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.