Innovatives IT-System zur Unterstützung der Suche nach vermissten Personen in unbebauten Gebieten

Ermöglicht die Planung einer Suchmission mit unbemannten Luftfahrzeugen. Durch die schnelle Verarbeitung von Luftbildern wird automatische Erkennung von vermissten Personen realisiert.

EFFEKTIVITÄT UND PRÄZISION

Kurze Rechenzeit.

Hohe Erkennungsrate zu allen Jahreszeiten.

Erkennung von Personen mit der Angabe der genauen Koordinaten des Fundortes.

FUNKTIONALITÄT UND INTUITIVE BEDIENUNG

Ein System zum Sammeln und Archivieren von Informationen im Verlauf der Suchaktion.

Landkarten-App, die keine umfangreiche GIS-Ausbildung erfordert.

Schritt-für-Schritt-Anleitung, um das Arbeiten unter Stress zu erleichtern.

Einfacher Benutzerzugriff auf relevante Teile von Fotos zur schnellen visuellen Überprüfung.

ERGÄNZUNG DER BESTEHENDEN VERFAHREN

Eine Lösung, die sich vollständig an bestehende Suchverfahren anpasst.

Ermöglicht das Arbeiten direkt im Feld.

TECHNOLOGIE BEI DER SUCHE NACH VERMISSTEN PERSONEN

Die Technologie kann die Suche nach vermissten Personen unterstützen und sie SOLLTE es auch!

Ein Spin-off-Technologieunternehmen
unter der Schirmherrschaft der Universität in Breslau

Welche Lizenz umfasst das SARUAV-System?

Das Unternehmen SARUAV GmbH erteilt eine jährliche und räumlich begrenzte Lizenz. Diese hat sowohl rechtliche (Lizenzbedingungen) als auch technische Einschränkungen: Für jede Implementierung ist es notwendig, die benötigten räumlichen Daten vorzubereiten, und die automatische Personenerkennung arbeitet in dem vom Kunden definierten Bereich.

Welche Parameter muss der Computer erfüllen, um das System zu betreiben?

Die Laptop-Anforderungen lauten wie folgt:

	minimal	empfohlen
GPU	NVIDIA Geforce GTX 1660 6GB	NVIDIA Geforce RTX 2060 6GB
CPU	Intel i5 oder AMD Ryzen 5	Intel i7 oder AMD Ryzen 7
RAM	8GB	16GB
HDD	abhängig von der Größe des Einsatzes (mindestens 10 GB Festplattenspeicher für ein Gebiet von der Größe einer Provinz oder 40 GB für ein Gebiet von der Größe eines Landes)
SOFT WARE	Windows 10 aktuelle Grafikkartentreiber + CUDA Toolkit-Software + Microsoft Visual C++ Redistributable Libraries

Was sind die Empfehlungen für eine auf der Drohne montierte Kamera, damit die Erkennung korrekt erfolgen kann?

Um die Erkennung so effektiv wie möglich zu gestalten und die Schätzung der Koordinaten der gesuchten Personen so genau wie möglich zu machen, sollte die Kamera es ermöglichen, den Bereich in der Draufsicht, d.h. senkrecht von oben, aufzunehmen. Die Kameraparameter und die Flughöhe sollten so eingestellt werden, dass Bilder mit einer Bodenauflösung (GSD - ground sampling distance) unter 2.5 cm/px aufgenommen werden. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet dies, dass die Größe eines Pixels im Bild einer Entfernung von 2.5 cm oder weniger im Feld entspricht.

Das System funktioniert zum Beispiel mit Kameras, die standardmäßig in DJIs Multirotoren (Phantom 4 Advanced, Phantom 4 Pro V2.0, Mavic Enterprise) oder eBee-Flugzeugen installiert sind. Eine Kamera mit einer 20-Mpx-Matrix bietet eine gute Fotoauflösung und eine GSD von weniger als 2 cm/px beim Fliegen in etwa 60 Metern Höhe.

Was sind die Empfehlungen für die Flugdurchführung?

Luftbilder sollten Aufnahmen des Geländes von oben sein, die Kamera sollte vertikal nach unten und das Objektiv sollte vertikal zum Gelände zeigen. Die Aufnahme von Luftbildern sollte gemäß den Empfehlungen erfolgen, die in der Photogrammetrie geringer Höhen allgemein anerkannt werden , d. h. Quer- und Längsabdeckung, z.B. 60/80%, so dass jeder Punkt in mehreren Bildern erfasst wird. Diese Mehrfachabdeckung stellt sicher, dass jeder Punkt in den Bildern aus verschiedenen Richtungen und Winkeln erfasst wird, so dass die Möglichkeit, eine Person zu übersehen, minimiert wird. Eine hohe Abdeckung hat keinen signifikanten Einfluss auf die Analysezeit.

Außerdem sollte die Höhe des durchgeführten Fluges an die Parameter der an Bord der Drohne montierten UAV-Kamera angepasst werden, damit die aufgenommenen Bilder eine hohe Feldauflösung haben. Damit die Erkennung möglichst effektiv ist, sollten die Kameraparameter und die Flughöhe so eingestellt werden, dass Bilder mit einer Feldpixelgröße von weniger als 2.5 cm/px aufgenommen werden. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet dies, dass die Größe eines Pixels im Bild 2.5 cm oder weniger im Gelände entspricht.

Ist es möglich, Personen im System anhand von Videoaufzeichnungen zu erkennen?

Nein. Videos werden vom System nicht verarbeitet. Das System wird mit einem Satz von Nadir-Luftbildern versorgt, die in Übereinstimmung mit allgemein anerkannten Empfehlungen in der Photogrammetrie in geringer Höhe aufgenommen wurden (Quer- und Längsabdeckung im Bereich von 60/80%).

Verwendet das System Infrarotfotos und -videos?

Nein. Unsere beiden Erkennungsalgorithmen laufen parallel, nur auf RGB-Bildern. Die von uns durchgeführten Tests im nahen Infrarot (NIR) ergaben weniger zufriedenstellende Erkennungsergebnisse.

Wir arbeiten auch nicht mit Bildern, die im fernen Infrarot gemacht werden, mit Wärmebildern. Sie haben aus Sicht unserer Algorithmen eine unzureichende Auflösung.

Funktioniert das System nachts?

Unsere Erkennungsalgorithmen arbeiten mit hochauflösenden RGB-Bildern, so dass ihre Anwendbarkeit auf Bilder, die bei Nacht aufgenommen wurden, Einschränkungen aufweist. Selbst wenn es aus rechtlicher Sicht möglich ist, Nachtflüge durchzuführen, sind Bilder, die während eines solchen Fluges aufgenommen werden, nicht geeignet, eine Erkennung zu ermöglichen.

Ausnahmen können Bereiche sein, die sehr gut durch künstliches Licht beleuchtet sind, oder die Durchführung von Flügen mit einer zusätzlichen starken Lichtquelle, die an einem unbemannten Luftfahrzeug angebracht ist. Ein solcher Reflektor könnte nach unten gerichtet werden, um den zu fotografierenden Bereich zu beleuchten, und die Flüge sollten in einer Höhe stattfinden, die eine ausreichende Ausleuchtung unter Einhaltung aller Sicherheitsbedingungen ermöglicht. Das Unternehmen SARUAV hat Pläne, die auf diese Weise gewonnenen Bilder zu testen, was aber noch nicht geschehen ist.

WIE sind DER Datenverarbeitungsmodus und die Wartezeit auf Analyseergebnisse?

Die Karten des theoretischen Bewegungsbereichs von Menschen sowie die Karten mit automatisch angezeigten Standorten von menschenähnlichen Objekten werden in Echtzeit auf einem Hochgeschwindigkeits-Laptop erstellt, der komplett offline und ohne Internetzugang läuft.

Die Erkennung von Personen auf den Bildern ist möglich, nachdem das unbemannte Flugzeug gelandet ist und die Bilder auf einen Laptop, auf dem das System installiert ist, übertragen worden sind.. So ist z. B. die Erkennung auf ca. 100 Luftbildern mit vollständiger Visualisierung in 2-3 Minuten möglich.​

Generiert das System automatisch Drohnenflugwege?

Nein. Die Auswahl des zu befliegenden Gebietes kann auf Basis der im System erhaltenen Empfehlungen erfolgen, aber die endgültige Entscheidung, wohin die Drohne geschickt werden soll, liegt bei den Personen, die für die Planung der Suche verantwortlich sind. Sie verfügen über die entsprechende Managementerfahrung und sind für die optimale Verteilung der Ressourcen im Feld verantwortlich.

Die Verantwortung für die Planung der Pfade und die korrekte Ausführung des Fluges liegt beim Drohnenbetreiber und erfolgt mit vom SARUAV-System unabhängigen Apps,, die für bestimmte unbemannte Luftfahrzeuge bestimmt sind.

Kann das System in Echtzeit arbeiten?

Der Standardbetrieb des Erkennungsmoduls funktioniert wie folgt: Die Drohne nimmt Bilder auf (das SARUAV-System steuert die Drohne nicht, der Flug wird vom Bediener durchgeführt) und landet. Wir ziehen die Speicherkarte heraus oder verbinden die Drohne mit einem Kabel mit einem Laptop, übertragen die Bilder und starten die Erkennung. Ab diesem Moment findet die Bildanalyse auf einem Laptop im Feld statt, am Ort des Geschehens, komplett offline, nach der oben genannten Methode (sagen wir, es ist nahe an Echtzeit, wenn man die Dauer der aufeinanderfolgenden Flüge einer Drohne bedenkt).

Wenn der Kunde eine Drohne hat, die während des Fluges Fotos (in guter Qualität) an den Computer sendet, können wir unsere App leicht anpassen, um in einem solchen Modus zu arbeiten. Dies ist jedoch mit der aktuellen Version nicht möglich.

Kann das SARUAV-System angepasst werden, um Tiere, offene FEUER ODER ANDERE OBJEKTE im gelände ZU ERKENNEN?

Solche Arbeiten wurden von uns nicht durchgeführt. Das Personenerkennungssystem wurde über einen Zeitraum von fünf Jahren entwickelt, wobei in dieser Zeit sowohl konzeptionelle und programmiertechnische Arbeiten als auch Feldarbeit durchgeführt wurden. Nach so langer Zeit der Forschung garantieren unsere Detektoren eine hohe Leistung bei der Erkennung von Personen, aber wir können ihr Potenzial nicht direkt auf die Erkennung anderer Objekte übertragen.