Avbildande lasersensorer - Slutrapport för perioden 2014-2016

Denna rapport sammanfattar och slutrapporterar resultaten för det treåriga F-projektet Avbildande lasersensorer som är en del av Försvarsmaktens samlingsbeställning till FOI och har pågått 2014-2016. Projektet har undersökt utformning av och prestanda hos framtida system för laserbaserad 3D-avbildning för olika militära uppgifter och scenarier. Korta referat av verksamheten och forskningsresultaten presenteras för olika scenarier: långräckviddig måligenkänning, lidarsystem för övervakning, lokal lägesbild och dokumentation samt insatsplanering och taktisk kartering. Rapporten beskriver även samverkan FOI har haft med andra aktörer inom området och kunskapsspridningen till Försvarsmakten, FMV och andra intressenter. Rapporten avslutas med en kort utblick mot framtiden för avbildande lasersensorer och en sammanfattning. Några av de resultat som projektet har visat är förmågan hos en liten multirotor-UAV att samla in 3D-data med laserskanning. Resultaten av markbundna och flygande mätningar med laserskanner med räckvidd upp till 50 m har visat möjliga tillämpningar inom vitt skilda områden som till exempel strid i bebyggelse och broläggning. Vidare har ett experimentsystem för fotonräknande laserradar visat mycket god upplösning och penetration in i skogsbryn. Denna teknik har även potential för spaning och övervakning vid sidan av långräckviddig måligenkänning. Inom signalbehandling har nya metoder utvecklats för att förbättra resultatet från 3Dlasersensor på rörliga plattformar, genom att utnyttja data både från tröghetssensorer och tidigare 3D-mätningar i serien. Även nya metoder för sensorplanering (Next Best View) har undersökts och utvecklats. Metoden medger planering av varifrån man ska mäta med sensorn för att bäst täcka ännu inte avsökta områden. På så sätt får man en mer tidseffektiv mätning, och man får kontroll på att all volym mätts av. Projektet har även genomfört initiala användartester för att undersöka hur 3D-data ska presenteras för en användare och vilka krav som ställs på data för att användaren ska kunna särskilja objekt. För att särskilja fordon av olika typ identifierades ett krav på ca 100 punkter på målet, medan ca 1000 mätpunkter krävdes för att särskilja mer snarlika objekt som till exempel olika modeller av personbilar. Några presentationsmetoder som förbättrar förmågan att följa ett händelseförlopp har identifierats, till exempel att i bilder indikera rörelseriktning. Den tekniska utvecklingen av avbildande lasersensorer gör att sensorer blir mindre, samlar in data med högre datatakt och får längre räckvidd. Detta i kombination med utvecklingen inom autonoma farkoster, både flygande (UAV) och på marken (UGV), kommer i framtiden ge nya möjligheter att samla in 3D-data snabbt och riskfritt till en överkomlig kostnad. Denna förmåga kan ge stora fördelar vid insatser genom en förbättrad förståelse av till exempel vad som väntar bakom nästa hörn eller kulle, var det är möjligt att rycka fram eller vad fienden ansamlar inför ett anfall.