Ως μη επανδρωμένα οχήματα, ορίζουμε οχήματα τα οποία κινούνται στον αέρα (Unmanned Air Vehicles), στο έδαφος (Unmanned Ground Vehicles) και στην επιφάνεια της θάλασσας (Unmanned Surface Vehicles), τηλεκατευθυνόμενα από κάποιον μεμακρυσμένο χειριστή.
Η προμήθεια ενός μικρού μη επανδρωμένου οχήματος σήμερα είναι εξαιρετικά εύκολη. Το κόστος είναι σχετικά χαμηλό και πωλούνται σε καταστήματα σε ολόκληρο τον κόσμο. Μπορούν να μεταφέρουν ελαφριά προς μεσαίου βάρους φορτία και έχουν δυνατότητες προβολής εικόνας και ήχου από τις περιοχές στις οποίες κινούνται. Όλα αυτά συντελούν στο να θεωρείται η ύπαρξή τους ως απειλή, τόσο για την ασφάλεια κρατικών-στρατιωτικών υπηρεσιών, όσο και για την ασφάλεια ιδιωτών. Κρίνεται επιτακτική η ανάγκη ύπαρξης ενός συστήματος, που θα αποτρέπει την είσοδο των οχημάτων αυτών σε απαγορευμένες περιοχές.
Σε αυτή τη διπλωματική εργασία αναλύεται, σχεδιάζεται και υλοποιείται ένα πληροφοριακό σύστημα, το οποίο ανιχνεύει «επιθέσεις» μη επανδρωμένων οχημάτων και στη συνέχεια τις αναχαιτίζει.
Η απαγορευμένη περιοχή ορίζεται με την οριοθέτηση στο τρισδιάστατο χώρο, συγκεκριμένων ζωνών απαγόρευσης πτήσεων για τα UAV ή άλλων κινήσεων αν πρόκειται για UGV ή USV.
Η είσοδος ενός μη επανδρωμένου οχήματος, χωρίς να έχει εξουσιοδότηση, εντός ενός απαγορευμένου χώρου θεωρείται επίθεση.
Για την ανίχνευση χρησιμοποιούνται ελεγκτές διασύνδεσης ασύρματων δικτυών, που λειτουργούν βάση του προτύπου ΙΕΕΕ 802.11. Μετά την επεξεργασία των δεδομένων που λαμβάνονται, το σύστημα προβλέπει αν η τροχιά του οχήματος είναι τέτοια, που θα το φέρει εντός του απαγορευμένου χώρου. Για την πρόβλεψη της τροχιάς χρησιμοποιείται αλγόριθμος εντοπισμού θέσης και πρόβλεψης τροχιάς, βασισμένος σε ήδη χρησιμοποιούμενα μοντέλα. Εφόσον το σύστημα αντιληφθεί ότι το όχημα δεν είναι πιστοποιημένο και ότι με την τροχιά που έχει θα εισέλθει εντός του απαγορευμένου χώρου, ενεργοποιείται η ηλεκτρονική διάταξη αναχαίτισής του. Η διάταξη αυτή αποτελείται, όπως και η αντίστοιχη διάταξη ανίχνευσης, από ελεγκτή διασύνδεσης ασύρματου δικτύου, ο οποίος με την καθοδήγηση του συστήματος εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα, με σκοπό τη διακοπή της ασύρματης επικοινωνίας χειριστή-οχήματος. Με τη διακοπή της επικοινωνίας το όχημα μένει ακυβέρνητο και αποτρέπεται η είσοδός του στον απαγορευμένο χώρο.
Για τον χειρισμό του συστήματος από χρήστες που δεν έχουν εξειδικευμένες γνώσεις πληροφορικής, αλλά και για την αυτόματη λειτουργία του, κατασκευάστηκε ειδική εφαρμογή με απλό και εύχρηστο γραφικό περιβάλλον, με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού Java (version 8) και της βιβλιοθήκης GUI JavaFX (release 8).
An unmanned vehicle is a vehicle, that moves in the air (Unmanned Air Vehicles), on the ground (Unmanned Ground Vehicles) and on the sea’s surface (Unmanned Surface Vehicles), remote controlled by a remote operator.
Today, buying a small unmanned vehicle can be so easy. The cost is low and they are sold in stores around the world. They are able to carry small to medium weight loads and they have audio/video transmitting capabilities, from the areas they are moving in. All these contributes in considering these vehicles a threat, for the national, military and private security. So a computer system that will prohibit access of these vehicles to restricted areas is considered necessary.
This master thesis analyzes, designs and implements a computer system that detects and intercepts unmanned vehicles’ attacks.
The restricted area is being delineating in the three dimension space, by defining flight restricted zones for UAV, or respective zones for UGV and USV.
Unauthorized entry of an unmanned vehicle in a restricted area is been considered offensive.
The system to detect these vehicles uses wireless network controllers that support ΙΕΕΕ 802.11 standard. After data processing, the system can predict if the vehicle’s trajectory gets it inside restricted area, using a location tracking and trajectory prediction algorithm, based in past models. If the vehicle is unauthorized and is moving towards restricted zone, the system will intercept it, using special hardware. This hardware is another wireless network controller, which jams operator’s wireless control. After the loss of communication with its operator, the vehicle is uncontrolled and is being prevented from having access to the restricted area.
For users without special IT training and for the automated system’s operation, special software with an easy and useful graphical interface was implemented, using Java (version 8) programming language and its JavaFX (release 8) GUI library.
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
