Modeling of 3D laser radar systems

Som en del av arbetet på FOI med 3D-avbildande laserradar, har vi utvecklat FOILadarSim, en beräkningsmodell för 3D-laserradar-sensorer. Syftet är att generera träningsdata till algoritmutveckling för detektion och igenkänning samt för att kunna testa och utvärdera sensorer med nya förändrade systemparametrar. Denna rapport beskriver dels fysikaliska teorin som ligger till grund för att simulera 3D-laserradarsystem, och dels visar den exempel på system och tillämpningar som den anpassats till. I rapporten ges även en bild av implementeringen och tankar om framtida utvecklingssteg. Modellen är uppdelad i fyra huvudkomponenter; laserkälla, atmosfär, scen samt mottagare. Simuleringar sker genom att processa dessa fyra steg sekventiellt och utnyttja en raytracing-liknande metod där man istället ser ljuskällan som ett stort antal svagare ljuskällor fördelade över strålen. Dessa hanteras var för sig med förhållandevis enkla beräkningar, och ändå totalt sett ge en hög spatiell noggrannhet i simuleringarna. Modellen är anpassningsbar till en stor uppsättning uppdrag såsom att;  illustrera förmågan med 3D-laserradar när uppmätta data saknas  träningsdata till algoritmutveckling för igenkänningsalgoritmer  koppla in 3D-laserradar i större (mer abstraherade) simuleringar.  testa och utvärdera nya sensorer genom justering av systemparametrar  testa och utvärdera befintliga sensorer i olika miljöer/omgivningar På FOI har modellen främst använts till de första tre punkterna. Utvecklingsarbetet med modellen har pågått under en längre tid och implementeringen har nu blivit modulär, vilket kommer att underlätta vidare utveckling och underhåll, och anpassningar till nya uppdrag