Autonomous 3D Moving Target Encirclement and Interception with Range measurement

要約

商業用UAVは、危険なペイロードを運ぶことができたり、航空交通を破壊することができるため、新たなセキュリティの脅威です。
UAVに対抗するために、自律的な3Dターゲットの包囲戦略と傍受戦略を導入します。
従来の地上誘導システムとは異なり、この戦略は自律的なドローンを採用して、非視覚的条件、GPSの否定、およびレーダー詰まりに効果的である非協力的な敵対的なUAVを追跡および関与させます。
ドローンで測定された2つのノイズの多いリアルタイム距離を使用して、ガーディアンドローンは、垂直ジッターと組み合わせた抗同期（AS）とX $-$ Y円の動きに基づいて、観測および速度補正方法を使用して、ターゲットへの相対位置をターゲットに推定します。
UAVがターゲットの包囲および保護から敵対的なターゲットの包囲および監視への適応的に移行できるようにするために、包囲制御メカニズムが提案されています。
警告のしきい値に違反すると、UAVは敵対的な標的を中和するために自殺攻撃を採用することさえあります。
この戦略は、MATLABでの実際のUAV実験とシミュレーション分析を通じて検証し、敵対的なドローンの検出、包囲、および傍受におけるその有効性を示しています。
詳細：https：//youtu.be/5ehw56lpvto。

要約(オリジナル)

Commercial UAVs are an emerging security threat as they are capable of carrying hazardous payloads or disrupting air traffic. To counter UAVs, we introduce an autonomous 3D target encirclement and interception strategy. Unlike traditional ground-guided systems, this strategy employs autonomous drones to track and engage non-cooperative hostile UAVs, which is effective in non-line-of-sight conditions, GPS denial, and radar jamming, where conventional detection and neutralization from ground guidance fail. Using two noisy real-time distances measured by drones, guardian drones estimate the relative position from their own to the target using observation and velocity compensation methods, based on anti-synchronization (AS) and an X$-$Y circular motion combined with vertical jitter. An encirclement control mechanism is proposed to enable UAVs to adaptively transition from encircling and protecting a target to encircling and monitoring a hostile target. Upon breaching a warning threshold, the UAVs may even employ a suicide attack to neutralize the hostile target. We validate this strategy through real-world UAV experiments and simulated analysis in MATLAB, demonstrating its effectiveness in detecting, encircling, and intercepting hostile drones. More details: https://youtu.be/5eHW56lPVto.

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