Militärische Tracks Beschleunigung Kugeln zurück zur Quelle

Für Soldaten auf Patrouille im Irak Scharfschütze Angriffe scheinbar aus dem nichts kommen und lassen kaum eine Chance zur Rückkehr Feuer. Aber mit neuen Anti-Sniper Detection Systeme beweisen ihren Wert für US-Soldaten und Marines im Irak seit 2004, Krieger können jetzt wieder Feuer effektiver um sich zu verteidigen – und Montana Forscher unabhängig voneinander studiert diese Systeme um besser zu verstehen, wie sie funktionieren.

Die Scharfschützen-Detection-Systeme gebräuchlich durch das US-Militär folgen dem Überschall Weg von einer Kugel zurück zu der Schütze.

"Wenn Sie sich, eine Zeitlupe Ansicht vorstellen, die Kugel voraus racing ist und der Shockwave wie ein Kegel hinter der beweglichen Kugel erweitert," sagte Rob Maher, Associate Professor of Electrical and Computer Engineering an der Montana State University.

Scharfschützen und bewaffneten verwenden in der Regel Gewehre, wie das Sturmgewehr AK-47 und seine Varianten, die schneller als die Schallgeschwindigkeit Kugeln abfeuern. Wenn die Waffe abgefeuert wird, schafft die Kugel Überschall Durchgang eine Schockwelle der Luftteilchen, die beiseite geschoben werden. Dies unterscheidet sich von der tatsächlichen Mündungsknall der Waffe, die den Ton erzeugt, den Menschen als Schüsse zu hören.

"Es gibt kommerzielle Systeme, die bereitgestellt wurden dort [im Irak], die sind in der Lage, die Soldaten auf dem eingehenden Kugeln herkommen, aufmerksam" Maher festgestellt. Viele dieser Systeme, die auf Gebäuden oder Fahrzeugen, die von Soldaten besetzt montiert sind, versuchen Sie, Scharfschützen zu lokalisieren, indem er erkennt sowohl die Schockwelle die Kugel Passage und das Geräusch von den Schuss.

Maher aktuelle Forschung umfasst die Prüfung verschiedener Waffen, vor allem Gewehre, die sind auf einem Schießplatz eingerichtet. Zwei oder mehrere Mikrofone gliedern sich in eine bekannte Konfiguration auf der Range und angeschlossen an einen digitalen Audio-Recorder, dass Datensätze Überschall Shockwave.

Da die Waffe abgefeuert und die Kugel Shockwave vergrößert, zeichnet ein Computerprogramm die verschiedenen Tageszeiten, an denen die Schockwelle an jedes Mikrofon ankommt. Basierend auf der Differenz zwischen Ankunftszeiten und andere konsistente Faktoren, kann der Computer den Winkel berechnen, aus dem die Kugel kam. Auf diese Weise Maher kann verschiedene Waffen und Kugeln feuern sie aus verschiedenen Blickwinkeln in Bezug auf die Mikrofone testen.

Der Prozess der Lokalisierung einer gefeuerten Schuss wird noch verschärft, wenn Hintergrundgeräusche neben der Kugel Shockwave und das Geräusch von den Schuss Mikrofone abholen. Starke Hintergrundgeräusche, würde wie passieren, wenn ein Scharfschütze auf einer Patrouille in der Mitte ein belebter Marktplatz abgefeuert werden voraussichtlich in Real-Life Situationen der Fall sein.

"Die größte Schwierigkeit mit jedem dieser mit der natürliche Klangumgebung zu tun ist", sagte Meyer. Gängigen Computerprogrammen eine harte Zeit bestimmte Klänge von den Hintergrundgeräuschen zu unterscheiden haben, erklärte er. Im Gegensatz dazu Menschen sind in der Lage, konkurrierenden Geräuschen lauschen und schnell auf eine bestimmte Sache zu konzentrieren, was jeder getan hat konzentriert sich auf ein Gespräch in der Mitte eine laute Party.

Ein System, das in der Lage, diese Herausforderung zu bewältigen gewesen zu sein scheint ist der Bumerang, ein System von BBN Technologies und der Defense Advanced Research Projects Agency oder DARPA entwickelt.

"Für das System in einem städtischen Umfeld unterwegs arbeiten ist unglaublich anspruchsvoll," sagte Karen Wood, der DARPA-Manager Programm der Entwicklung von Boomerang betreute. Sie erklärte, dass das System hat zu arbeiten, während auf einer extrem laut, beweglichen Plattform montiert – wie ein Humvee – während der ganzen Zeit ignorieren das ausgehende Feuer der US-Soldaten und Marines. Das System hat auch mit andere erschwerenden Faktoren in städtischen Umgebungen, wie die Klänge der Schüsse reflektieren von Gebäuden, Autos und sogar Müll umzugehen.

"Als ich zuerst Projekt beteiligt erhielt, eine Menge Leute sagten, dass es [Reflexionen des akustischen Signaturen] war nicht lösbare Problem... aber BBN hatte einige sehr clevere Ingenieure und Algorithmus-Leute, die es zu lösen,", sagte Holz.

Maher jedoch, dass die Forschung hinter ein kommerzielles System wie der Bumerang "proprietär und fertig ohne Veröffentlichung von privaten Unternehmen öffnen". Dies bedeutet, dass sehr wenig Informationen über die kommerziellen Systeme Universitätsforscher arbeiten in der gleichen Gegend zur Verfügung steht.

"Meine Vermutung ist, dass [Systemdesigner] im Grunde machen eine Menge der gebildeten Annahmen und Vermutungen darüber, was bei [Feld] sein dürfte, und wenn diejenigen gelten dann die Systeme wahrscheinlich funktionieren ganz gut", sagte Maher.

Angesichts des Mangels an öffentlichen Informationen, die auf den Systemen, ist Teil des Maher Ziel, seine Forschungsergebnisse mit der breiteren wissenschaftlichen Gemeinde, so dass private und öffentliche Forscher zur Verbesserung ihrer eigenen Arbeit auf bestehende Akustik-Technologien, wie z. B. Anti-Sniper Detection Systeme zu teilen.

Maher beteiligte sich erst vor kurzem an einem Studium Schüsse und die Akustik der Kugeln, nach Vollzugsbeamte unabhängig fragte ihn in den Bereich zu suchen. Er hat inzwischen seine Arbeit auf der Jahrestagung des Institute of Electrical and Electronics Engineers vorgestellt und diskutiert zukünftige Finanzierung mit mehreren möglichen Quellen wie das Department of Defense.

Maher ist auch auf der Suche über Anti-Scharfschützen-Detection-Systeme und sieht seine aktuelle Arbeit als entscheidend für den Bereich der Akustikforschung. Law Durchsetzung könnte möglicherweise identifizieren Geschütze auf solide Unterschriften der Schüsse in 9-1-1 Anrufe oder die National Parks Service könnte besser überwachen Park und Naturgebiete von Trends in der Tier-Sounds, wie z. B. Vogelstimmen zu studieren. Park Service könnte auch für den Sound der unerwünschten menschlichen Tätigkeit Bildschirm.

"Der Grund sind Schüsse wichtig ist, dass Schüsse bestimmten impulsive Qualität", erklärte Maher. "Wenn wir Computer-Software schreiben kann, die Schüsse erkennen können, ist es unwahrscheinlich, dass weniger ausgeprägte Arten von Klängen erkannt werden können."

Zugegeben, Akustikforschung hat einen weiten Weg zu gehen, bevor Computer genau die leiseste Geräusche holen, aber Meyer wies darauf hin, dass aktuelle Anti-Scharfschützen-Detection-Systeme bereits setzen die Ideen in die Praxis in einer Weise, die nicht unterschätzt werden.

"Wenn ich Soldat war und es jedes System, das auch mir einen Schimmer von Hoffnung war, mich zu schützen, würde ich es zu benutzen", sagte Meyer.

Das ist die gleiche Haltung Holz von BBN Technologies, verwendet, wenn sie die Entwicklung von Boomerang näherte.

Nachdem der Krieg begann, Rumsfeld näherte sich DARPA und bat um kurzfristige Lösungen, die den Konflikt im Irak angewendet werden könnte. Der ehemalige US-Verteidigungsminister suchte nach etwas, das keine perfekte Lösung sein, aber war zumindest besser als nichts.

Nach weiteren Tests und Einbeziehung Feedback von Soldaten und Marines wurde eine dritte Version von Boomerang BBN Technologies herausstellte. Das Unternehmen bewirbt sein Produkt mit nur einem Fehlalarm pro 1000 Betriebsstunden – gut genug für das US-Militär, die bereits über 100 Einheiten und hat eine zusätzliche 100 Stück bestellt.

"Wir E-mails ständig von Leuten, die sagen, ich danke Ihnen für die Entwicklung des Systems" sagte Holz.

Dieser Artikel ist von Scienceline, ein Projekt der New York University Wissenschaft, Gesundheit und Umwelt-Reporting-Programm zur Verfügung gestellt.