Defensive Future Studies

Defensive Future Studies

Automatic target recognition of surface vessels in passive sonar using emerging technologies of artificial intelligence and deep learning

Document Type : Original Article

Authors
1 Professor of Telecommunications, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran.
2 PhD Student in Telecommunications, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran.
Abstract
Objective: Artificial intelligence is a part of computer science that emphasizes the creation of intelligent machines in defense equipment and military equipment. Intelligent systems for automatic underwater target recognition are increasingly used in passive sonar to reduce human intervention and related challenges in accurately identifying vessels. Today, highly advanced methods of machine learning and deep learning are being used by the world's navies to identify acoustic targets.
Methodology: In this article, recent works in the field of automatic underwater acoustic target recognition are reviewed, and a new method based on deep learning algorithms is presented. In this method, first, the raw audio signals are received from the hydrophones, and after performing the necessary pre-processing, using the Short-time Fourier transform, the spectrogram images related to the passive sonar acoustic data are generated and fed to the model layers for model validation and classification.
Findings: The obtained results show that the multi-layer structures of the proposed model can automatically extract several features required for the classification of different ship classes. In this article, common deep learning algorithms are used to identify targets, which can increase identification accuracy and reduce evaluation errors by searching for the most informative features of sonar data.
Conclusion: The obtained results show that the recognition accuracy of the proposed model is more than 97%, and its validation loss is less than 3%. In this method, with the relative improvement of classification accuracy, the speed of target recognition has increased significantly.
Keywords

Subjects


  • اسماعیلی، محسن و بالایی، حمید. (1392). الگوی راهبردی تأمین امنیت ملّی جمهوری اسلامی ایران در قوانین برنامه‌ی توسعه‌ی اقتصادی، سیاسی، فرهنگی. پژوهش‌های راهبردی سیاست، 2(5): 43-75.
  • اطهری، سید اسدالله و حسینلر، سید حمید. (1393). نقش عربستان سعودی در تحولات منطقه قفقاز و آسیای مرکزی (تأثیر آن بر تعیین رژیم حقوقی دریای خزر)، فصلنامه پژوهش‌های سیاسی و بین‌المللی، 5 (19): 15-1.
  • پارسایی، اسماعیل؛ حافظ نیا، محمدرضا؛ احمدی پور، زهرا و سجادپور, سید محمدکاظم. (1398). شناسایی عوامل ژئوپلیتیک مؤثر در سیاست خارجی. جغرافیاوتوسعه ناحیه‌ای، 17(2): 44-1.
  • رشیدی، احمد و ملکی، ماری. (1398). منافع روسیه و بحران‌های منطقه قفقاز جنوبی، دو فصلنامه سیاست و روابط بین الملل، 3 (5): 193-167.
  • ضرابی، اصغر و محبوب فر، محمدرضا. (1392). کاربرد مدل SWOT- در تدوین استراتژی توسعه گردشگری شهر کاشان، مجله علمی پژوهشی برنامه‌ریزی فضایی، 3 (4): 58-37.
  • عزتی، عزت الله. (1395). ژئوپلیتیک در قرن بیست و یکم، تهران: سمت.
  • قالیباف، محمد باقر و پوینده، محمد هادی. (1395). جایگاه عوامل ژئوپلیتیکی در سطوح و مقیاس‌های جغرافیایی، فصلنامه جغرافیای نظامی و امنیتی، 2 (2): 150-131.
  • کاظمی، زهره؛ زربان، اصغر؛ نجفی، امیر و شریف زاده، غلامرضا. (1394). تعیین موقعیت استراتژیک و تدوین استراتژی با استفاده از مدل ترکیبی SWOT تحلیل و FUZZY DEMATEL مطالعه موردی معاونت تحقیقات دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، کنفراانس بین المللی مدیریت و اقتصاد در قرن 21.
  • محموداوغلی، رضا و رستمی، امیرحسین. (1397). تهدیدات امنیتی روابط روسیه و ارمنستان در قفقاز جنوبی. سیاست دفاعی، 26(103 ): 191-216.
  • مختاری هشی، حسین، و شمس، مجتبی. (1396). تحلیل ژئوپلیتیک بحران یمن. پژوهش‌های جغرافیای سیاسی، 2(1 ): 165-193.
  • نورعلی، حسن و پیشگاهی فرد، زهرا. (1400). نظریه ساختار ژئوپلی نومیک نظام جهانی. پژوهش های جغرافیای سیاسی، 6(3): 59-83.
  • ضرابی، اصغر و محبوب فر، محمدرضا. (1392). کاربرد مدل SWOT- QSPM در تدوین استراتژی توسعه گردشگری شهر کاشان. برنامه‌ریزی فضایی، 3(4): 37-58.
  • جعفری نیا، عباس؛ کاظم پور، ذکریا و مددی، سعید. (1402). ترتیبات امنیتی ناظر بر قفقاز جنوبی (فرصت‌ها و چالش‌های آینده). آینده‌پژوهی دفاعی، 8(28): 57-89.
  • مقصودلو، حسن؛ براتیان، محمود و طحانی، غلامرضا. (1402). تبیین نقش مؤلفه‌های نظامی در ارتقا قدرت دریایی. علوم و فنون نظامی، 19(63): 249-272.
  • یوسفی خرایم، محمد؛ یوسفی، اشکان، قاسمی، حاکم و درویشی سه تلانی، فرهاد. (1400). ارایه چارچوب تحلیل موضوعات ژئوپلتیک دفاعی مبتنی بر آینده‌نگاری راهبردی. آینده‌پژوهی دفاعی، 6(20): 115-136.
  • Barrington, L. W. (2011). Politics and society in the Caucasus. Routledge.
  • Cornell, S. E. , & Jonson, Lena (Eds.). (2013). The geopolitics of the South Caucasus: Prospects for regional cooperation. Routledge.
  • Erdem, C. (2018). The New Geopolitics of the South Caucasus: Prospects for Regional Cooperation and Conflict Resolution. Shireen T. Hunter, ed. Lanham, MD: Lexington Books. 2017. 304 pp. (ISBN-13: 9781498564960). Acta Via Serica, 3(1), 149-151
  • Feaver, P. What is Grand Strategy and why do we need it? 2009.
  • Feaver, P. What is Grand Strategy and why do we need it? 2009.
  • KOOLAEE, E., & Khansari Fard, F. (2019). Historical Narratives and Collective Memory; Creating identity or intensifying ethnic conflicts in the South Caucasus. World Politics, 8(3), 75-104.
  • Newcomb, Evan (2004). "The Concept of Strategy". Accountant and auditor. (p. 11)
  • Rugman, A. M. , & Verbeke, A. (2005). Towards a theory of regional multinationals: A transaction cost economics approach. MIR: Management International Review, 5-17.
  • Simão, L. (2012). The problematic role of EU democracy promotion in Armenia, Azerbaijan, and Nagorno-Karabakh. Communist and Post-Communist Studies, 45(1-2), 193-200.
  • Frederik, C. (2010). The Caucasus–An Introduction.