論文の概要: Towards Realistic 3D Sonar Simulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.06130v1
- Date: Thu, 04 Jun 2026 13:16:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-05 22:39:44.804106
- Title: Towards Realistic 3D Sonar Simulation
- Title（参考訳）: 現実的な3次元ソナーシミュレーションに向けて
- Authors: Youssef Attia, Davide Costa, Francesco Wanderlingh, Filippo Campagnaro, Enrico Simetti,
- Abstract要約: 本稿では,GPU加速グラフィックスエンジンと物理基底音響伝搬原理を融合した現実的な3次元ソナーシミュレーションのためのモジュラーアーキテクチャを提案する。
NVIDIA Isaac Sim環境内に3Dソナーモデルを実装し,Water Linked 3D-15センサーをモデルとし,それを総合的な水中シミュレーションフレームワークに統合する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.879992628101849
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: As underwater robotics research increasingly addresses complex 3D perception and autonomous navigation, the fidelity of sonar simulation has become a key factor in algorithm development. Current simulation frameworks typically rely on geometry-driven rendering, approximating 3D sonar as an underwater equivalent to LiDAR, which fails to account for fundamental acoustic phenomena such as refraction, multi-path interference, and phase-dependent signal formation. This paper proposes a modular architecture for realistic 3D sonar simulation that integrates GPU-accelerated graphics engines with physically grounded acoustic propagation principles. We implement a volumetric 3D sonar model within the NVIDIA Isaac Sim environment, modeled after the Water Linked 3D-15 sensor, and integrate it into a comprehensive underwater simulation framework. The system is validated through a hardware-in-the-loop configuration, where a modified FastLIO2 SLAM pipeline, executed on an NVIDIA Jetson Orin Nano, performs sensor fusion using synthetic 3D sonar, DVL, IMU, and pressure data. Finally, a qualitative comparison between simulated outputs and real-world data from harbor sheet-pile inspections is provided, characterizing the remaining sim-to-real gap and establishing a roadmap toward fully acoustics-driven volumetric sensing.
- Abstract（参考訳）: 水中ロボティクスの研究は複雑な3D知覚と自律的なナビゲーションにますます対処しているため、ソナーシミュレーションの忠実さはアルゴリズム開発において重要な要素となっている。
現在のシミュレーションフレームワークは通常、幾何学駆動のレンダリングに頼り、3DソナーをLiDARと同等の水中で近似し、屈折、マルチパス干渉、位相依存信号生成といった基本的な音響現象を考慮できない。
本稿では,GPU加速グラフィックスエンジンと物理基底音響伝搬原理を融合した現実的な3次元ソナーシミュレーションのためのモジュラーアーキテクチャを提案する。
NVIDIA Isaac Sim環境内に3Dソナーモデルを実装し,Water Linked 3D-15センサーをモデルとし,それを総合的な水中シミュレーションフレームワークに統合する。
このシステムは、NVIDIA Jetson Orin Nano上で実行される修正されたFastLIO2 SLAMパイプラインで、合成3Dソナー、DVL、IMU、圧力データを用いてセンサー融合を行う。
最後に、模擬出力とハーバーシートパイル検査の実世界データとの質的比較を行い、残余のsim-to-realギャップを特徴づけ、完全音響駆動ボリュームセンシングに向けたロードマップを確立する。
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