Дослідження та розроблення елементів інтегрованої системи радіоелектронного та оптичного виявлення безпілотних літальних апаратів
Автор: Белена Дмитро Альбертович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Ця магістерська кваліфікаційна робота присвячена дослідженню методів виявлення безпілотних літальних апаратів (БПЛА) у відеопотоці та застосуванню сучасних технологій розпізнавання об’єктів. Виявлення та ідентифікація БПЛА є важливим аспектом для забезпечення безпеки і моніторингу у різних галузях, включаючи військову, цивільну та комерційну сфери. У дослідженні розглядаються основні методи виявлення рухомих об’єктів у відеопотоці, зокрема методи віднімання фону, оптичного потоку та машинного навчання. Проаналізовано їхні переваги та обмеження з точки зору точності, швидкодії та стійкості до різних умов зйомки. Отримані результати допоможуть визначити найефективніші методи виявлення та розпізнавання БПЛА для різних сфер застосування, таких як забезпечення безпеки, контроль повітряного простору та моніторинг інфраструктури. Ця магістерська робота є важливою для розуміння сучасних тенденцій у сфері виявлення та розпізнавання БПЛА і сприяє розвитку нових технологій і підходів у цій галузі. Вона робить вагомий внесок у дослідження цієї тематики та може бути використана як основа для подальших досліджень і розробок у цьому напрямку. У першому розділі роботи проведено аналіз літературних джерел з питань побудови та функціонуванням систем моніторингу різних видів та розглянуто сучасні рішення та інноваційні технологій у галузі радіоелектронного виявлення та розвідки безпілотних апаратів [1-3]. Також проаналізовано теорію активної та пасивної радіолокації та основи теорії оптичного виявлення. В другому розділі проведено огляд можливостей використання сучасних антенних систем, радарів для виявлення безпілотних літальних апаратів, окреслено основи побудови активного радіолокатора який працює з шумоподібними сигналами. Проведено розроблення антени для малогабаритного активного локатора. Розроблена антен має коефіцієнт підсилення 20,7 дБі та ширину діаграми спрямованості 15 градусів в обох площинах, робочий діапазон від 5100 до 6050 МГц, що дає змогу радіолокатору працювати на різних частотах та із шумоподібними сигналами в якості зондуючих імпульсів, які мають широку смугу. Третій розділ присвячено аналіз радіочастотних діапазонів, які використовуються для функціонування безпілотних апаратів. Проведено розрахунки для підтвердження працездатності пасивного радіолокатора з підсвіткою цілі з використання ефірних сигналів та спеціальних опромінювачів. Також проведено розроблення антени для пасивного радіолокатора, яка ефективно працює в широкому діапазоні 700-3300 МГц [4]. Четвертий розділ присвячено аналізу методів виявлення рухомих об’єктів у відеопотоці, зокрема методів віднімання фону, оптичного потоку та застосуванню сучасних технологій розпізнавання об’єктів для ідентифікації БПЛА у відеопотоці. Також в розділі проведено моделювання процесу виявлення безпілотних літаючих апаратів за допомогою оптичних систем використовуючи бібліотеки OpenFlow на мові Python. Отримано програму яка може виявляти рухомі об’єкти на фоні неба із рухомими хмарами, як і в окремому файлі так і у відеопотоці з камери. Виконано підбір компонентної бази для реалізації пристрою оптичного виявлення безпілотних літальних апаратів та подано пропозиції, щодо інтеграції розроблених систем. Крім цього в п’ятому розділі, було розраховано економічну доцільність проведення цього дослідження, визначено його вартість, економічний вплив у дослідницькій сфері та загальний економічний ефект. Робота складається з 5 розділів, 83 сторінок, 41 рисунків та 1 додатку. Об’єкт дослідження: радіоелектронне виявлення безпілотних літальних апаратів і методи виявлення та розпізнавання безпілотних літальних апаратів (БПЛА) у відеопотоці. Предмет дослідження: методи активної та пасивної локацій, методи віднімання фону, оптичного потоку. Сфера досліджень: розробка методів виявлення та розпізнавання БПЛА по радіосигналах які вони випромінюють або перевипромінюють, а також виявлення їх у відеопотоці. Мета роботи: дослідження методів активної та пасивної локацій і методів виявлення та розпізнавання безпілотних літальних апаратів (БПЛА) у відеопотоці та розроблення елементів систем, які використовують дані методи. Ключові слова: радіолокатор, антена, виявлення рухомих об’єктів, відеопотік, безпілотні літальні апарати, віднімання фону. Список літератури: 1. Signal design and processing for noise radar [Online]. Available at: https://asp-eurasipjournals.springeropen.com 2. Noise Radar Technology Basics [Online]. Available at: https://cradpdf.drdc-rddc.gc.ca 3. Radar Station [Online]. Available at: https://vue.gov.ua 4. Белена Д. Дослідження та розроблення системи радіоелектронного та оптичного виявлення та розвідки безпілотних апаратів / Д. Белена, С. Є. Фабіровський // 81-ша Студентська науково-технічна конференція. Секція “Телекомунікації, радіоелектроніка та електронна техніка" : збірник тез доповідей, жовтень–листопад 2023 року. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2023. — С. 16–17.