Deși are peste 100 de ani de istorie, tehnologia radar a fost utilizată în domeniul monitorizării comerciale numai în ultimii 10 ani. Am discutat cu echipa Axis care a oferit darul tehnologiei radar publicului larg și a câștigat 14 premii pentru design și inovație.
(În imaginea de mai sus, din stânga; Carl-Axel Alm, Andres Vigren, Elin Sällberg, Aras Papadelis, Niklas Lindman și Nicklas Olofsson.)
Totul a început în 2015. Camerele de supraveghere făceau progrese tot mai consistente, crescând puternic rezoluția și rata de comprimare a datelor. Totuși, în ciuda progreselor, domeniul nu ducea lipsă de probleme. Mai ales una afecta toți clienții, de la mic la mare: alarmele false.
„Pe atunci, camerele video nu dispuneau de metode fiabile de detectare a oamenilor și a vehiculelor din scenă”, explică Aras Papadelis, inginer expert la Axis. „Păsările, insectele de pe obiective sau chiar ploaia torențială și vântul declanșau sistemele și de sute de ori pe zi. A fost o problemă uriașă.” Noaptea, aveau altă problemă. Scenele erau slab iluminate, așa că obiectele erau pur și simplu trecute cu vederea sau artefactele optice cauzau alarme false.
Inovații contra alarmelor false
O echipă de ingineri de la Axis a primit sarcina de a soluționa această problemă. Radarul venea cu informații despre viteză, distanță și direcție, indiferent de condițiile de iluminare, așa că prezenta o soluție eficientă, dar netestată. „Ideea era ca radarul, ca tehnologie concepută să detecteze și să urmărească mișcarea, să prezinte mai multă încredere la declanșări”, adaugă Nicklas Olofsson, Director cercetare-dezvoltare pentru camere fixe și radar. „Operatorii ar fi avut de analizat mai puține alarme false, iar volumul de stocare necesar pentru înregistrările neanalizate ar fi scăzut semnificativ.”
Industria auto a fost deschizătoare de drumuri
„Pe atunci, nu exista nicio soluție adecvată în industria securității”, continuă Olofsson. „Până în prezent, radarul a fost utilizat doar în scopuri de supraveghere de către armată sau de sisteme foarte avansate și, prin urmare, foarte scumpe.” Acestea erau soluții specializate de mare putere, care acopereau arii măsurate în kilometri pătrați și erau fabricate în numere atât de mici încât producția devenea extrem de costisitoare. Mai mult, „nu se integrau ușor cu sistemele software de management video (VMS), așa că apăreau mari dificultăți tehnice la calibrarea lor pentru camere.”
De fapt, tocmai industria auto a transformat radarul într-o opțiune comercial viabilă. Pe atunci, mașinile începeau să fie echipate cu funcții de tempomat și asistare a șoferului. Ele foloseau o altă formă de radar, alcătuită din subansamble de antene în locul scanerelor mecanice tipice la care se gândesc mulți când aud cuvântul „radar”.
O echipă de șase ingineri într-o misiune
„Echipa noastră era foarte mică”, subliniază Papadelis. „Doar trei dintre noi se ocupau de firmware: eu, care am dezvoltat algoritmul nostru de monitorizare, un inginer electronist și un inginer mecanic. Niciunul nu mai lucrase cu radare. Totuși, știam că membrii echipei Products, Concepts & New Ideas (PCNI) și inginerul expert senior Carl-Axel „Cacke” Alm, unul dintre ei, mai studiaseră aceste noi radare auto.” Ei au creat un prototip funcțional care, odată combinat cu Axis Camera Application Platform (ACAP), repera obiectele în mișcare care puteau fi oameni sau vehicule.
Proiectul „Klinger” a luat formă
Deoarece aceste radare mai mici erau produse în masă, costul de achiziție a pieselor ar fi fost teoretic mult mai mic. Problema era să găsim un furnizor. „Ne-am încercat norocul cu unul dintre coloșii industriei auto, dar pur și simplu nu a vrut să ne vândă nimic. Dar noi nu ne-am lăsat! După câteva cercetări și negocieri serioase, am găsit un producător german de radare care a fost dispus și capabil să ne ofere module.”
A fost trambulina perfectă către viitor. „Echipa PCNI a făcut proba inițială de viabilitate, am achiziționat modulul radar, iar totul s-a pus în mișcare”, adaugă Olofsson. „Așadar, pentru a consacra inițiativa, am decis să lansăm un proiect de produs numit „Klinger”, după caporalul Klinger, care era prieten cu caporalul Radar în serialul TV M*A*S*H. Știam că vom avea mult de muncit și improvizat, dar spiritul nostru de pionierat ne-a împins înainte.”
Primul pilot: zona industrială
„Inițial, am luat ca punct de reper în instalare o zonă industrială care aparținea de Byggmax, furnizorul suedez de materiale de construcții”, continuă Olofsson. „Managerul de produs, Andres Vigren, a considerat că a găsit un candidat cu adevărat promițător și o referință pentru instalațiile viitoare. El s-a plimbat cu mașina prin oraș și parcul industrial din apropiere și a observat nenumărate zone aproape identice, fiecare cu numeroase proiectoare și camere video care ar fi descurajat potențialii infractori, însă toate aveau probleme similare.”
„A fost un punct de plecare atractiv și accesibil pentru noi”, afirmă Papadelis. „Puteam să ne concentrăm pe supravegherea zonei, monitorizând distanța dintre o clădire și gardul înconjurător.” Totuși, echipa mai avea multe de învățat, deoarece și-a dat rapid seama că radarul venea la pachet cu propriile provocări. O primă problemă era acoperirea. „Radarele de acest tip au interferențe unul cu altul, limitând numărul de dispozitive utilizabile la doar două”, continuă el. „Elin Sällberg, Manager tehnologic la Tehnologii esențiale - Radar, a înființat câțiva ani mai târziu o echipă axată pe procesarea semnalului și comunicarea cu dispozitivele.” De atunci, munca echipei sale s-a dovedit esențială în creșterea numărului de radare utilizabile.
Câini de împrumut și vizite la zoo – totul pentru a elabora seturile de date
„Îmi amintesc de unul dintre primele teste efectuate peste noapte. Când am studiat înregistrarea, ne-am bucurat: „Uau, se văd iepurii!”. După câteva minute nu mai eram așa bucuroși: „Nuu! Se văd iepurii”, râde Cacke. Astfel a apărut a doua provocare, la fel de urgentă, legată de datele de clasificare. Fără date care să îi explice unui radar ce să identifice, acesta ar declanșa aproape la fel de multe alarme false precum camerele pe care ar fi trebuit să le ajute. Datele nu existau.
Ar fi fost o singură soluție posibilă. Echipa a început să construiască seturi mari și diverse de date de la zero (care și acum sunt în curs de extindere), cu un efort concertat asupra animalelor. Căuta date din toate sursele posibile, împrumutând câini și mergând la zoo, dar și cerându-le colegilor din străinătate să capteze date despre ratoni.
„Îmi amintesc că am mers pe un câmp din afara orașului Malmö, care chipurile ar fi fost plin de iepuri în timpul nopții”, detaliază Papadelis. „Mi-am instalat echipamentul de înregistrare la ora 20:00 și am revenit dimineața devreme pentru a ridica echipamentul și a extrage datele. Altă dată, o companie finlandeză de energie electrică ne-a ajutat și a colectat date despre iepurii care îi vizitau centralele." Cu aceste seturi de clasificare, radarele pot să elimine și să ignore eficient și foarte precis detectările false și să determine exact dacă un obiect este o persoană sau un vehicul.
Urmărirea unei persoane care se mișcă pentru prima dată
„Am avut câteva momente fantastice din categoria ''evrica!'”, continuă el. „În cazul meu, acesta a venit prima dată când am detectat și urmărit o mișcare umană în timp real. Îmi amintesc că țineam radarul-prototip pe geamul de la birou și am văzut o persoană redată de radar pe ecranul meu. Am simțit că toate eforturile mi-au fost răsplătite!”
Datorită acestor eforturi mari, exercițiul a fost un succes. S-a dovedit viabilitatea conceptului și au apărut zone de interes clare pentru dezvoltare.
Dezvoltarea radarului Axis prinde contur
Din primele faze ale dezvoltării produsului, dezvoltarea radarului Axis s-a axat pe cinci piloni:
- Echipa ar profita de dezvoltarea modulară a radarului pe plan intern, în loc să folosească radare auto standard;
- Platforma firmware s-ar baza pe aceeași platformă ca la toate produsele video Axis, simplificând astfel procesele de dezvoltare;
- Integrarea cu sistemele VMS existente ar fi prioritară, în special la sistemele Axis Camera Station (ACS), Genetec și Milestone;
- Informațiile de la radar ar ajunge la VMS prin streaming video;
- Dispozitivele ar fi alimentate în sistem PoE, simplificându-se instalarea.
Înarmată cu lecțiile învățate, echipa a început să lucreze la producția primei generații de produse care aveau să fie comercializate. „Aceste prime proiecte ne-au demonstrat fără îndoială că radarul va fi adesea asociat cu captura vizuală a mișcării”, explică Olofsson.
„Astfel a apărut ideea de a crea o aplicație software care să permită radarului să controleze o cameră PTZ care să urmărească obiectele detectate de radar pe măsură ce acestea se deplasează într-un spațiu larg”, continuă Olofsson, „și apoi să urmărim crearea unui fel de dispozitiv-hibrid într-o singură unitate, cu capabilități video și radar.”
Lansarea primului detector radar
La doar un an de la avansarea ideei radarului, Axis a lansat D2050-VE Network Radar Detector, prima soluție radar autonomă disponibilă în comerț. Aceste radare erau de cinci până la treizeci de ori mai accesibile decât orice alternativă de pe piață și au fost ușor de integrat în sistemele de supraveghere existente.
„Lansarea produsului D2050-VE Network Radar Detector a marcat un uriaș pas înainte pentru echipă”, adaugă Andres Vigren. „Eram manager de produs pe atunci și îmi amintesc cât de bine au răspuns clienții și piața în general la disponibilitatea sa. Nu numai că a atras multă atenție pozitivă și observații privind caracterul său inedit, dar a primit și premii precum SIA New Product Showcase Award la ISC West în 2018, lăsând clar o amprentă inovatoare în industria securității."
Producție internă pentru un control mai bun
„De asemenea, am luat și marea decizie de a integra întreaga producție a modulelor radar în cadrul companiei”, adaugă Elin Sällberg. „Echipa mea avea nevoie de control total asupra componentelor pentru a debloca trasee vitale de cercetare și dezvoltare în procesarea semnalului. Și chiar a meritat. Datorită producției interne, ne-am putut concentra pe o acoperire largă în detectare și ne-am asigurat că putem acoperi 180 de grade într-un singur produs, fără lacune. Am avut control total asupra proiectării și am putut construi antene și sisteme de procesare a semnalului optimizate pentru scenarii din domeniul securității. În plus, poate cel mai important aspect a fost că am aflat cum să implementăm până la șase radare în aceeași zonă, fără a avea probleme de interferență.”
Primul hibrid video-radar din lume
Radarul a fost adoptat rapid, multe generații noi de dispozitive lansându-se în următorii ani. Datorită eforturilor lui Elin și echipei sale, s-au putut utiliza până la opt radare simultan, iar, datorită progreselor în materie de Deep Learning și software, clienții au putut să folosească radarul în toate scenariile posibile. Monitorizarea cu PTZ controlată prin radar, creată de Leif Persson din departamentul PTZ și de echipa Podracer, s-a dovedit a fi un succes uriaș, și totuși, ideea unei camere hibrid 2-în-1 a rămas un obiectiv dificil. Asta, până în 2021.
„A fost o adevărată provocare, iar problemele nu păreau să se mai termine”, explică Papadelis. „Totuși, știam că era un concept prea bun pentru a renunța la el. Așadar, după multă muncă și dedicare din partea echipei, am avut în sfârșit un prototip funcțional care putea executa hibridizarea live pe dispozitiv. Odată ce a fost pus în funcțiune, ne-am dat imediat seama că am găsit conceptul perfect.”
AXIS a lansat oficial prima cameră hibrid video-radar din lume, AXIS Q1656-DLE. Dispozitivul nu oferă doar sinergiile celor două tehnologii în perfectă sincronizare, dar are și un mod de trafic dedicat pentru colectarea, vizualizarea și utilizarea vitezei vehiculului în statisticile de trafic.
Reflecții asupra evoluției tehnologiei radar
Niklas Lindman, Manager de produs radar la Axis, reflectează asupra traseului parcurs. „În retrospectivă, dacă ne gândim de ce am început să dezvoltăm produse radar la Axis și să le încorporăm ulterior în sistemul de camere, pot trage două concluzii. În primul rând, multe dintre ipotezele pe care le-am avansat acum câțiva ani sunt acum certitudini. Ne-am urmat instinctele fiindcă am înțeles potențialul acestor idei. Combinarea tehnologiilor și reunirea lor într-o singură soluție pare ceva firesc acum, dar a fost nevoie de o mentalitate excentrică în echipă pentru a transforma ideea în realitate. Această idee continuă să ofere valoare și în prezent. În al doilea rând, inovația nu a atins și nu atinge vârful la lansarea inițială a produsului. Combinarea diferitelor tehnologii poate genera nenumărate idei noi și oferă baza pentru unele dintre cele mai inovatoare soluții din prezent. Viitorul este în continuare extrem de luminos.”
Pe măsură ce industria de monitorizare și securitate continuă să mizeze pe soluții proactive și preventive, detaliile și capacitățile oferite de tehnologii precum hibridul video-radar vor căpăta tot mai multă importanță. Însă, datorită unei echipe calificate și inovatoare de la Axis, care a avut curajul, hotărârea și dorința de a-și transforma viziunea în realitate, tehnologia radar s-a extins în locații din întreaga lume.
Nicklas Olofsson, Aras Papadelis, Niklas Lindman, Elin Sällberg, Andres Vigren și Carl-Axel „Cacke” Alm au contribuit la această poveste.°
Mulțumiri speciale întregii echipe de proiect „Klinger”, PCNI, echipei „Podracers” și lui Leif Persson. .
