Tietokonenäön hyödyntäminen etsintä- ja pelastusdroneissa

Abstract

Miehittämättömät ilma-alukset eli dronet ovat merkittävä apuväline etsintä- ja pelastustehtävissä. Ne tarjoavat helpon pääsyn vaikeakulkuisille tai vaarallisille alueille ja mahdollistavat kohteen eli pelastettavan ihmisen tunnistamisen ilmasta käsin. Useimmiten kuitenkin dronen lennättäminen ja sen keräämän kuvamateriaalin analysointi ovat ihmisestä riippuvaisia. Tämä on hidasta ja voi altistaa inhimillisille virheille. Etsintä- ja pelastustoimintaa voidaan helpottaa ja nopeuttaa automatisoimalla dronejen suorittamia tehtäviä. Tämän kirjallisuuskatsauksen tavoitteena oli tutkia etsintä- ja pelastusdronejen toiminnan tehostamista erilaisilla tietokonenäön tekniikoilla, sekä tähän tarkoitukseen soveltuvia kuvantamis- ja laskentalaitteistoja. Tietokonenäkö tarkoittaa käytännössä järjestelmää, jossa algoritmein tietokoneella käsitellään ja analysoidaan kuvamateriaalia jonkin tavoitteen saavuttamiseksi. Etsintä- ja pelastuskäytössä tavoitteina voivat olla esimerkiksi automaattinen kohteentunnistus tai dronen autonominen navigointi. Yleisiä dronen antureita ympäristön kuvantamiseen ovat väri- ja lämpökamera sekä LiDAR, joilla kaikilla on omat hyödyt ja haittansa tietokonenäkökäytössä. Tietokonenäön ohjelmat ja algoritmit, etenkin neuroverkkoihin pohjautuvat, ovat laskennallisesti hyvin raskaita ja vaativat laitteistokiihdyttimien käyttöä kuvankäsittelyn suorittavissa tietokoneissa. Älykkäitä tietokonenäköä hyödyntäviä droneja on jo kehitelty ja niihin liittyviä tutkimuksia julkaistu runsaasti. Kuitenkaan dokumentoituja tapauksia niiden käytöstä oikeissa etsintä- ja pelastustehtävissä ei juurikaan löydy. Tietokonenäkö kehittyy jatkuvasti tarkemmaksi ja nopeammaksi, ja dronejen käyttö on jo yleistynyt viime vuosina huomattavasti. Yhdistämällä nämä teknologiat voidaan teoriassa saavuttaa lukuisia etuja perinteisiin etsintä- ja pelastusmenetelmiin verrattuna.