Digital Projection успешно выполнили модернизацию купольного тренажера

Simulation Projection Dome

3D проекторы HIGHlite Laser с разрешением WUXGA были выбраны для модернизации оборудования одного из крупнейших купольных симуляторов Бундесвера для имитации целей.

Технический центр информационных технологий и электроники Бундесвера (WTD 81) недавно провел модернизацию комплексной системы визуализации своего купольного симулятора для имитации целей (ZSD). В этом ему помогла объединенная команда из представителей project: syntropy, привлеченная для проектирования, установки и ввода в эксплуатацию новой проекционной системы, состоящей из 41 3D-проектора HIGHlite Laser с разрешением WUXGA от компании Digital Projection, а также domeprojection.com.

Модернизация была произведена по заказу компании e.sigma Systems GmbH, специализированного поставщика комплексных решений по профессиональной подготовке для международных вооруженных сил, агентств безопасности и заказчиков в сфере промышленности.

В ходе проекта инфракрасная проекционная система купола для имитации целей была полностью обновлена.

Стабильность. Предсказуемость. Надежность.

Купол центра WTD 81, который находится в Грединге (Бавария, Германия), используется Бундесвером (объединенными вооруженными силами Германии) для испытания точности боевых комплексов и индивидуальных единиц – от танков до ракет – в реалистичных трехмерных симуляциях сценариев боевых действий как в оптическом, так и инфракрасном спектральных диапазонах.

Благодаря своим впечатляющим размерам – высоте в 26 м и диаметру 46 м – эта конструкция является одним из крупнейших в мире самонесущих куполов из сборных элементов.

Диаметр площади проекции внутри купола составляет 40 м, а площадь экрана – 2 200 кв.м. Сама по себе поверхность состоит из более чем 94 000 тонких полигональных металлических пластин разной формы, что предусматривает высокие требования к конструкции проекционной системы, а также к калибровке.

«Изначально нас попросили помочь с калибровкой цвета в куполе, используя наши инструменты», – говорит Кристиан Штайнманн, представитель domeprojection.com. «Мы попробовали провести калибровку с существующими проекторами, но эта задача оказалась невыполнимой. Проекторы устарели, их яркости не было достаточно, также отсутствовала возможность совмещения сигналов от нескольких проекторов, так как визуальный материал был просто в форме мозаики».

Несмотря на то, что после изначальной калибровки domeprojection.com результаты несколько улучшились, руководство WTD 81 решило, что наилучшим вариантом будет полное переоборудование.

Simulation Projection Dome

Ларс Рихтер, руководитель проектов компании project: syntropy, продолжает: «Перед нами поставили задачу обновить проекционную систему купола. Такая идея возникла из-за того, что существующая в то время система визуального отображения не полностью заполняла поле обзора. Также у нее было низкое разрешение и яркость, и она требовала ручной настройки. Много проблем возникало из-за того, что в существующей в то время проекционной системе использовались лампы UHP, а это значит, что предыдущие проекторы требовали регулярной перенастройки после замены ламп. Повторная настройка выполнялась вручную. Эта процедура требовала больших сил и затрат, и приводила к простоям, что не соответствовало потребностям конечного пользователя».

Кристоф Хельмут, Региональный менеджер по продажам Digital Projection в Германии, Австрии и Швейцарии, более подробно рассказал об этих проблемах: «Клиентам с ламповыми проекторами приходится сталкиваться с тем, что аппаратура работает с намного меньшей мощностью светового потока, чем завялено в изначальных характеристиках, по циклу, который повторяется с каждой заменой лампы, то есть, каждые 500-2000 часов. Если эти данные нанести на график технического обслуживания для поддержания светового потока, то можно увидеть довольно резкие колебания в его мощности».

Рихтер продолжает: «Требования заказчиков к проекционной системе были довольно широкими и включали яркость на поверхности экрана > 120 люксов и индивидуальный контраст 1 600:1, срок эксплуатации, превышающий 10 000 часов, и низкий уровень шума. Им также было необходимо получить точную систему автоматической перенастройки для сокращения времени технического обслуживания и повышения общей точности».

Для этого требовались знания опытного системного интегратора, который мог бы предложить нестандартный, но, в то же время, практически осуществимый проект системы, сочетающий в себе все сложные требования, включая доступное для установки проектора пространство.

Решением стала интеграция 41 3D-проектора HIGHlite Laser с разрешением WUXGA от Digital Projection, которую провела компания project: syntropy, как объясняет г-н Кристоф Хельмут: «Система лазерного освещения с проектором HIGHlite Laser предлагает работу с намного более стабильным световым потоком, при которой эксплуатационные характеристики источника света соответствуют очень линейной кривой, начиная с первого использования и в течение 20 000 часов. Больше никаких скачков и падений. Только стабильная, предсказуемая и надежная интенсивность светового потока».

Основной сложностью в разработке проекта было размещение проекторов. Оно должно гарантировать, что каждый пиксель, который должен быть виден из рабочего пространства, определяемого сферой с двухметровым радиусом в центре купола, не превышает 20° от идеальных лучей отражения. Это необходимо из-за сверхвысокого усиления экрана. Задача еще больше усложнялась тем, что площадь для размещения проекторов была в целом очень ограниченной, а запрашиваемые низкие уровни шума требовали установки для проекторов специального корпуса, который не закрывает поле обзора и, вместе с тем, позволяет им в достаточной степени охлаждаться. Многолетний опыт компании project: syntropy в области проектирования высококлассных проекционных систем, а также ее фирменный набор инструментов стали незаменимыми при обеспечении всех упомянутых нестандартных требований.

Программное обеспечение domeprojection.com сыграло ключевую роль в процессе монтажа, так как было необходимо проводить огромное количество расчетов, прежде чем реализовывать что-либо на практике. Г-н Штайнманн объясняет: «В центре купола мы разместили камеру, и это позволило нам распознать все проекционные площади. После этого мы провели исследования, чтобы проверить правильность геометрии и обеспечить возможность совместной работы систем.

Первое испытание было проведено с помощью лазерного указателя, установленного на манипулятор системы мишеней. Манипулятор двигался по точной траектории, и этот «путь» был изображен с помощью визуальной системы. Возникающее отклонение составило всего лишь 1,7 угловых минут».

Simulation Projection Dome

Он продолжил: «В ходе второго испытания мы с помощью проектора отображали маркер, используя теодолит для максимально точного измерения точек. Отклонение составило менее 10 мм на поверхности купола.

Калибровка цвета была проведена с помощью приложения ProjectionTools ColorCalibration и спектрометра Jeti».

Фирменное программное обеспечение, используемое компанией e.sigma во время симуляций, также было обновлено в ходе модернизации. Благодаря тесному сотрудничеству с domeprojection.com компания e.sigma разработала интерфейс для импорта искривления и сшивки непосредственно в самой программе.

После установки, система должна быть способна выполнять ряд задач, как объясняет Роланд Балс из e.sigma: «Купол используется для испытания систем вооружений, которые могут обеспечивать защиту от угроз с земли, моря и воздуха. Дополнительный круг задач – это исследование управляемых ракет, особенно их головок с системой самонаведения. Современные самонаводящиеся головки и системы вооружения обычно оснащены датчиками, работающими в диапазоне от ультрафиолетовых до инфракрасных волн. На проекционной поверхности ZSD есть специально разработанное отражающее покрытие, которое позволяет отражать как статические, так и подвижные сигнатуры целей с точностью до 100% во всем спектральном диапазоне.

«Устройства (испытательные образцы), которые будут проходить испытания, могут обнаруживать и отслеживать цели по отражаемому излучению. Сценарии целей воссоздаются в их описании и динамике с такой точностью, что поведение контуров управления огнем испытательного объекта может быть записано путем измерений».

Он добавил: «Еще одной важной задачей является исследование погрешностей имеющихся в наличии систем вооружения и ракет. Известные в настоящее время меры установления помех средствами радио-электронной борьбы должны проходить испытания на имеющихся системах, для того чтобы можно было делать заключения об их эффективности. Общее представление сценария принимает во внимание влияние рельефа и облаков, а также время суток и погоду. Форма и ориентация целей на проекционной поверхности получают реалистичное отображение, для того чтобы была возможность их отслеживать с помощью датчиков испытуемых образцов».