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  • Une Technologie Radar qui permet de Voir en Temps Réel à travers les Murs

    Posté le 22 octobre 2011

    Des chercheurs du Lincoln Lab (MIT) ont développé une nouvelle technologie radar qui génère une vidéo de ce qui se passe derrière les murs.

    L’appareil est constitué d’un réseau d’antennes disposées en 2 rangées (8 éléments de réception sur le dessus, et 13 de transmission en dessous), et d’équipement informatique, le tout monté sur un chariot mobile

    Les murs, par définition, sont solides. Et c’est certainement vrai des murs de béton de 1,22m (48″) d’épaisseur sur lesquels les chercheurs ont testé leur système.

    A première vue, leur radar fonctionne comme n’importe quel autre radar : les émetteurs émettent des ondes à une certaine fréquence en direction de la cible. Mais dans ce cas, à chaque fois que les ondes frappent le mur, le béton empêche plus de 99% d’entre elles de passer à travers. Mais ce n’est que la moitié du problème : une fois que les ondes rebondissent sur leur cible située derrière le mur, elles doivent franchir à nouveau le mur pour atteindre les récepteurs radars. Lorsqu’il atteint enfin le récepteur, le signal est réduit à environ 0,0025% de sa force initiale.

    Selon Gregory Charvat, technicien du Lincoln Lab, la perte de signal n’est même pas le principal défi. « Les amplificateurs [de signal] sont bon marché ». Ce qui a été difficile c’est d’atteindre la vitesse, la résolution et la distance nécessaire pour être utile en temps-réel. « Si vous êtes dans une situation de combat à haut risque, vous ne voulez pas une image toutes les 20 minutes, et vous ne voulez pas avoir à vous tenir juste à côté d’un bâtiment potentiellement dangereux ».

    Le système de l’équipe du Lincoln Lab peut être utilisé à une distance allant jusqu’à 12,29m (60 pieds) du mur (les démonstrations ont été faites à 6 mètres, ce qui est, d’après Chavat, une situation de combat réaliste) et fournit une image en temps-réel des mouvements de derrière le mur sous la forme d’une « vidéo » d’une cadence de 10,8 images par seconde.

    Les longueurs d’onde longues sont plus aptes à passer à travers les murs et à fournir un signal fort mais requièrent un appareillage radar plus imposant. Les chercheurs ont décidé d’utiliser les ondes de la bande S qui ont environ la même longueur d’onde que le Wi-Fi [et que les radar météo et les communications satellites que la NASA emploie pour communiquer avec les navettes spatiales et la Station Spatiale Internationale] qui est relativement courte. Cela signifie plus de perte de signal et donc la nécessité d’amplificateurs. Le dispositif radar peut conserver une taille d’environ 3 mètres. « Ceci, nous le croyons, était un bon point parce que nous pensons qu’il sera monté sur un véhicule » explique Charvat.

    Même avec le problème de la force du signal réglé grâce aux amplificateurs, le mur apparaîtra toujours, de loin, comme le point le plus lumineux. Pour contourner ce problème, les chercheurs utilisent un filtre à cristal analogique qui exploite les différences de fréquence entre les ondes modulées qui rebondissent sur le mur et celles qui proviennent de la cible. Si le mur est à 6 mètres il apparaît comme une onde sinusoïdale de 20 KHz. Si une cible derrière le mur se situe à 9 mètres, elle pourrait s’afficher comme une onde de 30 KHz. Le filtre peut être réglé pour ne laisser passer que les ondes de 30 KHz, en supprimant efficacement le mur de l’image.

    « C’est un système très efficace grâce à son imagerie en temps réel » explique Robert Burkholder, professeur au département Electrical and Computer Engineering de l’Ohio State University (qui n’a pas participé au développement du radar). « Il fournit également une très bonne résolution en raison du traitement numérique et des algorithmes avancés de traitement de l’image. Mais c’est un peut gros et encombrant pour que quelqu’un puisse l’amener sur le terrain » continue-t-il en ajoutant que le monter sur un camion serait utile opportun et utile.

    Lors d’une récente démonstration, Charvat et ses collègues John Peabody (assistant) et Tyler Ralston (un ancien de l’équipe technique) ont montré comment le radar pouvait imager 2 humains se déplaçant derrière des murs de béton et de parpaings.

    Le professeur utilise une méthode soustractive (qui compare chaque nouvelle image à la précédente), le radar peut seulement détecter les cibles mobiles mais pas les objets inanimés tel que des meubles. Par contre, un humain qui essaye de rester immobile bouge toujours légèrement et le système peut détecter ces mouvements pour afficher sa position.

    Le système transforme les signaux qu’il reçoit pour générer une vidéo. Pour le moment les humains apparaissent comme des formes floues que l’on peut voir se déplacer sur l’écran comme si l’on se tenait debout sur le mur et que l’on regardait la scène (vue plongeante). Les chercheurs travaillent actuellement sur des algoritmes qui convertiraient ces formes en un symbole clair pour rendre le système plus facile à utiliser. « Comprendre ce qui s’affiche requiert beaucoup d’entrainement supplémentaire » explique Charvat.

    En l’améliorant un peu plus le radar pourrait être utilisé par des équipes d’intervention d’urgence ou autres mais les chercheurs expliquent avoir développé cette technologie principalement avec des applications militaires en tête.

    Le projet a été récompensé lors de la conférence Tri-Services Radar Symposium de 2010.

    D’après MIT News

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