TILLBEHÖR

Hoverfly hjÀrnor kartlagda för att upptÀcka ljud frÄn avlÀgsna drönare

UniSA-professor Anthony Finn avbildad med en DJI Matrice 600-drönare med en nyttolast som kan sÀnda ut eller ta emot akustiska signaler. Kredit: University of South Australia

För första gÄngen har australiensiska forskare omvÀnt de visuella systemen för svÀvflugor för att upptÀcka drönares akustiska signaturer pÄ nÀstan fyra kilometers avstÄnd.

Autonoma systemexperter frÄn University of South Australia (UniSA), Flinders University och försvarsföretaget Midspar Systems sÀger att försök med bioinspirerade signalbehandlingstekniker visar upp till 50 % bÀttre detekteringshastighet Àn befintliga metoder.

Fynden, som kan hjÀlpa till att bekÀmpa det vÀxande globala hotet frÄn IED-bÀrande drönare, inklusive i Ukraina, har rapporterats i The Journal of the Acoustical Society of America.

UniSA professor i autonoma system, Anthony Finn, sÀger att insektssynssystem har kartlagts sedan en tid tillbaka för att förbÀttra kamerabaserade detektioner, men det Àr första gÄngen som bioseende har tillÀmpats pÄ akustisk data.

“Bearbetning av bioseende har visat sig avsevĂ€rt öka detektionsomrĂ„det för drönare i bĂ„de visuell och infraröd data. Men vi har nu visat att vi kan plocka upp tydliga och skarpa akustiska signaturer frĂ„n drönare, inklusive mycket smĂ„ och tysta sĂ„dana, med hjĂ€lp av en algoritm baserad pĂ„ svĂ€vflugans visuella system, sĂ€ger prof Finn.

SvÀvflugans överlÀgsna visuella och spÄrningsfÀrdigheter har framgÄngsrikt modellerats för att upptÀcka drönare i livliga, komplexa och obskyra landskap, bÄde för civila och militÀra ÀndamÄl.

“Oauktoriserade drönare utgör distinkta hot mot flygplatser, individer och militĂ€rbaser. Det blir dĂ€rför allt viktigare för oss att kunna upptĂ€cka specifika platser för drönare pĂ„ lĂ„nga avstĂ„nd, med hjĂ€lp av tekniker som kan fĂ„nga upp Ă€ven de svagaste signalerna. VĂ„ra försök med de svĂ€vflugsbaserade algoritmerna visar att vi nu kan göra detta, sĂ€ger prof Finn.

Docent i autonoma system vid Flinders University, Dr Russell Brinkworth, sÀger att förmÄgan att bÄde se och höra smÄ drönare pÄ större avstÄnd kan vara oerhört fördelaktigt för flygtillsynsmyndigheter, sÀkerhetsmyndigheter och den bredare allmÀnheten som vill övervaka ett stÀndigt ökande antal autonoma flygplan i kÀnsligt luftrum.

“Vi har sett drönare komma in i luftrummet dĂ€r kommersiella flygbolag landar och lyfter under de senaste Ă„ren, sĂ„ att utveckla kapaciteten att faktiskt övervaka smĂ„ drönare nĂ€r de Ă€r aktiva nĂ€ra vĂ„ra flygplatser eller i vĂ„r himmel kan vara extremt fördelaktigt för att förbĂ€ttra sĂ€kerheten.

Kredit: University of South Australia

“UAV:s inverkan i modern krigföring blir ocksĂ„ uppenbar under kriget i Ukraina, sĂ„ att hĂ„lla koll pĂ„ deras plats ligger faktiskt i det nationella intresset. VĂ„r forskning syftar till att utöka detektionsomrĂ„det avsevĂ€rt i takt med att anvĂ€ndningen av drönare ökar i det civila och militĂ€ra rummet.”

JÀmfört med traditionella tekniker förbÀttrade bioinspirerad bearbetning detektionsomrÄdet med mellan 30 och 49 %, beroende pÄ typ av drönare och förhÄllandena.

Forskare letar efter specifika mönster (smalband) och/eller allmÀnna signaler (bredband) för att fÄnga upp drönarakustik pÄ korta till medelstora avstÄnd, men pÄ lÀngre avstÄnd Àr signalen svagare och bÄda teknikerna kÀmpar för att uppnÄ tillförlitliga resultat.

Liknande förhÄllanden finns i den naturliga vÀrlden. Mörkt upplysta omrÄden Àr mycket bullriga men insekter som svÀvflugan har ett mycket kraftfullt visuellt system som kan fÄnga visuella signaler, sÀger forskare.

“Vi arbetade under antagandet att samma processer som gör att smĂ„ visuella mĂ„l kan ses bland visuella röran kunde omdistribueras för att extrahera lĂ„gvolyms akustiska signaturer frĂ„n drönare begravda i buller,” sĂ€ger Dr Brinkworth.

Genom att omvandla akustiska signaler till tvĂ„dimensionella “bilder” (kallade spektrogram) anvĂ€nde forskare svĂ€vflugshjĂ€rnans neurala vĂ€g för att förbĂ€ttra och undertrycka orelaterade signaler och brus, vilket ökade detektionsomrĂ„det för de ljud de ville upptĂ€cka.

Hoverfly-hjÀrnor kartlagda för att upptÀcka ljudet frÄn avlÀgsna drönare
UniSA-professor Anthony Finn avbildad med en DJI Matrice 600-drönare med en tetraedrisk akustisk antennuppsÀttning för riktad placering av signaler. Kredit: University of South Australia

Med hjÀlp av sin bildbehandlingsfÀrdighet och avkÀnningsexpertis gjorde forskarna detta bioinspirerade akustiska datagenombrott. Deras anstrÀngning skulle kunna stödja tekniska lösningar för att ta itu med bevÀpning av drönare, som nu Àr bland de dödligaste vapnen i modern krigföring, och dödar eller skadar mer Àn 3 000 fiendekombattanter i Afghanistan och sÀtts in i det pÄgÄende kriget i Ukraina.

“Akustisk detektering av obemannade flygfarkoster med hjĂ€lp av biologiskt inspirerad synbehandling” har publicerats i Journal of the Acoustical Society of America.


Forntida rovdjur inspirerar till visionÀr forskning


Mer information:
Jian Fang et al, Akustisk detektering av obemannade flygfarkoster med hjÀlp av biologiskt inspirerad synbearbetning, Journal of the Acoustical Society of America (2022). DOI: 10.1121/10.0009350 TillhandahÄlls av University of South Australia

Citat:Hoverfly hjÀrnor mappade för att upptÀcka ljud frÄn avlÀgsna drönare (2022, 15 mars) hÀmtad 15 mars 2022 frÄn https://techxplore.com/news/2022-03-hoverfly-brains-distant-drones.html

Detta dokument Àr föremÄl för upphovsrÀtt. Bortsett frÄn all rÀttvis handel i syfte att privata studier eller forskning, fÄr ingen del reproduceras utan skriftligt tillstÄnd. InnehÄllet tillhandahÄlls endast i informationssyfte.

Related Articles

Back to top button

Ad blocker detected

You must remove the AD BLOCKER to continue using our website THANK YOU