Göran Danielsson, SWEDEC - gichd

SWEDISH ARMED FORCES Date: 2004-09-10
SWEDISH EOD AND DEMINING CENTRE Reference Number: 13 345:60344
1
Göran Danielsson, SWEDEC
HUMUS DSS Test and Evaluation
October 2003

SWEDISH ARMED FORCES Date: 2004-09-10
SWEDISH EOD AND DEMINING CENTRE Reference Number: 13 345:60344
1 Bakgrund
Behovet av metoder för att upptäcka och röja minor är stort. I områden där krigshandlingar
pågått är marken i vissa fall kontaminerad med splitter och metallfragment. Detta innebär att
detektion av minor med traditionella minsökare ej är möjlig. Totalförsvarets forskningsinstitut
FOI har sedan 1999 bedrivit utvecklingsarbete med minradarplattformen HUMUS. HUMUS
är en självständig mät och klassificeringplattform, oberoende av kringutrutning. Till systemet
kan en extern supportdator DSS (Development Support System) anslutas för att underlätta
signalbehandling och klassificeringsalgoritmer. Hopkopplat kallas systemet HUMUS-DSS.
HUMUS kan verka i splitterkontaminerade områden samt detektera minor utan
metallinnehåll.
2 HUMUS DSS
HUMUS består av i stort av följande komponenter:
• ryggsäck med radar och dator för detektion- och klassificering inkl batterier och
kommunikation med DSS
• display för presentation av mät och klassificeringsresultat
• sensorarm med kontrollreglage och radarantenn
DSS är en extern dator med trådlös kommunikation som styr och utför detektions-och
klassificeringsberäkningar på det data som HUMUS samlar in.
Bild 1 HUMUS
2

SWEDISH ARMED FORCES Date: 2004-09-10
SWEDISH EOD AND DEMINING CENTRE Reference Number: 13 345:60344
Bild 2: DSS Development Support System
HUMUS är enbart en markradar. Detektion av objekt sker genom att systemet jämför
radarbilden med av systemet redan inlärda objekt. Signalerna från GPR:en jämförs med
HUMUS databas och klassificeras därefter. Rådatan presenteras för operatören i realtid, men
klassificering mm av resultatet görs efter varje svep. Processen för att för klassificering tar 2-5
sek.
3 Sammanfattning/diskussion
SWEDEC/Ing 2 anser att genomförda tester inte är tillräckliga för att kunna värdera om
systemet ska kunna bli operativt på fältet. Dagens system är att betrakta som en bärbar
laboratorieutrustning under utveckling.
SWEDEC/Ing 2 anser att HUMUS DSS bör utvecklas på följande bla följande punkter:
• detektion även av truppminor
• reducering av vikt på HUMUS enheten
• inläsning i såväl höger som vänster svep
• vädertålighet
• reducering av tidsåtgång för kalibrering samt inläsning av detektions- och klassificeringsalgoritmer
för förekommande mintyper.
Det normala förfarandet vid minröjning är att efter detektion, detaljundersöka ev objekt med
sökaren. Detta förfaringssätt går ej att använda med HUMUS.
3

SWEDISH ARMED FORCES Date: 2004-09-10
SWEDISH EOD AND DEMINING CENTRE Reference Number: 13 345:60344
Andra metoder och organisation måste utvecklas vid friläggning av detekterat objekt,
eftersom operatören inte kan lägga ifrån sig utrustningen för att inleda friläggning av
detekterat objekt. Detta kan vara personaldrivande.
3.1 Diskussion presentationsenhet
Operatören får stöd i sitt beslut att värdera datan som presenteras för honom i realtid på
displayen. Eventuella avvikelser i densitet mm i bakgrunden, värderas även av HUMUS och
kategoriseras i tre olika kategorier:
• OK, dvs inget objekt som sammanfaller med inlästa objekt i databasen.
• WARNING, objekt som delvis överensstämmer med objekt i databasen.
• IDENTIFIERAT OBJEKT, foto på identifierat objekt presenteras i displayen.
Vid tillkopplad DSS enhet kan dessutom operatören få stöd och ev föra dialog med
amröjledare motsv avseende detektion
Fördelar:
+operatören får hjälp av systemet att tolka rådatan.
+operatören kan föra dialog med amröjledare motsv vid ev osäkra detektioner.
Nackdelar:
-operatören kan börja lita mer på presentationsenheten än på sig själv. Detta kan vara av godo
så länge alla objekt finns med i databasen, och är orienterade som vid inläsningen.
-OXA som tex instabil ammunition med autodestruktion (AD) detekteras ej och kan därför
skada operatören.
Värdet av att få presenterat vilken typ av mina som detekterats kan ifrågasättas.
Systemets förmåga att kommunicera med DSS enheten innebär att operatören kan betraktas
som överflödig. Svepet med radarn, utmärkning mm skulle troligen bli säkrare om HUMUS
satt monterat på en mobil plattform.
4 Resultat
FOI genomförde endast tester i jord- respektive väg- testbanorna. Den stora ytan omfattande
900 m² ängsmark , lämnades utan åtgärd pga tidsbrist.
FOI bemannade under testet själva såväl HUMUS som DSS.
Personal ur SWEDEC (Mj Göran Danielssson), Ing 2 (Lt Tommy T Karlsson) samt Joint
Research Center Ispra, Italien (Joaquim Fortuny Guasch) deltog under försöket som
observatörer.
Resultat endast redovisat utan att visa läge på de olika minorna och objekten i syfte att kunna
använda banorna till efterkommande tester
4

SWEDISH ARMED FORCES Date: 2004-09-10
SWEDISH EOD AND DEMINING CENTRE Reference Number: 13 345:60344
4.1 Jordtestbanan
HUMUS detekterade samtliga tolv objekt i jordtestbanan. Ytterligare en markering gjordes på
ett objekt som inte var en mina. Detta var en takpanna som var nedgrävd i banan.
4.2 Vägtestbanan
På vägtestbanan detekterade HUMUS:
• 11/12 av utplacerade minor detekterades varav en markerades som osäker.. Den missade
minan var av typ TMA-1, nedgrävd till 30 cm djup.
• 11 objekt markerades som säkra. Av de elva ”säkra”objekten var en markering felaktig.
• 8 objekt markerades som osäkra. En av de osäkra markeringarna var en mina av typ
TMA-5 på 30 cm djup.
• HUMUS detekterade i ett fall en aluminiumburk och i ett fall en cementsten som osäker
mindetektion. Övriga 5 osäkra minmarkeringar är att betrakta som normal
bakgrundsstörning.
Vid provtillfället på vägtestbanan var det ca 15 cm tjäle i marken. Detta påverkar vägkroppens
densitet.
4.3 Ängstestbana
Försöket i ängsmark genomfördes ej pga tidsbrist
5 Testmetod
Provet omfattar tre olika markstrukturer enligt följande:
• Ängsmark ca 900 m² 12 objekt
• Matjord ca 40 m² 12 objekt
• Vägkropp ca 120 m² 12 objekt
Bild 3: Vägtestbanan Bild 4: Jordtestbanan
5

SWEDISH ARMED FORCES Date: 2004-09-10
SWEDISH EOD AND DEMINING CENTRE Reference Number: 13 345:60344
Nedgrävning av minor ca sex månader innan testen. Minorna har legat i marken under en
längre tid varför grävgropar mm som kan påverka markens densitet mer eller mindre
försvunnit. Mintyper som använts under testet är enbart stridsvagnsminor, då systemet idag
endast kan detektera större objekt.
Minorna lades ner till tre olika djup mätt från minans ovandel till markplanet. 0, 10 cm och 20
cm djup.
Skiss:
Valda mintyper är följande:
• TMA 1 AT mina med lågt metallinnehåll.
• TMA 5 AT mina med lågt metallinnehåll.
• TMM1 AT mina med högt metallinnehåll.
Minorna saknade vid provtillfället mintändare.
Bild 5: TMA 1
0 cm
10 cm
20 cm
6
Bild 6: TMM 1

SWEDISH ARMED FORCES Date: 2004-09-10
SWEDISH EOD AND DEMINING CENTRE Reference Number: 13 345:60344
Bild 7: TMA 5
En kalibrerings-/inläsnings-yta med identiska referensobjekt fanns i direkt anslutning till
testbanan. Läget på objekten i referensytan var känt för operatören. Kalibrerings-/inläsningsytan
kompletterades med andra objekt som flyttades till olika djup enligt operatörens
önskemål.
Detekterade objekt markerades av operatören i två kategorier. Säkra mindetektioner med
orange kon och osäkra mindetektioner med blå kon. När markeringarna var satta, mättes
markeringarna in med en teodolit, där positionerna för markerade objekt kunde jämföras med
de exakta positionerna för nedlagda objekt i databasen. Inga anteckningar gjordes hur
HUMUS DSS kategoriserade detekterade objekt (OK, WARNING eller BILD enligt 3.1)
Bild 8: Markeringar på jordbana
efter detektion
Försöket genomfördes som ett blindtest. Antal minor, läge mm i de olika test banorna var för
operatören okänt.
Under försöket användes DSS som stöd för operatören.
7

SWEDISH ARMED FORCES Date: 2004-09-10
SWEDISH EOD AND DEMINING CENTRE Reference Number: 13 345:60344
6 Testprotokoll
Denna sida är avsiktligt lämnad utan text
8

Date:
SWEDISH ARMED FORCES Date: 2004-09-10
SWEDISH EOD AND DEMINING CENTRE Reference Number: 13 345:60344
2003-10-27
Groundconditions:
Frozen ground 15 cm
Test #/ scope :
Non paved road
Test Protocol Ground Penetrating Radar
HUMUS DSS (FOI)
Weather:
Equipment:
Orange cones calls for a mine
Blue cones calls for suspected mines
Sketch/set up:
Calibration box
TMA 5, 10 cm
TMM 1, 10 cm
TMA 1, 10 cm
Comments and results:
10/12 mines detected and marked as a mine (orange cones)
1/12 mine was detected and marked as a suspected mine (blue cones)
1/12 mine was missed
Testleader/personel :
Operator HUMUS: Dan Axelsson FOI
Partly Cloudy
+ 2°C
Status: Place:
Eksjö, Sweden
(m)
9
30
20
10
Authurised:
Tempratur:
Photo/video documentation:
Goran Danielsson, SWEDEC

Date:
2003-10-29
SWEDISH ARMED FORCES Date: 2004-09-10
SWEDISH EOD AND DEMINING CENTRE Reference Number: 13 345:60344
Groundconditions:
Topsoil
Test #/ scope :
Topsoil
Test Protocol Ground Penetrating Radar
HUMUS DSS (FOI)
Weather:
Equipment:
Orange cones calls for a mine
Blue cones calls for suspected mines
Sketch/set up:
Calibration box
TMA 5
TMM 1
TMA 1
Partly Cloudy
+4°C
Status: Place:
Eksjö, Sweden
10
Tempratur:
Photo/videodocumentation:
Comments and results:
12/12 mines detected and marked as a mine (orange cones)
1 suspected mine was detected and marked (blue cone). Suspected mine was a roofing tile buried in the lane
Testleader/personel :
Operator HUMUS: Dan Axelsson FOI
(m)
10
5
1
1 4
Established by:
Goran Danielsson, SWEDEC