В МАИ разработали навигационный комплекс для беспилотников с элементами ИИ

Московский авиационный институт, 17 сентября 2024 года

Группа специалистов кафедры 305 «Пилотажно-навигационные и информационно-измерительные комплексы» под руководством доцента, начальника научно-исследовательского отдела института № 3 «Системы управления, информатика и электроэнергетика» МАИ Константина Веремеенко разработала навигационный комплекс для беспилотников с использованием технологии искусственного интеллекта. Комплекс позволит беспилотной авиационной системе определять местоположение и ориентацию в случае потери спутниковых навигационных сигналов.

Эксплуатанты беспилотных авиационных систем (БАС) часто сталкиваются с ситуацией потери или искажения спутниковых сигналов, особенно в условиях плотной городской застройки: из-за высотных зданий, переотражения сигнала, большого количества антенн и передающих станций поблизости. Чтобы решить эту проблему, в МАИ разработали несколько вариантов бортовых навигационных комплексов и провели экспериментальные исследования возможности применения нейронных сетей для повышения точности и автономности навигации в условиях сложных помех.

В настоящее время большинство навигационных систем БАС работают на основе совместной обработки сигналов разнородных бортовых систем и датчиков. При этом используется специальный математический алгоритм — оптимальный фильтр Калмана, который активно применяется в отечественных навигационных системах с 80-х годов прошлого столетия. У него есть свои ограничения. Так, фильтр оптимально работает только при полной и точной информации о характеристиках измерительных шумов используемых датчиков, а также при непрерывном поступлении сигналов от всех датчиков, в частности, от спутниковых навигационных систем.

Специалисты научной группы создали образцы навигационных комплексов и на легковом автомобиле оборудовали исследовательский стенд. Передвигаясь на нём внутри плотной столичной застройки, группа исследовала и собирала необходимые для обучения нейросети массивы данных навигационных систем. Использованные исследователями спутниковые технологии и аппаратура позволили получать сигнал с высокой точностью. Массивы данных — координаты, скорости и углы ориентации — записывались и в дальнейшем использовались для последующего обучения нейросети, которой предстояло поддерживать нормальную работу навигационного комплекса в периоды отсутствия спутниковых сигналов. При этом нейросеть училась не только распознавать ошибки навигационной системы, но и определять, сигналы каких спутников оказались ненадёжными, исключая их из дальнейшей работы.

— Наша работа показала, что в условиях городской застройки, когда пропадают спутниковые сигналы, искусственная, предварительно обученная глубокая нейронная сеть справляется лучше оптимального фильтра Калмана. Отчасти это происходит потому, что здесь нарушаются условия, при выполнении которых работает этот математический алгоритм. У искусственного интеллекта нет такой строгой математической модели, как у оптимального фильтра, где предсказания проводятся на основе десятков математических уравнений, но у него есть опыт, причём многократный, полученный от десятков и даже сотен проездов. На основе своего предшествующего опыта он может дать точный прогноз, как себя поведёт навигационная система, — отметил Константин Веремеенко.

В результате проведённых исследований на заданном наборе траекторий навигационный комплекс с обученной нейросетью смог справиться с ситуацией потери спутникового сигнала и определять координаты аппарата с приемлемой погрешностью.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России.




Сообщения компаний:

AZUR air возобновила полёты в Анталью из Екатеринбурга и Тюмени
Авиакомпания AZUR air

Аэрофлот представил на ЦИПР VR-тренажёры для начальной подготовки пилотов
ПАО "Аэрофлот"

«Вертолеты России» представляют импортозамещенный Ми-171А3 на выставке в Китае
Холдинг "Вертолеты России"

Грузовой терминал аэропорта Красноярск готов к трехкратному росту объемов в рамках программы повышения производительности труда
Международный аэропорт Красноярск

Аэропорт Братск начал обслуживать новые грузовые рейсы
Аэропорт Братск

Учащиеся из подшефной школы ОДК-СТАР победили в конкурсе «Инженерные кадры России»
АО "ОДК-СТАР"

Специалисты ОДК-Кузнецов завоевали призовые места в корпоративном чемпионате профмастерства
ПАО "ОДК-Кузнецов"

Ростех впервые представил платформу для управления промышленными роботами на ЦИПР-2026
АО "РТ-Техприемка"

Шереметьево представило Председателю Правительства РФ биометрические и цифровые проекты для аэропортовой отрасли
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

«Мирное небо – наш основной приоритет»: в МАИ состоялась встреча с Заслуженным лётчиком-испытателем России Сергеем Богданом
Московский авиационный институт

Робот, который находит брак: разработку МАИ представили на конференции «Цифровая индустрия промышленной России»
Московский авиационный институт

Компания «Базальт СПО» выступит генеральным партнёром МАИФ – 2026
МАИФ

Аэроэкспресс встретил своего 210-миллионного пассажира на Белорусском вокзале
ООО "Аэроэкспресс"

ОДК до конца года начнет промышленную эксплуатацию отечественного IT-решения для управления производством
АО "ОДК"

AZUR air запустила прямые рейсы в Анталью из Архангельска
Авиакомпания AZUR air

210 млн пассажиров перевез Аэроэкспресс с момента основания
ООО "Аэроэкспресс"

«Газпром нефть» развивает социальную инфраструктуру для детей в Ленинградской области
АО "Газпромнефть-Аэро"

МАИ стал первым в рейтинге вузов RAEX по направлению «Авиационная и ракетно-космическая техника»
Московский авиационный институт

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» провёл субботник на берегу у лежбища сивучей
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Авиакомпания «Аврора» выполнит дополнительные рейсы по внутрикраевым направлениям в Приморье
АО "Авиакомпания "Аврора"