The increase in the number of unmanned aerial vehicles a.k.a. drones pose several threats to public privacy, critical infrastructure and cyber security. Hence, detecting unauthorized drones is a significant problem which received attention in the last few years. In this paper, we present our experimental work on three drone detection methods (i.e., acoustic detection, radio frequency (RF) detection, and visual detection) to evaluate their efficacy in both indoor and outdoor environments. Owing to the limitations of these schemes, we present a novel encryption-based drone detection scheme that uses a two-stage verification of the drone's received signal strength indicator (RSSI) and the encryption key generated from the drone's position coordinates to reliably detect an unauthorized drone in the presence of authorized drones.
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关键基础设施(CI)的安全和安全问题正在增长,因为攻击者越来越多地采用无人机作为敏感领空中的攻击矢量,例如机场,军事基地,城市中心和拥挤的地方。由于违法行为和限制空域的入侵,无人机的迅速扩散,用于商品,运输娱乐活动和其他商业应用程序引起了CI操作员的严重关注。在这种情况下,需要一个具有成本效益的框架来检测,分类和确定无人机的存在。在本文中,我们证明了CI操作员可以使用名为Uranus的廉价基于RF的检测框架来检测,分类和识别及时有效的无人机区域的无人机区域。我们的实验表明,通过使用随机森林分类器,我们在一个或多个特定的无人机的分类中达到了93.4%的分类精度。跟踪性能的平均值= 0.3650,MSE = 0.9254和R2 = 0.7502,其准确度达到了精度。我们的框架已被发布为开源,以使社区能够验证我们的发现,并将天王星作为现成的基础进行进一步分析。
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自动检测飞行无人机是一个关键问题,其存在(特别是未经授权)可以造成风险的情况或损害安全性。在这里,我们设计和评估了多传感器无人机检测系统。结合常见的摄像机和麦克风传感器,我们探索了热红外摄像机的使用,指出是一种可行且有希望的解决方案,在相关文献中几乎没有解决。我们的解决方案还集成了鱼眼相机,以监视天空的更大部分,并将其他摄像机转向感兴趣的对象。传感溶液与ADS-B接收器,GPS接收器和雷达模块相辅相成,尽管由于其有限的检测范围,后者未包含在我们的最终部署中。即使此处使用的摄像机的分辨率较低,热摄像机也被证明是与摄像机一样好的可行解决方案。我们作品的另外两个新颖性是创建一个新的公共数据集的多传感器注释数据,该数据与现有的类别相比扩大了类的数量,以及对探测器性能的研究作为传感器到传感器的函数的研究目标距离。还探索了传感器融合,表明可以以这种方式使系统更强大,从而减轻对单个传感器的虚假检测
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Unmanned air vehicles (UAVs) popularity is on the rise as it enables the services like traffic monitoring, emergency communications, deliveries, and surveillance. However, the unauthorized usage of UAVs (a.k.a drone) may violate security and privacy protocols for security-sensitive national and international institutions. The presented challenges require fast, efficient, and precise detection of UAVs irrespective of harsh weather conditions, the presence of different objects, and their size to enable SafeSpace. Recently, there has been significant progress in using the latest deep learning models, but those models have shortcomings in terms of computational complexity, precision, and non-scalability. To overcome these limitations, we propose a precise and efficient multiscale and multifeature UAV detection network for SafeSpace, i.e., \textit{MultiFeatureNet} (\textit{MFNet}), an improved version of the popular object detection algorithm YOLOv5s. In \textit{MFNet}, we perform multiple changes in the backbone and neck of the YOLOv5s network to focus on the various small and ignored features required for accurate and fast UAV detection. To further improve the accuracy and focus on the specific situation and multiscale UAVs, we classify the \textit{MFNet} into small (S), medium (M), and large (L): these are the combinations of various size filters in the convolution and the bottleneckCSP layers, reside in the backbone and neck of the architecture. This classification helps to overcome the computational cost by training the model on a specific feature map rather than all the features. The dataset and code are available as an open source: github.com/ZeeshanKaleem/MultiFeatureNet.
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低成本毫米波(MMWAVE)通信和雷达设备的商业可用性开始提高消费市场中这种技术的渗透,为第五代(5G)的大规模和致密的部署铺平了道路(5G) - 而且以及6G网络。同时,普遍存在MMWAVE访问将使设备定位和无设备的感测,以前所未有的精度,特别是对于Sub-6 GHz商业级设备。本文使用MMWAVE通信和雷达设备在基于设备的定位和无设备感应中进行了现有技术的调查,重点是室内部署。我们首先概述关于MMWAVE信号传播和系统设计的关键概念。然后,我们提供了MMWaves启用的本地化和感应方法和算法的详细说明。我们考虑了在我们的分析中的几个方面,包括每个工作的主要目标,技术和性能,每个研究是否达到了一定程度的实现,并且该硬件平台用于此目的。我们通过讨论消费者级设备的更好算法,密集部署的数据融合方法以及机器学习方法的受过教育应用是有前途,相关和及时的研究方向的结论。
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纳米大小的无人机具有探索未知和复杂环境的巨大潜力。它们的尺寸很小,使它们敏捷且安全地靠近人类,并使他们能够穿过狭窄的空间。但是,它们的尺寸很小和有效载荷限制了板载计算和传感的可能性,从而使完全自主的飞行极具挑战性。迈向完全自主权的第一步是可靠的避免障碍,这在通用的室内环境中被证明在技术上具有挑战性。当前的方法利用基于视觉或一维传感器来支持纳米无人机感知算法。这项工作为基于新颖的毫米尺寸64像素多区域飞行时间(TOF)传感器和通用的无模型控制策略提供了轻巧的避免障碍系统。报告的现场测试基于Crazyflie 2.1,该测试由定制的多区TOF甲板扩展,总质量为35克。该算法仅使用0.3%的车载处理能力(210US执行时间),帧速率为15fps,为许多未来应用提供了绝佳的基础。运行提出的感知系统(包括抬起和操作传感器)所需的总无人机功率不到10%。在通用且以前未开发的室内环境中,提出的自动纳米大小无人机以0.5m/s的速度达到100%可靠性。所提出的系统释放出具有广泛数据集的开源,包括TOF和灰度摄像头数据,并与运动捕获中的无人机位置地面真相结合在一起。
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自动化驾驶系统(广告)开辟了汽车行业的新领域,为未来的运输提供了更高的效率和舒适体验的新可能性。然而,在恶劣天气条件下的自主驾驶已经存在,使自动车辆(AVS)长时间保持自主车辆(AVS)或更高的自主权。本文评估了天气在分析和统计方式中为广告传感器带来的影响和挑战,并对恶劣天气条件进行了解决方案。彻底报道了关于对每种天气的感知增强的最先进技术。外部辅助解决方案如V2X技术,当前可用的数据集,模拟器和天气腔室的实验设施中的天气条件覆盖范围明显。通过指出各种主要天气问题,自主驾驶场目前正在面临,近年来审查硬件和计算机科学解决方案,这项调查概述了在不利的天气驾驶条件方面的障碍和方向的障碍和方向。
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第五代(5G)网络和超越设想巨大的东西互联网(物联网)推出,以支持延长现实(XR),增强/虚拟现实(AR / VR),工业自动化,自主驾驶和智能所有带来的破坏性应用一起占用射频(RF)频谱的大规模和多样化的IOT设备。随着频谱嘎嘎和吞吐量挑战,这种大规模的无线设备暴露了前所未有的威胁表面。 RF指纹识别是预约的作为候选技术,可以与加密和零信任安全措施相结合,以确保无线网络中的数据隐私,机密性和完整性。在未来的通信网络中,在这项工作中,在未来的通信网络中的相关性,我们对RF指纹识别方法进行了全面的调查,从传统观点到最近的基于深度学习(DL)的算法。现有的调查大多专注于无线指纹方法的受限制呈现,然而,许多方面仍然是不可能的。然而,在这项工作中,我们通过解决信号智能(SIGINT),应用程序,相关DL算法,RF指纹技术的系统文献综述来缓解这一点,跨越过去二十年的RF指纹技术的系统文献综述,对数据集和潜在研究途径的讨论 - 必须以百科全书的方式阐明读者的必要条件。
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我们提供了机器人智能系统和控制(RISC)LAB MULTIAGEGGENT测试,用于在室外环境中的可靠搜索和救援和空中运输。该系统包括三个多陆无人机(无人机)的团队,能够在室外场中自主搜索,拾取和运输随机分布的物体。该方法涉及基于视觉的物体检测和定位,具有我们的新颖设计,基于GPS的UAV导航和下降区的物体的安全释放。我们的合作策略可确保无人机之间安全的空间分离,我们可以使用已启用的通信共识,防止下落区域的冲突。所有计算都在每个UAV上执行。我们描述了系统的完整软件和硬件架构,并使用全面的户外实验展示其可靠的性能,并通过将我们的结果与最近的一些类似的作品进行比较。
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近年来,空中机器人背景下的高速导航和环境互动已成为几个学术和工业研究研究的兴趣领域。特别是,由于其若干环境中的潜在可用性,因此搜索和拦截(SAI)应用程序造成引人注目的研究区域。尽管如此,SAI任务涉及有关感官权重,板载计算资源,致动设计和感知和控制算法的具有挑战性的发展。在这项工作中,已经提出了一种用于高速对象抓握的全自动空中机器人。作为一个额外的子任务,我们的系统能够自主地刺穿位于靠近表面的杆中的气球。我们的第一款贡献是在致动和感觉水平的致动和感觉水平的空中机器人的设计,包括具有额外传感器的新型夹具设计,使机器人能够高速抓住物体。第二种贡献是一种完整的软件框架,包括感知,状态估计,运动计划,运动控制和任务控制,以便快速且强大地执行自主掌握任务。我们的方法已在一个具有挑战性的国际竞争中验证,并显示出突出的结果,能够在室外环境中以6米/分来自动搜索,遵循和掌握移动物体
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鉴于无线频谱的有限性和对无线通信最近的技术突破产生的频谱使用不断增加的需求,干扰问题仍在继续持续存在。尽管最近解决干涉问题的进步,但干扰仍然呈现出有效使用频谱的挑战。这部分是由于Wi-Fi的无许可和管理共享乐队使用的升高,长期演进(LTE)未许可(LTE-U),LTE许可辅助访问(LAA),5G NR等机会主义频谱访问解决方案。因此,需要对干扰稳健的有效频谱使用方案的需求从未如此重要。在过去,通过使用避免技术以及非AI缓解方法(例如,自适应滤波器)来解决问题的大多数解决方案。非AI技术的关键缺陷是需要提取或开发信号特征的域专业知识,例如CycrationArity,带宽和干扰信号的调制。最近,研究人员已成功探索了AI / ML的物理(PHY)层技术,尤其是深度学习,可减少或补偿干扰信号,而不是简单地避免它。 ML基于ML的方法的潜在思想是学习来自数据的干扰或干扰特性,从而使需要对抑制干扰的域专业知识进行侧联。在本文中,我们审查了广泛的技术,这些技术已经深入了解抑制干扰。我们为干扰抑制中许多不同类型的深度学习技术提供比较和指导。此外,我们突出了在干扰抑制中成功采用深度学习的挑战和潜在的未来研究方向。
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在过去的十年中,自动驾驶航空运输车辆引起了重大兴趣。这是通过空中操纵器和新颖的握手的技术进步来实现这一目标的。此外,改进的控制方案和车辆动力学能够更好地对有效载荷进行建模和改进的感知算法,以检测无人机(UAV)环境中的关键特征。在这项调查中,对自动空中递送车辆的技术进步和开放研究问题进行了系统的审查。首先,详细讨论了各种类型的操纵器和握手,以及动态建模和控制方法。然后,讨论了降落在静态和动态平台上的。随后,诸如天气状况,州估计和避免碰撞之类的风险以确保安全过境。最后,调查了交付的UAV路由,该路由将主题分为两个领域:无人机操作和无人机合作操作。
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无畏的不断增长的无情地提出了传统空中空间监测技术准确表征此类车辆的能力的担忧。在这里,我们使用决策树和集合结构呈现CNN,以在飞行中完全表征无人机。我们的系统确定无人机类型,方向(在音高,滚动和偏航方面),并执行分割以分类不同的身体部位(发动机,主体和相机)。我们还提供了一种计算机模型,用于快速生成大量标记的照片 - 现实培训数据,并证明该数据具有足够的保真度,以允许系统在飞行中准确地表征真正的无人机。我们的网络将在图像处理链中提供一个有价值的工具,可以在现有的无人机检测技术上建立,以提供广泛区域的完整无人机表征。
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近年来,使用小型和远程控制的无人驾驶飞行器(无人机)或无人机的无人驾驶。这与滥用剧集平行,对人或设施的安全有明显的威胁。结果,UAV的检测也被出现为研究主题。关于无人机检测的大多数研究未能指定采集设备,无人机类型,检测范围或数据集的类型。尽管它与其他目标取得了成功,但缺乏采用热红外摄像机的适当的无人机检测研究也是一个问题。此外,我们还没有找到任何以前的研究,以作为与目标距离的函数来解决检测任务。传感器融合也被称为开放式研究问题,尽管在这方面的研究也很稀缺。为了抵消所提到的问题并允许与普通公共基准的基本研究,我们有助于带注释的多传感器数据库,用于无人机检测,包括红外和可见视频和音频文件。该数据库包括三种不同的无人机,不同的尺寸和其他飞行物体可以被错误地检测为无人机,例如鸟类,飞机或直升机。除了使用几种不同的传感器之外,类的数量高于先前的研究。为了允许研究作为传感器到目标距离的函数,根据行业标准检测,识别和识别(DRI)要求,将数据集分为三类(关闭,中,遥远),识别和识别(DRI)要求,建立在Johnson标准上。鉴于无人机必须在视觉范围内飞行,由于法规,无人机的最大传感器到目标距离为200米,并且在白天进行采集。该数据已在瑞典的三个机场获得:Halmstad Airport(IATA规范:HAD / ICAO代码:ESMT),哥德堡市机场(GSE / ESGP)和MALM \“o机场(MMX / ESMS)。
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本文介绍了在异质SOC FPGA计算平台上实施的无人机(UAV)控制算法的硬件(HIL)模拟系统。使用了在PC上运行的Airsim模拟器和带有来自AMD Xilinx的Zynq Soc芯片的Arty Z7开发板。通信是通过串行USB链接进行的。选择了在特殊标记的着陆条上自动着陆的申请作为案例研究。在Zynq SoC平台上实施了着陆点检测算法。这样可以实时处理1280 x 720 @ 60 fps视频流。执行的测试表明,该系统正常工作,并且没有可能对控制的稳定性产生负面影响。所提出的概念的特征是相对简单和实施成本较低。同时,它可以应用于在嵌入式平台上实现的无人机测试各种类型的高级感知和控制算法。我们提供在GitHub上开发的代码,该代码包括在PC上运行的Python脚本和在Arty Z7上运行的C代码。
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随着未经驾驶汽车(UAV)未经授权操作的数量正在上升,多功能反无人机系统的实施变得必要。在这项工作中,我们开发了一种基于无人机的反无人机系统,该系统采用算法来检测和跟踪无人机无人机,并与无线截距功能结合使用,共同堵塞了流氓无人机,同时为追捕者无人机实现自我定位。在拟议的系统中,软件定义的Radio(SDR)用于在障碍物传输和频谱清除功能之间进行切换,以分别实现所需的GPS破坏和自定位。广泛的现场实验证明了在各种参数设置下在现实世界环境中提出的解决方案的有效性。
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信号处理是几乎任何传感器系统的基本组件,具有不同科学学科的广泛应用。时间序列数据,图像和视频序列包括可以增强和分析信息提取和量化的代表性形式的信号。人工智能和机器学习的最近进步正在转向智能,数据驱动,信号处理的研究。该路线图呈现了最先进的方法和应用程序的关键概述,旨在突出未来的挑战和对下一代测量系统的研究机会。它涵盖了广泛的主题,从基础到工业研究,以简明的主题部分组织,反映了每个研究领域的当前和未来发展的趋势和影响。此外,它为研究人员和资助机构提供了识别新前景的指导。
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去中心化的国家估计是GPS贬低的地区自动空中群体系统中最基本的组成部分之一,但它仍然是一个极具挑战性的研究主题。本文提出了Omni-swarm,一种分散的全向视觉惯性-UWB状态估计系统,用于解决这一研究利基市场。为了解决可观察性,复杂的初始化,准确性不足和缺乏全球一致性的问题,我们在Omni-warm中引入了全向感知前端。它由立体宽型摄像机和超宽带传感器,视觉惯性探测器,基于多无人机地图的本地化以及视觉无人机跟踪算法组成。前端的测量值与后端的基于图的优化融合在一起。所提出的方法可实现厘米级的相对状态估计精度,同时确保空中群中的全球一致性,这是实验结果证明的。此外,在没有任何外部设备的情况下,可以在全面的无人机间碰撞方面支持,表明全旋转的潜力是自动空中群的基础。
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庞大的石油和天然气传输管道需要定期监测维护和危险检查,以避免设备故障和潜在事故。严重的Covid-19大流行情况迫使公司缩小了他们的团队的规模。面对现场的一种风险由不受控制的油气和天然气的不受控制的释放来表示。在许多检测方法中,无人驾驶飞行器系统含有柔韧性和稳定性。无人驾驶飞行器可以实时转移数据,而他们正在进行监控任务。本文专注于配备光学传感和人工智能的无人机车辆,尤其是具有深入学习技术的图像识别,用于管道监测。无人驾驶飞行器可用于定期巡逻职责,以识别和捕获感兴趣领域的图像和视频。难以达到的地方将进入更快,更便宜,风险较少。目前的论文基于捕获基于无人机的检验视频和图像的想法,这可能在危险之前发现几个潜在的危险问题。由于外管绝缘材料的包层弱化,损坏可以出现。当通过外部腐蚀的管道厚度可能发生时,也可能存在这种情况。本文介绍了石油和天然气行业专家完成的调查,用于寻找所提出的系统的功能和非功能性要求。
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本研究专注于评估智能和安全车辆系统的热对象检测的实时性能,通过在GPU和单板边缘GPU计算平台上部署训练有素的网络进行车载汽车传感器套件测试。在充满挑战的天气和环境场景中,获取,加工和开放,包括具有> 35,000个不同框架的新型大规模热数据集。 DataSet是从丢失的成本且有效的未加工的LWIR热敏摄像机,安装独立和电动车辆中的记录,以最大限度地减少机械振动。最先进的YOLO-V5网络变体使用四个不同的公共数据集进行培训,也可以通过采用SGD优化器来实现DNN的最佳通用的本地数据集。培训网络的有效性在广泛的测试数据上使用了各种定量度量来验证,包括精度,召回曲线,平均精度和每秒帧。使用规特相关推理加速器进一步优化YOLO的较小网络变体,明确提高每秒速率的帧。在低功率边缘设备上测试时,优化的网络引擎在低功耗边缘设备上测试时,每秒速率增加3.5倍。在NVIDIA Jetson Nano和60 fps上的NVIDIA Xavier NX Development Landls上实现了11个FPS。
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