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:

На всероссийской конференции в МАИ обсудили технологии беспилотного будущего
Московский авиационный институт

Авиадвигатель ПД-8 для самолета «Суперджет-100» успешно прошел испытания на обрыв лопатки вентилятора
Госкорпорация Ростех

Геоскан протестировал ГНСС-трекер и систему управления полетами собственной разработки для удаленной идентификации и управления БВС
ГК "Геоскан"

В аэропорту Сургута внедрён цифровой сервис обслуживания пассажиров в сбойных ситуациях
Международный аэропорт Сургут

В международном аэропорту Хабаровск обслужили 2,5 млн пассажиров с начала года
АО "Хабаровский аэропорт"

Программный продукт «Росэл» поможет автоматизировать управление инструментом на российских заводах
Холдинг «Росэл»

Оборудование Госкорпорации Ростех поможет сажать самолеты в крупнейшем городе ЯНАО
Госкорпорация Ростех

В аэровокзале «Южно-Сахалинск» обслужили полуторамиллионного пассажира Авиакомпании «Аврора»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Акция «Счастливый билет» завершилась в аэропорту Владивосток
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания «РусЛайн» открыла продажу билетов на рейсы из Тамбова на 2026 год
АО АК "РусЛайн"

Уникальная экскурсия по аэропорту «Казань» и самолёту авиакомпании Nordwind для воспитанников Детского дома
АО "Международный аэропорт "Казань"

"Росэл" увеличил вдвое объем услуг по нанесению гальванических покрытий
Холдинг «Росэл»

Почти 3 000 тяжёлых больных эвакуировали санавиацией в Якутии с начала года
Пресс-центр Республики Саха (Якутия) в Москве

Аэрофлот приготовил особенные подарки для детей, путешествующих в классе Бизнес
ПАО "Аэрофлот"

Аэропорт Красноярск готовится к масштабному обновлению парковочной и транспортной инфраструктуры
Международный аэропорт Красноярск

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» стал лидером области по внедрению бережливых технологий
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Нам уже семнадцать – авиакомпания NordStar отмечает день рождения
АО АК "НордСтар"

Внуково – главная точка старта к сокровищам Венесуэлы: открыта фотовыставка!
АО "Международный аэропорт "Внуково"

Аэрофлот запустил бесплатный онлайн-сервис по оформлению справок для пассажиров
ПАО "Аэрофлот"

«АльфаСтрахование» и «АЭРОНЕКСТ» договорились о сотрудничестве в сфере страхования беспилотников
АО "АльфаСтрахование"