Súčasný stav spoločnosti je charakteristický celým radom špecifických sociálnych trendov. Patrí medzi ne tiež čoraz väčšia koncentrácia obyvateľstva v mestách a mestských aglomeráciách, nárast kriminality a politické napätia vedúce k terorizmu a vojnovým konfliktom.
Veľká koncentrácia obyvateľstva v prípade prírodných katastrof (napr. zemetrasenia, zosuvy pôdy, kolapsy budov, atď.) má za následok veľký počet postihnutých osôb. Mnohé osoby často dokážu prežiť kritické okamžiky mimoriadnych udalostí naznačeného typu. V mnohých prípadoch však majú možnosť len obmedzeného alebo dokonca žiadneho pohybu (sú napr. pod sutinami budov), alebo sú v bezvedomí, čo výrazným spôsobom sťažuje možnosť ich rýchlej záchrany. Rýchlosť vyhľadania postihnutých osôb je však často kritickým momentom pre záchranu ich života.
V prípade operácií bezpečnostných síl je pre prijímanie správnych a efektívnych rozhodnutí potrebné poznať počet a polohu osôb v operačnom priestore. Riešenie tejto úlohy je komplikované vtedy, ak sa jednotlivé osoby nachádzajú vo vnútri budov, kedy pomocou optických alebo infračervených senzorov nie je možné získať dostatočnú informáciu pre ich lokalizáciu.
V naznačených prípadoch sa osoby, ktoré sú predmetom detekcie a lokalizácie, nachádzajú za prekážkou (napr. stena, sutina budovy, sneh atď.). Preto na ich detekciu a lokalizáciu v monitorovanom priestore nie je možné použiť také senzorové systémy, ako sú napr. konvenčné a infračervené kamery, LIDAR-y, atď. Možné riešenia tu však poskytuje použitie psov cvičených na vyhľadávanie osôb, špeciálnych kamerových systémov na vyhľadávanie osôb v sutinách budov, akustických senzorov a úzkopásmových radarových systémov.
Medzi moderné a efektívne spôsoby detekcie a lokalizácie osôb situovaných za prekážkou patrí použitie radarových systémov (skenerov), ktoré emitujú signál s veľmi veľkou šírkou frekvenčného pásma (UWB radary, z angl. ultrawideband) v pásme DC-5GHz. Veľmi veľká šírka frekvenčného pásma poskytuje vysoké rozlíšenie radaru. Na druhej strane, elektromagnetické vlny emitované radarom vo frekvenčnom pásme DC-5GHz majú schopnosť prenikať cez štandardné stavebné materiály s akceptovateľným útlmom. To je dôvodom, prečo umožňujú detegovať ciele nachádzajúce sa nielen na priamu viditeľnosť, ale aj pri nízkej až nulovej optickej viditeľnosti (napr. vysoko prašné prostredie, prostredie s hustým dymom, osoby nachádzajúce za prekážkou – napr. za stenou, pod rozvalinami budov, atď.). Zmieňované radarové systémy spravidla emitujú signály o výkone, rádovo 10mW, pričom patria do kategórie radarov krátkeho dosahu. Uvedené parametre umožňujú realizovať kľúčové obvody radarov vo forme čipov pri prijateľnej veľkosti antén radarového systému. V dôsledku toho UWB radarové systémy s vyššie uvedenými vlastnosťami môžu mať malé rozmery, môžu byť ľahké, a preto sú pružne použiteľné aj v reálnom teréne.
Na Technickej univerzite v Košiciach (TUKE) sa od roku 2007 venujeme vedeckovýskumnej činnosti v oblasti UWB skenerov určených na detekciu, lokalizáciu a sledovaniu osôb v mimoriadnych situáciách. Vedecký prínos riešiteľského kolektívu TUKE tu spočíva najmä v návrhu nových pôvodných metód spracovania signálov získaných z UWB senzorov a ich implementácia v rámci UWB skenerov pracujúcich v reálnom čase. Na tieto výsledky nadväzujú na TUKE v súčasnosti riešené vedecké projekty zamerané na návrh a realizáciu UWB skenerov pracujúcich v reálnom čase umožňujúcich sledovať osoby v 3D priestore, ako aj na návrh a realizáciu bezdrôtovej UWB senzorovej siete (skupina UWB senzorov navzájom prepojená bezdrôtovou komunikačnou sieťou) umožňujúcej efektívnu lokalizáciu napr. skupiny osôb.
Víziou UWB vedeckého tímu TUKE je návrh a realizácia UWB senzorovej siete, ktorá bude schopná nielen osoby detegovať a lokalizovať, ale súčasne umožní merať frekvenciu ich dýchania, ako aj frekvenciu činnosti ich srdca. Tento variant UWB senzorového systému môže byť aplikovaný nielen na podporu riešenia mimoriadnych udalostí, ale napr. aj v oblasti pomoci starším osobám pri samostatnom bývaní (z ang. Ambient Assisted Living, detekcia mimoriadnych udalosti v živote seniorov – napr. pád, bezvedomie, atď.).
Autor a foto: prof. Ing. Dušan Kocur, CSc., Katedra elektroniky a multimediálnych telekomunikacií, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Technická univerzita v Košiciach
Uverejnila: BK