Intelligent kamera registrerer automatisk vejsidebomber

Vejsidebomber er luskede og effektive mordere. De er nemme at fremstille og skjule, gør det til det foretrukne våben for oprørere og terrorister over hele verden. Det er meget svært at finde og deaktivere disse dødelige enheder. Elektroingeniør Dennis van de Wouw fra Eindhoven University of Technology (TU/e) har, i tæt samarbejde med industrien og eksperter fra det nederlandske forsvarsministerium, udviklet et tidligt varslingssystem i realtid. Når den er monteret på et militærkøretøj, den kan automatisk registrere tilstedeværelsen af ​​disse bomber ved at registrere mistænkelige ændringer i miljøet. Han forsvarer sin ph.d.-afhandling den 11. december på TU/e.

Vejsidebomber, eller såkaldte improviserede eksplosive enheder (IED), er en alvorlig trussel mod både tropper og civile i konfliktområder. De fremstilles nemt ved hjælp af almindelige husholdningsartikler, og, med instruktioner bredt tilgængelige online, deres konstruktion kræver ikke længere militær træning. På grund af deres store indvirkning (over 66% af koalitionens ofre i krigen i Afghanistan er et resultat af IED'er), let konstruktion og relativ uopdagelighed, de er blevet det foretrukne våben for oprørere og terrorister i konfliktområder over hele verden.

For at reducere tab under militære transporter, hyppig overvågning af højrisikoruterne er påkrævet. En effektiv metode til overvågning er jordbaserede patruljer, som lokaliserer potentielle trusler ved at søge efter mistænkelige mønstre i miljøet. Det er en meget krævende opgave, fordi mennesker har svært ved at koncentrere sig om en opgave i længere tid i et ukendt miljø. Derfor, der opstår et presserende behov for et system, der kan hjælpe militært personel med at finde potentielle trusler under kørsel.

Enhver størrelse, form eller farve

Dennis van de Wouw og hans projektpartnere udviklede et system til tidlig advarsel i realtid for IED'er, der er monteret på et køretøj. Dette system er i stand til automatisk at opdage ukendte objekter og mistænkelige ændringer i miljøet. Automatisk detektering af sådanne ukendte objekter er meget vanskelig ved brug af konventionelle detektionsteknikker, da det simpelthen ikke vides hvordan IED'en ser ud. Det kan have enhver størrelse, form og farve.

I stedet, de startede ud fra den antagelse, at placering af en IED forårsager subtile ændringer i miljøet, såsom at grave spor eller nyligt viste objekter, som triggere brugt af oprørere eller terrorister til at detonere IED. Derfor, Van de Wouw udstyrede et militærkøretøj med et intelligent videosystem, der automatisk kan finde mistænkelige ændringer i miljøet under kørslen. Dette system består af et stereokamera (et kamera med to linser, der genererer 3-D-billeder), et GPS-positioneringssystem og en billedanalyseplatform.

Systemet optager automatisk omgivelserne og sammenligner det med billeder, der er optaget tidligere, for eksempel under en tidligere rydningsoperation (se eksemplet ovenfor). Alle ændringer analyseres derefter af systemet. Kun de ændringer, der indikerer den mulige tilstedeværelse af en IED, præsenteres for den militære operatør gennem en interaktiv grafisk brugergrænseflade. "Dette gør det muligt for en militær operatør at træffe passende foranstaltninger, såsom at stoppe i tide til yderligere inspektion af den potentielle trussel, eller for at undgå det helt, " siger Van de Wouw.

Udfordring

Hans største udfordring var at designe et system, der var i stand til nøjagtigt at sammenligne historiske og levende billeder af miljøet. Dette er ikke trivielt:synsvinklen på optagelserne kan variere, samt vejrforholdene og tidspunktet på dagen, skabe forvirrende ændringer i perspektiv og belysning. Brug af stereokameraer, avanceret 3D-modellering og automatiseret billedanalyse, Van de Wouw var i stand til at skabe et robust system, der er i stand til med succes at opdage mistænkelige ændringer i miljøet. I øvrigt, han udførte første udforskende eksperimenter med kunstig intelligens, som viser lovende detektionsevner selv under svære lysforhold.

Det udviklede system er med succes blevet demonstreret for det hollandske forsvarsministerium, viser dets detektionsevner på et militært terræn. der, den var i stand til at detektere alle 'ukendte' testobjekter og ændringer med mindst medium kontrast. Ministeriet er derfor meget glad for arbejdet udført af Van de Wouw og hans partnere, især med den hastighed, hvormed det nye system behandler advarselssignalerne.

"Trusselsadvarslen skal komme i tide, så det militære køretøj kan stoppe i sikker afstand fra vejsidebomben. Dette lægger et stort pres på tidsstyringen for den parallelle behandling. Indtil videre ser alle resultater meget lovende ud, " siger Silvester de Bruin, innovationsrådgiver i ministeriet.

Ifølge Van de Wouw, det nye tidlige varslingssystem er et af de få funktionelle ændringsdetektionssystemer til imødegåelse af IED'er, i stand til at finde små mistænkelige ændringer i miljøet i realtid. Han arbejder nu for ViNotion, et spin-off af forskergruppen Video Coding and Architectures på TU/e, hvor han videreudvikler denne teknologi i tæt samarbejde med Forsvarsministeriet.