2D Forward Looking Sonar Simulation with Ground Echo Modeling

要約

イメージングソナーは、水の濁りや照明条件に関係なく、水中環境で鮮明な画像を生成します。
次世代の 2D 前方監視ソナーは、サイズがコンパクトで、水中ロボット研究を促進する高解像度画像を生成できます。
水中環境での実験の実施の困難さと費用を考慮すると、ソナー画像シミュレーションに多大な研究が集中してきました。
しかし、水槽環境では無視できないマルチパス反射などのソナーアーティファクトについては十分に議論されていませんでした。
本稿では平地からのエコーの影響に焦点を当てる。
音響画像において地面エコー効果を物理的にシミュレートする方法を提案します。
計算効率を高めるために、シングル バウンス フレームワークを使用してマルチ バウンス状況をモデル化します。
水槽内で撮影された実画像と合成画像を比較して、提案手法を検証します。

要約(オリジナル)

Imaging sonar produces clear images in underwater environments, independent of water turbidity and lighting conditions. The next generation 2D forward looking sonars are compact in size and able to generate high-resolution images which facilitate underwater robotics research. Considering the difficulties and expenses of implementing experiments in underwater environments, tremendous work has been focused on sonar image simulation. However, sonar artifacts like multi-path reflection were not sufficiently discussed, which cannot be ignored in water tank environments. In this paper, we focus on the influence of echoes from the flat ground. We propose a method to simulate the ground echo effect physically in acoustic images. We model the multi-bounce situations using the single-bounce framework for computation efficiency. We compare the real image captured in the water tank with the synthetic images to validate the proposed methods.

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