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:

ОДК создает единую платформу управления данными на основе российского ИТ-решения
АО "ОДК"

Геоскан и Авиалесоохрана будут совместно обучать специалистов лесного хозяйства применять беспилотники для мониторинга пожаров
ГК "Геоскан"

КрасАвиа эвакуировала заболевшего члена экипажа с морского судна в Северном Ледовитом океане
АО "КрасАвиа"

Аэрофлот вводит дополнительные рейсы из Москвы в Нячанг
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания «РусЛайн» открыла продажу билетов на рейсы Белоярский – Москва (Жуковский) с 18 апреля
АО АК "РусЛайн"

В МАИ провели стратегическую сессию, посвящённую отбору участников проекта по созданию кампусов будущего
Московский авиационный институт

ОДК-СТАР успешно протестировало отечественное ПО в области математического моделирования
АО "ОДК-СТАР"

ОДК-Кузнецов завершил региональный отборочный этап чемпионата по физике «Построй карьеру в ОДК»
АО "ОДК"

Диагностика от Академии Ростеха: выявление будущих руководителей среди персонала
Академия Ростеха

Red Wings начнет летать в Ереван из Оренбурга
АО "Ред Вингс"

Ростех досрочно поставил в аэропорт Нарьян-Мара новейший радиолокатор для связи самолетов с землей
Госкорпорация Ростех

АКРА подтвердило кредитный рейтинг ГТЛК на уровне АА-(RU) со «стабильным» прогнозом
АО "ГТЛК"

Компания «НордПорт» оказывает поддержку при проведении сертификационных испытаний новых российских самолетов
Компания «НордПорт»

1 500 поздравлений отправили пассажиры Аэроэкспресса за время работы Весенней почты в терминалах компании
ООО "Аэроэкспресс"

Аэрофлот вводит новые дополнительные рейсы в Таиланд, на Мальдивы и на Шри-Ланку с марта по июнь
ПАО "Аэрофлот"

AZUR air перевезла в/из Вьетнама более 300 тыс. пассажиров за год полетов
Авиакомпания AZUR air

ГТЛК успешно разместила выпуск ЦФА GTLK-03
АО "ГТЛК"

ГТЛК разместит выпуск ESG-облигаций серии 002Р-12
АО "ГТЛК"

Управляющим директором ТАНТК им. Г.М. Бериева назначен Николай Савицких
ПАО "ОАК"

«Российские космические системы» на «Архимед-2026»: высокие технологии для инновационного космоса
АО "Российские космические системы"