Обнаружение БПЛА: как видеоаналитика и антидрон-системы реально ловят дроны

Над резервуарным парком нефтебазы под Самарой охранник заметил точку в небе. Не самолёт — слишком низко, слишком тихо. Завис над сферой с бензином, повисел минуту, ушёл. Камеры на периметре всё это сняли — постфактум, когда стали разбираться. Кто, зачем, чей дрон — непонятно. Может, блогер. Может, разведка перед чем-то поинтереснее. А может, и ничего. Но осадок, как говорится, остался: объект класса «рванёт — полгорода в копоти», а защита от воздуха — ноль. Глаза охранника и запись, которую смотрят уже после.

Вот с этого момента и начинается разговор про обнаружение БПЛА. Потому что одно дело — снять дрон на видео для отчёта, и совсем другое — увидеть его в момент, когда он ещё на подлёте, и успеть что-то сделать.

Зачем вообще ловить дроны

Список объектов, которым это нужно, за последние пару лет вырос с «военные и аэропорты» до чего-то куда более земного. Склады ГСМ и нефтебазы — потому что коптер с зажигательной начинкой над резервуаром это не теория. Подстанции и трансформаторные узлы. Заводы — и от диверсии, и от банального промышленного шпионажа: конкурент запускает дрон с хорошей камерой и за десять минут снимает вашу новую линию, планировку цехов, что куда подвозят. Стройки, логистические хабы, склады с дорогим товаром — разведка перед кражей теперь делается с воздуха.

И отдельная категория — режимные периметры, где дрон это даже не угроза удара, а способ что-то перебросить через забор. В колонии так передают телефоны и не только. Через высокий забор с колючкой коптер перелетает за три секунды.

Аэропорты — классика. Дрон в зоне взлётно-посадочной полосы это остановка полётов, и каждая такая остановка стоит миллионы. Гэтвик в 2018-м встал почти на двое суток из-за дронов — сотни отменённых рейсов, и до сих пор толком неизвестно, был ли там вообще дрон или массовая паника. Что, кстати, отдельно показательно: ловить эти штуки сложно даже когда очень хочется и денег не жалко.

Обнаружение и противодействие — это две разные истории

Сразу разведём два понятия, которые в рекламе антидрон-систем постоянно сваливают в кучу.

Обнаружение (детекция) — вы узнали, что дрон есть, где он, откуда летит, иногда — где сидит оператор. Пассивная задача. Вы ничего не излучаете в эфир (ну, кроме радара), никого не сбиваете, закон не нарушаете. Это законно для любого предприятия.

Противодействие (нейтрализация) — вы заставили дрон уйти, сесть или упасть. Глушилки (РЭБ), перехватчики, лазеры из новостей про «Рать», сети. И вот тут начинается совсем другая правовая реальность.

В России подавители дронов — это, по сути, средства радиоэлектронной борьбы, работающие в эфире на тех же частотах, что и легальная связь, GPS/ГЛОНАСС, Wi-Fi. Включили глушилку — положили навигацию и связь не только своему нарушителю, но и всем в радиусе. Это регулируется жёстко: частоты лицензируются, бесконтрольное глушение эфира незаконно. Гражданское предприятие, которое купило «портативный антидрон-ган» с маркетплейса и шарашит им по небу, рискует получить вопросы от Роскомнадзора куда раньше, чем благодарность от службы безопасности. И отдельный нюанс — сбить чужой дрон это повредить чужое имущество, со всеми вытекающими, если он не делал ничего явно противоправного.

Поэтому честная позиция: противодействие — для тех, кому положено по закону (военные, ФСО, объекты под особой охраной с соответствующими разрешениями). Обнаружение — для всех остальных. И в 90% коммерческих задач реально нужно именно оно: знать, что над объектом дрон, зафиксировать факт, поднять тревогу, вызвать кого надо, собрать доказательную базу. Подробнее про то, как мы выстраиваем именно детекцию, — на странице решения по обнаружению БПЛА.

Четыре способа поймать дрон

Физически дрон выдаёт себя четырьмя вещами: он излучает радио (связь с пультом, видеопоток, телеметрия), он отражает радиоволны (как любой объект — для радара), он шумит винтами и он виден глазом. На каждом из этих признаков построен свой класс детекторов. Разберём по-честному, с минусами.

Радиочастотная детекция (RF)

Самый популярный метод. Сканер слушает эфир на частотах, где работают дроны: 2.4 и 5.8 ГГц (управление и видео у бытовых коптеров), 433 и 915 МГц, плюс производственные протоколы. По сигнатуре сигнала система понимает: вот это DJI Mavic, вот это FPV-самоделка, а вот это просто чей-то Wi-Fi-роутер.

Плюсы: пассивный (ничего не излучает, сам незаметен), дальность приличная — единицы километров в чистом эфире, часто определяет модель дрона и — бонус — пеленгует оператора, потому что пульт тоже светится в эфире. Дёшево по сравнению с радаром.

Минусы, о которых не пишут в проспектах. Первый: против дрона на оптоволокне или полностью автономного (летит по заранее загруженному маршруту, радиомолчание) RF-детектор слеп. Совсем. А именно такие дроны и используют для серьёзных дел — управляемые по кабелю FPV уже не экзотика. Второй: в городе эфир — это помойка из тысяч устройств, и вычленить дрон среди Wi-Fi, BLE-меток и прочего шума непросто, отсюда ложные срабатывания. Третий: метод знает только то, что есть в базе сигнатур. Новый протокол, кастомная прошивка — и привет.

Радар

Активный метод: излучаем радиоволны, ловим отражение, видим объект независимо от того, излучает он сам или нет.

Плюсы: видит «молчащие» дроны (оптоволокно, автономные) — то, на чём слепнет RF. Даёт точные координаты, высоту, скорость, траекторию. Работает ночью, в дождь, в туман — погода ему почти безразлична.

Минусы. Дорого — это самый дорогой класс. Дрон — цель крошечная и медленная, отражает мало, и отделить его от птицы радару тяжело: и то и другое — мелкая низколетящая отметка. Отсюда родовая болезнь радарных систем — вал ложных срабатываний, про который прямо пишут даже производители. Низко летящий объект за деревьями или зданием радар может просто не увидеть — рельеф и постройки экранируют. И сам радар излучает, то есть требует согласования частот.

Акустическая детекция

Микрофонные решётки слушают характерный зудящий звук винтов и по нему вычисляют дрон.

Плюсы: полностью пассивный, дешёвый, ловит дрон вообще без разницы, излучает он радио или нет — винты-то крутятся у всех. Хорош как дополнительный слой на ближнем рубеже.

Минусы. Дальность — слёзы. Десятки, максимум сотни метров в идеальной тишине. А производство, стройка, трасса рядом, ветер — и акустика тонет в фоне. Для шумного промышленного объекта как основной метод не годится почти никогда. Честно — на большинстве реальных площадок это вспомогательная история, не более.

Оптика и видеоаналитика — наша тема

А это способ, который ближе всего к тому, чем занимаемся мы. Камера смотрит в небо, нейросеть на видеопотоке распознаёт силуэт дрона и ведёт его. По сути — те же технологии охраны периметра, только цель не человек на земле, а объект в воздухе.

Плюсы. Дрон видно глазами — то есть это работает против любого дрона, хоть на оптоволокне, хоть автономного, хоть с заглушенным радио. Винты не крутятся бесшумно, но и не важно — детекция по картинке. Вы получаете не отметку на радаре, а живое видео: что именно летит, с подвесом или без, куда направляется. Это сразу и тревога, и доказательство. И — ключевое для нас — это можно поднять поверх уже стоящих IP-камер. Не обязательно покупать отдельный дорогой комплекс: если на периметре есть приличные камеры с выходом RTSP по ONVIF, аналитику можно навесить на них.

Минусы, без прикрас. Ночь, туман, ливень, снегопад — оптике тяжело; частично спасают тепловизионные камеры, но это уже другое оборудование и другой бюджет. Дальность зависит от оптики и разрешения: маленький коптер за километр — это несколько пикселей, нейросети там зацепиться не за что. И главная головная боль жанра — птицы. Голубь, ворона, стая на фоне неба — для детектора похожи на дрон, и наивная модель будет фолзить на каждую птицу. Лечится это нормальным обучением (мы отдельно гоняем модель на «дрон против птицы», смотрим на характер движения — дрон летит иначе, чем птица машет крыльями), но «из коробки» любой оптический детектор будет принимать голубей за угрозу. Кто обещает ноль ложных по птицам в день запуска — лукавит.

Почему один метод — это всегда дырка

Видите закономерность? У каждого способа есть слепое пятно ровно там, где другой видит.

RF слеп против дрона на оптоволокне — а радар и оптика его видят. Радар путает дрон с птицей — а RF по сигнатуре и оптика по картинке птицу отсекают. Акустика и оптика слепнут ночью на дальней дистанции — а радар и RF работают. Оптику глушит туман — радару туман безразличен.

Поэтому взрослые антидрон-комплексы на серьёзных объектах — это всегда комбинация: радар грубо засекает отметку и наводит, оптика подтверждает «да, это дрон, вот он», RF добивает информацией о модели и операторе. Слои перекрывают слабости друг друга, и итоговое решение «тревога или птица» принимается по совокупности. Один датчик любого типа на ответственном объекте — это не защита, а её имитация. Кто продаёт «одну коробку, которая ловит всё» — продаёт спокойствие, а не безопасность.

Это не значит, что каждому нужен полный набор за десятки миллионов. Нужен — здравый смысл под задачу.

А что реально нужно вашему объекту

Спуститься с небес (буквально) на землю помогает один вопрос: от чего защищаемся?

• Промышленный шпионаж, контроль воздуха над территорией, фиксация факта пролёта — оптической видеоаналитики на существующих камерах часто достаточно. Вам нужно знать, что дрон был, заснять его, поднять охрану. Без радаров за миллионы.
• Режимный периметр, склад ГСМ, объект с реальной угрозой удара — тут уже комбинация: оптика + RF как минимум, радар если бюджет и важность позволяют.
• Аэропорт, критическая инфраструктура федерального уровня — полный комплекс детекции плюс — по закону, через уполномоченные структуры — средства противодействия.

И ещё трезвая мысль про дальность. Маркетинговые «до 5 километров» — это обычно лабораторный максимум по идеальной крупной цели в чистом эфире. Реальный мелкий коптер вы уверенно возьмёте на сотнях метров — единице километров, и для большинства объектов этого хватает: периметр-то не безграничный, и важно увидеть дрон над своей территорией, а не за горизонтом.

Где во всём этом мы

Мы не делаем глушилки и не сбиваем дроны — это, как разобрались выше, отдельная регулируемая история не для гражданского предприятия. Мы делаем оптическую детекцию: разворачиваем нейросеть, которая на потоке с ваших IP-камер находит дрон в небе, отличает его от птицы и поднимает тревогу — в реальном времени, а не постфактум при разборе записи. Поверх Hikvision, Dahua, Axis — без замены оборудования, по RTSP. Если на объекте уже есть охрана периметра, детекция воздуха ложится туда же.

Это не серебряная пуля. Ночью и в туман оптика просядет, и честно про это говорим. Но как первый и для очень многих объектов достаточный слой защиты от воздуха — работает, стоит вменяемо и не требует разрешений Роскомнадзора, потому что вы никого не глушите, а просто смотрите в небо умной камерой.

Тот охранник на нефтебазе под Самарой увидел дрон случайно и поздно. Камеры там были — не было того, кто смотрит в небо круглосуточно и не моргает. Вот это мы и ставим. Запустить пилот на ваших камерах можно за пару недель — посмотреть на реальном объекте, как оно ловит, сколько фолзит на ваших голубях и стоит ли оно того именно у вас. Без этого любой разговор про дальность и точность — теория.