Современные методы анализа акустического профиля беспилотных авиационных систем с использованием нейросетевых технологий

Лестенко Н.А., Вальштейн К.В., Верхова А.А.


 

UDK 004.8

ссылка на DOI (временно отсутствует)


Скачать статью (RUS)

 

Ссылка для цитирования


Лестенко Н.А., Вальштейн К.В., Верхова А.А. Современные методы анализа акустического профиля беспилотных авиационных систем с использованием нейросетевых технологий // NOISE Theory and Practice – 2026. – N 12-1. C. 36 - 46.


Ключевые слова


искусственная нейронная сеть, беспилотная авиационная система, акустический профиль, локализация, детектирование


 

Аннотация


В статье рассматриваются основные задачи анализа и построения акустического профиля беспилотной авиационной системы. Показывается применимость нейросетевых технологий для решения подобных задач и проводится обзор актуальных исследований на данную тему. Выделены классы задач, решаемые посредством аппаратуры, расположенной на борту, а также посредством внешних систем наблюдения. Для задач, решаемых посредством внешней системы наблюдения, определены основные этапы, применение нейросетевых технологий на которых даёт значительный прирост точности, по сравнению с классическими методами. Определены ограничения применения нейросетевых технологий при анализе аудиосигналов посредством бортовой аппаратуры авиационной системы. Рассмотрены существующие методы предобработки сигнала, применяемые для шумоподавления модели искусственных нейронных сетей, а также методы обработки полученного сигнала. Особое внимание уделено задачам локализации внешнего источника звука. Проведён эксперимент по выявлению неисправностей на основе аудиосигнала, на основе которого сделан вывод о применимости и перспективности использования подобных технологий, а также о дальнейших направлениях исследований.


 

Авторы статьи


Лестенко Н.А.
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург, Россия

 

Вальштейн К.В.
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург, Россия

 

Верхова А.А.
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург, Россия


 

Источники


Вальштейн К. В., Верхова А. А., Енин Ю. Ю., Гладевич А. А. Использование современных моделей искусственного интеллекта на системах с ограниченными ресурсными возможностями // Информационные технологии в высокотехнологичных производствах (ВТП) : Сборник тезисов докладов III Всероссийской молодежной научной конференции (Санкт-Петербург, 13–14 марта 2025). – Санкт-Петербург: Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова, 2025. – С. 162-163.;

 

Лестенко Н. А., Вальштейн К. В., Верхова А. А. Современные методы построения систем искусственного интеллекта для обработки аудиосигналов // Noise Theory and Practice. – 2025. – Vol. 11, N 1(40). – С. 26-42.; Jasim, Shahad. Real Time Drone Detection Based on Acoustics Using Hybrid Deep Learning Models // Journal of Internet Services and Information Security. – 2025. – N 15. – P. 673-693.;

 

Glüge S. et al. Robust low-cost drone detection and classification using convolutional neural networks in low SNR environments // IEEE Journal of Radio Frequency Identification. – 2024. – Vol. 8. – P. 821-830. DOI: https://doi.org/10.1109/JRFID.2024.3487303.; Stefanescu R. et al. WAVE-DETR Multi-Modal Visible and Acoustic Real-Life Drone Detector // Computer Vision and Pattern Recognition – 2025. – [Электронный ресурс]. – URL: https://arxiv.org/pdf/2509.09859 (дата обращения 05.10.2025).;

 

Berg A. P., Zhang Q., Wang M. Y. 15,500 Seconds: Lean UAV Classification Leveraging PEFT and Pre-Trained Networks // Machine Learning. – 2025. – [Электронный ресурс].– URL: https://www.arxiv.org/pdf/2506.11049v2 (дата обращения 05.10.2025).;

 

Araz R. O. et al. Enhancing Neural Audio Fingerprint Robustness to Audio Degradation for Music Identification // Sound. – 2025. – [Электронный ресурс]. – URL: https://arxiv.org/abs/2506.22661 (дата обращения 05.10.2025).;

 

Hu F., Song X., He R., et al. Sound source localization based on residual network and channel attention module. // Scienti’c Reports. – 2023. – N 13 [Электронный ресурс]. – URL: https://www.nature.com/articles/s41598-023-32657-7 (дата обращения 07.10.2025).;

 

Youssef K., Barakat J. M. H., Said S., Kork S. A. and Beyrouthy T. An Approach for Single-Channel Sound Source Localization// IEEE Access. – 2024. – Vol. 14. – 12 p.; Премачандра Чинтака [и др.] Подавление звукового шума на основе GAN для обнаружения жертв на местах стихийных бедствий с помощью БПЛА // IEEE Transactions on Services Computing. – 2023. – [Электронный ресурс]. – URL: https://www.researchgate.net/publication/376147388_GAN_Based_Audio_Noise_Suppression_for_Victim_Detection_at_Disaster_Sites_with_UAV (дата обращения 09.10.2025).;

 

Manamperi Wageesha N., Abhayapala Thushara D., Samarasinghe Prasanga N., Zhang Jihui (Aimee). Drone audition: Audio signal enhancement from drone embedded microphones using multichannel Wiener filtering and Gaussian-mixture based post-filtering //Applied Acoustics. – 2024. – Vol. 216, N 9. – 13 p. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2023.109818.; Terwilliger A. M., Siegel J. E. The ai mechanic: Acoustic vehicle characterization neural networks // Sound. – 2022. – [Электронный ресурс]. – URL: https://arxiv.org/abs/2205.09667 (дата обращения 09.10.2025).;

 

Tuleski, B.L., Yamaguchi, C.K., Stefenon, S.F., Coelho, L.d.S., Mariani, V.C. Audio-Based Engine Fault Diagnosis with Wavelet, Markov Blanket, ROCKET, and Optimized Machine Learning Classifiers // Sensors. – 2024. – Vol. 24, N 22. – 23 p.  DOI: https://doi.org/10.3390/s24227316; Liu W., Chen Z., Zheng M. An audio-based fault diagnosis method for quadrotors using convolutional neural network and transfer learning //2020 American Control Conference (ACC). – 2020. – [Электронный ресурс]. – URL: https://arxiv.org/abs/2003.02649 (дата обращения 09.10.2025).;

 

Anidjar O. H., Barak A., Ben-Moshe B., Hagai E. and Tuvyahu S. A Stethoscope for Drones: Transformers-Based Methods for UAVs Acoustic Anomaly Detection // IEEE Access – 2023.– Vol. 11 – P. 33336-33353.; Engine Acoustic Emissions. –– 2023. – [Электронный ресурс]. – URL: https://www.kaggle.com/datasets/julienjta/engine-acoustic-emissions/data (дата обращения 03.02.2026).; Chevtchenko S. F. et al. Drone-Based Sound Source Localization: A Systematic Literature Review // IEEE Access. – 2025. – Vol. 13. – P. 94256-94274.