Inverse scattering and imaging of underwater acoustics
- Reference number
- SM18-0038
- Start and end dates
- 190101-221231
- Amount granted
- 854 986 SEK
- Administrative organization
- Saab Dynamics AB
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
Main Objectives To investigate methods for modelling of inverse scattering and to develop imaging techniques for underwater acoustics with industrial significance. The aim is to build up a framework for methods based on inverse scattering and related techniques and recent results from compressive sensing. This framework will be utilized to investigate system performance in terms of resolution, robustness, and image acquisition techniques. Furthermore, the results will be used to aquire training data sets that can be used for deep learning and artificial intelligence techniques. Condensed Work Plan The work plan is divided into four half-year periods: - Months 1-6: Set up the framework for the application of inverse scattering theory and sparse representation theory on underwater acoustics. - Months 7-12: Continue with the application of this framework and receive the initial results applied on experimental data. - Months 13-18: Initial results from experimental data object models from experimental data using compressive sensing. - Months 19-24: Generate training sets for SAS applications using compressive sensing blending techniques and evaluate this from an AI viewpoint Expected Results Framework for underwater acoustics based on state-of-the-art theory of inverse scattering, imaging techniques and compressive sensing. Improved resolution, image acqusition speed and robustness Tools for building relevant training sets for underwater acoustics
Popular science description
Eftersom ljus både sprids kraftigt men även absorberas i vatten, begränsas sikten kraftigt. Det enda sättet idag för att kunna upptäcka världen under vatten är med hjälp av ljud. Läran om detta kallas undervattensakustik. Det finns idag ett flertal olika sätt som man med hjälp av undervattensakustik och signalbehandling kan upptäcka och avbilda havsbotten och andra objekt som rör sig i vattnet (till exempel fiskstim och ubåtar). Det finns ett stort intresse för dessa tekniker från både försvar och säkerhet men även för att i framtiden kunna uppfylla den stora potentialen för odling och gruvdrift i haven. Idag betraktas en bildupplösning från ett undervattensakustiskt system som hög om man kan urskilja detaljer av en storlek kring 5 cm. Det föreslagna projektet ska undersöka möjligheterna, att med samma sensorer som tidigare men med nyutveckling inom signalbehandling, kunna urskilja detaljer av en storlek på mindre än 1 cm. Detta skulle ta så kallade undervattensbilder till en ny nivå; och göra det möjligt att hitta och känna igen föremål också i en mycket mer krävande miljö. En annan användning för resultat från det föreslagna projektet är att kunna bygga realistiska datormodeller som sedan kan blandas med andra mätningar på ett trovärdigt sätt. Dessa blandade bilder kan man då använda för träna upp matematiska modeller för artificiell intelligens. Då finns möjligheten att på ett mycket effektivt sätt automatisera identifiering och igenkänning av olika objekt som rör sig i vattnet, på liknande sätt som självkörande bilar behöver både automatisk identifiering och igenkänning.