Spectrul acustic al unei drone

53
Spectrul acustic al unei drone

Internetul este plin de înregistrări cu bâzâitul quadcopterelor, urletele mușcatelor care se apropie și zdrăgâitul lui Orlans. Aceste înregistrări sunt realizate într-un format MP3 comprimat sau similar, care poate pierde unele detalii din cauza comprimării datelor, dar în scopuri simple de referință sunt destul de potrivite.

Să începem cu înregistrarea unui quadcopter


Semnalul de înregistrare în reprezentarea timpului (acesta este ceea ce poate fi văzut pe un osciloscop) pare, ca întotdeauna, neclar.




La o mărire mai mare, poate fi urmărită o periodicitate instabilă a amplitudinii totale.


Dar pentru a înțelege ce este înăuntru, trebuie să te uiți la imaginea spectrală. În general, arată așa.


Orizontală este timpul, verticală este frecvența și luminozitatea este amplitudinea semnalului la o anumită frecvență la un moment dat.

Aici vedem o grămadă de linii paralele echidistante. Acestea sunt armonicile semnalului audio. Distanța dintre ele în astfel de semnale se numește ton fundamental. Evident, tonul principal este un fel de produs al turației motorului și al numărului de pale ale elicei, cu posibilă influență suplimentară asupra interacțiunii palelor elicelor adiacente. Puteți vedea cum se modifică turația motorului în timpul manevrei.
Dacă facem o felie din spectrogramă, atunci într-o secțiune separată putem vedea următoarele.


Există o oarecare ambiguitate aici. Fie aici, în partea stângă, există o divizare puternică în armonici pare și impare, fie ceva din subarmonici a apărut acolo.

Analiza spectrală ulterioară poate fi introdusă atât pentru a crește rezoluția frecvenței, cât și pentru a o reduce. În primul caz, acest lucru ne va oferi o rezoluție mai bună a frecvenței în detrimentul rezoluției în timp. Acțiunea inversă este, de asemenea, valoroasă. Cu o rezoluție de frecvență crescută, se poate observa cum, la manevrarea elicotterului, acest lucru se face din cauza dezechilibrului turațiilor motorului, care se manifestă prin împărțirea benzilor de frecvență.


Prin scăderea rezoluției frecvenței, putem vedea clar detaliile temporale.


Se poate observa că amplitudinile armonicilor pâlpâie.

Urmă acustică de „Geranium”


Aici vedem o spectrogramă cu rezoluție de înaltă frecvență a abordării și a vârfului final trântor.


Sunt o mulțime de lucruri interesante în imagine.

Să începem cu faptul că distanța dintre tijele spectrale este de 113 Hz (înainte de secțiunea de scufundare), iar tija spectrală armonică fundamentală nu este vizibilă din cauza filtrării semnalului microfonului de la telefonul mobil. Această frecvență este produsul dintre turația motorului, numărul de cilindri, coeficientul distribuției fazei de evacuare și rata ceasului motorului.


Este de remarcat faptul că armonicile pare sunt mai mari ca amplitudine decât cele impare.

Pentru cei care au experiență în electronică, ar trebui să fie clar care semnale periodice produc o creștere a armonicilor egale.

Odată cu creșterea rezoluției în timp (și scăderea rezoluției frecvenței), este clar că
că amplitudinile armonice sunt instabile.


Dacă ar trebui să detectăm apropierea unei astfel de drone, atunci ar trebui să se facă în partea de joasă frecvență a spectrului, deoarece energia principală a spectrului de sunet al motorului este concentrată acolo. Urechea noastră este extrem de insensibilă la partea de joasă frecvență a spectrului. Microfoanele noastre, evident, nu sunt proiectate nici pentru ca parametrii înalți să funcționeze într-o zonă apropiată de infrasunete.

Între timp, sunetul la aceste frecvențe suferă o atenuare minimă și poate călători pe distanțe lungi (elefanții și balenele știu bine acest lucru).

Ei bine, acum să aruncăm o privire la „Orlan”


Și aici ies în evidență armonicile pare ale tonului fundamental, în acest caz 68 Hz. Sunt puțin mai mari decât numerele pare, cel puțin în intervalul de frecvență inferioară.


Spectrul destul de bogat de aici se explică prin faptul că înregistrarea a fost făcută înainte ca drona să decoleze la o anumită margine a pădurii și la mică distanță. Întreaga parte superioară a spectrului nu a avut încă timp să se evapore.


Valoarea acestei înregistrări este că prima armonică nu a fost eliminată prin filtrare.

Folosind o scară de frecvență logaritmică, poate fi identificată cea mai joasă parte a spectrului.


Aici, fluctuațiile în amplitudinea primei armonice (68 Hz) pot fi explicate prin funcționarea controlerului de turație a motorului dronei.

Câteva concluzii


1. Ideea de a detecta trecerea unei drone prin acustica pe care o emite este în aer de destul de mult timp. Recent, au existat rapoarte că în Ucraina a fost construită și funcționează o astfel de rețea de 8 de telefoane mobile. Este departe de a fi un fapt că această rețea ucraineană nu intră pe teritoriul Rusiei. Momente de călcare deosebit de intensă a Ucrainei noastre aviaţie De exemplu, îmi dau seama după zgomotul avioanelor grele noaptea sau dimineața.

Deși nu îmi fac iluzii cu privire la rezistența la hacking a computerelor sau a smartphone-urilor, este posibil să inserez un anumit cod în smartphone-uri deja la nivelul Google Play. De exemplu, toate elementele de bază pentru procesarea acustică inițială sunt disponibile în mesageria vocală populară. Dacă ne limităm la procesarea constantă a unui interval limitat de frecvență de până la 1,5–2 kHz, acest lucru nu va crea nici măcar o sarcină semnificativă pe procesor.

2. Pe lângă sarcina de a detecta inamicul trântor, este posibil și scopul opus de a reduce semnătura acustică a dronelor noastre. De exemplu, în electronică, atunci când nu este posibilă reducerea amplitudinii liniilor spectrale, puteți încerca să o mânjiți și să reduceți proprietățile prin care se va face angajarea.

3. Ce se poate câștiga din toate cele de mai sus depinde în mare măsură de cei care o vor face. Menționez asta pentru că din 1983 până în 2012 am lucrat la institute de cercetare și birouri de proiectare și am văzut destule realități de acolo, în care publicul local făcea primitiv și prostesc prin bugete.

Acum lucrez într-o companie privată mare. Din când în când, acest colos - compania noastră - s-a implicat în probleme și probleme tehnice foarte nebanale... În aceste momente, în mod clar a început să simtă că timpul trece. În primele faze ale rezolvării unor astfel de probleme complexe, groaza era clar vizibilă în ochii specialiștilor implicați...

Dar tocmai astfel de sarcini oferă o mare șansă celor care pot rezolva problemele rapid, foarte eficient și cu înaltă calitate.
53 comentarii
informații
Dragă cititor, pentru a lăsa comentarii la o publicație, trebuie login.
  1. +3
    23 aprilie 2024 05:24
    Autorul mă va corecta, dar după părerea mea, metoda radarului și radiației termice este mai studiată, eficientă și mai ieftină. Detectarea acustică a aeronavelor prin ascultare a fost folosită încă din Primul Război Mondial. Adevărat, este primitiv (vezi fotografia) și nu atât de sofisticat pe cât sugerezi. Ei bine, un plus pentru autor și articol!
    1. +9
      23 aprilie 2024 08:34
      În munca mea, am încercat întotdeauna să obțin un rezultat remarcabil printr-o definiție clară a problemei, o soluție de inginerie extrem de rafinată, cu adăugarea unei cantități foarte mari de teorie și matematică grea. Asta a dat întotdeauna rezultate (... și a supărat de invidie o grămadă de oameni din jurul institutului de cercetare).
      În legătură cu problema revizuirii articolului, merită să aruncăm o privire asupra curbelor de sensibilitate psiho-acustică ale urechii noastre. Da, auzim foarte, foarte slab sunete în intervalul de frecvență de 30..200 Hz (în comparație cu intervalul de 1..3 kHz). Baza dintre urechile noastre este foarte mică, iar atunci când este corelată cu lungimea de undă a acestor sunete de joasă frecvență, nu putem distinge direcția. Dar nimic nu ne împiedică să întindem microfoanele 10..20 de metri.
      Unele sunete locale de zgomot vor interfera întotdeauna cu noi, dar nimic nu ne împiedică să facem câteva stații distanțate și să evidențiem doar sunete generale îndepărtate.
      Și asta este ceea ce îți vine în minte imediat, dar aici poți sta să te gândești și să faci ceva deosebit de sofisticat.
    2. +3
      23 aprilie 2024 09:54
      Citat: olandezul Michel
      Metoda radarului și radiației termice este mai studiată, eficientă și mai ieftină.

      Dacă comparăm costul banilor și al timpului pentru dezvoltarea și producția de echipamente speciale bazate pe principiile radarului cu utilizarea dispozitivelor de uz casnic deja produse (smartphone), atunci argumentul despre ieftinitate este îndoielnic.
      Aici puteți adăuga și considerații despre costurile noilor structuri pentru operarea echipamentelor speciale.
      În ceea ce privește eficiența, sistemul propus se bazează pe aplicarea în masă, asigurată de implicarea populației. Acest lucru ar putea fi și punctul slab al sistemului, deși ideea nu este rea.
      În ceea ce privește partea tehnică, este interesant de luat în considerare posibilitatea înregistrării unei schimbări a direcției de zbor prin modificarea generală a frecvenței tuturor armonicilor.
      Și, desigur, ideea de a vă conecta la rețeaua inamicului este foarte tentantă. În acest sens, propriul tău sistem trebuie să fie construit pe o platformă protejată în mod fiabil.
      1. +5
        23 aprilie 2024 10:05
        Ar fi mai corect să implementăm o rețea de supraveghere acustică bazată pe rețele globale existente în esență. Desigur, vă puteți începe considerația cu turnuri celulare, le puteți integra în rețeaua Căilor Ferate Ruse sau chiar în SORM. Dacă faceți preprocesarea și pre-analiza inițială, atunci fluxul de date rezultat nu este deosebit de mare.
        1. +2
          23 aprilie 2024 10:13
          Citat din JustMe
          Ar fi mai corect să implementăm o rețea de supraveghere acustică bazată pe rețele globale existente în esență. Desigur, vă puteți începe considerația cu turnuri celulare, le puteți integra în rețeaua Căilor Ferate Ruse sau chiar în SORM.

          Ideea este solidă, în acest caz este posibil să se stabilească o comunicare între celulele/smartphone-urile în sine, pentru a nu trage fire și a nu comunica cu rețeaua operatorului celular. Inamicul folosește deja astfel de rețele locale pentru a organiza tulburările. În același timp, oprirea rețelei celulare oficiale nu rezolvă nimic. Rețeaua locală există autonom, deoarece fiecare celulă servește ca un repetor.
      2. +1
        23 aprilie 2024 11:05
        folosind dispozitive de uz casnic deja produse (smartphones)
        Orice smartphone poate fi transformat într-o cărămidă cu o lamă de mouse din același loc. De pe vremea telefoanelor cu butoane, un fel de troian a fost de mult conectat acolo, care la momentul potrivit va dezactiva telefonul dvs., precum și întreaga rețea.
        1. 0
          23 aprilie 2024 11:13
          Citat: olandezul Michel
          Orice smartphone poate fi transformat într-o cărămidă cu o lamă de mouse din același loc.

          Dacă acest smartphone este conectat la o rețea locală și nu este conectat la rețele publice, atunci transformarea lui într-o cărămidă cu toate marcajele este mult mai dificilă.
          1. +1
            23 aprilie 2024 11:17
            a-l transforma într-o cărămidă cu toate marcajele este mult mai dificil
            Deci este un marcaj, de aceea este un marcaj, astfel încât să își poată trăi propria viață, independent de viața Rețelei și a operatorului său
            1. 0
              23 aprilie 2024 11:25
              Citat: olandezul Michel
              un marcaj, de aceea este un marcaj, astfel încât să își poată trăi propria viață, independent de viața Rețelei și a operatorului său

              Pentru ca ea să prindă viață, trebuie să primească o poruncă să facă acest lucru. Și pentru aceasta trebuie să aibă o legătură cu lumea exterioară. Cel mai probabil, dacă apare, atunci este legat de software-ul smartphone-ului, iar conexiunea cu acesta poate fi. numai prin intermediul rețelei. Este greu de crezut într-un fel de cod radio care declanșează placa.
              La localizarea unei rețele specializate, mi se pare că problema izolării acesteia de rețelele generale este complet rezolvabilă. Acest lucru trebuie decis la nivelul programului de aplicare.
              1. +2
                23 aprilie 2024 17:18
                Și pentru asta trebuie să aibă o legătură cu lumea exterioară
                Multe forumuri specializate discută de mult despre „capacitatea” unui smartphone de a menține contactul cu Rețeaua și de a trimite date, chiar dacă nu are o cartelă SIM sau este într-o poziție complet oprită.
                1. 0
                  23 aprilie 2024 19:19
                  Citat: olandezul Michel
                  Multe forumuri specializate discută de mult despre „capacitatea” unui smartphone de a menține contactul cu Rețeaua și de a trimite date, chiar dacă nu are o cartelă SIM sau este într-o poziție complet oprită.

                  Aș dori detalii despre această problemă, deși chiar dacă este așa, există opțiunea de a folosi smartphone-uri produse sub controlul Federației Ruse cu un sistem de operare intern. Acum deja fac asta.
    3. +2
      23 aprilie 2024 15:51
      Se pare că există milioane de senzori acustici care rulează pe diferite teritorii ale Rusiei. Și poate fi folosit împotriva proprietarilor lor. Puteți detecta nu numai sunetele unui UAV, ci și alte obiecte de interes. Și dacă găsiți ceva interesant, puteți obține videoclipuri de la cameră și puteți verifica galeria, contactele, apelurile și alte fișiere de la distanță. La urma urmei, noi înșine dăm permisiunea unei varietăți de aplicații pentru smartphone-uri pentru a face acest lucru. Se pare că proprietarul smartphone-ului meu nu sunt eu deloc..... Și l-am cumpărat nu pentru mine, ci pentru inteligența inamicului.....
  2. 0
    23 aprilie 2024 05:25
    Din câte am înțeles din acest articol, groaza a devenit și mai gravă...... Dar o companie privată va face față mai bine tăierii fondurilor bugetare, deoarece astfel de companii sunt inițial create în acest scop direct în interiorul tuturor tipurilor de design. birouri.
    1. +7
      23 aprilie 2024 08:43
      Așadar, din 1983 până în 2012, am lucrat în institute de cercetare clasică și birouri de proiectare.
      Sunt departe de a fi un leneș și am o educație excelentă (... Baumanka). Dar în tot acest timp, doar una dintre dezvoltările mele a intrat în producție (...mică!) - acesta este accelerometrul ALE-033 pentru testarea focoaselor penetrante. Și am făcut asta doar pentru că „specialistul onorat” a eșuat proiectul și îl refacem. Și am refăcut-o pentru că directorul NIIFI V.A. Ei au promis că vor „face față la masă”. Reproiectarea și testarea de probă mi-au luat 3 zile.
      Trei zile de șoc pe fundalul a 29 de ani!!!
      O grămadă de idei și proiecte experimentale ale mele au intrat pur și simplu în rapoarte, disertații ale cuiva și expoziții ale autorilor lor.
  3. +3
    23 aprilie 2024 05:51
    August 2023
    A fost creată o matrice „inteligentă” de microfoane pentru a recunoaște dronele după sunet.
    În Cherepovets, au venit cu o matrice de microfoane cu AI pentru a identifica dronele după sunet.
    Modulul în curs de dezvoltare este un complex software și hardware format dintr-o matrice de microfoane și inteligență artificială. Microfoanele monitorizează mediul acustic și transmit informații despre sunetele din jur către un computer, unde sunt procesate de un algoritm de rețea neuronală. Când analizează, AI este capabilă să izoleze sunetul unei drone zburătoare și să determine distanța și direcția până la aceasta.
    https://www.tadviser.ru/index.php/Продукт:ЧГУ:_Система_микрофонов_для_распознавания_дронов_по_звуку
    https://www.gazeta.ru/tech/news/2023/08/26/21149438.shtml
    1. +2
      23 aprilie 2024 07:35
      Citat: VPK-65
      În Cherepovets au venit cu o matrice de microfoane cu AI pentru a identifica dronele după sunet

      Sunt de acord cu autorul - nu este nimic complicat în acest sens. Principalul lucru este un microfon sensibil, sau mai degrabă, ultra-sensibil, care preia sunetele, iar restul lucrării va fi făcut de electronice și software...
    2. +1
      23 aprilie 2024 09:10
      ...Modulul dezvoltat este un complex software și hardware format dintr-o matrice de microfoane și inteligență artificială...

      Neuronii sunt un subiect de hype acum.
      Pentru auto-dezvoltare, acum ascult prelegeri despre ele din când în când.
      Este de remarcat faptul că publicul de acolo, la nivel inferior de software, smulge în mod prostesc idei și implementări din codecuri acustice (IMBE, AMBE, G729..) fără să aprofundeze prea mult în detalii, fizică și matematică.. Dar aici o problemă cu totul diferită. este considerat.
      Aici aș considera că este necesar să lucrez temeinic la procesarea inițială a semnalului matematic de intrare.
    3. +1
      23 aprilie 2024 15:26
      A fost creată o matrice „inteligentă” de microfoane
      Acest lucru se numește o matrice de microfoane. Pentru a-l folosi corect, trebuie să cunoașteți condițiile meteorologice dintre sursa de sunet și matricea de microfon.
      1. +1
        23 aprilie 2024 15:49
        ..Chestia asta se numește o matrice de microfoane...

        Dacă vă concentrați munca pe partea de frecvență joasă a spectrului, acesta este un lucru foarte hemoroidal.
        Am făcut un „test al stiloului” în această zonă pe 2 microfoane (pentru vorbire normală), a rezultat că evidențiază o direcție de 15...19 dB din direcția perpendiculară.
        1. +1
          23 aprilie 2024 19:55
          Am facut un "test al stiloului" in aceasta zona pe 2 microfoane
          Desigur, aceasta nu poate fi numită grilă. Modelul de radiație este un torus (dacă nu mă înșel).
          1. +1
            23 aprilie 2024 20:17
            Desigur, aceasta nu poate fi numită grilă. Modelul de radiație este un torus (dacă nu mă înșel).

            Absolut corect. Dacă te uiți la avion, diagrama poate fi numită cifra opt.
            Dacă vă amintiți un sport precum „vânătoarea de vulpi”, atunci ei folosesc receptori cu un model de direcție în formă de opt (plus, pentru a verifica direcția, au și un cardioid). Golul cifrei opt este ascuțit, ceea ce vă permite să determinați mai precis direcția prin pierderea semnalului.
            În experimentele mele, îndrumarea a fost în partea de software din cauza inversării frecvențelor complexe ale semnalelor de la microfoane. Posibilitatea schimbării programatice a direcției cavității a fost clar înregistrată.
  4. +2
    23 aprilie 2024 06:45
    Horror de ce? Lipsa de competență, componente, dorința de sus de a face față acestei probleme. Sunt de acord cu tine
    1. +2
      23 aprilie 2024 09:32
      Dacă lăsăm pe cineva să asculte înregistrări cu Geranium și o mopedă, ascultătorul va auzi cu ușurință diferența dintre ele. De ce? - Pe spectru, totul este clar la ce ar trebui să fii atent. Și controlul motorului lui Geranium poate fi configurat să „tuneze” ca un moped. Se poate face ceva la evacuare pentru a face mai dificilă rămânerea la spectrul Geranium.
  5. +1
    23 aprilie 2024 08:22
    Aplicabil pentru crearea unui sistem cuprinzător de detectare a UAV, monitorizarea simultană a radiațiilor IR, a semnalului radio, a semnalului radar (slab, din cauza proporției mici de componente metalice instalate deschis) și a semnalului sonor. Principalul lucru este să-l detectezi și vor fi găsite mijloace de distrugere.
  6. +1
    23 aprilie 2024 08:52
    Există o astfel de aplicație „radar nf”, care este distribuită, pentru o secundă, prin Google Play, ceea ce ridică întrebări. Recomandat pentru transmiterea de mesaje despre zborurile cu drone. Deci este atât de ciudat încât nu există nicio dorință de a-l folosi. Nu există feedback, nu este clar dacă mesajul a fost primit sau nu. El cere să filmeze drona, da noaptea. Cere direcția de mișcare, nu este întotdeauna clar din sunet, doar în termeni generali. Oamenii noștri responsabili, atunci când detectează o dronă, sună la 112, până vă spun ce și cum, drona va zbura deja acolo unde trebuie sau pur și simplu va părăsi zona.
    Nu înțeleg de ce o aplicație normală și ușor de utilizat nu a fost încă creată pe platforma noastră securizată. Pentru a transmite date despre zborul unui UAV indicând direcția aproximativă pe hartă, de exemplu. Și nu în scrisori, mai ales în scrisori, este nevoie de mult timp pentru a scrie și nu poți să o scrii clar.
  7. +1
    23 aprilie 2024 10:34
    În primul rând, supraveghere-detecție acustică, în al doilea rând, sisteme de muniție cu autodetonare care vor detona pe măsură ce zgomotul se apropie de obiect și în al treilea rând, drone interceptoare care folosesc aceste zgomote ca mijloc bugetar de țintire pasivă a țintei.
    În principiu, acest lucru are un potențial mare, dar, ca de obicei, totul se rezumă la detalii care pot strica această abordare.
  8. 0
    23 aprilie 2024 11:03
    Fabulos! Acum depinde de rezonator la frecvențe joase. Mărimea va fi, desigur, uriașă, dar gama este colosală. Aceasta, în general, este calea către o armă absolută, pentru că la început a existat cuvântul.
  9. +2
    23 aprilie 2024 12:28
    Detectarea nu este o sarcină autonomă; este doar o parte a complexului de detecție-desemnare-țintire-ucidere. Găsirea direcției sunetului nu este potrivită pentru desemnarea țintei din cauza unui dezavantaj fundamental - o întârziere semnificativă, adică o eroare în raport cu poziția reală a țintei. Se pare că pentru desemnarea țintei aveți nevoie de un alt mijloc, care, în același timp, poate îndeplini și funcția de detectare. Ei bine, atunci de ce a cincea roată sub formă de găsire a direcției sunetului? Doar ca sistem de avertizare - ceva zboară spre tine.
    1. 0
      26 aprilie 2024 22:56
      Care este relația dintre viteza sunetului și viteza de mișcare a aeronavei luate în considerare în acest subiect?
      1. 0
        27 aprilie 2024 11:29
        Este mai ușor să calculați care ar trebui să fie viteza vehiculului, astfel încât să poată fi doborât din țeavă în timpul desemnării țintei de la un radiogonizor de direcție.
        Să presupunem că distanța este de 500 de metri. Sunetul durează 1,5 secunde, ghidare instantanee, găsirea direcției sunetului fără eroare, dimensiunea țintei 30 cm - 30/1,5 = 20 cm/sec. Adică la o viteză de 0,2 m/s vei rata ținta în mod cronic. Conducerea nu va ajuta aici dacă ținta manevrează măcar puțin, pentru că îi vei afla poziția după 1.5 secunde, întrucât a zburat departe de acolo, schimbând cursul.
  10. 0
    23 aprilie 2024 14:08
    Avem nevoie de avioane de scenă returnabile, bombardiere fără pilot cu aripi variabile la bord care vor fi echipate cu un motor rachetă cu reacție sau un motor hibrid.

    Un astfel de bombardier va decola din spatele adânc și, la punctul de lansare, va intra într-o traiectorie balistică cu ajutorul unui motor de rachetă la o viteză de Mach 5-7 în straturile superioare ale stratosferei; focos convențional de la o rachetă balistică cu rază medie de acțiune până la o rază de acțiune de 500-1000 km.

    Astfel, în loc de FAB UMPC, care nu zboară foarte mult dincolo de panglică, puteți face de sute de ori mai multe lovituri similare cu Iskanders și Daggers este suficient să faceți focoase în cantități mari (zeci de mii) în loc de FAB;

    Doar 100 dintre aceste avioane vor putea furniza până la 1000 de lovituri de înaltă precizie pe zi, în timp ce producția de rachete Iskander însumează doar câteva sute pe an.

    Combinat cu o rețea de hangare de beton în toată țara, acest lucru va permite ca o forță convențională uriașă să fie concentrată în secret în oricare dintre cele 9 fusuri orare.
  11. +2
    23 aprilie 2024 17:33
    Mi-as fi dorit sa fie mai multe articole de genul acesta. Acolo unde nu există rassusolivaniya. Dar pur și simplu o persoană, pe baza abilităților și cunoștințelor sale, analizează lucruri utile și necesare. Da si interesant!!!
    Ar trebui să fie mai multe din astea!!!
  12. +3
    23 aprilie 2024 23:07
    Bună ziua.
    Aș dori să subliniez autorului o metodă de procesare a semnalului de ordin superior - (engleză) „Cepstrum”.

    Această metodă este folosită, printre altele, pentru a studia zgomotul cutiilor de viteze. Dacă dinții individuali sunt deteriorați acolo, în Cepstrum va apărea o semnătură caracteristică care nu poate fi detectată printr-o simplă analiză spectrală.

    Pentru a face acest lucru, amplitudinile spectrului sunt logaritmizate și convertite înapoi în domeniul timpului folosind o transformată Fourier inversă. Rezultatul - (engleză) "qfrequencys" - descrie "structura" în domeniul frecvenței.

    Încercați această metodă cu sunetele dvs. de drone - sunt sigur că veți descoperi câteva lucruri interesante.

    Creativitate continuă, fericire și succes. Sper că traducerea este clară
    1. +2
      23 aprilie 2024 23:39
      Mai precis, cepstrul descrie structurile temporale care se repetă în semnalul de ieșire - chiar dacă acestea se suprapun.

      La Geranium, aprinderea motorului, explozia eșapamentului și bătaia paletei elicei ar trebui să se manifeste într-un mod caracteristic în cepstru.

      Cu un quadcopter - cu 4 elice și viteze diferite și în continuă schimbare - nu știu. Dar incearca...
      1. +1
        24 aprilie 2024 09:18
        Aș dori să subliniez autorului o metodă de procesare a semnalului de ordin superior - (engleză) „Cepstrum”....

        Acesta este un subiect pentru discuții potențial foarte fructuoase. Am ceva să vă spun aici.
        Am făcut un studiu al cepstrului asupra vorbirii. Dar nu este chiar atât de simplu și direct ca în descrierea simplă. De exemplu, amplitudinea unei tije spectrale individuale poate ajunge la zero (...sau aproximativ), iar logaritmul lui zero este minus infinit, adică un impuls negativ puternic. Pentru o rezoluție mai bună a frecvenței, trebuie să impuneți o fereastră spectrală pe tabelul de logaritmi, iar toți au începutul ferestrei la sau aproape de zero, adică avem problema slăbirii începutului intervalului de frecvență, unde avem au cele mai valoroase armonici. Mai este și altceva.
        Cu toate acestea, toate acestea pot fi depășite, dar atunci când sunt aplicate vorbirii nu au dat un rezultat foarte strălucitor.
        Acum fac un proiect experimental în fundal în care voi explora unele modificări care seamănă foarte mult cu ideea de bază a unui cepstru, dar nu este una.
        Ar fi bine, desigur, să pun fișierele de sunet al dronei în programele mele anterioare și să arăt imagini cu vârful din cepstrum, dar acum sunt teribil de supraîncărcat: două proiecte sunt în coadă. Poate mă voi întâlni sâmbătă-duminică.
        1. 0
          26 aprilie 2024 03:13
          Va rog sa ma scuzati ca raspund in engleza. O traducere online din germană în rusă trebuie răsturnată înainte și înapoi de cel puțin 3 ori, schimbând structura propoziției, alegând cuvinte diferite pentru a transmite sensul.

          Când lucram cu Cepstrum, am întâlnit în mod natural exact problemele pe care le descrieți. Acest lucru a condus la o idee nebună care nu a funcționat în scopurile mele, dar ar putea fi suficientă pentru detectare:

          Mai intai peretele din gris ;-)
          Dacă semnalul este de tip fază minimă, atunci cepstrul este complet simetric. Dacă este de tip liniar-fază, partea stângă dispare complet. Acesta este și cazul dacă utilizați doar amplitudinile și, prin urmare, toate fazele sunt zero. Semnalele lumii reale se află undeva la mijloc.

          Acum luați-vă cepstrul complex, întoarceți grafic partea stângă la dreapta și comparați cele două curbe...

          În semnalele mele, coeficienții artificiali nedoriți cauzați de limitarea benzii în semnalul audio au fost aproape identici pe ambele părți. La fel, majoritatea vârfurilor care conțin semnalul util real. Dar nu tot!

          Unele dintre vârfurile pozitive din dreapta au avut omologi negativi în stânga, urmate de un vârf pozitiv în stânga, fără omologi în dreapta. Acest model reprezintă deplasarea în timp a componentelor defazate ale semnalului...

          Scădeți curbele una de la alta - și acum magia se întâmplă :))
          Artefactele uriașe anterior aproape dispar. La fel și componentele de fază minimă. Ceea ce rămâne este o linie de bază ușor curbată de coeficienți mici, cu puțin zgomot care poate fi ușor netezit - din care vârfurile componentelor defazate ies clar!

          Modelul găsit nu are semnificație fizică - dar poate fi caracteristic unui anumit sunet - nu am investigat încă acest lucru în detaliu. Este posibil să se modifice metoda pentru a recalcula cepstrul real din modelul găsit...

          Ar fi bine dacă ați putea furniza un link către o înregistrare audio sau video disponibilă public cu sunete clare - atunci putem încerca amândoi ceva în aceeași bază de date.
          1. +1
            26 aprilie 2024 09:11
            Voi încerca să înțeleg esența propunerii, dar va dura timp. Acum sunt foarte supraîncărcat la locul de muncă și fac cercetări pentru cepstru acasă. Cu toate acestea, discuția m-a împins deja la o idee foarte interesantă despre cum să ocolim cu ușurință problemele.
            În ceea ce privește linkurile către fișierele acustice:
            Voi încerca să găsesc de unde le-am luat pe YouTube și, dacă nu pot, le voi pune pe VK (VKontakte - vk.com) sau pe discul Yandex.
            Comunicarea poate fi în engleză - o înțeleg bine. Am studiat odată germana
            1. +2
              27 aprilie 2024 22:57
              Poate că este mai bine să folosești sunetul unei drone ucrainene. În cele din urmă, vrem să detectăm dronele inamicului, nu invers. ;-)

              Pentru o impresie rapidă, toată lumea poate încerca:

              - extrageți pista audio a unei înregistrări, deschideți-o în Audacity
              - cautati o zona in care sunetul sa fie cat mai clar, lipsit de zgomot de fond si, mai ales, consistent (turatie constanta a motorului). Selectați această zonă.
              - alegeți Analizați din meniu -> Plot Spectrum.
              - în fereastra de analiză, selectați Alorithm:Cepstrum, dimensiune:4096, Funcție:Feastă dreptunghiulară

              Vedeți o structură clar periodică. De remarcat mai ales - vârful care corespunde turației motorului, chiar dacă microfonul abia captează această zonă.

              După cum s-a spus, aceasta este doar o impresie a puterii acestei metode. Pentru a crea un filtru de detectare din aceasta, trebuie să scăpăm de gunoiul semnalului și să găsim o modalitate de a face față diferitelor viteze, efectului Doppler etc. Și să nu uităm - găsiți un algoritm care funcționează cu puterea limitată de calcul a unui smartphone.

              Mult noroc!
              1. +2
                27 aprilie 2024 23:12
                Exemplu Septrum al unei drone:
              2. 0
                28 aprilie 2024 21:05
                Obiectivul principal al acestui articol a fost de a declara relevanța acestui subiect. Imaginile prezentate sunt analize entry-level. Pentru a face ceva practic valoros, trebuie să vă concentrați asupra lui și să petreceți cel puțin 2-4 luni de muncă extrem de intensă. Rezultatul muncii mele din ultima lună este un supresor de zgomot acustic pentru sistemele de comunicații, care funcționează la un raport semnal-zgomot de aproximativ 0 dB sau chiar mai rău. Dar acest articol nu presupune o dezvăluire a subiectului la un asemenea nivel.
                Lucrez pe subiecte civile, dar chiar și atunci când produc produse civile, transportoarele automate de lipit de la compania noastră funcționează 24/7.
                Acum nu pot trece la acest subiect din proprie inițiativă. Poate voi face din nou un articol similar și voi da exemple de cepstru.

                Desigur, ar fi mai bine să luăm în considerare spectrul acustic folosind exemplul dronelor ucrainene. Dar există foarte puține astfel de înregistrări.

                Pentru noi, prezența străinilor pe forumurile noastre este extrem de interesantă. Dacă există dorința de a publica pe forumurile noastre, vă pot ajuta cu editarea articolului în limba rusă.
                În limba engleză
                Obiectivul principal al acestui articol a fost de a afirma relevanța acestui subiect. Imaginile prezentate sunt analize de bază. Pentru a face ceva practic valoros, trebuie să vă concentrați asupra lui și să petreceți cel puțin 2-4 luni de muncă extrem de intensă. Rezultatul muncii mele din ultima lună este un anulator de zgomot acustic pentru sistemele de comunicații, care funcționează la un raport semnal-zgomot de aproximativ 0 dB și chiar mai rău. Dar acest articol nu presupune dezvăluirea subiectului la un asemenea nivel.
                Lucrez pe subiecte civile, dar chiar și cu lansarea de produse civile, convoaiele de lipit automat la compania noastră funcționează 24/7.
                Acum nu pot trece la acest subiect din proprie inițiativă. Poate voi face un articol similar și voi da exemple de kepstra.

                Desigur, era mai bine să luăm în considerare spectrul acustic folosind exemplul dronelor ucrainene. Dar există foarte puține astfel de înregistrări.

                Pentru noi, prezența străinilor pe forumurile noastre este extrem de interesantă. Dacă doriți să publicați pe forumurile noastre, vă pot ajuta să editați articolul în limba rusă.
  13. 0
    24 aprilie 2024 08:22
    Totuși, acest lucru este bine, dar poate că are sens să pornim de la opus, tot ceea ce nu este inclus în spectrul originii vii este supus distrugerii?
  14. 0
    24 aprilie 2024 08:45
    Luând în considerare zborurile UAV-urilor Ura pe distanțe lungi de-a lungul traiectoriilor de ocolire a radarelor eficiente și la altitudini mari, mai multe linii concentrice de senzori acustici combinate într-un singur sistem etc. va fi de mare folos. Chiar și cu efecte benefice neașteptate. Și relativ ieftin. Cu siguranta un articol util.
  15. 0
    24 aprilie 2024 12:49
    Apoi, conform ideii, pentru a distruge UAV-uri puteți folosi mini UAV-uri care vizează un anumit sector de sunet - kamikaze!?
  16. 0
    24 aprilie 2024 18:06
    Cumva m-am gândit: submarinerii lucrează cu unde sonore de o sută de ani, dar sub apă este adevărat. Este chiar adevărat că această acustică nu a fost studiată la Institutul de Cercetare a Flotei de Submarine? Cu siguranță există deja sisteme electronice pentru analiza zgomotului mării și izolarea sunetelor utile. Este institutul de cercetare al marinarilor care trebuie atras în acest scop promițându-le un bonus bun.
    1. 0
      24 aprilie 2024 21:27
      Marinarii noștri (sau mai bine zis nu ei) s-au remarcat și ei.
      Din punctul meu de vedere, construirea unei geamanduri cu hidroacustică, un sistem inițial de procesare a semnalului, un sistem de comunicare și o ancoră pentru ținere nu este atât de dificilă. Timp de un an - destul de realist.
      Ar fi posibil să se împrăștie astfel de geamanduri undeva în largul coastei ucrainene și să se monitorizeze în continuare trecerea dronelor marine.
      Apropo, m-am întâlnit cu unul dintre specialiștii care a proiectat și testat unele dintre hidrofoanele noastre militare. I-a lăsat o impresie grea.
    2. ANB
      +1
      25 aprilie 2024 23:34
      . Institutul de cercetare al navigatorilor este cel care trebuie implicat în acest scop

      Laboratorul din Primorskoye sa închis în anii 90. Și nu s-a deschis. :(
  17. 0
    24 aprilie 2024 22:58
    Dacă ar trebui să detectăm apropierea unei astfel de drone, atunci ar trebui să se facă în partea de joasă frecvență a spectrului, deoarece energia principală a spectrului de sunet al motorului este concentrată acolo. Urechea noastră este extrem de insensibilă la partea de joasă frecvență a spectrului. Microfoanele noastre, evident, nu sunt proiectate nici pentru ca parametrii înalți să funcționeze într-o zonă apropiată de infrasunete.

    Dacă te uiți la poza pentru acest text, atunci vorbim despre frecvențe de 200-250 Hz, care nu este infrasunete, și nu reprezintă o problemă pentru microfoane.
    1. 0
      24 aprilie 2024 23:14
      Citat din solar
      Dacă te uiți la poza pentru acest text, atunci vorbim despre frecvențe de 200-250 Hz, care nu este infrasunete, și nu reprezintă o problemă pentru microfoane.

      Da, dacă înregistrați sunet cu un microfon al cărui răspuns în frecvență începe, să zicem, la 50 Hz, atunci căutarea frecvențelor infrasunetelor pe spectrogramă este o activitate fascinantă, dar fără rost.
      1. 0
        24 aprilie 2024 23:19
        Ce rost are să discutăm despre ceva care nu este înregistrat? Mă uit la poza atașată acestui text - nu este nimic sub 100 Hz.
        1. 0
          24 aprilie 2024 23:44
          Citat din solar
          Ce rost are să discutăm despre ceva care nu este înregistrat?

          Are sens să faci o rezervare. Și autorul a făcut-o.

          Deși este puțin probabil să existe infrasunete acolo. De unde vine el în acest buzzer?
        2. +1
          25 aprilie 2024 06:45
          Ce rost are să discutăm despre ceva care nu este înregistrat? Mă uit la poza atașată acestui text - nu este nimic sub 100 Hz.

          Toate sunetele sunt preluate de pe YouTube și în format comprimat. Adică, întreaga parte de joasă frecvență a fost deja tăiată. Dar această parte poate conține urme ale funcționării regulatorului motorului sau unele piese importante pentru identificarea ulterioară. Ei bine, un mare plus este că sunetele de joasă frecvență sunt extrem de slab atenuate.
        3. ANB
          0
          25 aprilie 2024 23:35
          . Sub 100 Hz nu este nimic acolo.

          Mp3. Este compresie cu pierderi.
          1. 0
            25 aprilie 2024 23:59
            Pierderea calității și absența completă a semnalului în imagine nu sunt același lucru.