Features of the tasks of identifying and observing groups of unmanned letter vehicles
DOI:
https://doi.org/10.30837/rt.2022.4.211.06Keywords:
unmanned aerial vehicle, detection, observation, resolution, coordinate estimation, recognition, algorithm, aggregationAbstract
The current trend towards increasing the efficiency of UAV use is the transition from their single use to group use. In accordance with this, when building a complex integrated system for detecting and monitoring UAVs, including various information channels, it is advisable to take into account the features of the system functioning associated with the detection of groups of UAVs.
The article discusses the information, energy and search capabilities of individual detection tools being a part of the integrated UAV surveillance system in order to build an effective algorithm for joint processing of incoming input signals, taking into account various capabilities of individual channels (in terms of range, recognition, etc.).
An optimal algorithm for detecting groups of UAVs in a complex integrated system combining detection decisions made in private channels is synthesized. According to the synthesized algorithm, complex processing consists in summing up the solutions of individual detectors with some weights determined by the quality of the decisions made in the channels. The quality of solutions, in turn, depends on the technical means used in the channels and the conditions of observation.
A sequence for solving a set of interrelated tasks in a complex integrated UAV surveillance system as the group target approaches the protected object is proposed. The sequence includes the following operations: identification of a group target (energy detection); estimation of coordinates of a group of objects; spatial resolution and determination of the number of vehicles in a group; recognition (type determination) of each individual device; assessment of the coordinates of each aircraft separately; determination of the composition of the group (homogeneous, heterogeneous); determination of the specialization of the group and revealing the nature of its tasks.
References
Кошкин Р.П. Беспилотные авиационные системы. Москва : Стратегические приоритеты, 2016. 676 с.
Макаренко С. И., Тимошенко А. В., Васильченко А. С. Анализ средств и способов противодействия беспилотным летательным аппаратам. Ч. 1. Беспилотный летательный аппарат как объект обнаружения и поражения // Системы управления, связи и безопасности. 2020. № 1. С. 109-146. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10105.
Kartashov V.M., Oleynikov V.N, Sheyko S.A., Koryttsev I.V., Babkin S.I., Zubkov O.V. Peculiarities of small unmanned aerial vehicles detection and recognition // Telecommunications and Radio Engineering, 2019. Vol. 78, Iss. 9. P. 771 – 781.
Карташов В.М., Олейников В.Н., Шейко С.А. и др. Особенности обнаружения и распознавания малых беспилотных летательных аппаратов // Радиотехника. 2018. Вып. 195. С. 235 – 243.
Semenets V. V., Kartashov V.M., Leonidov V. I. Registration of refraction Phenomenon in the Problem of acoustic Sounding of Atmosphere in Airport Zone // Telecommunications and Radio Engineering. 2018. Vol. 77, №5. P.461 – 468.
Kartashov V. M., Oleynikov V. N., Sheyko S. A., Babkin S. I., Koryttsev I. V., Zubkov O. V., Anokhin M. A. Information characteristics of sound radiation of small unmanned aerial vehicles // Telecommunications and Radio Engineering. 2018. Vol.77, Iss. 10. Р. 915 – 924.
Карташов В.М., Олейников В.Н., Шейко С.А. и др. Информационные характеристики звукового из-лучения малых беспилотных летательных аппаратов // Радиотехника. 2017. Вып. 191. С. 181 – 187.
Kartashov V. M., Oleynikov V. N., Zubkov O. V, Sheyko S. A. Optical detection of unmanned air vehicles on a video stream in a real-time // The Fourth International Conferenceon Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo’2019), 9-13 September 2019, Odessa, Ukraine. 4 p.
Oleksandr Sotnikov, Vladimir Kartashov, Oleksandr Tymochko, Oleg Sergiyenko, Vera Tyrsa, Paolo Mercorelli, Wendy Flores-Fuentes. Methods for Ensuring the Accuracy of Radiometric and Optoelectronic Navigation Systems of Flying Robots in a Developed Infrastructure. Chapter 16 // Machine Vision and Navigation; Editors: Sergiyenko, Oleg, Flores-Fuentes. Wendy, Mercorelli, Paolo. Р.537 – 578.
Oleynikov V. N , Zubkov O. V., Kartashov V. M., Korytsev I. V., Babkin S. I., Sheiko S. A. Investigation of detection and recognition efficiency of small unmanned aerial vehicles on their acoustic emission // Telecommunications and Radio Engineering. 2019. Vol. 78, Iss. 9. Р 759 – 770.
Kartashov V., Oleynikov V., Koryttsev I., Zubkov O., Babkin S., Sheiko S. Processing and Recognition of Small Unmanned Vehicles Sound Signals // 2018 International Scientific-Practical Conference on Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S and T 2018). Proceedings, 31 January 2019. Р. 392 – 396.
Kartashov V., Oleynikov V., Koryttsev I., Sheyko S., Zubkov O., Babkin S., Selieznov I. Use of Acoustic Signature for Detection, Recognition and Direction Finding of Small Unmanned Aerial Vehicles // 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), 25-29 Feb. 2020. Р. 1-4.
Kartashov V.M., Oleynikov V.N, Zubkov O.V., Korytsev I.V., Babkin S. I., Sheiko S.A., Kolendovskaya M.M. Spatial-temporal Processing of acoustic Signals of Unmanned Aerial Vehicles // Telecommunications and Radio Engineering. 2020. Vol. 79, Iss. 9. Р. 769 – 780.
Oleynikov V., Zubkov O., Kartashov V., Koryttsev I., Sheyko S., Babkin S. Experimental estimation of direction finding to unmanned air vehicles algorithms efficiency by their acoustic emission // 2019 International Scientific-Practical Conference: Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S and T 2019). Proceeding, 2019. Р. 175 – 178.
Semenets V.V., Kartashov V.M., Leonidov V.I. Features of Acoustic Noise of Small Unmanned Aerial Vehicles // Telecommunications and Radio Engineering. 2020. Vol. 79, Iss. 11. Р. 985 – 995. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v79.i11.80.
Тихонов В.А., Карташов В.М., Олейніков В.М. и др. Обнаружение-распознавание беспилотных летательных аппаратов с использованием составной модели авторегрессии их акустического излучения // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка. Радіоапаратобудування. 2020. №81. С. 38 – 46.
Kartashov V. M., Tikhonov V. A., Voronin V. V. Features of Construction and Application of Complex Systems for the Atmosphere Remote Sounding // Telecommunications and Radio Engineering. 2017. Vol. 78, Iss.8. Р.743-749.
Карташов В.М., Олейников В.Н., Колендовская М.М. и др. Комплексирование изображений при обнаружении беспилотных летательных аппаратов // Радиотехника. 2020. Вып. 201. С.120 – 129.
Kartashov V.M., Tikhonov V.A., Voronin V.V., Tymoshenko L.P. Complex model of random signal in problems of acoustic sounding of atmosphere // Telecommunications and Radio Engineering. 2016. Vol. 75, Iss. 20. Р. 1885 – 1892.
Developing and Applying Optoelectronics in Machine Vision. Oleg Sergiyenko and Julio C. Rodriguez-Quiñonez; 2016, IGI Global, 341 p.
Sytnik O., KartashovV. Methods and Algorithms for Technical Visionin Radar Introscopy. Chapter 13 // Optoelectronics in Machine Vision-Based Theories and Applications. IGI Global, 2019. Р. 373 – 391.
Дистанционные методы и средства исследования процессов в атмосфере Земли ; под ред. Б.Л. Кащеева, Е.Г. Прошкина, М.Ф. Лагутина. Харьков : Бизнес Информ, 2002. 426 с.
Карташов В.М. Модели и методы обработки сигналов систем радиоакустического и акустического зондирования атмосферы; Харьков : ХНУРЭ, 2011. 234 с.
Карташов В.М., Олейников В.Н., Воронин В.В. и др. Методы комплексной обработки и интерпрета-ции радиолокационных, акустических, оптических и инфракрасных сигналов беспилотных летательных аппаратов // Радиотехника. 2020. Вып. 202.
Countering rogue drones. FICCI Committee on Drones, EY, 2018. 31 р.
Ростопчин В. В. Ударные беспилотные летательные аппараты и противовоздушная оборона – про-блемы и перспективы противостояния // Беспилотная авиация [Электронный ресурс]. 2020. URL: https://www.researchgate.net/publication/331772628_Udarnye_ bespilotnye_letatelny e_apparaty _i_protivovozdusnaa_oborona_-problemy_i_perspektivy_ protivostoania (дата обращения 18.10.2020).
Еремин Г. В., Гаврилов А. Д., Назарчук И. И. Малоразмерные беспилотники – новая проблема для ПВО // Отвага [Электронный ресурс]. 29.01.2015. № 6 (14). URL: http://otvaga2004.ru/armiya-i-vpk/armiya-i-vpkvzglyad/malorazmernye-bespilotniki/ (дата доступа 18.10.2020).
Ананенков А. Е., Марин Д. В., Нуждин В. М. и др. К вопросу о наблюдении малоразмерных беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2016. № 91. С. 19.
Изделия и комплексы противодействия беспилотным летательным аппаратам [Доклад]. СПб.: АО «НИИ «Вектор», 2018. 51 с.
Гейстер С. Р., Джеки А. М. Решение задачи обнаружения маловысотных легкомоторных летательных аппаратов путем использования акустических и сейсмических полей // Наука и военная безопасность. 2008. № 1. С. 42 – 46. URL: http://militaryarticle.ru/nauka-i-voennayabezopasnost/2008/12105-reshenie-zadachi-obnaruzhenija-malovysotnyh (дата обращения 18.09.2022).
Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации : учеб. пособие для вузов. Москва : Радио и связь, 1992. 304 с.
Карташов В.М. и др. Обработка сигналов в радиоэлектронных системах дистанционного мониторинга атмосферы. Харьков : ХНУРЭ, 2014. 312 с.
Ситнік О.В., Карташов В.М. Радіотехнічні системи : навч. посібник. Харків : Сміт, 2009. 448 с.
Shirman Y.D., Manzhos V.N. The theory and technique of processing radar information against the background of interference. Mосква : Radio and communications, 1981. 416 p.
Koch W., Koller J., Ulmke M. Ground target tracking and road map extraction // ISPRS J. Photogramm. Remote Sens. 2006; 61:197–208. doi: 10.1016/j.isprsjprs.2006.09.013.
Hengy S., Laurenzis M., Schertzer S., Hommes A., Kloeppel F., Shoykhetbrod A., Geibig T., Johannes W., Rassy O., Christnacher F. Multimodal UAV detection: Study of various intrusion scenarios // Proceedings of the Electro-Optical Remote Sensing XI International Society for Optics and Photonics. Warsaw, Poland. 11–14 September 2017. p. 104340P.
Laurenzis M., Hengy S., Hammer M., Hommes A., Johannes W., Giovanneschi F., Rassy O., Bacher E., Schertzer S., Poyet J.M. An adaptive sensing approach for the detection of small UAV: First investigation of static sensor network and moving sensor platform // Proceedings of the Signal Processing, Sensor/Information Fusion, and Target Recognition XXVII International Society for Optics and Photonics; Orlando, FL, USA. 16–19 April 2018. p. 106460S.
Park S., Shin S., Kim Y., Matson E.T., Lee K., Kolodzy P.J., Slater J.C., Scherreik M., Sam M., Gallagher J.C., et al. Combination of radar and audio sensors for identification of rotor-type unmanned aerial vehicles // Proceedings of the 2015 IEEE SENSORS. Busan, Korea. 1–4 November 2015. Р. 1 – 4.
Charvat G.L., Fenn A.J., Perry B.T. The MIT IAP radar course: Build a small radar system capable of sensing range, Doppler, and synthetic aperture (SAR) imaging // Proceedings of the 2012 IEEE Radar Conference. Atlanta, GA, USA. 7–11 May 2012; pp. 0138–0144.
Liu H., Wei Z., Chen Y., Pan J., Lin L., Ren Y. Drone detection based on an audio-assisted camera array // Proceedings of the 2017 IEEE Third International Conference on Multimedia Big Data (BigMM); Laguna Hills, CA, USA. 19–21 April 2017; pp. 402–406.
Басов О.О., Карпов А.А. Анализ стратегий и методов объединения многомодальной информации // Обработка информации и управления. 2015. №2. С.7-14.
Карташов В.М., Куля Д.Н., Пащенко С.В. Алгоритм автосопровождения изменений информационного параметра сигнала радиоакустических систем // Восточно-европейский журнал передовых технологий. 2012. №4/9(58). С. 57 – 61.
Atrey P. K., Hossain M. A., Kankanhalli M. S. Multimoda Fusion for Multimedia Analysis: a Survey // Multimedia Systems. 2010. Vol. 16. Iss. 6. Р. 345 – 379.
Годунов А. И., Шишков С. В., Бикеев Р. Р. Взаимосвязь машинного (технического) зрения с компьютерным зрением при идентификации малогабаритного беспилотного летательного аппарата // Труды междунар. симпозиума «Надежность и качество». 2015. Т. 1. С. 213 – 217.
Зайцев А. В., Назарчук И. И., Красавцев О. О., Кичулкин Д. А. Особенности борьбы с тактическими беспилотными летательными аппаратами // Военная мысль. 2013. № 5. С. 37 – 43.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
