Multispektral dynamisk 3D-avbildning med laser - Slutrapport

Lasersensorer kan generera data med en tredimensionell och spektral beskrivning av objekt och omgivning. Detta kan vara till stor nytta i militära operationer för t.ex. insamling av lägesbild och måligenkänning. Skannande lasersystem är till stor nytta för kartering, i förberedelsefas eller under uppdrag. Vissa uppgifter kräver snabbare datainsamling än vad än laserskanner klarar av och därför används numera ofta matrisdetektorer för att mäta flera punkter med varje laserpuls. Särskilt intressant är system som både bygger upp och använder en omvärldsmodell under förflyttning, så kallad SLAM (Simultaneous Localisation and Mapping). SLAM kan göras effektivt på korta avstånd (hundratals meter) med enkla sensorsystem, vilket drar ner kostnaden på annars dyra sensorsystem. Sensorerna kommer att vara så små att de kan placeras på mindre autonoma plattformar, t.ex. UAV:er av typen multirotorer, vilket kommer göra automatisk kartering billigare och möjlig att använda i konfliktområden. Genom att jämföra kartering från olika tillfällen möjliggörs skillnadsdetektion som effektivt avslöjar potentiellt hotfull verksamhet. Inmätning av rörliga mål kräver 3D-avbildande matrisdetektorer, som även tillåter insamling av videodata. Prototypsystem för detta baserat på några olika tekniker finns på flera håll i Europa t ex UK och USA. Prestanda avseende antal pixlar i sensorn och sensorernas robusthet utvecklas mot operativt användbara system. Viktigt för igenkänning av mål bakom kamouflage är att avståndsupplösningen i varje pixel är sådan att flera ytor som delvis döljer varandra kan särskiljas. Fotonräknande laserradarsystem visar lovande prestanda för detta och matrisdetektorer som tillåter avbildning i videotakt börjar utvecklas, dock än så länge med ganska få pixlar. Särskiljning och igenkänning av material kan göras med multispektral spaning där mätning görs samtidigt vid flera våglängder. Detta kan göras antingen aktivt med laserbelysning eller passivt med användande av solljus eller IR-strålning i omgivningen. Skillnader i spektrala egenskaper kan t.ex. användas för att särskilja personer och fordon från vegetationsbakgrund, identifiera objekt som personer håller i händerna eller återigenkänning av personer i en folkmassaberoende på kläderna. Speciellt intressant är att studera reflektans utanför det synliga våglängdsområdet där ofta mindre resurser lagts på signaturanpassning. Tekniken för multispektral laserradar är ännu långt från operativ användning och nya koncept för datainsamling behöver utvecklas för att minska mättiden. Eftersom 3D-avbildande multispektral laserradar ännu inte kan utföras på ett operativt rimligt sett så är det viktigt att studera sensorfusion av 3D-data och 2D-avbildande multispektral data.