Этот материал освещает процесс обнаружения, распознавания и идентификации объектов, видимых через тепловизор, а также меры предосторожности, обязательные для пользователей данного прибора.
Внедрение тепловизионных прицелов в охотничий арсенал заметно повысило работоспособность стрелкового оружия. Благодаря возможностям тепловидения эффективность взаимодействия «оружие — боеприпас» возросла за счет обнаружения и опознавания целей на больших расстояниях.
Ранее подобную функцию выполняли оптические прицелы. Из-за особенностей конструкции обнаружение и распознавание цели происходило изменением показателей кратности приборов.
Применение оптики выгодно своей простотой конструкции, небольшими размерами и малым весом. В качестве минуса стоит упомянуть заметное падение производительности при плохой погоде (снег, дождь, туман и пр.).
Тепловизионный прицел эффективен независимо от погодных условий, колебаний влажности и ограниченной видимости. Это связано с принципом работы прицела, который использует физические свойства инфракрасного излучения для обнаружения и распознавания целей.
Исходные данные обрабатываются и преобразуются в изображение на экране, которое стрелок видит через оптику прибора. Программное обеспечение анализирует полученные сведения, сравнивая их с данными инфракрасного датчика и лазерного дальномера. После сбора всех необходимых показателей ПО рассчитывает параметры выстрела и внесение поправок. На дисплее появляется точка, указывающая на место попадания. Стрелок совмещает ее с прицельным маркером и производит выстрел.
Программа функционирует так, что достижение точного результата не составляет большого труда. Точность и скорость вычислений являются главными характеристиками программного обеспечения; влияние человека в данном процессе минимизируется.
Точность расчетов баллистики выстрела обеспечена работой баллистического калькулятора. Использование тепловизора в упрощенном варианте позволяет сделать вывод о его влиянии на добычливость и безопасность охоты. Стрелок должен привести стрелковый комплекс к приблизительному месту цели, обнаруженной прибором, и плавно нажать спусковой рычаг. Это утверждение верно лишь отчасти.
Обнаружение, распознавание и идентификация цели — главные задачи охотника. Без их правильного решения последующие действия перед выстрелом будут бессмысленными, а в худшем случае приведут к подранку или несчастному случаю. Для понимания этого рассмотрим процессы обнаружения цели тепловизором, ее распознавания и идентификации.
Точно так же, как театр начинается с вешалки, так тепловизор начинается с линзы объектива. Для изготовления этой линзы используют редкоземельный химический элемент германий, обладающий физическими свойствами, позволяющими улавливать источники теплового излучения, к которым относятся все тела с температурой поверхности выше абсолютного нуля.
Работоспособность германиевой линзы прямо пропорциональна её диаметру. Чем больше диаметр, тем вероятнее и быстрее обнаружение тепловых источников прибором. Такая особенность объясняется просто: чем шире объектив, тем большую площадь пространства он может охватывать и контролировать одновременно.
Следует задаться вопросом: если точность обнаружения тепловых источников зависит от диаметра линзы, почему бы не повысить ее путем увеличения объектива? По теоретическим соображениям это решение кажется наиболее логичным. Вместе с тем в реальности возможности увеличения размеров линз ограничены рядом серьезных факторов.
Расширение диаметра объектива ведёт к увеличению размеров всех остальных компонентов: системы поворотных линз, матрицы и прочего. В результате тепловизор станет значительно больше и тяжелее, что негативно повлияет на эргономику стрелкового комплекса, где его применяют.
Германий практически не встречается в чистом виде в составе земной коры, но входит в кристаллические решетки других элементов. В связи с этим концентрация германия может достигать от десятков или сотен граммов на тонну породы до 5–10 кг/т. Сложность добычи, выделение его в чистом виде и дороговизна производства готовых линз влияют на конечную стоимость тепловизора. По этой причине среднее значение диаметра объектива у приборов данного типа варьируется в пределах 35–50 мм.
Объектив прибора выявляет объекты, излучающие инфракрасное излучение. Затем волны проходят через объектив и систему линз внутри корпуса тепловизора, попадая на светочувствительную матрицу. Матрица состоит из сенсоров — микроболометров, выполненных из оксида ванадия или аморфного кремния.
Среднее значение температур большинства физических тел окружающей среды находится в диапазоне от -50 до +50 °С. Длина волн, которые излучают эти тела в инфракрасном диапазоне, составляет 7–14 мкм. Именно этот спектр улавливает объектив тепловизионных прицелов, применяемых в охоте и служебной сфере. При попадании ИК-излучения на поверхность микроболометра его электрическое сопротивление изменяется. Изменения фиксируются, измеряются и вводятся в формулу для расчета показателей температур наблюдаемых объектов.
Каждый микроболометр в составе матрицы формирует изображение благодаря пикселям – светочувствительным элементам. Число пикселей определяет детализацию изображаемых объектов, отображаемых на дисплее, а также качество и четкость изображения.
Информация о количестве пикселей в каждом сенсоре и их общom количестве на дисплее обязательно указывается в списке рабочих параметров тепловизора. Общее количество пикселей называется разрешением. Важное значение имеют также размеры самих пикселей и шаг, то есть расстояние между их центрами, измеряемое в микронах. От этих параметров будет зависеть качество работы функций, позволяющих стрелку визуально распознать и идентифицировать наблюдаемый объект.
Параметры разрешения сенсоров матрицы определяются количеством пикселей в строке умноженным на их количество в столбце. Разрешение экрана измеряют в количестве пикселей на одном квадратном дюйме площади (PPI). Концентрация пикселей влияет на максимальное расстояние, с которого можно заметить и опознать цель, а также на уровень детализации изображения контуров туши и ее выступающих частей (рогов, ушей, хвоста и т.д.).
Параметры оптики, матрицы и экрана влияют на возможность выявления и опознания объектов.
Чтобы понять принцип действия, нужно учесть ключевой показатель наблюдения – критический размер цели.
Минимальный видимый размер объекта считается критическим размером цели. Наблюдая за объектом, по его критической величине выявляют геометрические параметры. Для охотников с тепловизором удобнее считать длину туши наблюдаемого животного показателем КР. В служебной сфере для измерения КР используют рост человека, габариты техники и другие показатели.
Важность максимальной дистанции обнаружения и наблюдения цели определяется её температурой и пространственным разрешением прибора. Пространственное разрешение – это умение устройства различать два объекта, испускающих тепло, расположенных близко друг к другу на предельном расстоянии от наблюдателя. Часто показателем пространственного разрешения тепловизора служит характеристика микроболометра матрицы.
Чем больше пикселей тепловизора «покроет» объект, тем четче и детальнее будет изображение. Обнаружение происходит, если площадь объекта совпадает с площадью двух или более пикселей.
На дисплее появится светящееся пятно с размытыми краями, занимающее мало места. Зритель получит общее, но неточное представление о том, что там находится. Определить характеристики цели и её вид при этом невозможно.
Распознавание осуществляется на коротких дистанциях. Чтобы выяснить тип объекта, излучающего инфракрасное излучение, нужно, чтобы критичный размер его занимал не менее шести сенсорных пикселей. При этом возможно будет произвести распознавание. В результате наблюдатель сможет определить вид объекта, на который направлен объектив тепловизора, например, автомобиль или человека от животного.
Последний этап наблюдения — это определение объекта. На этом этапе наблюдатель может установить вид животного или отличить вооруженного человека от безоружного. Успешная идентификация возможна, если объект занимает не менее 12 пикселей.
Использование тепловизионного прицела в составе стрелкового комплекса может существенно повысить эффективность охоты. Однако обладателям подобных устройств необходимо помнить о том, что увеличение возможностей стрелкового комплекса несет ответственность на владельца.
Эффективность поражения целей вне зависимости от наличия тепловизора зависит от баллистических характеристик боеприпаса. Малоимпульсный патрон 5,56х45 мм способен поражать цели на расстоянии 500–600 метров. У патронов большего калибра подобные характеристики выше.
Ввиду этого обстоятельства охотники с тепловизорами часто ищут возможности произвести выстрел на средних и дальних дистанциях, превышающих 300–400 м. Причина такого стремления кроется в уверенности в точности прибора, выбросах адреналина и неуправляемом азарте.
Вербальное убеждение очень опасно, часто приводит к трагическим последствиям как для объектов охоты, так и для самих охотников или случайных людей в зоне ведения огня. Дело в том, что дорогой и качественный тепловизор работает на тех же алгоритмах, что и недорогой аналог. Разница между ними – в дальности работы и качестве изображения. Но точность распознавания и идентификации объекта всегда составляет 50х50%, независимо от цены и функционала устройства.
Факторы, такие как влажность воздуха, погода, климат региона, рельеф местности и др., влияют на конечный результат обнаружения, распознавания и идентификации цели. В базовые параметры тепловизора производитель закладывает определенный процент погрешности измерений, зависящий от перечисленных факторов. Поэтому выстрел должен быть произведен только при стопроцентной уверенности охотника в идентификации объекта.
На больших расстояниях отличить косулю от кабана-сеголетка, медведя от квадроцикла и грибника на четвереньках, от лосёнка, лежащего на земле — весьма трудно. Самым наименьшим из зол в таких случаях будет травмирование животного, на охоту на которое нет разрешения.
Выстрел, произведенный после обнаружения цели, но до распознавания и идентификации, скорее всего, попадет в ее габариты. Траекторию и поправки выстрела рассчитывает баллистический калькулятор. Однако при приближении к объекту стрелок может с ужасом обнаружить, что пуля поразила технику, случайно забредшее в лес домашнее животное или человека, собирающего грибы.
Чтобы предотвращать трагедии, случающиеся на охотах, необходимы контроль окружающей обстановки, самообладание и хладнокровие. Главный принцип, провозглашаемый охотниками старой школы и современными сторонниками практической стрельбы, гласит: «Не уверен — не стреляй».
Ответственность за последствия выстрела несет владелец оружия, независимо от расстояния, на котором совершается стрельба. Не важно, услышал ли он треск кустов или засек в тепловизор источник ИК-излучения. В любой ситуации запрещено стрелять наугад, руководствуясь лишь тем, что «где-то там что-то есть». Последствия выстрела по шороху сквозь кусты и по «фонящему» объекту, обнаруженному тепловизором, могут быть одинаково трагичными.
Повышение возможностей охотника с помощью тепловизионного прицела сопровождается увеличением степени ответственности.
