Использование звука для определения местоположения объектов — далеко не новая идея. Ещё во времена Первая мировая война военные научились вычислять расположение артиллерии по звуку выстрелов, чтобы эффективно вести контрбатарейную борьбу.
Сегодня эта концепция получает новое развитие благодаря современным микрофонам, цифровой обработке сигнала и алгоритмам анализа данных
Принцип работы достаточно прост:
- два направленных микрофона позволяют определить источник звука в двухмерном пространстве
- три и более микрофона дают возможность вычислить координаты объекта уже в трёхмерном пространстве
- система может определять не только направление, но и расстояние, скорость движения и траекторию цели
Любой беспилотник создаёт характерный акустический след. Основными источниками звука являются:
- электромоторы
- вращающиеся лопасти
Даже если производители пытаются снизить шум, полностью избавиться от него невозможно. В лесу, поле или городской среде акустический профиль дрона всё равно отличается от фоновых шумов и может быть распознан системой
Особенно важно то, что звук позволяет обнаруживать цели, которые визуально скрыты:
- за деревьями
- в кустарнике
- в условиях плохой видимости
- ночью или в тумане
Фактически звук способен «видеть» там, где камеры и оптика теряют эффективность
Акустическое ПВО как «невидимый купол»Одна из наиболее перспективных идей — создание сети направленных микрофонов, формирующих своеобразный акустический купол безопасности. Такая система способна:
- непрерывно контролировать территорию
- фиксировать приближение БПЛА
- автоматически передавать координаты средствам поражения
- обеспечивать защиту даже в сложной местности
Преимущества звуковых систем обнаруженияНизкая стоимостьОдним из главных преимуществ акустического ПВО является цена. Микрофоны значительно дешевле радаров, тепловизоров и сложных оптических систем. Кроме того, сами датчики просты в производстве и устойчивы к повреждениям
Минимальные требования к вычислениямОбработка звука требует в разы меньше вычислительной мощности по сравнению с анализом видео. Если видеопоток передаёт огромный объём информации, то звук содержит существенно меньше данных
Это означает:
- снижение энергопотребления;
- замену Jetson на более дешевый аналог
- уменьшение общей стоимости системы
Мы считаем, что в перспективе полноценная система акустического ПВО может стоить менее 100 000 рублей
Возможности против самолётных БПЛАОсобый интерес акустические технологии представляют для борьбы с беспилотниками самолётного типа. По нашим оценкам, направленные микрофоны с усилителями способны обнаруживать БПЛА самолетного типа на расстоянии более 10 километров
Это открывает возможность создания масштабных зон контроля с минимальными затратами
Какие проблемы ещё предстоит решитьНесмотря на перспективность технологии, остаются и нерешённые вопросы. Один из главных — работа системы в условиях сильного фонового шума:
- танки
- бронетранспортёры
- тяжёлая техника
Хотя шумы техники находятся в других диапазонах частот, полноценные испытания таких систем в реальных условиях ещё предстоят