Алгоритми виявлення малорозмірних БПЛА

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню та розробці алгоритмів виявлення малорозмірних безпілотних літальних апаратів (БПЛА) в умовах сучасних загроз. Актуальність теми зумовлена широким поширенням БПЛА у цивільній та військовій сферах, а також зростанням ризиків їхнього несанкціонованого використання для розвідки, диверсій та атак на об’єкти критичної інфраструктури. Об’єктом дослідження є процеси виявлення та ідентифікації малорозмірних БПЛА за їх демаскуючими ознаками. Предметом дослідження є методи та алгоритми візуального, акустичного, радіолокаційного та радіочастотного виявлення безпілотних літальних апаратів. Метою кваліфікаційної роботи є розробка та програмне моделювання алгоритмів виявлення малорозмірних БПЛА з використанням різних фізичних принципів, а також аналіз їх ефективності. Для досягнення поставленої мети виконано аналіз класифікацій та технічних особливостей БПЛА, розглянуто сучасні методи їх виявлення, проведено порівняльний аналіз підходів до виявлення, а також реалізовано концептуальні алгоритми виявлення у середовищі MATLAB та Simulink. У роботі застосовано методи математичного аналізу, цифрової обробки сигналів, комп’ютерного зору, програмного моделювання та візуалізації результатів. Практична цінність отриманих результатів полягає у можливості використання розроблених алгоритмів під час проектування та вдосконалення систем радіочастотного моніторингу, мультисенсорних комплексів виявлення БПЛА та подальших наукових досліджень у сфері протидії безпілотним літальним апаратам.

The qualification thesis is devoted to the study and development of algorithms for detecting small-sized unmanned aerial vehicles (UAVs) under modern threat conditions. The relevance of the research is determined by the widespread use of UAVs in both civilian and military domains, as well as the increasing risks associated with their unauthorized use for reconnaissance, sabotage, and attacks on critical infrastructure. The object of the research is the process of detection and identification of small-sized UAVs based on their characteristic signatures. The subject of the research includes methods and algorithms for visual, acoustic, radar, and radio-frequency detection of unmanned aerial vehicles. The aim of the qualification work is to develop and simulate detection algorithms for small-sized UAVs using different physical principles and to analyze their effectiveness. To achieve this goal, the classification and technical features of UAVs were analyzed, modern detection methods were reviewed, a comparative analysis of detection approaches was conducted, and conceptual detection algorithms were implemented using MATLAB and Simulink environments. The research methodology is based on mathematical analysis, digital signal processing, computer vision techniques, software modeling, and result visualization. The practical significance of the obtained results lies in the possibility of using the developed algorithms for the design and improvement of radio-frequency monitoring systems, multisensor UAV detection complexes, and further scientific research in the field of counter-UAV technologies.