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:

113 тысяч пассажиров перевез Аэроэкспресс с 11 по 14 июня
ООО "Аэроэкспресс"

Аэрофлот вводит дополнительные рейсы в Бодрум, Даламан и Анталью в период высокого спроса
ПАО "Аэрофлот"

«Вертолеты России» представляют импортозамещенный Ансат на саммите АСЕАН
Холдинг "Вертолеты России"

Фрезеровщик ОДК-СТАР признан лучшим в Пермском крае
АО «ОДК-СТАР»

«Газпромнефть-Аэро» выступила партнером Всероссийского фестиваля авиационной песни «Душа»
АО "Газпромнефть-Аэро"

Red Wings выполнила первый рейс из Москвы в Баку
АО "Ред Вингс"

ОДК-Кузнецов выпустил в Волгу 2,5 тысячи мальков стерляди
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Новый китайский авиаперевозчик будет выполнять рейсы из аэропорта Хабаровск сразу по двум направлениям
АО "Хабаровский аэропорт"

Международный аэропорт Владивосток увеличил пассажиропоток на 12% по итогам 5 месяцев 2026 года
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аэрофлот закрыл офис продаж в аэропорту Иркутска. Кто теперь оформляет билеты пассажирам авиакомпании?
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Прямой рейс доставит пассажиров из аэропорта Владивосток в Шэньян
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Red Wings начала летать из Оренбурга в Батуми
АО "Ред Вингс"

Аспирантка МАИ разрабатывает новые материалы для обеспечения тяги космических двигателей
Московский авиационный институт

В четвёртом измерении безопасности: инженеры МАИ внедрили новый способ проверки прочности авиационных деталей
Московский авиационный институт

Red Wings начала летать из Волгограда в Батуми
АО "Ред Вингс"

Red Wings выполнила первые рейсы из Тюмени в Тбилиси и Батуми
АО "Ред Вингс"

Два слонёнка, Фовин и Намтан, были перевезены авиакомпанией «Волга-Днепр» на борту Ил-76ТД-90ВД в Казань (Россия) при участии Минтранса РФ
Авиакомпания "Волга-Днепр"

Более 4 000 бутылок воды раздал Аэроэкспресс пассажирам своих автобусов за три дня жары
ООО "Аэроэкспресс"

Спортсмены ОДК взяли «серебро» в мировых корпоративных играх по волейболу
ООО «ОДК Инжиниринг»

Аэроэкспресс и Русское географическое общество открыли фотовыставку, посвященную России
ООО "Аэроэкспресс"