Bermbommen zijn stiekeme en effectieve moordenaars. Ze zijn gemakkelijk te vervaardigen en te verbergen, waardoor het het favoriete wapen is van opstandelingen en terroristen over de hele wereld. Het vinden en uitschakelen van deze dodelijke apparaten is erg moeilijk. Elektrotechnisch ingenieur Dennis van de Wouw van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) heeft, in nauwe samenwerking met de industrie en experts van het Ministerie van Defensie, een realtime waarschuwingssysteem ontwikkeld. Wanneer gemonteerd op een militair voertuig, het kan automatisch de aanwezigheid van die bommen detecteren door verdachte veranderingen in de omgeving te registreren. Op 11 december verdedigt hij zijn proefschrift aan de TU/e.

bermbommen, of zogenaamde geïmproviseerde explosieven (IED), vormen een ernstige bedreiging voor zowel troepen als burgers in conflictgebieden. Ze zijn gemakkelijk te vervaardigen met behulp van gewone huishoudelijke artikelen, en, met instructies die overal online beschikbaar zijn, hun constructie vereist niet langer militaire training. Vanwege hun grote impact (meer dan 66% van de coalitieslachtoffers in de oorlog in Afghanistan zijn het gevolg van IED's), gemak van constructie en relatieve onopspoorbaarheid, ze zijn het favoriete wapen geworden van opstandelingen en terroristen in conflictgebieden over de hele wereld.

Om het aantal slachtoffers tijdens militaire transporten te verminderen, frequente bewaking van de risicoroutes is vereist. Een effectieve bewakingsmethode is patrouilles op de grond, die potentiële bedreigingen lokaliseren door te zoeken naar verdachte patronen in de omgeving. Dit is een zeer veeleisende taak, omdat mensen moeite hebben om zich langer op een taak te concentreren in een onbekende omgeving. Daarom, er ontstaat een dringende behoefte aan een systeem dat militairen kan helpen bij het opsporen van potentiële dreigingen tijdens het rijden.

Elke grootte, vorm of kleur

Dennis van de Wouw en zijn projectpartners ontwikkelden een realtime vroegtijdig waarschuwingssysteem voor IED's dat op een voertuig wordt gemonteerd. Dit systeem is in staat om automatisch onbekende objecten en verdachte veranderingen in de omgeving te detecteren. Geautomatiseerde detectie van dergelijke onbekende objecten is erg moeilijk met conventionele detectietechnieken, omdat het simpelweg niet bekend is hoe de IED eruitziet. Het kan elke maat hebben, vorm en kleur.

In plaats daarvan, ze gingen ervan uit dat het plaatsen van een IED subtiele veranderingen in de omgeving veroorzaakt, zoals graafsporen of nieuw verschenen objecten, zoals triggers die door opstandelingen of terroristen worden gebruikt om de IED tot ontploffing te brengen. Daarom, Van de Wouw rustte een militair voertuig uit met een intelligent videosysteem dat tijdens het rijden automatisch verdachte veranderingen in de omgeving kan opsporen. Dit systeem bestaat uit een stereocamera (een camera met twee lenzen die 3D-beelden genereert), een GPS-positioneringssysteem en een beeldanalyseplatform.

Het systeem registreert automatisch de omgeving en vergelijkt deze met eerder opgenomen beelden, bijvoorbeeld tijdens een eerdere ontruimingsoperatie (zie voorbeeld hierboven). Alle wijzigingen worden vervolgens door het systeem geanalyseerd. Alleen die wijzigingen die wijzen op de mogelijke aanwezigheid van een IED worden via een interactieve grafische gebruikersinterface aan de militaire operator gepresenteerd. "Dit stelt een militaire operator in staat passende maatregelen te nemen, zoals op tijd stoppen voor verdere inspectie van de potentiële dreiging, of om het helemaal te vermijden, ’ zegt Van de Wouw.

Uitdaging

Zijn grootste uitdaging was het ontwerpen van een systeem dat historische en live beelden van de omgeving nauwkeurig kan vergelijken. Dit is niet triviaal:het gezichtspunt van de opnames kan verschillen, evenals de weersomstandigheden en het tijdstip van de dag, het creëren van verwarrende veranderingen in perspectief en verlichting. Met behulp van stereocamera's, geavanceerde 3D-modellering en geautomatiseerde beeldanalyse, Van de Wouw was in staat om een ​​robuust systeem te creëren dat in staat is om verdachte veranderingen in de omgeving succesvol te detecteren. Bovendien, deed hij eerste verkennende experimenten met kunstmatige intelligentie, die veelbelovende detectiemogelijkheden laten zien, zelfs onder zware lichtomstandigheden.

Het ontwikkelde systeem is met succes gedemonstreerd aan het Ministerie van Defensie, toont zijn detectievermogen op militair terrein. Daar, het was in staat om alle 'onbekende' testobjecten en veranderingen te detecteren met minimaal gemiddeld contrast. Het ministerie is dan ook erg blij met het werk van Van de Wouw en zijn partners, zeker met de snelheid waarmee het nieuwe systeem de waarschuwingssignalen verwerkt.

"De dreigingswaarschuwing moet op tijd komen, zodat het militaire voertuig op veilige afstand van de bermbom kan stoppen. Dit legt een grote druk op het tijdbeheer voor de parallelle verwerking. Tot nu toe zien alle resultaten er veelbelovend uit, zegt Silvester de Bruin, innovatieadviseur bij het ministerie.

Volgens Van de Wouw het nieuwe systeem voor vroegtijdige waarschuwing is een van de weinige functionele veranderingsdetectiesystemen voor het tegengaan van IED's, in staat om in realtime kleine verdachte veranderingen in de omgeving te vinden. Hij werkt nu voor ViNotion, een spin-off van de onderzoeksgroep Video Coding and Architectures aan de TU/e, waar hij deze technologie verder ontwikkelt in nauwe samenwerking met het Ministerie van Defensie.