仿生果蠅視覺系統(tǒng)探測無人機炸彈
2022-05-10 14:34:30 來源 : 新浪網(wǎng)????????警用裝備網(wǎng)訊:澳大利亞研究人員首次對食蚜蠅的視覺系統(tǒng)進行逆向工程,從近4千米外檢測到無人機的聲學特征。

來自南澳大利亞大學、弗林德斯大學和國防公司Midspar Systems的自主系統(tǒng)專家表示,使用仿生信號處理技術(shù)進行的試驗表明,檢測率比現(xiàn)有方法高出50%。
美國聲學學會雜志報道了這一發(fā)現(xiàn),該發(fā)現(xiàn)可能有助于應對攜帶簡易爆炸裝置的無人機造成的日益嚴重的全球威脅。

南澳大利亞大學自動化系教授Anthony Finn表示,昆蟲視覺系統(tǒng)映射已經(jīng)研究了一段時間,用以改進基于相機的檢測工作,但這是生物視覺首次應用于聲學數(shù)據(jù)。
“生物視覺處理已被證明可以極大地增加無人機在視覺和紅外數(shù)據(jù)中的檢測范圍。然而,我們現(xiàn)在已經(jīng)表明,我們可以使用基于食蚜蠅視覺系統(tǒng)的算法,獲得無人機清晰的聲學特征,包括非常小的和安靜的無人機?!盕inn教授說。
食蚜蠅卓越的視覺和跟蹤技能已成功建模,可用于在繁忙、復雜的軍民用環(huán)境中探測無人機。
“未經(jīng)授權(quán)的無人機對機場、個人和軍事基地構(gòu)成了新型威脅。因此,使用可以接收最微弱信號的技術(shù),能夠遠距離檢測無人機的特定位置對我們來說變得越來越重要。我們的試驗使用基于食蚜蠅的視覺映射算法,表明我們現(xiàn)在可以做到這一點?!盕inn教授說。
弗林德斯大學自動化系副教授Russell Brinkworth表示,能夠在更遠的距離看到和聽到小型無人機的能力可能對航空監(jiān)管機構(gòu)、安全當局和尋求監(jiān)控越來越多的自主飛機的廣大公眾大有裨益。
“近年來,我們目睹了無人機侵入了商業(yè)航空公司起降的空域,因此,當小型無人機在我們的機場附近或我們的天空中活動時,開發(fā)實際監(jiān)控小型無人機的能力可能對提高安全性非常有益。無人機在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的影響也越來越明顯,因此掌握無人機的位置實際上符合國家利益。我們的研究旨在隨著無人機在民用領(lǐng)域的使用增加而大幅擴大探測范圍和軍事空間。”Brinkworth說。
與傳統(tǒng)技術(shù)相比,仿生處理將探測范圍提高了30%到49%,具體取決于無人機的類型和條件。
研究人員尋找特定模式(窄帶)和/或一般信號(寬帶)來接收短距離到中等距離的無人機聲學信號,但在較長距離處,信號較弱,以上兩種技術(shù)都難以獲得可靠的結(jié)果。
自然界中也存在類似的情況。研究人員說,黑暗區(qū)域非常嘈雜,但像食蚜蠅這樣的昆蟲具有非常強大的視覺系統(tǒng),可以捕捉視覺信號。
“我們的工作假設(shè)是,可以重新構(gòu)建可在視覺雜波中看到小型視覺目標的相同過程,以便從湮沒在噪音中的無人機聲音中提取低音量的聲學特征?!盉rinkworth說。
通過將聲信號轉(zhuǎn)換為二維“圖像”(稱為頻譜圖),研究人員利用食蚜蠅大腦的神經(jīng)通路來改善和抑制不相關(guān)的信號和噪聲,從而增加他們想要檢測的聲音的檢測范圍。
在澳大利亞政府國防部“下一代技術(shù)基金”的資助下,研究人員利用他們的圖像處理技能和傳感專業(yè)知識,取得了這一仿生聲學數(shù)據(jù)的突破。這筆資金中的一部分,用以研究無人機武器化的技術(shù)解決方案。
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