En lättläst display som visar all relevant information för ett specifikt område är tillgänglig via en mobilapp för smartphones eller andra handhållna enheter. Detta ger interaktiv funktionalitet, gör det möjligt för användare att zooma in för mer information, till exempel, eller visa ytterligare information. Kredit:Fraunhofer-Gesellschaft
Världen måste mata ett ökande antal munnar. Studier tyder på att jordens befolkning kommer att stiga till över nio miljarder år 2050. Som svar, Bayer AG forskar om resistenta spannmålssorter och förbättrat växtskydd. Ett nytt 24-timmars övervakningssystem från Fraunhofer Institute for Communication, Informationsbehandling och ergonomi FKIE kommer att hjälpa till att skydda fälten där dessa testgrödor odlas och därmed säkra denna tidskrävande och kostnadskrävande forskning.
Det är ingen lätt uppgift att föda världens växande befolkning – särskilt med de utmaningar som klimatförändringarna innebär. Bayer AG forskar därför om resistenta spannmålssorter och förbättrat växtskydd. Dessa försök genomförs på arrenderade egendomar och åkrar som är allmänt tillgängliga. Som sådan, det finns alltid en risk att obehöriga gör intrång och orsakar skada, genom att förstöra växter, till exempel, eller introducera andra arter. Om det inte upptäcks omedelbart, detta kan sätta ett projekt tillbaka och resultera i betydande ekonomiska förluster. Det är därför viktigt att alla misstänkta aktiviteter upptäcks så snabbt som möjligt, så att eventuella skador kan kontrolleras direkt. Ändå är konventionella övervakningssystem olämpliga. Detta beror på att testfälten ligger långt ifrån varandra, ur vägen och rotera efter ett år. Avgörande, för, det är vanligtvis brist på kommunikationsinfrastruktur.
Låg kostnad, flexibel övervakning dygnet runt
Arbetar från sitt huvudkontor i Wachtberg, nära Bonn, Fraunhofer Institute for Communication, Informationsbehandling och ergonomi FKIE har utvecklat ett system som löser detta problem:SensFArM (Sensor-Based Flexible Area Monitoring). "Vårt system är flexibelt, skalbar, robust och användarvänlig, " förklarar Arne Schwarze, forskargruppschef på Fraunhofer FKIE. "Det är också den första som möjliggör övervakning dygnet runt." Systemet måste uppfylla tre huvudkrav. För det första, den måste kunna skilja mellan fordon, människor och djur. Är det en person på fältet eller bara ett rådjur? Andra, systemet måste kunna lokalisera störningen. Var exakt är personen? Tredje, den måste kunna spåra en inkräktares rörelser över fältet. Detta avslöjar om hela fältet är påverkat eller bara vissa områden.
Systemet inkluderar en elektrooptisk kamera, en infraröd kamera och seismiska sensorer som är nedgrävda i marken och skapar ett nätverk för att upptäcka eventuella vibrationer. "Vi kan också koppla upp andra typer av sensorer, inklusive mobila sensorer monterade på en drönare, " förklarar Schwarze. Informationen från dessa sensorer kombineras sedan med hjälp av en datafusionsalgoritm. Detta slår samman styrkorna hos olika typer av sensordata och undviker därmed falska larm. T.ex. rörelsesensorn i den optiska kameran reagerar bara på skuggan av ett moln som rör sig över fältet. Men genom att lägga till data från den infraröda kameran, som bara reagerar på värmekällor, en mer komplett bild kan bildas. Algoritmen tar också hänsyn till de förhållanden under vilka specifika sensorer ger tillförlitliga resultat. "När det är mörkt, till exempel, infraröd data är viktigare än optisk data, " säger Schwarze. Tid är en annan viktig faktor när det gäller att bedöma risk:om en person rusar in på ett fält för att hämta en hund som har upptäckt en död kanin, det här är en helt annan situation än när en inkräktare medvetet går genom en gröda och inte visar några tecken på att lämna.
I säkerhetsoperationscentret (SOC), säkerhetspersonal analyserar sensordata som bearbetas av en datafusionsalgoritm. Kredit:Fraunhofer-Gesellschaft
Mätningskampanjer, testning och en sista demonstration utfördes på platser inklusive en Bayer experimentstation. Detta gjorde det möjligt för FKIE-forskare att samla in viktig data för vidareutveckling av lösningen. Kredit:Fraunhofer-Gesellschaft
End-to-end arbetsflöde:upptäckt, klassificering, dokumentation
Systemet ger detektering, klassificering och dokumentation. Säkerhetspersonal som tittar på monitorerna får ett meddelande på skärmen om varje misstänkt händelse. Systemet informerar dem om vem eller vad som finns i fältet och bedömer risknivån. I det första fallet, säkerhetspersonalen kan själva ta en titt på situationen genom att inspektera videobilder från fältet. Efter att ha analyserat all tillgänglig information, de kan sedan vidta lämpliga åtgärder, som att informera vissa företagsanställda, skickar en patrullenhet för att ingripa, eller meddela polisen. Sist av allt, säkerhetspersonalen loggar incidenten i systemet och utvärderar graden av risk:hög, medel eller försumbar. Denna dokumentation gör det möjligt för medlemmar i företagets egen säkerhetstjänst att utvärdera incidenten vid en senare tidpunkt.
Framgångsrika försök
Systemet har redan genomfört två försök, vardera en vecka, på en plats i Bayer. Den slutliga proof of concept demonstrationen involverade en rad scenarier, inklusive intrång av obehöriga personer på testfältet. Tillbaka i säkerhetscentralen, säkerhetspersonal från Securitas, leverantören av säkerhetstjänster på uppdrag av Bayer, kunde genomföra hela svarsförfarandet. I framtiden, Securitas avser att erbjuda säkerhetstjänster byggda kring detta nya system. Detta beror på att sensortekniken kan kombineras för att klara många olika typer av utmaningar som vanligtvis besegrar konventionella övervakningssystem. Till exempel, systemet skulle kunna användas för att förbättra skyddet av transformatorstationer, som i framtiden ska uppgraderas med ytterligare teknik.
