Modely a citlivost – manuál do terénu¶

Krátký návod, jak na desce přepínat modely a ladit citlivost detekce, když jdeme ven testovat s dronem. Technický popis řetězce je v index.md. Výchozí model je gbt_m1 (vrstva 4 s modulací obálky, práh 3.211), ověřený s dronem venku; mlp_f2 (předchozí výchozí) a mlp_m1 zůstávají v image pro srovnání.

1. Než začneš¶

Dvě cesty, jak s deskou mluvit: pomocník stm32node-cli (fw/apps/stm32node-cli), který umí model, micslot, detect i record, takže celý test odbavíš z něj bez terminálu; nebo ruční terminál na USB konzoli desky (embedded-cli, prompt >; PuTTY, Tera Term).

stm32node-cli model --port COM7      # co je v image a co je aktivní

Port COM se mezi relacemi mění, hledej VID 0483 / PID 5710.

Po každém zapnutí desky udělej dvě věci, obě se po resetu zapomenou:

stm32node-cli micslot a --port COM7   # živý mik je na slotu A, deska startuje na B
stm32node-cli model --port COM7       # ověř, že je aktivní gbt_m1 (hvězdička) thr=3211

Výběr modelu i slotu přežije mezi jednotlivými voláními stm32node-cli (otevření portu desku neresetuje), takže je nastavíš jednou a pak jen pouštíš detect. Totéž jde napsat i do ruční konzole jako micslot a a model.

2. Příkazy¶

příkaz	co dělá
`model`	vypíše modely v image, `*` označuje aktivní, u každého výchozí práh
`model <jméno>`	přepne model, např. `model mlp_f2` (předchozí výchozí, vrstva 2) nebo `model mlp_m1` (MLP na vrstvě 4)
`detect <s> [squelch] [thr] [dbg] [rule]`	běží `<s>` sekund (až 86400), vypisuje okna a alarmy; `rule` = pravidlo alarmu, `2of4` (výchozí) nebo `mean4`, viz kap. 6
`detect 0 ...`	běží bez limitu, dokud v konzoli nestiskneš libovolnou klávesu; pak přijde `DETEND`
`micslot a`	přepne na živý mikrofon

Argumenty detect jsou poziční. Když chceš zadat práh, musíš zadat i squelch před ním. Obě čísla jsou v tisícinách: 3211 znamená 3.211, 3 znamená RMS 0.003.

detect 30                # výchozí squelch 3, práh aktivního modelu
detect 30 3 2500         # squelch 3, práh 2.5 (citlivější, dál dosáhne)
detect 30 3 3211 1       # výchozí práh gbt_m1 a ladicí výpis po snímcích
detect 600               # deset minut, výchozí squelch a práh
detect 0 3 3211          # bez limitu, zastaví libovolná klávesa v konzoli

Práh platí pro aktivní model: po model mlp_f2 je jeho výchozí 7656.

Během detect deska neobsluhuje rádio, takže dlouhý běh znamená dlouhý výpadek LoRa. Běh bez limitu (detect 0) zastavíš v stm32node-cli detect 0 libovolnou klávesou, v jeho TUI konzoli q a Enter, nebo v ručním terminálu libovolným bajtem. Deska se tak čistě zastaví a uvolní rádio; stm32node-cli vypíše stopped, v ručním terminálu navíc uvidíš DETEND. Běh s limitem vypíše DETEND vždy.

3. Co deska vypisuje¶

LVL t=1.984 rms=+0.031            úroveň vstupu, asi 1x za sekundu
DET t=2.432 span=14 dec=+4.120 DRONE   jedno klasifikované okno (~448 ms)
DET t=2.880 span=14 dec=-12.500 noise
ALM t=3.328 ON hits=2/4           alarm změnil stav
DETEND windows=64 drones=27 alarms=1 first_drone=2.432 first_alarm=3.328 overrun=0 err=0

Pro hodnocení citlivosti sleduj čísla z DETEND:

drones / windows = podíl oken nad prahem. To je hrubá citlivost.
alarms = kolikrát alarm přešel z OFF na ON. To je, co by šlo rádiem.
first_drone a first_alarm = čas (s od startu běhu) prvního okna označeného DRONE a prvního zapnutí alarmu; - když se to nestalo. U gbt_m1 a mlp_m1 odečti 2,2 s zahřívání (plní se kruh obálky, totéž po výpadku vzorků), dřív okno přijít nemůže.
overrun=1 znamená ztracené vzorky, zapiš si to k běhu.

Hodnota dec je rozhodnutí modelu (logit). Práh se porovnává přímo s ním, takže z výpisu vidíš, o kolik drony a rušiče přelétají nebo podlétají práh. Zapiš si při každém běhu rozsah dec pro dron a pro rušiče, tím se práh ladí.

4. Modely v image¶

Vyhodnoceno „mimo fold“: každou terénní nahrávku posuzuje model, který ji při tréninku neslyšel; squelch 3, alarm 2 ze 4. gbt_m1 a mlp_m1 na nahrávkách do 2. 10. (21× DJI Phantom 4, 19× Runner 250, 27 negativ včetně venkovního pozadí, klimatizace, lidí a 30 min dopravy), mlp_f2 a mlp_v6 na starším základu do 1. 10. (14 DJI, 19 Runner, 22 negativ). Sloupec fal. alarmy/h = falešné alarmy za hodinu na 11,6 h veřejných negativních nahrávek, které nikdo netrénoval.

model	výchozí práh	DJI	Runner	negativa	fal. alarmy/h	poznámka
gbt_m1 (výchozí)	3.211	21/21	14/19	1/27	1,7	vrstva 4 (modulace obálky), 200 stromů; první 2 s běhu bez rozhodnutí; venku 5. 10. ve 100 m 35/35 oken
mlp_f2	7.656	11/14	18/19	4/22	2,0	vrstva 2, MLP 68→32→16→1; předchozí výchozí, rollback; venku slábne od 60 m
mlp_m1	8.400	21/21	14/19	2/27	1,9	vrstva 4, MLP 78→32→16→1; nejvyšší polní AUC, ale jeho práh se mezi tréninky hodně liší
mlp_v6	3.0	7/14	10/19	5/22	16,7	jen veřejná data; práh 3.0 byl laděn na Runneru
svm_v3	0.5	–	–	–	–	pálí na čtvrtinu negativních oken, nepoužívat

Co z toho plyne pro test venku:

Dosah je teď hlavní limit, ne typ dronu. DJI visící nad mikrofonem (mimo fold, výchozí práh, podíl oken nad prahem): gbt_m1 60/80/90 m 86/85/71 % (mlp_m1 podobně), vrstva 2 (mlp_f2) jen 38/44/17 %. Venku na desce, dron visí: 60 m 100 % oken proti 58 % u mlp_f2, 80 m 65 % proti 21 %, 100 m gbt_m1 35 z 35 oken, mlp_f2 1 z 31; pozadí s lidmi bez falešného alarmu. Ve 120 m nechytil nikdo, nejspíš brána (squelch 3): už na 80–100 m prošlo jen 20–43 oken ze 60. V RMS je DJI nad hlavou od 60 m nerozlišitelná od pozadí (0,004).
Proč vrstva 4: k příznakům spektra přibylo modulační spektrum obálky pásma 1–4 kHz za poslední dvě sekundy. Visící dron „seká“ svůj šum frekvencí průchodu listů (Phantom 4 asi 170–185 Hz, s harmonickou na dvojnásobku) a tahle čára drží i tam, kde je spektrum už na úrovni pozadí. Je to podpis stálých otáček: při přeletu a klesání se čára rozmaže a detekce je o dost horší než při visení. Runner na 40 m nechytí ani vrstva 4.
Druhý názor na stejném zvuku: model mlp_m1 (stejné příznaky, jiný druh modelu) nebo model mlp_f2 (bez modulace). model mlp_f2 je i rollback.
Známá slabina trvá: když se ze vstupu odřízne všechno nad 6 kHz, model nepozná nic. Na přehrávky z mobilu se nespoléhej.
Typ dronu, který v trénovacích datech není, zatím spolehlivě nepozná: na cizích dronech (sada Halmstad) chytí modely jen menšinu klipů. Každý nový dron (FPV, jiná DJI) potřebuje vlastní nahrávky.

5. Citlivost: jak si s prahem hrát¶

Vyšší práh = méně citlivé, méně falešných poplachů. Nižší práh = citlivější, víc falešných. Pro výchozí gbt_m1 (mimo fold, nahrávky do 2. 10.: 21 DJI, 19 Runner, 27 negativ; poslední sloupec na 11,6 h veřejných negativ):

práh	DJI	Runner	terénní negativa	fal. alarmy/h
4.06 (1 FA/h)	20/21	12/19	0/27	0,26
3.211 (5 FA/h, výchozí)	21/21	14/19	1/27	1,7
2.35 (20 FA/h)	21/21	16/19	4/27	4,0

A po nahrávkách (DJI nad mikrofonem 2. 10., drony 30. 9., venkovní negativa 2. 10., kancelář 1. 10., 30 min dopravy), s pravidlem alarmu z kapitoly 6:

práh + pravidlo	DJI 2. 10. 20–90 m (/7)	drony 30. 9. (/16)	venkovní negativa (/4)	kancelář (/11)	doprava (30 min)
2.0 + 2of4	7	14	2	1	8 alarmů/h
2.5 + 2of4	7	14	2	1	0
3.211 + 2of4 (výchozí)	7	13	1	0	0
3.5 + mean4	7	13	0	0	0
4.0 + 2of4	7	12	0	0	0
5.0 + 2of4	7	7	0	0	0

Pod 2.5 začne pálit doprava. 3500 + mean4 má stejné detekce jako výchozí a žádný falešný alarm na ničem, co jsme zatím nahráli.

Doporučený žebřík na venkovní test, každý krok 30 s se stejným manévrem dronu:

detect 30 3 3211              # výchozí
detect 30 3 3500 0 mean4      # nula falešných
detect 30 3 2500              # citlivější, pro měření dosahu

A ke každému kroku stejnou sekvenci bez dronu (mluvení, chůze, auto, vítr), aby byl vidět odstup. Práh volíme jako nejvyšší hodnotu, při které dron stále dává alespoň třetinu oken, a nejnižší, při které rušiče nedají žádný alarm.

mlp_f2 (rollback)¶

Výchozí práh mlp_f2 je 7.656 (5 FA/h). Pod 7 začne pálit doprava, od 7.656 výš je doprava i venkovní pozadí čisté a 9000 + mean4 nedal falešný alarm na ničem, co jsme zatím nahráli. Žebřík pro mlp_f2:

model mlp_f2
detect 30 3 7656              # výchozí mlp_f2
detect 30 3 9000 0 mean4      # nula falešných
detect 30 3 5570              # jen pro měření dosahu, pálí doprava

6. Brány¶

Squelch (RMS brána)¶

Druhý argument detect. Snímek s RMS pod squelchem se nezpracuje vůbec: nevznikne okno, nehne se alarm. Výchozí je 3 (RMS 0.003): venku bylo pozadí kolem RMS 0.004 a dron ve střední výšce nebo dál 0.004–0.009. Tichá místnost (0.0026) ani při 3 okno nedá, okno potřebuje 14 snímků v řadě nad branou.

Nikdy netestuj verdikty se squelchem 0. Příznaky jsou nezávislé na hlasitosti, takže i šum na úrovni floor má „tvar“ a model na něm pálí.
Když bude dron sotva slyšet, uvidíš v DETEND málo oken, to znamená, že brána maže moc. Pod 3 ale nechoď, tam už začíná vlastní šum mikrofonu.
Ve větru nebo u silnice: zkus 10–20, aby se hluk pozadí nedostal ke klasifikátoru vůbec. Sleduj LVL rms=, brána má sedět těsně nad klidem.
Celopásmové RMS je dané hlavně hukotem pod 200 Hz, dron má energii výš.

Kontrola nastavení: windows v DETEND proti délce běhu. 30 s dává maximálně asi 66 oken. Když je windows výrazně méně, brána ořezává.

Alarm: hlasování K z N, nebo průměr¶

Pátý argument detect (za dbg), při každém běhu znovu, nic se neukládá:

detect 30 3 3211 0 2of4     # výchozí: zapne při 2 DRONE ze 4 posledních oken, vypne pod 1
detect 30 3 3211 0 mean4    # průměr posledních 4 rozhodnutí vůči prahu >= 0
detect 30 3 3211 0 1of4     # volnější hlasování: stačí 1 okno ze 4
stm32node-cli detect 30 --rule mean4 --port COM7

Okno je 448 ms, takže alarm znamená zhruba sekundu dronu.

<k>of<n> (hlasování, výchozí 2of4): počítá okna nad prahem. Zapne při k z posledních n, vypne, když jich je méně než k−1 (nejméně 1), aby rozhodnutí kolem prahu neblikalo. Přísnější: 3of4, 3of8. Volnější: 1of4, 2of8.
mean<n> (měkká integrace): průměruje samotná rozhodnutí (dec minus práh) za posledních n oken a hlásí, dokud je průměr ≥ 0. Řada oken těsně pod prahem nikdy nezahlásí, jedno okno vysoko nad prahem utáhne tři slabá. V řádku ALM je pak místo hits=k/n hodnota mean=+d.ddd/n.
n je 1 až 32.

Co dělá mean4 s gbt_m1, ukazuje tabulka v kapitole 5 (3500 + mean4). Venku vyzkoušej obě pravidla na stejném manévru. Z řádků DET v logu spočítáš, co by dalo jiné pravidlo, aniž bys běh opakoval, loguj proto celé běhy (stm32node-cli detect ... > beh.txt).

7. Postup venku, ve zkratce¶

micslot a, model, ověř gbt_m1 * thr=3211.
Klid bez dronu: detect 30 a sleduj LVL rms=, podle toho nastav squelch. Zároveň nahraj pozadí bez dronu (record 1 120), v tréninku chybí.
Rušiče bez dronu (řeč, auto, vítr) při výchozím prahu 3.211 a při 3.5 (mean4). Musí být alarms=0.
Dron: hover blízko, hover daleko, přelet; k tomu známé vzdálenosti (20, 40, 60, 80, 100 m a dál), protože dosah je teď hlavní otázka. Žebřík prahů z kapitoly 5; od ~100 m zkus i squelch 1 (detect 30 1).
Stejné manévry s model mlp_m1 (stejné příznaky, jiný model) a model mlp_f2 (vrstva 2, bez modulace) pro srovnání.
Nahraj i syrový zvuk jako WAV, doma ho pak přehraje bdtrain score nahravka.wav přes všechny modely bez dalšího létání:

stm32node-cli record 10 20 --port COM7

To nahraje 20 souborů po 10 s (chunk-001.wav až chunk-020.wav, každý hned, jak doběhne) do recordings/batch-<datum-čas>/ a k nim index.csv (stream a overrun každého kusu); Ctrl-C nechá hotové. record 30 je jeden soubor; totéž jde i v TUI konzoli. Spouští se přes .venv\Scripts\stm32node-cli.exe ve fw/apps/stm32node-cli.

Nahrávej souběžně s manévry dronu a piš si k číslům kusů, co se dělo (hover 2 m: 003–005, přelet: 006, ...). Doma pak práh doladíš přesně na to, co bylo slyšet, bez dalšího létání.

8. Nahrávky pro trénink¶

Každá nahrávka z terénu je pro trénink cennější než hodina veřejných dat. Aby šla rovnou použít (bdtrain ji najde sám):

Složku z record přejmenuj podle obsahu a roztřiď do sezení podle data:

boomdetect-data/raw/field/2026-10-02/Positive/dji_hover_50m/chunk-*.wav + index.csv
boomdetect-data/raw/field/2026-10-02/Negative/silnice_kamiony/...

Pozitiva začínají jménem dronu: dji_... (Phantom 4), runner_... (Runner 250). Nový dron = nová předpona, stačí ji doplnit do DRONE_PREFIXES v fw/common/boomdetect/training/boomdetect_train/datasets/field.py.
Jméno složky negativ je jejich kategorie a objeví se v reportu (co mate model).
Pak bdtrain manifest, bdtrain features field --force a trénink s --field.

Co nejvíc chybí, v tomhle pořadí:

dron dál než 100 m a v pohybu (přelet, klesání), s poznámkou, jak daleko byl;
dlouhá pozadí (desítky minut: park, silnice, vítr, déšť), jinak nejde změřit falešné alarmy za hodinu;
skutečné rušiče, ne z telefonu – fén a včely z mobilu jsou ořezané nad 5 kHz a model se na tom učí zkratku „bez výšek = není dron“;
další typy dronů, hlavně FPV, a kdyby šlo, i jiné DJI;
delší souvislé záběry (1–3 min na manévr) místo 9–19 s.