VolAnti
开源声学无人机检测工具,通过监听多旋翼无人机螺旋桨发出的特定声音特征来探测无人机
VolAnti 是一款开源声学无人机检测工具,通过监听多旋翼无人机螺旋桨发出的特定声音特征来探测无人机。它解决了传统射频检测无法应对光纤图传无人机的问题——这类无人机不向外发射无线电信号,射频探测完全失效。VolAnti 捕捉螺旋桨旋转产生的"梳状谐波"特征来识别目标,在目标进入视野前发出警报。
核心功能
- 声学检测:通过四个 MEMS 麦克风捕捉多旋翼无人机螺旋桨的声学特征,不依赖任何无线电信号
- 多模警报:检测到目标后同时触发声音提示、LED 红色警示灯、振动马达、电子纸屏幕显示警报时间和 LoRa 无线广播给周边所有设备
- 多机组网:多个 VolAnti 设备可通过 LoRa 射频相互通信,一旦某个设备检测到目标,所有设备同步警报
- 现场可部署:设备尺寸仅 91 毫米,电池供电,检测距离超过 100 米,适合野外和基础设施部署
技术实现
VolAnti 的检测逻辑分为四层,由浅入深应对不同场景。
第一层为快速梳状滤波检测(0.23 秒),用于捕捉接近或起飞的无人机,通过将接收到的频谱能量与梳状频率模型匹配来评分;第二层为慢速梳状检测(1.4 至 4 秒),针对已在空中悬停的目标,通过对比 30 秒时间窗口内的频谱基准来识别;第三层为包络清洗模式(1 至 3 秒),专门检测近距离高推力状态的无人机;第四层为无基准梳状检测(5 至 15 秒),用于检测长期悬停且不发出明显基准信号的无人机。
硬件方面,四个 MEMS 麦克风(ICS-43434)以十字形排列,间距 79 毫米,四路音频信号在数字域叠加,可获得约 6dB 的信噪比提升,同时几乎覆盖全向探测范围。每 32 毫秒完成一次 2048 点 FFT 频谱分析,自适应噪声基准实时更新以过滤环境噪声(风、交通、背景音乐等),只有符合多旋翼螺旋桨等间距梳状频谱特征的信号才会触发后续追踪。
追踪逻辑要求同一旋转速率在连续六帧(6×32ms)中保持 2% 以内的偏差,才判定为真实无人机目标并触发警报。这个设计有效过滤了偶然噪声和动物叫声。
LoRa 模块工作于 868MHz(欧盟/英国)或 915MHz(美国),每台设备以 18 字节数据包广播警报,内容包括设备编号、警报级别、检测到的旋转速率、置信度和序列号。所有设备独立判断,不依赖中继或投票——在无人机检测场景中,等待二次确认可能意味着错过宝贵的几秒钟。
固件基于 ESP32-S3 开发,硬件设计文件(PCB、BOM)、外壳 3D 可打印文件均开源在 GitHub 仓库。用户可自行采购元件焊接组装,也可购买成品整机。
快速上手
- 下载固件:从 GitHub 仓库 releases 页面获取预编译固件,或自行编译
- 烧录固件:通过 USB-C 接口将固件刷入设备(详细步骤见仓库 docs/flashing.md)
- 配置 LoRa 频率:根据所在国家/地区设置 LoRa 工作频率(868/915 MHz)
- 开机部署:长按电源键开机,绿色慢闪表示正常工作,放置在需要防护的区域即可
适用人群
- 边境地区、农场、学校、医院等需要无人机入侵预警的民用设施
- 研究无人机检测技术的学术机构和安全研究团队
- 开源硬件和无人机安全领域的技术爱好者
- 对无人机检测有实际需求的安防从业者
技术亮点
VolAnti 的核心价值在于填补了光纤图传(FPV)无人机的检测空白。传统射频探测依赖捕获无人机与操控手柄之间的无线信号,但光纤无人机的控制信号和图传数据均通过光纤传输,射频频段完全静默。VolAnti 另辟蹊径,通过监听物理上无法隐藏的螺旋桨声学特征,为最后一百米的本地预警提供了一种低成本、开源、可自建的解决方案。
GitHub:https://github.com/agamrossen/VolAnti 官网(含模拟演示):https://volantitech.com
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