Gelecek nesiller için buluşlar... Can Laser A.Ş.
Can Laser

GÖRÜNTÜLÜ MAYIN BULMA SİSTEMİ

Aşağıda okuyacağınız çalışmalar toprak altına gömülü mayınları belirleyecek bir Mayın bulma Sistemi üretilmesi için 1998 senelerinde Ülkemizde yapılan ilk çalışmalardandır.

Dünyada gömülü mayınları hem bakıldığı anda hemde % 100 doğru olarak bulabilecek özellikte Mayın Bulma Sistemleri üretimi konusunda bir çok çalışmalar yapılmıştır ve halende yapılmaktadır. Mayın Bulma Sistemleri üretilmesi için bilyonlarca dolarlık harcamalar yapılmıştır. Ama halen istenilen düzeyde verimli ve güvenilir bir Mayın Bulma Sistemi üretilememiştir. Örneğin Amerika Birleşik Devlerleri nin DARPA kurumu 1998 yılına kadar 9 Bilyon Dolarlık bir AR-GE bütçesi ayırarak 1990 yıllarından beri çalışılmakta olan GPR (Groud Penetration Radar) sisteminin tüm Dünyada verimli olarak çalışmasını sağlamaya çalışmaktadırlar. Halen GPR sistemlerinde istenen düzeyde verim alınamamıştır.. Başarısızlığın kısaca sebebi her bölgenin farklı toprak yapılarına sahip olması ve sistemin farklı topraklarda hata yapmasıdır. GPR sistemini ana olumsuzluğu buna bağlanmakla birlikte sistemin boyutları gibi başka sorunlarıda içermesi bu mayın bulma sisteminin olumsuzluklarındandır.

1. PROJENİN KONUSU VE AMACI

Son senelerde bir çok ülkede yalnızca askeri açıdan değil insani açıdan vede çevresel etkileri açısından Mayın veya Mayın Tarlalarının Tesbiti önemli bir konu olmuştur. Zamanımızda mayınların etkili bir savunma silahı olarak kullanılması oldukca yaygınlaşmıştır. Mayın yerleştirmek veya mayın tarlası oluşturmak göreli olarak oldukca kolaydır ama mayının yerini tesbit etmek ve daha sonrada imha etmek hem masraflı hemde zaman alıcı bir işlemdir.

Bugün Dünyada muhtelif yerlerde yaklaşık 100 milyon civarında toprağa yerleştirilmiş ve patlamaya hazır mayın bulunmaktadır. Bu mayınların bir bölümüde büyük bir ihtiyaç olan tarım topraklarını kullanılmaz hale getirmiştir.

Mayınları araştırıp bulmak zor bir iştir.Artık bir çok mayında'da metal kullanılmamaktadır. Son kullanılan Anti-personel mayınları ise en iyi ihtimalle ateşleyicideki iğneden başka hiç bir madeni parça ihtiva etmezler. Mayının paketi plastikten,ağaçtan yapılmıştır.Fakat bütün mayınlarda bulunan ortak malzeme TNT,RDX,PET, gibi patlayıcılardır.

İnsanlar mayın üretmekte hayal güçlerini sonuna kadar zorlamışlardır.Örneğin Güneydoğuda kimyasal gübreden veya hayvan dışkısından mayın yapılması gibi.

Bugün ilgili kataloglarda yaklaşık 2000 farklı tipte mayın olduğu belirtilmektedir. Ama bunları genel olarak gruplandırırsak mayınları 3 ana gruba ayırabiliriz.
Tank-Mayınları: Bu mayınlar 150 -300 kg'lık bir basınçla veya indiksiyonla patlarlar.
Anti-personel mayınları: Bunlar ise yalnızca toprakta değil bazı tiplerinde yerden fırlayarak veya belirli istikamete doğru patlarlar.Mayına bağlı tellerlede çalışan bu mayın tipleri patladığında 30 metrelik bir yarıçaplı bir daire içinde öldürücüdür.
Tahrip edici Anti-personel mayınları: Topuk patladan diyede bahsedilen bu mayınlar 100gr'dan az patlayıcı ihtiva ederler.Bunlar yaklaşık 10 cm çapındadır. Bu mayınlar 10 kg/dm2 lik bir basınçla veya kendilerine bağlanmış telle patlarlar. Bu mayınlar çok ucuzdur vede bunları arazide bulmak hayli zordur.Bu sebeble bu mayınlar en çok kullanılan mayın tipidir.
Bu tahrip edici anti-personel mayınlarının son zamanlarda yegane madeni parçası olan ateşleme iğneside sert plastikten yapılmaya başlanmıştır. Böylece içindeki bu madeni parçada kaldırıldığından mevcut mayın dedektörleri ile bu mayınların tesbiti artık tamamiyle imkansız hale gelmiştir.
Bu yüzden bu projenin konusu ileri teknolojik olanaklar kullanarak,mevcut klasik mayın arama sistemlerden daha verimli ve real time çalışan (anında ) bir mayın tesbit sistemi proto-tipi üretmektir. Projemizin amacı ise mayınları %100'e varan bir verimlikle tesbit eden bir mayın dedektör sistemi proto-tipi üreterek askeri ve sivil olarak mayın nedeni ile verilen zayiatları önlemektir.

1-PROJENİN KAPSAMI VE TEKNİK ÖZELLİKLERİ :
Geliştirdiğim bu yaklaşım doğrultusunda ileri teknoloji kullanılarak geliştirilen mayın arama sisteminde ise arazide gömülü olan mayınlar klasik yöntemlere göre daha hızlı ve güvenli olarak bulunabilecektir.

SİSTEMİN ÇALIŞMASI
Sistemin çalışma prensibi elementlerin cinslerine göre çevrelerine belirli frekansta titreşimler vermelerine dayanır.Bu titreşimler metalin cinsine göre ve büyüklüğüne göre şiddetli veya az şiddetli olabilirler. Bu titreşimler dışardan üzerlerine gönderilen ışınımlarla belirli etkileşime girerler ve bu etkileşimde özel kamerada leke olarak izleyiciye üç boyutlu olarak görünür.Sisteme aranılan metallerin özelliklerini içeren bir programda eklendiğinden lekelerin hangi metalle ilgili olduğunu kesin olarak belirlenir. Buda arayıcıyı yanılgıdan kurtarır ve zaman kazandırır.

Bu sistem başlıca parçaları çok yüksek verimliliğe sahip bu amaç için üretilmiş özel bir kamera , CO2 laseri destekli laser sistemi bu ışınları analiz eden bilgisayar sistemi ve sisteme enerji sağlayacak taşınır bir güç sağlayıcı olacaktır.

Bu sistemin çalışması; Mayınlar üzerine gönderilen belli özelliklere sahip ışınımlar ve kameradaki tonlamayı insan gözünden yüzlerce kere hassas olarak analiz ederek sonucu ortaya koyan bilgisayar çözümleme sistemi ,sistemin verimliliğini daha'da yükseltecektir.

Bu durumda sistemde kullanıcağımız ışınımlara göre kamera tipleri ve hasasiyetlerini belirlemek lazımdır.Bu sistemde en güvenilirlikli olanı laser frekansı ile çalışabilen yüksek çözünürlülüklü kemara analiz sistemidir. Bu da MCAN 850 – 3 mikrometrelik sensörlerdir. Burada seçilen kameranın hassasiyet düzeyi ön plana çıkmaktadır.Böyle bir sistemde hassasiyet oranı maksimum düzeyde 0.0001 olmalıdır. Olabilir ise dahada hassas kameralar tercih edilebilir. Sistemde hassasiyete çok önem vermemiz yüzeye gönderilecek ışınımların gücünün düşük tutarak verimli sonuçlar alabilmek içindir. Bu analiz sisteminde hedeflenen metaryele ulaşmak için toprak yüzeyine belirli bir açıda ve belli frekanslarda ışınımlar gönderilerek bu ışınların toprağın yüzeyi ve mümkün olduğunca'da yüzey altına nüfuz etmesi sağlanmalıdır.

Böylece kullanılan çok hassas ve yüksek çözünürlülüklü kamera yüzey ve yüzey altından yansıyan ışınımların analizini yaparken daha rahat ve kesinlikte hatasız analiz yapabilecektir.

Yüzeye yüksek enerji dalgaları gönderilmesi sonucu yüzey ve yüzeyin altında saklanmış olan meteryallerin kameraca bakıldığında enerji farklılaşmasından dolayı cismin kolayca seçilebilmesi sağlamaktadır.

Bu mayın arama sistemi kullanıcı tarafından mümkün olabildiğince kolay taşınabilmeli, kullanıcıya mümkün olabildiğince hareket serbestisi verebilmelidir. Diğer taraftan kritik bölgelerde yapılacak bu aramalarda aranan nesnelerin en kısa zamanda ve en önemliside aranılan nesnenin kesin olarak belirlenmesi göz önünde bulundurulmalıdır .

2-SİSTEMİN AÇILIMI
Laser dalgalarının yönlendirilmesi ile mayınların tesbitinde laser desteği sistemin verimliliğinin ve hatasız çalışmasının ana ünitesidir. Genelde laserlerde dalga boyu ayarlamaları için kaplamalar dalga boyunun belirlemesini sağlar. örneğin basit olarak He-Ne Laserinde 632.8 nm'lik dalga boyuna göre optik aynalar kaplanmıştır. Bunun yanısıra geniş bir dalga boyunu içeren (120nm ve 10.600nm arası) kaplamalarda yapılabilir, tabiki bu dalga boyunun çok altı yani Gamma –Ray ve X-Ray dalga boyu ve çok daha üst dalga boyları üretebilmek içinde kaplamalar yapılabildiği tekolojilerde mevcuttur.

Yalnız bu sistemde geniş dalga boylarını içeren laser kaplama aynaları ışınımların çıkışında geniş dalga boyu çıktığı için istediğimiz dalga boyuna hakim olamıyacağımız gibi yüzeye gönderdiğimiz ışınların güçlerininde ayarlanmasını engellemektedir. Frekans çiftlendirme sistemi ise (Frequency Doubling Systems) geniş bandlardan kaynaklanacak sorunları ortadan tamamen kaldırmaktadır. Yüzeye gönderilen bu değişik yüksek güçlü laser ışınımları yüzey ve yüzeye yakın olarak yerleştirilmiş bulunan meteryallerle etkileşime girmektedirler ve yüzeyde gözle izlenebilir bir şeffaflaştırma görülebilmektedir.

Sistemde meteryallerle etkilişime giren ışınımlar meteryallerden yansıyarak kameranın optik sistemine odaklanmaktadır. Sisteme bağlı bulunan bilgisayar ise kamera üzerine odaklanan bu laser ışınımlarının programına yüklenen bilgilerin ışığı altında hangi cins bir mayınla karşılaşıldığını anında bilgisayara bağlı bulunan monitörden kullanıcıya göstermektedir.

Sistemde kameralar açısından bakılırsa görüntünün netliğinin yanısıra meteryallin derinliğininde ekrandan görüntülenmesi izleyicinin görüntü hakkında kesin fikir sahip olmasını sağlayacaktır.Burada bahsettiğimiz olay senkronize görüntünün ekrana yansıtılmasıdır.

Sistemin en önemli özelliği ise elde taşınarak kullanılabildiği gibi bu sistemde ufak bir değişiklikle sisteme ilave yapılarak sistem hareketli vasıtaların önüne takılarak yol boyunca yoldaki gömülü mayınların anında tesbit edilmesi sağlanabilmektedir.

Bunun sonucu olarak konvoyların mayın tuzaklarına düşmesi önlenebilecektir.Vasıtalara takılabilen bu sistem yaklaşık 30-50 metreden mayınları rahat algılayabilmektedir.Bu mesafe istenirse dahada uzatılabilir.

3- MEVCUT TEKNOLOJİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ:
Bu gün topraktaki mayınların tesbiti için yaygın olarak metal dedektörleri kullanılmaktadır. Halen en çok kullanılan mayın dedektörleri
- Vallon M 1620 mayın dedektörleri
- Aselsan 7210 mayın dedektörü
- AN-19/2 Schibel mayın dedektörüdür.

Bu dedektörlerin genel çalışma prensipleri ise şöyledir. Metal dedektörü arama başındaki bobinlerle manyetik alan oluşturulur ve bu alan metal cisimlere çarpınca oluşan kaçak akımlar sinyal haline dönüştürülerek operatörün kulaklığına ses olarak ulaşır ve operatör ikaz edilir.

Yalnız askeri harekat yapılmış veya bombalanmış alanlarda mayın dışında toprakta irili ufaklı bir çok madeni parçanın bulunması ve bunlarında yalnızca ses sinyali ile algılanması mayın tesbitinde hataya sebeb olmaktadır. Ayrıca mayın arayıcı askerin içinde bulunduğu stres ve yorgunlukta düşünüldüğünde , bu mayın değildir yine madeni bir parçadır diye hatalı bir karar verdiğinde orada mayın yok kabul edilmekte ve mayın patlamaktadır.

Mayın tesbitinde kullanılan diğer teknikler ise şunlardır

Elle şiş kullanarak temizleme metodu: Bunda yaklaşık 2 cm aralıkla ve 30 derecelik bir yatay açı ile bir şişle toprak şişlenmekte ve mayı bulunmaktadır.. Bu tehlikeli ve yavaş bir sistemdir. Usta bir arayıcı günde yaklaşık 20-50 m2 lik bir alanı temizleyebilir.

Mekanik sistemler: Mayın arama için zincirler ve bunun gibi mekanik parçalar ilave edilmiş tanklar veya traktörlerle mayınları patlatarak imha eden sistemler.Bunlarda dedektör bulunmaz . Fakat bunlar dağlarda askeri harekat yapılan alanlarda pratik olarak kullanılamazlar.

Koku alma sistemleri: Mayın içindeki patlayıcının kokusunun bu iş için eğitilmiş köpeklerce algılanarak mayının yerinin tesbiti koku alarak mayın tesbitinde kullanılan bir yöntemdir. Yalnız köpekler yorulduğunda veya köpeğin dikkatinin o anda oluşan başka bir olaya kayması durumunda,örneğin bir yaban hayvanının veya bir kuşun çıkması gibi, hatalar oluşur. Bu sisteminde güvenilirliği düşüktür.

İon Mobility Spectrometresi metodu: TNT veya diğer patlayıcı moloküllerinin ionize edilme yolu ile tanımlanması prensibine dayanır. Fakat hassasiyet derecesi düşüktür.

Radar veya mikrodalga metodu: Gönderilen rezonans frekanslarının yansımasının algılanarak gömülü mayınların tesbiti prensibine dayanır. Yalnız bu metodla küçük mayınların tesbit edilememektedir.Güvenilirlik derecesi düşüktür. İtalyada ve Amerikada bu konuda çalışmalar halen devam etmektedir.

Örneğin Amerikada Alberta Universitesinde mayınların tesbiti konusunda yapılmış bir çalışmada, bu sistemler için pahalı olmasının yanında, mayın kesin yerinin tesbitinde sağlıklı olmadığı ve yanılma oranının yüksek olduğu belirtilmektedir. Diğer bir örnek Jaycor Electro-Magnetic ve Electronics Systems İnc , Stand of mine detection system (GPR sistemi) üretmiştir. Amerikan ordusu tarafından finanse edilmiş bu sistem ilk testleri 1994'te New Mexico'da yapılmıştır. Halende Amerikan ordusu ile şirket arasında yapılmış sözleşmeye göre çalışmalar devam etmekte ve son sözleşme Ağustos 1996 ve Ekim 1998 süresi içinde toprak cinslerine göre mayın tiplerinin tesbiti konusundadır.

Bu GPR sisteminde düşük yalnış algılama oranı vardır. Yani bazen mayınları tesbit edememektedir. Diğer taraftan sistem yalnızca vasıta ile taşınabilir. Dağlarda operasyon bölgeleri için pratik değildir. Konvoylar için kullanıldığında algılama hızı düşüktür (GPR araç hızı maksimum 5 km/saat). Hedeflenen ise 16 km/saat hızdır. Amerikan ordusunca bu konuda 1994 te başlıyan araştırma faaliyetleri 3 seneden bu yana devam etmektedir. Yalnız mayın bulma sistemi ilginç bir akademik çalışma konusu olduğu için Dünyada çeşitli Üniversitelerce de GPR konusunda araştırma çalışmalarına yapılmıştır.

Görüldüğü gibi mevcut teknolojilerde en yaygın kullanılan ve denenmiş olan vede diğerler metodlara göre en yüksek güvenilirlikli sistem olarak halen kullaılan metal dedektörleri sistemidir.

Yalnız yukarıda belirtildiği gibi bilhassa tahrip edici anti-personel mayınlarının (topuk patlatanların) son zamanlarda yegane madeni parçası olan ateşleme iğneside sert plastikten yapılmaya başlanmıştır. Mayını tesbit için mayın ,içindeki bu yegane madeni parçada kaldırıldığından mevcut mayın dedektörleri ile bu mayınların tesbiti artık tamamiyle imkansız hale gelmiş ve eldeki nispeten güvenilir metal dedektör sistemide kullanılamaz hale gelmiştir.

4-PROJE İLE İLGİLİ MEVCUT POTANSİYEL VE YATIRIM:
Bu gün Ülkemizde vede Dünyanın çeşitli ülkelerinde mayınlanmış alanlarda yaklaşık 100 milyon mayın gömülü olarak bulunmakta bu mayınlar insanlar için büyük tehlike oluşturmaktadır.Bu mayınların yerlerinin tesbit edilmesi için halen kullanılan teknolojiler yetersizdir. Birleşmiş Milletler Kuruluşu, Amerika ve diğer sanayileşmiş ülkeler askeri ve sivil araştırma kuruluşları, Üniversiteler güvenli bir mayın tesbit sisteminin bulunabilmesi için Bilyon Dolar'a varan fonlar oluşturarak araştırmalar yapmaktadırlar. Verimli bir mayın tesbit sistemi üretilmesi ile insanlığın çok ihtiyacı olan sistemlerden biri üretilmiş olacaktır. Diğer taraftan ise bu sisteme, bütün Dünyadan büyük bir talep potansiyelide vardır.

Mayın dedektör sisteminin şu an Dünyada yüzlerce katriyon liralık bir pazarı vardır.Bu sistem için yapılacak yatırım ise yalnızca mevcut ileri teknolojik bilginin kullanılarak üretilecek mayın tesbit sistemi proto-tipi için harcanacak paradır.

5- PROJE İLE SAĞLANACAK YARARLAR VE UYGULAMA ALANLARI:
Bu proje sonucunda hem ülkemizde, hemde Ortadoğuda Asyada Uzakdoğuda Afrikada Güney Amerikada bulunan bir çok ülkede mayınlar güvenlikle temizlenebilecektir. Böylece harekat sırasında askerler,harekat sonundada siviller sakat kalmıyacak ve ölmeyeceklerdir. Ekonomik açıdan sağlanacak yararlarda çok büyüktür. Bugün mayınlanmış alanların önemli bölümü tarım topraklarıdır.Bu proje sonucunda mayınlar güvenli bir şekilde temizlenerek bu topraklar tekrar tarım amacı ile insanlığa kazandırılacaktır. Ayrıca 100 milyondan daha fazla gömülü kara mayını olduğu tahmin edilen Dünyamızda bu güne kadar güvenli bir mayın bulma sistemi de üretilememiştir.

Bu nedenle geliştirdiğim ve ilk kısmın tamamladığım görüntülü mayın bulma sistemi ekonomik olarak Taylanddan Bosna Herseğe veya güney Amerikaya kadar bütün Dünyada yüzlerce katrilyon liralık bir pazarı bulunmaktadır.

Ayrıca bu proje ileride dahada geliştirilerek ve algılama derinliğide arttırılarak sivil sektörde madencilikte kulllanılabilecek ve verimli maden yataklarının sağlıklı bir şekilde tesbitini sağlıyarak Ülkemizin ekonomik gelişmesinde önemli katkıda bulunabilecektir.

6- MAYIN BULMA SİSTEMİ ÜRETİLMESİ İÇİN ÜLKEMİZDE YAPILAN İLK ÇALIŞMA
İleri teknolojik olanaklar kullanarak,mevcut klasik mayın arama sistemlerden daha verimli ve anında (real time) mayını gösteren Mayın Bulma Sisteminin prototip üretimi için gerekli çalışmalar şirketimizce yapılmıştır.

İlk etapta Mayın Bulma Sisteminin bir parçası olarak kullanılmak üzere CMOS destekli bir mayın kamerası proto-tipi tasarlanmıştır. Bu kamera ile alınmış ilk uygulama görüntülerini aşağıda görülmektedir.


NORMAL RENKLİ KAMERA İLE ÇEKİLMİŞ GÖRÜNTÜ



GELİŞTİRDİĞİMİZ MAYIN KAMERASI İLE ÇEKİLMİŞ GÖRÜNTÜ

Bu sistem Laser dalga boylarının hedef yüzey tarafından rahat emilebilmesini sağlayan ışınımların,geniş bir dalga boyu taraması özelliğinden faydalanılarak gerçekleştirilmiştir. Yukarıda görülen Normal Renkli kamera ile çekilen araba görüntüsü ile aynı arabanın bizim Mayın Kamerası proto-tipi CCDIR kamera ile çekilen görüntüleri sistemin birinci etabının başarıldığını göstermektedir. Bu görüntülerde , normal gün ışığında , kameralardan yaklaşık 7 metre uaklıkta buluan bir arabanın aynı noktadan iki değişik kamera ile birer görüntüsü alınmıştır.

Normal Renkli kamera ile alınan görüntüde arabayı insan gözü nasıl görüyorsa bu görüntüde de araba gözle baktığımız şekilde, kırmızı renkli bir araba olarak aynen görünmektedir. ( Renkli Kamera Görüntüsü)

Bizim ürettiğimiz özel üretim Mayın Kamerası proto-tipi ile çekilmiş görütüde ise ,mayın kameramız bu arabanın boyasının altını göstermektedir. (Mayın Kamerası Görüntüsü)

Özel olarak geliştirilen mayın kameramızın görüntüsünde arabanın boyasıın altını göstermekte ve arabanın kapısının daha önce çarpıldığını ve macunlandığı ve boyandığı görülmektedir.

Bu kamerada yüksek teknoloji ile geliştirdiğimiz yeni Görüntü Algılama sensörünün (Imager) bu amaç için üretilmiş değişik bir tipi kullanılmıştır. Kameramız çevreye ve kullanıcıya radyasyon vermeden ve doğal radyasyonları kullanarak böyle bir teknolojinin gerçekleştirilebileceği ortaya konmuştur.

Akla şu gelebilir bu kamera X-Ray kamera olabilrmi diye, kameramız X-Ray kamerası da değildir.

Bu kamera yer altındaki gömülü mayınları bulmak için Mayın Bulma Sisteminin yalnızca temel bir parçası olarak tasarlanmıştır.

Bu sistemimizin askerin hareket kabiliyeti ve hızını kesinlikle kesmeden ve süratli olarak operasyonunu sürdürmesini sağlamasına yönelik olarak anında görüntü alabilme özelliği bulunmaktadır . Sistemde derinlik olarak 30cm'lik bir derinlik taraması hedeflenmiştir. Ayrıca sistem hafızasına yüklenmiş program sayesinde ise arazide hangi tip mayının olduğu tesbit edilecektir.

Gerekli Ar-Ge bütçesi bulunduğunda ise kameralı Mayın Bulma Sistemi prototip üretimi gereçekleştirilecektir.. Kısaca günümüzde artık imkansız diye bir şey yoktur yeter ki düşünelim isteyelim ve çalışalım.

Bu geliştirilen teknoloji sadece mayın bulma alanında değil tıp alanında , metaluji alanında,tarım alanında da çeşitlendirerek kullanılabilir. Bu yüzden bu sistem hem sosyal hemde ekonomik getirisi olağan üstü yüksek olan ileri bir teknolojik sistemdir.