روشهای تشخیص تک تیرانداز عنوان اصلی : Electro-optical passive sniper detection — conception and system overview نوشته : MARIUSZ KASTEK, RAFAŁ DULSKI, PIOTR TRZASKAWKA منبع : BIULETYN WAT VOL. LIX, NR 3, 2010 قسمت اول خلاصه این مقاله به سیستم های حسگر پیشرفته برای تشخیص تک تیرانداز می پردازد . در این سیستمها ، دستگاه های الکترو اپتیک فعال و غیرفعال می تواند وجود داشته باشد .فایده اصلی این سیستمها امکان تشخیص زود هنگام تهدید تک تیر انداز است ، یعنی قبل از این که یک تک تیر انداز بتواند شلیک موثری داشته باشد ، کشف شود و در صورت نیاز مقابله صورت بگیرد . سیستم های غیرفعال ( Passive systems ) ارائه شده از دوربین های حرارتی و الگوریتم های پردازش تصویر پیشرفته برای تشخیص نشانه های شلیک تک تیرانداز و آتش دهانه استفاده می کنند . در مقابل سیستم های فعال ( Active systems ) بر تشخیص اشعه لیزر بازتاب شده از روی دوربین نشانه روی تکیه می کنند ( دوربین سلاح و دوربین دیده بانی ). این مقاله ویژگی های پایه در فناوری و رزم برای دستگاه های تشخیص تک تیرانداز را بررسی می کند . این بررسی در مورد سیستمهای تشخیص دارای یک نوع حسگر و هم در سیستم های تشخیص با چند نوع حسگر ، انجام می شود . معرفی آشکارساز های تک تیرانداز هنوز در حال توسعه هستند . در این میان آشکارسازهای صوتی ( Acoustic detectors ) بیشترین موفقیت را داشته اند که بیش از 500 عدد از آنها در عراق و افغانستان به کار گرفته شدند . سیستم های تشخیص تک تیرانداز اطلاعات جهت یابی برای مشخص کردن محل حضور تکتیراندازها را ارائه می دهند . چندین نسل از این سیستم ها در سه سال گذشته رونمایی شده اند . با کاهش تعداد اخطارهای کاذب و بهبود رابط کاربری توسط سازندگان ، سودمندی استفاده از این سیستم های ضد تک تیرانداز افزایش یافته است . همزمان دلایل دیگری نیز برای این افزایش سودمندی ، از جمله پیشرفت های عمده در قدرت محاسباتی ، کیفیت سنسور و توسعه نرم افزار ، وجود دارد . سیستم های پیشرفته و بهبود یافته ، اطلاعات تقریبا آنی و آسان فهمی برای درک مکان تک تیرانداز را فراهم می کنند . سیستم تشخیص صوتی تک تیر انداز سوار بر خودرو و سیستم تشخیص صوتی تک تیرانداز همراه پیاده نظام پدیده های پایه ای که برای تشخیص تک تیرانداز مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از علایم صوتی ( Acoustic signal ) حاصل از موج ضربه ای ایجاد شده از گلوله مافوق صوت و صدای دهانه سلاح ،علایم نوری ( Optical signal ) از آتش دهانه و انعکاس آن از دوربین سلاح . گلوله را می توان به صورت اپتیکال در حین حرکتش در مسیر هم شناسایی کرد . البته در اینجا ، بیشتر به موضوع آتش دهانه خواهیم پرداخت .این نوع سنسور همچنین می تواند به عنوان مکمل سنسورهای دیگر به کار برود و نرخ هشدار کاذب را به میزان قابل توجهی کاهش دهد . همچنین می توان تصویر آتش دهانه را برای بررسی توسط اپراتور ، روی نمایشگر نشان داد. دو نسل مختلف از سیستمهای تشخیص تصویری تک تیر انداز مهمترین جنبه اقدامات ضد تک تیرانداز ، توانایی تشخیص تک تیرانداز قبل از زمانی است که بتواندشلیک کند . چنین کاری را می توان با حسگرهای الکترو اپتیک غیرفعال و فعال انجام داد .انواع اولیه معمولا سیستم های حرارتی ( Thermal systems ) با قابلیت جستجو و ردیابی بودند ،در مقابل انواع جدیدتر سیستم های لیزری ( Laser systems ) هستند که بازتاب های دوربین چشمی را تشخیص می دهند . روش های پیشرفته تجزیه و تحلیل تابش لیزر منعکس شده می تواند اشیاء موردنظر را از عناصر بازتابنده منظره زمینه مانند پنجره ها و چراغ های جلوی خودروها تشخیص دهد. آثار شلیک آثار قابل شناسایی در طیف مادون قرمز ( IR Spectra ) عبارتند از آتش دهانه ( Muzzle flash ) و امضای حرارتی ( Thermal signature ) گلوله در حال پرواز . آتش دهانه یک امضای مادون قرمز است که با پرتاب گلوله از تفنگ تک تیرانداز مرتبط است . با حسگرهای مادون قرمز می توان آتش دهانه را تا یک کیلومتر یا بیشتر تشخیص داد ،اما سنسورها باید یک خط دید باز تا سلاح داشته باشند و آتش دهانه را هم می توان کاهش داد .امضای حرارتی گلوله در حال پرواز را می توان با سنسورهای مادون قرمز تا برد چند کیلومتر تشخیص داد .از آنجایی که گلوله خیلی گرمتر از دمای محیط است ،به طور خیلی موثر در باند مادون قرمز موج متوسط ( MWIR ) با طول موج بین 3 تا 5 میکرومتر شناسایی می شود. اگرچه ،سیستم های مبتنی بر امواج مادون قرمز موج بلند ( LWIR ) که در باند طول موج بین 8 تا 10 میکرومتر کار می کنند هم می توانند چنین امضاهایی را شناسایی کنند . هدف ازشناسایی امضای گلوله در حال پرواز ، تخمین مسیر گلوله و ردگیری آن برای یافتن محل تک تیرانداز است . طیف نوری ایجاد شده توسط آتش دهانه با واکنش های شیمیایی مربوط به نوع باروت به کار رفته تغییر می کند ،ولی به طور معمول شامل یک پیوستار مشخص از طیف های خطی و نواری مختلف است . طیفهای خطی در نور مرئی و نزدیک به مادون قرمز، اغلب توسط سدیم و پتاسیم ، که به عنوان بخش هایی از کاهنده های آتش دهانه به کار می روند ، ایجاد میشود . طیف نواری که در ناحیه طیفی مادون قرمز موج کوتاه و متوسط شناسایی می شود ، به دلیل بخار آب و دی اکسید کربن گرم است . گازی که از محفظه احتراق خارج می شود هنوزداغ است و برای مدتی طولانی تر از زمان دیده شدن آتش دهانه هم گرم باقی می ماند .این تابش را میتوان در ناحیه طیف حرارتی تشخیص داد و برای دیدن آن به دقت بالای مشابه برای تشخیص آتش دهانه نیاز هم نیازی نیست. تقویت کننده های تصویری چشمی ( Visual image intensifiers ) و حسگرهای دیداری ( Vision sensors ) برای تولید امضا به روشنایی محیط وابسته هستند .آنها هم به تفاوت بازتاب نوری بین هدف و پس زمینه برای ایجاد کنتراست و هم به وجود نور کافی محیطی منعکس شده برای ایجاد یک سطح کافی جهت آشکارسازی نیاز دارند . حسگر دیداری می تواند از تفاوت رنگ تصویری هم به عنوان یک تفکیک کننده استفاده کند . تقویت کننده های تصویر طیف بینایی را تا حدود 0.9 میکرومتر گسترش می دهند و در واقع محدوده طیف نزدیک به مادون قرمز را به طیف بینایی اضافه می کند . با استفاده از آشکارسازهای سیلیکونی ( Silicon detectors ) می توان این حساسیت را تا حدود 1.1 میکرومتر هم افزایش داد . این حسگرهای طیف نزدیک به مادون قرمز می توانند از بازتاب بالای شاخ و برگ زنده وبازتاب کم رنگ های معمول برای نشان دادن اختلاف کنتراست منفی بزرگ بین هدف و پس زمینه آن بهره برداری کنند . شکل زیر نمونه تصاویر یک تک تیرانداز را نشان می دهد که در طیفهای مرئی و مادون قرمز در طی آزمایشات میدانی در دانشگاه فنی نظامی ثبت شده است . توسعه سیستم نوری طراحی شده برای تشخیص تک تیرانداز بر چندین جنبه متمرکز است که عبارتند از طراحی اپتیک مناسب ، انواع جدید حسگرها و روش های پردازش سیگنال .تا آنجا که به تشخیص مادون قرمز از رویداد شلیک مربوط می شود ( یعنی آتش دهانه ) ، محدوده طول موج بهینه برای تشخیص تیرانداز پنهان شده یا شلیک خمپاره و نارنجک های راکتی (RPGs) بین دو باند طیفی قرار دارد که یکی در مرکز 2.8 میکرومتر و دیگری در 4.5 میکرومتر است . .بنابراین ، محدوده میانی مادون قرمز ( MWIR ) معمولا انتخاب می شود ،البته این کار به این معنی هم هست که یک سیستم تشخیص تک تیرانداز که در محدوده طول موج 3 تا 5 میکرومتر کار می کند باید با مشکل احتمالی هشدارهای کاذب ناشی از نور خورشید مقابله کند . تشخیص آتش دهانه نیازمند سرعت بالا در زمان واکنش و مداومت بررسی است. ادامه دارد .....