Wärmebild findet Ziele bei Nacht; sie zu identifizieren verlangt Licht, das das Auge nicht sieht. NIR-Laserbeleuchtungsmodule — 850-nm-Strahler, deckungsgleich mit dem Zoomkanal mitgeführt — wirken als unsichtbare Scheinwerfer und verlängern die Identifizierungsreichweite tief in unbeleuchtetes Gelände, wo ein sichtbarer Scheinwerfer zugleich nutzlos und verräterisch wäre.
Kernaussagen
- Nutzlasten mit Beleuchtung verwenden zwei 0,8-W-Strahler bei 850 ± 10 nm, gepaart mit 8° und 30° Abstrahlwinkel.
- Auf 100 m ergeben diese Keulen Kreise von rund 14 m und 54 m: die schmale bündelt die Leistung für die Identifizierung im Zoom, die weite flutet den Nahbereich für den Überblick.
- Das gelieferte Licht folgt dem Abstandsquadratgesetz — doppelte Entfernung, ein Viertel Licht —, weshalb die wirksame Reichweite von Zoomöffnung, Sensorempfindlichkeit und Zielreflexion gemeinsam abhängt.
- Es handelt sich um Laserprodukte der Klasse 3B nach IEC 60825-1, ein grundlegend anderer Sicherheitsfall als die Entfernungsmesslaser der Klasse 1/1M im selben Pod.
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Keulengeometrie: warum zwei Keulen
Eine einzelne Keule kann nicht beide Aufgaben erfüllen. Bündeln Sie die Leistung in einen schmalen Kegel, können Sie ein Ziel auf große Entfernung durch ein Zoomobjektiv ausleuchten, sehen aber nichts von der Umgebung. Streuen Sie weit, gewinnen Sie Überblick auf Kosten der Reichweite. Die Nutzlasten mit Beleuchtung — die LX-9B, LX-8RB und LX-8RC — führen beide.
| Keule | Winkel | Fleck auf 100 m | Zweck | Eingesetzt mit |
|---|---|---|---|---|
| Schmal | 8° | Kreis ≈ 14 m | Bündelt die Leistung für die Identifizierung auf große Entfernung | Eingezoomt |
| Weit | 30° | Kreis ≈ 54 m | Flutet den Nahbereich für den Lagebezug | Ausgezoomt |
| Beide | — | — | Übergang zwischen Suche und Identifizierung | Mittlerer Zoom |
Die Paarung existiert, weil die Keule dem Zoom folgen muss. Eine schmale Keule hinter einem Weitwinkelbild leuchtet eine kleine helle Scheibe in der Mitte eines dunklen Bildes aus, was schlechter ist als gar keine Beleuchtung. Keule und Sichtfeld aufeinander abzustimmen ist der Unterschied zwischen einem brauchbaren Bild und einem offensichtlichen Lichtfleck — und deshalb gehört die Beleuchtung deckungsgleich in das Gimbal und nicht fest an die Zelle.
Reichweitenverhalten und das Abstandsquadratproblem
Beleuchtung gehorcht dem Abstandsquadratgesetz, und dagegen hilft keine Konstruktion. Die doppelte Entfernung zum Ziel viertelt das gelieferte Licht. Allein diese Tatsache setzt jedem NIR-Beleuchtungssystem die praktische Obergrenze, unabhängig von der Strahlerleistung.
| Faktor | Wirkung auf die effektive Reichweite | Von Ihnen beeinflussbar? |
|---|---|---|
| Entfernung zum Ziel | Licht fällt mit dem Quadrat der Entfernung | Ja — näher heranfliegen |
| Zoomöffnung | Ein lichtschwächeres Objektiv sammelt im maximalen Zoom weniger | Nein, sobald die Nutzlast gewählt ist |
| Sensorempfindlichkeit | Legt die nutzbare Untergrenze direkt fest | Nein, sobald gewählt |
| Zielreflexion | Dunkle Kleidung wirft nur einen Bruchteil heller Flächen zurück | Nein |
| Keulenwahl | Die falsche Keule verschwendet den größten Teil der Leistung | Ja |
| Atmosphärische Bedingungen | Dunst und Regen streuen die Keule zu Ihnen zurück | Nein — und die Rückstreuung blendet die Kamera |
Rückstreuung ist der Ausfall, dem Bediener zuerst begegnen. In Dunst, Nebel oder Regen leuchtet die Keule das Wasser in der Luft zwischen Luftfahrzeug und Ziel aus, und die Kamera sieht eine glühende Wand. Den Illuminator auszuschalten liefert oft ein besseres Bild als ihn eingeschaltet zu lassen — derselbe Effekt wie Fernlicht im Nebel. Grenzen bei Nebel, Regen und Feuchte beschreibt, was dennoch funktioniert.
In der Praxis bedient der Illuminator die Identifizierungsstufe des Zoomkanals, nachdem das Wärmebild die Detektion geleistet hat. Das Wärmebild liefert unter allen Bedingungen eine Peilung; der Zoomkanal samt Beleuchtung macht daraus eine Identifizierung. Dieser Arbeitsablauf ist dargelegt in Nachtsicht im Vergleich, die Sensorseite in Starlight- und Schwachlichtbildgebung.
Sicherheitsklasse und Praxis
Es handelt sich um Laserprodukte der Klasse 3B nach IEC 60825-1. Das ist eine wesentlich andere Einstufung als die Entfernungsmesslaser der Klasse 1/1M, beschrieben in Laserentfernungsmessung und Geolokalisierung, und beide werden regelmäßig verwechselt, weil beide unsichtbar sind und beide im selben Pod sitzen können.
- Behandeln Sie den Strahler wie einen Scheinwerfer, der auf kurze Entfernung niemals auf Augen verweilen darf.
- Klären Sie die örtliche Rechtslage zum Lasereinsatz aus der Luft vor dem Einsatz — die Regeln unterscheiden sich stark, und manche Länder verlangen eine Anzeige.
- Denken Sie daran, dass 850 nm für andere Kamerasysteme hell ist. Verdeckt zu beleuchten heißt nicht, unentdeckbar zu beleuchten.
- Schalten Sie den Illuminator aus, wenn er dem aktuellen Sichtfeld nicht dient; eingeschaltet verschwendet er Energie und erzeugt Rückstreuung.
- Nehmen Sie den Laserzustand in die Vor- und Nachflugkontrollen auf, damit er am Boden nie unter Spannung bleibt.
Für Augen unsichtbar, für Kameras offensichtlich. Jeder CMOS-Sensor und jedes Nachtsichtgerät sieht 850 nm deutlich. Wenn echte Verdeckung gegenüber einem Beobachter gefordert ist, der ebenfalls Nachtsichttechnik haben kann, ist Beleuchtung nicht das Mittel — Wärmebild ist es.
Warum nicht einfach weißes Licht
Weißes Licht kündigt das Luftfahrzeug allen am Boden an, blendet die Personen, die Sie beobachten wollen, und trägt je Watt auf große Entfernung durch ein Zoomobjektiv schlecht. Es zerstört zudem die Schwachlichtanpassung des Sensors und jeder Besatzung am Boden.
NIR leistet dasselbe ohne diese Nachteile, zum Preis eines Schwarzweißbildes — die Kamera öffnet ihren IR-Sperrfilter, um 850 nm zu nutzen, und die Farbe geht mit. Für Identifizierungsarbeit lohnt sich dieser Tausch fast immer. Wo Farbe wirklich zählt und Restlicht vorhanden ist, ist ein Starlight-Kanal ohne Beleuchtung die bessere Antwort.
Beide Ansätze stehen in einem größeren Nachtbetriebsverfahren, das Anforderungen an Befeuerung und Besatzung unabhängig von der Nutzlast erfüllen muss — siehe Befeuerung und Vorschriften für den Nachtflug. Der Einsatz auf Missionsebene ist behandelt in nächtliche Sicherheitspatrouille und Grenz- und Perimeterüberwachung.
Weiterführend
- Starlight vs. NIR vs. Wärmebild: Drohnen-Nachtsicht
- Wärmebild vs. Nachtsicht: Was Drohnen nachts sehen
- Wärmebilddrohnen in Nebel, Regen und Feuchte: Was tatsächlich noch funktioniert
- Befeuerung und Vorschriften für Nachtflüge mit Wärmebilddrohnen
- Starlight- und Schwachlichtaufnahmen: Sehen bei 0,01 Lux ohne Wärmebild
- Laserentfernungsmessung und Zielgeolokalisierung auf UAV-Nutzlasten
- Drohnen für nächtliche Sicherheitspatrouillen: Wärmebild- und Starlight-Nutzlasten
- LX-9B — 30x Zoom EO/IR-Nutzlast mit NIR-Beleuchtung
- LX-8RB — 30x Zoomnutzlast mit NIR-Beleuchtung
FAQ
Ist 850-nm-Beleuchtung wirklich unsichtbar?
Für das bloße Auge praktisch ja — am Strahler selbst kann aus kurzer Entfernung ein schwaches rotes Glimmen wahrnehmbar sein. Für CMOS-Kameras und Nachtsichtgeräte ist sie hell, also verdeckt gegenüber Menschen, nicht gegenüber Geräten.
Warum nicht einfach weißes Licht verwenden?
Weißes Licht kündigt das Luftfahrzeug an, blendet die beobachteten Personen und trägt je Watt auf große Entfernung durch Zoomoptik schlecht. NIR leistet dasselbe verdeckt, zum Preis eines Schwarzweißbildes, sobald der IR-Sperrfilter öffnet.
Sind Beleuchtungs- und Entfernungsmesslaser dasselbe?
Nein. Beleuchtungsmodule sind Produkte der Klasse 3B nach IEC 60825-1; messende Entfernungsmesser gehören zu Klasse 1 oder 1M und sind im normalen Gebrauch augensicher. Sie haben unterschiedliche Sicherheitsfälle, auch wenn sie an derselben Nutzlast sitzen.
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