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:

Группа «Аэрофлот» объявляет операционные результаты за апрель 2026 года
ПАО "Аэрофлот"

Геоскан и «Оператор инфраструктуры БАС» протестировали управление беспилотником с использованием сети наземной связи
ГК "Геоскан"

Red Wings перевезла 50 тысяч пассажиров во Вьетнам за год
Авиакомпания Red Wings

Более 300 тысяч пассажиров перевез Аэроэкспресс с 30 апреля по 11 мая
ООО "Аэроэкспресс"

«Вертолеты России» представляют импортозамещенный вертолет «Ансат» на KazanForum 2026
Холдинг "Вертолеты России"

Эфиопские авиалинии увеличивают частоту рейсов из Домодедово
Московский аэропорт Домодедово

Ростех будет готовить экономистов по труду новой формации
Госкорпорация Ростех

В аэропорту Краснодара на строительстве нового перрона залили первые кубометры высокопрочного бетона
Международный аэропорт Красноярск

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» встречает весенне-летний период на высоте и обновляет парк техники
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

В Якутии продолжается модернизация аэропортов в рамках нацпроекта Президента России
Пресс-центр Республики Саха (Якутия) в Москве

«СТАН» разработал поворотный стол на замену иностранным аналогам
Госкорпорация Ростех

Информационное сообщение
АО "Авиакомпания Смартавиа"

В Шереметьево вдвое увеличено количество автоматизированных кабин паспортного контроля на прилете
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Авиакомпания «РусЛайн» открыла продажу билетов на рейсы Минеральные Воды – Сухум с 3 июня
АО АК "РусЛайн"

AZUR air обеспечила показатель регулярности полетов на уровне 95,5% по итогам апреля
Авиакомпания AZUR air

«Волга-Днепр» доставила ключевое оборудование для крупнейшего металлургического проекта в Волгоградской области
Группа компаний «Волга-Днепр»

Геоскан запускает отраслевые программы подготовки специалистов по БАС
ГК "Геоскан"

Инженерия по ролям: как МАИ помогает студентам занять своё место в индустрии
Московский авиационный институт

Выставка к 300-летию со дня рождения Суворова открылась в МАИ
Московский авиационный институт

«Учим учиться и адаптироваться»: ректор МАИ о новой парадигме инженерного образования и роли ИИ
Московский авиационный институт