3D-друковані окуляри нічного бачення Thermal Fusion із технологією Raspberry Pi

Ангус Лог, інженер, що спеціалізується на електрооптичних системах, розробив окуляри нічного бачення DNV Digital Thermal Fusion — систему на шоломі, яка накладає теплові зображення на цифрове нічне бачення у видимому світлі в реальному часі. Заявлений як перша доступна система такого роду, цей пристрій спрямований на покращення ситуаційної обізнаності для нічного спостереження за дикою природою та інших додатків зі слабким освітленням. Термодатчик 264 × 192 працює в парі з камерою CMOS для слабкого освітлення, а вбудований інфрачервоний прожектор доповнює захоплення зображення. Це є фундаментальним зрушенням у поєднанні теплових сигнатур із детальною візуальною інформацією.

Ключовим елементом цього проєкту є використання 3D-друку для прискорення розробки та повторного вдосконалення дизайну. Швидке створення прототипів за допомогою 3D-друку FDM дозволило Logue’s виготовити спеціальні компоненти для кріплення на шоломі та корпусу оптичної збірки. Такі технології адитивного виробництва забезпечили точну інтеграцію внутрішніх компонентів обробки з міцними водонепроникними корпусами. Формовані силіконові прокладки та інші готові вузли гарантували, що прототипи можуть витримувати суворі умови навколишнього середовища, що є вимогою для надійного польового використання.

Основним фактором продуктивності пристрою є його залежність від вбудованої обчислювальної платформи, побудованої навколо Raspberry Pi, одноплатного комп’ютера, відомого своєю універсальністю у створенні прототипів і програмах з низьким енергоспоживанням. Інженери оптимізували вбудоване програмне забезпечення для ефективної роботи на цій платформі, дозволяючи об’єднувати зображення в реальному часі без значних витрат на обробку. Спеціальне програмне забезпечення камери включає цифрове збільшення, захоплення зображень і точне вирівнювання теплових і видимих зображень.

Суворі протоколи тестування поєднували лабораторні та польові якості для оцінки продуктивності в інфрачервоному та тепловому спектрах. Ітераційні цикли проєктування покращують інтеграцію апаратного забезпечення, ефективність вбудованого програмного забезпечення та ергономічні фактори. Емпіричні дані цих оцінок дозволили зрозуміти компроміси між роздільною здатністю зображення та портативністю системи, спонукаючи до подальших удосконалень як у вирівнюванні датчиків, так і в алгоритмах обробки. Детальні оцінки підтвердили, що поєднання теплової та цифрової візуалізації може дати вичерпну картину в умовах слабкого освітлення — це значне покращення порівняно зі звичайними монокулярними системами, які часто викликають напругу очей.

Хоча вимоги щодо доступності залишаються предметом ринкових порівнянь, окуляри нічного бачення DNV Digital Thermal Fusion представляють собою значний прогрес в економічній портативній технології обробки зображень. Майбутні розробки можуть бути зосереджені на впровадженні датчиків з вищою роздільною здатністю та більших можливостей обробки, щоб розширити сферу застосування пристрою.