Radar teknolojisi 100 yıldan daha eski olmasına rağmen ticari gözetimde sadece son 10 yıldır kullanılmaktadır. Çalışmalarıyla 14 tasarım ve yenlikçilik ödülü kazanan Axis'in radarı kitlelere ulaştırmaktan sorumlu ekibiyle konuştuk.
(Yukarıdaki resimde soldan; Carl-Axel Alm, Andres Vigren, Elin Sällberg, Aras Papadelis, Niklas Lindman ve Nicklas Olofsson.)
2015 yılıydı. Gözetim kameraları giderek daha güçlü hale geliyor, daha yüksek çözünürlüklere ve sıkıştırmada çığır açan ilerlemelere sahip oluyordu. Ancak, bu ilerlemeye rağmen, sektör yaygın bir zorlukla karşı karşıya kaldı. Müşterileri ayrım gözetmeksizin rahatsız eden bir şey: yanlış alarmlar.
Axis'te Uzman Mühendis olan Aras Papadelis, "O zamanlar kameraların ortamdaki insanları ve araçları tespit etmek için güvenilir bir yöntemi yoktu," diye açıklıyor. "Kuşlar, merceklerdeki böcekler, hatta şiddetli yağış ve rüzgar bile bazen günde yüzlerce kez sistemleri tetikliyordu. Bu büyük bir sorundu". Geceleri ise sorun tam tersiydi. Kötü aydınlatılmış ortamlar nesnelerin gözden kaçmasına veya farklı zorlu ışık efektlerinin yanlış alarmlara neden olmasına neden olabilir.
Yanlış alarmların üstesinden gelmek için yenilikçi çalışmalar
Axis'teki mühendislerden oluşan bir ekip bunu çözmekle görevlendirildi. Aydınlatma koşullarından bağımsız olarak hız, mesafe ve yön bilgisi sağlayan radar, güçlü ancak test edilmemiş bir çözüm sundu. R&D Director Fixed Cameras & Radar olarak görev yapan Nicklas Olofsson, "Fikir, hareketi tespit etmek ve izlemek için tasarlanmış bir teknoloji olarak radarın daha güvenilir bir şekilde tetikleneceğiydi," diye ekliyor. "Operatörlerin ayıklaması gereken yanlış alarmlar çok daha az olurdu ve incelenmemiş görüntüler için gereken depolama alanı önemli ölçüde azalırdı."
Otomotiv endüstrisi yolu açtı
Olofsson, "Ancak güvenlik endüstrisinde şu anda uygun bir şey bulunmamaktaydı," diyor. "Bu noktaya kadar, radar sadece ordu tarafından gözetleme amacıyla veya çok üst düzey ve dolayısıyla çok pahalı çözümler için kullanılıyordu." Bunlar, kilometrekarelik alanları kapsayan ve üretimi son derece maliyetli hale getirecek kadar düşük hacimlerde üretilen özel yüksek güçlü sistemlerdi. Dahası, "video yönetim yazılımı (VMS) sistemleriyle kolayca entegre olamıyorlardı ve bu yüzden kameralarla çalışacak şekilde kalibre edilmeleri son derece teknikti."
Aslında radarı ticari olarak uygulanabilir bir seçenek haline getiren otomotiv endüstrisiydi. Aynı dönemde otomobiller hız sabitleyici ve sürücü destek özellikleriyle donatılmaya başlandı. Bunlar, radar kelimesini duyduklarında birçok insanın aklına gelen ikonik mekanik tarayıcılar yerine anten dizileri kullanılarak inşa edilen farklı bir radar biçimi kullanıyordu.
Altı mühendisten oluşan bir ekip görevde
Papadelis, "Biz çok küçük bir ekiptik," diye özetliyor. "Sadece üç yazılım geliştiricisi vardı; izleme algoritmamızı geliştiren ben, bir elektronik mühendisi ve bir makine mühendisi. Ve hiçbirimiz daha önce radarla çalışmamıştık. Ancak Products, Concepts & New Ideas (PCNI) ekibinin üyelerinin ve bunlardan biri olan Senior Expert Engineer Carl-Axel 'Cacke' Alm'ın bu yeni otomotiv radarlarını denediğini biliyorduk." Axis Camera Application Platform (ACAP) ile çalışan ve insan ya da araç olabilecek hareketli nesneleri müşterilere işaretleyen işlevsel bir prototip oluşturdular.
"Klinger" projesi şekillendi
Bu küçük radarlar toplu olarak üretildiğinden, teorik olarak parça tedarik maliyeti önemli ölçüde daha düşük olacaktı. Asıl zorluk bir tedarikçi bulmaktı. "Şansımızı otomotiv devlerinden biriyle denedik ama bize satış yapmak istemediler. Ama asla vazgeçmedik! Ciddi bir araştırma ve pazarlıktan sonra, bize modül tedarik etmeye istekli ve bunu yapabilecek bir Alman radar üreticisi bulduk."
Bu, ekip için mükemmel bir sıçrama tahtası oldu. Olofsson, "PCNI ekibinin ilk konsept kanıtı ve radar modülünü tedarik etmesi işleri gerçekten harekete geçirdi" diye ekliyor. "Böylece, işleri resmiyete dökmek için M*A*S*H dizisinde Onbaşı Radar ile arkadaş olan Onbaşı Klinger'in adını taşıyan 'Klinger' adında bir ürün projesi başlatmaya karar verdik. Bunun çok sıkı bir çalışma ve doğaçlama olacağını biliyorduk, ancak öncü bir ruha sahip olduk ve ilerledik."
İlk deneme: endüstriyel bir alan
"Olofsson sözlerine şöyle devam ediyor: "İlk kurulum referansımız İsveçli bir inşaat malzemeleri tedarikçisi olan Byggmax'a ait bir sanayi arsasıydı. "Product Manager Andres Vigren, bunu gelecekteki kurulumlar için gerçekten umut verici bir aday ve referans olarak tanımlamıştı. Şehrin ve yakındaki sanayi bölgesinin etrafında kısa bir gezintiye çıkmış ve her biri izinsiz girişleri caydırmak için birden fazla projektör ve kamera kullanan sayısız, neredeyse aynı arsaları fark etmişti - hepsi de aynı sorunlarla karşı karşıyaydı."
Papadelis, "Bizim için güzel ve erişilebilir bir başlangıç noktası oldu," diye ekliyor. "Bir bina ile çevresindeki çit arasındaki mesafeyi izleyerek alan gözetimine odaklanmamızı sağladı." Ancak, radarın kendi zorlukları olduğunu hızla fark eden ekip için bu, zorlu bir öğrenme süreci getirdi. İlki kapsama alanıydı. "Bu tür radarlar birbirleriyle etkileşime girerek kullanılabilir cihaz sayısını sadece ikiyle sınırlıyor" diye devam ediyor. "Elin Sällberg, Engineering Manager Core Technologies Radar, birkaç yıl sonra sinyal işleme ve cihaz iletişimi üzerine odaklanan bir ekip kurdu." Ekibinin çalışmaları o zamandan bu yana kurulabilecek radar sayısının artmasında etkili oldu.
Veri setleri oluşturmak için köpek ödünç almak ve hayvanat bahçelerini ziyaret etmek
"İlk testlerimizden birinin gece boyunca sürdüğünü hatırlıyorum. Kaydı incelerken "Vay canına, tavşanları görebiliyoruz" diye haykırdık. Birkaç dakika sonra "Hayır! Tavşanları görüyoruz" diye gülüyor Cacke. Bu durum, sınıflandırma verilerine ilişkin ikinci ve aynı derecede acil olan zorluğu ortaya çıkarmıştır. Bir radara neyi tanımladığını söyleyen veriler olmadan, radarlar neredeyse yardımcı olmayı umdukları kameralar kadar çok sayıda yanlış alarm tetikleyecektir. Bu veri mevcut değildi.
Bunun için tek bir şey vardı. Ekip, hayvanlar üzerinde yoğun bir çaba harcayarak sıfırdan kendi büyük ve çeşitli veri kümelerini oluşturmaya başladı (bugün hala genişletiliyor). Köpek ödünç almaktan hayvanat bahçelerini ziyaret etmeye ve yurtdışındaki meslektaşlarından rakunlar hakkında veri toplamalarını istemeye kadar bulabildikleri her yerden veri topladılar.
Papadelis, "Malmö'nün dışında bir tarlaya gittiğimi hatırlıyorum, orada geceleri tavşanlarla dolu olduğu söylenmişti," diye anlatıyor. "Kayıt ekipmanımı akşam 8'de kurdum ve ertesi sabah erken saatlerde ekipmanı toplamak ve veri toplamak için geri döndüm. Başka bir olayda, Finlandiyalı bir enerji şirketi, elektrik santrallerine sık sık gelen tavşanlarla ilgili veri toplayarak yardımcı oldu." Bu gibi sınıflandırma kümeleri, radarların rahatsız edici algılamaları etkili bir şekilde ortadan kaldırmasına ve göz ardı etmesine ve bir nesnenin bir insan mı yoksa bir araç mı olduğunu çok yüksek doğrulukla belirlemesine olanak tanır.
İlk kez hareket eden bir insanı takip etmek
"Bazı fantastik, eureka anları yaşadık," diye devam ediyor. "Benim için bu, hareket eden bir insanı ilk kez gerçek zamanlı olarak tespit edip izlediğimiz zamandı. Radar prototipini ofisimin penceresinden dışarı tuttuğumu ve ekranımda radar tarafından görüntülenen bir insan gördüğümü hatırlıyorum. Çok tatmin ediciydi!"
Bu büyük çabalar sayesinde deneme başarılı oldu. Konseptin uygulanabilirliğini kanıtladı ve net geliştirme odak alanları sağladı.
Axis radarının gelişimi şekilleniyor
Ürün geliştirmenin ilk aşamalarından itibaren, Axis radar geliştirme beş temel noktaya odaklanmıştır:
- Ekip, standart otomotiv radarlarını kullanmak yerine modül üretiminin kurum içi radar geliştirmesinden yararlanacaktır.
- Ürün yazılımı platformu, geliştirme süreçlerini basitleştirmek için tüm Axis video ürünleriyle aynı platforma dayanacaktır.
- Mevcut VMS sistemleriyle, özellikle Axis Camera Station (ACS), Genetec ve Milestone sistemleriyle entegrasyona öncelik verilecektir.
- Radar bilgileri VMS'ye video akışı olarak gönderilecektir.
- Kolay kurulum için cihazlara PoE ile güç sağlanacaktır.
Ellerinde birkaç ders bulunan ekip, ticari olarak kullanılabilen ilk nesil ürünlerini üretmek için çalışmaya başladı. Bu ilk projelerde radarın genellikle görsel bir kamerayla eşleştirileceği açıktı," diye açıklıyor Olofsson.
"Olofsson sözlerine şöyle devam ediyor: "Bu durum, radarın geniş bir alanda hareket ederken radarla tespit edilen nesneleri takip edecek bir pan-tilt-zoom (PTZ) kamerayı kontrol etmesine olanak tanıyan bir yazılım uygulaması yaratma ve nihayetinde hem video hem de radar özelliklerine sahip bir tür füzyon, tek birim cihaz yaratma hedeflerini ateşledi."
İlk radar dedektörünün piyasaya sürülmesi
Radar kullanma fikrinin ortaya atılmasından sadece bir yıl sonra Axis, piyasada bulunan ilk bağımsız radar çözümü olan D2050-VE Network Radar Detector'ü piyasaya sürdü. Bu radarlar piyasadaki alternatiflerinden beş ila otuz kat daha uygun fiyatlıydı ve mevcut gözetim sistemleriyle kolayca entegre edilebiliyordu.
Andres Vigren, "AXIS D2050-VE Network Radar Detector'ün lansmanını yapmak ekip için büyük bir andı" diye ekliyor. "O zamanlar Product Manager'dım ve müşterilerin ve bir bütün olarak pazarın kullanılabilirliğine ne kadar iyi tepki verdiğini hatırlıyorum. Ne kadar yenilikçi olduğu konusunda çok sayıda olumlu ilgi ve yorum toplamakla kalmadı, aynı zamanda 2018'de ISC West'te SIA Yeni Ürün Vitrini Ödülü gibi ödüller alarak güvenlik sektöründeki etkisini ve yenilikçiliğini vurguladı."
Gelişmiş kontrol için kurum içi üretim
Elin Sällberg, "Ayrıca tüm radar modülü üretimini kendi bünyemize almak gibi büyük bir karar aldık," diye ekliyor. "Ekibimin, sinyal işleme konusunda Ar-Ge için hayati önem taşıyan yolları açmak üzere parçalar üzerinde tam kontrole ihtiyacı vardı. Ve gerçekten işe yaradı. Şirket içi üretim sayesinde geniş algılama kapsamına odaklanabildik ve tek bir üründe 180 dereceyi herhangi bir boşluk olmadan kapsayabilmeyi sağladık. Tasarım üzerinde tam kontrole sahiptik ve güvenlik kullanım durumları için optimize edilmiş antenler ve sinyal işleme yapabiliyorduk. Dahası ve belki de en önemlisi, parazit sorunlarıyla karşılaşmadan aynı bölgede altı radara kadar nasıl yerleştirileceğini bulduk."
Dünyanın ilk füzyon radar video kamerası
Radar, yıllar içinde piyasaya sürülen birkaç yeni nesil cihazla hızla çoğaldı. Elin ve ekibinin çalışmaları sayesinde artık aynı anda sekiz adede kadar radar kullanılabiliyordu ve derin öğrenme ve yazılım alanındaki ilerlemeler, müşterilerin her türlü kullanım durumu için radardan yararlanabileceği anlamına geliyordu. PTZ departmanındaki Leif Persson ve Podracer ekibi tarafından geliştirilen radar kontrollü PTZ takibi büyük bir başarı elde etti, ancak tüm bunlara rağmen ikisi bir arada füzyon kamera fikri ulaşılması zor bir hedef olarak kaldı. Bu 2021 yılına kadardı.
Papadelis, "Bu gerçek bir meydan okumaydı ve görünüşte sonsuz bir sorunlar dizisi sunuyordu," diye açıklıyor. "Ama bunun vazgeçilemeyecek kadar iyi bir konsept olduğunu biliyorduk. Böylece, ekibin çok sıkı çalışması ve özverisinden sonra nihayet cihazda füzyonu canlı olarak çalıştırabilecek çalışan bir prototipimiz oldu. Çalışmaya başladığında bunun kazanan bir konsept olduğu hemen anlaşıldı."
Axis, dünyanın ilk füzyon radar-video kamerası olan AXIS Q1656-DLE'yi resmi olarak piyasaya sürdü. Cihaz, mükemmel bir senkronizasyon içinde çalışan bu iki teknolojinin sinerjisini sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda trafik istatistikleri için araç hızını toplamak, görselleştirmek ve kullanmak için özel bir trafik modu ile birlikte geliyor.
Radar teknolojisinin evrimi üzerine düşünceler
Bugün Axis'te radar Product Manager olarak görev yapan Niklas Lindman, bu noktaya giden yolculuğu değerlendiriyor. "Axis olarak radar ürünleri geliştirmeye başlamamızın ve daha sonra bunları kamera sistemine dahil etmemizin geçmişine baktığımda iki sonuç çıkarabilirim. Birincisi, birkaç yıl önce yaptığımız pek çok varsayım bugün gerçek olarak kabul ediliyor. İçgüdülerimizle hareket ettik çünkü bu fikirlerin taşıdığı potansiyeli görebiliyorduk. Bu teknolojileri birleştirmek ve tek bir çözümde bir araya getirmek geriye dönüp bakıldığında bariz görünüyor ancak ekip bunu gerçeğe dönüştürmek için gerçekten alışılmışın dışında bir düşünce tarzı kullandı. Ve günümüzde de kesinlikle değer sağlamaya devam ediyor. İkinci olarak, yenilikçilik ilk ürün lansmanında zirve yapmadı ve yapmıyor. Farklı teknolojileri birleştirmek, sayısız yeni fikrin ortaya çıkmasına neden olabilir ve günümüzdeki en yenilikçi çözümlerden bazıları için temel oluşturur. Gelecek son derece parlak görünmeye devam ediyor."
Gözetim ve güvenlik sektörü proaktif ve önleyici çözümlere yönelmeye devam ettikçe, video-radar füzyonu gibi teknolojilerin sağladığı ayrıntılar ve yetenekler daha da önemli hale gelecektir. Ancak Axis'teki yetenekli ve yenilikçi bir ekip sayesinde vizyonlarını gerçeğe dönüştürme azmi, kararlılığı ve dürtüsüyle dünyanın dört bir yanındaki lokasyonlarda radar teknolojisine sahip olduk.
Nicklas Olofsson, Aras Papadelis, Niklas Lindman, Elin Sällberg, Andres Vigren ve Carl-Axel "Cacke" Alm bu hikayeye katkıda bulunmuştur.
Tüm "Klinger" proje ekibine, PCNI'ye, "Podracers" ekibine ve Leif Persson'a özel teşekkürler.