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:

«Газпром нефть» обеспечивает поставки топлива по Северному завозу
Газпромнефть-Аэро

Аэрофлот запустил восемь киосков саморегистрации в зоне международных вылетов аэропорта Шереметьево
Аэрофлот

Рейс с «мохнатым» приоритетом: Уральские авиалинии доставили редких животных в новый дом
Уральские авиалинии

S7 Group заключила соглашение о сотрудничестве по развитию авиаперевозок в Хабаровском крае
S7

Сахалинские природные парки оцифровали с помощью беспилотников
Геоскан

Аэропорт Красноярск принял блогеров и туроператоров из Китая
Аэропорт Красноярск

S7 Group, международный аэропорт Хабаровск и правительство Хабаровского края договорились о развитии маршрутной сети
АО «Хабаровский аэропорт»

Ростех впервые представил арктический вертолет Ми-38ПС с рекордной дальностью полета
Ростех

Более 26 тысяч детей обслужил аэропорт «Гагарин» за время летних каникул
АО УК "Аэропорты Регионов"

Hainan Airlines увеличивает частоту рейсов из Шереметьево в Хайкоу до пяти в неделю
Международный аэропорт Шереметьево

Рейс к истокам больших перемен запустили в аэровокзале «Южно-Сахалинск» для островных студентов
Аэровокзал «Южно-Сахалинск»

Оплатить билеты на поезда и экспресс-автобусы Аэроэкспресса можно цифровыми рублями
Аэроэкспресс

ГТЛК поставит в лизинг «ЮТэйр» 26 вертолетов
ГТЛК

Ростех проведет в Египте международную премьеру системы для уничтожения дронов
Ростех

Флот «ЮТэйр» пополнят 26 новейших вертолетов
ЮТэйр

Волонтеры «Газпром нефти» помогли подготовить Мгинскую школу-интернат к началу учебного года
Газпромнефть-Аэро

«Вертолеты России» представляют на ВЭФ новейший вертолет Ми-171А3
Вертолеты России

Аэропорт «Гагарин» запустил проект «Посадочный талон для любимой игрушки»
Аэропорт «Гагарин»

Первокурсники приступают к обучению в производственно-учебном центре ОДК-Салют
ОДК

Аэропорт Владивосток поздравил с Днем знаний второй набор учащихся по программе «Профессионалитет»
Аэропорт Владивосток