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:

Аэрофлот запускает «Бизнес-проездной» для часто летающих пассажиров
ПАО "Аэрофлот"

Геоскан и РАН разработали первую отечественную односенсорную мультиспектральную SWIR-камеру для БАС
ГК "Геоскан"

Тариф «Предварительный» станет самым выгодным для поездки в Аэроэкспрессе
ООО "Аэроэкспресс"

Аэропорт Домодедово дал старт праздничному оформлению, установив новогоднюю елку высотой 15 метров
Московский аэропорт Домодедово

ГТЛК успешно разместила выпуск трехлетних ESG-облигаций серии 002P-11 на 12,5 млрд рублей
АО "ГТЛК"

ОДК повысит эффективность внешнеэкономической деятельности совместно с ВТБ
АО "ОДК"

В аэропорту Жуковский открылся аптечный пункт «Магнит?Аптека»
Международный аэропорт Жуковский

Группа «Аэрофлот» вводит шесть дополнительных рейсов между Москвой и Владивостоком на зимний период повышенного спроса
ПАО "Аэрофлот"

Внимание к каждой детали: аэровокзал «Южно-Сахалинск» обновил программу обучения гостеприимству
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Авиакомпания Smartavia поздравила продюсерский центр «Архангельск Джаз» с престижной победой
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Авиакомпания «РусЛайн» возобновляет рейсы из Нарьян-Мара в Пермь
АО АК "РусЛайн"

Обновленный фасад аэропорта Домодедово
Московский аэропорт Домодедово

ГТЛК поставит вертолет авиакомпании АЛРОСА
АО "ГТЛК"

Аэрофлот и Сбер выпустили совместную премиальную дебетовую карту
ПАО "Аэрофлот"

В международном аэропорту Жуковский прошел рейд по борьбе с нелегальными такси
Международный аэропорт Жуковский

Аэрофлот объявляет финансовые результаты по МСФО за 9 месяцев 2025 года
ПАО "Аэрофлот"

ГТЛК закрыла книгу заявок по размещению трехлетних ESG-облигаций серии 002P-11
АО "ГТЛК"

Поздравление генерального директора ФАУ «ЦАГИ», члена-корреспондента РАН К.И. Сыпало со 107-летием ЦАГИ
ФАУ "ЦАГИ"

Аэровокзал Южно-Сахалинска и авиакомпании обсудили взаимодействие в зимний период
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Международный аэропорт Владивосток и авиакомпании торжественно чествовали юбилейных пассажиров
АО "Международный аэропорт Владивосток"