przenośne urządzenia LiDAR umożliwiają personelowi wojskowemu rejestrowanie i analizowanie środowiska operacyjnego. Te kompaktowe rozwiązania są wykorzystywane do rozpoznania taktycznego, oceny tras, mapowania obiektów oraz operacji w terenie miejskim, gdzie wymagana jest znajomość otoczenia.

Żołnierze mogą wykorzystywać przenośne urządzenia LiDAR do lokalnych zadań kartograficznych. Postępy w dziedzinie miniaturyzacji nadal zmniejszają rozmiar, masę i zapotrzebowanie na energię głównego czujnika, dzięki czemu systemy te nadają się do zastosowań pieszych.

Instalacje stacjonarne

W instalacjach stacjonarnych wykorzystuje się systemy LiDAR do monitorowania obwodów, wykrywania wtargnięć oraz nadzoru obiektów. Systemy te tworzą stałe trójwymiarowe strefy bezpieczeństwa, umożliwiające identyfikację, śledzenie i klasyfikację zagrożeń zbliżających się do chronionych obiektów. W porównaniu z konwencjonalnymi systemami kamerowymi zwiększenie bezpieczeństwa za pomocą technologii LiDAR zapewnia orientację przestrzenną oraz dostarcza informacji o położeniu celu w warunkach słabego oświetlenia lub całkowitej ciemności.

Systemy LiDAR dla marynarki wojennej i żeglugi morskiej

Morskie systemy LiDAR wspierają nawigację, nadzór, wykrywanie przeszkód oraz autonomiczną eksploatację statków. Okręty bojowe, statki patrolowe, bezzałogowe statki powierzchniowe (USV) oraz bezzałogowe pojazdy podwodne (UUV) wykorzystują specjalistyczne produkty LiDAR w celu poprawy orientacji sytuacyjnej oraz do prowadzenia działań przeciw okrętom podwodnym (ASW), choć wydajność podwodna jest ograniczona przez przejrzystość wody, jej zmętnienie oraz zasięg działania.

W takich środowiskach można zastosować sprzęt, taki jak specjalistyczna boja LiDAR, do monitorowania wybrzeża i wykrywania zagrożeń. Systemy te, przeznaczone do zastosowań morskich, muszą wytrzymywać takie warunki, jak ekspozycja na sól, wysoka wilgotność, wibracje oraz zakłócenia elektromagnetyczne.

Podstawowe zastosowania wojskowe technologii LiDAR

Nawigacja autonomiczna i omijanie przeszkód w systemach bezzałogowych

Czujnik LiDAR do precyzyjnej nawigacji

Czujnik LiDAR SurePath ground-V firmy Psionic do precyzyjnej nawigacji

Technologia LiDAR pełni rolę głównego czujnika umożliwiającego prowadzenie autonomicznych operacji wojskowych z wykorzystaniem bezzałogowych pojazdów lądowych (UGV), bezzałogowych statków powietrznych (UAV) oraz autonomicznych systemów morskich. Dzięki generowaniu trójwymiarowych danych o otoczeniu platformy te mogą wykrywać przeszkody, identyfikować trasy nadające się do pokonania oraz działać w dynamicznych środowiskach.

W przypadku pojazdów lądowych (UGV) zintegrowane czujniki LiDAR wspierają analizę terenu, omijanie przeszkód oraz autonomiczne pokonywanie tras. Czujniki LiDAR w bezzałogowych statkach powietrznych (UAV) służą do nawigacji na niskich wysokościach, podążania za ukształtowaniem terenu, wspomagania lądowania oraz unikania kolizji. Podobnie autonomiczne platformy morskie wykorzystują specjalistyczne czujniki LiDAR przeznaczone dla statków powierzchniowych w celu wykrywania innych jednostek pływających i omijania przeszkód w środowiskach przybrzeżnych.

Analiza terenu z wykorzystaniem technologii SLAM oraz trójwymiarowa wizualizacja pola walki

Cennym zastosowaniem technologii LiDAR w wojskowości jest nawigacja, często z wykorzystaniem systemów NDL (Navigation Doppler LiDAR), służących do generowania trójwymiarowych reprezentacji środowisk operacyjnych. Dzięki technologii jednoczesnej lokalizacji i mapowania (SLAM) platformy wyposażone w skaner LiDAR mogą mapować nieznane środowiska, jednocześnie określając swoją własną pozycję. Ta zdolność jest przydatna podczas nawigacji w środowiskach o ograniczonej dostępności sygnału GPS lub całkowitym braku sygnału GPS, gdzie konwencjonalne metody nawigacyjne są zawodne.

Dane terenowe generowane przez te systemy wspierają wybór trasy, analizę mobilności, planowanie misji oraz symulacje operacyjne. Trójwymiarowa wizualizacja przestrzeni bojowej zapewnia dowódcom świadomość sytuacyjną, usprawniając proces podejmowania decyzji operacyjnych na wszystkich szczeblach dowodzenia.

Ciągły nadzór na rzecz bezpieczeństwa baz i obwodów

Obiekty wojskowe wykorzystują architektury nadzoru oparte na technologii LiDAR w celu monitorowania zasobów i infrastruktury. Systemy te łączą surowe dane z czujników z analizami w celu wykrywania, śledzenia i klasyfikowania personelu, pojazdów oraz nisko lecących zagrożeń powietrznych.

Informacje przestrzenne generowane przez dalekosiężny system LiDAR wspierają ocenę zagrożeń oraz świadomość operatora. Po zintegrowaniu z szerszymi architekturami bezpieczeństwa system LiDAR może przyczyniać się do rozpoznawania celów, namierzania broni oraz przebiegu operacji bojowych poprzez dostarczanie dokładnych danych pozycyjnych dla systemów dowodzenia, zdalnych stanowisk uzbrojenia lub innych sieci czujników i efektorów. Wspiera on również operacje przeciwdziałania bezzałogowym statkom powietrznym (UAS) poprzez wykrywanie i śledzenie małych dronów, które trudno jest zidentyfikować przy użyciu wyłącznie konwencjonalnych technologii radarowych lub optycznych systemów nadzoru.

Fuzja czujników i integracja wielodomenowa

Skuteczność działania na współczesnym polu bitwy opiera się na łączeniu strumieni danych z wielu dziedzin w celu stworzenia obrazu operacyjnego.

  • Fuzja technologii LiDAR i radarowej: Radar wojskowy zapewnia wykrywanie na dalekie odległości w niekorzystnych warunkach pogodowych, natomiast technologia LiDAR zapewnia rozdzielczość przestrzenną i szczegółowość danych o celach, co poprawia klasyfikację i odporność operacyjną.
  • Integracja LiDAR z systemami EO/IR: Czujniki elektrooptyczne i podczerwone dostarczają dane wizualne i termiczne, które czujnik LiDAR koreluje z trójwymiarowymi modelami głębokości w celu poprawy identyfikacji celów.
  • Architekturyfuzji danych z wielu czujników: Platformy wojskowe wykorzystują sieci wieloczujnikowe, integrujące systemy obronne LiDAR, radary, czujniki EO/IR oraz systemy nawigacyjne w jednolity obraz operacyjny w celu zmniejszenia niepewności.
  • Integracja z systemami zarządzania walką: Dane z urządzeń LiDAR są włączane do sieci dowodzenia w celu wsparcia planowania misji, namierzania celów, ochrony sił zbrojnych oraz koordynacji wielodomenowej.

Te połączone strumienie danych zapewniają ciągłość operacyjną w zmieniających się warunkach bojowych.

Normy obronne, certyfikacja i zgodność

Wdrażanie wojskowych systemów czujników wymaga przestrzegania międzynarodowych przepisów obronnych, klasyfikacji środowiskowej oraz wymogów dotyczących bezpiecznego łańcucha dostaw.

  • Wojskowe wymagania środowiskowe: Zgodność z wytycznymi MIL-STD-810 i DEF STAN gwarantuje, że sprzęt wytrzyma ekstremalne temperatury, wstrząsy, wibracje, wilgoć i pył podczas użytkowania.
  • Kompatybilność elektromagnetyczna: Systemy muszą spełniać wymagania norm MIL-STD-461 i DEF STAN, aby zapobiegać zakłóceniom elektromagnetycznym w sąsiednich układach elektronicznych platform o znaczeniu krytycznym dla misji.
  • Zdolność do lotu i certyfikacja platform: Warianty powietrzne wymagają ocen bezpieczeństwa konstrukcyjnego, elektrycznego i oprogramowania w celu zweryfikowania bezpiecznego działania podczas integracji powietrznego czujnika LiDAR z samolotami wojskowymi.
  • Normy bezpieczeństwa laserowego i zgodność z ustawą NDAA: Konstrukcja systemu zapewnia równowagę między mocą lasera, zasięgiem działania a wymogami bezpieczeństwa wzroku, przy czym niektóre amerykańskie programy zamówień obronnych mogą wymagać systemów LiDAR zgodnych z ustawą NDAA oraz zweryfikowanych łańcuchów dostaw w celu ograniczenia ryzyka związanego z bezpieczeństwem i zaopatrzeniem.

Zgodność z tymi ramami jest często wymagana do formalnego wdrożenia na platformie, w zależności od programu zamówień, środowiska operacyjnego oraz platformy nośnej.

Najnowsze trendy w technologii wojskowego LiDAR

Rozwój komponentów optycznych, elektroniki półprzewodnikowej oraz przetwarzania sygnałów nieustannie redefiniuje możliwości czujników obronnych.

  • Wojskowe systemy LiDAR półprzewodnikowe: Konfiguracje półprzewodnikowe eliminują ruchome części mechaniczne, zmniejszając rozmiar, masę i zapotrzebowanie na energię, a jednocześnie zwiększając niezawodność w zastosowaniach bezzałogowych.
  • LiDAR z modulacją częstotliwości fali ciągłej (FMCW): Architektury FMCW umożliwiają jednoczesny pomiar odległości do celu i prędkości względnej, poprawiając jednocześnie odporność na światło tła, zakłócenia oraz niektóre formy aktywnego fałszowania sygnału LiDAR lub działań przeciwdziałających optycznych.
  • Zastosowania w strategicznym nadzorze dalekiego zasięgu: Postępy w zakresie wydajności laserów i fotoniki zwiększają zasięg dalekosiężnych systemów LiDAR, umożliwiając strategiczny monitoring granic, ochronę infrastruktury oraz tworzenie sieci nadzoru obejmujących różne obszary.

Te osiągnięcia technologiczne nieustannie podnoszą poprzeczkę w zakresie współczesnych możliwości rozpoznawczych.