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:

«Газпромнефть-Аэро» определила лучших специалистов по заправке самолетов на финале конкурса «Лучший по профессии»
АО "Газпромнефть-Аэро"

AZUR air возобновит прямые рейсы на Шри-Ланку в зимнем сезоне 2026/2027
Авиакомпания AZUR air

Геоскан выполнил крупнейший проект по поиску золота с беспилотников в Саудовской Аравии
ГК "Геоскан"

Санавиация Ростеха эвакуировала туриста из кузбасского леса после нападения медведя
Госкорпорация Ростех

Метод МАИ для расчёта композитного крыла в разы ускорит создание самолётов новых поколений
Московский авиационный институт

Билет на Аэроэкспресс теперь можно купить вместе с авиабилетом Аэрофлота
ООО "Аэроэкспресс"

Аэропорт Шереметьево вошел в число ключевых участников реализации особо значимых ИТ-проектов России
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

ОДК-Сатурн готовит новое поколение технологов в передовой инженерной школе
АО "ОДК"

Аэрофлот традиционно увеличит частоту рейсов для обеспечения перевозок в рамках Восточного экономического форума
ПАО "Аэрофлот"

Red Wings запустила летнюю распродажу авиабилетов со скидками до 50%
АО "Ред Вингс"

Авиакомпания «Аврора» запустила «Фабрику авиационных процессов»
АО "Авиакомпания "Аврора"

ОДК сконструировала новый двигатель для малых пассажирских самолетов
АО "ОДК" ; госкорпорация Ростех

Аэропорт Владивосток знакомит китайских блогеров с Приморьем
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Учёные МАИ нашли способ упростить модель усталостной прочности композитов
Московский авиационный институт

Аэрофлот оформил первую в России электронную грузовую авианакладную
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпании Syrian Airlines открыла полеты из аэропорта Шереметьево
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Новые высоты «ЮВТ АЭРО»: в Бугульме чествовали лучших сотрудников отрасли
АО "ЮВТ АЭРО"

Международный аэропорт Владивосток торжественно отметил День Воздушного флота
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Чествуем лучших: День воздушного флота России отпраздновали в аэровокзале «Южно-Сахалинск»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Red Wings проверила звучание классической музыки на высоте 10 тысяч метров
АО "Ред Вингс"