Angewandte Forschung für Verteidigung und Sicherheit

Fachausstellung AFCEA am 27. und 28. April 2005,
Stadthalle Bonn-Bad Godesberg, Stand T1 und T2

Eine Vielzahl von erdnahen und -fernen Sensoren liefert uns permanent Sichten unseres Planeten. Die darin enthaltenen Informationen werden für unterschiedlichste Zwecke ausgewertet: von Wetterdaten bis zur Einsatzplanung in Katastrophen- und Krisengebieten. Die Auswertung der dabei anfallenden Menge von Daten in den unterschiedlichsten Datenformaten sowie die bedarfsgerechte Verteilung der gewonnenen Informationen stellen eine große Herausforderung dar.

Das Fraunhofer IITB zeigt auf der Fachausstellung AFCEA leistungsfähige Algorithmen, die hier dem Menschen durch eine Vorauswahl assistieren. Die Quellen können in flexiblen Datenbanken abgelegt und über sichere Kommunikationsnetze verfügbar gemacht werden.
Ein genaues Bild der aktuellen Lage ist eine wichtige Vorraussetzung, wenn es um Maßnahmen für unsere Verteidigung und Sicherheit geht. Zahlreiche Quellen liefern Bildmaterialien, aus denen ein solches Lagebild erzeugt werden kann: Luft- oder Satellitenbilder im sichtbaren, Radar- oder Infrarot-Bereich, oder Videos aus stationären und transportablen Kameras. Um die Menge an vorliegenden Bilddaten von unterschiedlichsten Sensoren nach auffälligen Merkmalen zu durchsuchen, arbeiten besonders geschulte Bildauswerter unter enormem Zeitdruck und mit hoher Verantwortung. Innerhalb weniger Minuten müssen auf den riesigen Bildern verdächtige Objekte entdeckt und klassifiziert werden. Die Auswertung der dabei anfallenden Menge von Daten in den unterschiedlichsten Datenformaten sowie die bedarfsgerechte Verteilung der gewonnenen Informationen stellen eine große Herausforderung dar. Der Computer kann hier wesentliche Unterstützung bieten und den Menschen bei seiner Arbeit entlasten, indem er bereits eine Vorauswahl markanter Bereiche und möglicher Klassifizierungen erstellt. Die letztendliche Entscheidung bleibt dabei weiterhin beim menschlichen Experten.

Das Fraunhofer IITB (Institut für Informations- und Datenverarbeitung, Karlsruhe) zeigt auf der diesjährigen Fachausstellung AFCEA u. a. aktuelle Forschungsergebnisse zur Computer gestützten Auswertung von Luft- und Satellitenbildern, sowie zu Kommunikationssystemen und Software-Architekturen für den Einsatz in sensiblen Bereichen mit hohen Anforderungen an Sicherheit und Interoperabilität.

Das System m3motion ermöglicht eine integrierte, echtzeitfähige und automatische Bildverarbeitung für verschiedene Video-Sensoren (visuell-optisch, thermisch Infrarot). Der besondere Fokus liegt hierbei auf Kamerasystemen, die nicht stationär fest montiert, sondern selber frei beweg- und schwenkbar sind. So z. B. für Aufnahmen, die aus einem Fahrzeug heraus, von einem Hubschrauber oder einer laufenden Person aufgenommen werden.

Gleich drei Aufgaben können mit dieser Technologie bewältigt werden:

Automatische Bildteppichgenerierung

Aus Kameraschwenks gewonnene Szenen werden automatisch, in Echtzeit und mit sehr hoher Präzision zu einem Bildmosaik zusammengesetzt.

Bildstabilisierung

Durch Schätzung der Eigenbewegung des Aufnahmesensors lässt sich, ebenfalls in Echtzeit und mit hoher Präzision, ein Verwackelungseffekt unterdrücken und das Bild stabilisieren. Zusätzlich kann durch Stapelung mehrerer Einzelbilder aus einer filmischen Sequenz nachträglich die Auflösung einer bestimmten Momentaufnahme verbessert werden

Objektverfolgung

Erkennung und automatische Verfolgung von bewegten Objekten (Personen, Fahrzeuge, etc.) von einem bewegten Sensorträger (z. B.) aus einem Hubschrauber, auch wenn das verfolgte Objekt kurzzeitig aus dem sichtbaren Bereich verschwindet, z. B. in einem Tunnel oder unter Bäumen.

Eine ISR-Librabrary nach STANAG 4559 (NSILI) bietet das Fraunhofer IITB als Lösung für den Austausch von Bild- und Kartendaten zwischen NATO-Partnern an. Dies erfordert eine einheitliche Behandlung und Archivierung der Daten sowie eine standardisierte Datenhierarchie. Der entwickelte NSILI Server ermöglicht die Bereitstellung von Bildern, Videos, GMTI Daten, MTI Tracks und Auswertemeldungen. Neben dem Standard-Datenmodell (NSIL_CORE) können weitere, organisationsspezifische Datenmodelle angelegt werden. Die Implementierung ist plattformunabhängig. Mit dem IPAC (ISR Product Library Access Client) kann auf beliebige STANAG 4559-konforme Bildbibliotheken zugegriffen werden.
Die Kompatibilität wurde bereits im Einsatz bei militärischen Übungen mit mehreren Partnern erfolgreich getestet.

Das eLearning-Programm SAR-Tutor wurde vor dem Hintergrund der Einführung der SAR-Lupe (Synthetic Aperture Radar), eines Bild gebenden Radarsensors, entwickelt. Es realisiert das IITB-Konzept des Computer unterstützten Trainings der für SAR-Bilder benötigten besonders geschulten Radar-Bildauswerter.

Weitere Informationen zum Fraunhofer IITB:

Als eine von über 50 Einrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. arbeitet das Fraunhofer-Institut für Informations- und Datenverarbeitung (IITB) in Karlsruhe unter anderem im Auftrag der wehrtechnischen Industrie und des BMVG/BWB an technologischen Konzepten zur Bildinterpretation und zum Informations-Management im Multisensorverbund. Aus einer Vielzahl heterogener, abbildender Sensoren werden Informationen über aufklärungsrelevante Szenen gewonnen. Die Interpretation von Sensordaten im Informationsverbund wird durch ein zukunftsweisendes Informations-Management unterstützt. Mit Kompetenz in automatischer Bildverarbeitung und Mustererkennung, Software-Ergonomie, Datenbank- sowie Internettechnologie entwickelt das IITB einen integrierten Systemansatz für die rechnergestützte Assistenz in der Luft- und Satellitenbild gestützten Aufklärung sowie Komponenten für einen Aufklärungsverbund.

Das Fraunhofer IITB ist innerhalb der Fraunhofer Gesellschaft das Schwerpunkt-Institut für die automatische und interaktive Bildauswertung, die Anwendung der Informationstechnik zur Optimierung industrieller Prozesse sowie für Rechnernetze und Informationsdienste. Wir erarbeiten anwendungsreife Lösungen in einem breiten technologischen Spektrum, das von Machbarkeitsuntersuchungen über Ablaufanalysen und -optimierungen sowie Verfahrens- und Systementwicklungen bis zur Realisierung und Inbetriebnahme informationstechnischer Komplettsysteme reicht. Qualitätsmanagement und Betreuung der gelieferten Systeme nach Inbetriebnahme vervollständigen dieses Angebot.

Ansprechpartner:

Dipl.-Phys. Wolfgang Roller
Fraunhofer IITB Karlsruhe
Tel. +49 (0) 7 21 / 60 91 – 2 47
roller@iitb.fraunhofer.de