Stroškovno učinkovite modifikacije za izboljšano zaznavanje kamuflaže (Z2-60172)

Splošni podatki

Naslov
Stroškovno učinkovite modifikacije za izboljšano zaznavanje kamuflaže
Obdobje
1. 1. 2025 -- 31. 12. 2026
Velikost
1,00 FTE
Aktivnosti
2.06 - Tehnika / Sistemi in kibernetika / Biomedicinska tehnika

Povzetek

Vsestranska kamuflaža mora izkazovati visoko učinkovitost v širokem spektru valovnih dolžin, ki po navadi sovpada z merilnim območjem senzorjev tistega, ki zakamuflirani objekt poskuša razpoznati. Medtem ko uporaba primernih barvil in pigmentov v vidnem spektru lahko skrije zakamufliran objekt pred človeškimi očmi, zahtevajo specializirani senzorji (npr. nočnogled in ultravijolične (UV) kamere) širšo spektralno pokritost. Z uporabo kamuflažnih materialov, ki se v okolju ne pojavljajo, lahko pride do očitnih razlik v spektralnih odtisih ozadja ter maskirnega materiala. Možnost detekcije se poveča že zaradi absorpcije vode v bližnjem (NIR) in kratkovalovnem infrardečem (SWIR) območju, zaradi česar kamuflaža izstopa med rastlinjem, ki vsebuje vodo. H kontrastu prispevajo tudi razlike v polarizaciji svetlobe med umetnimi in naravnimi strukturami. Zaznavanje teh spektralnih variacij olajšajo multispektralne ali hiperspektralne kamere v IR območju, vendar se pogosteje uporabljajo stroškovno učinkovite alternative, kot so nočnogledi in širokopasovne kamere. V tej raziskavi predlagamo razvoj stroškovno učinkovitega pristopa za izboljšanje opreme nižjega cenovnega ranga s prepoznavanjem spektralnih območij z večjim kontrastom med tarčnim objektom in njegovim ozadjem. Da bi izkoristili prednosti tako odkritih področij, bomo na senzorje pritrdili ustrezne optične filtre ali polarizatorje, ki bodo učinkovito ojačali kontrast in izboljšali zaznavnost, kar bo možno aplicirati na področjih nadzora in nacionalne varnosti. Zasnovan bo obsežen sistem za merjenje povratno sipane svetlobe v območjih UV + VIS + NIR + SWIR (200-2500 nm). Standardiziran protokol za merjenje difuzne reflektance bo zagotovil ponovljivost in primerljivost meritev. Metodologija bo vključevala zajemanje širokopasovnih fotografij v različnih spektralnih območjih, uporabo integracijske sfere za meritve točkovnih spektrov difuzne reflektance in zasnovo hiperspektralnih slikovnih sistemov z uporabo slikovnih spektrografov v območjih NIR in SWIR. Knjižnica, ustvarjena iz opisanih meritev, bo zbrala reflektančne spektre različnih okolij, vključno z rastlinskimi listi v različno omočenih stanjih, lubjem, reprezentativnimi vrstami kamnin in drugimi materiali iz okolja ter običajnimi in kamuflažnimi tekstili v različnih stanjih (mokri, starani, umazani, ...). Raziskali bomo tudi spremembe polarizacije zaradi interakcij z okoljem ali zakamufliranimi predmeti. Oblikovali bomo kvantitativno metriko za oceno kontrasta med zakamuflirano tkanino in spektri okolja z uporabo statističnih in potencialno tudi metod globokega učenja. Raziskali bomo avtomatizirane strategije za celovito analizo in identifikacijo spektralnih področij povečanega kontrasta. Za oceno uporabnosti izbranih optičnih filtrov bomo izvedli simulacije, ki temeljijo na podatkih o njihovi transmitanci, in upoštevali dejavnike, kot so središčna valovna dolžina, FWHM in cena. Učinkovitost predlaganih izboljšav pri detekciji kamuflaže bo ovrednotena s standardnimi tehnikami ocenjevanja, vključno s subjektivnimi ocenami človeških opazovalcev in ocenami z uporabo kamer v realnem času v različnih razmerah (npr. moker teren, nizka oblačnost, slabe svetlobne razmere, ...).

Faze projekta in njihova realizacija

Delovni paketi (DP)
DP-1.1
Sistem za merjenje difuzne reflectance
DP-1.2
Knjižnica spektrov okolice in tkanin
DP-1.3
Efekt polarizacije svetlobe
DP-2.1
Spektralna območja višjega kontrasta
DP-2.2
Zaznavanje v izbranih območjih
2025
DP-1.1 / Sistem za merjenje difuzne reflektance
Načrtovano
DP-1.2 / Knjižnica spektrov okolice in tkanin
Načrtovano
DP-1.3 / Efekt polarizacije svetlobe
Načrtovano
DP-2.1 / Spektralna območja višjega kontrasta
Načrtovano
2026
DP-1.2 / Knjižnica spektrov okolice in tkanin
Načrtovano
DP-1.3 / Efekt polarizacije svetlobe
Načrtovano
DP-2.1 / Spektralna območja višjega kontrasta
Načrtovano
DP-2.2 / Zaznavanje v izbranih območjih
Načrtovano