Ανίχνευση ζωής παρουσία φυλλώματος με χρήση ραντάρ και μηχανικής μάθησης

Abstract

Το ραντάρ, όπως έχει αποδειχτεί είναι ικανό να δώσει λύση σε πληθώρα προβλημάτων, τα οποία δεν αντιμετωπίζονται με συμβατικές μεθόδους. Η δυνατότητα που έχει να «βλέπει» πίσω από αδιαπέραστα (με οπτικά μέσα) εμπόδια είναι αυτή που το καθιστά απαραίτητο για πολλές περιπτώσεις. Η κατάλληλη παραμετροποίηση και ο σωστός χειρισμός είναι το κλειδί της επιτυχίας. Τέτοιες τεχνολογίες είναι αυτές όπου προσφέρουν στον άνθρωπο καλύτερες και ασφαλέστερες υπηρεσίες γενικότερα. Ένας από τους τομείς με μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον είναι η ασφάλεια του ανθρώπου. Πάνω σε αυτό θα επικεντρωθούμε και εμείς. Ο συνήθης τρόπος εύρεσης και διάσωσης ανθρώπων γίνεται με οπτικά μέσα όπως είναι κάμερες θερμικές και μη. Οι ομάδες διάσωσης ανιχνεύουν την γύρω τους περιοχή και βασίζονται σε θερμικές κάμερες για να εντοπίσουν χαμένους ανθρώπους. Στην περίπτωση όπου το μέρος όπου ψάχνουν τυχόν θύματα είναι ένα δάσος, τότε είναι πολύ πιθανό το θύμα να έχει σκεπαστεί με κλαδιά και φύλλα ή να μπει μέσα σε ένα θάμνο, με σκοπό να διατηρήσει ευκολότερα την θερμοκρασία του σώματός του. Σε μία τέτοια περίπτωση, η εύρεσή του με οπτικά μέσα είναι απίθανη και υπάρχει μεγάλο ενδεχόμενο η ομάδα διάσωσης μέχρι και να περάσει ακριβώς δίπλα από το θύμα και να μην το αναγνωρίσει. Ένα σύστημα, λοιπόν το οποίο θα έκανε χρήση της τεχνολογίας του ραντάρ σε ζωντανό χρόνο είναι αυτό όπου θα έδινε τη λύση σε ένα τόσο σοβαρό θέμα όπου μπορεί να σώσει ζωές. Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα αναλύσουμε σε βάθος όλες τις θεωρητικές και πρακτικές λεπτομέρειες που χρειάζονται για την λύση του προβλήματος. Το πρόβλημα της εύρεσης του ανθρώπου πίσω από φύλλωμα είναι αρκετά σύνθετο, και όπως θα δούμε παρακάτω, η κατάλληλη παραμετροποίηση του ραντάρ και η επεξεργασία του σήματος θα παίξουν πολύ μεγάλο ρόλο στην λύση του. Μετά από κατάλληλη επεξεργασία του σήματος, θα είμαστε σε θέση να τροφοδοτήσουμε ένα σύστημα μηχανικής μάθησης, ώστε και αυτό με τη σειρά του να μπορεί να αποφασίζει εάν υπάρχει ή όχι άνθρωπος πίσω από το ανιχνευόμενο φύλλωμα. Τα ποσοστά επιτυχίας εύρεσης του ανθρώπου, όπως θα δούμε, θα είναι αρκετά υψηλά και δίνοντας έτσι τη δυνατότητα να βασιστούμε στο εν λόγω σύστημα. Φυσικά, εμείς θα μελετήσουμε σε απλοποιημένη μορφή και σε συγκεκριμένες περιπτώσεις το πρόβλημα καθώς πρόκειται για μία πρώτη προσέγγιση και δεν αποτελεί έτοιμο ή τελικό προϊόν.