Die Zukunft der integrierten Bodenfahrzeugsensoren
Der Bodenkampf hat sich in den letzten zehn Jahren erheblich verändert. Konflikte werden heute eher in städtischen Gebieten ausgetragen, in denen sich gepanzerte Fahrzeuge nur schwer bewegen und sehen können, und der Feind ist geschickter darin, asymmetrische Taktiken anzuwenden, um die Fähigkeiten einer modern ausgerüsteten Armee zu neutralisieren. Wie können wir in diesem Umfeld die Sicherheit der Fahrzeugbesatzungen erhöhen?
Hintergrund - Eingeschränkte Sicht auf ein verändertes Gefechtsfeld
Die Konstruktion gepanzerter Fahrzeuge musste an ein zunehmend gefährliches Umfeld angepasst werden. Wie Konflikte im 21. Jahrhundert gezeigt haben, können asymmetrische Taktiken zur Zerstörung von Fahrzeugen versteckte improvisierte Sprengsätze, Raketen und neuerdings auch bewaffnete Drohnen umfassen, die Bomben aus der Luft abwerfen können.
Deshalb sind moderne gepanzerte Fahrzeuge - wie 8x8-Radfahrzeuge und Kettenfahrzeuge - heute extrem gut geschützt und verfügen über einen umfangreichen Explosions- und ballistischen Schutz, um einer Reihe von Bedrohungen zu begegnen.
Um dieses Schutzniveau zu erreichen, werden potenzielle Schwachstellen im Schiffsrumpf wie Fenster oder Schießscharten nicht mehr eingebaut - mit der Folge, dass die Sicht eingeschränkt ist. Um die Außenwelt zu sehen, müssen sich die Besatzungen auf die begrenzte Sicht durch optische Periskope verlassen oder die Mannschaftsluken öffnen, was natürlich extrem gefährlich sein kann.
Die Herausforderung lautet also: Wie können wir allen Soldaten im Inneren eines Fahrzeugs die gleiche Sicht nach draußen ermöglichen, als ob sie mit ihren eigenen Augen aus einer Luke schauen würden?
Lösung des Problems der Situationserkennung
Vor einigen Jahren dachte ein HENSOLDT-Ingenieur über genau diese Herausforderung nach, und er wusste, dass er die Antwort hatte. Innerhalb des HENSOLDT-Umfelds, das Innovationen und die Entwicklung von Produktideen fördert, konnte der Ingenieur seine Ideen einreichen und sie durchliefen einen Innovationsprozess, der schließlich zu einer Konzeptphase und schließlich zur Hauptentwicklung führte.
Diese Idee war das See-Through Armour System - oder SETAS.
SETAS verwendet eine Reihe von hochauflösenden Kameras - darunter 12-Megapixel-CMOS-Tageskameras und ungekühlte Wärmebildkameras - in robusten integrierten Modulen, die um den Rumpf eines gepanzerten Fahrzeugs herum angebracht werden. Dadurch haben die Besatzungsmitglieder rund um die Uhr einen 360-Grad-Blick auf die äußere Umgebung, während sie gleichzeitig in Deckung bleiben.
"Die Kameras sollen in der Lage sein, das menschliche Auge zu ersetzen, und dabei geht es vor allem um die Auflösung", erklärt Marc Krause, Produktmanager bei SETAS."
Marc KrauseProduktmanager SETAS
Wie das menschliche Auge sollte SETAS in der Lage sein, Menschen innerhalb von 300 Metern zu erkennen, was für die frühzeitige Erkennung von Bedrohungen und die schnellstmögliche Bekämpfung potenzieller Bedrohungen entscheidend ist. Mit den hochauflösenden 12-MP-CMOS-Kameras "kann man einen Scharfschützen oder Soldaten innerhalb von 300 Metern erkennen und hat so Zeit, Entscheidungen zu treffen und zu reagieren", so Krause weiter.
SETAS umfasst auch eine leistungsstarke zentrale Bildverarbeitungseinheit (CIPU), die die riesigen Mengen an Bilddaten verarbeiten kann, die von den Sensoren erzeugt werden. Dazu gehört auch die Ausführung komplexer Algorithmen, die es ermöglichen, die Kamerabilder der einzelnen Module zusammenzufügen, wodurch der Benutzer eine nahtlose 360-Grad-Ansicht der äußeren Umgebung erhält.
Die CIPU verfügt über bis zu acht Ausgänge, die es acht Besatzungsmitgliedern ermöglichen, die Videoübertragung mit niedriger Latenz über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) zu sehen.
"Die Mensch-Maschine-Schnittstelle ist genauso wichtig wie alle anderen Elemente. Es geht darum, wie man die Informationen von den Sensoren zum Benutzer bringt und wie man die angezeigten Informationen steuert", sagte Krause und wies darauf hin, dass SETAS über eine offene Architektur für die Mensch-Maschine-Schnittstelle verfügt, die es den Besatzungen ermöglicht, sowohl Standardbildschirme als auch am Helm befestigte Displays zu verwenden, die eine sofortige Orientierung ermöglichen.
Das System ermöglicht es jedem Benutzer auch, grafische Overlays zu verwenden, die das Situationsbewusstsein und die Entscheidungsfindung weiter unterstützen. So kann ein Besatzungsmitglied beispielsweise Fahrzeuginformationen in seine SETAS-Ansicht einblenden lassen, um aktuelle Informationen über die Leistung des Fahrzeugs zu erhalten, wobei die generische Fahrzeugarchitektur der NATO (NGVA) zum Empfang der Fahrzeugdaten verwendet wird. In der Zwischenzeit könnte ein Soldat militärische Symbole aus dem Battlefield Management System (BMS) in seine Ansicht einblenden lassen, die ihm Hinweise auf feindliche und befreundete Kräfte geben, bevor er absteigt.
Hinzufügen zusätzlicher Funktionen - Entwicklung zu einem Sensorverwaltungssystem
HENSOLDT erweitert SETAS kontinuierlich um neue Funktionen, die den Fahrzeugbesatzungen und Soldaten an der Front zugute kommen werden. Das Team arbeitet an einer Reihe neuer softwaregestützter Funktionen, darunter ein Bild-in-Bild-Modus und eine digitale Bildverbesserung. Letztere beinhaltet eine digitale Bildstabilisierung, die es den Besatzungsmitgliedern oder Fernbedienungsbenutzern ermöglicht, sich auf bestimmte Objekte zu konzentrieren, während sich das Fahrzeug bewegt.
Mit Hilfe von Algorithmen des maschinellen Lernens, die derzeit in einem externen Modul der CIPU untergebracht sind, ist SETAS auch in der Lage, Ziele zu identifizieren, was die Arbeitsbelastung der Besatzungsmitglieder verringert, die ein weites Gebiet nach potenziellen Bedrohungen absuchen müssen.
Dieses Modul für maschinelles Lernen wird in Zukunft in die CIPU integriert werden. Dank der Flexibilität des Systems können die Kunden bei Bedarf auch ihre eigenen Algorithmen hosten.
In Zukunft wird SETAS mit anderen Fahrzeugsensoren verbunden sein, darunter das Multifunktionale Selbstschutzsystem (MUSS) von HENSOLDT und Schusserkennungssysteme, die beide die Besatzung vor potenziellen Raketen und ballistischen Bedrohungen warnen und so die Sicherheit und den operativen Vorteil weiter erhöhen.
In Zukunft wird SETAS mehr sein als nur ein Situationserkennungsinstrument; es wird ein leistungsfähiges Sensormanagementsystem, das eine ganze Reihe von Sensoren miteinander verbindet und die neuesten KI-Algorithmen nutzt, um den Fahrzeugbesatzungen unübertroffene Fähigkeiten auf dem Gefechtsfeld zu bieten.
"SETAS ist der erste Schritt zu einem Sensor-Managementsystem. Es ist so leistungsfähig und mit KI erhält man viel mehr Informationen als mit den Sensoren allein.