Warpath ASV – situational awareness for autonomous surface vessels

Abstract

In order to operate in a complex and unpredictable environment, autonomous surface vessels (ASVs) must be able to generate their own situational awareness (SA). Here we present Warpath ASV, a ASV-tailored specialization of FFI’s generic situational awareness framework for autonomous platforms. It implements the situational awareness capabilities deployed on the two ASVs Odin and Frigg. With radar and lidar as its primary sensors, Warpath ASV can automatically produce occupancy maps, track objects of interest, and conduct geographical self-localization in environments where global navigation satellite system are unavailable (GNSS-denied environments) by fusing measurements across sensors and over time. The resulting situational picture is used for automatic collision avoidance, close formation maneuvers, and general situational awareness for operators. In 2023, the development of Warpath ASV has focused on maturation over adding new features. This report documents current capabilities in Warpath ASV, provides an overview of key experiments since 2016, summarizes lessons learned, and points the way forward for future research.

For å kunne operere i et komplekst og uforutsigbart miljø må autonome sjøfarkoster (ASV-er) være i stand til å skape sin egen situasjonsforståelse. Her presenterer vi Warpath ASV, en ASV-tilpasset spesialisering av FFIs generiske rammeverk for situasjonsforståelse på autonome farkoster. Spesialiseringen implementerer situasjonsforståelsesfunksjonaliteten om bord i de to ASV-ene Odin og Frigg. Med radar og lidar som hovedsensorer kan Warpath ASV automatisk lage hindringskart, følge interessante objekter og gjøre geografisk selvlokalisering i områder uten mulighet for satelittnavigasjon. Dette gjøres ved å fusjonere målinger på tvers av sensorer og over tid. Resultatet er et situasjonsbilde som brukes til automatisk kollisjonsunngåelse, til manøvrering i tett formasjon og til generell operatørstøtte. I 2023 har utviklingen av Warpath ASV handlet om teknisk modning fremfor ny funksjonalitet. Denne rapporten dokumenterer den nåværende tilstanden til Warpath ASV, gir en oversikt over viktige eksperimenter siden 2016, oppsummerer viktige lærdommer og peker ut veien videre for fremtidig forskning.