Cristin-prosjekt-ID: 302333
Sist endret: 18. desember 2013 15:21

Cristin-prosjekt-ID: 302333
Sist endret: 18. desember 2013 15:21
Prosjekt

High resolution imaging and beamforming

prosjektleder

Andreas Austeng
ved Forskningsgruppen for digital signalbehandling og bildeanalyse ved Universitetet i Oslo

prosjekteier / koordinerende forskningsansvarlig enhet

  • Institutt for informatikk ved Universitetet i Oslo
  • Forskningsgruppen for digital signalbehandling og bildeanalyse ved Universitetet i Oslo

Tidsramme

Avsluttet
Start: 1. juli 2007 Slutt: 11. mars 2012

Beskrivelse Beskrivelse

Tittel

High resolution imaging and beamforming

Sammendrag

This project aims at providing new knowledge in the field of imaging and beamforming for acoustic applications. The research shall be firmly established in real world data and thus based on measurements in the laboratory and on data from field experiments.

The goal of the project is to contribute to new and/or improved forms of sonars and other acoustic systems by researching the following ideas:

  • - Investigate and adapt high resolution beamforming to sonars and acoustic monitoring
  • - Investigate and exploit non-linear acoustics for harmonic imaging in sonar
  • - Investigate diffraction arrays for use in sonars and hydroacoustic positioning and monitoring
  • - Explore vector sensors and investigate their potential for use in underwater acoustics.

Vitenskapelig sammendrag

This project aims at providing new knowledge in the field of imaging and beamforming for acoustic applications. The research shall be firmly established in real world data and thus based on measurements in the laboratory and on data from field experiments.

The goal of the project is to contribute to new and/or improved forms of sonars and other acoustic systems by researching the following ideas:

  • - Investigate and adapt high resolution beamforming to sonars and acoustic monitoring
  • - Investigate and exploit non-linear acoustics for harmonic imaging in sonar
  • - Investigate diffraction arrays for use in sonars and hydroacoustic positioning and monitoring
  • - Explore vector sensors and investigate their potential for use in underwater acoustics.

Tittel

High resolution imaging and beamforming

Sammendrag

Akustikk og signalbehandling er et betydelig fagfelt ved mange norske bedrifter og forskningsinstitusjoner. Som en følge av dette er det en jevn etterspørsel etter godt utdannede og kunnskapsrike fagpersoner innenfor dette feltet. Spesielt gjelder dette innfor den maritime næringen hvor undervannsakustikk står sentralt. Fordi Norge er et høykostland, har den norske næringsklyngen som produserer akustisk utstyr for offshore, fiskeri og marine markeder vært tradisjonelt avhengig av å kunne levere det beste utvalg av produkter med svært avanserte funksjoner. For best mulig å bidra til dette er det av stor betydning for akademia å bygge kunnskap gjennom forskning og samhandling med norsk næringsliv innen dette fagområdet.

Prosjektet "High resolution imaging and beamforming" har vært et kompetanseprosjekt med brukermedvirkning (KMB-prosjekt) med støtte fra Norges forskningsråd (NFR) gjennom Brukerstyrt innovasjonsarena (BIA). Prosjektet har vært gjennomført ved Institutt for informatikk (Ifi), Universitetet i Oslo (UiO). Prosjektet ble initiert for å styrke marin teknologi ved Ifi/UiO som et bidrag til å opprettholde norsk industri sin posisjonen samt styrke norsk konkurranseevne for å møte den økende utfordring fra lavkostland. Tematisk ble flere av problemstillingene innenfor prosjektet valgt slik at de også hadde interesse utenfor maritim virksomhet. Prosjektet har finansielt vært støttet av NFR og Kongsberg Maritime AS (KM). Hovedpartner i prosjektet har vært KM. De andre partnerne har vært Squarehead Technology og Forsvarets forskningsinstitutt (FFI). Prosjektet har finansiere to PhD-studenter og en postdoktor i tillegg til å bidra til å få etablert et avansert laboratorium for målinger i vann.

Vitenskapelig sammendrag

Akustikk og signalbehandling er et betydelig fagfelt ved mange norske bedrifter og forskningsinstitusjoner. Som en følge av dette er det en jevn etterspørsel etter godt utdannede og kunnskapsrike fagpersoner innenfor dette feltet. Spesielt gjelder dette innfor den maritime næringen hvor undervannsakustikk står sentralt. Fordi Norge er et høykostland, har den norske næringsklyngen som produserer akustisk utstyr for offshore, fiskeri og marine markeder vært tradisjonelt avhengig av å kunne levere det beste utvalg av produkter med svært avanserte funksjoner. For best mulig å bidra til dette er det av stor betydning for akademia å bygge kunnskap gjennom forskning og samhandling med norsk næringsliv innen dette fagområdet.

Prosjektet "High resolution imaging and beamforming" har vært et kompetanseprosjekt med brukermedvirkning (KMB-prosjekt) med støtte fra Norges forskningsråd (NFR) gjennom Brukerstyrt innovasjonsarena (BIA). Prosjektet har vært gjennomført ved Institutt for informatikk (Ifi), Universitetet i Oslo (UiO). Prosjektet ble initiert for å styrke marin teknologi ved Ifi/UiO som et bidrag til å opprettholde norsk industri sin posisjonen samt styrke norsk konkurranseevne for å møte den økende utfordring fra lavkostland. Tematisk ble flere av problemstillingene innenfor prosjektet valgt slik at de også hadde interesse utenfor maritim virksomhet. Prosjektet har finansielt vært støttet av NFR og Kongsberg Maritime AS (KM). Hovedpartner i prosjektet har vært KM. De andre partnerne har vært Squarehead Technology og Forsvarets forskningsinstitutt (FFI). Prosjektet har finansiere to PhD-studenter og en postdoktor i tillegg til å bidra til å få etablert et avansert laboratorium for målinger i vann.

Metode

Prosjektets viktigste bidrag ligger innenfor grunnleggende forskning med betydning for videre industriell vekst. Prosjektet hadde som mål å utvikle nye metoder for forbedret avbildning. Fire delprosjekter var identifisert ved prosjektstart:

  • 1: Undersøke og tilpasse høyoppløselig stråleforming til sonar og akustisk overvåking.
  • 2: Undersøke og utnytte ikke-lineær akustikk til harmonisk avbildning i sonar.
  • 3: Undersøke diffraksjons-arrayer til bruk i sonar og hydroakustisk posisjonering og overvåking.
  • 4: Undersøke vektorsensorer og deres potensiale til bruk i undervannsakustikk.

Av de fire delprosjektene har de to første hatt størst planlagt og gjennomført aktivitet. Resultatene oppnådd i begge delprosjektene samsvarer godt med intensjonene og planene lagt ved prosjektstart. Resultatene viser hvordan høyoppløselig stråleforming kan utnyttes innen sonar avbildning. De viser nytten og potensialet innen avbildning for fiskeri og for grunntvannsanvendelser, samt for generell havbunnsavbildning. Videre påvises potensialet for utnyttelse av ikke-lineær avbilding for sonar, rekkevidden for slik avbildning samt utnyttelse av ikke-lineær akustikk ved sonar doppler hastighetsmåling.

Innen temaet diffraksjonsarrayer, dvs delprosjekt 3, har prosjektet bidratt til tre publikasjoner innen sfæriske mikrofonarrayer i samarbeid med SquareHead Technology. Aktiviteten har vist at denne anvendelsen er mindre egnet for bruk i sonar og hydroakustisk posisjonering og overvåking enn først antatt. Dette skyldes først og fremst at diameteren på de kulene- og sylinderformede sonarene som benyttes er for stor i forhold til bølgelengden til lyden i vann. Innenfor det fjerde temaet, vektorsensorer, har vi gjennomført en studie for å kartlegge sensorenes potensiale for bruk i undervannsakustikk. Et stort antall simuleringsstudier har blitt publisert innen temaet vektorsensorer, men antallet publiseringer som viser anvendelser er svært begrenset.

Det var antatt ved søknadstidspunktet at kommersielle vektorsensorer ville være tilgjengelige i løpet av prosjektperioden. Dette har imidlertid ikke vist seg å stemme. Prosjektets intensjon var å måle og verifisere potensiell nytte av denne type sensorer. Siden sensorene ikke har vært tilgjengelige, har ikke dette delprosjektet latt seg gjennomføre som planlagt.

Utstyr

Prosjektet har bidratt til å utvikle og ferdigstille et state-of-the-art undervanns akustisk laboratorium ved Ifi/UiO. Labben skal benyttes i undervisning og forskning for verifikasjon og eksperimentering.

prosjektdeltakere

prosjektleder

Andreas Austeng

  • Tilknyttet:
    Prosjektleder
    ved Forskningsgruppen for digital signalbehandling og bildeanalyse ved Universitetet i Oslo

Ann Elisabeth Albright Blomberg

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Forskningsgruppen for digital signalbehandling og bildeanalyse ved Universitetet i Oslo
Inaktiv cristin-person

Roy Edgar Hansen

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Forskningsgruppen for digital signalbehandling og bildeanalyse ved Universitetet i Oslo
Aktiv cristin-person

Sverre Holm

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Forskningsgruppen for digital signalbehandling og bildeanalyse ved Universitetet i Oslo

Fabrice Jean Gabriel Prieur

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Forskningsgruppen for digital signalbehandling og bildeanalyse ved Universitetet i Oslo
1 - 5 av 6 | Neste | Siste »

Resultater Resultater

Theoretical Improvements When Using the Second Harmonic Signal in Acoustic Doppler Current Profilers.

Prieur, Fabrice Jean Gabriel; Hansen, Roy Edgar. 2013, IEEE Journal of Oceanic Engineering. FFI, UIOVitenskapelig artikkel

Improving Sonar Performance in Shallow Water Using Adaptive Beamforming.

Blomberg, Ann Elisabeth Albright; Austeng, Andreas; Hansen, Roy Edgar; Synnes, Stig Asle Vaksvik. 2013, IEEE Journal of Oceanic Engineering. FFI, UIOVitenskapelig artikkel

Adaptive sonar imaging using aperture coherence.

Blomberg, Ann Elisabeth Albright; Nilsen, Carl-Inge Colombo; Austeng, Andreas; Hansen, Roy Edgar. 2013, IEEE Journal of Oceanic Engineering. FFI, UIOVitenskapelig artikkel

Model-based discrete relaxation process representation of band-limited power-law attenuation.

Näsholm, Sven Peter. 2013, Journal of the Acoustical Society of America. UIOVitenskapelig artikkel

On a fractional Zener elastic wave equation.

Näsholm, Sven Peter; Holm, Sverre. 2013, Fractional Calculus and Applied Analysis. UIOVitenskapelig artikkel
1 - 5 av 37 | Neste | Siste »