As bombas de beira de estrada são assassinos furtivos e eficazes. Eles são fáceis de fabricar e esconder, tornando-a a arma preferida de insurgentes e terroristas em todo o mundo. Encontrar e desativar esses dispositivos letais é muito difícil. O engenheiro elétrico Dennis van de Wouw da Universidade de Tecnologia de Eindhoven (TU / e) tem, em estreita colaboração com a indústria e especialistas do Ministério da Defesa da Holanda, desenvolveu um sistema de alerta precoce em tempo real. Quando montado em um veículo militar, ele pode detectar automaticamente a presença dessas bombas, registrando mudanças suspeitas no ambiente. Ele defenderá sua tese de doutorado no dia 11 de dezembro na TU / e.

Bombas de beira de estrada, ou os chamados Dispositivos Explosivos Improvisados ​​(IED), são uma séria ameaça para as tropas e civis nas zonas de conflito. Eles são facilmente fabricados usando itens domésticos comuns, e, com instruções amplamente disponíveis online, sua construção não requer mais treinamento militar. Devido ao seu alto impacto (mais de 66% das baixas da coalizão na guerra do Afeganistão são resultado de IEDs), facilidade de construção e relativa indetectabilidade, eles se tornaram a arma favorita de insurgentes e terroristas em zonas de conflito em todo o mundo.

A fim de reduzir as baixas durante os transportes militares, vigilância frequente das rotas de alto risco é necessária. Um método eficaz de vigilância são as patrulhas terrestres, que localizam ameaças potenciais procurando padrões suspeitos no ambiente. Esta é uma tarefa muito exigente, porque os humanos têm dificuldade em se concentrar em uma tarefa por mais tempo em um ambiente desconhecido. Portanto, surge uma necessidade urgente de um sistema que possa ajudar os militares a encontrar ameaças potenciais durante a condução.

Qualquer tamanho, forma ou cor

Dennis van de Wouw e seus parceiros de projeto desenvolveram um sistema de alerta precoce em tempo real para IEDs que é montado em um veículo. Este sistema é capaz de detectar automaticamente objetos desconhecidos e mudanças suspeitas no ambiente. A detecção automatizada de tais objetos desconhecidos é muito difícil usando técnicas de detecção convencionais, porque simplesmente não se sabe como é o IED. Pode ter qualquer tamanho, forma e cor.

Em vez de, eles partiram do pressuposto de que a colocação de um IED causa mudanças sutis no ambiente, como trilhas de escavação ou objetos recém-aparecidos, como gatilhos usados ​​por insurgentes ou terroristas para detonar o IED. Portanto, Van de Wouw equipou um veículo militar com um sistema de vídeo inteligente capaz de detectar automaticamente mudanças suspeitas no ambiente durante a condução. Este sistema consiste em uma câmera estéreo (uma câmera com duas lentes que gera imagens 3-D), um sistema de posicionamento GPS e uma plataforma de análise de imagens.

O sistema registra automaticamente o ambiente e o compara com as imagens gravadas anteriormente, por exemplo, durante uma operação de liberação anterior (veja o exemplo acima). Todas as alterações são analisadas pelo sistema. Somente aquelas mudanças que indicam a possível presença de um IED são apresentadas ao operador militar por meio de uma Interface Gráfica de Usuário interativa. "Isso permite que um operador militar tome as medidas adequadas, como parar a tempo para uma inspeção mais aprofundada da ameaça potencial, ou para evitá-lo completamente, "diz Van de Wouw.

Desafio

Seu principal desafio era projetar um sistema capaz de comparar com precisão imagens históricas e ao vivo do ambiente. Isso não é trivial:o ponto de vista das gravações pode ser diferente, bem como as condições meteorológicas e a hora do dia, criando mudanças confusas na perspectiva e na iluminação. Usando câmeras estéreo, modelagem 3D avançada e análise automatizada de imagens, Van de Wouw foi capaz de criar um sistema robusto capaz de detectar com sucesso mudanças suspeitas no ambiente. Além disso, ele conduziu os primeiros experimentos exploratórios com Inteligência Artificial, que mostram capacidades de detecção promissoras, mesmo sob condições severas de iluminação.

O sistema desenvolvido foi demonstrado com sucesso ao Ministério da Defesa holandês, mostrando suas capacidades de detecção em um terreno militar. Lá, ele foi capaz de detectar todos os objetos de teste 'desconhecidos' e alterações com, pelo menos, contraste médio. O Ministério está, portanto, muito feliz com o trabalho de Van de Wouw e seus parceiros, especialmente com a velocidade com que o novo sistema processa os sinais de alerta.

"O aviso de ameaça deve chegar a tempo, para que o veículo militar possa parar a uma distância segura da bomba à beira da estrada. Isso coloca uma grande pressão sobre o gerenciamento de tempo para o processamento paralelo. Até agora, todos os resultados parecem muito promissores, "diz Silvester de Bruin, adivisor de inovação no Ministério.

De acordo com Van de Wouw, o novo sistema de alerta precoce é um dos poucos sistemas de detecção de mudança funcional para combater IEDs, capaz de localizar pequenas mudanças suspeitas no ambiente em tempo real. Ele agora está trabalhando para ViNotion, um spin-off do grupo de pesquisa Video Coding and Architectures na TU / e, onde está desenvolvendo ainda mais essa tecnologia em estreita colaboração com o Ministério da Defesa.