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:

«Сирена-Трэвел»: «Мы уверены, что суд разберется, где заканчивается ответственность конкретных лиц и начинается добросовестное владение других акционеров и трудового коллектива»
АО "Сирена-Трэвел"

AZUR air перевезла более 50 тысяч пассажиров из России на Фукуок и обратно за три месяца полётов
Авиакомпания AZUR air

Аэропорт Шереметьево работает в усиленном режиме и стабильно обеспечивает обслуживание авиакомпаний и пассажиров
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Ростех передал МЧС России первую партию новейших вертолетов Ми-38ПС
Госкорпорация Ростех

Red Wings начнет летать из Самары в Ургенч
АО "Ред Вингс"

ГТЛК выполнила все обязательства по замещающим облигациям серии ЗО-2026-Д
АО "ГТЛК"

Геоскан совместно с ТГУ отработал применение БАС при низких температурах
ГК «Геоскан»

В Якутске презентовали отечественный турбовинтовой самолёт Ил-114-300
Пресс-центр Республики Саха (Якутия) в Москве

Utair вводит дополнительные рейсы в Уфу из Екатеринбурга
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

«РТ-Техприемка» представила цифровую метрологическую платформу ЦМЛ.Тех в Сириусе
АО "РТ-Техприемка"

На ОДК-Сатурн внедрили роботизированный комплекс для обработки лопаток двигателей
АО "ОДК"

ГТЛК успешно разместила выпуск валютных облигаций серии 001P-22 в долларах США
АО "ГТЛК"

Беспилотник для видеомониторинга «Геоскан 801» поступил на службу в поисково-спасательный отряд «Экстремум»
ГК «Геоскан»

ОАК и ПРОФАВИА подписали новое корпоративное соглашение
АО "ОДК"

Аэрофлот получил две награды авиационной премии Velana Awards — 2026
ПАО "Аэрофлот"

Братчане могут летать напрямую в Тюмень, Уфу и Нижневартовск
Аэропорт Братск

В МАИ разработали систему защиты дронов от экстремальных температур
Московский авиационный институт

Геоскан и Авиалесоохрана будут совместно развивать решения для мониторинга пожарной опасности в лесах на основе беспилотных технологий
ГК "Геоскан"

Снегопад не повлиял на график работы поездов и экспресс-автобусов Аэроэкспресс
ООО "Аэроэкспресс"

Эксперты обсудили вопросы стандартизации в авиационной промышленности
ПАО "ОАК"