| dc.description.abstract | During the last 15 years, synthetic aperture sonar (SAS) technology has matured substantially. Today SAS represents state-of-the-art in seabed imaging and mapping when used on autonomous underwater vehicles (AUV). SAS provides high resolution and large area coverage rate, and is well suited for a number of different applications in marine research, offshore survey mapping and monitoring, search for objects, wrecks and dumpsites, and military applications such as naval mine countermeasures and intelligence, surveillance and reconnaissance, and seabed warfare.
The Norwegian Defence Research Establishment (FFI) has a long-standing collaboration with the Norwegian company Kongsberg Maritime (KM) to develop AUV-technology and SAS-technology. Today, there are multiple products in the HUGIN family of AUVs and the HISAS family of SAS systems available from KM, partly developed at FFI.
Change detection (CD) is a technique to find relevant changes in data products collected in repeated passes. SAS, providing high resolution and large area coverage rate, is well suited for image based CD.
In this feasibility study, we consider the suitability of using AUV with SAS for detecting structural changes on shipwrecks, with years of time separation. The potential application is monitoring of shipwrecks and their conditions in dumpsites. We describe the specific challenges related to both SAS imaging, mapping and CD of shipwrecks. We consider three data sets from 2015, 2019 and 2022 collected by FFIs HUGIN AUV carrying a HISAS 1032 interferometric SAS of wreck 13 in the Skagerrak World War II chemical munitions dumpsite.
Summarized, using our approach, we are able to successfully coregistrate local images, produce difference images and detect small changes. To verify that the detected changes are real changes, the similarity in the imaging geometry for the repeated passes must be investigated. Shadow regions should be flagged and ignored in the change maps.
Our conclusion is that AUV with SAS can be used for long term monitoring of shipwrecks if requirements are met regarding the similarity in the data collection and the sensor, and the choice of processing.
This study is sponsored by the EU Interreg project North Sea Wrecks. | en_GB |
| dc.description.abstract | De siste 15 årene har syntetisk-apertur sonar (SAS) modnet som teknologi. SAS representerer i dag det mest moderne innenfor avbildning og kartlegging av havbunnen gjort fra autonome undervannsfarkoster (AUV). SAS gir høy oppløsning og stor arealdekning per tidsenhet. Derfor er teknologien godt egnet til bruk i marin forskning, offshore-kartlegging og monitorering. Den er også velegnet for søk etter objekter, vrak og dumpefelt, samt en rekke militære anvendelser. Blant disse er mottiltak mot miner, overvåkning og krigføring på havbunnen.
Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) har et langvarig samarbeid med Kongsberg Maritime (KM) innenfor utvikling av AUV-teknologi og SAS-teknologi. Flere verdensledende produkter finnes i HUGIN-familien av AUV-er. Det samme gjelder HISAS-sensorene fra Kongsberg Maritime, sensorer som er delvis utviklet ved FFI.
Endringsdeteksjon er en teknikk for å finne relevante endringer i data, samlet inn fra repeterte passeringer. Syntetisk-apertur sonar gir høy oppløsning og stor arealdekning per tidsenhet. Derfor er teknologien godt egnet til bruk i bildebasert endringsdeteksjon.
I denne mulighetsstudien ser vi på hvor egnet det er å bruke AUV med SAS for detektere strukturelle endringer av skipsvrak, med års mellomrom mellom passeringer. En mulig anvendelse er monitorering av tilstanden til skipsvrak i dumpefelt. Vi beskriver de spesifikke utfordringene som må løses. Det gjelder både for SAS-avbildning av skipsvrak, og for SAS-bilder til bruk i endringsdeteksjon. Vi studerer tre datasett. De er samlet inn i 2015, 2019 og 2022. Innsamlingen ble gjort med FFIs HUGIN AUV. Den var utstyrt med en HISAS 1032 interferometrisk syntetisk-apertur sonar. Dataene er av vrak 13. Vraket ligger i dumpefeltet med kjemiske stridsmidler, dumpet etter andre verdenskrig i Skagerrak.
Ved å bruke vår fremgangsmetode er det mulig å koregistrere lokale bilder, konstruere differensbilder og detektere små endringer. For å verifisere at endringene som er detektert er faktiske endringer på et vrak, må en inspisere likhet i målegeometri for de repeterte passeringene. Skyggeområder bør flagges og ignoreres i differenskartet.
Vår konklusjon er at AUV med syntetisk-apertur sonar kan brukes til monitorering av skipsvrak over mange år. Det forutsetter at det er likhet i avbildningsgeometri og sensorsystem, og at prosesseringen er riktig.
Denne studien er finansiert av EU Interreg-prosjektet North Sea Wrecks. | en_GB |