Publicado el: enero de 2022

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Imagina vivir en los trópicos: hace calor, es tropical, soleado y... húmedo, polvoriento, lleno de humo y contaminado. Esa es la realidad imperfecta de muchas personas que viven y trabajan en áreas tropicales, tanto en la costa como en el interior.

El humo y el polvo dan como resultado una neblina. Eso puede no ser visible, o al menos importante, para un turista en la playa.

Pero para los hombres y mujeres que participan en operaciones de patrullaje marítimo, la aplicación de la ley o búsqueda y rescate (SAR), la neblina puede ser la diferencia entre detectar un objetivo y errarlo por completo, incluso a plena luz del día: la diferencia entre la vida y la muerte. 

Las partículas suspendidas reducen la visibilidad, lo que significa que los drones con equipo EO/IR (electroóptico / infrarrojo) en el aire que intentan apoyar a los bomberos, por ejemplo, deben acercarse peligrosamente al frente de la llama, a menudo en un terreno accidentado, para detectar y rastrear elementos como camiones de bomberos.

A estas altitudes el riesgo de colisión con aviones de extinción de incendios crece exponencialmente. Los peligros son obvios.

¿Por qué? Porque al reducir la visibilidad, la neblina desafía los intentos de ver a través de ella utilizando sensores electroópticos e infrarrojos (EO/IR) para aumentar o reemplazar el globo ocular humano.

Por ello el programa de Sentient Vision Systems, con sede en Melbourne, busca adaptar su exclusiva tecnología de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático a los infrarrojos de onda corta (SWIR).

El programa tiene como objetivo proporcionar la capacidad ViDAR (detección visual y distancia) de la compañía en un entorno óptico desafiante.

Esta capacidad combinará un sensor SWIR con IA derivada del producto ViDAR probado de la compañía para crear una capacidad de análisis de imágenes de sensores que nunca antes han existido.

ViDAR es un sistema de análisis de imágenes basado en software que examina cada cuadro en la transmisión de imágenes de alta resolución de un sensor y detecta objetivos que serían invisibles, o muy difíciles de detectar, para un operador humano.

Ofrece hasta un 96 % de probabilidad de detectar un objetivo sobre el océano, y permite que un avión de patrulla o SAR cubra un área de búsqueda designada hasta 30 veces más rápido que uno sin un sensor ViDAR.

¿Qué tiene de especial un sensor SWIR?

Opera en la banda de onda de 1 a 3 micras, lo que le otorga una capacidad única para "ver" a través de la neblina atmosférica, ya sea humedad, polvo o humo. Por el contrario, el IR de onda media (MWIR) en la banda de onda de 3 a 5 micras es muy adecuado para la visión nocturna y la poca visibilidad.

El IR de onda larga (LWIR) en la banda de onda de 8-15 micras es la banda de onda tradicional de "imagen térmica" y los sensores LWIR detectan las diferencias de temperatura con gran sensibilidad, pero se atenúan con la neblina, el polvo y el humo.

¿Entonces? Mientras que un sensor EO/IR convencional puede tener un rango de hasta 20 nm en buenas condiciones atmosféricas, en un ambiente caluroso y brumoso como el Golfo, su rango puede caer a tan solo 1 nm en una neblina espesa, e incluso menos que esto en una densa neblina, humo o polvo.

El uso de sensores SWIR aumenta considerablemente este rango en condiciones de niebla, y la tecnología de inteligencia artificial y aprendizaje automático derivada de ViDAR significa que los objetivos difíciles de detectar dentro del rango del sensor se pueden detectar de forma autónoma exactamente de la misma manera que un sistema ViDAR convencional, EO o LWIR. ViDAR simplemente coloca una miniatura en la pantalla del operador que proporciona el alcance y la demora del objetivo para una investigación más cercana por parte del sensor principal del dron. 

Piense en lo que eso significa para los operadores.

Esta capacidad tiene como objetivo brindarles más tiempo para actuar o reaccionar porque están detectando objetivos desde una distancia mucho mayor: un equipo aéreo no tripulado (UAV) podría incluso ser completamente invisible e inaudible para el objetivo que está siguiendo. 

En una misión SAR, los sobrevivientes en el agua pueden detectarse más lejos; en una misión de patrullaje marítimo o aplicación de la ley, será posible detectar embarcaciones terroristas o pescadores ilegales a mayor distancia.

Sobre tierra, los objetivos en áreas contaminadas o polvorientas se pueden detectar desde una distancia mayor; y los vehículos aéreos no tripulados que ayudan a los bomberos pueden operar a una altitud de separación segura, lo suficientemente alta como para que los aviones de extinción de incendios puedan pasar con seguridad por debajo de ellos.

Mientras que el frente de la llama se mapea utilizando un IR de onda larga en la misma aeronave o UAV, SWIR puede ayudar a los operadores a observar los activos en tierra, como los camiones de bomberos, y ayudar a los administradores de emergencias a mantener el conocimiento de la situación a pesar del caos de un incendio forestal.

Las ventajas de SWIR y ViDAR para el operador son claras: es una capacidad pasiva, muy indetectable, a diferencia del radar.

Un sensor SWIR proporciona una imagen similar a EO del objetivo, que es mucho más fácil de interpretar que una imagen de radar. La combinación de SWIR y ViDAR es especialmente buena para detectar objetos pequeños, a diferencia del radar: la combinación de inteligencia artificial y aprendizaje automático de ViDAR permite que el sensor detecte y rastree objetivos de unos pocos píxeles de tamaño.

Por lo tanto, un avión o UAV equipado con SWIR/ViDAR es mucho más productivo que un avión sin este sistema.

Un sensor SWIR es más caro que un sensor EO/IR estándar de 3-5 micras y carece de su rango, pero estos factores están más que compensados ​​por las capacidades hasta ahora no disponibles que proporciona en neblina, polvo y humo.

En cualquier caso, Sentient ve esto como un complemento de su tecnología probada EO/IR ViDAR, no como un reemplazo.

Por esta razón, Sentient Vision Systems está explorando posibles aplicaciones SWIR ViDAR para tierra y mar. Desde una altitud de 10,000 pies sobre la tierra (lo que significa que es invisible e inaudible para el enemigo), un UAV equipado con SWIR/ViDAR podría mantener la vigilancia de las fuerzas amigas, día y noche, y cuando sea necesario, verá a través del humo y el polvo del campo de batalla para identificar fuerzas amigas y hostiles.

En el mar, los operadores obtendrán el mismo beneficio, lo que significa que los piratas, terroristas, pescadores ilegales y delincuentes no pueden escapar a la detección y el escrutinio.

Sin embargo, esto no sucederá de inmediato.

El proceso de realizar pruebas de vuelo en condiciones reales de incendios forestales, neblina y tormentas de polvo ha sido difícil durante la pandemia de COVID-19, pero como se espera que los peores efectos de la pandemia pasen pronto, la obtención de esta nueva capacidad es inminente. 

Visión Sentiente © 2022

Artículo original: https://www.sentientvision.com/vidar-helping-see-through-haze-smoke-and-dust/