Counter-IED2

Generierung von synthetischen Musterdaten für die Kampfmitteldetektion mittels Georadarsensoren

Hintergrund

Seit einigen Jahren wird bei der Kampfmittelsuche das Georadar (GPR) zur Detektion von Landminen und Blindgängern, aber auch von Sprengfallen (IEDs, improvised explosive devices) eingesetzt. Da letztere häufig aus nicht-metallischen Materialien bestehen, versagen hier Metalldetektoren und es werden meist fahrzeuggestützte Georadar Antennenarrays zur Detektion eingesetzt. Das Georadar kann prinzipiell beliebige Materialien voneinander unterscheiden, vorausgesetzt, der Kontrast der elektrischen bzw. dielektrischen Eigenschaften ist groß genug. Bei bestimmten Untergrundbedingungen kann jedoch das Georadar auch versagen und vergrabene Objekte übersehen. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Signaturen der Zielobjekte und damit ihre Auffindbarkeit in Abhängigkeit des Untergrunds stark variieren. Das vom BMVg finanzierte Projekt hat zum Ziel, die Einflüsse des Untergrunds auf die Detektion von Kampfmitteln mittels Georadarsensoren zu untersuchen.

Messungen & numerische Simulationen

Der Aufbau von Testflächen zur Untersuchung der Sensorperformance ist sehr aufwändig und die Tests können immer nur ein beschränktes Spektrum an Böden und Zielobjekten abbilden. Im aktuellen Projekt sollen daher verschiedene Szenariensimulationen durchgeführt und synthetische Musterdatensätze generiert werden. Seit einiger Zeit werden numerische Simulationen herangezogen um sich verschiedene Aspekte der Georadargestützten Kampfmittelsuche genauer anzuschauen. Durch Weiterentwicklung von Soft- und Hardware ist es mittlerweile möglich, auch größere 3D Modelle zu rechnen, die so hoch aufgelöst sind, dass auch feine Geometrien dargestellt werden können, wie sie zur genauen Abbildung von Antennen benötigt werden. Hiermit können bei der Simulation alle Faktoren berücksichtigt werden, welche die Georadarperformance maßgeblich beeinflussen wie die Geometrie der Zielobjekte, die Frequenzabhängigkeit der elektrischen Bodeneigenschaften, die Heterogenität des Untergrunds als auch die Antennenankopplung an den Untergrund. Abbildung 2 zeigt einen Schnitt durch ein numerisches 3D Modell einer 400 MHz Georadarantenne.   Die synthetischen Musterdatensätze werden zunächst anhand auf Testflächen gewonnener experimenteller Daten eines 3D Antennenarrays evaluiert und die Modelle ggf. optimiert. Im Anschluss sollen zahlreiche Szenarien modelliert werden, die der systematischen Untersuchung der Auffindbarkeit von Kampfmitteln dienen und auch zu Trainingszwecken eingesetzt werden können.

Team

Projektleitung

Dr. Jan Igel

+49 511 643-2770

Projektbearbeitung

Sam Stadler

Stephan Schennen

Details

Laufzeit

15.12.2017 - 30.09.2018

Förderung

Bundesministerium der Verteidigung (BMVg)

Links

Georadar

Vorgängerprojekte

Counter-IED

Landminen