Виявлення, локалізація та ідентифікація малих літальних апаратів за акустичним випромінюванням
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2022.89.29-38Ключові слова:
малий літальний апарат, пеленгування, ідентифікаціяАнотація
Малогабаритні безпілотні літальні апарати знаходять широке застосування у багатьох суспільно корисних справах, разом з тим зростає і ризик їх застосування в злочинних та терористичних акціях. Виникла необхідність у розробці засобів спостереження, локалізації та ідентифікації дронів за умови наявності природних і індустріальних завад. В роботі розглянуто деякі методи та способи виявлення, локалізації та ідентифікації малих літаючих об’єктів за їх акустичною сигнатурою. Запропоновано наступна послідовність дій: спостереження вести методом керованої просторової кореляційної характеристики; рішення про виявлення приймати по критерію Неймана-Пірсона; ідентифікацію дрона вести аналізуючи спектр випромінювання на наявність основних і гармонічних складових. Результати натурних експериментів з квадрокоптером Phantom 3 підтвердили запропонований алгоритм.
Посилання
Перелік посилань
Birch G. C. UAS Detection, Classification, and Neutralization: Market Survey 2015 / G. C. Birch, J. C. Griffin, M. K. Erdman // Sandia Rep. — 2015. — С. 74. https://doi.org/10.2172/1222445.
Park S. Survey on Anti-Drone Systems: Components, Designs, and Challenges / S. Park, H. T. Kim, S. Lee, H. Joo, H. Kim // IEEE Access. — 2021. — T. 9. — С. 42635-42659. doi: 10.1109/ACCESS.2021.3065926.
Sinibaldi G. Experimental analysis on the noise of propellers for small UAV / G. Sinibaldi, L. Marino // Applied Acoustics. — 2013. — T. 74, №. 1. — С. 79-88. doi:10.1016/j.apacoust.2012.06.011
Cabell R. Measured Noise from Small Unmanned Aerial vehicles / R. Cabell , F. Grosveld , R. McSwain // Inter-Noise and Noise-Con Congress and Conference Proceedings. — Institute of Noise Control Engineering, 2016. — Т. 252, №. 2. — С. 345-354.
Карташов В. М. Информационные характеристики звукового излучения малых беспилотных летательных аппаратов / В. М. Карташов, В. Н. Олейников, С. А. Шейко, С. И. Бабкин, И. В. Корытцев, О. В. Зубков, М. А. Анохин // Радиотехника. — 2017. — Вып. 191. — С. 181-187. https://openarchive.nure.ua/handle/document/5740.
Державні будівельні норми України. Захист територій, будинків і споруд від шуму ДБН В.1.1-31:2013. БУДСТАНДАРТ Online.
Koзерук С. O., Коржик О. В. Виявлення малих лiтальних апаратiв за акустичним випромiнюванням // Вісник НТУУ ''КПІ''. Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування. — 2019. — №. 76. — С. 15-20. http://radap.kpi.ua/radiotechnique/article/view/1537.
Mandal S. Acoustic Detection of Drones through Real-time Audio Attribute Prediction / S. Mandal, L. Chen, V. Alaparthy, M. L. Cummings // AIAA Scitech 2020 Forum. — 2020. — С. 491. https://doi.org/10.2514/6.2020-0491.
Koзерук С. O., Коржик О. В. Кореляційний пеленгатор малих літальних апаратів // Вісник НТУУ ''КПІ''. Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування. — 2019. — №. 79. — С. 41-47. DOI: https://doi.org/10.20535/RADAP.2019.79.41-47.
Benyamin M. and Goldman G. H. Acoustic Detection and Tracking of a Class I UAS with a Small Tetrahedral Microphone Array // Army Research Laboratory, Adelphi, MD 20783-1138. — 2014. — 26 p. https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/ADA610599.pdf.
Козерук С. О., Коржик О. В., Воловик Д. І., Пуха Г. С. Акустичний модуль для пеленгування малих літальних апаратів // Вісник НТУУ ''КПІ''. Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування. — №.82, с. 25-34. doi: 10.20535/RADAP.2020.82.25-34.
Case E. E., Zelnio A. M. and Rigling B. D. Low-Cost Acoustic Array for Small UAV Detection and Tracking // 2008 IEEE National Aerospace and Electronics Conference. — 2008. — pp. 110-113. doi: 10.1109/NAECON.2008.4806528.
Harvey B., O’Young S. Acoustic Detection of a Fixed-Wing UAV // Drones. — 2018. — Т. 2, №. 1. — С. 4. doi:10.3390/drones2010004.
Mezei J., Molnár A. Drone sound detection by correlation // 2016 IEEE 11th International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics (SACI). — 2016. — С. 509-518. DOI: 10.1109/SACI.2016.7507430.
Bernardini A., Mangiatordi F., Pallotti E., Capodiferro L. Drone detection by acoustic signature identification // Electronic Imaging. — 2017. — Vol. 10. — C. 60-64. DOI:10.2352/ISSN.2470-1173.2017.10.IMAWM-168.
Олейников В. Н. и др. Исследование эффективности обнаружения и распознавания малоразмерных беспилотных летательных аппаратов по их акустическому излучению // Радиотехника. — 2018. — Т. 4, №. 195. — С. 209-217. https://nure.ua/wp-content/uploads/2018/Scientific_editions/rvmnts_2018_195_23.pdf.
Sedunov A. et al. Stevens Drone Detection Acoustic System and Experiments in Acoustics UAV Tracking // 2019 IEEE International Symposium on Technologies for Homeland Security (HST). — 2019. — С. 1-7. doi: 10.1109/HST47167.2019.9032916.
References
Birch G. C., Griffin J. C., Erdman M. K. (2015). UAS Detection, Classification, and Neutralization: Market Survey 2015. SANDIA REPORT, 74 p. doi:10.2172/1222445.
Park S., Kim H. T., Lee S., Joo H. and Kim H. (2021). Survey on Anti-Drone Systems: Components, Designs, and Challenges. IEEE Access, Vol. 9, pp. 42635-42659. doi: 10.1109/ACCESS.2021.3065926.
Sinibaldi G., Marino L. (2013). Experimental analysis on the noise of propellers for small UAV. Applied Acoustics, Vol. 74, Iss. 1, pp. 79-88. doi:10.1016/j.apacoust.2012.06.011.
Cabell R., McSwain R., Grosveld F. (2016). Measured Noise from Small Unmanned Aerial Vehicles. Inter-Noise and Noise-Con Congress and Conference Proceedings, Institute of Noise Control Engineering, Vol. 252, Iss. 2, pp. 345-354.
Kartashov V. M. et al. (2017). Information characteristics of sound radiation of small unmanned aerial vehicles [Informacionnye harakteristiki zvukovogo izlucheniya malyh bespilotnyh letatel'nyh apparatov]. Radio engineering, Iss. 191, pp. 181-187. [In Russian].
State building regulations of Ukraine. Protection of territories, buildings and structures from noise DBN V.1.1-31:2013 [Derzhavni budivelni normy Ukrainy. Zakhyst terytorii, budynkiv i sporud vid shumu DBN V.1.1-31:2013]. BUDSTANDART Online. [In Ukrainian].
Kozeruk S. O., Korzhik O. V. (2019). Detection Small Aircraft by Acoustic Radiation. Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, Vol. 76, pp. 15-20. [In Ukrainian].
Mandal S., Chen L., Alaparthy V., Cummings M. L. (2020). Acoustic Detection of Drones through Real-time Audio Attribute Prediction. AIAA Scitech 2020 Forum. doi:10.2514/6.2020-0491.
Kozeruk S. O., Korzhik O. V. (2019). Correlation direction finder for small aircraft. Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, Vol. 79, pp. 41-47. doi: 10.20535/RADAP.2019.79.41-47. [In Ukrainian].
Benyamin M. and Goldman G. H. (2014). Acoustic Detection and Tracking of a Class I UAS with a Small Tetrahedral Microphone Array. Army Research Laboratory, Adelphi, MD 20783-1138, 26 p.
Kozeruk S. O., Korzhik O. V., Volovik D. I., Pukha G. S. (2020). Acoustic Module for Direction Finding of Small Aircraft. Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, Vol. 82, pp. 25-34. doi: 10.20535/RADAP.2020.82.25-34. [In Ukrainian].
Case E. E., Zelnio A. M. and Rigling B. D. (2008). Low-Cost Acoustic Array for Small UAV Detection and Tracking. 2008 IEEE National Aerospace and Electronics Conference, pp. 110-113, doi: 10.1109/NAECON.2008.4806528.
Harvey B., O’Young S. (2018). Acoustic Detection of a Fixed-Wing UAV. Drones, Vol. 2(1), 4. doi:10.3390/drones2010004.
Mezei J., Molnár A. (2016). Drone sound detection by correlation. 2016 IEEE 11th International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics (SACI), pp. 509-518. DOI: 10.1109/SACI.2016.7507430.
Bernardini A., Mangiatordi F., Pallotti E., Capodiferro L. (2017). Drone detection by acoustic signature identification. Electronic Imaging, Vol. 10, pp. 60-64. DOI:10.2352/ISSN.2470-1173.2017.10.IMAWM-168.
Oleinikov V. N. et al. (2018). Study of the efficiency of detection and recognition of small-sized unmanned aerial vehicles by their acoustic radiation [Issledovanie effektivnosti obnaruzheniya i raspoznavaniya malorazmernyh bespilotnyh letatel'nyh apparatov po ih akusticheskomu izlucheniyu]. Radio engineering, Vol. 4, Iss. 195, pp. 209-217. [In Russian].
Sedunov A. et al. (2019). Stevens Drone Detection Acoustic System and Experiments in Acoustics UAV Tracking. 2019 IEEE International Symposium on Technologies for Homeland Security (HST), pp. 1-7, doi: 10.1109/HST47167.2019.9032916.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Сергій Козерук
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
