Simulazione in tempo reale a elevato parallelismo di radar primari

Abstract

In questo lavoro presenteremo un simulatore per sistemi radar primari basato sul shooting and bouncing ray method, in grado di essere eseguito in modo efficiente su GPU comuni. In particolare, la nostra implementazione, basata sull'API Vulkan, sfrutta gli acceleratori di ray tracing presenti nelle recenti generazioni di GPU per ottenere prestazioni in tempo reale. Il simulatore che verrà discusso in questo lavoro è in grado di simulare radar monostatici e bistatici, modellando la radiazione dell'antenna in modo completamente personalizzabile, in un ambiente 3D con materiali realistici. Inoltre, il nostro simulatore supporta un ambiente contenente oggetti in movimento la cui velocità è presa in considerazione nella simulazione degli effetti Doppler. Confronteremo quindi la nostra implementazione con una soluzione stato dell'arte esistente, mostrando che otteniamo risultati comparabili pur ottenendo prestazioni significativamente migliori.

In this work we will present a simulator for primary radar systems based on the shooting and bouncing ray method, capable of running efficiently on commodity GPU hardware. In particular, our implementation, based on the Vulkan API, leverages the ray accelerators present in the recent generations of GPUs to gain real-time performances. The simulator that will be discussed in this work is able to simulate monostatic and bistatic radars, with a fully customizable antenna radiation pattern, in a 3D environment with physically based materials. Furthermore, our simulator supports an environment containing moving objects whose speed is accounted in the simulation of Doppler shifts. We will then compare our implementation against a selected existing state-of-the-art solution showing that we get comparable results while achieving significant better performances.