PL422312A1

PL422312A1 - Multi-sensor detection, classification and neutralization system of the unmanned aircrafts, ensuring all round protection without blind spots

Info

Publication number: PL422312A1
Application number: PL422312A
Authority: PL
Inventors: Radosław Piesiewicz; Maciej Klemm
Original assignee: Advanced Protection Systems Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-01-28

Abstract

Niniejszy wynalazek stanowi wielo-sensorowy system na rysunku, metodę i mechanizm detekcji klasyfikacji i neutralizacji bezzałogowych statków powietrznych zapewniający ochronę dookólną bez stref martwych. System, metoda i mechanizm wykorzystują przynajmniej dwa sensory, z czego jeden to sensor radarowy typu FMCW (fala ciągła z modulacją częstotliwości) działający w częstotliwościach 9 - 11 Ghz, a drugi składa się z szeregu mikrofonów. Istnieje również możliwość dodawania innych segmentów, na przykład wizualnych, podczerwieni lub RF. System, metoda i mechanizm są w stanie wykrywać i klasyfikować zarówno śmigłowce, jak i skrzydłowe bezzałogowe statki powietrzne o różnych rozmiarach i kształtach. System i metoda w pierwszej kolejności gromadzą informacje oddzielnie z każdego sensora, a następnie na podstawie algorytmu decydują, które informacje z poszczególnych sensorów zostaną wykorzystane oraz w jaki sposób zostaną połączone (skumulowane) z informacjami z pozostałych sensorów. Sensory radarowe wykrywają przedmioty za pomocą fal elektromagnetycznych, określając odległość, prędkość oraz sygnaturę celu. Bardziej zaawansowane sensory radarowe podają również kierunek (pozycja 30) do celu. Sensor radarowy będący przedmiotem niniejszego wynalazku działa na zasadzie dedykowanych obwodów elektronicznych oraz operacji wielokanałowych, co pozwala na jego miniaturyzację oraz niskie zużycie energii, natomiast system antenowy umożliwia przełączanie między wieloma wiązkami, zapewniając szerokie pokrycie przestrzeni. Sensory akustyczne wykorzystane w tym wynalazku składają się z szeregu mikrofonów (pojedynczych sensorów). Mikrofony są umieszczone blisko siebie, tworząc odpowiedni kształt. Każdy mikrofon rejestruje falę dźwiękową, natomiast zaawansowany algorytm określa na podstawie tych sygnałów kierunek i sygnaturę bezzałogowego statku powietrznego. Sensory wizyjne (w spektrum widzialnym i podczerwieni) rejestrują bezzałogowy statek powietrzny na monitorze. Sensor RF rejestruje sygnały sterowania i telemetrii pomiędzy bezzałogowym statkiem powietrznym a jego operatorem, w ten sposób identyfikując bezzałogowy statek powietrzny na podstawie unikatowej sygnatury adresu MAC. Centralny procesor na podstawie danych ze wszystkich lub wybranych sensorów decyduje o incydencie z udziałem bezzałogowego statku powietrznego i wysyła alert do użytkownika. Jednocześnie możliwe jest dokonanie klasyfikacji bezzałogowego statku powietrznego oraz przekazanie tej informacji do użytkownika. Algorytmy klasyfikacji działają na zasadzie uczenia maszynowego. Pozwala to na usprawnianie działania systemu detekcji w miejscu instalacji dzięki dodatkowym danym zgromadzonym w drodze doświadczenia. Połączenie radarów z możliwością przełączania między wieloma wiązkami antenowymi z sensorami akustycznymi pozwala na dookólną ochronę bez stref wrogiego bezzałogowego statku powietrznego odbywa się dzięki zagłuszarce (ang.jammer), która zagłusza sygnały sterowania i telemetrii, wymuszając włączenie trybu fail-safe, powrót bezzałogowego statku powietrznego do operatora i bezpieczne lądowanie.The present invention is a multi-sensor system in the drawing, a method and mechanism for detecting the classification and neutralization of unmanned aerial vehicles providing omnidirectional protection without dead zones. The system, method and mechanism use at least two sensors, one of which is a FMCW radar sensor (continuous wave with frequency modulation) operating at frequencies of 9-11 GHz, and the other consists of a series of microphones. It is also possible to add other segments, for example visual, infrared or RF. The system, method and mechanism are able to detect and classify both helicopters and unmanned wing aircraft of various sizes and shapes. The system and method first gather information separately from each sensor, and then, based on the algorithm, decide which information from individual sensors will be used and how they will be combined (accumulated) with information from other sensors. Radar sensors detect objects by means of electromagnetic waves, determining the distance, speed and signature of the target. More advanced radar sensors also indicate the direction (position 30) to the target. The radar sensor object of the present invention operates on the basis of dedicated electronic circuits and multi-channel operations, which allows it to be miniaturized and low energy consumption, while the antenna system allows switching between multiple beams, ensuring a wide coverage of space. The acoustic sensors used in this invention consist of a series of microphones (single sensors). The microphones are placed close together to form the right shape. Each microphone records a sound wave, while an advanced algorithm determines the direction and signature of an unmanned aerial vehicle based on these signals. Vision sensors (in the visible and infrared spectrum) record the unmanned aerial vehicle on the monitor. The RF sensor registers control and telemetry signals between the unmanned aerial vehicle and its operator, thus identifying the unmanned aerial vehicle based on its unique MAC address signature. Based on the data from all or selected sensors, the central processor decides about the incident involving an unmanned aerial vehicle and sends an alert to the user. At the same time, it is possible to classify an unmanned aircraft and pass this information to the user. Classification algorithms work on the principle of machine learning. This allows improving the operation of the detection system at the installation site thanks to additional data collected through experience. The combination of radars with the ability to switch between multiple antenna beams with acoustic sensors allows for omnidirectional protection without enemy unmanned aircraft zones thanks to a jammer, which drowns out control and telemetry signals, forcing the activation of fail-safe mode, unmanned aircraft return to the operator and safe landing.