DI objektų aptikimo technologija dronams | „Broswarm“ atvejo analizė
AI objektų aptikimas autonominėms minų paieškos skraidyklėms
Mūsų komanda, bendradarbiaudama su „Broswarm“, prisidėjo prie revoliucinės bepiločių orlaivių platformos kūrimo. Prisiėmėme lyderystę vystant pažangius AI objektų aptikimo algoritmus, įgalinančius autonomiškai aptikti užkastus bei paviršiuje esančius sprogstamuosius užtaisus skirtinguose grunto tipuose.
Broswarm – revoliucija požeminių objektų aptikimo srityje
Broswarm – inovatyvi Lietuvos gynybos technologijų bendrovė, įkurta siekiant spręsti pasaulinę sausumos minų problemą. Įmonė keičia pasenusias jutiklių technologijas, tokias kaip metalo ieškikliai, magnetometrai ir įprasti georadarai, pažangiu, visiškai autonominiu sprendimu. Jų platforma sujungia lengviausią pasaulyje sintetinės apertūros radarą (X-SAR™) su bepiločių orlaivių technologijomis, leidžiančiomis identifikuoti po žeme iki 0,5 m gylyje esančius objektus – tiek metalinius, tiek plastikiniu korpusu padengtus sprogmenis.
Bendrovė sulaukė svarbaus tarptautinio įvertinimo už savo proveržio technologiją: iškovojo pirmąją vietą NATO inovacijų iššūkyje išminavimo technologijų kategorijoje, užsitikrino 800 000 Eur finansavimą minų aptikimo sprendimo vystymui ir buvo apdovanota Lietuvos gynybos ir saugumo pramonės asociacijos „Metų pripažinimo“ apdovanojimu.
Pasenusios aptikimo technologijos kainuoja gyvybes
Pasaulinė sausumos minų problema
Pasaulyje tebėra užkasta milijonai minų ir nesprogusių šaudmenų, kasmet sukeliančių tūkstančius aukų bei paverčiančių ištisus plotus netinkamais bendruomenėms, žemės ūkiui ir vystymuisi.
Tradicinių metodų ribotumas
Aptikimas vis dar remiasi rankiniais metalo ieškikliais ir georadarais – lėtomis, pavojų operatoriams keliančiomis ir prieš šiuolaikines plastikines minas neveiksmingomis priemonėmis.
Sudėtinga duomenų analizė
Radarų sistemos generuoja didžiulius daugiamačių duomenų kiekius. Be išmanios analizės operatoriams itin sunku interpretuoti požeminius vaizdus ir atskirti grėsmes nuo nekenksmingų objektų.
Aptikimo spraga keičiantis medžiagoms
Tradiciniai metalo ieškikliai neaptinka plastiko, gumos ar kompozitinių medžiagų, kurios vis dažniau naudojamos moderniuose sprogstamuosiuose įtaisuose – taip sukuriamos pavojingos aklosios zonos išminavimo operacijose.
Išmanus AI objektų aptikimas požeminėms ir paviršinėms grėsmėms
Radarais pagrįstas požeminis aptikimas: Mūsų kompiuterinio regėjimo modeliai analizuoja 3D holografinius duomenis iš „Broswarm“ X-SAR™ radaro, identifikuodami užkastus objektus analizuodami amplitudės ir fazės signalų duomenis. AI objektų aptikimo sistema atpažįsta iš metalo, plastiko, gumos ir kitų žmogaus sukurtų medžiagų pagamintas grėsmes gilesniuose grunto sluoksniuose.
Veikimas skirtinguose grunto tipuose: AI objektų aptikimo modeliai buvo apmokyti keturiuose skirtinguose vietovių tipuose – smėlyje, dirvožemyje, augmenijoje ir žvyre, užtikrinant patikimą veikimą realiomis išminavimo sąlygomis.
Optinis paviršiaus aptikimas: Papildant požeminį skenavimą, kameras naudojanti AI sistema identifikuoja matomas ir dalinai uždengtas grėsmes iš skraidyklės nuotraukų, užtikrindama visapusišką tiek užkastų, tiek paviršinių sprogmenų aptikimą.
Erdvinė 3D rekonstrukcija: Aptikimo algoritmai apdoroja tūrinius radaro duomenis sluoksnis po sluoksnio, o vėliau sujungia gautus rezultatus į vieningą 3D objekto modelį, suteikiantį tikslias kiekvienos aptiktos grėsmės koordinates.
Sintetinių duomenų generavimas: Atsižvelgdami į ribotą realių sprogmenų pavyzdžių kiekį, sukūrėme pažangius duomenų gausinimo metodus, išplečiančius mokymo imtis ir užtikrinančius aukštą modelių patikimumą.
Radaro ir optinių duomenų sujungimas: Radaro ir optinio AI objektų aptikimo modelis iš esmės padidina grėsmių identifikavimo tikimybę: paviršinis skenavimas užfiksuoja matomus objektus, o požeminė analizė randa paslėptus pavojus.
AI objektų aptikimas praktikoje
„Broswarm“ skraidyklių platforma naudoja X-SAR™ radarą požeminiam minų aptikimui, o optiniai jutikliai identifikuoja paviršines grėsmes įvairiose aplinkose.
Nuo neapdorotų jutiklių duomenų iki patvirtintos grėsmės
Duomenų apdorojimo grandinė
Radaro signalai paverčiami trimačiais holografiniais duomenų blokais, turinčiais amplitudės ir fazės informaciją. AI algoritmai analizuoja skersinius pjūvius, atpažįsta grėsmių požymius ir sujungia aptikimo rezultatus į vieną trimatį objektą.
Giliojo mokymosi architektūra
Pažangūs neuroniniai tinklai, apmokyti naudojant anotuotus duomenis, atskiria realias grėsmes nuo nekenksmingų požeminių objektų (akmenų, šaknų, šiukšlių) – taip sumažinamas klaidingų pavojaus signalų kiekis.
Segmentacija pagrįstas anotavimas
Tikslus poligoninis anotavimas leidžia AI išmokti tikslių objekto kontūrų, o ne tik apytikslių ribų. Tai pagerina dalinai uždengtų ar netaisyklingos formos grėsmių aptikimą.
Nuolatinis modelio tobulinimas
Aptikimo modeliai nuolat gerinami pildant duomenų bazes įvairesnėmis grunto sąlygomis, naujais objektų tipais bei aplinkos veiksniais, siekiant vis aukštesnio tikslumo.
Įrodytas aptikimo efektyvumas skirtingose aplinkose
Aukšto tikslumo 3D aptikimas
AI objektų aptikimas pasiekia išskirtinį tikslumą identifikuojant užkastus objektus trimačiame lygmenyje – sluoksnis po sluoksnio atliekama analizė sujungiama į patvirtintas grėsmių vietas.
Aukščiausias tikslumas dirvožemyje
Dirvožemio aplinkoje sistema pasiekė aukščiausius rodiklius – tai įrodo puikų veikimą viename iš dažniausiai pasitaikančių grunto tipų išminavimo darbuose.
Įvairių medžiagų atpažinimas
AI sėkmingai atpažįsta objektus iš metalo, plastiko, gumos ir kompozitinių medžiagų – taip užpildoma kritinė aptikimo spraga, dėl kurios tradiciniai metalo ieškikliai yra neveiksmingi prieš šiuolaikines grėsmes.
Patikimumas skirtingose vietovėse
Stabilūs rezultatai smėlio, dirvožemio, augmenijos ir žvyro aplinkose įrodo sistemos pasirengimą praktiniam taikymui realiomis sąlygomis.
Autonominis veikimas be žmogaus įsikišimo
Skraidyklėse integruota aptikimo sistema eliminuoja poreikį žmonėms būti pavojingai arti sprogstamųjų grėsmių, iš esmės padidindama saugumą žvalgybos bei išminavimo misijų metu.
Atsparumas aplinkos sąlygoms
Optinis aptikimas sėkmingai identifikuoja grėsmes net ir esant sudėtingoms sąlygoms, pavyzdžiui, sniegu padengtose teritorijose – taip išplečiamos operacijų galimybės.
Skenavimas iš oro
Oro skenavimas leidžia greitai patikrinti didelius užterštus plotus, kurių patikra tradiciniais rankiniais metodais užtruktų savaites ar mėnesius.
Technologijos pasauliniam saugumui
Kasmet sausumos minos ir nesprogę užtaisai nusineša tūkstančius gyvybių bei neleidžia bendruomenėms saugiai naudotis savo žeme. Ši AI objektų aptikimo partnerystė kuria ilgalaikę vertę:
Humanitarinis poveikis
Greitesnis ir saugesnis aptikimas pagreitina teritorijų išminavimą – žemė grąžinama bendruomenėms, įgalinamas žemės ūkis ir išvengiama civilių aukų pokonfliktiniuose regionuose.
Operatorių saugumas
Autonominis skraidyklių aptikimas eliminuoja poreikį žmonėms būti tiesioginiame sąlytyje su sprogstamosiomis grėsmėmis, iš esmės pakeisdamas išminavimo darbų rizikos lygį.
Naujas aptikimo galimybių lygis
AI objektų aptikimas identifikuoja grėsmes, kurias praleidžia tradiciniai metodai – ypač plastikinius įtaisus, nepastebimus metalo ieškikliams – užpildydamas pavojingas spragas dabartinėse išminavimo technologijose.
Sprendimas, pritaikomas didelio masto operacijoms
Skraidyklių ir išmaniojo aptikimo derinys užtikrina tokį darbo sparta pasižymintį padengimą, kurio neįmanoma pasiekti antžeminiais rankiniais metodais.