Ідентифікація дронів на основі їх акустичних сигналів
Автор: Саєнко Артем Юрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютеризовані системи управління та автоматика
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Використання безпілотних апаратів які використовують в незаконних цілях вже стало проблемою тому необхідно знайти спосіб їх виявлення. У даній магістерській роботі оцінено можливість використання аналізу звуку як механізму виявлення. Було оцінено рішення з використанням кодування за лінійним предиктором, нахилу частотного спектру та нульової швидкості перетину. Результати показали, що рішення, яке використовує кодування за лінійним предиктором та нахил частотного спектра, дає хороший результат для відстані на яку він відкалібрований. З іншого боку, нульова швидкість перетину не покращує результат і не була частиною остаточного рішення. Кількість помилкових спрацьовувань збільшується при калібруванні на більші відстані, тому в реалізованому рішенні потрібно йти на компроміс між виявленням дронів на великих відстанях та кількістю помилкових спрацьовувань. Було зроблено висновок, що виявлення безпілотника за допомогою аудіоаналізу можливо, і що реалізоване рішення, яке включає в себе кодування за лінійним предиктором та нахил частотного спектра, може з подальшими вдосконаленнями стати корисним продуктом. Тим не менш як можливе доповнення також було розглянуто можливість виявлення дронів на основі взаємної обробки сигналів у вейвлет області. Актуальність роботи. За останні кілька років використання безпілотників різко зросло. Незаконна діяльність за допомогою цих безпілотників також зросла або, принаймні, стала більш очевидною, ніж раніше. Останнім часом з’являються повідомлення про використання безпілотників для перевезення наркотиків через кордони, перевезення контрабанди до в’язниць та зйомки об’єктів під охороною. Для того щоб захистити себе від цієї загрози необхідний засіб для виявлення безпілотників який може вчасно попередити про порушення безпеки, щоб вжити відповідних заходів. Саме така теза стосується створення детектора безпілотника, який використовує аудіоаналіз у процесі виявлення. 5 Мета роботи Метою магістерської роботи є створення детектора безпілотника на основі аудіоаналізу. Питання на які необхідно звернути увагу: • Чи можна виявити дрони за допомогою аудіоаналізу? • З якими характеристиками звуків необхідно порівнювати? • Чи будуть виявлені інші звуки, якщо будуть виявлені всі безпілотники? • Наскільки краще працює детектор з доданими характеристиками при виявленні? • Чи можуть кілька мікрофонів дати якісь переваги? • Чи можна проводити аналіз аудіосигналів за допомогою інших методів? Наукова новизна 1. На основі проведеного дослідження показано, що виявлення безпілотників на базі аналізу аудіосигналів є доцільним, однак вимагає великого обсягу інформації і не завжди задовольняє споживача. 2. Запропоновано використання вейвлет перетворення сигналів для підвищення ефективності та надійності отриманої інформації від джерел аудосигналів. 3. Для покращення ідентифікації прийнятих сигналів у часо-частотній області запропоновано використання взаємних широкосмугових вейвлет функцій. Практична цінність роботи З допомогою наданих алгоритмів обробки данних можна реалізувати пристрої для виявлення квадрокоптерів на віддалі до 500 метрів. Запропоновані підходи до ідентифікації дронів можуть бути використані як у військових цілях, так і у охоронних та промислових системах