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擔心無人機泛濫?現在智能手機可以用來追蹤和定位陌生的無人機

時間:2019-10-05 17:02來源:通信M班長 作者:中國通航

 

當前,無人機已在多個領域內廣泛應用,在未來的幾年里,無人機無疑會成為一種更加普遍的勞動工具。
 

 


 
圖1 無人機
 
隨著天空中無人機數量的增加,當這些微型飛行器從一個地點移動到另一個地點時,跟蹤它們的需求將變得更加重要。
 
在無人機被用于惡意目的情況下,如偷窺某人或運輸非法物質時,跟蹤無人機將特別有意義。
 
但正如研究人員指出:探測無人機,尤其是在城市環境中,并不容易。傳統的方法成本很高,因為相應的設備,如雷達、照相機和麥克風陣列,都是非常昂貴的。
 
有沒有更簡單便宜的方法?
 
手機追蹤無人機
 
IEEE Transactions on Mobile Computing最近發表了一項研究,一組中國的科學家提出了有趣的方法:可以通過大眾感知來追蹤陌生的無人機。
 
他們的方法利用參與者的智能手機來檢測無人機的Wifi信號。
 

 

 
圖2 wifi連接控制無人機
 
他們意識到大多數無人機使用Wifi技術與地面控制站通信。
 
與此同時,幾乎所有的智能手機都能檢測到無線網絡信號,手機也非常豐富,特別是在城市環境中。
 
為了能夠區分無人機和其他Wifi的來源,研究人員從所有商業無人機制造商那里創建了一個已知mac地址和SSID的數據庫。如果他們的系統檢測到這個數據庫中沒有的mac地址或SSID,他們可以分析Wifi信號的移動模式,以評估它來自無人機的可能性。
 

 

 
圖3 手機連接無人機
 
他們的方法還記錄了描述靜態Wifi接入點位置的歷史數據,并排除了這些可能性。利用智能手機檢測wifi信號強度的數據,他們系統中的一種算法可以確定無人機的位置。

實驗效果
 
2018年年中,研究人員駕駛無人機穿過校園,測試了這項技術,改變了附近障礙物的數量和用來探測它的智能手機的數量。
 

 

 
圖4 無人機與用戶的位置
 
不出所料,他們發現,當使用更多的手機時,追蹤變得更加準確,而且當道路上的障礙較少時,這種方法效果最好。在某些情況下,定位誤差可能小于2米,但當存在許多障礙時,定位誤差可高達37米。
 
他們的系統被研究人員稱為CEDAR(用于探測和定位無人機的高效群體傳感系統),當數據庫中沒有列出初步的Mac地址或SSID時,該系統可以在350米范圍內檢測無人機,平均準確率為87%,這表明這種方法是相當有效的。
 

 

 
圖5 無人機發出的wifi信號可以被多個手機檢測到
 
至于CEDAR的感知方面,研究人員承認參與者必須公開一些隱私權利來協助無人機探測。
 
在這個系統中,用戶需要上載他們的位置以進行檢測和定位過程。以這種方式,確實有隱私侵犯。但研究團隊可以將用戶隱私問題視為一種成本,并通過提供獎勵來補償參與者。
 
因此,研究人員提出了一種類似拍賣的場景,參與者可以決定他們愿意分享自己位置的起始價格,然后與附近的其他人競購這個機會。
 
很明顯,當前這種算法,由于涉及到隱私,因此適合在固定的范圍,如校園內、工廠內、醫院內進行使用。
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