SARUAV

Aby zdążyć na czas

Search and Rescue with Unmanned Aerial Vehicle


SEARCH AND RESCUE WITH UNMANNED AERIAL VEHICLE

Innowacyjny system informatyczny wspierający poszukiwanie osób zaginionych w terenach niezagospodarowanych

Opiera się na automatycznej detekcji ludzi zaginionych w wyniku przetwarzania zdjęć lotniczych pozyskiwanych przez bezzałogowe statki powietrzne. Powstał w efekcie kilkuletniej pracy naukowców Zakładu Geoinformatyki i Kartografii, który funkcjonuje w ramach Instytutu Geografii i Rozwoju Regionalnego na Wydziale Nauk o Ziemi i Kształtowania Środowiska Uniwersytetu Wrocławskiego.

Spółka technologiczna spin-off
pod patronatem Uniwersytetu Wrocławskiego

Uniwersytet Wrocławski

OFERTA

Zespół

prof. dr hab. Tomasz Niedzielski

prezes zarządu

Z wykształcenia jest matematykiem i geografem. Posiada stopnie naukowe doktora nauk technicznych w zakresie geodezji i kartografii oraz doktora nauk o Ziemi w dyscyplinie geografia. Jest również doktorem habilitowanym nauk o Ziemi w zakresie geografii oraz profesorem nauk o Ziemi. Tomasz Niedzielski jest ekspertem z zakresu modelowania i prognozowania procesów hydrologicznych. Zajmuje się też tworzeniem systemów przetwarzania danych pozyskiwanych przez bezzałogowe statki powietrzne, w szczególności na potrzeby automatycznej detekcji ludzi. Poza Uniwersytetem Wrocławskim doświadczenie badawcze zdobywał na Uniwersytecie Aberdeen w Wielkiej Brytanii, w Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz we Wrocławskim Centrum Sieciowo-Superkomputerowym Politechniki Wrocławskiej. Kierował wieloma projektami badawczymi finansowanymi ze źródeł krajowych i zagranicznych. Jest autorem lub współautorem kilkudziesięciu publikacji w prestiżowych międzynarodowych czasopismach naukowych, patentu europejskiego oraz ponad 200 prezentacji konferencyjnych i seminaryjnych.

Mirosława Jurecka

członek zarządu

Z wykształcenia jest geografem w specjalnościach geografia fizyczna oraz GIS i kartografia. Przygotowuje na Uniwersytecie Wrocławskim rozprawę doktorską poruszającą problematykę zastosowań metod geoinformatycznych w poszukiwaniu osób zaginionych. Specjalizuje się w matematycznym modelowaniu zachowań ludzi zaginionych w przestrzeni geograficznej, opierając się na modelu okręgu i modelu mobilności. Zajmuje się też analizą zdjęć lotniczych pozyskiwanych przez bezzałogowe statki powietrzne, w szczególności metodami przetwarzania obrazu na potrzeby identyfikacji ludzi. Posiada kilkuletnie doświadczenie zawodowe w branży geoinformatycznej. Była stypendystką Fundacji na rzecz Nauki Polskiej oraz wykonawcą projektu badawczego w jedynym z programów Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Jest współautorem kilku publikacji w renomowanych międzynarodowych czasopismach naukowych.

dr Bartłomiej Miziński

członek zarządu

Z wykształcenia jest matematykiem i informatykiem. Posiada stopień doktora nauk o Ziemi w dyscyplinie geografia, uzyskany na podstawie rozprawy doktorskiej na temat projektowania automatycznych systemów modelowania w hydroinformatyce. Jego zainteresowania skupiają się na metodach modelowania i prognozowania szeregów czasowych, procesach stochastycznych, statystyce oraz technikach przetwarzania obrazu. Doświadczenie badawcze zdobywał na Uniwersytecie Wrocławskim i we Wrocławskim Centrum Sieciowo-Superkomputerowym Politechniki Wrocławskiej. Był wykonawcą czterech projektów badawczych oraz stypendystą Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Otrzymał też wyróżnienie Polskiego Towarzystwa Matematycznego. Jest autorem lub współautorem kilku publikacji w prestiżowych czasopismach naukowych o zasięgu międzynarodowym oraz patentu europejskiego.

Często zadawane pytania

Jaką licencją objęty jest system SARUAV?

Spółka SARUAV sp. z o.o. udziela licencji rocznej i ograniczonej przestrzennie. Jest to ograniczenie zarówno prawne (warunki licencji), jak i techniczne: do każdego wdrożenia niezbędne jest przygotowanie dedykowanych danych przestrzennych, a automatyczna detekcja ludzi działa w określonym przez Klienta obszarze.

Od czego zależy cena rocznej licencji?

Wyliczając cenę licencji rocznej branych jest pod uwagę kilka czynników, np. powierzchnia obszaru, liczba stanowisk komputerowych, na których zainstalowany ma być system oraz to, czy klient reprezentuje organizację ochotniczą, czy też zawodową lub firmę.

Każde wdrożenie wymaga odrębnej oceny, uwzględniającej oczekiwania Klienta w zakresie liczby stanowisk z systemem SARUAV oraz warunków gwarancji i serwisu.

Jak wygląda proces wdrożenia systemu?

Na obecnym etapie każde wdrożenie realizujemy osobiście, na pojedynczym komputerze dostarczonym przez Klienta. Na nim następuje instalacja systemu, który przechodzi dodatkowo szczegółowe testy, a następnie komputer jest z powrotem przekazywany do Klienta.

Czy rozwiązanie podlega gwarancji i serwisowi?

Ze względu na to, że wybór oraz zakup drona i komputerów pozostają po stronie Klienta, w trakcie trwania licencji serwisujemy wyłącznie oprogramowanie opracowane przez spółkę SARUAV sp. z o.o.

Serwis jest regulowany następującym zapisem w umowie licencji:
„W sytuacji awarii aplikacji – systemu SARUAV Licencjobiorca zobowiązuje się powiadomić o tym fakcie Licencjodawcę nie później niż w terminie ................... od powzięcia przez siebie informacji o zdarzeniu. W terminie ....................... od otrzymania powiadomienia Licencjodawca zobowiązuje się przystąpić do usunięcia awarii lub innego zdarzenia (czas reakcji), przy czym warunkiem jest, aby Licencjobiorca dostarczył w tym terminie sprzęt komputerowy do Licencjodawcy w celu usunięcia awarii, chyba że zakres awarii nie wymaga ingerencji w sprzęt komputerowy, na którym zainstalowana będzie aplikacja. Decyzję w tym zakresie podejmuje Licencjodawca po dokonaniu wstępnej analizy zgłoszonego problemu.”.

Jakie parametry musi spełniać komputer do obsługi systemu?

Wymagania laptopa są następujące:

minimalne zalecane
GPU NVIDIA Geforce GTX
1660 6GB
NVIDIA Geforce RTX
2060 6GB
CPU Intel i5
lub AMD Ryzen 5
Intel i7
lub AMD Ryzen 7
RAM 8GB 16GB
HDD w zależności od wielkości wdrożenia
(przynajmniej 10GB miejsca na dysku
dla terenu wielkości województwa
lub 40GB dla terenu Polski)
SOFT WARE Windows 10
aktualne sterowniki karty graficznej
+ oprogramowanie CUDA Toolkit
+ biblioteki Microsoft Visual C++ Redistributable

Jakie są rekomendacje dotyczące zamontowanej na dronie kamery, aby detekcja mogła zostać poprawnie przeprowadzona?

Aby detekcja była jak najskuteczniejsza, a estymacja współrzędnych wskazywanych osób jak najdokładniejsza, kamera powinna umożliwiać rejestrację terenu w ujęciu nadirowym, czyli pionowo z góry. Parametry kamery oraz wysokość lotu powinny być dostosowane do rejestracji obrazu o terenowej wielkości piksela (GSD - ground sampling distance) poniżej 4 cm/px. W uproszczeniu oznacza to, że szerokość jednego piksela na zdjęciu odpowiada w terenie odległości 4 cm lub mniej.

Dla przykładu system działa z kamerami zamontowanymi standardowo w wielowirnikowcach DJI (Phantom 4 Advanced, Phantom 4 Pro V2.0, Mavic Enterprise) czy płatowcach eBee. Kamera z matrycą 20 Mpx, przy locie na wysokości około 60 metrów zapewnia dobrą rozdzielczość zdjęć i GSD na poziomie poniżej 2 cm/px.

Jakie są rekomendacje dotyczące realizacji lotów?

Zdjęcia lotnicze powinny być ujęciami terenu wykonanymi z góry, kamera powinna być skierowana pionowo w dół, a obiektyw ustawiony pionowo w kierunku terenu. Pozyskiwanie zdjęć lotniczych powinno się odbywać zgodnie z rekomendacjami powszechnie przyjętymi w fotogrametrii niskiego pułapu, tj. pokrycie poprzeczne i podłużne np. 60/80% tak, aby każdy punkt był zarejestrowany na kilku zdjęciach. Tak duże pokrycie zapewnia ujęcie każdego punktu na zdjęciach z różnych kierunków i pod różnym kątem, dzięki czemu możliwość przeoczenia osoby jest minimalizowana. Duże pokrycie nie wpływa znacząco na czas trwania analizy.

Ponadto wysokość przeprowadzonego lotu powinna być dostosowana do parametrów zamontowanej na pokładzie UAV kamery, aby pozyskiwane zdjęcia były wysokiej rozdzielczości terenowej. Aby detekcja była jak najskuteczniejsza, parametry kamery oraz wysokość lotu powinny być dostosowane do rejestracji obrazu o terenowej wielkości piksela poniżej 4 cm/px. W uproszczeniu oznacza to, że szerokość jednego piksela na zdjęciu odpowiada w terenie odległości 4 cm lub mniej.

Czy w systemie możliwa jest detekcja ludzi na podstawie nagrań filmowych?

Nie. Filmy nie są przetwarzane przez system. Do systemu podajemy zbiór nadirowych zobrazowań lotniczych wykonanych zgodnie z powszechnie przyjętymi rekomendacjami w fotogrametrii niskiego pułapu (pokrycie poprzeczne i podłużne na poziomie 60/80%).

Czy system wykorzystuje zdjęcia i filmy z podczerwieni?

Nie. Nasze dwa algorytmy detekcji działają równolegle, wyłącznie na zdjęciach nadirowych i RGB. Prowadzone przez nas testy w bliskiej podczerwieni (NIR) dawały mniej satysfakcjonujące wyniki detekcji.

Nie pracujemy też na zobrazowaniach wykonanych w dalekiej podczerwieni – termowizji. Mają one z perspektywy naszych algorytmów niewystarczającą rozdzielczość.

Czy system działa w nocy?

Nasze algorytmy detekcji działają na wysokorozdzielczych zobrazowaniach RGB, a zatem ich zastosowanie dla zdjęć zarejestrowanych w nocy stanowi pewne ograniczenie. Jeśli nawet z perspektywy uwarunkowań prawnych możliwe jest wykonanie lotów nocnych, pozyskane podczas takiego lotu zdjęcia są często zbyt słabej jakości, aby detekcja była możliwa.

Wyjątek mogą stanowić tereny bardzo dobrze doświetlone światłem sztucznym, lub wykonywanie nalotów z dodatkowym źródłem mocnego światła, zamontowanym na bezzałogowym statku powietrznym. Taki reflektor mógłby być skierowany w dół w celu doświetlenia fotografowanego terenu, a loty powinny odbywać się na wysokości umożliwiającej wystarczające doświetlenie, przy zachowaniu wszelkich warunków bezpieczeństwa. Spółka SARUAV ma w planach przetestowanie zobrazowań pozyskanych w ten właśnie sposób, jednak dotychczas nie było to realizowane.

Jaki jest tryb przetwarzania danych i czas oczekiwania na wyniki analiz?

Mapy teoretycznego zasięgu przemieszczania się człowieka, jak również mapy z automatycznie wskazanymi lokalizacjami obiektów przypominających ludzi tworzone są w czasie rzeczywistym na szybkim laptopie, działającym całkowicie offline, bez dostępu do Internetu.

Detekcja ludzi na zdjęciach możliwa jest po wylądowaniu bezzałogowego statku powietrznego i zgraniu z niego zdjęć na laptop, na którym zainstalowany jest system. Przykładowo, detekcja na około 100 zobrazowaniach lotniczych wraz z pełną wizualizacją realizowana jest w 2–3 minuty.

Czy system w sposób automatyczny generuje ścieżki lotu drona?

Nie. Wybór terenu do lotu może się odbywać na podstawie rekomendacji uzyskanych w systemie, jednak ostateczna decyzja o tym, gdzie dron powinien zostać wysłany spoczywa na osobach odpowiedzialnych za planowanie poszukiwań. To one dysponują odpowiednim doświadczeniem w zakresie zarządzania i są odpowiedzialne za optymalną alokację zasobów w terenie.

Odpowiedzialność za zaplanowanie ścieżek i prawidłowe przeprowadzenie lotu spoczywa na operatorze drona i odbywa się w niezależnych od systemu SARUAV aplikacjach, dedykowanych konkretnym bezzałogowym statkom powietrznym.

Czy jest możliwość, aby system pracował w czasie rzeczywistym?

Domyślny sposób działania modułu detekcji jest następujący: dron wykonuje zdjęcia (system SARUAV nie steruje dronem, a nalot przeprowadza operator), ląduje, wyciągamy kartę lub łączymy drona kablem z laptopem, przegrywamy zdjęcia, uruchamiamy detekcję. W chwili obecnej przetwarzanie zdjęć dzieje się na laptopie w terenie, na miejscu akcji, całkowicie offline, ale według ww. sposobu (powiedzmy jest to czas zbliżony do rzeczywistego biorąc pod uwagę czas trwania kolejnych lotów jednego drona).

Jeśli Klient posiada drona, który w trakcie lotu przesyła zdjęcia (w dobrej jakości) na komputer, to dość łatwo jesteśmy w stanie przystosować naszą aplikację do działania w takim trybie. Jednak w aktualnej wersji nie jest to wykonalne.

Czy system SARUAV może być dostosowany do wykrywania zwierząt, źródeł pożarów lub innych obiektów?

Takie prace nie były przez nas prowadzone. System detekcji ludzi był opracowywany przez pięć lat, a w okresie tym prowadzono zarówno prace koncepcyjne i programistyczne, jak i terenowe. Po tak długim okresie badań nasze detektory gwarantują wysoką skuteczność w wykrywaniu ludzi, jednak nie możemy wprost przełożyć ich potencjału na identyfikację innych obiektów.

Kontakt

SARUAV sp. z o.o.
pl. Uniwersytecki 1
50-137 Wrocław

NIP: 897-186-20-10
KRS: 0000761532
REGON: 381994896

Kapitał zakładowy: 8 000, 00 zł
E-mail
info@saruav.pl
Jesteśmy na facebooku

Współpracują z nami