מסמך שכתבתי לגבי שיטות פשוטות להעריך מהו הטווח הצפוי במערכת תרמית מסוימת.

אשמח להערות והארות.

קישור לקובץ PDF כאן

אנו רוצים לברך את קרן-אור ולהודות לו על ההשקעה ועל פתיחת צוהר לעולם מיוחד.
כמו כן חשוב לציין שהוא ידע לפנות אלינו מבעוד מועד על מנת לבחון את העניין יחדיו והתייחס גם "לקנקן" ולא רק ל "מה שיש בו"

דיון פורה!

ארץ אשר ירדפוה אויביה והיא את אויביה תרדוף במרדף, היא את אויביה תשיג אך אויביה הם לא ילכדוה בכף

הניתוח שלך מתיחס למצב סטטי, כלומר גם המערכת וגם המטרה אינם נעים. עם זאת, במציאות בדרך כלל אחד מהם לפחות ינוע (המערכת תסרוק ו/או המטרה תנוע בשטח). במצב כזה הדברים משתנים. מטרה נעה מציגה חלקים שונים שלה מול החיישן בכל רגע; היא קלה יותר לגילוי אבל עלולה להיות קשה לזיהוי. כאשר המערכת סורקת, היא רואה את המטרה (גם אם היא סטטית) בזווית קצת שונה בכל פעם. עיבוד נכון יכול להגביר את יכולת ההבחנה במצב כזה (בשיטות של סופר-רזולוציה המזהות הבדלים מתחת לרמת הפיקסל).

ציטוט:

עיבוד נכון יכול להגביר את יכולת ההבחנה במצב כזה (בשיטות של סופר-רזולוציה המזהות הבדלים מתחת לרמת הפיקסל).

Microscan קיים, לידיעתי, רק במערכות ארוכות טווח במיוחד שנמצאות בשימוש במספר קטן של יחידות תצפית ייעודיות- ושאני מקווה כי מפעיליהן מכירים אותן ברמה שהם אינם נזקקים למצגת באינטרנט (-:

עיבוד תמונה להפקת סופר-רזולוציה לפי תנועת הסריקה של המצלמה עצמה: לא ידוע לי על יישום כזה.

יתכן שלא קיים ישום כזה במערכות הקיימות היום בשוק, אבל זה בהחלט דבר שהייתי מצפה שימומש. לגבי מצגות אינטרנט - אני מקווה שרמת ההדרכה בצה"ל גם ביחידות הלא יעודיות גבוהה דיה שלא יצטרכו להניח שהחיילים קוראים בפורום צו"ב...

שירתתי בקבע בתחום מספר שנים, והיו מקרים בהם פנו אלי חיילים מיחידות סדירות רגילות, שהזדמן להם אמצעי תרמי ולא היו בטוחים מה אפשר להפיק ממנו. אני מניח שכיום, כשהאמצעים נפוצים בהרבה, זה קורה יותר.
שלא לדבר על גדוד מילואים שמגיע לגיזרה, ובמיקרה במוצב של מחלקה 2 יש מכשיר שנכנס לשירות אחרי שהחיילים השתחררו, וקשה להם להעריך מה בדיוק יכולותיו.
רבאק, יצא לפי פעם במילואים להיות בעמדה במוצב בגוש קטיף בעת החלפת קו; כשהגיע החייל המחליף מהפלוגה החדשה הראיתי לו בקצרה את האמל"ח בעמדה, וגיליתי לתדהמתי שאין לו מושג כיצד מפעילים M203. אז הסברתי לו בקצרה, ורצתי להזדכות. מאז אני לא מזלזל ביכולת השיכחה של חיילים (-:

קודם כל תודה על הסקירה, היא מחדשת מספר דברים.
בכל מקרה, לא בטוח כמה ידע ישיר זה תורם לתפעול השוטף, כי כדי למצוא את טווחי הגילוי, זיהוי והכרה צריך לדעת את מספר הגלאים במכשיר (ואני בספק אם חפ"ש יודע/אמור לדעת). אם כי בכל מקרה טוב לדעת את זה.
עוד הערה קטנה, זיהוי של אדם חמוש עלול להיות די קשה גם אם מדובר בטווח קצר יחסית.

מספר הערות -

ראשית לגבי שיפור החדות וטווח הגילוי - כיום בכל המערכות של FLIR SYSTEMS יש בתוך הקושחה של הגלאי תכונה שנקראת DDE ומעלה את החדות ובאופן מעשי מאוד מגדילה את טווח הגילוי וההיכר. זה כולל את המערכות המסחריות-אזרחיות של ה 2000 דולר כמו גם במערכות של ה חצי מליון דולר.

שנית לגבי חישוב מספר הפיקסלים שתראו על המסך עבור גודל מטרה מסויים - יש דרך פשוטה יותר לחשב - מבוססת על ידיעת גודל הפיקסל (למשל, ברוב הגלאי הלא מקוררים של FLIR גודל הפיקסל הוא 17 מיקרון) ואורך המוקד של העדשה, וזווית שדה הראיה. החשבון הוא השוואת משולשים - המרחק מהעדשה למטרה חלקי רוחב המטרה שווה לאורך המוקד חלקי (מספר הפיקסלים לרוחב התמונה X גודל הפיקסל). יש בחישוב הזה סטייה זעירה, לא ממש חשובה בטווחים קרובים ובינוניים.

שלישית - הגדלת טווח הגילוי וההיכר אפשרי במקרים רבות על ידי פעולות פשוטות של המשתמש אשר מטרתן היא להגדיל את הקונטרסט התרמי של המטרה לעומת שאר הפרטים בתמונה (הקטנת הטווח התרמי של סה"כ העצמים בתמונה). נסו את זה, למשל - תצפית על אותה מטרה כאשר יש הרבה שמיים בתמונה, לעומת מעט שמיים בתמונה. כשמקפידים על כללים פשוטים, אפשר לשפר באופן משמעותי את הביצועים של האמצעי.

ורביעית - מאז שנכתב המסמך המקורי של FLIR העולם התרמי (בעיקר הלא מקורר) התקדם באופן שקשה להאמין. יש היום אמצעים בגודל מיניאטורי יחסית לאמצעים הצבאיים של לפני כמה שנים, עם ביצועים טובים יותר, וחלקם אפילו מוגדרים אזרחיים וזולים... אם אז הסטנדרט היה 320X240, היום הסטנדרט הוא 640X480 וזה מאפשר להשתמש בזום דיגיטלי של X4 ולהגדיל את היכולות בלי להשתמש באופטיקה מורכבת (כלומר בלי עדשות זום רציף או שדות כפולים).

(וגילוי נאות - אני מתפרנס מלייבא ולמכור מערכות אזרחיות - מסחריות של FLIR SYSTEMS )


אסף.

www.jeepolog.com

תודה על הפרטים!

DDE: התיאור באתר מראה שזה סוג של מתיחת קונטרסט חכמה; הוא ישפר את הגילוי למטרות שהטמפ' שלהן אינה ידועה כאשר התחום הדינמי של הסצינה רחב, אך הוא לא יוסיף פרטים מבחינה גיאומטרית. העדפתי לא להיכנס לנושא ההגבר והרמה כי זה היה מסבך את המסמך משמעותית.

חישוב מספר הפיקסלים: צודק. כך אני עושה בחישובים שלי. החישוב שהצגתי חוסך את ידיעת מימדי הפיקסל )Pitch) ואורך המוקד, ואת הבנת דמיון המשולשים.

הגדלת טווח הגילוי: אבהיר למי שלא הבין, שהכוונה היא לכוון את ההגבר למירבי ואת הרמה לקצת מתחת למטרה הצפויה ומעל הנוף, כך שבמצב חם-לבן הנוף יהיה שחור לגמרי והמטרה לבנה לגמרי, ולא לנסןת לצפות כשיש הרבה שמיים בתמונה (-:

ציטוט:

במקור נכתב על ידי asafk.asafk מאז שנכתב המסמך המקורי של FLIR העולם התרמי (בעיקר הלא מקורר) התקדם באופן שקשה להאמין. יש היום אמצעים בגודל מיניאטורי יחסית לאמצעים הצבאיים של לפני כמה שנים, עם ביצועים טובים יותר, וחלקם אפילו מוגדרים אזרחיים וזולים...

מסכים עם כל מילה. כשביקרנו בתצוגה של אל-אופ ראינו מערכות לרמת הפלוגה שאפשר להחזיק בשתי ידיים, כשבעבר מערכת עם אותן יכולות סחבו שני חיילים... או מערכת תצפית לטווח ארוך בגודל משקפת 20x120, שפעם תפסה גודל של מקרר קטן. אם בעבר חיילים היום יוצאים למארב עם בלוני חנקן ופק"לים מסורבלים, היום אותו ציוד תופס נפח ומשקל מופחתים בסדרי גודל שלמים - ואם מתחשבים בעובדה שכיום חיילים כנראה סוחבים יותר מאי-פעם, למספרים יש חשיבות ומשמעות אמיתיים.

התוצר אולי הכי משמעותי של הפיתוחים בתחום לא מתבטא בנגזרת המודיעינית אלא דוקא בנגזרת המבצעית: בשנים האחרונות החלה כניסה רצינית של כוונות טרמיות לנשק קל, ומה שנחשב במשך שנים רבות "חלום רטוב" של לוחמי חי"ר מתחיל להתממש. כוונות כאלה מיוצרות בארץ ע"י מפרולייט ובחו"ל ע"י מגוון חברות, ובגדלים שבין כוונת צלפים כמו סדרת AN/PAS-13B/C/D האמריקאית, או NOA הישראלית ועד (וכאן לדעתי מתבטאת המהפיכה האמיתית) כוונות קלות לרובי סער. אם ניקח לדוגמה את CNVD-T של L-3/EOTech האמריקאית, נראה שמדובר באמצעי שיכול לשמש הן כמגבר טרמי לכוונת יום והן כוונת טרמית עצמאית. כמה מאפיינים שרלוונטיים לדיון:
- טווחי זיהוי: פנים 25 מטר, אדם סטטי 400 מ', אדם בתנועה 500 מ'
- משקל: 623 גרם (להשוואה, AN/PAS-13B משנת 1998 שוקלת 2.5 ק"ג)
- זמן פעולה: 8 שעות הפעלה רצופה
- פרק זמן מהפעלה לשימוש 5 שניות
- זום דיגיטלי x2
- צלב הכוונת ניתן להפעלה וביטול

גם כשלא היה הרבה, היה לנו הכל

א. תודה קרן אור על הסקירה (קראתי כבר לפני כמה ימים אבל לא יצא לי להגיב).
ב. אם מה שהצגת במסמך משקף קרוב למקסימום מבחינת הרזולוציה הקיימת (אני מניח שיש מערכות מסווגות טובות יותר) זה די מאכזב. אולי היו לי ציפיות גבוהות מידי אבל אני ציפיתי שניתן להבחין בתווי פנים באופן ברור ממרחק סביר (נניח 10-20 מטרים). במקום זה אנחנו מקבלים מריחה צהובה שלא באמת מאפשרת זיהוי (נניח שיש 5 אנשים לא תוכל לזהות מי הוא מי לפי הפנים בלבד). האם אני באמת מצפה ליותר מידי או שקיימות מערכות כאלו ופשוט לא ראיתי תוצאות מהן (מסיבות כאלו ואחרות)?

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

ב. לא התייחסתי לטכנולוגיה ספציפית- אלו תמונות מהרשת, חלקן ישנות. המטרה היא לתת למפעיל יכולת להעריך מה אפשר לעשות עם הטכנולוגיה שבידיו.
אם אתה מתייחס לתמונה בכותרת המסמך: היא מצולמת מטווח של 125 מ', ומכסה כ- 20 מ': שדה ראיה של atan(20/125)= 10 Deg, שאפשרי במערכות נישאות ביד (למשל, בגלאי של המערכת שסירפד הביא- מחייב עדשה של 50 מ"מ, שהיא בהחלט סבירה). יש מערכות עם שדה ראיה צר בהרבה, ואם המטרות תהינה קרובות יותר- ייראו כמובן פרטים נוספים.

ספציפית לזיהוי פנים: מניסיוני, קשה להגיע לכך במערכות תרמיות נפוצות. יש בעיה עם ההפרדה והרגישות.

מבחינת הפרדה: בוא נסתכל על נתוני המערכת שסירפד הביא . היצרן מצהיר על זיהוי פנים מטווח של 25 מ'.
בוא נחשב:
- שדה ראיה של המערכת: 25 מעלות אלכסוני=20 מעלות אופקי= 348 מיליראדיאן
- גלאי 320X240 --> שדה ראיה של פיקסל (IFOV)= כ- 1 מילירדיאן
- בטווח זה פנים ברוחב 30 ס"מ יכסו:
N=Tcs/(IFOV*R)= 0.3/(1*0.025)=12 pixels
וזו אכן הדרישה הפורמלית לזיהוי.
אך הטווח המתקבל (25 מ') הוא נמוך מאד- אפשר לזהות את המטרה עם מא"כ או משקפת.

מבחינת רגישות:
יהיה קשה או בלתי אפשרי לכוון את המצלמה לרגישות שתאפשר אבחנה בתווי פנים- בד"כ הפרטים יהיו רווים או לא בולטים לעין. למשל התמונה הבאה מהרשת:

התמונות התרמיות בעלות הפרדה מספיקה, אך הפרטים פשוט לא נראים לעין ולא מאפשרות (לי לפחות..) לזהות את האדם.

אני מנסה להבין משהו חשוב - אמצעים תרמיים בעצם מציגים תמונה ממוחשבת נכון? כלומר אנחנו רואים תמונה על צג LCD כן?
זה אומר אני מניח שהתמונה עוברת גם עיבוד ממוחשב. האם אפשר לחושב על טכנולוגיה (עתידית אני מניח אבל לך תדע אולי יש כבר דברים כאלו מסווגים שפועלים) שבצם יוצרת "שחזור" אמיתי של העולם על פי המידע המתקבל מהחיישן.
למה אני מתכוון - תחשוב על עולם תלת מימדי שנוצר במשחקי מחשב - העולם הזה הרי לא קיים. הוא נובע ממידע שהוזן למחשב. האם לא ניתן ליצור עולם וירטואלי כזה אשר יוצג למשתמש באמצעי ראיית לילה בזמן אמת כולל צבעים והשלמת פרטים כך שהתוצאה תדמה הרבה יותר למה שנראה באור יום רגיל מאשר לתמונה הדי מצו'קמקת שרואים במכשירים התרמיים הנוכחיים?

אני רואה 2 בעיות עם הסיפור הזה:
1. מאיפה יגיע המידע - זאת הבעיה העיקרית - לחיישן תרמי ממה שאני רואה כנראה פשוט אין כרגע את המידע ליצור דבר כזה - האם יש נסיונות ליצור מכשירי ראיית לילה מולטי ספקטראליים למשל? אולי מהיתוך של כל מיני אורכי גל ניתן לשאוב מידע שלא מתקבל רק מהתחום האינפרה אדום וכך ליצור כאמור באופן מלאכותי תמונה וירטואלית כפי שציינתי.
2. עוצמת מחשוב - זה דווקא נראה לי הסיפור הקטן - עוצמת המחשוב שלנו ממשיכה פחות או יותר להתפתח לפי חוק מור (האמת שלא בדקתי בשנים האחרונות אבל אפילו אם זה חצי ממור זה עדיין יופי של התפתחות). צריך פה עוצמת מחשוב גרפי משמעותית בעיקר לדעתי אבל קח בחשבון היום שכל מכשיר סלולארי או טבלט מסוגלים להריץ משחקי מחשב שלפני כמה שנים היו רצים רק על מחשב שולחני חזק - אז גם אם מה שיש היום לא ממש מספיק לזמן אמת אז בעוד 2-3 שנים לבטח כבר תוכל לרכוש משהו שיעשה את זה ב-50 דולר (ואם לא אז תשים 5 כאלו - כמה מקום זה כבר תופס?).

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

המערכת הקרובה ביותר למה שאתה מתאר היא כוונת הקסדה של ה- F35, שמציגה גם חיוויים רגילים של כוונות קסדה וגם תמונת וידאו תרמית של הנוף, שנתפרת מחיישני ה- DAS, לפי הכיוון אליו הטיס מסתכל.
אסוף קצת חומר על המערכת ותראה אילו בעיות יש להם להקרין תמונה מתאימה לטייס, כשנדרש שילוב פשוט לכאורה של מערכת לזיהוי קו הראיה של הטייס (קיים בכוונת קסדה מתקדמת) למערכת התופרת פנורמה ממספר מצלמות (גם קיים).

בכל מיקרה, זה לא הנושא שרציתי לעסוק בו; בתחום התצפית התרמית אפשר לכתוב כרכים שלמים- אשמח אם האשכול יישאר בנושא הטווח.

יש מערכות תרמיות שמציגות תמונה "Fusion" - שילוב של תמונת אור נראה עם תרמית. יש גם מערכות שמציגות תמונה צבעונית בתנאים של כמעט 0 אור ובעזרתן אפשר לזהות פנים. אבל עדיין, מדובר במערכות יקרות מאוד והטכנולוגיה לא זמינה ברוב החברות.

בינתיים, בתור מגבלה נתונה - אי אפשר לזהות פנים עם הדמאה תרמית. גם אי אפשר לקרוא מספרי רישוי שאינם מובלטים ואי אפשר לראות דרך זכוכיות. מה לעשות...

שאלו אותי בפרטי ואני אענה כאן - מה המשמעות של רזולוציה גבוהה? למה בכלל צריך לעלות ברזולוציה אם אפשר לקבל אותם טווחים ברזולוציה נמוכה יותר?
למשל - דוגמה אמיתית - נדרש לקבל עבור מטרה בגודל של 30 X 30 ס"מ, תמונה של 10 פיקסלים X 10 פיקסלים לפחות, ממרחק 40 מטר.
עם חיישן 320X240, של 25 מיקרון, אפשר עם עדשה 35 מ"מ לקבל את התוצאה הזו, ואותו דבר עם חיישן 640X480, של 17 מיקרון, עם עדשה 25מ"מ. אז למה לשלם כפול על החיישן הגדול יותר?

כי עם החיישן הגדול, זווית שדה הראיה היא 25 מעלות. עבור החיישן הקטן, הזווית תהיה 13 מעלות. זה אומר שרוחב השדה גדול יותר באותו מרחק עם החיישן הגדול. המשמעות היא שאם רוצים לכסות שטח, יהיה צורך בכמות קטנה יותר של מצלמות. זו הסיבה העיקרית בגינה המגמה של הגדלת הרזולוציה נמשכת - בראיה כוללת של מערכת, עבור אותן דרישות של טווח גילוי - מספר המצלמות יהיה קטן יותר וההוצאה הכוללת קטנה יותר.

אסף.

www.jeepolog.com

זה לא מאד מעודד - הכוונת של ה-F35 היא מפלצת די מסורבלת (שאני גם מניח שדורשת לא מעט חשמל). מצד שני לא מן הנמנע שבעוד כמה שנים ניתן יהיה לדחוס את כל מה שיש בה לגודל הרבה יותר קטן עם הרבה פחות צריכת אנרגיה. עוד משהו מטריד היא העובדה שאתה אומר שיש להם קשיים גדולים עם הנושא ושם מדובר בבנייה מחדש של תמונה מאד בסיסית בדרך כלל - שמיים ואולי קצת תוואי קרקע. וזאת לעומת רמת פירוט מטורפת הדרושה ליצירת תמונה של לוחם קרקעי שנמצא בתוואי שטח כל הזמן (כמות הרינדרור הדרושה היא לדעתי גדולה בהרבה אם כי אני לא יודע איך נכנס פקטור מהירות התנועה בהקשר הזה).

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

עידו, כמה הערות לגבי מה שאתה מציע:
1. יש כאן שלוש בעיות שונות - רכישת תמונות שיכילו מידע מפורט יותר, בניית מודל תלת ממדי מתוך תמונות והצגת תמונה על בסיס המודל. מבין אלה, השלישית היא הקלה ביותר לפתרון כל עוד אתה מסתפק בתמונה; אם אתה רוצה לשלב את התמונה כהרחבה לתמונת המציאות שאדם מתבונן בה ללא מערכת זה הופך קצת יותר מסובך.

2. כדי להבין את המגבלות של חישה תרמית צריך לקחת בחשבון עובדת יסוד מהותית. תמונה באור נראה היא החזר של אור המוטל על אוביקט, בהתאם הן לתכונות של האור (ספקטרום, כיווניות ועוד) והן לתכונות של האוביקט (גאומטריה שלו, הנטיה של משטחים שונים להחזיר כל אלמנט בספקטרום וכו'). לעומת זאת, תמונה תרמית היא שיקוף של האור שהאוביקט פולט מתוך עצמו - "קרינת גוף שחור" של האוביקט. לכן החישה התרמית מוגבלת בהרבה. למשל, כאשר אנו מזהים פנים של אדם אנו מזהים תווי פנים במקרים רבים בגלל הצל שהם מפילים זה על זה שנותן לנו תחושה תלת ממדית, בזכות הגוונים השונים של אזורים שונים בפנים וכו'; אלה לא יכולים להתקיים בתמונה תרמית כיוון שזו רואה רק פרמטר אחד - הטמפרטורה החיצונית. אין בה צללים, אין משמעות לקמטים, אין כמעט הבדל בין עין, פה או לחי. חישה תרמית מולטי ספקטרלית לא תועיל כיוון שלקרינת גוף שחור יש רק פרמטר של טמפרטורה; בהנתן הפרמטר הזה הקרינה כבר מאופיינת (כלומר אם אתה יודע מהו התדר שבו הפליטה מגוף מסוים מגיעה לשיאה אתה יודע מה היא תהיה בכל תדר אחר) ולא יעזור לחוש אותה בכמה תדרים.

3. יש כל מיני אלגוריתמים לבניה של מודלים תלת ממדיים מתוך תמונות (Stereo from Motion). בדרך כלל זה דורש צילום האוביקט מכמה וכמה נקודות - אני לא משוכנע שאפשר להגיע למשהו באיכות שיכולה להועיל במגבלות של תמונה תרמית שמצולמת מנקודה אחת (יש גם שיטות אחרות, כמו למשל בניית מפות עומק באמצעות משחק עם הפוקוס). מצד שני, מודל תלת ממדי לא הכרחי אם כל מה שאתה רוצה הוא לשפר את התמונה שהחייל רואה מאותה נקודה שהוא נמצא בה.

ברכות לך קרן-אור על המאמץ וההשקעה!

אין לי כרגע זמן להוסיף לנושא ביתר פרוט ובמתן היבטים נוספים, אולם בסיס ראשון הנדרש לדיון ב"מבוא ל..." הינו הגדרת המושגים: Detection, Recognition, Identification או בלשוננו: גילוי, זיהוי ואימות.

לשם כך אני מציע לחזור ולעיין באשכול ישן (2005......) בו הסברתי בעממיות את מושגים הללו בהודעתי שם מס' 72:
http://www.fresh.co.il/vBulletin/sh...ion#post2606614