當(dāng)前，無人機已在多個領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)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(shù)量的增加，當(dāng)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(zhì)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(huán)境中，并不容易。傳統(tǒng)的方法成本很高，因為相應(yīng)的設(shè)備，如雷達、照相機和麥克風(fēng)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(fā)表了一項研究，一組中國的科學(xué)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(shù)無人機使用Wifi技術(shù)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(wǎng)絡(luò)信號，手機也非常豐富，特別是在城市環(huán)境中。

為了能夠區(qū)分無人機和其他Wifi的來源，研究人員從所有商業(yè)無人機制造商那里創(chuàng)建了一個已知mac地址和SSID的數(shù)據(jù)庫。如果他們的系統(tǒng)檢測到這個數(shù)據(jù)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(tài)Wifi接入點位置的歷史數(shù)據(jù)，并排除了這些可能性。利用智能手機檢測wifi信號強度的數(shù)據(jù)，他們系統(tǒng)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(shù)，改變了附近障礙物的數(shù)量和用來探測它的智能手機的數(shù)量。

圖4 無人機與用戶的位置

不出所料，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用更多的手機時，追蹤變得更加準確，而且當(dāng)?shù)缆飞系恼系K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(dāng)存在許多障礙時，定位誤差可高達37米。

他們的系統(tǒng)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(tǒng))，當(dāng)數(shù)據(jù)庫中沒有列出初步的Mac地址或SSID時，該系統(tǒng)可以在350米范圍內(nèi)檢測無人機，平均準確率為87%，這表明這種方法是相當(dāng)有效的。

圖5 無人機發(fā)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(quán)利來協(xié)助無人機探測。

在這個系統(tǒng)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(dāng)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(nèi)、工廠內(nèi)、醫(yī)院內(nèi)進行使用。

文 | Michelle Hampson,IEEE Spectrum,26 Jun 2019 | 12:00 GMT.通信M班長翻譯