In this paper, we explore the feasibility of utilizing a mmWave radar sensor installed on a UAV to reconstruct the 3D shapes of multiple objects in a space. The UAV hovers at various locations in the space, and its onboard radar senor collects raw radar data via scanning the space with Synthetic Aperture Radar (SAR) operation. The radar data is sent to a deep neural network model, which outputs the point cloud reconstruction of the multiple objects in the space. We evaluate two different models. Model 1 is our recently proposed 3DRIMR/R2P model, and Model 2 is formed by adding a segmentation stage in the processing pipeline of Model 1. Our experiments have demonstrated that both models are promising in solving the multiple object reconstruction problem. We also show that Model 2, despite producing denser and smoother point clouds, can lead to higher reconstruction loss or even loss of objects. In addition, we find that both models are robust to the highly noisy radar data obtained by unstable SAR operation due to the instability or vibration of a small UAV hovering at its intended scanning point. Our exploratory study has shown a promising direction of applying mmWave radar sensing in 3D object reconstruction.


翻译:在本文中,我们探索了利用在无人驾驶航空器上安装的毫米Wave雷达传感器来重建空间中多个物体的3D形状的可行性。无人驾驶航空器在空间的不同位置盘旋,在空间的雷达探测器上通过合成孔径雷达(SAR)对空间进行扫描收集原始雷达数据。雷达数据被发送到一个深神经网络模型,该模型输出空间中多个物体的点云重建。我们评估了两种不同的模型。模型1是我们最近提议的3DRIMR/R2P模型,模型2是通过在模型1的处理管道中添加一个分解阶段而形成的。我们的实验表明,这两种模型都有望解决多物体重建问题。我们还表明,模式2尽管产生密度更浓和光点点云,但仍可能导致重建损失甚至损失更多物体。此外,我们发现,由于在预定的扫描点上进行小型UAVX浮标的不稳定或振动,这两种模型都对不稳定的雷达数据非常活跃。我们的探索研究显示,在3D天物体重建中应用毫米瓦雷达是很有希望的方向。

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